本发明涉及建筑供应链管理技术领域，特别涉及一种基于4dbim和rfid的建筑供应链管理方法和装置。
背景技术：
供应链管理(supplychainmanagement，简称“scm”)，是一种集成的管理思想和方法，其基本思想是识别供应链之间的相互依赖性，并通过优化库存、成本、来改善供应链的绩效。
随着建筑行业的发展，原本来源于制造业的供应链管理的思路被引进建筑行业，形成了建筑供应链管理(constructionsupplychainmanagement，简称“cscm”)，但是由于建筑行业中，建筑物的设计与施工是分离的，其建筑供应链不连续、分散，使得建筑供应链管理难以如制造业一样有效。
因此，需要建立一种有效的建筑供应链管理方法，供现场决策，来解决cscm中供应商及其订单的合理选择等问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种基于4dbim和rfid的建筑供应链管理方法和装置。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种基于4dbim和rfid的建筑供应链管理方法，所述方法包括：
从预设的4d建筑信息模型(buildinginformationmodeling，简称“bim”)系统中，获取施工地点处待测施工项目信息和为待测施工项目提供建材的供应商信息，所述待测施工项目信息包括：待测施工项目的建筑材料的需求信息、现场库存信息、以及项目进程时间计划信息，所述供应商信息包括：供应的建筑材料种类和价格；
通过考虑建筑材料的交货成本、建筑材料的订购成本、建筑材料的价格成本、建筑材料的现场库存成本，构建待测施工项目的第一供应链成本模型；
通过计算第一供应链成本模型的最优供应链成本，来选取符合待测施工项目的供应商及其相应的供货数量。
在本发明实施例上述的基于4dbim和rfid的建筑供应链管理方法中，所述通过计算待测施工项目的最优供应链成本，来选取合适的供应商及其相应的供货数量，包括：
基于有限数量的供应商和有限数量的材料需求，利用蒙特卡罗算法，计算待测施工项目的最优供应链成本，并选取合适的供应商及其相应的供货数量。
在本发明实施例上述的基于4dbim和rfid的建筑供应链管理方法中，还包括：
从预设的rfid系统中，获取用于暂存建筑材料的集散中心与施工地点和供应商之间的交货距离；
通过考虑集散中心对建筑材料的订购成本和现场库存成本的影响，以及考虑集散中心的建设成本，构建待测施工项目的第二供应链成本模型；
通过计算第二供应链成本模型的最优供应链成本，来选取合适的集散中心建设地址。
在本发明实施例上述的基于4dbim和rfid的建筑供应链管理方法中，还包括：
当集散中心供多个施工项目使用时，通过累积各个采用了集散中心的施工项目的供应链成本，并考虑集散中心的建设成本，构建多个施工项目总的第三供应链成本模型；
通过计算第三供应链成本模型的最优供应链成本，来选取供多个施工项目使用的集散中心的建设地址。
在本发明实施例上述的基于4dbim和rfid的建筑供应链管理方法中，当所述待测施工项目信息存有变动时，所述待测施工项目信息通过手动输入方式获取。
另一方面，本发明实施例提供了一种基于4dbim和rfid的建筑供应链管理装置，所述装置包括：
获取模块，用于从预设的4dbim系统中，获取施工地点处待测施工项目信息和为待测施工项目提供建材的供应商信息，所述待测施工项目信息包括：待测施工项目的建筑材料的需求信息、现场库存信息、以及项目进程时间计划信息，所述供应商信息包括：供应的建筑材料种类和价格；
所述获取模块，还用于从预设的rfid系统中，获取供应商与施工地点的交货距离，所述交货距离用于计算各个供应商的交货成本；
构建模块，用于通过考虑建筑材料的交货成本、建筑材料的订购成本、建筑材料的价格成本、建筑材料的现场库存成本，构建待测施工项目的第一供应链成本模型；
处理模块，用于通过计算第一供应链成本模型的最优供应链成本，来选取符合待测施工项目的供应商及其相应的供货数量。
在本发明实施例上述的基于4dbim和rfid的建筑供应链管理装置中，所述处理模块，还用于基于有限数量的供应商和有限数量的材料需求，利用蒙特卡罗算法，计算待测施工项目的最优供应链成本，并选取合适的供应商及其相应的供货数量。
