一種預制混凝土構件的鋼筋原材料信息自動集成裝置和方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于建筑業信息處理領域，特別涉及一種預制混凝土構件的鋼筋原材料信 息自動集成裝置和方法。
【背景技術】
[0002] 為提高建筑業資源利用效率，減少環境污染，實現建筑業轉型升級，以預制混凝土 結構為代表的裝配式建筑成為我國目前建筑業的發展方向。新形勢下的裝配式建筑以設計 一體化、構件工廠化、施工裝配化以及管理信息化為主要特點，其中管理信息化有助于提高 建造管理的精細化、標準化，是提高產業效率和管理水平的關鍵。
[0003] 裝配式建筑由一個個預制構件組成，因此其制作和施工管理也以預制構件 為基本單元。上海大學胡瑕等學者研究了應用二維碼和射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID)對預制構件進行標識，采用掌上電腦（Personal Digital Assistant，PDA)等移動裝置掃描二維碼、RFID實現對預制構件的制作、運輸和吊裝過程的 監控和信息收集。電子科技大學劉爽等研究了建筑鋼筋加工配送管理系統，采用二維碼對 鋼筋原材料和鋼筋成品進行標識，實現庫存管理、生產管理和送貨管理。
[0004] 但現有技術中，鋼筋原材料和預制構件相互獨立，未實現預制混凝土構件與其使 用的鋼筋原材料之間的精確關聯；這導致工廠管理者或客戶難以追溯每個構件真實的鋼筋 原材料信息，不能確定構件的鋼筋質量是否合格，無法確保是按設計要求使用相應等級和 直徑的鋼筋原材料。當發現預制構件質量存在問題時，不能追溯所使用的鋼筋材料，也不能 準確找到使用了同批鋼筋的其他預制構件。另外，由于鋼筋成本占預制構件成本較大比例， 鋼筋信息的缺失對預制混凝土構件成本分析造成一定困難。

【發明內容】

[0005] 針對以上問題，本發明提供一種預制混凝土構件的鋼筋原材料信息自動集成裝置 和方法，通過應用二維碼技術監控預制混凝土構件鋼筋加工過程和鋼筋原材料上料過程解 決將鋼筋原材料信息自動集成到預制構件中的問題。有助于實現高效率高質量的的協同工 作。
[0006] 本發明一方面提供一種預制混凝土構件的鋼筋原材料信息自動集成裝置，用于將 鋼筋原材料信息自動集成到預制構件中，為預制構件的原材料信息追蹤查詢、成本分析等 提供數據，包括：數據庫，至少存儲鋼筋原材料信息、預制混凝土構件信息以及它們之間的 使用關系的相應內容；鋼筋原材料信息輸入器，錄入鋼筋原材料信息，并連接鋼筋原材料編 碼器；鋼筋原材料編碼器，為所述錄入的鋼筋原材料信息中的原材料生成材料編碼及其二 維碼圖形和相應的身份牌，存入所述數據庫；鋼筋原材料上料監控系統，掃描將要裝上料架 用于加工的鋼筋原材料的所述二維碼圖形以獲得其材料編碼，并設置狀態和時間、更新所 述數據庫中存儲的相應內容；預制構件信息輸入器，錄入預制構件信息，并連接鋼筋編碼 器；鋼筋編碼器，為錄入的所述預制構件信息中的同類鋼筋生成唯一的鋼筋編碼，存入所述 數據庫；鋼筋加工監控系統，獲得加工料單中的鋼筋編碼，并修改、更新所述數據庫中存儲 的相應內容；鋼筋原材料信息自動集成器，其與鋼筋加工監控系統、鋼筋原材料上料監控系 統以及所述數據庫連接，并根據來自鋼筋加工監控系統、數據庫、鋼筋原材料上料監控系統 獲得的相應信息進行自動集成并存儲集成后的信息。
