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。     

任务可拆分项目调度问题

经典资源受限的项目调度问题的前提之一是任务不可拆分,即每个任务只能被一次执行,中间不能停顿.但是在企业实际的项目调度中,许多任务是允许被拆分成若干次执行的.针对任务可拆分的项目调度问题提出了总项目工期最短的数学模型,该模型在任务较多、任务工期较长或时间粒度小时解空间很大,不利于精确求解.提出了一种结合邻域搜索方法的混合遗传算法求解该模型.给出了算法的编码方案、解码规则、适值函数、选择方法、交叉算子和变异算子的实现方法.最后通过算例验证了算法的有效性,列出了任务不能拆分和任务可拆分两种情况下算例最优解的甘特图.     

基于人工蜂群的空间资源受限项目调度算法

空间资源调度问题在满足时间和空间资源约束的前提下,追求项目工期最短以及空间资源利用的最大化,针对该问题对空间资源进行抽象,建立数学模型,在配置空间理论基础上,提出基于人工蜂群的时空资源受限项目调度算法。对不同规模的问题实例采用不同的算法进行对比,结果表明本文算法在相对较短时间内可以获得较优的调度方案。     

基于粒子群的多目标多执行模式项目调度

聚焦多目标多执行模式特点下的项目调度问题,通过建立工期、费用、资源和质量多目标函数,构建综合优化模型,同时运用粒子群算法解决工程项目多目标多执行模式优化问题.最后,通过一个应用实例计算,表明粒子群算法可以准确快速地解决该模型下的工程项目多目标优化问题,达到了项目调度中面对不同模式进行抉择,并且缩短工期、减少成本、均衡资源以及提升质量的综合的理想效果.     

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。     

基于项目拆分决策的多模式资源投入

结合一类实际生产决策需求,提出了基于项目拆分决策的多模式资源投入调度问题,并以资源投入最小化为优化目标,建立了问题的数学模型.针对模型特点,提出了包含项目拆分算法和多模式资源投入型项目调度算法的双层优化算法,其中项目拆分算法通过将作业在不同子项目之间有效移动获得合理的拆分方案,多模式资源投入型项目调度算法通过分析不同作业对时间约束和资源约束的影响来确定优先级规则,进而得到最佳调度方案.应用PSPLIB标准算例进行数据实验,结果证明了算法的有效性和可靠性.     

QoS约束的云工作流调度算法

将云计算和工作流两者结合起来,并根据用户关心的QoS中执行时间和执行费用问题,针对工作流调度策略在云环境下调度实例密集型工作流时效率不高的问题优化资源调度策略,给出云工作流调度模型,提出一种基于QoS约束的云工作流调度算法MSCWQ(modifiedschedulingalgorithmforcloudworkflowbasedonQoS).该算法利用DAG(directedacyclicgraph)进行建模,优化资源策略,保证在最晚结束时间内使整个工作流实例的执行费用尽可能小.实验结果表明,在调度实例密集型云工作流时,该算法能有效提升科学工作流的执行效率,并能减少资源的使用费用.     

项目拆分与资源投入调度问题的集成优化

基于一类实际生产决策需求,提出了依赖于项目拆分的资源投入调度问题.在分析项目拆分对资源投入影响的基础上,以资源投入最小化为目标,建立了项目拆分与资源投入调度问题的集成优化模型.结合项目拆分和资源投入调度的特点,提出了包含项目拆分优化和资源投入调度优化的两阶段集成优化算法.项目拆分阶段分析可行的拆分条件,采用项目初始拆分及局部调整的方法,可以快速获得较优的项目拆分方案.资源投入调度阶段以采用作业优先级和资源能力双列表编码的遗传算法为搜索框架,充分利用迭代过程中的信息,设计一种基于概率分布的资源能力选择方法来改进资源列表,使资源能力列表加速向最优解收敛.应用PSPLIB标准算例进行数据实验,结果证明了该算法的有效性和可靠性.     

基于差分算法的装配式构件生产成本控制

为有效控制装配式构件生产成本,进而降低装配式建筑建造总成本,分析了预制构件生产特点,建立了以最小化生产成本为目标的预制构件生产调度优化模型,设计了求解该模型的改进差分进化算法。通过实例应用验证了模型可行性,并将其运行性能与遗传算法进行对比,验证了该算法有效性。由此可见,通过优化构件生产调度,可有效降低构件生产成本及建造总成本。     

基于质量预测的飞机装配动态调度问题研究

为提高飞机装配调度计划应对装配质量不合格的能力,首先以两阶段近似动态决策为框架,研究装配质量与相关因素的映射关系和不确定性因素在不同决策周期的表现形式,并以最小化基于场景的项目工期期望值为目标函数建立整数规划模型;然后基于构建的飞机装配质量预测模型,设计了多层循环迭代搜索算法,算法第一层基于任务列表的编码方式优化任务执行顺序,第二层通过装配人员分配列表优化人员配置,第三层根据人员配置结果求解目标函数. 数值实验结果显示在工件质量预测值与实际值不一致的情况下,多层循环迭代搜索算法在任务开始时间偏差能够保持在2以下,表明该算法能够适应不确定性因素的变化,满足构建飞机装配动态调度计划的需求.     