在本发明实施例上述的基于4dbim和rfid的建筑供应链管理装置中，所述获取模块，还用于从预设的rfid系统中，获取用于暂存建筑材料的集散中心与施工地点和供应商之间的交货距离；
所述构建模块，还用于通过考虑集散中心对建筑材料的订购成本和现场库存成本的影响，以及考虑集散中心的建设成本，构建待测施工项目的第二供应链成本模型；
所述处理模块，还用于通过计算第二供应链成本模型的最优供应链成本，来选取合适的集散中心建设地址。
在本发明实施例上述的基于4dbim和rfid的建筑供应链管理装置中，所述构建模块，还用于当集散中心供多个施工项目使用时，通过累积各个采用了集散中心的施工项目的供应链成本，并考虑集散中心的建设成本，构建多个施工项目总的第三供应链成本模型；
所述处理模块，还用于通过计算第三供应链成本模型的最优供应链成本，来选取供多个施工项目使用的集散中心的建设地址。
在本发明实施例上述的基于4dbim和rfid的建筑供应链管理装置中，当所述待测施工项目信息存有变动时，所述待测施工项目信息通过手动输入方式获取。
在本发明实施例上述的使用rfid/iot的装置，可以配合基于4dbim和rfid的信息，提供一个完整及较自动化的建筑供应链管理方法，建材rfid标签的应用配合rfid阅读器的使用，可以部份取代手动输入方式，提供建材的供应，现场库存，支持第一及第二供应链成本模型的准确性，并透过第三供应链成本模型的运算，更加准确选取供多个施工项目使用的集散中心的建设地址。亦透过rfid的应用，建立施工项目的rfid/iot体制,透过有线或无线纲络，可以提供精确的个别rfid采样点3d位置及施工信息，和4dbim和rfid模型的信息配合，提供精确建筑供应链管理信息
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过从预设的4dbim系统中，获取施工地点处待测施工项目信息和为待测施工项目提供建材的供应商信息；从预设的rfid系统中，获取供应商与施工地点的交货距离；将bim与rfid有效结合在一起，并通过考虑建筑材料的交货成本、建筑材料的订购成本、建筑材料的价格成本、建筑材料的现场库存成本，构建待测施工项目的第一供应链成本模型；通过计算第一供应链成本模型的最优供应链成本，来选取符合待测施工项目的供应商及其相应的供货数量，能有效解决cscm中供应商及其订单的合理选择的问题。此外，上述建筑供应链管理方法还可以解决集散中心的选址问题，为集散中心的合理选址提供有效的参考依据，使得建筑供应链管理更加科学有效，更具实用性。更提供建立施工项目的rfid/iot体制，使建筑供应链管理的信息更精确及有效率。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供了一种基于4dbim和rfid的建筑供应链管理方法，适用于由4dbim与rfid共同构成的系统执行，该方法可以包括：
从预设的4dbim系统中，获取施工地点(例如：某楼盘)处待测施工项目信息和为待测施工项目提供建材的供应商信息，待测施工项目信息包括：待测施工项目的建筑材料(简称建材)的需求信息、建筑材料现场库存信息、以及开工时间计划信息，供应商信息包括：供应的建筑材料种类和价格。
在本实施例中，预设的4dbim系统中，存储有建筑施工地点处，待测施工项目信息和相应的供应商信息，其中，施工项目信息可以包括：施工项目的建筑材料的需求信息(例如：所需建材的种类和数量等)、现场库存信息(受施工地点的库存大小的限制)、以及项目进程时间计划信息(例如：项目什么时候开始，什么时候结束、以及施工时长)。供应商信息则包括：供应商所能提供的建材种类及其价格。
需要说明的是，当待测施工项目信息存有变动时，待测施工项目信息中变动的部分可以通过手动输入方式获取。
从预设的rfid系统中，获取供应商与施工地点的交货距离，交货距离用于计算各个供应商的交货成本。
在本实施例中，可以从预设的rfid系统中，获取各个供应商即施工地点的实际地理位置，并能结合当地的交通地图，得到各个供应商与施工地点的交货距离，即建材从供应商运送到施工地点所走的实际距离。
通过考虑建筑材料的交货成本、建筑材料的订购成本、建筑材料的价格成本、建筑材料的现场库存成本，构建待测施工项目的第一供应链成本模型。
