钢构施工设备群组集合式调度方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了钢构施工设备群组集合式调度系统，包括：钢构建筑模型多尺度解析模块、设备群组集合模块、调度交互接口以及云平台。本发明专利技术还公开了钢构施工设备群组集合式调度方法。本发明专利技术根据钢结构建筑的加工、运输和施工参数，将各阶段工序涉及的设备自动组织为设备群组，并面向设备群组作为一个统一的集合体，实现了集合式调度，从而屏蔽设备种类、数量和厂商不同带来的差异，简化了调度的交互流程，提升调度效率，并且以设备群组为集合体实施高安全性、可追溯性、高透明度的管理。高透明度的管理。高透明度的管理。

【技术实现步骤摘要】
钢构施工设备群组集合式调度方法与系统


[0001]本专利技术涉及智能化工程建筑领域，具体是一种钢构施工设备群组集合式调度方法与系统。

技术介绍

[0002]钢结构建筑是将在工厂车间加工的各类钢构件在施工现场进行拼装搭建的建筑物，具有便于工业化集中预制、建造周期短、施工方便、自重轻、强度高、易改造的优点，已经在大型公共建筑、写字楼、住宅小区得到广泛应用。
[0003]钢结构建筑的建设工序总体上包括在工厂实施的钢构件加工阶段、钢构件运输的物流阶段，以及在建筑现场的施工阶段。钢结构建筑特别是大型钢结构建筑工程涉及的设备种类、数量、出厂厂商都非常多，各个阶段涉及的设备包括：实现钢构件切割、打孔、焊接等操作的数控机床、装卸设备、运输车辆、吊装设备、现场装配设备（焊接机等）、施工监测设备（例如实现工程航测的无人机、射线探查仪等）。
[0004]显然，在钢结构建筑工程规模大、工序流程链条长、涉及设备类型多样、设备数量多的情况下，目前存在的实际情况在于：不同类型和厂商的设备所支持的数据传输和通信协议并不一致，缺乏统一的兼容性标准；各道工序涉及到设备之间的交互频次较高，设备配合关系较为复杂；钢结构建筑工程对设备调度的实时性、安全性、可追溯性、管理透明度都具有比较严格的要求，难以得到有效的满足。
[0005]如果适应建筑工程的需求而实现钢构件加工、运输、施工相关设备的有效、安全、快速调度，是一个值得大力关注的技术问题。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供钢构施工设备群组集合式调度方法与系统。本专利技术根据钢结构建筑的加工、运输和施工参数，将各阶段工序涉及的设备自动组织为设备群组，并面向设备群组作为一个统一的集合体，实现了集合式调度，从而屏蔽设备种类、数量和厂商不同带来的差异，简化了调度的交互流程，提升调度效率，并且以设备群组为集合体实施高安全性、可追溯性、高透明度的管理。
[0007]本专利技术提供的钢构施工设备群组集合式调度系统，包括：钢构建筑模型多尺度解析模块、设备群组集合模块、调度交互接口以及云平台；所述钢构建筑模型多尺度解析模块用于获取钢结构建筑的BIM模型，并通过解析该模型获得钢结构建筑的构件及其关联，基于所述构件及其关联附加构件需求描述信息；设备群组集合模块，用于获得构件加工、运输和施工各个阶段涉及设备的设备基本信息，并将所述构件需求描述信息与所述设备基本信息匹配，基于匹配结果定义设备群组，并且将每个设备群组封装为对应的集合体，定义该集合体的数据和指令交互；所述调度交互接口用于作为云平台与所述设备群组的集合体之间的交互接口，实现所述云平台与设备群组的集合体之间调度相关数据和指令的交互传输；
所述云平台用于根据所述钢结构建筑的BIM模型，建立针对构件及其关联的动态调度线程，并且根据动态调度线程的状态，通过所述调度交互接口向设备群组集合体下达指令。
[0008]优选的是，所述云平台还包括钢构建筑产业大脑模块，该产业大脑模块用于从所述动态调度线程获得设备群组集合体的数据，实现大数据分析监控和故障预测，以及用于实现面向产业供应端的高级调度和响应。
[0009]优选的是，所述钢构建筑模型多尺度解析模块，包括：定位单元，用于获取钢结构建筑的BIM模型，并且从所述BIM模型中分解出三维的构件，以及生成构件的定位信息；关联深化单元，用于基于所述构件及其构件的定位信息，建立构件节点，并对所述构件节点进行深化，生成优化结构件并确定构件关联；附加单元，用于提取构件模型特征，并基于所述构件模型特征和构件关联，附加钢结构件需求描述信息。
[0010]优选的是，所述设备群组集合模块包括：集合体时间管理单元，用于利用BIM模型执行施工模拟，确定施工涉及的设备类型、数量与施工时间；虚拟施工优化单元，用于建立虚拟建造模型进行施工模拟优化，生成最优施工模型，并根据最优施工模型确定所述设备群组集合体包含的设备；集合体共享单元，用于针对设备群组集合体建立单一指令与数据源，利用所述单一指令与数据源在所述设备群组内部进行指令和数据的信息共享；空间管理单元，用于获取所述设备群组集合体相关的施工场地基础数据，并基于所述施工场地基础数据对设备群组相关的施工空间场地进行分析管理。
[0011]优选的是，所述调度交互接口对于设备群组集合体建立调度单，所述动态调度线程通过更新调度单中的调度项，用于根据所述高级调度和响应的需要而调节所述设备群组的施工。
