一种盾构掘进工效提升方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种盾构掘进工效提升方法及系统，包括步骤：根据盾构机施工特征构建工序管理模板，根据数据采集装置采集到的盾构机信号构建工序分析模型；得到工序状态的转换时间及工序状态对应的时长，并结合所述工序管理模板，配置管理指标原因，移动终端根据管理指标原因结合实际施工现场综合分析出实际停机原因；根据实际停机原因，定位盾构机在具体工序状态下的停机原因，得到掘进工效分析报表；根据掘进工效分析报表，调整施工策略并对所述工序管理模板进行修正，提高分析准确度，提高掘进工效。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构掘进工效提升方法及系统
本专利技术涉及盾构施工现场生产工序管控领域，具体涉及一种盾构掘进工效提升方法及系统。
技术介绍
在盾构施工领域，因为具备循环施工的特性，行业内基本都会按照生产行业管理模式来进行现场工序管理，而盾构施工核心装备为盾构机，那么按照盾构机状态来划分出现场三个大的工序分类：掘进、拼装、停机。单环生产就会包括掘进、拼装、停机完成一个闭环，其中掘进和拼装时长在某一个特定项目下基本是固定的，一般情况下缩短它们的时长都比较困难，但是停机的因素就错综复杂，比如有工序停顿、系统原因、外部原因等，管理目标上在每天的有效工作时长内，需要尽可能的缩短停机时间，让生产进入一种理想循环状态:掘进-拼装-掘进-拼装，让现场达到不停机施工，那么在现场生产过程中只要停机时长尽可能缩短，其掘进工效就能够得到提升，因此需要对停机原因进行分析，进而调整施工策略，来达到缩短停机时长的效果。传统的办法，一般是通过现场盾构司机在施工过程中记录掘进、拼装、停机所耗费的时长以及停机对应的停机原因，也有通过盾构机直接反馈来判断各个状态的对应的时长。最后通过生产经理、项目经理等管理人员通过工序分析来调整施工策略，来达到缩短停机时长的效果。传统方法盾构司机在实际推进过程中很难有过多的精力来记录每个工序的对应的时长，即使有人工记录的数据，数据时效性和准确性都较差，而且停机原因如果人工填报会掺杂大量人的主观判断，导致管理人员工序分析意义不大，一些管理根据盾构机演算工法反馈的状态来提取对应状态下的时长，但是由于国内外盾构机设备供应商很多，每一家盾构设备自带的演算工法不尽相同，并且这些数据几乎都是原生的PLC数据，在做工序分析的时候，这些数据过于杂乱，造成了管理人员学习成本高，同时通过演算工法反馈的状态数据有一个必不可少的前置条件，现场操作人员在操控设备的时候必须严格按照正确的流程使用设备，比如在拼装模式下完成拼装后，需要及时把设备上控制开关切换回掘进模式，但是现场人员能力参差不齐以及现场其它很多原因，很多时候这种对人的强依赖操作都很难落实，那么所获取到的工序时长准确性也较差，同样会给管理人员工序分析造成阻力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是使用传统方法提升盾构机掘进工效时，对盾构生产工序状态判断不准确、工序对应时长有偏差、停机事件反馈不及时、事件不易追踪责任人和工序分析不准确，目的在于提供一种盾构掘进工效提升方法及系统，解决上述问题，根据掘进工效分析报表及时精准的调整施工策略从而提高掘进工效。本专利技术通过下述技术方案实现：一种盾构掘进工效提升方法，包括以下步骤：步骤S1、根据盾构机施工特征构建工序管理模板，所述工序管理模板包括工序状态以及工序状态对应的理论时长，所述工序状态包括掘进、拼装和停机状态；步骤S2、根据数据采集装置采集到的盾构机信号构建工序分析模型，所述盾构机信号包括盾构机工作模式信号、掘进开启信号、刀盘转速信号和油缸千斤顶信号；步骤S3、根据所述工序分析模型得到工序状态的转换时间及工序状态对应的时长，对所述工序状态的转换时间及工序状态对应的时长进行分析，结合所述工序管理模板，配置管理指标原因，将所述管理指标原因发送给移动终端；步骤S4、接收移动终端反馈的实际停机原因，根据所述实际停机原因，定位盾构机在具体工序状态下的停机原因，得到掘进工效分析报表；所述实际停机原因为移动终端根据所述管理指标原因结合实际施工现场综合获取到的；步骤S5、根据所述掘进工效分析报表，调整施工策略并对所述工序管理模板进行修正。