26429

برنامه‌ريزي بهينه پروژه‌هاي ساخت با استفاده از الگوريتم‌هاي فراكاوشي و مدل‌سازي اطلاعات ساختمان

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران گرايش مهندسي و مديريت ساخت

1398

30 آبان 1400

دكتر علي كاوه

مهندسي عمران

شركت‌هاي ساختماني در دنياي رقابتي امروز نياز به استفاده از روش‌هاي مؤثر براي برنامه‌ريزي و زمان‌بندي پروژه‌هاي خوددارند. زمان و هزينه ازجمله مهم‌ترين اهداف پروژه هستند كه مقادير آن‌ها بر اساس منابع مورداستفاده براي انجام فعاليت‌هاي پروژه مانند نيروي كار، ماشين‌آلات و ابزار‌ها و مصالح مورداستفاده تغيير مي‌كند. علاوه بر آن استراتژي‌هاي مربوط به تسطيح منابع در پروژه كه به‌منظور محدود كردن ميزان نوسانات در منابع موردنياز براي انجام پروژه به كار مي‌روند، بر زمان و هزينه تمام‌شده پروژه تأثيرگذار است. علاوه بر آن، با توجه به افزايش ذي‌نفعان پروژه‌هاي ساخت در سال‌هاي اخير، ساير فاكتورهاي تأثيرگذار بر پروژه مانند اثرات زيست‌محيطي، ايمني و كيفيت نيز بايد در مرحله برنامه‌ريزي پروژه موردتوجه قرار گيرند. بهينه‌سازي زمان- هزينه- منابع تحت قيد منابع (MRC-DTCRO)، ابزاري است كه به‌منظور زمان‌بندي مجموعه‌اي از فعاليت‌ها كه هركدام شامل چندين مد اجرايي هستند ارائه‌شده است. علاوه بر آن عدم قطعيت‌ها در هزينه‌ها در برنامه‌ريزي يك پروژه بايد در نظر گرفته شوند، چراكه فعاليت‌هاي يك پروژه در معرض ريسك‌هاي متعدد قرار دارند كه اين امر مي‌تواند موجب تأخير در اتمام پروژه و افزايش هزينه‌ها نسبت به مقادير برنامه‌ريزي‌شده شود. در اين پايان‌نامه، يك مدل بهينه‌سازي زمان- هزينه- منابع تحت قيد منابع با در نظر گرفتن عدم قطعيت‌ها در هزينه‌ها ارائه‌شده است. در اين مدل، از اعداد فازي به‌منظور در نظر گرفتن ريسك‌ها در هزينه‌هاي مستقيم فعاليت‌هاي پروژه استفاده‌شده است. با استفاده از اين مدل، سطوح مختلف پذيرش ريسك توسط مدير پروژه قابل‌تعريف است. به‌منظور اجراي فاز بهينه‌سازي در اين مدل از الگوريتم چندهدفه توسعه داده‌شده استفاده گرديده است. همچنين به‌منظور بهينه‌سازي هم‌زمان اهداف متعدد پروژه شامل زمان، هزينه، منابع، اثرات زيست‌محيطي، ايمني و كيفيت نيز، از ابزارهاي بهينه‌سازي بسيارهدفه استفاده‌شده است. درنهايت كارايي مدل‌ها و الگوريتم‌هاي توسعه داده‌شده، توسط مطالعات موردي ارزيابي مي‌گردد. در اين مطالعه، چارچوبي براي موازنه بين منابع در زمان‌بندي پروژه ايجاد شده است كه در آن، مدل‌سازي اطلاعات ساختمان (BIM)، بهينه‌سازي چند هدفه و تصميم‌گيري چند معياره ادغام شده‌اند. با استفاده از نرم افزار مديريت ساخت BIM، ابتدا يك مدل سه بعدي از ساختمان ايجاد مي شود. بر اساس مدل، فهرست مقادير پروژه ايجاد مي شود. سپس، الگوريتم هاي بهينه سازي جديد توسعه يافته به منظور ارائه مجموعه راه حل بهينه براي برنامه‌ريزي پروژه استفاده مي شود.

1401/02/17

Optimization of Construction Project Planning using Metaheuristic Algorithms and Building Information Modeling

11/21/2022 12:00:00 AM

Construction companies are required to employ effective methods of project planning and scheduling in today's competitive environment. Time and cost are critical factors in project success, and they can vary based on the type and amount of resources used for activities, such as labor, tools, and materials. In addition, resource leveling strategies that are used to limit fluctuations in a project's resource consumption also affect project time and cost. In light of the significant increase of stakeholders in construction projects in recent years, pursuing other project goals, such as environmental impact, safety risks, and quality, would be prudent in the planning phase. The multi-mode resource-constrained discrete-time–cost-resource optimization (MRC-DTCRO) is an optimization tool that is developed for scheduling of a set of activities involving multiple execution modes with the aim of minimizing time, cost, and resource moment. Moreover, uncertainty in cost should be accounted for in project planning because activities are exposed to risks that can cause delays and budget overruns. In this study a fuzzy-multi-mode resource-constrained discrete-time–cost-resource optimization (F-MRC-DTCRO) model for the time-cost-resource moment tradeoff in a fuzzy environment while satisfying all the project constraints is presented. n the proposed model, fuzzy numbers are used to characterize the uncertainty of direct cost of activities. Using this model, different risk acceptance levels of the decision maker can be addressed in the optimization process. A newly developed multi-objective optimization algorithm called ENSCBO is used to search non-dominated solutions to the fuzzy multi-objective model. Moreover, a many-objective optimization model regarding time, cost, resource, environmental impact, safety, and quality based on a newly developed many-objective optimization algorithm, Non-dominated Sorting Differential Evolution algorithm based on Reference points (NSDE-R) is presented in this study. The proposed models' applicability is demonstrated employing case studies of construction projects. In this study, a framework is developed for making trade-offs among resources in project scheduling that integrates building information modeling (BIM), multi-objective optimization (MOO), and multi-criteria decision-making (MCDM). Using BIM construction management software, a 3D model is first created. Based on the model, a bill of quantities is generated for the project. Then, newly developed optimization algorithms are used to provide the optimal solution set.

برنامه‌ريزي پروژه‌هاي ساخت , الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي , مدل‌سازي اطلاعات ساختمان (BIM)

Farivar Rajabi

Dr. Ali Kaveh