装配式建筑构件生产资源调度问题研究综述

近年来随着装配式建筑的快速发展和广泛应用,多订单、多模式的预制混凝土构件生产进度优化问题随之产生,对装配式构件生产资源进行调度优化,能为预制构件生产厂提高生产效率并提升市场竞争力。为此,对传统资源调度优化问题的研究现状,装配式建筑发展状况及预制构件生产情况进行了分析,将传统资源调度模型与近年来学者提出的新模型进行比较,结合智能优化算法在资源调度方面的应用,对预制构件生产资源调度问题进行了综述,希望能对有关学者做进一步研究提供有效帮助。     

预制构件生产-运输-装配一体化的建造调度优化

为研究预制构件生产-运输-装配一体化的建造调度优化问题,构建装配式构件全过程的多目标调度优化模型.优化模型将预制构件3个阶段的优化作为一个扩展的生产车间调度优化,并采用改进的双种群遗传算法对模型进行求解.结果表明：改进的双种群遗传算法能够显著提高遗传算法的搜索效率;优化模型能够有效地减少总完工时间和并行机器的总机器成本.     

基于改进遗传算法的装配式渠道生产调度优化

为有效提高装配式渠道生产效率,加快模具周转,降低生产成本,结合装配式渠道生产线养护室数量有限的特点,建立以最小生产周期为目标的装配式渠道生产调度优化模型,设计了求解该模型的改进遗传算法。以新疆石河子金土地水泥制品厂渠道生产线为例,验证生产模型的可行性,通过对比传统顺序生产调度与改进遗传算法得到的优化生产调度,验证改进遗传算法的稳定性与有效性。结果表明,基于改进遗传算法优化装配式渠道的生产调度,可有效降低装配式渠道的生产周期,提高生产效率,达到降低生产成本,提高企业核心竞争力的目的。     

基于遗传-剩余矩形算法的装配式预制构件堆场优化

为了解决装配式建筑施工现场预制构件堆放缺乏统筹规划和信息化管理不足的问题，对预制构件的现场堆放方案和吊装距离进行分析，建立了基于遗传算法和剩余矩形算法的堆场优化数学模型并提出了求解方法，开发了堆场优化系统。利用该系统可以对可堆叠和不可堆叠类型的构件堆放进行优化，给出含有构件堆放位置和堆放顺序的优化排布方案，使得构件吊装距离最小；且该系统中构件状态管理流程明确，管理人员可根据优化方案高效安排现场构件堆放。验证结果表明，堆场优化系统可提高预制构件堆放的管理水平和吊装效率，降低对现场管理人员经验的依赖，实现预制构件堆放的信息化管理。     

装配式混凝土结构生产运输协同调度

增量成本是制约装配式建造模式推广发展的重要瓶颈,其形成原因主要是预制构件生产、运输与吊装各环节缺乏联动机制.从供应链集成的视点出发,聚焦于生产与运输阶段,分析预制构件的工艺流程和组批特征,构建了以准时交付和流程时间为目标的预制构件生产运输协同调度模型,并设计了改进的遗传算法进行求解.数据实验结果表明,模型的可行性强,能够有效改善预制构件的生产调度和运输管理,提高两者协同效率.     

多模式下装配式建筑工程资源受限调度方法

针对以往装配式建筑调度研究中,主要基于一个活动只有一种固定资源投入和固定工期的执行模式,而实际调度过程中多种资源投入和不同工期的多种执行模式普遍存在的问题,以及装配式建筑一体化建造建模方法的不足,建立以装配空间工期最短,以及在装配空间工期最短限定下的生产空间工期最短的多模式资源约束模型,在该多维空间调度模型的基础上,设计了一种搜索能力强、能有效求解该问题的布谷鸟算法(CS)。最后通过装配式建筑项目实际案例分析和遗传算法(GA)的性能对比,证明本文构建的调度模型和算法设计能有效的解决多模式下装配式建筑工程资源受限调度问题,丰富了装配式建筑项目调度这一领域的理论方法。     

装配式建筑生产-运输-施工调度研究

装配式建筑是建筑工业化的重要标志,但由于施工、生产及运输等多个作业空间不能有效协同导致的建筑成本高、工期优势不明显成为其推广应用的瓶颈问题。在对装配式建筑生产施工调度过程分析的基础上,以缩短施工进度及协同各作业空间为目标,基于建造过程研究作业空间的协同管理机制,建立装配式建筑项目全过程协同调度模型,采用粒子群算法对该模型进行求解,寻求最短工期及最优的调度计划,为合理安排现场施工作业,协调生产及运输空间的调度提供理论参考和实践支持。     

面向绿色制造的一种作业调度模型及其算法

建立了面向绿色调度的模型,旨在优化调度过程中产品的质量、生产成本、资源消耗、环境污染和生产周期．将多目标遗传算法与模糊优选技术相结合对该模型求解,并用案例验证了模型的实用性和算法的可行性．     

BIM技术在装配式建筑施工阶段的应用研究

为实现装配式建筑施工中的合理布局和效益优化,以某装配式建筑施工项目为例,开展BIM技术在装配式建筑施工阶段的应用研究。通过对装配式建筑构件生产与运输、装配式施工现场平面布置、基于BIM的预制构件与现场施工质量协同控制,提出一种全新的施工思路。通过实例证明,在应用BIM技术后,装配式建筑布局更加合理,并且综合效益更高,可促进装配式建筑的可持续发展。     

基于时间与费用双优化的虚拟企业调度算法

基于合理抽象虚拟企业模型和任务模型,建立虚拟企业生产任务计划的数学模型,并提出了一种时间与费用双优化的调度算法.该算法分别针对虚拟企业生产调度的时间与费用2个目标提出启发式优化算法,并以调度优化的结果作为遗传算法的初始染色体,通过对遗传算法运算的重新定义来优化虚拟企业生产计划调度,充分发挥遗传算法良好的全局搜索能力和能有效避免陷入局部极小的优点,提高了算法的全局寻优能力.实验结果表明,启发式优化算法与遗传算法相结合的优化技术能够降低虚拟企业生产费用,使企业具有较好的生产敏捷性.     

