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摘要：装配式建筑促进传统建造方式向现代工业化建造方式的转变，但其现场装配、构件生产、运输物流等多维作业空间的异地域与非同步特点，常导致建造资源调度性质各异、相互牵制，并成为其推广应用的重要瓶颈问题。该文以装配式建筑工程为对象，深入分析其建造方式的特性，研究其建造过程中分布于各作业空间的建造资源协同机理；在多空间信息共享前提下，以人工、设备等建造资源协调配置为核心，提出基于时间轴多维作业调度空间降维处理技术、信息共享下多维作业空间资源调度协同技术、现场装配作业空间最优资源线确定技术。结果表明，该调度方法能有效确定各作业空间的排产进度计划并提供额外决策支持信息。
关键词：装配式建筑；多维作业空间；建造资源；调度技术
一、引言
我国在过去几年发展中积极探索预制构件的生产方式，但传统建造方式仍然是主要的选择，预制构件的规模和程度的比例还不是很高，与发展生态建筑和先进建造方法的要求之间仍然存在很大差距。贯彻落实《中共中央 国务院进一步加强城市规划建设管理工作重点》，努力发展装配式建筑，能促进节约能源，减少建筑污染，提高生产效率和质量，促进建筑和信息技术产业的深入整合，推动化解产能过剩现象。目前我国地装配式建筑发展现状是造价成本高，推行难度大，故而发展缓慢，预制建筑没有施展其在进度上最大的优势，其主要问题是装配式构件生产过程中调度混乱、资源配置不合理，在生产、施工过程中各环节协调配合上存在缺陷。目前国内外关于装配式建筑生产调度的研究还很少，多数集中在制造型产业的生产调度，但装配式建筑构件生产与普通制造业产业生产仍有很大区别，如何改进传统制造业生产调度计划，如何针对装配式建筑的特点设计更为高效合理的进度计划，尚存在研究空间，本文针对装配式建筑构件生产过程中的资源调度问题的研究情况进行分析。
二、装配式建筑调度过程概念模型
装配式建筑的“多空间性”主要体现在四个方面：一是“异性质”，三作业空间分别涉及工程项目、运输和车间生产调度等三种不同性质的调度；二是“非同步性”，服务于建筑同一建设部位的三个作业空间的工作内容处在不同的时间点上；三是“异地域性”，三作业空间地理位置相异，且同一时间段内三个作业空间的工作服务于不同的建设部位；四是“关联性”，三作业空间共同服务于一个共有建设目标。由于装配式建筑构件生产时在预制构件厂生产加工时存在多订单、多类型、多工序及技术要求高、需考虑构件存储与养护场地等特点，无法直接采用一般制造型企业生产调度计划，故对装配式建筑构件生产资源调度问题进行研究具有实际意义。
三、装配式建筑关键调度技术分析
以调度过程概念模型为研究基础，首先需克服多维作业空间非同步调度和相互牵制难题，进而借鉴资源受限项目调度理论开展具体模型研究。
1、基于时间轴多维作业调度空间降维处理技术。结合装配式建筑工程调度特点，需研究一种技术，用于将多空间非同步调度转换为单空间同步调度。本文通过对装配式建筑关键调度过程模拟解析，抽离出最基本的三空间并行调度过程形成一个典型建设单元，并作为研究对象。为确保各作业空间连续工作，假设各空间生产能力经合理资源安排后可基本匹配，即典型建设单元内各空间消耗时间基本相等。一个典型建设单元连续跨越三个时间段，若两个建设单元的内容基本一致，则各作业空间在不同时间段的工作可视为重复性工作，如此可以时间轴为载体将滞后的两个作业空间的工作内容平行移动至同一时间段分析，那么服务于同一建设部位的分布于不同时间段的非同步调度作业内容可转换至同一时间段下进行同步调度研究，从而可有效解决降维问题。运用此技术可将同一时间段下三个作业空间的活动视作三个项目统筹在经技术处理的单维作业空间下，可借助多项目调度方法解决问题，同时能反映各个项目的的牵引与限制关系。
