شماره ركورد
34435
پديد آورنده
آيسان دين پژوه
عنوان
ارائه يك چهارچوب براي زمانبندي خودكار پروژههاي ساخت با استفاده از الگوريتمهاي فراابتكاري
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي عمران، مهندسي و مديريت ساخت
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/5/29
استاد راهنما
دكتر مصطفي خانزادي
استاد مشاور
/
دانشكده
مهندسي عمران
چكيده
مديريت پروژههاي ساختوساز، بهويژه در مقياس بزرگ، فرايندي پيچيده است كه همزمان نيازمند رعايت سه مؤلفه كليدي يعني حداقلسازي زمان، حداقلسازي هزينه و حداكثرسازي كيفيت است. در عمل، اين سه هدف اغلب با يكديگر در تعارض قرار ميگيرند و دستيابي به تعادل بهينه ميان آنها چالش جدي مديران پروژه محسوب ميشود همچنين وجود فعاليتهاي متعدد، محدوديت منابع و حضور پيمانكاران مختلف، برقراري اين تعادل را پيچيده ميكند. بسياري از مدلهاي موجود اين سه معيار را بهصورت مجزا بررسي كرده و فرايند انتخاب پيمانكار را از برنامهريزي زمانبندي جدا ميدانند كه منجر به ناسازگاري در تصميمگيري و كاهش كارايي نتايج ميشود. شكاف پژوهشي موجود و هدف اين پژوهش، فقدان يك مدل و چارچوب تصميم يار يكپارچه و خودكار چندمعياره مبتني بر الگوريتم فراابتكاري است كه بتواند همزمان با انتخاب پيمانكاران، محدوديتهاي زماني، نقدينگي و روابط پيشنيازي متنوع و متعدد را لحاظ كرده و خروجيهاي عملياتي متنوعي ارائه دهد. روش پژوهش، مدلسازي رياضي و پيادهسازي يك الگوريتم ژنتيك اصلاحشده است كه شامل ارزيابي كمي كيفيت پيمانكاران با استفاده از روش تحليل سلسلهمراتبي، لحاظ قيود مالي و زماني، و توليد خروجيهايي مانند نمودار گانت، فايلهاي تصميم يار و جبهههاي پاراتو است كه انتخاب پيمانكاران يك پروژه بهينهسازي زمان و هزينه و كيفيت را انجام ميدهد و در نهايت، برنامه زمانبندي يكي از خروجيهاي اين الگوريتم است. نتايج سه مطالعه موردي شامل يك مسئله كلاسيك 18 فعاليتي، يك پروژه راهسازي سه هدف و يك پروژه واقعي ساختماني نشان داد كه مدل پيشنهادي در مقايسه با روشهاي مرجع توانسته بهبود همزمان در زمان، هزينه و كيفيت ايجاد كند. بهعنوانمثال، در مسئله كلاسيك 18 فعاليتي، الگوريتم ژنتيك اين پژوهش در تمامي تكرارها و بدون نياز به قيد زماني، 110 روز موفق به يافتن پاراتوي كامل و بهينه شد درحاليكه الگوريتمهاي مرجع مانند بهينهسازي ازدحام ذرات و كلوني مورچگان حتي در 60٪ از اجراها نتوانستند به اين زمان و هزينه برسند. همچنين در پروژه راهسازي، برتري الگوريتم نسبت به الگوريتمهاي مرجع مانند NSGA-II، MOPSO، OMODE و SMA اثبات شد. در پروژه واقعي ساختماني نيز، زمان اجرا از 1425 به 1315 روز (8٪ كاهش) و هزينه از 691,188 به 690,928 دلار كاهش يافت، درحاليكه كيفيت از 8.13 به 8.28 افزايش پيدا كرد. اين پژوهش نشان ميدهد كه الگوريتم ژنتيك توسعهيافته توانسته است بهدقت تمام اهداف را تحقق بخشد و در پروژههاي پيچيده، بهويژه در مواردي كه نياز به جستجوي همزمان چندين هدف است، عملكرد بهتري ارائه دهد. بصيرت اصلي حاصل از اين پژوهش آن است كه تركيب انتخاب پيمانكار و زمانبندي در يك چارچوب بهينهسازي يكپارچه، با رويكرد چندمعياره، توسعه داده شده است و ميتواند به شكل معناداري بهرهوري پروژههاي ساختوساز را افزايش دهد و گزينههاي متنوع و قابلاعتمادي را براي مديران پروژه فراهم آورد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/06
عنوان به انگليسي
Providing a framework for automatic scheduling of construction projects using meta-heuristic algorithm
تاريخ بهره برداري
8/20/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
آيسان دين پژوه
چكيده به لاتين
Project management in construction—especially on a large scale—is a complex process that simultaneously requires meeting three key objectives: minimizing time, minimizing cost, and maximizing quality. In practice, these three goals often conflict with one another, and achieving an optimal balance among them is considered a major challenge for project managers. The presence of numerous activities, resource limitations, and multiple contractors further complicates the establishment of such a balance. Many existing models examine these three criteria separately and treat contractor selection as independent from scheduling, which leads to inconsistency in decision-making and reduces the efficiency of outcomes. The research gap addressed in this study is the lack of an integrated, automated, multi-criteria decision-support framework, based on a metaheuristic algorithm, that can simultaneously select contractors while considering time constraints, cash-flow limitations, and diverse, numerous precedence relationships, and that can also provide various operational outputs. The research methodology is based on mathematical modeling and the implementation of a modified genetic algorithm, which includes: (1) quantitative evaluation of contractor quality using the Analytic Hierarchy Process (AHP), (2) incorporation of financial and temporal constraints, and (3) generation of outputs such as Gantt charts, decision-support files, and Pareto fronts. The algorithm performs contractor selection and optimizes time, cost, and quality simultaneously; ultimately, the project schedule is one of the key outputs of the proposed approach. Results from three case studies—an 18-activity benchmark problem, a three-objective road construction project, and a real building construction project—demonstrated that the proposed model, compared with reference methods, achieves simultaneous improvements in time, cost, and quality. For instance, in the classic 18-activity problem, the genetic algorithm proposed in this research successfully identified the complete and optimal Pareto front in 110 days across all runs without requiring a time-limit constraint, whereas benchmark algorithms such as Particle Swarm Optimization (PSO) and Ant Colony Optimization (ACO) failed to reach this time–cost performance in even 60% of their executions. Similarly, in the road construction case study, the superiority of the proposed algorithm over reference algorithms such as NSGA-II, MOPSO, OMODE, and SMA was confirmed. In the real building project, the execution time decreased from 1425 to 1315 days (an 8% reduction) and cost decreased from $691,188 to $690,928, while quality increased from 8.13 to 8.28. Overall, this study shows that the developed genetic algorithm can accurately achieve all objectives and delivers better performance in complex projects—particularly where simultaneous multi-objective search is required. The core insight of this research is that integrating contractor selection and scheduling within a unified multi-objective optimization framework can significantly improve construction project productivity and provide project managers with diverse, reliable, and practical decision alternatives.
كليدواژه هاي فارسي
بهينهسازي چندمعياره , انتخاب پيمانكار , الگوريتم ژنتيك , زمانبندي پروژه , كيفيت ساخت
كليدواژه هاي لاتين
Multi-criteria optimization , contractor selection , genetic algorithm , project scheduling , construction quality
Author
Aysan Dinpazhooh
SuperVisor
Mostafa Khanzadi