本文是一篇生产管理论文，本文基于L预制构件企业现状及问题分析，针对生产调度、生产数据采集和现场管理等关键环节问题设计改进方案，通过方案的应用和实施，优化生产管理，确保预制构件生产调度的顺畅进行。针对L预制构件企业生产管理问题进行了改进研究。
第1章绪论
1.1研究背景
在我国全力推进建筑产业可持续发展战略的背景下，预制构件作为装配式建筑不可或缺的组成部分，其市场需求呈现出稳定且持续的增长趋势，预制构件行业得以快速崛起[1]。预制构件之所以受到广泛欢迎，主要得益于其工业化生产模式，通过工厂或现场预制成型后，能够快速运输至施工现场直接进行装配，从而大幅缩短现场施工周期，同时减少环境污染，因此在住宅、商业项目和公共设施的建设中得到广泛应用[2]。
自“十三五”时期开始，我国陆续颁布了一系列政策，如2016年，国务院办公厅印发的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，旨在更加有力地推动预制构件行业的向前发展[3]。随着相关政策的实施，预制构件企业数量迎来了爆发式的增长，然而企业生产管理水平并未能同步提升，多数企业仍面临生产管理粗放的问题，无法确保预制构件及时交付[4]。预制构件供应的不稳定性对企业造成库存积压和客户满意度下降等多重影响，同时也限制了装配式建筑行业的发展。若构件提前完成生产，构件企业需要将提前完成生产的预制构件储存到仓库，会占用大量的储存空间，增加仓储成本和维护成本，若构件质量不达标，更会带来安全隐患，而提前交付则会打乱原有的施工计划，导致施工现场的混乱，影响施工进度。若构件延误生产而导致延迟交付，将直接影响装配式建筑的施工进度，施工现场的组装工作无法顺利进行，不仅预制构件企业面临高额的违约费用，还会造成项目方施工成本和人工成本的增加，导致整个项目延期，甚至影响建筑的结构安全，降低建筑的安全性能，因此能否及时交付是施工企业选择预制构件企业的一个重要标准[5]。
1.2研究内容与意义
1.2.1研究内容
本文通过调研与分析，针对L预制构件企业现状，探寻并明确企业生产管理中所面临的问题，提出相应的改进方案，通过解决生产管理中的问题提升预制构件的生产效率，确保构件能够及时交付。主要内容包括：
（1）企业现状和问题分析
通过人员访谈、现场调研和相关文件整理的方式对企业概况、预应力混凝土叠合板生产工艺、生产调度及信息化建设等现状展开调研，分析企业在生产管理中生产调度、生产数据采集及现场管理存在的不足，明确需求。
（2）改进方案设计
通过现状及问题分析设计生产管理改进整体目标、原则及架构。针对生产调度改进，通过改进约束条件和优化目标，分别建立无干扰状态下及紧急插单状态下的生产调度模型，并通过API接口引入NSGA-II算法求解，得到最优调度方案；针对生产数据采集改进，主要采用RFID和PDA技术，辅以人工记录和条码扫描，提高生产数据采集效率；针对现场管理改进，实施5S管理精益生产方法，明确现场管理改进目标并制定方案基础，通过持续评估优化，进行常态化维持。
（3）方案应用与实施
基于生产现状选取预应力混凝土叠合板订单，通过生产管理系统验证生产调度改进方案，生成初始调度方案和重调度方案，与原始调度方案对比验证改善效果，同时实施现场管理改进方案解决现场问题，优化生产环境，提升现场管理水平，从而保障生产进度。
第2章概念与理论基础
2.1预制构件生产
2.1.1预制构件种类
预制构件是在工厂或专门的预制厂进行生产和加工，然后运至现场，直接组装的建筑构件[47]。预制构件可以根据不同的分类标准进行划分，按照组成建筑结构和装饰进行划分，包括材料分类、用途分类、形状分类、尺寸分类、功能分类等分类方式，如表2.1所示。
2.1.2预制构件生产方式
预制构件的生产方式根据组织形式不同分为固定模台生产和移动模台生产[48]。固定模台生产方式是在专业预制构件制造工厂内，配置固定式模台来进行预制构件的制作，适用于规模较大且需求长期稳定的项目，可以充分利用固定设备和工艺流程，提高生产效率和质量。固定模台不需经常性地拆卸和搬运，可以保证模板的高精度和持久稳定性，特别适合生产大型和形状复杂的预制构件。移动模台生产方式指在项目现场、附近的临时工地或预制构件制造工厂，设置移动的模台，用于生产预制构件，适用于项目规模较小、施工现场有限或需要快速生产预制构件的情况，可以根据需要进行组装和拆卸，灵活适应不同形状和尺寸的预制构件生产，但由于受现场条件和设备限制，可能会影响生产效率和精度。两种生产方式各有优劣，具体选择取决于项目需求、规模和条件。
2.2生产调度
2.2.1生产调度概念
生产调度是指在生产过程中对生产任务进行合理安排和调度的过程，涉及对各种资源的合理利用，同时也要考虑如何适应生产中的不确定性和动态变化，以保障生产进度，为企业创造更大的经济效益[51]。生产调度的目标是在复杂的约束条件下寻找调度问题的最优解，以确保生产效率的最大化和成本的最小化[52]。生产调度主要涉及约束条件、任务安排、调度算法、实时动态调度几个方面，具体包括：
