工程建设项目物流关键问题优化理论与方法研究

论文摘要

随着建设项目复杂度的不断提高以及业主由原先单纯追求低成本向追求高价值的转变,市场的激烈竞争给建设项目的开发带来了巨大的压力。传统的工程项目建设阶段分离,信息、材料流动不畅的管理模式已经越来越不能适应现代化建设的要求,建设项目管理模式的改革势在必行。大量的工程实践表明,建设项目中超投资、超期等问题发生的主要原因是信息流通不畅、物资管理落后。目前,物流管理的概念和工具已为寻找降低成本、提高生产力和竞争力以及客户满意度的多个行业带来了巨大的价值。然而,其在建设项目领域的研究才刚刚起步。本文针对工程建设项目的特点,将物流管理理论、生产管理理论、精益思想,以及各种优化方法引入工程建设项目领域,对工程建设项目物流关键问题的优化进行理论和方法上的探讨,其理论和方法的完善必将对提高工程建设项目的科学管理水平有重要意义。提出工程建设项目物流的概念,明确其特点,并在此基础上构建了工程建设项目物流管理框架模型。将工程建设项目物流管理分为供应物流管理和现场物流管理。对供应物流的关键问题——供应商的主动交付进行了研究。现场物流的关键问题是:物流过程中的信息流优化、计划制定与控制、现场动态布置,进行了初步的分析,并提出成立专门的物流管理小组LMT对工程建设项目物流进行管理。探讨了物流管理主要参与者的关键责任。提出工程建设项目信息流的定义,构建了工程建设项目信息流模型。分析了建设项目设计过程的特点:大量的信息反馈和迭代。用流动的观点分析设计过程,将其分为四个阶段,并构建了设计过程的DSM模型。利用改进的DSM优化算法,构建设计阶段信息流优化模型。构建基于IDEF0的建设过程模型,指出建设过程是一个信息流和实物流相互作用的过程。构建一体化无线可视系统（IW&VS-I）,实现了建设现场信息的实时化传送,从而优化建设阶段的信息流。在精益思想的基础上,提出工程建设项目实物流的概念。引进国外最先进的精益建设工具——持续计划系统（Last Planner System,LPS）,指出CPM和PERT的缺点,明确LPS的优点。进一步改进持续计划系统,将建设计划分为主计划、阶段进度计划、预测性计划和周工作计划,并在此基础上,生成物料需求计划:供应计划、需求计划和日耗物料交付计划,真正实现了施工驱动采购,从根本上优化了工程建设项目实物流。设计适当的工作包结构以及合同、工程、资源和设计等四种约束的分析控制周工作计划,并通过计划任务完成率（PPC）来测量和改善计划系统的可靠性。提出采用现场外制造,并分析了其实现要素。引入和制定适合建设项目的Kanban系统,优化工程建设项目实物流。将遗传算法引入建设项目现场布置优化问题。开发了适合建设现场布置优化的综合遗传算法（Genetic Algorithm,GA）模型,并开发了程序用于计算。界定本文现场布置问题的范围及其特点,探析了遗传算法解决现场布置问题的适用性。开发的综合GA模型同时考虑了设施间水平和垂直移动问题,以优化现场布置问题。将构建的IW&VS-I系统和在改进的持续计划系统的基础上生成的物料需求计划相链接,设定临时设施的安装和拆除成本,确定需要安装和拆除的临时设施,再次启动遗传算法程序,实现了建设现场的动态布置优化。并用工程建设项目实例对上述有关理论和方法进行验证,证明了其有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究问题与思路
• 1.3 研究目标
• 1.4 研究内容及论文框架
• 第二章 工程建设项目物流研究综述
• 2.1 物流的内涵
• 2.1.1 物流
• 2.1.2 现代物流的内涵及特点
• 2.1.3 集成化物流的研究现状
• 2.2 工程建设项目物流的基本概念及研究现状
• 2.3 工程建设项目集成化管理研究现状
• 2.3.1 工程建设项目管理
• 2.3.2 工程建设项目集成化管理研究现状
• 2.4 精益建设的研究现状
• 2.4.1 精益建设的基础—精益生产及精益思想
• 2.4.2 精益建设的研究进展
• 2.4.3 精益建设与传统建设方式的比较