进一步地，所述施工特征包括地质条件、设备选型、人员配置和周边环境。进一步地，根据设定的标准时长将所述工序管理模板中停机状态的停机原因分为系统原因、工序停顿、外部原因和机械故障。进一步地，所述工序分析模型的工序分析具体过程为：步骤S31、根据所述盾构机工作模式信号，判断盾构机当前实际的工作模式，并锁定当前实际的工作模式，所述工作模式信号包括掘进模式和拼装模式；步骤S32、当所述当前实际的工作模式锁定为掘进模式时，根据所述掘进开启信号判断盾构机当前的工序状态；当有掘进开启信号时，将盾构机当前的工序状态锁定为掘进状态，并持续记录所述掘进状态的时间；当没有掘进开启信号时，根据刀盘转速信号判断盾构机当前的工序状态；当有刀盘转速信号时，将盾构机当前的工序状态锁定为掘进状态，并持续记录所述掘进状态的时间；当没有刀盘转速信号时，将盾构机当前的工序状态锁定为停机状态，并持续记录所述停机状态的时间；步骤S33、当所述当前实际的工作模式锁定为拼装模式时，根据所述油缸千斤顶信号判断盾构机当前的工序状态，所述油缸千斤顶信号包括千斤顶油缸速率信号和千斤顶油缸行程信号；步骤S34、先根据千斤顶油缸速率信号判断盾构机当前的工序状态，当有千斤顶油缸速率信号时，将盾构机当前的工序状态锁定为拼装状态，并持续记录所述拼装状态的时间；当没有千斤顶油缸速率信号时，根据所述千斤顶油缸行程信号判断盾构机当前的工序状态。进一步地，根据所述千斤顶油缸行程信号判断盾构机当前的工序状态的具体过程为：绘制以千斤顶油缸行程信号为纵坐标、以时间为横坐标的拟合工作曲线；参照所述拟合工作曲线，绘制以千斤顶油缸行程信号为纵坐标、以时间为横坐标的实际工作曲线；根据所述实际工作曲线，在设定时间内若千斤顶油缸行程信号未变化，则将盾构机当前的工序状态锁定为停机状态，并持续记录所述千斤顶油缸行程信号未变化的时长作为所述停机状态的时间；在设定时间内千斤顶油缸行程信号为变化值，则根据变化的千斤顶油缸行程信号，计算所述拟合工作曲线与实际工作曲线的斜率差值，判断斜率差值是否在偏差范围内，若斜率差值在偏差范围内，则将盾构机当前的工序状态锁定为拼装状态，并记录所述拼装状态的时间；若斜率差值超过偏差范围，则将盾构机当前的工序状态锁定为停机状态，并记录所述停机状态的时间。进一步地，所述拟合工作曲线分为三段曲线：收缩阶段：其中，x1表示千斤顶油缸初始行程信号，t1表示千斤顶油缸初始行程信号收缩到0所需的时间；掘进阶段：其中，x2为千斤顶油缸行程信号到达的平稳值，t2为千斤顶油缸行程信号从0到达平稳值所需的时间；平稳阶段：x＝x2，表示千斤顶油缸行程信号为平稳值。进一步地，在所述拟合工作曲线上根据实际每秒钟采集一次的千斤顶油缸行程信号绘制实际工作曲线，具体过程为；计算前后相邻两秒时间采集到的千斤顶油缸行程信号的行程差值，判断行程差值是否在配置的变化范围内，若行程差值在变化范围内，则记录前一秒采集到的千斤顶油缸行程信号，舍弃后一秒时间采集到的千斤顶油缸行程信号；若行程差值超过变化范围，则记录后一秒采集到的千斤顶油缸行程信号。在盾构施工领域，对于管理目标上来说，需要在每天的有效工作时长内，需要尽可能的缩短停机时间，让施工进入一种理想循环状态，为了使现场施工过程中停机时长尽可能缩短，传统的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构掘进工效提升方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1、根据盾构机施工特征构建工序管理模板，所述工序管理模板包括工序状态以及工序状态对应的理论时长，所述工序状态包括掘进、拼装和停机状态；/n步骤S2、根据数据采集装置采集到的盾构机信号构建工序分析模型，所述盾构机信号包括盾构机工作模式信号、掘进开启信号、刀盘转速信号和油缸千斤顶信号；/n步骤S3、根据所述工序分析模型得到工序状态的转换时间及工序状态对应的时长，对所述工序状态的转换时间及工序状态对应的时长进行分析，结合所述工序管理模板，配置管理指标原因，将所述管理指标原因发送给移动终端；/n步骤S4、接收移动终端反馈的实际停机原因，根据所述实际停机原因，定位盾构机在具体所述工序状态下的停机原因，得到掘进工效分析报表；/n步骤S5、根据所述掘进工效分析报表，调整施工策略并对所述工序管理模板进行修正。/n

