營建作業模擬系統邏輯控制元件之研究

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蔡雅雯(Ya-Wen Cai) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

營建作業模擬系統邏輯控制元件之研究
(Logic Constrol Element of Construction Operation Simulaion System)

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摘要(中)

營建工程之作業程序，因受許多天候、地質狀況、機械故障等外在因素影響，隱含了高度的不確定性，而電腦模擬則能依循營建作業的特性，提供較適當之詮譯，且系統化分析作業流程，對整體作業產能有莫大幫助，亦可提供決策者判斷的客觀依據。
但現今大多數營建作業模擬系統遭遇兩大問題，一為模擬元件在營建作業問題描述之細緻度不足，過度簡化施作模型，造成未能將諸多現實條件納入考量，失去模擬真確反應現實作業流程施作情形之意義；二為使用者學習障礙，簡易系統利用『資源限制』反應施工作業上各類管制及問題發生，也因而產生大量『虛擬資源符號』，徒增建模圖形複雜度，且無法讓使用者了解其模型的邏輯及涵意。再者，少數功能強大的模擬系統，雖具備多樣條件之擴充性，但卻必須透過使用者輸入專屬模擬系統程式碼，甚至需自撰各項控制條件等問題。
因此，本研究針對目前營建作業之現況及需求，研擬便捷系統邏輯控制元件，並撰寫一雛形系統為其驗證，旨在讓使用者能適切應用『邏輯控制』元件，反應作業流程複雜的影響因子，解決複雜作業流程以及資源、人力配置問題，以期能有效管理營建作業流程，進而掌控其對工期成本影響，提昇整個工程的生產及執行效率。

摘要(英)

Computer simulation is a valuable management tool which is well suited to the study of resource driven construction processes. It gives the analyst an insight into resource interaction and assists in identifying which factors in a problem domain are important. Simulation allows the modeler to experiment with and evaluate different scenarios. Normally, such experimentation and study would be too costly to be carried out in the real world. Interests have been generated since the introduction of CYCLONE methodology by Halpin in 1973, and been increasing with the development of many Windows-based construction simulation systems such as the COOPS, the DISCO, the Stroboscope, the SimCon, the Simphony. Numerous studies have been conducted to analyze the variety of construction operations including earth moving, pavement, tunneling, segmental construction of an elevated structure, and concrete placement in a high-rise building. The cyclic as well as the complex and dynamic aspects of construction operations make computer simulation a promising technique for the engineering analysis. Nevertheless, accessibility and usability of computer simulation techniques at the practitioner level create a barrier for its application. The practitioners who are conversant with construction operations frequently may see the use of simulation as "too difficult." Efforts need to be devoted to improving existing simulation systems, particularly the modeling elements, to facilitate their use in construction. This research is to study the various sets of modeling elements employed in the existing construction simulation systems, and to develop a new set of modeling elements which is simple and easy to use, and can meet the basic need for the planning and analysis of most construction operations. With the new set of modeling element, the accessibility of construction simulation can be enhanced.

關鍵字(中)

★ 邏輯控制
★ 模擬
★ 營建作業

關鍵字(英)

★ simulation
★ construction operations
★ modeling elements
★ logic

論文目次

中文摘要 I
目錄 I
表目錄 III
圖目錄 V
第一章緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2研究目的 3
1.3研究流程與步驟 3
1.4論文架構 6
第二章文獻回顧 7
2.1 電腦模擬應用之分析 7
2.1.1電腦模擬概述 7
2.1.2電腦模擬模式與模擬策略 9
2.1.3邏輯控制於電腦模擬之重要性 10
2.2營建作業現況之分析 12
2.3營建相關模擬系統之介紹 16
2.3.1 CYCLONE系列 16
2.3.2 STROBOSCOPE 19
2.3.3 ABC 22
2.3.4 SimCon 23
2.3.5 SIMPHONY 24
2.3.6 SmartLink 25
2.3.7小結 27
第三章營建作業特性與邏輯控制需求之分析 28
3.1營建作業特性分析 28
3.1.1營建作業流程問題概述 28
3.1.2.營建作業流程問題之分析 36
3.2 邏輯控制功能需求 42
3.2.1模擬系統作業程序分析 42
3.2.2模擬邏輯控制元件之建立 46
3.3 現有模擬系統邏輯控制之探討 52
3.3.1模擬系統邏輯控制元件探討 52
3.3.2模擬系統於營建作業流程之建模分析 55
第四章 ESCO雛形系統架構及設計 59
4.1 系統架構及原理 59
4.1.1整體系統架構 59
4.1.2雛形系統架構 61
4.1.3系統運作原理 62
4.1.4 ESCO元件符號 64
4.2模型元件介紹 66
4.2.1 Activity作業項目 66
4.2.2 Queue資源閒置 67
4.2.3 Logic邏輯控制 68
4.2.4 Counter目標計數 70
第五章ESCO系統開發與操作 71
5.1 系統開發工具及軟硬體設備 71
5.2操作流程 72
5.2.1操作流程及使用規則 72
5.2.2系統開始畫面及工具列 73
5.2.3選擇模型資源 74
5.2.4模型建立 75
5.2.5模型輸出結果 81
第六章 ESCO雛形系統驗證 84
6.1工作需時與資源流程的正確性 84
6.2資源使用次數於邏輯控制的正確性 87
6.3資源使用時間於邏輯控制的正確性 89
6.4資源數量於邏輯控制的正確性 91
6.5作業使用次數於邏輯控制的正確性 93
6.6 ESCO系統與其他系統比較 95
第七章結論與建議 97
7.1結論 97
7.2建議及後續研究 100
參考文獻 101
附錄一資源使用時間人工模擬表 105
附錄二作業項目使用次數人工模擬表 107

參考文獻

一、中文文獻
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二、英文文獻
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三、網站資料
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2.Julio C. Martinez，http://strobos.ce.vt.edu/DownloadStrobo.htm，1998

指導教授

黃榮堯(Rong-Yau Huang)

審核日期

2002-7-17

推文