Construction schedule of works as combinatorial optimization problem

Mirosław Dytczak,

Grzegorz Ginda

Abstrakt

Construction schedule optimization generally deals with the identification of the feasible sequence of activities and allocation of modes that provide the most efficient construction performance according to the assumed evaluation criteria. The specific technological order of activities results in the numerous feasible sequences of activities and availability of alternative modes results in the numerous mode combinations. Construction scheduling becomes, therefore, a difficult combinatorial  problem that is usually underestimated by the planners. This is the main reason for obtaining schedules that result in construction implementation lasting too long and costing too much. It is, nevertheless, possible to identify the construction schedules that provide excellent results. A simple, simulationbased approach is presented in this paper. Its originality results from nature of applied  model and a way the calculations are made. The effectiveness of the approach is illustrated by means of a sample analysis based on data provided by [1]. The approach also proved useful for solving scheduling problems in engineering practice.

HARMONOGRAMOWANIE PRZEDSIĘWZIĘCIA JAKO ZAGADNIENIE KOMBINATORYCZNE 

Optymalizacja harmonogramu przedsięwzięcia polega na doborze takiej dopuszczalnej kolejności wykonywania prac oraz przydzieleniu takich sposobów wykonania operacjom, które zapewnią najlepsze możliwe, zgodnie z przyjętymi kryteriami oceny harmonogramu, wykonanie przedsięwzięcia. Z technologicznego porządku prac wynika zwykle duża, a często nawet astronomiczna liczba ich dopuszczalnych uporządkowań. Złożoność procesu harmonogramowania dodatkowo podwyższa dostępność alternatywnych sposobów wykonania prac. Harmonogramowanie przedsięwzięć stanowi więc w istocie trudne, a przy tym niedoceniane przez planistów, zagadnienie kombinatoryczne. W rezultacie otrzymujemy harmonogramy odpowiadające nadmiernie czaso- i kosztochłonnej realizacji przedsięwzięcia. Przy odrobinie wysiłku można jednak uzyskać harmonogramy, które odpowiadają krótkiej i taniej realizacji przedsięwzięcia. Temu celowi służy również autorskie narzędzie symulacyjne przedstawione w pracy. Stanowi ono oryginalne podejście zarówno w zakresie modelu, jak i sposobu wykonywania obliczeń, do których dane zaczerpnięto z  pracy [1]. Wyniki pracy zostały także zastosowane w praktyce inżynierskiej 

Słowa kluczowe: construction, schedule, optimization, decision, support, activity sequence, mode, allocation, combinatorial problem , przedsięwzięcie budowlane, harmonogram, optymalizacja, decyzja, wspomaganie, kolejność prac, sposób wykonania, przydział, zagadnienie kombinatoryczne
References

Wojtkiewicz T., Wielokryterialna ocena harmonogramu w budownictwie, Politechnika Opolska, Opole 2010 [Ph.D. dissertation, the supervisor: M. Dytczak].

Zhou J., Love P.E.D., Wang X., Teo K.L., Irani Z., A review of methods and algorithms for optimizing construction scheduling, Journal of the Operational Research Society, Vol. 64 (8), 2013, 1091-1105.

Dytczak M., Ginda G., Lower-Level Decision Task Solution While Optimising a Construction Project Schedule, Procedia Engineering, Vol. 57, 2013, 254-263.

Węglarz J., Józefowska J., Mika M., Waligóra G., Project scheduling with finite or infinite number of activity processing modes – a survey, European Journal of Operational Research, Vol. 208, 2011, 177-205.

Dytczak M., Generation of project schedule structure along with solving low level optimisation problems using different methods, Zeszyty Naukowe WSB we Wrocławiu 34 (2), 2013, 115-129.