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建筑供应链建模与模拟

曾凝霜  
【摘要】:当前,中国正处于工业化、城镇化加速发展的重要阶段,这一阶段也是资源环境约束与经济社会快速发展的矛盾突出期。国家全面深化改革的总目标对建筑行业提出了转型发展的新要求,建筑业的转型升级,必然带来行业的利益格局和生产方式的大变革。在具体实践中,建筑工程项目生产效率低下甚至达不到目标建设能力的情况频发,在借鉴生产较为精益的零售、汽车、电子产品和航空等产业的经验过程中,供应链的管理缺失与控制不足这一因素逐渐得到重视,同时为使供应链管理思想在建设领域更好地发挥效用,应用信息技术优化升级管理是必由之路。从战略到操作层面,供应链为建筑工程提供了特定组织结构以及精益理念,而建筑信息模型(Building Information Modelling,BIM)以其能提高互操作性、扩充信息维度以及扩展项目各参与方之间合作接口的突出能力,提升了针对建筑供应链(Construction Supply Chain,CSC)模拟分析的可靠性、灵活性与可视化程度。在有关建筑供应链与BIM方面的研究与实践中,建模与模拟方法被越来越多地应用于工程中以帮助实现项目各大管理目标。工程进度计划与管理是工程项目管理中一项根本任务,需要对工程项目建设各阶段的工作内容、工作程序、持续时间和衔接关系根据进度总目标及资源优化配置的原则编制计划并付诸实施。现在已经有了一系列的理论和方法来进行工程进度的模拟与优化,例如离散事件仿真、模糊理论等。然而即使在施工进度本身没有明显偏差的情况下,供应不足与混乱经常导致施工进度过程中各项施工任务时间上的冲突。因此,本文将供应链中的订单提前期(Lead Time)管理纳入考虑,进行以BIM技术为辅的建筑供应链建模与模拟,以更好地实现工程进度管理目标。欧美学者先于国内开始探索建设领域的供应链建模(Supply Chain Modeling in AEC),本研究为借鉴经验并促进交流,与德国鲁尔-波鸿大学(Ruhr-Bochum Universit?t)的土木工程与建筑环境学院下(Fakult?t für Bau-und Umweltingenieurwissenschaften)的工程信息学(Informatik im Bauwesen)研究团队合作。该研究团队将工程计算与仿真、BIM、物流与供应链作为主要研究方向,保障本研究的前瞻性和科学性;Hochtief公司(豪赫蒂夫)、Fraunhofer IBP(弗劳恩霍夫应用研究促进协会-建筑物理研究所)等德国公司与机构,为本研究在实践层面提供参考。本研究旨在通过对德国在建筑供应链模拟方面的先进经验的总结与存在问题的进一步探索,结合中国行业现状与特点,从战略层面分析梳理建筑供应链中的问题并提出建议,并有针对性地从操作层面提出解决工程进度中由供应问题引起的延迟与混乱的途径与方法。首先,本研究通过结构性文献研究分析了供应链管理理论发展及其在建设工程领域的应用与BIM理论和应用现状,同时对相关建模与模拟方法进行了回顾、整理与分析。其次,为了明确目前在面向BIM的建筑供应链方面的相关研究进展与存在问题,本研究对相关领域的专业人员进行了深入的访谈调查,受访者包括中国、德国行业领先的企业和研究机构主要负责人。结合文献与访谈研究的结果,在制造业供应链研究领域中的客户订单解耦点(Customer Order Decoupling Point,CODP)经典分类理论的指导下,为实现基于CODP理论与BIM技术的工程进度管理,本文进行了建筑供应链的定义以及建模与模拟范围的划分,阐述了建筑供应链建模与模拟理论框架,提出了面向BIM的建筑供应链的进度控制模式。然后,本文按照所提出的理论框架,采用Autodesk Revit、DesiteMD以及SiteSimEditor等软件进行了具体的建模与模拟研究,包括:(1)基于CODP的静态分类模型、(2)供应参考进度(Reference Supply Schedule)的动态控制模型以及(3)面向BIM的建筑供应链进度控制信息交换模式。本研究在策略层面提出了基于CODP的分类预警管理方法以及面向BIM的OrderSupplyPlan计划模式,为具体实践与操作提供指导;在操作层面阐述了实现订单提前期与工程项目进度链接的具体实施步骤,详细罗列了不同供应类型的进度控制模式与算法,并在基于BIM的项目管理软件中进行试验与调整;在研究层面旨在激发针对建筑、信息以及制造交叉领域的进一步探讨,并为之提供一定的参考。


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