The work continuity constraints problem in construction projects' network models

• Autorzy: Biruk S. , Jaśkowski P.

Warianty tytułu

PL

Problem zapewnienia ciągłości pracy w przedsięwzieciach budowlanych modelowanych za pomocą metod sieciowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Many methods have been developed for scheduling projects with resource continuity constraints. If a construction project can be divided into similar repetitive units, a time space or linear scheduling method can be applied. Reduction of the resource's idle time also affects the duration of a project scheduled as a complex of operations and modeled as a network. In order to allow for work continuity constraints in a classic network model, the authors introduced additional dummy activities at the beginning and end of paths of processes performed by one type of resources (or a crew). In contrast to the classic CPM, each dummy activity was assigned a set of feasible variants of various non-zero durations and costs; the method of defining these alternatives is described. Durations of dummies determine the moments of start and finish paths of processes and affect the whole project duration. Costs of dummies are in proportion to idle time costs. The problem of bi-criteria optimization (minimizing both project duration and idle times) presented in this paper was modeled as a discrete time-cost tradeoff problem. The paper presents a solution of an exemplary problem of assuring work continuity of two types of resources (earthwork machines) using an evolutionary algorithm.

PL

Podstawowymi kryteriami optymalizacyjnymi przy projektowaniu realizacji przedsięwzięć budowlanych, rozpatrywanymi równocześnie lub osobno, są: czas i koszt wykonania. Klasyczne metody sieciowe nie pozwalają na ocenę wpływu ograniczeń w dostępności zasobów (pracowników, brygad) i kosztów braku ciągłości robót na główny cel - efektywność przedsięwzięcia. Istnieje wiele metod pozwalających na harmonogramowanie przedsięwzięć z uwzględnieniem warunku ciągłości pracy zasobów. W przypadku harmonogramowania procesów powtarzalnych realizowanych na działkach roboczych można stosować takie metody, jak: Line of Balance, Vertical Production Method, Repetitive Project Modeling, Horizontal and Vertical Logic or Repetitive Scheduling Method. Do harmonogramowania obiektów liniowych mają zastosowanie m.in. Linear Balance Chart, Linear Scheduling Method i inne metody bazujące na odwzorowaniach przebiegu realizacji w formie cyklogramów. Metody te umożliwiają opracowanie projektu realizacji, w którym jest zapewniony nieprzerwany przepływ pracy na kolejnych działkach roboczych lub odcinkach robót. W przypadku ciągłej pracy brygad, czas realizacji zwykle jest dłuższy niż minimalny, który wynika z analizy relacji bezpośredniego poprzedzania procesów wykonywanych przez brygady na działkach w ustalonym porządku technologicznym. Redukcja przestojów w pracy brygad wpływa również na czas realizacji przedsięwzięć typu kompleks operacji, harmonogramowanych za pomocą metod sieciowych. Istnieje niewiele metod umożliwiających uwzględnienie warunku ciągłości pracy zasobów w przedsięwzięciach typu kompleks operacji. Problem dwukryterialnej optymalizacji (minimalizacja czasu i przestojów w pracy brygad) jest modelowany w artykule z wykorzystaniem procesów pozornych jako problem poszukiwania kompromisu pomiędzy czasem realizacji i kosztem przestojów. W artykule zaprezentowano sposób rozwiązania tego problemu na przykładzie z zastosowaniem algorytmu ewolucyjnego.

Słowa kluczowe

EN

continuity of processes; construction project schedule; network model

PL

ciągłość procesu; przedsięwzięcie budowlane; metoda sieciowa; modelowanie

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 55, nr 1
• Strony: 29--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., il.

Twórcy

autor

Biruk S.

autor

Jaśkowski P.

