基于差分算法的装配式构件生产成本控制

发布时间：2020-10-21 18:31

　　 为有效控制装配式构件生产成本,进而降低装配式建筑建造总成本,分析了预制构件生产特点,建立了以最小化生产成本为目标的预制构件生产调度优化模型,设计了求解该模型的改进差分进化算法。通过实例应用验证了模型可行性,并将其运行性能与遗传算法进行对比,验证了该算法有效性。由此可见,通过优化构件生产调度,可有效降低构件生产成本及建造总成本。
【部分图文】：

装配式建筑建造过程所涉及的资源广泛,造价构成复杂,经调查与研究,预制装配式建筑的建造成本要高于现浇式,虽然在装饰装修、给水排水、电气、采暖等工程上均能有效的节约各项资源,但是土建部分的成本较比现浇式增幅过大,从而导致建造总成本居高不下,严重阻碍了装配式建筑的发展[9]。而在土建成本中,装配式建筑混凝土预制件生产及安装成本占据67.41%[5],对总造价具有较大影响。装配式建筑土建工程成本构成如图1所示。其中,PC构件的生产费用占PC构件生产及安装成本的84%[10],因此有效控制PC构件生产成本将有助于降低建造总成本。构件的生产成本主要包括人工费、材料费、机械费、运输费、模具成本以及管理成本和税金,以预制板为例,预制构件单位成本比例如图2所示。由图2可知,人材机费用占据大部分生产成本,而其余费用基本固定,因此,改进PC构件生产计划,优化构件生产调度将有效利用人力资源,提高材料资源、机械资源的使用效率,进而降低人材机费用,从而达到降低总成本的目的。

其中,PC构件的生产费用占PC构件生产及安装成本的84%[10],因此有效控制PC构件生产成本将有助于降低建造总成本。构件的生产成本主要包括人工费、材料费、机械费、运输费、模具成本以及管理成本和税金,以预制板为例,预制构件单位成本比例如图2所示。由图2可知,人材机费用占据大部分生产成本,而其余费用基本固定,因此,改进PC构件生产计划,优化构件生产调度将有效利用人力资源,提高材料资源、机械资源的使用效率,进而降低人材机费用,从而达到降低总成本的目的。2 装配式建筑构件生产成本模型构建

装配式建筑预制构件多在构件生产厂以流水线的方式进行生产,其生产制造过程大致包括5道工序:组装模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土、蒸压养护、拆模清理,其生产模式可抽象为流水车间生产调度问题:流水线上存在J台加工设备与I种待加工构件,各构件依次通过各设备,并完成相应工序的加工,且各工序之间存在一定的先后加工顺序,加工顺序如图3所示,各构件的每道工序的加工时间不同,其加工成本也不同,因此需要合理调节构件生产加工顺序,从而得到较小的成本。装配式建筑预制构件生产过程还拥有与工业制造流水生产不同的特点。首先,相比于工业配件生产的连续性,预制混凝土构件生产工序分为连续作业工序与可中断作业工序,其中浇筑混凝土与蒸压养护属于连续作业工序,即一旦开始加工便不可中断,其余工序属于可中断作业工序,即若当天不能加工完成,中途可以停止,次日继续进行;其次是构件的生产安排要考虑人员的安排,由于目前中国装配式建筑业尚未实现全自动化,还大量依赖人工操作,因此要考虑工人的工作时间问题,工序必须在正常工时内进行。
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本文编号：2850457