多维作业空间下的装配式建筑工程资源调度

分类：论文范文 发表时间：2021-04-13 08:50

　　摘要:装配式建筑促进传统建造方式向现代工业化建造方式的转变，但其现场装配、构件生产、运输物流等多维作业空间的异地域与非同步特点，常导致建造资源调度性质各异、相互牵制，并成为其推广应用的重要瓶颈问题。该文以装配式建筑工程为对象，深入分析其建造方式的特性，研究其建造过程中分布于各作业空间的建造资源协同机理;在多空间信息共享前提下，以人工、设备等建造资源协调配置为核心，提出基于时间轴多维作业调度空间降维处理技术、信息共享下多维作业空间资源调度协同技术、现场装配作业空间最优资源线确定技术;建立了装配式建筑工程资源调度方法并进行实证分析。结果表明，该调度方法能有效确定各作业空间的排产进度计划并提供额外决策支持信息。

　　关键词:装配式建筑;多维作业空间;建造资源;调度技术

　　引言

　　装配式建筑工程具有标准化设计、工业化生产、装配式施工、信息化管理及绿色化建造的特点［1］，其建造分布于现场装配、构件生产、运输物流等多维作业空间(简称“多空间”)的人力、设备等建造资源调度，通常具有异地域、非同步特点，并存在多维作业空间相互牵制、资源调度性质各异的矛盾，导致装配式建筑工程普遍出现低收益、超期、超预算局面［2］，极大影响了其推广应用，目前亟待展开装配式建筑工程多维作业空间环境下的资源调度问题研究，以有效提高资源使用效率。

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　　2装配式建筑关键调度技术分析

　　以调度过程概念模型为研究基础，首先需克服多维作业空间非同步调度和相互牵制难题，进而借鉴资源受限项目调度理论开展具体模型研究。

　　3装配式建筑工程多维作业空间调度模型构建

　　3．1问题描述

　　图4为装配式建筑总体调度示意图。将现场装配、构件生产、运输物流作业空间分别表示为子项目1、2、3，三个子项目以资源和工期为载体实现相互牵制并共享资源库。为确保项目总体效益实现，假设在进行生产能力设计时满足:一个典型建设单元内，构件生产和物流运输空间的最小生产或运输周期不超过现场装配空间最小施工周期。本文所用参数见表1。

　　3．2装配式建筑工程多维作业空间调度模型构建思路

　　构建模型流程的具体思路如图5所示。

　　(1)给定现场装配作业空间资源线Ｒ1max，以式(2)为目标，通过智能寻优获得该资源下的最优调度计划及对应工期T1。

　　(2)以T1、max(P2)分别为构件生产作业空间的工期限制和目标函数，求取该作业空间的最优调度计划，及对应最大资源消耗量，设定为资源线Ｒ2k;运用相同方法求取运输物流作业空间的资源线Ｒ3k。

　　4实证分析

　　4．1项目概况

　　应用第2．1节降维技术思想，选取某装配式建筑的一个标准层展开实例分析。如图6为子项目1、2、3的网络图，各任务资源需求见表2、3、4，仅考虑一种可更新资源人工。假设各个工序对人工的消耗量以虚的“单位”衡量，资源之间可通过一个隐藏的介质“如获得资源所支付的报酬”来实现工序间的合理流动。子项目1、2、3的误期赔偿系数分别为:w1=1000，w2=900，w3=800;项目的限定工期d=32;人工1、2、3的单位资源成本λ1=λ2=λ3=350。

　　4．2现场装配作业空间最优资源线分析

　　(1)子项目1初始进度计划运用关键线路法求取子项目1的初始进度计划，如图7所示，其中横轴表示时间，纵轴表示资源量，此时对应最大资源线Ｒ1max=7和最优工期T1min=29。

　　结论

　　本文运用网络图表达模拟装配式建筑项目全调度过程，通过解决多空间非同步调度和相互牵制难题，提炼基于时间轴多维作业调度空间降维处理技术、信息共享下多维作业空间资源调度协同技术、现场装配作业空间最优资源线确定技术等多项关键调度技术;以建造资源配置为核心，建立了双重目标决策下的多空间资源调度模型，形成了有效的资源调度方法;实证分析结果证明，该调度方法可有效确定各作业空间的排产进度计划并为管理者提供额外决策支持信息;考虑实际建设中可能面临诸多干扰因素，各作业空间的互动呈动态变化，后期将针对不确定性因素结合事前事后控制策略开展装配式建筑鲁棒调度模型研究，进一步丰富相关理论。

　　参考文献

　　［1］ZabihiH，HabibF，MirsaeedieL．Definitions，conceptsandnewdirectionsinIndustrializedBuildingSystems(IBS)［J］．KSCEJournalofCivilEngineering，2013，17(6):1199-1205

　　［2］ZhangXL，SkitmoreM，PengY．ExploringthechallengestoindustrializedresidentialbuildinginChina［J］．HabitatInternational，2014，41(1):176-184

　　［3］熊燕华，沈厚才，周晶，等．工程项目调度技术研究综述［J］．数学的实践与认识，2013，43(21):1-14(XiongYanhua，ShenHoucai，ZhouJing，etal．TheoreticＲeviewofProjectSchedulingTechnology［J］．MathematicsinPracticeandTheory，2013，43(21):1-14(inChinese))

　　陈伟1秦海玲1童明德2

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