装配式建筑项目调度模型与方法

通过研究成果的实际应用，提升装配式项目调度的运作效率，实现“生产-装配-管理”一体化的现代企业管理模式，使装配式工程项目在建造过程中发挥自身优势的同时能有效提高建造效率，降低项目的建造成本。

 

 

本书以装配式建筑项目为研究对象，分析装配式建筑资源调度的背景，提出装配式建筑资源及其调度的概念，阐述装配式建筑资源均衡、资源受限、多执行模式调度、资源鲁棒性问题及优化方法，将模型及方法应用在装配式建筑项目生产、运输、施工等空间，力求解决在这些应用领域存在的调度问题。

本书可作为装配式建筑项目实践工作人员和项目管理人员的决策参考书，也可作为管理科学与工程、土木工程及其他相关专业师生的学习参考书。

 

第1章绪论  001

1.1研究背景及意义  002

1.1.1研究背景  002

1.1.2研究意义  004

1.2研究内容与相关理论  006

1.2.1装配式建筑工程的定义  006

1.2.2装配式建筑工程多维建造空间特点  006

1.3国内外研究现状  008

1.4研究框架与结构安排  010

1.4.1研究框架  010

1.4.2研究结构安排  010

1.5本章小结  014

第2章工程项目资源调度相关理论综述  015

2.1项目资源调度问题  016

2.1.1资源受限项目调度问题综述  016

2.1.2资源均衡项目调度问题综述  021

2.2项目调度理论研究方法  031

2.2.1数学规划方法  032

2.2.2规则调度方法  033

2.2.3智能调度方法  034

2.2.4仿真调度方法  036

2.3工程项目网络计划技术  036

2.3.1活动序列生成  036

2.3.2调度进度生成机制  040

2.4鲁棒性项目调度问题  041

2.4.1鲁棒性项目调度  041

2.4.2资源受限项目鲁棒调度  045

2.5本章小结  052

第3章装配式建筑工程资源均衡模型构建方法  053

3.1装配式建筑工程资源调度问题分析  054

3.2装配式建筑工程关键路线及工期确定  056

3.2.1时间参数概念及符号表示  056

3.2.2六个网络计划计算时间参数  057

3.2.3双代号网络计划图项目参数  058

3.2.4关键工作和关键路线确定  059

3.3装配式建筑工程资源均衡模型构建  060

3.3.1模型假设  060

3.3.2多空间关联项目转换方法  060

3.3.3模型目标函数确定  062

3.3.4模型约束构建  062

3.4案例分析  064

3.5本章小结  070

第4章装配式建筑项目资源均衡方法  072

4.1装配式建筑项目调度模型  073

4.1.1问题描述  073

4.1.2初始网络计划方法  074

4.2基于遗传算法的装配式项目资源均衡方法  076

4.2.1编码方案  078

4.2.2初始化种群  078

4.2.3适应度函数  078

4.2.4选择  078

4.2.5交叉  079

4.2.6变异  079

4.3案例分析  080

4.4决策建议  084

4.5本章小结  085

第5章装配式建筑资源受限调度方法  087

5.1装配式建筑资源受限调度模型  088

5.1.1模型描述  088

5.1.2模型假设  089

5.1.3模型建立  089

5.2基于双层规划的装配式资源受限调度方法  091

5.2.1模型求解算法步骤及流程  091

5.2.2遗传算法设计  093

5.3案例分析  095

5.4本章小结  108

第6章考虑学习效应的装配式项目资源受限调度问题  109

6.1装配式项目关键路线及工期确定  110

6.2问题描述及模型假设  111

6.2.1问题描述  111

6.2.2模型假设  111

6.3考虑学习效应装配式项目资源受限问题求解  112

6.3.1目标函数确定  112

6.3.2约束构建  113

6.4案例分析  114

6.5本章小结  119

第7章多模式下装配式资源受限项目调度方法  120

7.1多模式下装配式建筑资源调度模型  121

7.1.1装配式项目虚拟时间窗概念模型  121

7.1.2装配式建筑调度过程概念模型  122

7.1.3多空间降维处理  123

7.1.4调度模型构建  124

7.2基于CS算法的多模式下装配式资源受限调度方法  126

7.2.1CS算法  126

7.2.2算法设计  127

7.3案例分析  129

7.4本章小结  133

第8章鲁棒性装配式资源受限项目调度方法  135

8.1关键链方法中的二次资源冲突困境  136

8.1.1二次资源冲突困境  136

8.1.2二次冲突发生条件  138

8.2问题假设及模型构建  138

8.2.1问题假设  138

8.2.2鲁棒性装配式模型构建  139

8.3装配式建筑工程进度计划构建  140

8.3.1集中缓冲进度计划建立  140

8.3.2基于二次调度的集中缓冲进度计划建立  140

8.3.3鲁棒性评价  141

8.4案例分析  142

8.5本章小结  148

参考文献  149

 

装配式建筑是指在施工现场将已在工厂预制完成的构件组装而成的建筑。近年来，随着我国大力推广装配式建筑，使建筑行业的生产模式产生重大变革。这种施工方式减少了现场施工对环境的污染，同时又能节约资源消耗，促进劳动生产效率的提高。装配式建筑的发展促使建筑业与工业信息化融合更加紧密，萌发新兴产业，淘汰过剩产能。但就目前的发展形势来看，装配式建筑在我国发展较慢，究其主要原因在于和传统现浇建筑方法相比并没有明显优势。装配式建筑项目现有的调度方法直接采用传统现浇建筑项目方法，缺乏可操作性，变动较大。在执行项目调度计划时，忽略装配式项目调度的多维作业、多执行模式以及不确定性等特点，造成项目总体工期偏长，资金成本较高等问题，限制了装配式建筑的发展。因此，在设计装配式项目调度计划的过程中，深入研究项目中具体的施工特点，选取快速有效的调度方法，对于推动装配式建筑发展具有十分重要的意义。

本书通过分析成熟的项目调度理论与方法，将其运用到装配式项目资源调度优化领域，重点研究资源受限及资源均衡两类调度问题，涉及人力资源、设备等可更新资源的调度优化，构建相应的数学模型，提出实用有效的算法，有效利用计算机智能技术对相关模型和方法进行仿真和验证，为装配式项目管理决策提供理论和方法。此外，本书注重实际案例的应用，在讨论装配式项目调度关键问题的同时，相关问题以实际的装配式建筑工程项目案例为实验对象，将理论成果应用于实际案例的验证。通过研究成果的实际应用，提升装配式项目调度的运作效率，实现“生产—装配—管理”一体化的现代企业管理模式，使装配式工程项目在建造过程中发挥自身优势的同时能有效提高建造效率，降低项目的建造成本。

本书是著者多年从事项目调度管理、装配式项目实践研究的成果。在本书的撰写过程中，引用和参考了国内外项目调度方面的文献和书籍，结合国内装配式建筑项目的实际案例，并进行实践分析。前人相关的研究成果是本研究工作的基础，在此向相关作者表示诚挚的感谢！本研究得到国家自然科学基金项目（71701137）、辽宁省自然科学基金项目（2019-ZD-0296）和辽宁省教育厅科学研究项目（lnqn202029）的资助。沈阳建筑大学管理学院的李庭苇、王洋、谢武、徐宁、杨怡莹、张梦婷参加了相关课题的研究工作，并且对书中内容进行了整理，在此一并表示感谢！

鉴于著者水平有限，书中难免存在不妥和疏漏之处，恳请读者指正。

著者

2021年7月