关键词:
预制装配式住宅
设计结构矩阵(DSM)
设计流程
遗传算法
摘要:
近年来,预制装配式建筑因其在创造可持续城镇化中的重要作用而受到世界各国的关注。由于预制技术的潜力,我国政府近年来频频出台相关政策以鼓励发展预制装配式建筑。事实上,经济效益是参与施工过程的各利益相关方关心的一个关键问题,预计会对预制建筑的交付产生重大影响。优化预制装配式住宅建筑设计的流程,可以大幅度地提高建筑的设计和管理效率,降低项目成本,提高项目经济效益,促进此类住房建筑的健康可持续发展。设计结构矩阵(design structure ***)是一种数学方法,它把一个设计过程以矩阵的形式表述出来,并反映过程中元素间的关系。我们可以借助DSM这种方法减少设计流程中的返工,从而优化流程。在此背景下,本文做了如下研究:首先,本文通过查阅大量相关文献,归纳了预制装配式住宅建筑的研究现状、预制装配式住宅建筑设计及设计流程研究现状和预制装配式住宅建筑项目设计的全过程。并对预制装配式住宅建筑项目设计流程进行分解,分析各个阶段流程的特点,提取出设计全流程中的27个主要设计元素。其次,又在阅读一定量的关于设计结构矩阵(DSM)方法文献的基础上,进一步了解DSM方法的基本原理及以往的应用范围,得出DSM方法较少应用于预制装配式住宅建筑的设计流程领域的结论,并理清如何把设计结构矩阵(DSM)方法应用于装配式住宅设计流程优化上的思路。最后,使用四点刻度法清晰地反映出装配式住宅建筑设计流程中各设计元素间信息输出和反馈及联系强度的情况,使用软件MATLAB计算出遗传算法聚类的结果,得出最优聚类。根据最优聚类调整传统设计流程的元素排序,建立装配式住宅建筑设计流程最终聚类划分矩阵模型。通过案例分析,对比优化前后的设计流程总耗时,验证优化后的设计流程在降低设计时间成本上的优势。本文从预制装配式住宅建筑项目的角度,建立相关设计流程优化模型,优化后的设计流程有效降低了由于设计过程中某一设计环节存在缺陷而导致其它与之联系的设计环节返工的机率,减少由于设计后期元素间关联性强而导致的返工,减少了设计流程总耗时,提高了设计效率,降低了项目总成本,在一定程度上达到了对预制装配式住宅建筑设计流程的优化。