【技术特征摘要】
1.一种盾构掘进工效提升方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、根据盾构机施工特征构建工序管理模板，所述工序管理模板包括工序状态以及工序状态对应的理论时长，所述工序状态包括掘进、拼装和停机状态；
步骤S2、根据数据采集装置采集到的盾构机信号构建工序分析模型，所述盾构机信号包括盾构机工作模式信号、掘进开启信号、刀盘转速信号和油缸千斤顶信号；
步骤S3、根据所述工序分析模型得到工序状态的转换时间及工序状态对应的时长，对所述工序状态的转换时间及工序状态对应的时长进行分析，结合所述工序管理模板，配置管理指标原因，将所述管理指标原因发送给移动终端；
步骤S4、接收移动终端反馈的实际停机原因，根据所述实际停机原因，定位盾构机在具体所述工序状态下的停机原因，得到掘进工效分析报表；
步骤S5、根据所述掘进工效分析报表，调整施工策略并对所述工序管理模板进行修正。


2.根据权利要求1所述的一种盾构掘进工效提升方法，其特征在于，所述施工特征包括地质条件、设备选型、人员配置和周边环境。


3.根据权利要求1所述的一种盾构掘进工效提升方法，其特征在于，根据设定的标准时长将所述工序管理模板中停机状态的停机原因分为系统原因、工序停顿、外部原因和机械故障。


4.根据权利要求1所述的一种盾构掘进工效提升方法，其特征在于，所述工序分析模型的工序分析具体过程为：
步骤S31、根据所述盾构机工作模式信号，判断盾构机当前实际的工作模式，并锁定当前实际的工作模式，所述工作模式信号包括掘进模式和拼装模式；
步骤S32、当所述当前实际的工作模式锁定为掘进模式时，根据所述掘进开启信号判断盾构机当前的工序状态；当有掘进开启信号时，将盾构机当前的工序状态锁定为掘进状态，并持续记录所述掘进状态的时间；
当没有掘进开启信号时，根据刀盘转速信号判断盾构机当前的工序状态；
当有刀盘转速信号时，将盾构机当前的工序状态锁定为掘进状态，并持续记录所述掘进状态的时间；
当没有刀盘转速信号时，将盾构机当前的工序状态锁定为停机状态，并持续记录所述停机状态的时间；
步骤S33、当所述当前实际的工作模式锁定为拼装模式时，根据所述油缸千斤顶信号判断盾构机当前的工序状态，所述油缸千斤顶信号包括千斤顶油缸速率信号和千斤顶油缸行程信号；
步骤S34、先根据千斤顶油缸速率信号判断盾构机当前的工序状态，当有千斤顶油缸速率信号时，将盾构机当前的工序状态锁定为拼装状态，并持续记录所述拼装状态的时间；当没有千斤顶油缸速率信号时，根据所述千斤顶油缸行程信号判断盾构机当前的工序状态。


5.根据权利要求4所述的一种盾构掘进工效提升方法，其特征在于，根据所述千斤顶油缸行程信号判断盾构机当前的工序状态的具体过程为：
绘制以千斤顶油缸行程信号为纵坐标、以时间为横坐标的拟合工作曲线；
参照所述拟合工作曲线，绘制以千斤顶油缸行程信号为纵坐标、以时间为横坐标的实际工作曲线；
根据所述实际工作曲线，在设定时间内若千斤顶油缸行程信号未变化，则将盾构机当前的工序状...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锋，郜强，何峥，代雯，张聪，
申请(专利权)人：成都智造天下科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51