下面具体介绍一下该第一供应链成本模型，首先定义一下所用符号：
施工地点：cs，例如：csa，csb，csc等等；
施工项目：a，例如：aai，aaj，aak等等；
施工项目持续时间：d，例如：dai，daj，dak等等；
每个施工项目所需每种建材的数量：q，例如：qail，qaim，qain等等；
供应商：ss，例如：ssl，ssm，ssn等等；
每种建材的现场库存：i，例如：il，im，in等等。
在供应商ssl为施工项目aai供货时，其订单数为n。因此，
1，建材的订购成本：oc＝ocr×qail
其中，oc为订购成本，ocr为与订购的建材数量成比例的订购成本率。
2，建材的价格成本：mc＝qail×psl
其中，mc为价格成本，psl为供应商s提供l类建材的价格。
3，建材的交货成本：
其中，dc为交货成本，n为送货的次数(由于每次订单需送一次货，n也可以为订单数量)，dd为交货距离，dft为运输价格。
4，建材的现场库存成本：
其中，ic为现场库存成本，icr为库存成本率，其与库存水平成比例。需要说明的是，现场库存成本的计算考虑的是理想情况，即当现场库存水平达到零时，现场库存开始重新加载，即立刻由供应商提供新的建材，以补充库存。
因此，第一供应链成本模型为：c1＝oc+dc+mc+ic。
其中，受现场库存和供应商交付能力的限制，存有如下限制条件：
qail/n≤il；qail/n≤dcl。
通过计算第一供应链成本模型的最优供应链成本，来选取符合待测施工项目的供应商及其相应的供货数量。
在本实施例中，通过考虑第一供应链成本模型的最优供应链成本，依次为依据，可以获取较为理想的供应商及其相应的供货数量(或订单数量)。
具体地，上述步骤可以通过如下方式实现：
基于有限数量的供应商和有限数量的材料需求，利用蒙特卡罗算法，计算待测施工项目的最优供应链成本，并选取合适的供应商及其相应的供货数量。
在本实时例中，由于在实际计算中仅需要考虑有限数量的潜在供应商和有限数量的离散型订单，在计算min(oc+dc+mc+ic)时，可以使用蒙特卡罗算法来寻找合适的供应商ss及其相应的订单数量n。
需要说明的是，上述建筑供应链管理方法，不仅可以解决cscm中关于合理供应商及其订单数量的选取问题，还可以解决集散中心的选取问题。
具体地，该方法还可以包括：
从预设的rfid系统中，获取用于暂存建筑材料的集散中心与施工地点和供应商之间的交货距离。
在实际应用中，施工方会先根据一些外部条件，拟定几个集散中心的建设地点，然后，根据上述建筑供应链管理方法来判断哪个拟定地点更合适用于建设集散中心。因此，可以先从rfid系统中，获取集散中心的实际地理位置，并确定它与施工地点和供应商之间的交货距离。
通过考虑集散中心对建筑材料的订购成本和现场库存成本的影响，以及考虑集散中心的建设成本，构建待测施工项目的第二供应链成本模型。
在本实施例中，第二供应链成本模型，相对与第一供应链成本模型，发生变化的部分，主要是交货成本dc和现场库存成本ic，集散中心为z，那么第二供应链成本模型
c2＝oc+mc+zc+(ddaz*dftl*qail/iail+icr*iail*dai/2)+(ddzl*dftl*qail/izl+icr*izl*dai/2)
其中，zc为设置集散中心的成本，ddaz为施工地点到集散中心的交货距离，ddzl为供应商到集散中心的交货距离。
通过计算第二供应链成本模型的最优供应链成本，来选取合适的集散中心建设地址。
在本实施例中，通过将多个候选的集散中心的相关信息输入到c2中进行比较，即可得到更为适合的集散中心的建设地址。
进一步地，当考虑到建立的集散中心需要供多个施工项目利用时，该方法还可以包括：
当集散中心供多个施工项目使用时，通过累积各个采用了集散中心的施工项目的供应链成本，并考虑集散中心的建设成本，构建多个施工项目总的第三供应链成本模型。
在本实施例中，当集散中心需要供多个施工项目利用时，需要对c2中关于单个施工项目对应的供应链成本进行累积叠加，形成第三供应链成本模型，当然，集散中心的建设成本仅需计算一次。
通过计算第三供应链成本模型的最优供应链成本，来选取供多个施工项目使用的集散中心的建设地址。
