一种预制混凝土构件的钢筋原材料信息自动集成装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑业信息处理领域，特别涉及一种预制混凝土构件的钢筋原材料信 息自动集成装置和方法。
【背景技术】
[0002] 为提高建筑业资源利用效率，减少环境污染，实现建筑业转型升级，以预制混凝土 结构为代表的装配式建筑成为我国目前建筑业的发展方向。新形势下的装配式建筑以设计 一体化、构件工厂化、施工装配化以及管理信息化为主要特点，其中管理信息化有助于提高 建造管理的精细化、标准化，是提高产业效率和管理水平的关键。
[0003] 装配式建筑由一个个预制构件组成，因此其制作和施工管理也以预制构件 为基本单元。上海大学胡瑕等学者研究了应用二维码和射频识别（Radio Frequency Identification，RFID)对预制构件进行标识，采用掌上电脑（Personal Digital Assistant，PDA)等移动装置扫描二维码、RFID实现对预制构件的制作、运输和吊装过程的 监控和信息收集。电子科技大学刘爽等研究了建筑钢筋加工配送管理系统，采用二维码对 钢筋原材料和钢筋成品进行标识，实现库存管理、生产管理和送货管理。
[0004] 但现有技术中，钢筋原材料和预制构件相互独立，未实现预制混凝土构件与其使 用的钢筋原材料之间的精确关联；这导致工厂管理者或客户难以追溯每个构件真实的钢筋 原材料信息，不能确定构件的钢筋质量是否合格，无法确保是按设计要求使用相应等级和 直径的钢筋原材料。当发现预制构件质量存在问题时，不能追溯所使用的钢筋材料，也不能 准确找到使用了同批钢筋的其他预制构件。另外，由于钢筋成本占预制构件成本较大比例， 钢筋信息的缺失对预制混凝土构件成本分析造成一定困难。
【发明内容】
[0005] 针对以上问题，本发明提供一种预制混凝土构件的钢筋原材料信息自动集成装置 和方法，通过应用二维码技术监控预制混凝土构件钢筋加工过程和钢筋原材料上料过程解 决将钢筋原材料信息自动集成到预制构件中的问题。有助于实现高效率高质量的的协同工 作。
[0006] 本发明一方面提供一种预制混凝土构件的钢筋原材料信息自动集成装置，用于将 钢筋原材料信息自动集成到预制构件中，为预制构件的原材料信息追踪查询、成本分析等 提供数据，包括：数据库，至少存储钢筋原材料信息、预制混凝土构件信息以及它们之间的 使用关系的相应内容；钢筋原材料信息输入器，录入钢筋原材料信息，并连接钢筋原材料编 码器；钢筋原材料编码器，为所述录入的钢筋原材料信息中的原材料生成材料编码及其二 维码图形和相应的身份牌，存入所述数据库；钢筋原材料上料监控系统，扫描将要装上料架 用于加工的钢筋原材料的所述二维码图形以获得其材料编码，并设置状态和时间、更新所 述数据库中存储的相应内容；预制构件信息输入器，录入预制构件信息，并连接钢筋编码 器；钢筋编码器，为录入的所述预制构件信息中的同类钢筋生成唯一的钢筋编码，存入所述 数据库；钢筋加工监控系统，获得加工料单中的钢筋编码，并修改、更新所述数据库中存储 的相应内容；钢筋原材料信息自动集成器，其与钢筋加工监控系统、钢筋原材料上料监控系 统以及所述数据库连接，并根据来自钢筋加工监控系统、数据库、钢筋原材料上料监控系统 获得的相应信息进行自动集成并存储集成后的信息。
