臺灣博碩士論文加值系統

在營造業中，鋼筋佔整體工程的比例相當大，站在成本以及工程特性的考量上，經常會以亂尺料鋼筋加工使用，即規模生產固定長度之鋼筋進行加工裁切。然而，在使用亂尺料鋼筋加工的過程中，經常會有多餘不用的餘廢料產生，其價值相對於原料較低許多，餘廢料若無法有效的加以控制，則會為廠商帶來龐大的損失。
本研究將對鋼筋裁切問題，發展一套最佳化模式，並採用模擬退火演算法之演算流程，在求解方法上，利用C++程式語言撰寫電腦程式運算，可有效的找到一維原料裁切問題的最佳解，明確規劃出最合適需求尺寸之裁切組合，能夠有效的節省成本，以獲得更大的利潤。
本研究主要目的為減少裁切工程的作業成本，並提升廠商所獲得的利益。為達成本研究之目的，須考量以下三項情境，分別為(1)減少鋼筋裁切過程中剩餘的殘料(2)減少原料鋼筋的使用量(3)增加剩料之價值。

In construction industries, the proportion of steels in the overall project is considerably huge. Taking into account cost and characteristics of construction engineering, steel demands for construction businesses are cut from stock pieces in a cutting mill. That is to say, steel demands cut from steels which produced with the same size by large-scale production. However, the waste steel will be begotten in the period of the material cutting. The value of waste steels is far less than material's. If construction businesses can't control the quantity of waste steels, it will cause huge loss.
This study is based on the steel cutting problem and uses simulated annealing algorithm to set up a mathematical optimization problem model. Research methods, using C++ programming language operation can efficiently find the best solution to one-dimensional cutting stock problem. Definitely plan a most appropriate combination for demands is able to reduce cost and increase profit.
The purpose of this study is to reduce cost and increase profit for construction businesses. For the purposes of this study, the following three scenarios will be considered: (1) Reducing waste from cutting steels in construction projects. (2) Reducing the quantity of raw steels for cutting. (3) Increasing the value of leftovers.

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口試委員會審定書
致謝 iii
摘要 iv
Abstract v
目錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 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 3
1.4 研究方法 4
1.5 研究流程 5
第二章 文獻回顧 6
2.1 原料裁切問題之相關文獻 6
2.2 模擬退火法之相關文獻 14
2.3文獻評述 17
第三章 問題定義 19
3.1 鋼筋的製作流程與施工步驟 19
3.2 鋼筋工程成本 24
3.3 鋼筋裁切施作 25
3.4 鋼筋裁切問題 31
3.5基本假設 35
第四章 研究方法 36
4.1 符號定義 36
4.2 模式建立 37
4.3 求解方法與步驟 39
第五章 模式測試與分析 43
5.1 個案測試 45
5.2 個案結果分析 49
5.3 敏感度分析 50
第六章 結論與未來研究方向 58
6.1 結論 58
6.2 未來研究方向 59
中文參考文獻 60
英文參考文獻 62

表目錄
表3.1 一般工程常用鋼筋尺寸 21
表3.2 一般鋼筋混凝土建築結構材料使用量 25
表5.1 個案1之問題條件 45
表5.2 個案1之最佳裁切計劃 46
表5.3 個案2之問題條件 46
表5.4 個案2之最佳裁切計劃 47
表5.5 修正後的個案2之問題條件 48
表5.6 修正後的個案2之最佳裁切計劃 49
表5.7 第一期至第六期之個案問題條件 51
表5.8 第七期至第十二期之個案問題條件 52
表5.9 成本統計表 53

圖目錄
圖1.1 研究流程 5
圖2.1 裁切與裝載問題分類 7
圖2.2 一維原料裁切問題 7
圖2.3 二維原料裁切問題 8
圖2.4 三維裁切原料問題 9
圖2.5 裁切樣式圖 11
圖2.6 傳統方法搜尋最佳解過程示意圖 16
圖2.7 模擬退火演算法搜尋最佳解過程示意圖 16
圖3.1 鋼鐵產品製作流程 20
圖3.2 鋼筋施工的流程 22
圖3.3 鋼筋裁切損耗示意圖 26
圖3.4 裁切次數示意圖 27
圖3.5 刀具移動方向與距離示意圖 28
圖3.6 不同樣式之裁切排序示意圖 30
圖3.7 裁切完成之鋼筋堆疊放置示意圖 31
圖3.8 鋼筋裁切問題裝填示意圖 34
圖4.1 模擬退火法流程圖 42
圖5.1 C++程式碼畫面 43
圖5.2 最佳化求解結果畫面 44
圖5.3 成本變化圖 56

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