在本实施例中，上述基于4dbim和rfid的建筑供应链管理方法，可以解决cscm中供应商及其订单的合理选择、集散中心的合理建设的问题，使得建筑供应链管理更加科学有效，更具实用性。
本发明实施例通过从预设的4dbim系统中，获取施工地点处待测施工项目信息和为待测施工项目提供建材的供应商信息；从预设的rfid系统中，获取供应商与施工地点的交货距离；将bim与rfid有效结合在一起，并通过考虑建筑材料的交货成本、建筑材料的订购成本、建筑材料的价格成本、建筑材料的现场库存成本，构建待测施工项目的第一供应链成本模型；通过计算第一供应链成本模型的最优供应链成本，来选取符合待测施工项目的供应商及其相应的供货数量，能有效解决cscm中供应商及其订单的合理选择的问题。此外，上述建筑供应链管理方法还可以解决集散中心的选址问题，为集散中心的合理选址提供有效的参考依据，使得建筑供应链管理更加科学有效，更具实用性。透过rfid和有线/无缐网络的应用，建立施工项目的rfid/iot体制，使建筑供应链管理的信息更精确及有效率。
实施例二
本发明实施例提供了一种一种基于4dbim和rfid的建筑供应链管理装置，采用了实施例一所述的建筑供应链管理方法，该装置可以包括：获取模块100、构建模块200、处理模块300。
获取模块100，用于从预设的4dbim系统中，获取施工地点(例如：某楼盘)处待测施工项目信息和为待测施工项目提供建材的供应商信息，待测施工项目信息包括：待测施工项目的建筑材料(简称建材)的需求信息、建筑材料现场库存信息、以及开工时间计划信息，供应商信息包括：供应的建筑材料种类和价格。
在本实施例中，预设的4dbim系统中，存储有建筑施工地点处，待测施工项目信息和相应的供应商信息，其中，施工项目信息可以包括：施工项目的建筑材料的需求信息(例如：所需建材的种类和数量等)、现场库存信息(受施工地点的库存大小的限制)、以及项目进程时间计划信息(例如：项目什么时候开始，什么时候结束、以及施工时长)。供应商信息则包括：供应商所能提供的建材种类及其价格。
需要说明的是，当待测施工项目信息存有变动时，待测施工项目信息中变动的部分可以通过手动输入方式获取。
获取模块100，用于从预设的rfid系统中，获取供应商与施工地点的交货距离，交货距离用于计算各个供应商的交货成本。
在本实施例中，可以从预设的rfid系统中，获取各个供应商即施工地点的实际地理位置，并能结合当地的交通地图，得到各个供应商与施工地点的交货距离，即建材从供应商运送到施工地点所走的实际距离。
构建模块200，用于通过考虑建筑材料的交货成本、建筑材料的订购成本、建筑材料的价格成本、建筑材料的现场库存成本，构建待测施工项目的第一供应链成本模型。
下面具体介绍一下该第一供应链成本模型，首先定义一下所用符号：
施工地点：cs，例如：csa，csb，csc等等；
施工项目：a，例如：aai，aaj，aak等等；
施工项目持续时间：d，例如：dai，daj，dak等等；
每个施工项目所需每种建材的数量：q，例如：qail，qaim，qain等等；
供应商：ss，例如：ssl，ssm，ssn等等；
每种建材的现场库存：i，例如：il，im，in等等。
在供应商ssl为施工项目aai供货时，其订单数为n。因此，
1，建材的订购成本：oc＝ocr×qail
其中，oc为订购成本，ocr为与订购的建材数量成比例的订购成本率。
2，建材的价格成本：mc＝qail×psl
其中，mc为价格成本，psl为供应商s提供l类建材的价格。
3，建材的交货成本：
其中，dc为交货成本，n为送货的次数(由于每次订单需送一次货，n也可以为订单数量)，dd为交货距离，dft为运输价格。
4，建材的现场库存成本：
其中，ic为现场库存成本，icr为库存成本率，其与库存水平成比例。需要说明的是，现场库存成本的计算考虑的是理想情况，即当现场库存水平达到零时，现场库存开始重新加载，即立刻由供应商提供新的建材，以补充库存。
因此，第一供应链成本模型为：c1＝oc+dc+mc+ic。
其中，受现场库存和供应商交付能力的限制，存有如下限制条件：
qail/n≤il；qail/n≤dcl。
处理模块300，用于通过计算第一供应链成本模型的最优供应链成本，来选取符合待测施工项目的供应商及其相应的供货数量。
在本实施例中，通过考虑第一供应链成本模型的最优供应链成本，依次为依据，可以获取较为理想的供应商及其相应的供货数量(或订单数量)。
