Two-stage BIM-enabled decision support system for the selection of a suitable industrialized building system in off-site construction

Mehdipoor, Amirhossein (2024). Two-stage BIM-enabled decision support system for the selection of a suitable industrialized building system in off-site construction. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

The construction industry is undergoing transformative changes driven by the integration of innovative technologies and strategic decision-making frameworks. The aim of the research described herein is to enhance construction efficiency by advancing Off-site Construction (OSC) techniques and their integration with Building Information Modelling (BIM) through informed decision-making. This thesis presents a holistic approach to enhancing productivity and efficiency in OSC through a Two-Stage BIM-Enabled Decision Support System (BeDSS) for selecting a suitable Industrialized Building System (IBS). The first stage of the BeDSS involves assessing the pertinence of using OSC for a building project, considering dimensions such as project characteristics, supply chain, time, cost, quality, procurement, and sociocultural. This assessment, augmented by digitalization and BIM, enables stakeholders to make informed decisions regarding the adoption of OSC for a given project, taking into account benefits such as accelerated construction schedules and improved quality control. Building upon the OSC pertinence assessment, the second stage of the BeDSS focuses on the selection of a suitable IBS tailored to the project's requirements. This stage leverages a digitalized workflow specifically designed for off-site construction building projects, where the aim is to successfully implement IBS in a particular project through a systematic and digitalized approach. By adopting a Design Science Research approach, the proposed BeDSS, as the artifact of this project, integrates fuzzy logic with the Analytic Hierarchy Process (AHP) in a multi-criterion decision method incorporating BIM. This integration streamlines the decisionmaking process and ensures reliable and informed decisions that take into consideration all aspects of the project, thereby contributing to the success of the project. In addition to expert validation, a case study and empirical data analysis validate the identified Key Decision Support Factors (KDSFs) and the effectiveness of the BeDSS in optimizing decision-making. For instance, the implementation of automation in the manufacturing process in IBS, and its impact on the time and cost of manufacturing and assembly as KDMFs applied in the proposed solution, are investigated and discussed in depth. The findings contribute valuable insights to the field of OSC, IBS, and decision support systems, offering practical guidance for industry professionals, researchers, and policymakers navigating the evolving landscape of construction productivity and efficiency.

Titre traduit

Système d'aide à la décision en deux étapes basé sur le BIM pour la sélection d'un système de construction industrialisé adapté à la construction hors site

Résumé traduit

L'industrie de la construction connaît des changements transformateurs, stimulés par l'intégration de technologies innovantes et de cadres décisionnels stratégiques. L'objectif de ce projet est d'améliorer l'efficacité de la construction en promouvant et en développant les techniques de construction hors site et leur intégration avec la modélisation des informations du bâtiment. Cette thèse présente une approche holistique visant à améliorer la productivité et l'efficacité dans la construction hors-site grâce au système d'aide à la décision à deux étapes pour la sélection d'un système de construction industrialisé adapté. La première étape du système d'aide à la décision consiste à évaluer la faisabilité de l'intégration de la construction hors-site dans les projets de construction, en tenant compte de dimensions telles que les caractéristiques du projet, la chaîne d'approvisionnement, le temps, le coût, la qualité, les approvisionnements et les aspects socioculturels. Cette évaluation, améliorée par la numérisation et la modélisation des informations du bâtiment (BIM), permet aux parties prenantes de prendre des décisions éclairées concernant l'adoption de la construction hors-site, en tenant compte des avantages tels que l'accélération des délais de construction et l'amélioration du contrôle de la qualité. En s'appuyant sur l'évaluation de la faisabilité de la construction hors-site, la deuxième étape du système d'aide à la décision se concentre sur la sélection d'un système de construction industrialisé adapté aux besoins du projet. Cette étape exploite un flux de travail numérisé spécialement conçu pour les projets de construction horssite, dans le but de mettre en oeuvre avec succès le système de construction industrialisé dans un projet particulier grâce à une approche systématique et numérisée. En adoptant une approche de recherche en sciences de la conception (Design Science Research), le système d'aide à la décision proposé en tant qu'artefact de ce projet, intègre la logique floue (fuzzy logic) avec le processus hiérarchique analytique (Analytic Hierarchy Process - AHP) dans une méthodologie de décision multicritère renforcée par la connexion avec la modélisation des informations du bâtiment. Cette intégration vise à rationaliser les processus de prise de décision et à garantir des décisions fiables et éclairées couvrant tous les aspects, contribuant ainsi à la réussite du projet. En plus de la validation par des experts, une étude de cas réelle et une analyse de données empiriques valident les facteurs clés de soutien à la décision identifiés et l'efficacité du système d'aide à la décision dans l'optimisation du processus de prise de décision. Par exemple, la mise en oeuvre d'un système d'automatisation dans le processus de fabrication d’un système de construction industrialisé et son impact sur le temps et le coût de fabrication et d'assemblage, en tant que partie des facteurs clés de soutien à la décision appliqués dans la solution proposée, sont examinés en profondeur. Les résultats apportent des informations précieuses dans le domaine de la construction hors-site, des systèmes de construction industrialisés et des systèmes d'aide à la décision, offrant des orientations pratiques aux professionnels de l'industrie, aux chercheurs et aux décideurs qui naviguent dans le paysage dynamique de la productivité et de l'efficacité de la construction.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Manuscript-based thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillement for the degree of doctor of philosophy". Comprend des références bibliographiques (pages 298-312).
Mots-clés libres:	construction hors site, système d'aide à la décision, système de construction industrialisé
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Iordanova, Ivanka
Codirecteur:	Codirecteur Al-Hussein, Mohamed
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	20 mars 2025 19:07
Dernière modification:	20 mars 2025 19:07
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3551

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