【摘 要】
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预制构件生产是装配式建造推广的重要环节之一,在预制构件生产过程中,涉及到人力、材料、机械等多方面。而目前我国预制建筑构件生产加工厂,普遍存在着技术管理人员专业化技能和产业化实施能力相对欠缺的问题,这一状况也导致了预制构件呈现出总体生产成本较高,总体环境效益不显著的弊端。本文研究的预制构件生产过程管理问题,是在考虑生产管理过程中的生产成本和生产时间因素外,同时考虑了预制构件生产过程中产生的碳排放量问
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预制构件生产是装配式建造推广的重要环节之一,在预制构件生产过程中,涉及到人力、材料、机械等多方面。而目前我国预制建筑构件生产加工厂,普遍存在着技术管理人员专业化技能和产业化实施能力相对欠缺的问题,这一状况也导致了预制构件呈现出总体生产成本较高,总体环境效益不显著的弊端。本文研究的预制构件生产过程管理问题,是在考虑生产管理过程中的生产成本和生产时间因素外,同时考虑了预制构件生产过程中产生的碳排放量问题。通过将碳排放量纳入生产管理目标,控制预制构件生产的碳排放量,从而显著提升预制构件的环境效益。预制构件生产目标均衡的目的在于为实现多个不同的优化目标,通过管理手段,合理地处理各个目标之间的关系,为预制构件的生产工序选择合适的生产执行模式组合,科学合理地根据构件生产需求制定生产方案。为高效、稳定地求解预制构件生产过程中的时间-成本-碳排放目标均衡优化问题,本文提出一种基于子集模拟的优化算法。首先根据时间、成本和碳排放三个目标的重要程度,通过赋予权重系数的方式,构建多模式下预制构件生产目标均衡优化模型,并对模型决策变量进行转换处理,以实数编码的方式进行问题求解。其次,基于模型约束条件,为获得合理的初始种群,提出随机产生和马尔科夫链蒙特卡罗模拟方法(MCMCS)相结合的初始样本点生成方式。在子集模拟迭代过程中,为增加样本的多样性,采取均匀间隔取点的MCMCS,提高该方法在全局范围内的搜索能力。最后,通过实例验证,与改进的遗传算法进行对比,子集模拟算法在最优解的获取上具有更好的稳定性。文章的具体研究内容及结论如下:(1)针对目前预制构件生产中环境效益不显著的问题,将碳排放量纳入预制构件生产管理目标,通过引入权重系数,将各个优化目标之间的关系进行合理均衡,建立预制构件生产的时间-成本-碳排放量目标均衡优化模型。(2)通过梳理预制构件生产过程,对预制构件中的生产时间、成本和碳排放量进行核算,为多模式下的预制构件生产管理和目标均衡优化提供数学依据。(3)针对预制构件生产目标均衡优化模型,提出基于子集模拟的建议优化算法,并给出算法框架和具体操作步骤,并对算法进行总结归纳。(4)为产生满足约束条件的初始种群,采用随机产生和MCMCS相结合的方法,提高计算效率。为防止在收缩区域内的样本点产生陷入局部最优,通过采取以均匀间隔取点的马尔科夫链方式,提升子集模拟方法在全方位范围内的搜寻能力。(5)通过算例验证,与改进的遗传算法相比,基于子集模拟的建议优化算法在最优解的获取稳定性上有较大改进。
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