[0012]优选的是，钢构建筑产业大脑模块用于针对钢结构建筑的全体设备群组集合体，提取设备群组大数据指标，从而实现大数据指标监控。
[0013]优选的是，所述钢构建筑产业大脑模块用于针对钢结构建筑的全体设备群组集合体，基于所述大数据指标，进行故障和风险评级。
[0014]本专利技术在以上钢构施工设备群组集合式调度系统的基础上，提供了相应的钢构施工设备群组集合式调度方法，包括如下步骤：钢构建筑模型多尺度解析步骤，获取钢结构建筑的BIM模型，并通过解析该模型获得钢结构建筑的构件及其关联，基于所述构件及其关联附加构件需求描述信息；设备群组集合封装步骤，用于获得构件加工、运输和施工各个阶段涉及设备的设备基本信息，并将所述构件需求描述信息与所述设备基本信息匹配，基于匹配结果定义设备群组，并且将每个设备群组封装为对应的集合体，定义该集合体的数据和指令交互；调度交互步骤，通过调度交互接口作为云平台与所述设备群组的集合体之间的交互接口，实现所述云平台与设备群组的集合体之间调度相关数据和指令的交互传输；云端动态调度步骤，在云平台根据所述钢结构建筑的BIM模型，建立针对构件及其关联的动态调度线程，并且根据动态调度线程的状态，通过所述调度交互接口向设备群组集合体下达指令。
[0015]优选的是，所述方法还包括：通过云平台的钢构建筑产业大脑模块，从所述动态调度线程获得设备群组集合体的数据，实现大数据分析监控和故障预测，以及用于实现面向产业供应端的高级调度和响应。
[0016]优选的是，所述钢构建筑模型多尺度解析步骤，具体包括：定位步骤，用于获取钢结构建筑的BIM模型，并且从所述BIM模型中分解出三维的构件，以及生成构件的定位信息；关联深化步骤，用于基于所述构件及其构件的定位信息，建立构件节点，并对所述构件节点进行深化，生成优化结构件并确定构件关联；附加描述信息步骤，用于提取构件模型特征，并基于所述构件模型特征和构件关联，附加钢结构件需求描述信息。
[0017]优选的是，所述方法还包括通过所述设备群组集合体执行的以下步骤：集合体时间管理步骤，用于利用BIM模型执行施工模拟，确定施工涉及的设备类型、数量与施工时间；虚拟施工优化步骤，用于建立虚拟建造模型进行施工模拟优化，生成最优施工模型，并根据最优施工模型确定所述设备群组集合体包含的设备；集合体共享步骤，用于针对设备群组集合体建立单一指令与数据源，利用所述单一指令与数据源在所述设备群组内部进行指令和数据的信息共享；空间管理步骤，用于获取所述设备群组集合体相关的施工场地基础数据，并基于所述施工场地基础数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢构施工设备群组集合式调度系统，其特征在于，包括：钢构建筑模型多尺度解析模块、设备群组集合模块、调度交互接口以及云平台；所述钢构建筑模型多尺度解析模块用于获取钢结构建筑的BIM模型，并通过解析该模型获得钢结构建筑的构件及其关联，基于所述构件及其关联附加构件需求描述信息；设备群组集合模块，用于获得构件加工、运输和施工各个阶段涉及设备的设备基本信息，并将所述构件需求描述信息与所述设备基本信息匹配，基于匹配结果定义设备群组，并且将每个设备群组封装为对应的集合体，定义该集合体的数据和指令交互；所述调度交互接口用于作为云平台与所述设备群组的集合体之间的交互接口，实现所述云平台与设备群组的集合体之间调度相关数据和指令的交互传输；所述云平台用于根据所述钢结构建筑的BIM模型，建立针对构件及其关联的动态调度线程，并且根据动态调度线程的状态，通过所述调度交互接口向设备群组集合体下达指令。2.根据权利要求1所述的钢构施工设备群组集合式调度系统，其特征在于，所述云平台还包括钢构建筑产业大脑模块，该产业大脑模块用于从所述动态调度线程获得设备群组集合体的数据，实现大数据分析监控和故障预测，以及用于实现面向产业供应端的高级调度和响应。3.根据权利要求1所述的钢构施工设备群组集合式调度系统，其特征在于，所述钢构建筑模型多尺度解析模块，包括：定位单元，用于获取钢结构建筑的BIM模型，并且从所述BIM模型中分解出三维的构件，以及生成构件的定位信息；关联深化单元，用于基于所述构件及其构件的定位信息，建立构件节点，并对所述构件节点进行深化，生成优化结构件并确定构件关联；附加单元，用于提取构件模型特征，并基于所述构件模型特征和构件关联，附加钢结构件需求描述信息。4.根据权利要求1所述的钢构施工设备群组集合式调度系统，其特征在于，所述设备群组集合模块包括：集合体时间管理单元，用于利用BIM模型执行施工模拟，确定施工涉及的设备类型、数量与施工时间；虚拟施工优化单元，用于建立虚拟建造模型进行施工模拟优化，生成最优施工模型，并根据最优施工模型确定所述设备群组集合体包含的设备；集合体共享单元，用于针对设备群组集合体建立单一指令与数据源，利用所述单一指令与数据源在所述设备群组内部进行指令和数据的信息共享；空间管理单元，用于获取所述设备群组集合体相关的施工场地基础数据，并基于所述施工场地基础数据对设备群组相关的施工空间场地进行分...

【专利技术属性】
技术研发人员：单银木，杨亮，
申请(专利权)人：杭萧钢构股份有限公司，
类型：发明
国别省市：