【摘要】目前在我國建筑行業(yè)中，粗放式的建設(shè)模式仍然占據(jù)著支配性地位。在裝配式建筑施工展開高效有序的調(diào)度優(yōu)化，避免造成裝配預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、運輸與裝配缺乏協(xié)調(diào)而導(dǎo)致延誤施工或增加成本、降低建筑質(zhì)量等問題，本文對裝配式建筑施工及其預(yù)制構(gòu)件運輸班次調(diào)度優(yōu)化展開研究探討，分析探究了安全模塊化管理工作要點，旨在為提高房屋建筑施工質(zhì)量和加強安全監(jiān)管提供一定的理論支持。

裝配式建筑是一種具有產(chǎn)業(yè)規(guī)模、高效環(huán)保的建筑施工模式，以預(yù)制構(gòu)件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，減少了施現(xiàn)場施工作業(yè)的內(nèi)容，由此大幅提升了建筑工程的效率及準(zhǔn)確度，降低了施工成本，并且減少了建筑工程中可能出現(xiàn)的差錯，保證工程的質(zhì)量。

1. 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工特點

傳統(tǒng)建筑工程的施工地點，主要集中于建筑的所在地。而裝配式建筑的施工現(xiàn)場，除了建筑的所在地，還有建筑構(gòu)件的生產(chǎn)地。從構(gòu)件的生產(chǎn)到裝配，最終形成建筑，裝配工程主要經(jīng)歷三個環(huán)節(jié)，即工廠生產(chǎn)構(gòu)件、構(gòu)件運輸、構(gòu)件裝配。由此可見，裝配式建筑并不是主要在施工工地上完成的，其施工空間及流程具有更大的范圍。在裝配式施工中，主要的施工對象是預(yù)制構(gòu)件，其也是裝配式建筑的主要構(gòu)成單元。由構(gòu)件的生產(chǎn)、流動和拼裝，可以將裝配式建筑施工分三個主要的階段：一是預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)；二是預(yù)制構(gòu)件的運輸至施工場地；三是預(yù)制構(gòu)件的裝配 。

相較于傳統(tǒng)式的建筑工程來說，裝配式建筑具有以下突出特點：

1.1 施工工序多元化，即施工環(huán)節(jié)為生產(chǎn)、運輸、存放、裝配等，施工的復(fù)雜性有所提高

相較于傳統(tǒng)施工來說，裝配施工的主要操作對象是預(yù)制構(gòu)件，施工過程是將預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行裝配，施工目標(biāo)是按照設(shè)計完成建筑的裝配。其中涉及的構(gòu)件生產(chǎn)、運輸、存放等環(huán)節(jié)都屬于施工的內(nèi)容，即施工內(nèi)容更豐富，程序更復(fù)雜。

1.2 工廠集中化生產(chǎn)，工地主要執(zhí)行裝配

裝配式建筑涉及大量的預(yù)制構(gòu)件，并且大多數(shù)都是大型構(gòu)件，例如陽臺、樓梯、梁柱等。這些構(gòu)件由生產(chǎn)廠家制作，這就節(jié)省了建筑施工現(xiàn)場先期的作業(yè)量，形成“構(gòu)件生產(chǎn)人員多，建筑工地人員少”的現(xiàn)象。在建筑裝配的施工現(xiàn)場，主要工序有：裝配、鋼筋綁扎、搭設(shè)模板、混凝土澆筑、抹灰等。由此，工廠人員與生產(chǎn)較為集中，而建筑施工場地人員少。

1.3 大件吊運數(shù)量較多，對吊運設(shè)備性能具有更高要求

預(yù)制構(gòu)件的吊運作業(yè)，是用龍門等吊裝設(shè)備，將構(gòu)件起吊、運送到指定的地點。具體到建筑工地而言，其主要是指通過塔吊等設(shè)備，將預(yù)制構(gòu)件吊運到構(gòu)件安裝的目標(biāo)樓層。一般而言，裝配建筑中的構(gòu)件重量主要集中于 5t~14t 范圍內(nèi)，故而可知在裝配式建筑施工中，對于吊運設(shè)備以及相關(guān)的配套吊具、零件等要求較高。

2. 裝配式建筑運輸車輛調(diào)度的特點及流程

裝配式建筑運輸車輛調(diào)度，就是指裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)廠家根據(jù)建筑工程的業(yè)主方、施工方的要求生產(chǎn)好預(yù)制構(gòu)件后，由相關(guān)的調(diào)度人員安全運輸車輛將預(yù)制構(gòu)件運輸至施工場地進(jìn)行施工、存儲。裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的運輸班次調(diào)度的結(jié)果主要有三種情況：

（1）在預(yù)制構(gòu)件運輸至施工場地的同時，恰好可以與吊裝、裝配或者存儲等作業(yè)銜接；

（2）運輸車輛進(jìn)入施工現(xiàn)場的時間比現(xiàn)場施工進(jìn)度較早，此時進(jìn)場后的預(yù)制構(gòu)件需要在車輛上或者倉庫中存儲一定時間，等待施工時使用；

