بهینه‌سازی جانمایی داخلی کارگاه و تاثیر آن بر هزینهی پروژه‌های ساخت با الگوریتم بهینه‌سازی علف‌های هرز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه عمران موسسه آموزش عالی پردیسان

2 دانشجوی دکترای مهندسی صنایع دانشگاه علوم و فنون مازندران

3 استادیار دانشکده عمران گروه راه و ترابری

4 دانشجوی دکترای مهندسی و مدیریت ساخت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک

چکیده

جانمایی دینامیکی سایتبه معنای شناسایی مکانی بهینه برای تجهیزات موقت، مصالح و سایر ابزار و دفاتر موقت موجود در سایت ساختمانی است. جانمایی داخلی سایت، به‌ عنوان یک مسئله‌ی دینامیک طبقه‌بندی می‌شود، چراکه تجهیزات مورد نیاز و همچنین نیازهای پروژه در مراحل مختلف و در طول عمر پروژه مدام در حال تغییر است. تحقیقات متعددی در گذشته به این مسئله پرداخته و با ارائه‌ی الگوریتم‌های مختلف، سعی در حل این مسئله پیچیده نموده‌اند. در این راستا، در این مطالعه یک مدل برنامه­ریزی ریاضی خطی برای مسئله جانمایی داخلی دینامیکی پروژه­های ساخت با هدف حداقل­سازی مجموع هزینه­های حمل و نقل بین بخش­های مختلف، هزینه‌ی مکان‌یابی مجدد و هزینه جابه‌جایی بین انبار و تجهیزات توسعه داده شده‌است. از آنجایی‌که پیچیدگی مدل پیشنهادی با افزایش ابعاد مسئله زیاد می­شود، به منظور حل آن یک الگوریتم بهینه­سازی علف‌های هرز ارائه شده‌است. نتایج محاسباتی، نشان­دهنده‌ی تنوع در جواب­های به‌دست آمده از چیدمان بخش­های مختلف با توجه به اولویت­­های در نظر گرفته شده برای آن‌هاست، به‌طوری‌ که با تغییر اولویت تجهیزات مختلف، چیدمان بهینه­ای از آن‌ها در کارگاه با کمترین فاصله ایجاد خواهد شد.. اعتبارسنجی مدل پیشنهادی از طریق مقایسه نتایج به‌دست آمده از الگوریتم پیشنهادی برای مسئله در ابعاد کوچک با نتایج به‌دست آمده از حل آن در نرم افزار GAMS انجام گرفته‌است. همچنین بررسی سناریوهای مختلف، حاکی از عملکرد مناسب الگوریتم بهینه­سازی علفهای هرز پیشنهادی بوده‌است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Site Layout Optimization and its Impact on the Cost of Construction Projects

نویسندگان [English]

  • Mohammad javad Taheri Amiri 1
  • Milad Hematian 2
  • farshidreza Haghighi 3
  • Maedeh Javaheri Barforooshi 4
1 Assistant Professor, Department of civil engineering, Higher Education Institute of Pardisan
2 PhD student in industrial engineering, Mazandaran University of Science and Technology
4 PhD student in construction engineering and management, Islamic Azad University, Arak Branch
چکیده [English]