2、信息共享下多维作业空间资源调度协同技术。
经降维技术处理的多空间调度相比多项目调度，除共享资源库外，多个作业空间相互牵制、协同生产的特点大大增加了项目调度的难度，还需研究一种技术解决多空间资源协同难题。本文采用以下处理方法：
建造过程中，以现场装配作业空间为主空间进行调度排产进而牵引其余两个协作生产空间完成排产，同时协作空间的调度结果反向限制现场装配作业空间计划实现。三个作业空间在总目标约束下互动确定最佳调度排产组合。多作业空间信息共享是良好互动的前提，可借鉴分布式计算和云制造技术实现，本文在假设三个作业空间信息已实现共享条件下进行分析。
在调度开始时，现场装配空间可根据自身作业目标和资源条件确定最优调度计划并向构件生产空间发出生产需求指令，构件生产空间收到订单，即根据对方需求量和自身资源条件安排生产，并委托物流运输空间在规定时间内运输至现场，结合总目标约束，依次类推，即可求取多个满足各空间相互匹配关系的排产计划组合，依据管理者决策偏好选取最满意解。
3、现场装配作业空间最优资源线确定技术。运用多空间降维技术和资源调度协同技术，需进一步研究一种技术解决现场装配作业空间最优资源配置难题，进而完成总调度计划安排。结合装配式建筑推广瓶颈和效益关注点，本文选取工期和资源成本综合效益最大化作为总体效益目标。当改变资源分配总量时，需对应调整其最优调度计划，本文称该资源总量为“资源线”。若资源线过高，则资源成本较高，但后期排产时资源冲突小，可兼顾并行排产，工期缩短；反之，若资源线过低，则资源成本较低，但后期排产时资源冲突较大，部分工序需往后排，工期延长。因此，一定存在某个最佳资源线，使得工期与资源效益达到综合最优。
四、资源调度决策建议
1、工程总承包商可根据最终调度结果，做好装配式建筑两阶段调度管理工作：
①一阶段：以现场装配作业空间为主导，牵引调度其余两个作业空间，并以追求项目综合决策效益最大化为目标，确定三个作业空间的总体资源分配量。
②第二阶段：以总体资源分配为限制条件，分别制定各个作业空间的最优资源调度计划，确保工期和资源综合效益最优。
工程总承包商可根据调度结果提前预测不同时段不同资源的需求情况，并判断各资源在不同时段内是否为稀缺性资源，若是则需加强其供应保证，确保项目不因该时段稀缺性资源短缺而影响整体项目进度和效益。此外，若其想进一步提高项目某一方面的效益值，如工期效益，则通过加强其关键时段稀缺性资源的供应即可高效率达到目标。
2、实现预制构件精细化管理水平。实现构件的精细化管理的具体事项，预制构建生产管理技术，时刻掌握预制构件的信息，尤其是一些关键构件，对其进行准确定位，缩短搜索时间，提高构件制作、运输、安装质量监督的可视化和自动化，及时预测可能发生的突发事件，并对其做出反馈。应用信息和网络技术通过网页端进行构件的实时监控，最终实现装配建筑建造全过程的管理无纸化和建造全过程的信息可追溯，做到现场构件“零堆放”，缩减建造工期，降低全寿命周期管理成本，助推预制装配式建筑施工真正工业化建造。
五、结束语
现阶段发展循环经济、建设资源节约型社已经迫在眉睫。我围建筑行业在建设过程巾也消耗着大量的资源，如何通过技术创新，转变当前粗放型的产业建造方式，确实是目前的主要趋势。加强装配式建筑工程资源调度，为我们推进装配式构件的精细化管理、提高供应链效率提供了很好的示范与项目实践支撑，为进一步的建筑产业化和可持续发展奠定基础。
参考文献：
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