基于JIT的装配式建筑FDC阶段供应链集成管理研究

从分析装配式建筑的特点及发展现状入手,结合制造业的JIT(Just in time,准时制)理论和供应链理论,构建了基于JIT的装配式建筑供应链集成管理理论模型.重点针对FDC(Fabrication-Distribution-Construction,预制、配送、施工)阶段,构建了JIT模式下承包商和建筑构件供应商的最优订货供货模型,与传统的经济订货批量模型进行对比,推导出JIT模式下能够降低供应链总成本、减少承包商订货成本、改善现场施工环境、提高构件供应商利润的参数适用条件,并结合实际案例进行验证.最后对单一的一对一供应链进行优化和改善,建立一个构件供应商对多个承包商的供应链管理理论模型,并分析了进一步优化的潜在空间.     

基于差分进化算法的智能化预制厂房设备资源配置优化

优化设备资源配置,有利于提高设备利用率,减少智能化预制厂房建造成本,进而提高企业效益。本文以大型混凝土构件智能化预制厂房为研究对象,基于智能优化算法,根据预制构件生产流程特点,考虑工人的工作时间及各工序的连续性,构建设备资源配置最优化模型,并在双变异策略的基础上结合自适应变异算子的差分进化算法对模型进行求解,从而得到混凝土构件智能化预制厂房设备资源配置的最佳方案。     

基于多属性决策的供应链排序问题研究

文章以生产排序费用和分批发送费用总和最小为排序目标,考虑包含单个供应商向多制造商供应工件的供应链排序问题,并建立了问题的数学模型;提出了一种融合多属性决策方法的动态规划算法,给出了相应算例,并分析了算法的复杂度。     

装配式建筑生态效益评价模型的构建和仿真

为量化评价装配式建筑的生态效益,为政府制定生态补偿政策提供依据,基于系统动力学理论,从全生命周期的视角,分析装配式建筑8个子系统各影响因素间的作用关系;并以能源消耗和二氧化碳排放量为衡量指标,对比装配式与现浇式建筑,建立生态效益评价因果关系图、流量存量图和计算方程,构建装配式建筑生态效益评价模型。仿真结果表明:相对于现浇式建筑,装配式建筑的生态效益在建材生产与运输阶段、PC构件生产与运输阶段、建筑维护阶段处于劣势,尤以建材生产阶段为主;在建材运输阶段以及建筑建造、运行和拆除阶段占据优势,尤以建筑运行阶段为盛;从全寿命周期看,装配式建筑的生态效益较大,并随着施工面积的增加而增大,效益相当可观。     

最佳觅食算法求解多目标混合流水车间调度问题

针对生产车间中需要同时考虑减少生产时间、确保加工质量以及通过减少能耗而降低生产费用的需求,建立以完工时间、空闲时间、加工质量和机器能耗为目标的多目标混合流水车间调度模型,提出一种基于直觉模糊集相似度的最佳觅食算法.为有效求解此问题,提出基于Largest Order Value规则的双层整数编码方式,在机器层编码部分采用权重法来计算机器的选择概率.针对多目标优化,提出直觉模糊集相似度的解比较策略,采用直觉模糊集相似度的大小衡量Pareto解与理想解的相似程度,判断Pareto解的优劣.通过测试实例和实际案例,验证本算法求解多目标混合流水车间调度问题的有效性和可行性.     

装配式建筑产业链合作伙伴选择三阶段模型及方法研究

装配式建筑产业链的构建与运行是装配式建筑业持续稳定发展的前提，而合作伙伴的选择又是装配式建筑产业链稳健运行的关键。本文将装配式建筑产业链简化为“五大链节”，并在此基础上建立装配式建筑产业链合作伙伴选择三阶段模型，即初选-精选-优化组合三阶段模型。初选是通过企业共有的评价指标确定候选企业；精选是根据每一链节业务的特点确定特有的评价指标，再基于AHP法进行精选；优化组合是建立基于工期（T）、质量（Q）、成本（C）、文化交融性（H）的产业链合作伙伴选择多目标优化模型，并利用蚁群算法求解最优组合，进而确定最终组入产业链的企业名单。     

基于SEM和Multi-agent,仿真的装配式建筑设计变更风险管理

设计变更是影响装配式建筑项目绩效与安全的重要风险因素. 预制构件供应链有多个利益相关者参与, 系统复杂多变, 各参与方信息集成难度大, 使得项目难以实现系统有效的设计变更风险管控. 在归纳设计变更风险和风险诱发因素的基础上, 提出结构方程模型,(structural equation model, SEM),与,Multi-agent,仿真模型相结合的研究方法, 根据风险诱发因素识别提出管理策略, 结合项目实际模拟管理策略运行效果, 从而实现对设计变更风险的有效管控. 基于上海市南翔镇的装配式建筑项目建立本体实例库, 对结构方程模型实证分析提出的管理策略进行,Multi-agent,仿真模拟, 评估管理策略对项目成本和时间绩效的影响, 验证了模型的可行性和有效性.