[0007] 其中，所述數據庫包括：項目表、預制構件表、鋼筋表、鋼筋材料表、鋼筋材料使用 表和工程文件表，分別用于存儲項目信息、預制構件基本信息、預制構件的鋼筋信息、鋼筋 原材料信息、鋼筋與使用的原材料的關系信息以及工程文件信息；和/或，鋼筋材料使用表 中，鋼筋與原材料為多對多關系，即一個鋼筋使用多批次原材料，一個批次鋼筋原材料被多 個鋼筋使用；其中，鋼筋材料使用表還記錄原材料的開始使用時間和結束使用時間，用于計 算原材料用量。
[0008] 其中，包括：所述鋼筋原材料信息輸入器還包括：交互界面，用于輸入進入工廠的 各批次鋼筋原材料的直徑、等級、重量、使用狀態和成本信息；和/或，所述鋼筋原材料編碼 器還包括：根據原材料信息為新錄入的每批次原材料生成一個唯一的材料編碼及該編碼的 二維碼圖形，并生成一個包括該二維碼圖形的原材料身份牌，存入數據庫的鋼筋原材料表， 用于標識鋼筋原材料；和/或，所述鋼筋原材料上料監控系統還包括：為鋼筋加工設備配備 的上料二維碼掃描設備，掃描將要裝上料架用于加工的鋼筋原材料的二維碼圖形，以獲得 其材料編碼；根據該材料編碼修改目前正在使用的直徑和等級相同的同類型鋼筋原材料的 狀態為已用完，設定材料使用表中相關記錄的結束使用時間為當前時間，并設定材料編碼 對應的原材料為正在使用狀態；將以上數據更新存入數據庫的鋼筋原材料表，確保同類型 鋼筋原材料只有一個批次處于同時正在使用；將該掃描獲得的材料編碼傳給鋼筋原材料信 息自動集成器。
[0009] 其中，包括：所述預制構件信息輸入器包括：界面和接口，用于輸入預制混凝土構 件的構件編碼、類型、所屬的項目和配筋信息，存入數據庫的項目表、預制構件表和鋼筋表； 其中，所述配筋信息包括構件中配置的各種鋼筋的等級、直徑、幾何形狀；和/或，所述鋼筋 編碼器還包括：為新輸入的預制構件中幾何形狀、直徑和等級相同的同類鋼筋生成一個統 一的BVBS格式鋼筋編碼，作為鋼筋的唯一標識碼，存入數據庫的鋼筋表中；其中，BVBS格 式鋼筋編碼包括構件編碼、項目編碼、直徑、等級、幾何形狀，可保證其唯一性；生成預制構 件中各類鋼筋的鋼筋編碼的二維碼圖形，打印到構件的鋼筋加工料單中，用于通過掃碼輸 入鋼筋信息到鋼筋加工機器加工鋼筋；和/或，所述鋼筋加工監控系統還包括：為鋼筋加工 設備配備的二維碼掃描設備，掃描加工料單中的二維碼圖形獲得鋼筋編碼輸入鋼筋加工機 器，根據獲得的鋼筋編碼，修改數據庫中鋼筋表的相應數據，并將該鋼筋編碼傳給鋼筋原材 料信息自動集成器；當加工完成時，加工人員通過二維碼掃描設備將已完成鋼筋編碼傳給 鋼筋加工監控系統，用于更新數據庫中相應鋼筋記錄的加工完成時間和材料使用記錄的結 束使用時間，并根據材料使用時間計算該鋼筋使用的各批次材料的重量以及正在使用的原 材料的剩余重量。
[0010] 其中，所述鋼筋原材料信息自動集成器還包括：從鋼筋加工監控系統獲得正在加 工的鋼筋編碼；從數據庫中提取所有正在使用狀態的鋼筋原材料信息，計算獲得直徑、等級 與正在加工的鋼筋的直徑、等級均相同的鋼筋原材料批次，即為該鋼筋使用的鋼筋原材料； 在數據庫的鋼筋材料使用表中新建一行記錄，記錄正在加工的鋼筋編碼、使用的鋼筋原材 料的材料編碼以及當前時間，實現鋼筋原材料信息的自動集成；從鋼筋原材料上料監控系 統獲得剛上料的鋼筋原材料的材料編碼，其中，若正在加工的鋼筋的直徑、等級與剛上料的 原材料的直徑、等級一致，則在數據庫的鋼筋材料使用表中新建一行記錄，記錄正在加工的 鋼筋編碼、剛上料的原材料的材料編碼以及當前時間，標志正在加工鋼筋現在開始使用新 上料的原材料。