[0007] 其中，所述数据库包括：项目表、预制构件表、钢筋表、钢筋材料表、钢筋材料使用 表和工程文件表，分别用于存储项目信息、预制构件基本信息、预制构件的钢筋信息、钢筋 原材料信息、钢筋与使用的原材料的关系信息以及工程文件信息；和/或，钢筋材料使用表 中，钢筋与原材料为多对多关系，即一个钢筋使用多批次原材料，一个批次钢筋原材料被多 个钢筋使用；其中，钢筋材料使用表还记录原材料的开始使用时间和结束使用时间，用于计 算原材料用量。
[0008] 其中，包括：所述钢筋原材料信息输入器还包括：交互界面，用于输入进入工厂的 各批次钢筋原材料的直径、等级、重量、使用状态和成本信息；和/或，所述钢筋原材料编码 器还包括：根据原材料信息为新录入的每批次原材料生成一个唯一的材料编码及该编码的 二维码图形，并生成一个包括该二维码图形的原材料身份牌，存入数据库的钢筋原材料表， 用于标识钢筋原材料；和/或，所述钢筋原材料上料监控系统还包括：为钢筋加工设备配备 的上料二维码扫描设备，扫描将要装上料架用于加工的钢筋原材料的二维码图形，以获得 其材料编码；根据该材料编码修改目前正在使用的直径和等级相同的同类型钢筋原材料的 状态为已用完，设定材料使用表中相关记录的结束使用时间为当前时间，并设定材料编码 对应的原材料为正在使用状态；将以上数据更新存入数据库的钢筋原材料表，确保同类型 钢筋原材料只有一个批次处于同时正在使用；将该扫描获得的材料编码传给钢筋原材料信 息自动集成器。
[0009] 其中，包括：所述预制构件信息输入器包括：界面和接口，用于输入预制混凝土构 件的构件编码、类型、所属的项目和配筋信息，存入数据库的项目表、预制构件表和钢筋表； 其中，所述配筋信息包括构件中配置的各种钢筋的等级、直径、几何形状；和/或，所述钢筋 编码器还包括：为新输入的预制构件中几何形状、直径和等级相同的同类钢筋生成一个统 一的BVBS格式钢筋编码，作为钢筋的唯一标识码，存入数据库的钢筋表中；其中，BVBS格 式钢筋编码包括构件编码、项目编码、直径、等级、几何形状，可保证其唯一性；生成预制构 件中各类钢筋的钢筋编码的二维码图形，打印到构件的钢筋加工料单中，用于通过扫码输 入钢筋信息到钢筋加工机器加工钢筋；和/或，所述钢筋加工监控系统还包括：为钢筋加工 设备配备的二维码扫描设备，扫描加工料单中的二维码图形获得钢筋编码输入钢筋加工机 器，根据获得的钢筋编码，修改数据库中钢筋表的相应数据，并将该钢筋编码传给钢筋原材 料信息自动集成器；当加工完成时，加工人员通过二维码扫描设备将已完成钢筋编码传给 钢筋加工监控系统，用于更新数据库中相应钢筋记录的加工完成时间和材料使用记录的结 束使用时间，并根据材料使用时间计算该钢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，所述钢筋原材料信息自动集成器还包括：从钢筋加工监控系统获得正在加 工的钢筋编码；从数据库中提取所有正在使用状态的钢筋原材料信息，计算获得直径、等级 与正在加工的钢筋的直径、等级均相同的钢筋原材料批次，即为该钢筋使用的钢筋原材料； 在数据库的钢筋材料使用表中新建一行记录，记录正在加工的钢筋编码、使用的钢筋原材 料的材料编码以及当前时间，实现钢筋原材料信息的自动集成；从钢筋原材料上料监控系 统获得刚上料的钢筋原材料的材料编码，其中，若正在加工的钢筋的直径、等级与刚上料的 原材料的直径、等级一致，则在数据库的钢筋材料使用表中新建一行记录，记录正在加工的 钢筋编码、刚上料的原材料的材料编码以及当前时间，标志正在加工钢筋现在开始使用新 上料的原材料。
