The construction industry is currently undergoing an increasing demand to boost productivity and improve system efficiencies. Clients are demanding increasingly more customised products at a more competitive cost, speed, and quality. Yet current design systems and existing literature largely overlook the use of automated decision-making tools for supporting mass-customisation for prefabricated buildings. To address this gap, a method for using automated tools to optimise the modularisation of prefabricated light-weight structures is investigated. This study’s primary contributions include a multi-variable Modularisation Index, which offers a novel framework for characterising the “optimal” solution, and a recursive Slack-distribution algorithm, which offers a novel method for modularising customised architectural designs. The core insight is that an optimal modularisation solution may be found using a Greedy algorithm. This involves incrementally adjusting the internal module boundaries from the initial solution, and evaluating each viable solution using the proposed Modularisation Index. The Index considers functions of cost, speed, and quality that are weighted according to client preferences. The system outputs the top three highest scoring modularisation solutions which may then be examined by the builder. Overall, the proposed method performs equal to or better than experts for 90% of cases. The Index and modularisation algorithm hence offer useful tools for automating and optimising prefabricated construction, with further opportunity for optimising architectural designs.

当前，建筑行业对提高生产率和提高系统效率的需求不断增长。客户越来越需要更具竞争力的成本，速度和质量的定制产品。然而，当前的设计系统和现有文献在很大程度上忽视了使用自动化决策工具来支持预制建筑物的大规模定制。为了解决这个空白，研究了一种使用自动化工具优化预制轻型结构模块化的方法。这项研究的主要贡献包括：多变量模块化指数（提供用于表征“最佳”解决方案的新颖框架）和递归Slack分布算法（提供用于模块化定制建筑设计的新颖方法）。核心见解是可以使用Greedy算法找到最佳的模块化解决方案。这涉及从初始解决方案逐步调整内部模块边界，并使用建议的模块化指数评估每个可行的解决方案。该指数考虑了成本，速度和质量的功能，这些功能根据客户的偏好进行加权。系统输出得分最高的前三个模块化解决方案，然后可由制造商进行检查。总体而言，在90％的情况下，所提出的方法的性能与专家相当或更好。因此，索引和模块化算法为自动化和优化预制结构提供了有用的工具，并为优化建筑设计提供了更多机会。这涉及从初始解决方案逐步调整内部模块边界，并使用建议的模块化指数评估每个可行的解决方案。该指数考虑了成本，速度和质量的功能，这些功能根据客户的偏好进行加权。系统输出得分最高的前三个模块化解决方案，然后可由制造商进行检查。总体而言，在90％的情况下，所提出的方法的性能与专家相当或更好。因此，索引和模块化算法为自动化和优化预制结构提供了有用的工具，并为优化建筑设计提供了更多机会。这涉及从初始解决方案逐步调整内部模块边界，并使用建议的模块化指数评估每个可行的解决方案。该指数考虑了成本，速度和质量的功能，这些功能根据客户的偏好进行加权。系统输出得分最高的前三个模块化解决方案，然后可由制造商进行检查。总体而言，在90％的情况下，所提出的方法的性能与专家相当或更好。因此，索引和模块化算法为自动化和优化预制结构提供了有用的工具，并为优化建筑设计提供了更多机会。该指数考虑了成本，速度和质量的功能，这些功能根据客户的偏好进行加权。系统输出得分最高的前三个模块化解决方案，然后可由制造商进行检查。总体而言，在90％的情况下，所提出的方法的性能与专家相当或更好。因此，索引和模块化算法为自动化和优化预制结构提供了有用的工具，并为优化建筑设计提供了更多机会。该指数考虑了成本，速度和质量的功能，这些功能根据客户的偏好进行加权。系统输出得分最高的前三个模块化解决方案，然后可由制造商进行检查。总体而言，在90％的情况下，所提出的方法的性能与专家相当或更好。因此，索引和模块化算法为自动化和优化预制结构提供了有用的工具，并为优化建筑设计提供了更多机会。