（3）在預(yù)制構(gòu)件運輸?shù)竭_(dá)施工現(xiàn)場的時間不能趕上施工的需要。因此，就是指裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的運輸進(jìn)度極限水平，要與現(xiàn)場進(jìn)度恰好銜接 。

由于裝配式建筑預(yù)制板與建筑工程之間關(guān)系的特殊性，其運輸班次調(diào)度具有以下特點：

（1）生產(chǎn)廠家不可急切追求完成預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)。對于裝配式建筑工程而言，有時會發(fā)生設(shè)計圖紙變更或者業(yè)主方需求產(chǎn)生改變的情況，如果生產(chǎn)廠家過早完成預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)，則可能帶來諸多麻煩并使雙方產(chǎn)生糾紛。

（2）對于運輸一方來說，恰好把握運輸時間具有較大難度，需要掌握好運輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)以及與施工進(jìn)度的匹配。如前文所述，裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件的體積和重量往往很大，裝卸及在施工現(xiàn)場吊裝、裝配的難度很大，因此在運輸過程中難以準(zhǔn)確掌握時間，由此給預(yù)制構(gòu)件的運輸班次調(diào)度帶來不確定因素而影響施工。

（3）預(yù)制構(gòu)件的體積與重量大，在運輸途中容易出現(xiàn)形變、破損等問題，因此就需要盡量選擇與施工現(xiàn)場最近的周邊生產(chǎn)廠家，盡量縮短運輸距離。

（4）有的生產(chǎn)廠家同時服務(wù)于多個建筑工程，由此就可能在某時間段內(nèi)出現(xiàn)為各個施工現(xiàn)場運輸預(yù)制構(gòu)件的高峰期，這給運輸班次調(diào)度帶來了極大的挑戰(zhàn)。

3. 裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件運輸班次調(diào)度的優(yōu)化

3.1 人工魚群算法

人工魚群算法是來源于“人工干擾魚群自治”的思想，即將可操縱的“機器魚”混與真正的動物魚群當(dāng)中，通過“機器魚”與動物魚的群聚、追逐、“覓食”等行為對其他處于一個群體的動物魚的行為產(chǎn)生影響。人工魚群算法是一種從全局到細(xì)節(jié)的算法，不需要設(shè)置參數(shù)，也不需要對事件中的各因素準(zhǔn)確掌握，就能夠通過目標(biāo)方案的比較進(jìn)行優(yōu)劣評價，從而得出最優(yōu)的目標(biāo)方案，由此可見，該算法適用于裝配式混凝土預(yù)制構(gòu)件的運輸班次調(diào)度優(yōu)化。

3.2 運輸班次調(diào)度優(yōu)化案例

S 廠是一家專門生產(chǎn)裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的企業(yè)，主要生產(chǎn)的裝配式預(yù)制構(gòu)件有內(nèi)墻板、梁、柱、陽臺、飄窗、樓梯等，并且為合作的施工單位提供預(yù)制構(gòu)件的運輸配送服務(wù)。S 廠現(xiàn)有 10 輛相同的運輸車輛為 4 個施工單位生產(chǎn)及運輸預(yù)制構(gòu)件，這 4 個施工單位的與 S廠的運輸距離及時間如下所示。S 廠到施工單位 1 距離 24.2km，運輸?shù)绞┕挝粫r間需要 35min，由施工單位返回需要25min。S 廠到施工單位 2 距離 31.7km，運輸?shù)绞┕挝粫r間需要 30min，由施工單位返回需要 20min。S 廠到施工單位 3距離 28.6km，運輸?shù)绞┕挝粫r間需要40min，由施工單位返回需要 30min。S 廠到施工單位 4 距離 21km，運輸?shù)绞┕挝粫r間需要 30min，由施工單位返回需要20min。

將 S 廠與 4 個施工單位的數(shù)據(jù)代入人工魚群算法模型中，設(shè)定人工魚群數(shù)量為 40，并且由模型系統(tǒng)迭代 200 次獲得最優(yōu)運輸班次調(diào)度的結(jié)果。根據(jù)模型仿真的結(jié)果，人工魚群算法經(jīng)過了 200 次迭代耗時 22.7s，最終確定的 S 廠為 4 個施工單位調(diào)動預(yù)制構(gòu)件運輸車次最少運費成本為 11256 元，各運輸車輛總總共的等待時間最少為 105min，共需要調(diào)度的車輛班次為25次，最優(yōu)運輸班次如表2所示。

在表 2 中，需求構(gòu)件的編號與表 1列出的四個施工單位所需構(gòu)件一致，先列出為 1，后列出為 2。如施工單位 1 需求的預(yù)制構(gòu)件為樓板、墻板，則樓板編號為 1，墻板編號為 2。

4. 結(jié)語

本文通過對裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件車輛運輸班次調(diào)度進(jìn)行研究，以追求最少的運輸成本及預(yù)制構(gòu)建生產(chǎn)廠家與施工單位最短的等待時間為主要目標(biāo)，建立了相關(guān)的研究模型并使用人工魚群算法進(jìn)行了實際案例分析，從而為裝配式建筑預(yù)制構(gòu)運輸?shù)能囕v班次調(diào)度優(yōu)化提供了一定的理論與實踐參考。