The dynamic site layout is identifying the optimum location for temporary equipment, materials, and other available tools and offices at construction sites. The Site layout is classified as a dynamic problem because the necessary equipment is changed continuously during the project lifetime. Some research investigated this issue in recent years and tried to develop various algorithms to solve such problems due to its complexity. In this study, a linear programming model is proposed to minimize total transportation cost among different parts, relocation cost for the moveable facility, and transportation cost between the warehouse and other parts. An invasive weed optimization algorithm is developed to solve large-scale problems. Computational results show that different layout is obtained based on priorities considered for each part so that their layout can be changed if priority is varied. To validate the proposed algorithm, its results for the small-scale problem are compared with results obtained from solving it in GAMS software. Results obtained from the proposed algorithm for small problems reveal that they are so close to obtained from the exact method. Furthermore, scenario analysis indicates that the proposed metaheuristic algorithm is outperformed, thus the proposed IWO algorithm can be applied for solving the large-scale problem in the real world.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dynamic site layout
  • IWO algorithm
  • Layout cost reduction
  • Construction Project
  • facility location
[1]. Kiomehr, M., (2005), “Application of genetic algorithm in management and location of construction workshops”, MSc thesis in Islamic Azad University, Science and research branch (In Persian).
[2]. Abdollahipour, M, (2004), “Optimal deployment of office units using AHP method”, MSc thesis in Yazd university (In Persian).
[3]. Alvani, M., Mirshafiee, N, 2006, “ Production Management”, Behnashr Publication (In Persian).
[4]. Entezarkhiz, E, 2008, “Construction site layout from the point of view of safety in construction site”, The first National Conference on Safety in Construction Site (In Persian).
[5]. Elbeltagi, E., Hegazi, T., Eldosouky, A., (2004), “Dynamic, layout of  Construction  Temporary  Facilities Considering  Safety”, Journal  of  Construction.  Engineering  &  Management  C  ASCE.
[6]. Roohparvar, M., Ravanshadnia, M, 2011, “Steps of designing the construction site layout with a focus on determining the dimensions of the facility and the relationships between them”, The Second International Conference on Strategic Project Management (In Persian).
[7]. Mahmoudabadi, E., Beheshti Rad, M., Mohammadizadeh, M., (2014), “Optimization of layout and installation of equipment in construction site”, National Conference on Civil Engineering, Architecture and Sustainable Urban Management (In Persian).
[8]. Asadzadeh, M., Gholipour, Y., (2014), “Development of an algorithm for optimizing the arrangement of hazardous equipment on the construction site to achieve maximum safety at the location of the facility”, 15th Civil Students Nationwide Conference (In Persian).
[9]. Asadzadeh, M., Gholipour, Y., (2015), “Optimizing the location of facilitation under the effect of tower crane risk at the construction site with regard to safety”, 10th International Congress of Civil Engineering (In Persian).
[10]. Andayesh, M., and Sadeghpour, F., 2014, “The time dimension in site layout planning”, Automation in Construction, Volume 44, pages129– 139.
[11]. Huang, C., and Wong, C.K., 2015, “Optimisation of site layout planning formultiple construction stageswith safety considerations and requirements”, Automation in Construction, Volume 53, pages58– 68.
[12]. Hammad, A.W.A., Akbarnezhad, A., Rey ., 2015, “A multi-objective mixed integer nonlinear programming model for construction site layout planning to minimise noise pollution and transport costs”, Automation in Construction, Volume 53, pages58– 68.
[13]. Ning, X., Ding, L. Y., Lou, H.B., Qi, S. J. 2016, “A multi-attribute model for construction site layout using intuitionistic fuzzy logic”, Automation in Construction, (Article in press).
[14]. Papadaki, I. N., Chassiakos, A. P., 2016, “Multi-Objective construction site layout planning using genetic algorithms”, Procedia Engineering, Volume 164, pages 20– 27.
[15]. Yi, W., Chi, H., Wang, S., 2018, “Mathematical programming models for construction site layout problems”, Automation in Construction, Volume 85, pages 241– 248.
[16].Ning, X., Qi, J., Wu, C., 2018, “A quantitative safety risk assessment model for construction site layout planning”, Safety Sciences, Volume 104, pages 246– 259.
[17]. Ning , X., Qi, J., Wu, C., Wang, W., 2018, “A tri-objective ant colony optimization based model for planning safe construction site layout, Automation in Construction, Volume 89, pages 1– 12.
[18]. Mehrabian, A.R.and.Lucas.C, 2006, “A novel numerical optimization algorithm inspired from weed colonization,” Ecological Informatics, Vol.1,pp 355–366.
 [19]. Said, H., El-Rayes., 2013, “Performance of global optimization models for dynamic site layout planning of construction projects”, Automation in Construction, Vol. 36, pp 71-78.