Designing the structure of a construction project operating system using evolutionary algorithm

Piotr  Jaśkowski

doi:10.35784/bud-arch.2310

Metoda projektowania struktury systemu wykonawczego przedsięwzięcia budowlanego z zastosowaniem algorytmu ewolucyjnego

Piotr Jaśkowski

Instytut Budownictwa; Wydział Inżynierii Budowlanej i Sanitarnej; Politechnika Lubelska (Polska)
https://orcid.org/0000-0003-1661-3373

DOI: https://doi.org/10.35784/bud-arch.2310

Abstrakt

W artykule podjęto problem projektowania struktury systemu wykonawczego przy harmonogramowaniu realizacji przedsięwzięcia budowlanego typu „kompleks operacji”. System ten złożony jest z niejednorodnych jednostek operacyjnych generalnego wykonawcy oraz kooperujących jednostek zewnętrznych – podwykonawców. Tworzą oni tymczasową organizację. Jej struktura zmienia się w czasie zgodnie z harmonogramem realizacji przedsięwzięcia. Autor dokonał identyfikacji modelu i formalizacji matematycznej problemu projektowania struktury systemu wykonawczego przedsięwzięcia budowlanego. Proces doboru wykonawców (elementów systemu) opisano jako problem optymalizacji trójkryterialnej harmonogramu. Ocena możliwych wariantów budowy struktury systemu wykonawczego dokonywana jest przy zastosowaniu kryteriów decydujących o efektywności przedsięwzięcia i działalności generalnego wykonawcy (minimalizacja czasu i kosztu realizacji oraz kosztu robót zleconych podwykonawcom). Do rozwiązania analizowanego problemu opracowano metodę wykorzystującą podejście metaheurystyczne. W tym celu zaadaptowano algorytm ewolucyjny (wykorzystujący procesy stochastyczne) do rozwiązywania zagadnień trójkryterialnej optymalizacji harmonogramów w warunkach deterministycznych oraz opracowano heurystyczny algorytm rozdziału ograniczonej i zmiennej w czasie liczby jednostek zasobów i wykonawców. Rozwiązania generowane są z wykorzystaniem funkcji skalaryzującej osiągnięcia celów optymalizacji, bazującej na metryce Czebyszewa. Wybór rozwiązania końcowego może być dokonany poprzez analizę przybliżenia całego zbioru rozwiązań niezdominowanych (na podstawie preferencji globalnych decydenta) lub z wykorzystaniem ineraktywnej metody Steuera.

Słowa kluczowe:

projektowanie realizacji przedsięwzięć budowlanych, optymalizacja wielokryterialna harmonogramów, wybór wykonawców

Bibliografia

Biernacki J., Cyunel B., Metody sieciowe w budownictwie, Warszawa. Arkady, 1989.
Google Scholar

Elazouni A.M., Metwally F.G., Finance-based scheduling: tool to maximize project profit Using Improved Genetic Algorithms, ASCE Journal of Construction Engineering and Management, 131, 4 (2005) 400-412
Google Scholar

Galas Z., Nykowski I., Żółkiewski Z., Programowanie wielkokryterialne, Warszawa. PWE, 1987.
Google Scholar

Hapke M., Jaszkiewicz A., Słowiński R., Interactive analysis of multiple-criteria project scheduling problems, European Journal of Operational Research, 107 (1998) 315-324.
Google Scholar

Hegazy T., Optimization of resource allocation and leveling using genetic algorithms, ASCE Journal of Construction Engineering and Management, 125, 3, (1999) 167-175.
DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9364(1999)125:3(167) Google Scholar

Jaśkowski P., Metoda projektowania struktury systemu wykonawczego przedsięwzięcia budowlanego, Praca doktorska. Wydział Inżynierii Budowlanej i Sanitarnej. Politechnika Lubelska, 2003.
Google Scholar

Jaśkowski P., Sobotka A., Scheduling construction projects using evolutionary algorithm, ASCE Journal of Construction Engineering and Management, 132, 8, (2006.) 861-870.
DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9364(2006)132:8(861) Google Scholar

Jaśkowski P, Zastosowanie metod ewolucyjnych w harmonogramowaniu przedsięwzięć budowlanych, Rozdział w pracy zbiorowej pod. red. Kapliński O., Metody i modele badań w inżynierii przedsięwzięć budowlanych, Studia z Zakresu Inżynierii nr 57. Warszawa. Polska Akademia Nauk, Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej, Instytut Podstawowych Problemów Techniki, 2007, s. 205-223.
Google Scholar

Kasprowicz T., Inżynieria przedsięwzięć budowlanych, Radom – Warszawa. Wydawnictwo i Zakład Poligrafii Instytutu Technologii Eksploatacji, 2002.
Google Scholar

Li H., Love P.E.D., Using improved genetic algorithms to facilitate time-cost optimization, ASCE Journal of Construction Engineering and Management, 123, 3, (1997) 233-237.
DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9364(1997)123:3(233) Google Scholar

Marcinkowski R., Metody rozdziału zasobów realizatora w działalności inżynieryjno- -budowlanej, Warszawa. Wojskowa Akademia Techniczna, 2002.
Google Scholar

Michalewicz Z., Genetic algorithms + data structures = evolution program, Berlin. Springer- Verlag, 1996.
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-03315-9 Google Scholar

Toklu Y.C., Application of genetic algorithms to construction scheduling with or without resource constraints, Canadian Journal of Civil Engineering, 29, 3, (2002) 421-429.
DOI: https://doi.org/10.1139/l02-034 Google Scholar

Tong T.K.L., Cheung S.O., Chan A.P.C., Tam C.M., Genetic algorithm model in optimizing use of labour, Construction Management & Economics, 19, 2, (2001) 207-215.
DOI: https://doi.org/10.1080/01446190150505126 Google Scholar

Węglarz J., Sterowanie w systemie kompleks operacji, Warszawa – Poznań. PWN, 1981.
Google Scholar

Pobierz

Opublikowane

2008-06-11

Cited By / Share

Jaśkowski, P. . (2008) „Metoda projektowania struktury systemu wykonawczego przedsięwzięcia budowlanego z zastosowaniem algorytmu ewolucyjnego”, Budownictwo i Architektura, 2(1), s. 019–036. doi: 10.35784/bud-arch.2310.