GENETIC-ALGORITHM-BASED OPTIMIZATION APPROACH FOR TIME COST TRADE-OFF PROBLEM WITH GENERALIZED PRECEDENCE RELATIONSHIPS

thumbnail.default.placeholder
Date
2022-01-21
Authors
Hama Faraj Ahmed Ahmed, Ary
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Decreasing the overall cost of a project through reductions in its duration can be considered as one of the main goals of any construction project. Shortening the duration can be achieved by accelerating the construction project by utilization of more efficient construction techniques; that is, by allocation of additional and/or more productive resources. However, expedition of the project schedule will obviously incur extra costs due to implementation of high-price construction techniques. Meanwhile, this reduction of time might be plausible only up to a certain limit. Stemming from the highly challenging nature of this trade-off between the overall cost and the duration of the projects, still no planning software package provides any features for tackling it. The lack of such functionality has encouraged development of numerous optimization algorithm by several researchers for achieving a compromise between the conflicting objectives of time and cost. Despite a great deal of effort, a large body of literature ignore the various types of precedence relationships which are frequently incorporated in practice. In this thesis a Simulated Annealing-based Genetic Algorithm is proposed for solution of this optimization problem which is referred to as the time-cost trade-off problem (TCTP) in the construction context. The proposed hybrid GA is designed to ensure fast convergence without sacrificing the quality of the solutions found. The proposed optimization method is capable of solving TCTPs with generalized precedence relationships with realistic overlapping of activities. Performance of the hybrid GA proposed herein is tested over a wide range of frequently used problems and the results are compared with various existing methods. Practicality of this algorithm is also validated by fitting the model to a large-scale real-case construction project. As a result of validation, the utility of the proposed algorithm is illustrated which also highlights how it can help both the client and the contractor in speeding up the project without exceeding the budget.
Description
GENEL ÖNCÜLLÜK İLİŞKİLİ ZAMAN-MALİYET ÖDÜNLEŞİM PROBLEMİ İÇİN GENETİK ALGORİTMA TABANLI OPTİMİZASYON YÖNTEMİ
ÖZ: Bir projenin süresinin kısaltılarak toplam maliyetin düşürülmesi, bir inşaat projesinin ana hedeflerinden biri olarak düşünülebilir. Daha verimli inşaat tekniklerinin kullanılarak ve inşaat projesini hızlandırarak süre kısaltılabilir. Ek ve / veya daha verimli kaynakların tahsis edilmesiyle süre kısaltılması sağlanabilir. Bununla birlikte proje takviminin hızı, yüksek fiyatlı inşaat tekniklerinin uygulanması nedeniyle, ekstra maliyete neden olacaktır. Ayrıca, zamanın kısaltılması belli bir süreye kadar makul olabilir. Toplam maliyet ve projelerin süresi arasındaki bu denge, işin doğası gereği son derece zorlayıcıyı olup, henüz bununla başa çıkabilecek özelliklere sahip bir planlama yazılım paketi bulunmamaktadır. Bu işlevsellik eksikliği, zaman ve maliyetin çatışan hedefleri arasında bir denge sağlamak için çeşitli araştırmacıları sayısız optimizasyon algoritmasının geliştirilmesine teşvik etmiştir. Büyük bir çabaya rağmen, literatürün büyük çoğunluğu, pratikte sıklıkla dahil edilen çeşitli ilişkilerini göz ardı eder. Bu tezde, inşaat bağlamında zaman-maliyet ödünleşim problemi (TCTP) olarak adlandırılan bu optimizasyon probleminin çözümü için Simüle Tavlama Bazlı Genetik Algoritma önerilmiştir. Önerilen hibrit GA, bulunan çözümlerin kalitesinden ödün vermeden hızlı çözüm sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Önerilen optimizasyon yöntemi TCTP'leri gerçekçi örtüşen aktiviteler ve genel bağımlılık ilişkileriyle çözme yeteneğine sahiptir. Burada önerilen hibrid GA'nın performansı, çokça ve sık vi kullanılan problemler üzerinde test edilir ve sonuçlar, mevcut çeşitli yöntemlerle karşılaştırılır. Bu algoritmanın pratikliği, modeli büyük ölçekli gerçek durum inşaat projesine oturtarak da doğrulanır. Doğrulamanın bir sonucu olarak, önerilen algoritmanın faydası şudur: hem müşterinin hem de müteahhitin bütçeyi aşmadan projeyi hızlandırmada bu algoritmanın nasıl yardımcı olabileceğini vurgulamaktadır.
Keywords
civil engineering
Citation