[0011] 其中，还包括：与数据库连接的钢筋原材料信息查询器，其支持用户追踪查询任一 预制构件使用的钢筋原材料批次及其信息，用于质量检测、产品交付、竣工归档；若实际应 用中发现某一批次钢筋原材料存在质量问题，可查询使用该批次钢筋的所有预制构件，从 而缩小进一步质量检测的范围，减少质检成本，提高管理水平；和/或，与钢筋加工监控系 统连接的钢筋上料预警系统，其获得正在加工的钢筋编码和重量，从数据库中获得正在加 工钢筋使用的钢筋原材料批次及其剩余重量，当剩余重量小于需要加工钢筋的重量时，通 过移动设备提醒操作员注意及时添加钢筋材料及其等级和直径；钢筋上料预警系统同时与 钢筋原材料上料监控系统连接，获取正在上料的钢筋原材料的材料编码，当上料的钢筋原 材料的等级和直径与最近一次提醒上料的钢筋材料的等级和直径不同，则通过移动设备报 警，提醒操作员注意正确上料，从而避免钢筋材料使用错误，保障预制构件质量；和/或，与 数据库连接的钢筋材料损耗分析器，其统计不同类型预制构件消耗的钢筋原材料总重量和 生产的钢筋成品总重量，通过（钢筋原材料总重量-钢筋成品总重量）/钢筋原材料总重量 计算各种类型构件的钢筋材料损耗率，支持管理人员有针对性地优化高损耗率的构件的配 筋方案；和/或，与数据库连接的钢筋材料仓储预警系统，通过统计未使用状态的各种类型 钢筋原材料库存的总重量，即为钢筋库存重量；当某一类型的钢筋原材料库存重量小于设 定的阀值时，通过移动设备自动提醒材料员，需尽快采购该类型的钢筋原材料，从而避免因 钢筋原材料的短缺而影响构件生产进度。
[0012] 其中，还包括：对预制混凝土构件中同类型钢筋采用统一的钢筋编码，从而使用较 少的编码即可描述其中所有的钢筋信息，在避免数据冗余的同时提供了足够的精细度支持 钢筋原材料信息的自动集成。
[0013] 本发明另一方面提供一种预制混凝土构件的钢筋原材料信息自动集成方法，用于 将钢筋原材料信息自动集成到预制构件中，为预制构件的原材料信息追踪查询、成本分析 等提供数据，包括：数据库，至少存储钢筋原材料信息、预制混凝土构件信息以及它们之间 的使用关系的相应内容；通过钢筋原材料信息输入器录入钢筋原材料信息；通过钢筋原材 料编码器，为所述录入的钢筋原材料信息中的原材料生成材料编码及其二维码图形和相应 的身份牌，存入所述数据库；通过钢筋原材料上料监控系统扫描将要装上料架用于加工的 钢筋原材料的所述二维码图形以获得其材料编码，并设置状态和时间、更新所述数据库中 存储的相应内容；通过预制构件信息输入器录入预制构件信息；通过钢筋编码器为录入的 所述预制构件信息中的同类钢筋生成唯一的钢筋编码，存入所述数据库；通过钢筋加工监 控系统获得加工料单中的钢筋编码，并修改、更新所述数据库中存储的相应内容；通过与钢 筋加工监控系统、钢筋原材料上料监控系统以及所述数据库连接的钢筋原材料信息自动集 成器，根据来自钢筋加工监控系统、数据库、钢筋原材料上料监控系统获得的相应信息进行 自动集成并存储集成后的?目息。
[0014] 其中，包括：所述数据库包括：项目表、预制构件表、钢筋表、钢筋材料表、钢筋材 料使用表和工程文件表，分别用于存储项目信息、预制构件基本信息、预制构件的钢筋信 息、钢筋原材料信息、钢筋与使用的原材料的关系信息以及工程文件信息；和/或，钢筋材 料使用表中，钢筋与原材料为多对多关系，即一个钢筋使用多批次原材料，一个批次钢筋原 材料被多个钢筋使用；其中，钢筋材料使用表还记录原材料的开始使用时间和结束使用时 间，用于计算原材料用量；和/或，对预制混凝土构件中同类型钢筋