建筑业的规划和设计模型

魏 敏

0 引言

现代建筑业涉及了物流业的许多方面，它直接影响到相关行业的一般业务的有效性和经济性。在第一个规划和设计阶段，大型建设工程项目涉及各种类型的资源，如劳动力，设备和材料。这些不同种类资源的任何组成部分要涉及项目的初始投资，成本，物流业务，工序安排和规划，设计以及项目实施的许多其他相关方面。因此，为了有效的规划和建设项目的实施，这些项目的目标包括物流及采购的基本原则的应用。

为了研究民用工程项目的施工管理，我们从不同的角度考察了整个学科领域，如:

1)施工和采购项目的分类;

2)建筑物流和服务业务;

3)建筑材料的供应和采购;

4)采购的运输和配送;

5)材料库存位置。

1 安排和调度商品混凝土卡车

随着建筑业供应链的发展，作为供应链内的主要业务之一，高效的商品混凝土(RMC)分离过程在商品混凝土配料车间和施工现场中变得很重要。然而，当各项施工现场在相同的时间内需要提供混凝土时，为了快速开发一个高效且平衡的商品混凝土卡车的调度时间表，对商品混凝土的配料车间的管理者来说，它几乎是不可行的。一些研究表明，一个高效调度时间表，可以提高配料车间和施工现场的生产力。然而，来自那些研究的结果对实际应用不够有效。因此，Feng和Wu建立了一个更有效的模型，这个模型优化了商品混凝土的卡车调度的时间表。他们首先分析了商品混凝土的交付过程，然后开发出了一个以几个供应链管理(SCM)的概念为基础的系统模型。除此之外，为了找到优化的调度时间表，该表最大限度的减少商品混凝土卡车在施工现场不停止浇筑混凝土的总的等待时间，Goldberg等的快速杂乱遗传算法(fmGA)和旋风仿真技术已纳入优化调度。

由Feng和Wu列出的商品混凝土交付过程有:

1)调用过程;

2)调用的高峰时段;

3)收入成本。

用在商品混凝土制作和使用现场之间的往返时间，在工作现场制作商品混凝土的持续时间，交货的数量来分析影响商品混凝土卡车调度的时间安排的因素。

商品混凝土卡车的调度顺序可以看作是各种施工现场所需要的商品混凝土交付的顺序，这类似于旅行商的问题(TSP)，除了施工现场不止一次的访问。调度时间表的整体解决方案空间可确定为:

其中，ej为施工现场j交付的商品混凝土数量;N为需要商品混凝土的施工现场的总数。显然，如果指定的施工现场和需要的商品混凝土量增多时，解决方案空间可能会紊乱。因此，一个基于遗传算法的解决方案是采用次优解决方案。

2 资源分配和调配

在项目管理中资源的分配和调配是很大的挑战。由于问题的复杂性，资源的分配和调配已经处理为像启发式程序一样的主要解决的两个不同的子问题，该程序不能得到最优的解决方案。考虑到这两方面同时进行，Hegazy提出了改善资源的分配和调配启发的计划，遗传算法用于搜索一个最新的最佳的解决方案。虽然在选择任务中引入了随机的优先次序，并且遗传算法程序搜索一系列优先任务，该程序产生更短的工期和更好的水平。

资源均衡算法尝试在不改变项目工期的条件下减少高峰期的要求，理顺资源周期的波动这些任务(设备和熟练的工人)。资源均衡问题的最佳解决方案是建立在NP完全的混合整数规划制定的基础之上的，大型项目的最佳解决方案——启发式解决方案没有得到，而是成为遵循的唯一手段。

一个著名的启发式是最少时间的算法，该算法最大限度减少资源的日常波动，同时保证项目的总工期不变。作为实现这一目标的代理，算法最大限度地减少了资源直方图横轴时刻，时间。为了实现这一目标，该算法从早期的启动时间表开始，并转移非关键活动在其机动时间的时间，以便不会造成工程延迟。在每次的步骤中，转变(S)最大限度地减少产量的直方图选定的时刻。尽管这种方法简单，但它不能保证最佳的解决方案。

3 设计保温材料的厚度

建筑幕墙传热是建筑物中冷却负荷的空间最大的组成部分。高等保温材料的厚度减少传热热损失和节约冷却成本。因此，当务之急是实现住户可接受的舒适性和降低制冷负荷。

节约能源是任何国家能源战略的重要组成部分。在建筑节能方面，使用适当的绝缘材料可以减少进口能源，减少化石燃料的燃烧和污染的影响。建筑保温通过增加绝缘材料可以减少空间采暖的运行成本。

4 时间、成本和质量

时间、成本和质量是规划和控制建设项目的三个重要因素。项目的成功与否受工期、质量输出标准和预算目标的影响。Cristobal把这些问题构想成0－1整数过程模型。Seyedhoseini把这三个要素竭诚风险管理模型来评估建设项目。

风险是偏离预期的一种可能性。不过，在风险相应评价和选择方面，还没有系统和成熟的方案。Seyedhoseini为选择一套相应行动引进了一个目标，这个目标要求相应行动偏离项目目标的程度最小化。目标函数由三个关键变量组成:时间、质量和成本。

假设:T0=目标工期，T'=项目按时完工，C0=项目预算，C'=工程实际成本，Q0=项目输出的目标规格，Q'=项目输出规格的最终状态。

Seyedhoseini用一个偏离指标来测量输出结果，如下:

其中，t，q，c分别为项目时间，质量和成本的加权系数，t+q+c=1，Pairwise 评判技术可以用来确定 t，q，c参数。

ITQC负值代表不良偏差，正值则代表良好偏差。我们很有必要选择有效的相应行动使指标最大化。本模型展示了如何使项目总体规划通过三个关键指标集成在一起。在处理现实问题时，本模型通过风险分析，使项目相应行动最有效的实施。

5 建筑材料的配送

为了跟上施工进度建筑材料的配送时间经常性被延迟，因此，在延误期间，会储存额外的零件或材料来满足需求。因此我们用推(传统)和拉(准时)两种生产类型来解决这个问题。所以，为了审查不同的条件下平均库存水平的性能，Cao等人探讨生产时间，生产周期时间的配送延误比率以及在不同的建设系统下，需求变化的共同作用。

6 结语

从文献中可以获得大量的为那些在建筑运作绩效中扮演着重要角色的不同变化的规划和设计的模型。这些模型主干大多来自运筹与工业工程学科。当用在运筹与工业工程学科中的技术强调模型的理论建设和独特的解决方法时，为了有效的管理建筑运作和随后获得最大的经济效益，建筑工业模型的建立则强调了规划，设计，应用，措施和绩效评价。

本文讨论了问题结构的突出点和重要特征，并且得出了模型的一般结论和其绩效及适用性。由于除了强调研究结果的关键观点与各自的模型，从项目到项目数据的变化和动态属性，都未提及数据结果。因此，以未参考特定项目的一般方式提出并且讨论了设计变量和评价措施的一般行为。在调查中，建设运营管理方面提供了对问题性质的见解，其参数域，物理设计和可测量的绩效。不同模型和其参数域这方面的知识将促进建筑工程师有更好的规划、设计和高效的运作。

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