[0011] 其中，還包括：與數據庫連接的鋼筋原材料信息查詢器，其支持用戶追蹤查詢任一 預制構件使用的鋼筋原材料批次及其信息，用于質量檢測、產品交付、竣工歸檔；若實際應 用中發現某一批次鋼筋原材料存在質量問題，可查詢使用該批次鋼筋的所有預制構件，從 而縮小進一步質量檢測的范圍，減少質檢成本，提高管理水平；和/或，與鋼筋加工監控系 統連接的鋼筋上料預警系統，其獲得正在加工的鋼筋編碼和重量，從數據庫中獲得正在加 工鋼筋使用的鋼筋原材料批次及其剩余重量，當剩余重量小于需要加工鋼筋的重量時，通 過移動設備提醒操作員注意及時添加鋼筋材料及其等級和直徑；鋼筋上料預警系統同時與 鋼筋原材料上料監控系統連接，獲取正在上料的鋼筋原材料的材料編碼，當上料的鋼筋原 材料的等級和直徑與最近一次提醒上料的鋼筋材料的等級和直徑不同，則通過移動設備報 警，提醒操作員注意正確上料，從而避免鋼筋材料使用錯誤，保障預制構件質量；和/或，與 數據庫連接的鋼筋材料損耗分析器，其統計不同類型預制構件消耗的鋼筋原材料總重量和 生產的鋼筋成品總重量，通過（鋼筋原材料總重量-鋼筋成品總重量）/鋼筋原材料總重量 計算各種類型構件的鋼筋材料損耗率，支持管理人員有針對性地優化高損耗率的構件的配 筋方案；和/或，與數據庫連接的鋼筋材料倉儲預警系統，通過統計未使用狀態的各種類型 鋼筋原材料庫存的總重量，即為鋼筋庫存重量；當某一類型的鋼筋原材料庫存重量小于設 定的閥值時，通過移動設備自動提醒材料員，需盡快采購該類型的鋼筋原材料，從而避免因 鋼筋原材料的短缺而影響構件生產進度。
[0012] 其中，還包括：對預制混凝土構件中同類型鋼筋采用統一的鋼筋編碼，從而使用較 少的編碼即可描述其中所有的鋼筋信息，在避免數據冗余的同時提供了足夠的精細度支持 鋼筋原材料信息的自動集成。
[0013] 本發明另一方面提供一種預制混凝土構件的鋼筋原材料信息自動集成方法，用于 將鋼筋原材料信息自動集成到預制構件中，為預制構件的原材料信息追蹤查詢、成本分析 等提供數據，包括：數據庫，至少存儲鋼筋原材料信息、預制混凝土構件信息以及它們之間 的使用關系的相應內容；通過鋼筋原材料信息輸入器錄入鋼筋原材料信息；通過鋼筋原材 料編碼器，為所述錄入的鋼筋原材料信息中的原材料生成材料編碼及其二維碼圖形和相應 的身份牌，存入所述數據庫；通過鋼筋原材料上料監控系統掃描將要裝上料架用于加工的 鋼筋原材料的所述二維碼圖形以獲得其材料編碼，并設置狀態和時間、更新所述數據庫中 存儲的相應內容；通過預制構件信息輸入器錄入預制構件信息；通過鋼筋編碼器為錄入的 所述預制構件信息中的同類鋼筋生成唯一的鋼筋編碼，存入所述數據庫；通過鋼筋加工監 控系統獲得加工料單中的鋼筋編碼，并修改、更新所述數據庫中存儲的相應內容；通過與鋼 筋加工監控系統、鋼筋原材料上料監控系統以及所述數據庫連接的鋼筋原材料信息自動集 成器，根據來自鋼筋加工監控系統、數據庫、鋼筋原材料上料監控系統獲得的相應信息進行 自動集成并存儲集成后的?目息。
[0014] 其中，包括：所述數據庫包括：項目表、預制構件表、鋼筋表、鋼筋材料表、鋼筋材 料使用表和工程文件表，分別用于存儲項目信息、預制構件基本信息、預制構件的鋼筋信 息、鋼筋原材料信息、鋼筋與使用的原材料的關系信息以及工程文件信息；和/或，鋼筋材 料使用表中，鋼筋與原材料為多對多關系，即一個鋼筋使用多批次原材料，一個批次鋼筋原 材料被多個鋼筋使用；其中，鋼筋材料使用表還記錄原材料的開始使用時間和結束使用時 間，用于計算原材料用量；和/或，對預制混凝土構件中同類型鋼筋