• 2.5 现场布置研究现状
• 2.5.1 设施布置研究现状
• 2.5.2 建设现场空间管理与协调研究进展
• 2.6 一些尚可继续研究的问题
• 2.7 本章小结
• 第三章 工程建设项目物流管理框架体系
• 3.1 物流管理在工程建设项目管理中的适用性分析
• 3.1.1 工程建设项目的特点
• 3.1.2 物流管理在工程建设项目管理中应用的必要性分析
• 3.1.3 物流管理在工程建设项目管理中应用的可行性分析
• 3.1.4 物流管理在工程建设项目管理中应用的障碍分析
• 3.2 工程建设项目物流的定义与特点分析
• 3.2.1 工程建设项目物流的定义
• 3.2.2 工程建设项目物流的特点分析
• 3.3 工程建设项目物流管理框架模型
• 3.3.1 供应物流管理
• 3.3.2 现场物流管理
• 3.4 物流管理中各方的关键责任识别
• 3.5 本章小结
• 第四章 物流过程中的信息流优化模型构建
• 4.1 工程建设项目信息与信息流
• 4.1.1 信息与工程建设项目信息
• 4.1.2 信息流与工程建设项目信息流
• 4.2 基于改进的设计结构矩阵（DSM）的设计阶段信息流优化模型构建
• 4.2.1 设计过程特点分析
• 4.2.2 基于DSM的设计过程建模
• 4.2.3 基于改进的DSM优化算法的设计阶段信息流优化模型构建
• 4.3 基于IW&VS-I的建设阶段信息流优化模型构建
• 4.3.1 基于IDEF0的建设过程建模
• 4.3.2 建设过程中的信息流模型构建
• 4.3.3 基于IW&VS-I模型的建设过程信息流优化模型构建
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于精益思想的计划控制与实物流优化方法
• 5.1 建筑业中的精益思想
• 5.2 工程建设项目实物流
• 5.3 基于改进的持续计划系统的现场实物流优化
• 5.3.1 持续计划系统
• 5.3.2 传统计划方法的局限性与持续计划系统的优点分析
• 5.3.3 基于改进的持续计划系统的物料需求计划的产生
• 5.3.4 计划控制过程分析
• 5.4 现场外制造优化现场实物流
• 5.4.1 现场外制造的重要性分析
• 5.4.2 实施现场外制造的障碍
• 5.4.3 现场外制造的实现要素
• 5.5 基于Kanban的建设现场实物流优化
• 5.5.1 Kanban系统的制定原则和目的
• 5.5.2 建设现场Kanban系统的实施
• 5.6 本章小结
• 第六章 工程建设现场动态布置优化模型构建与假设
• 6.1 工程建设现场布置问题分析
• 6.1.1 建设现场布置范围确定
• 6.1.2 建设现场布置问题
• 6.1.3 建设现场布置问题特点
• 6.2 遗传算法解决现场布置问题的适用性分析
• 6.2.1 遗传算法基本原理
• 6.2.2 遗传算法解决现场布置问题的适用性
• 6.3 基于遗传算法的现场布置优化建模与模型假设
• 6.3.1 建设现场布置的目标函数与模型假设
• 6.3.2 编码方法与初始种群的选取
• 6.3.3 建设现场特殊区域内参数的约束
• 6.3.4 适应度函数的选取
• 6.4 工程建设现场动态布置的实现
• 6.5 本章小结
• 第七章 某工程建设项目信息及总平面布置优化实证研究
• 7.1 项目概况
• 7.1.1 工程简介
• 7.1.2 施工总平面布置
• 7.2 设计阶段信息流优化模型构建
• 7.3 基于遗传算法的建设现场布置分析过程
• 7.3.1 现场待布置临时设施的确定
• 7.3.2 模型初始种群范围的确定
• 7.3.3 适应度函数的确定
• 7.3.4 现场各设施间运输量计算
• 7.4 计算结果
• 7.5 对比分析及结论
• 7.6 本章小结
• 第八章 结论与展望
• 8.1 结论与主要创新点
• 8.2 进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文与研究成果