（1）约束条件
生产调度受到多种约束条件的限制，包括人力资源、设备产能、原材料供应及其他生产资源等，这些约束条件将直接影响到调度方案的可行性和有效性。例如，生产车间人力资源有限，需要合理安排工人的工作时间和任务分配；设备的产能有限，需要根据设备的使用情况和性能进行任务安排；原材料供应不足，需要合理安排采购和库存管理；其他生产资源约束，需综合生产目标，最大化程度地利用现有资源。
（2）任务安排
生产调度需要根据生产任务的特点和要求，对任务进行合理的安排。包括确定任务的优先级、任务的顺序和任务的时间安排等。合理的任务安排可以提高生产效率，减少生产时间和成本。例如，根据任务的紧急程度和重要程度，确定任务的优先级；根据任务的工序和耗时，确定任务的顺序；根据车间资源的利用情况，确定任务的时间安排。
第3章L预制构件企业现状及问题分析.........................16
3.1现状调研....................................16
3.1.1调研目的..............................16
3.1.2调研对象........................16
第4章生产管理改进方案设计....................24
4.1生产管理改进整体方案说明..........................24
4.1.1整体方案目标...........................24
4.1.2整体方案原则................................24
第5章方案应用与实施.................................47
5.1生产调度改进方案应用.......................................47
5.1.1无干扰状态下的生产调度..........................47
5.1.2紧急插单状态下的生产重调度...............................49
第5章方案应用与实施
5.1生产调度改进方案应用
通过企业现状调研，发现L预制构件企业某阶段的一批预应力混凝土叠合板生产订单在初始调度完成后，收到一批紧急插单，需要进行生产重调度，为了验证改进后的模型和算法的高效性，选择该批订单作为案例。基于该批生产订单通过生产管理系统进行实例验证，与原调度方案的结果进行对比，结果表明改进后的生产调度方案更能满足优化目标需求。
5.1.1无干扰状态下的生产调度
通过生产管理系统验证无干扰状态下的生产调度，初始订单包含10种类型构件，需经过9道生产工序，通过对订单中预制构件的类型、每种构件各工序的操作时间、订单交付时间、交付提前和延迟的惩罚成本等信息的整理，根据产品生产调度需求补充相应信息，汇总初始订单的调度信息，如图5.1所示。
第6章总结与展望
6.1总结
为了确保预制构件能够及时交付，本文基于L预制构件企业现状及问题分析，针对生产调度、生产数据采集和现场管理等关键环节问题设计改进方案，通过方案的应用和实施，优化生产管理，确保预制构件生产调度的顺畅进行。针对L预制构件企业生产管理问题进行了改进研究，并得出以下总结：
（1）根据相关文献和现状分析，对传统生产调度模型进行改进，添加物品准备工序、存放工序及运输工序，并将改进后的9个工序划分为生产前阶段、生产阶段和生产后阶段。根据实际生产中的工序约束分析，将预制构件各个工序划分为顺序可中断工序、顺序不可中断工序、并行不可中断工序，并综合养护窑资源限制，以完成时间和惩罚成本最小化为目标，建立无干扰和紧急插单两种状态下的生产调度模型，能够适应不同的生产情境，提高生产效率，优化资源配置。
（2）面对无干扰状态和紧急插单状态下的多目标生产调度数学模型，采用NSGA-II算法求解模型，通过模拟自然选择和遗传机制，寻找预制构件生产调度中的Pareto最优解。基于生产管理现状，确定优化算法的参数，选择JBRF的染色体编码方式，随机生成初始种群，通过非支配排序确定非支配解集，对新种群保留最优个体并循环进行非支配排序和拥挤度排序，重复二元锦标赛选择、片段交叉及对换变异操作，形成个体数量为N的新种群Pt+1，根据终止条件求解Pareto最优解，与原始调度方案对比分析，结果表明应用改进后的生产调度方案在各项优化目标上均实现了显著提升，能够更科学合理地进行调度，确保预制构件能及时交付。
（3）为了保障预制构件生产调度的准确性和科学性，针对生产管理中存在的数据采集效率低、准确性低及延迟高等问题，构建以RFID、PDA数据采集技术为主，人工记录和条码扫描为辅的改进方案采集
