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研究生:陳泓維
研究生(外文):Hung-Wei Chen
論文名稱:空間衝突下之管線施工排程最佳化模式
論文名稱(外文):Scheduling Of Pipeline Construction Under Space Constraints
指導教授:謝孟勳謝孟勳引用關係
口試委員:葉怡成蕭文達
口試日期:2016-07-13
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:土木工程學系所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:資源限制排程進化策略演算法空間限制施工連續性
外文關鍵詞:Resource-Constrained Project Scheduling Problem(RCPSP)Evolutionary Strategy(ES)Space LimitationsConstruction Continuity
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如何以有限的資源數量進行規劃排程以達到最短工期,是建築工程中非常重要的領域。本研究首度以裕隆汽車實驗室為例來深度探討,在實驗室中有13種複雜的管線且須依照高低依序安裝,及44個房間、221個工項及13種管線的13組工班,因為施工空間的關係,每個房間同時只能有一組工班在施作,基於上述的空間資源限制下,本研究的目的是讓整體工期最佳化。
這是一個具有挑戰的資源限制排程問題(Resource-Constrained Project Scheduling Problem,RCPSP),包含下列三種限制:(1)CPM網圖。(2)工班數量。(3)空間限制。本研究排程系統使用進化策略演算法(Evolutionary Strategy,ES)去改變每個工項使用資源的權重,將權重變成基因序,透過排程系統將基因序裡的權重轉變為可行之施工順序,使排程符合資源限制,經過反覆的演化得到最短施工總工期,本研究透過在排程系統中導入懲罰值,懲罰值可以判斷出施工連續性的高低並且作篩選,提供更好的施工規劃並提高施工連續性。本研究成功地減少裕隆汽車實驗室24%之施工總工期。


How to arrange limited resources in order to achieve the shortest working periods has continually been a very important research area for construction industries. This study first deeply investigated a NISSAN motor lab case. There are 13 types of pipelines which are complex, and shall be installed in descending layers. There are 44 rooms, 221 working items, 13 working items and 13 kinds of the pipelines. Because of the space constrains, each room can allow only one working items at any time. Based on both space constraints and orders of work items, the study is aimed to optimize the total construction period.
This a challenging Resource-Constrained Project Scheduling Problem (RCPSP), with three types of constraints including (1) CPM network, (2) labor resource and (3) space constraints. The research applied Evolutionary Strategy (ES) to change the weights of using resources for each working items, and then turn the weights into feasible chromosomes. The chromosomes are then further turn into real construction orders. By repetitively evolution, the shorter construction periods were achieved. We also further improve the construction continuity by importing certain penalty value to produce better construction plans. The study successfully reduced the work period up to 24% in the NISSAN motor lab case.


摘要 i
ABSTRACT ii
圖目錄 v
表目錄 vii
第1章 緒論 1
1.1. 研究背景與動機 1
1.2. 研究目的 2
1.3. 研究範圍與限制 3
1.4. 研究方法與流程 3
1.5. 論文架構 5
第2章 文獻回顧 6
2.1. 要徑法 6
2.2. 串列法與平行法 7
2.2.1. 串列法 8
2.2.2. 平行法 8
2.3. 基因演算法 10
2.4. 進化策略演算法 11
第3章 理論方法 15
3.1. 要徑法結合資源限制 15
3.2. 排程方法 17
3.2.1. 未考慮資源限制下排程 18
3.2.2. 考慮資源限制下排程 20
3.3. 進化策略演算法 25
3.3.1. 設定工程基本資料 26
3.3.2. 產生初始母代 26
3.3.3. 突變產生子代 27
3.3.4. 計算編碼適存值 28
3.3.5. 選取菁英策略 28
3.3.6. 最終優良編碼 28
3.3.7. 進化策略演算法範例 29
3.4. 排程模式驗證 32
第4章 案例實證 36
3.5. 工程基本資料 36
3.6. 現場管線施工圖 40
3.7. 導入本研究排程 45
3.8. 懲罰值 52
第5章 結論與未來研究方向 62
5.1. 結論 62
5.2. 未來研究方向 62
參考文獻 63


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[7]謝長泰(2005),發展粒子引導式演化策略演算法以處理實數參數之全域最佳化問題,碩士論文,國立交通大學。
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