• University of Technology, Faculty of Civil and Sanitary Engineering, Lublin,

Bibliografia

• 1. O. KAPLIŃSKI, Modelling of construction processes. A managerial approach, Polish Academy of Sciences, The Committee on Civil Engineering and Hydroengineering, Institute of Fundamental Technological Research, Warszawa 1997.
• 2. T. KASPROWICZ, Scheduling building works under conditions of risk or uncertainty, Archives of Civil Engineering, 43, 3, 243-258, 1997.
• 3. T. KASPROWICZ, Multi-objective optimization of construction schedules, Computing in Civil Engineering (New York), l, 185-190, 1994.
• 4. G.Y. ABBASI, Y.A. ARABIAT, A Heuristic to maximize the net present value for resource-constrained project-scheduling problems, Project Management Journal, 32, 2, 17-24, 2001.
• 5. R.H. DOERSCH, J.H. PATTERSON, Scheduling a project to maximize its present value: a zero-one programming approach, Management Science, 23, 8, 882-889, 1977.
• 6. K. NEUMANN, J. ZIMMERMANN, Procedures for resource leveling and net present value problems in project scheduling with general temporal and resource constraints, European Journal of Operational Research, 127, 425-443, 2000.
• 7. L. SUNDE, S. LICHTENBERG, Net-present-value cost/time tradeoff, International Journal of Project Management, 13, l, 45-49, 1995.
• 8. G. ULUSOY, L. ÖZDAMAR, A heuristic scheduling algorithm for improving the duration and net present value of a project, International Journal of Operations & Production Management, 15, l, 89-98, 1995.
• 9. G. ULUSOY, F. SIVRIKAYA-ŞERIFOĞLU, J. ŞAHIN, Four Payment Models for the Multi-Mode Resource constrained Project Scheduling problem with discounted cash flows, Annals of Operations Research, 102, 237-261, 2001.
• 10. N. NUDTASOMBOON, S. RANDHAWA, Resource-constrained project scheduling with renewable and non-renewable resources and time-resource tradeoffs, Computers & Industrial Engineering, 32, l, 227-242, 1997.
• 11. Y.L. CHEN, D. RINKS, K. TANG, Critical path in an activity network with time constraints, European Journal of Operational Research, 100, 122-133, 1997.
• 12. P. JAŚKOWSKI, A. SOBÓTKA, Scheduling construction projects using evolutionary algorithm, Journal of Construction Engineering and Management, 132, 8, 861-870, 2006.
• 13. K.M. JAWORSKI, S. BIRUK, A model of construction project based on Petri nets theory, Archives of Civil Engineering, 46, l, 70-82, 2000.
• 14. K.G. MATTILA, D.M. ABRAHAM, Resource Leveling of Linear Schedules using Linear Programming, Journal of Construction Engineering and Management, 124, 3, 232-244, 1998.
• 15. S.M. EASA, Resource leveling in construction by optimization, Journal of Construction Engineering and Management, 115, 2, 302-316, 1989.
• 16. P. JAŚKOWSKI, A. SOBOTKA, Multicriteria construction project scheduling method using evolutionary algorithm, Operational Research - An International Journal, 6, 3, 283-397, 2006.
• 17. P. JAŚKOWSKI, Designing the structure of a construction project operating system using evolutionary algorithm, Archives of Civil Engineering, 55, 2, 2008.
• 18. S.-S. LEU, Ch.-H. YANG, GA-based multicriteria optimal model for construction scheduling, Journal of Construction Engineering and Management, 125, 6, 420-427, 1999.
• 19. M. VANHOUCKE, Work continuity constraints in project scheduling, Journal of Construction Engineering and Management, 132, l, 14-25, 2006.
• 20. O. KAPLIŃSKI, Stochastic analysis of cyclic construction processes, Archives of Civil Engineering, 19, l, 11-25, 1973.
• 21. D.S. BARRIE, B.C.Jr. PAULSON, Professional construction management, McGraw-Hill Book Co., New York 1978.
• 22. E.N. CHRZANOWSKI, D.W. JOHNSTON, Application of Linear Scheduling, Journal of Construction Engineering and Management, 112, 4, 476-491, 1986.
• 23. R.I. CARR, W.L. MEYER, Planning construction of Repetitive Building Units, Journal of The Construction Division, 100, CO3, 403-412, 1974.
• 24. Z.M. AL SARRAJ, Formal development of Line-of-Balance Technique, Journal of Construction Engineering and Management, 116, 4, 689-704, 1990.
• 25. J.J. O'BRIEN, VPM scheduling for high-rise buildings, Journal of The Construction Division, 101, CO4, 895-905, 1975.
• 26. R.M. REDA, RPM: Repetitive Project Modeling, Journal of Construction Engineering and Management, 116, 2, 316-330, 1990.
• 27. R.B. HARRIS, P.G. IOANNOU, Scheduling project with repeating activities, Journal of Construction Engineering and Management, 124, 4, 269-278, 1998.
• 28. D.J. HARMELINK, J.E. ROWINGS, Linear Scheduling Model: Development of controlling activity path, Journal of Construction Engineering and Management, 124, 4, 263-268, 1998.
• 29. A. KALLANTZIS, S. LAMBROPOULOS, Critical path determination by incorporating minimum and maximum time and distance constraints into linear scheduling, Engineering, Construction and Architectural Management, 11, 3, 211-222, 2004.
• 30. M.E. GEORGY, Evolutionary resource scheduler for linear projects, Automation in Construction, 17, 573-583, 2008.
• 31. S. SELINGER, Construction planning for linear projects, Journal of The Construction Division, 106, CO2, 195-205, 1980.
• 32. O. MOSELHI, K. EL-RAYES, Scheduling of repetitive projects with cost optimization, Journal of Construction Engineering and Management, 119, 4, 681-697, 1993.
• 33. S. LAMBOURN, Resource allocation and multi-project scheduling (RAMPS), a new tool in planning and control, The Computer Journal, 5, 300-304, 1963.
• 34. K. NOWICKI, Construction organization and economics [in Polish], Wrocław University of Technology Press, Wrocław 1981.
• 35. M. VANHOUCKE, D. DEBELS, The discrete time/cost trade-off problem: Extensions and heuristic procedures, Journal of Scheduling, 10, 4-5, 311-326, 2007.