具体地，处理模块300，还用于基于有限数量的供应商和有限数量的材料需求，利用蒙特卡罗算法，计算待测施工项目的最优供应链成本，并选取合适的供应商及其相应的供货数量。
在本实时例中，由于在实际计算中仅需要考虑有限数量的潜在供应商和有限数量的离散型订单，在计算min(oc+dc+mc+ic)时，可以使用蒙特卡罗算法来寻找合适的供应商ss及其相应的订单数量n。
需要说明的是，上述建筑供应链管理装置，不仅可以解决cscm中关于合理供应商及其订单数量的选取问题，还可以解决集散中心的选取问题。
具体地，获取模块100，还用于从预设的rfid系统中，获取用于暂存建筑材料的集散中心与施工地点和供应商之间的交货距离。
在实际应用中，施工方会先根据一些外部条件，拟定几个集散中心的建设地点，然后，根据上述建筑供应链管理方法来判断哪个拟定地点更合适用于建设集散中心。因此，可以先从rfid系统中，获取集散中心的实际地理位置，并确定它与施工地点和供应商之间的交货距离。
构建模块200，还用于通过考虑集散中心对建筑材料的订购成本和现场库存成本的影响，以及考虑集散中心的建设成本，构建待测施工项目的第二供应链成本模型。
在本实施例中，第二供应链成本模型，相对与第一供应链成本模型，发生变化的部分，主要是交货成本dc和现场库存成本ic，集散中心为z，那么第二供应链成本模型
c2＝oc+mc+zc+(ddaz*dftl*qail/iail+icr*iail*dai/2)+(ddzl*dftl*qail/izl+icr*izl*dai/2)
其中，zc为设置集散中心的成本，ddaz为施工地点到集散中心的交货距离，ddzl为供应商到集散中心的交货距离。
处理模块300，还用于通过计算第二供应链成本模型的最优供应链成本，来选取合适的集散中心建设地址。
在本实施例中，通过将多个候选的集散中心的相关信息输入到c2中进行比较，即可得到更为适合的集散中心的建设地址。
进一步地，当考虑到建立的集散中心需要供多个施工项目利用时，
构建模块200，还用于当集散中心供多个施工项目使用时，通过累积各个采用了集散中心的施工项目的供应链成本，并考虑集散中心的建设成本，构建多个施工项目总的第三供应链成本模型。
在本实施例中，当集散中心需要供多个施工项目利用时，需要对c2中关于单个施工项目对应的供应链成本进行累积叠加，形成第三供应链成本模型，当然，集散中心的建设成本仅需计算一次。
处理模块300，还用于通过计算第三供应链成本模型的最优供应链成本，来选取供多个施工项目使用的集散中心的建设地址。
在本实施例中，上述基于4dbim和rfid的建筑供应链管理装置，可以解决cscm中供应商及其订单的合理选择、集散中心的合理建设的问题，使得建筑供应链管理更加科学有效，更具实用性。
通过从预设的4dbim系统中，获取施工地点处待测施工项目信息和为待测施工项目提供建材的供应商信息；从预设的rfid系统中，获取供应商与施工地点的交货距离；将bim与rfid有效结合在一起，并通过考虑建筑材料的交货成本、建筑材料的订购成本、建筑材料的价格成本、建筑材料的现场库存成本，构建待测施工项目的第一供应链成本模型；通过计算第一供应链成本模型的最优供应链成本，来选取符合待测施工项目的供应商及其相应的供货数量，能有效解决cscm中供应商及其订单的合理选择的问题。此外，上述建筑供应链管理方法还可以解决集散中心的选址问题，为集散中心的合理选址提供有效的参考依据，使得建筑供应链管理更加科学有效，更具实用性。透过rfid和有线/无缐网络的应用，建立施工项目的rfid/iot体制，使建筑供应链管理的信息更精确及有效率。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
需要说明的是：上述实施例提供的基于4dbim和rfid的建筑供应链管理装置在实现基于4dbim和rfid的建筑供应链管理方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的基于4dbim和rfid的建筑供应链管理装置与基于4dbim和rfid的建筑供应链管理方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。