作业时间依赖资源分配决策的项目调度问题建模与算法

针对实际问题的需求,提出了作业时间依赖资源分配决策的项目调度问题.以最小化项目工期为目标,建立了作业时间与资源分配量呈函数关系的资源受限项目的调度模型,提出了基于1-opt及2-opt局部搜索的遗传算法以提高算法的求解质量,分析了2-opt局部搜索中的作业组合情形,归纳与证明了不同作业组合调整与问题目标之间的关联性质,在此基础上建立了选取有效作业组合的方法,以提高算法在局部搜索求解中的效率.数据实验结果表明,所提算法相较于现有算法,其求解的质量和速度均具有优越性.     

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.     

资源受限项目调度模型的施工进度管理

综合资源受限项目调度问题的研究和实际建设工程项目施工进度管理的需求,提出广义优先关系下的差分进化人工蜂群算法的资源受限项目调度模型.其中差分进化算法用于处理交叉变异问题,人工蜂群算法用于处理寻优过程的各阶段推进,并以广义优先关系串行调度产生方案获得的总工期作为适应度值确定优先级编码.根据实际工程项目的应用进一步提出由逆向反推计算关键路径、关键任务的资源及历时优化、非关键任务的资源均衡等组成的资源约束进度管理方法.在eclipse环境下用Java语言进行编程,快捷准确地获得进度和资源相关的资源约束进度计划、约束资源分布情况,以及资源与工期的优化方案.     

多模式资源受限项目调度问题的混合遗传算法

多模式资源受限项目调度问题是一种NP难的组合优化问题.提出了与基于关键链的启发式算法相结合的二层混合遗传算法对该问题进行求解.在由上层算法确定的调度顺序下,下层遗传算法结合基于关键链的启发式算法,对系统资源重新优化配置,使算法加速向最优解区域收敛,并在下层设计了随迭代代数增加的可变变异概率,以避免早熟收敛.利用标准问题库对算法进行测试,分析问题参数与算法参数对算法结果的影响,发现实验结果的绩效随迭代数的增加而提高,算法耗时随任务数和迭代数的增加而增加.数值测试结果验证了算法的可行性和可靠性.     

基于粒子群算法的多项目资源均衡方法研究

针对传统粒子群算法容易陷入局部最优的缺点,提出利用动态惯性权重参数和模拟退火算法修改突变概率,进而改进传统粒子群算法,探讨各项目工期最短情况下的多项目资源均衡分配问题。通过对比试验表明,改进的粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法很好地实现了多项目的资源均衡优化,通过同比试验验证了改进PSO算法在解决不同规模多项目的资源均衡问题时的算法时间复杂度的线性增长性,很好地表达了人们的调度意图。     

参建单位视角的装配式建筑施工安全风险因素

为预防装配式建筑工程项目出现施工安全事故,通过分析总结大量装配式建筑施工安全事故案例的基础上,从各参建单位的视角下,对装配式建筑施工过程中的安全风险因素进行提取,并结合具体项目和各因素的相互影响程度,运用决策试验和评价实验法(decision-making trial and evaluation laboratory, DEMATEL)建立矩阵模型计算,辨别出该项目安全风险因素的重要度排名,以及主要的原因因素和结果因素。研究结果表明：监理规划与实施细则的质量,装配式施工安全专项方案落实情况,危险性较大的分部分项工程论证等因素为装配式施工安全关键风险因素。最后提出对策建议,帮助管理人员做出相适应的预防措施。     

基于流水作业的施工段排序方法

选择总工期最短的施工段施工次序是桥梁工程施工进度计划编制中的关键问题之一。通过对流水作业基本原理及方法的分析,提出了确定施工段最优施工次序的"最小间隔时间法"。结合工程实例,依据流水作业法的作图原则,给出了计算工序最小开工时间间隔、确定施工段最优次序的方法。结果表明,该方法可较方便地得出施工段的最优施工次序,所得的最优解有较高的可信度,是一种在不增加资源和额外投入的条件下有效缩短施工工期的新方法。