Gradbeništvo se sooča z izzivi, povezanimi z izčrpavanjem virov, ravnanjem z odpadki in emisijami ogljika, zlasti pri proizvodnji in distribucijigradbenih materialov. Tradicionalni procesi oskrbne verige so pogosto linearni in neučinkoviti, kar povzroča višje stroške in večji vpliv na okolje. Ta vprašanja bi lahko rešili z raziskovanjem alternativnih, trajnostnih materialov in oblikovanjem modelov za optimizirano, krožno vrednostno verigo, kipoudarja ponovno uporabo materialov in učinkovito delovanje pri gradnji stavb. V zadnjih letih so se kot alternativa tradicionalnim metodam nagradbišču uveljavile metode gradnje zunaj gradbišča, kot je modularna gradnja; moduli se zgradijo v proizvodnem obratu, nato pa se prepeljejo nakončno gradbišče, kjer se sestavijo. Ta pristop ne prihrani le časa in denarja, temveč prinaša tudi številne prednosti glede uporabe materialov, porabeenergije in vpliva na okolje.
Na problemskem področju modularne gradnje so bila opredeljena tri ključna področja: (1) načrtovanje logističnih omrežij za gradnjo in rušenje, (2) večobjektivna optimizacija gradbenih materialov, elementov in razporeditve, (3) trajnostni življenjski cikel in predelava virov.
Cilj projekta je obravnavati probleme optimizacije v vrednostni verigi modularne gradnje in razviti metode optimizacije, ki lahko zmanjšajo logistične stroške in okoljski vpliv sistema. Te metode bodo zasnovane celostno s poudarkom na krožnost celotnega sistema.
Kot temelj projekta bodo izvedene empirične raziskave z uporabo primarnih in sekundarnih virov. Na podlagi zbranih podatkov bodo opredeljenimateriali, elementi, življenjska doba stavb, predelava materialov in operacije pri gradnji modularnih stavb.
Matematični modeli bodo oblikovani za optimizacijske probleme, ki bodo opredeljeni s skrbno analizo zbranih podatkov.
Zagotovljeni bodo tudi učinkoviti algoritmi za reševanje problemskih primerov, kjer natančne rešitve ni mogoče dobiti v sprejemljivem času. Izvajatinameravamo nove hibridne tehnike, ki združujejo natančne in hevristične pristope, kot je iskanje po veliki soseski (LNS), da bi našli dovolj natančnerešitve v razumnem času. Poleg tega bomo raziskali različne večpredmetne metode, ki temeljijo na večpredmetnem lokalnem iskanju in evolucijskihpristopih za ustvarjanje paleto optimalnih rešitev.
Za analizo uporabnosti naših metod na področju modularne gradnje moramo zagotoviti obsežen nabor različnih primerov. Ker pričakujemo, da borazpoložljivost vhodnih podatkov iz resničnega sveta omejena, bomo morali razviti nabor umetnih vhodnih podatkov. Načrtujemo, da bomo opredeliliključne značilnosti, ki učinkovito označujejo te primere iz realnega sveta, in jih uporabili za ustvarjanje dodatnih primerov s pomočjo analize prostoraprimerov. Nazadnje bomo z uporabo ustvarjenega nabora podatkov in uporabo metod reševanja simulirali različne scenarije poslovnih modelov, sposebnim poudarkom na pristopu „izdelek kot storitev“.