施工管理中網絡計劃的優(yōu)化技術的運用

1、    施工管理中網絡計劃的優(yōu)化技術的運用    包雙福賈帥摘要：本文利用改變網絡計劃的邏輯關系和縮短關鍵工序的持續(xù)時間兩類方法,對一個初始網絡進行時間優(yōu)化,從而使一個網絡計劃合理,有效,可行。通過施工組織方案優(yōu)化過程分析,研究在施工管理中如何運用網絡優(yōu)化技術。關鍵詞：施工管理；網絡計劃；方案優(yōu)化；關鍵工序；時間優(yōu)化abstract: in this paper, use the two types of network of changed the logical relationship of network planning and shorten

2、 the duration of the key processes, an initial network optimization, enabling a network plan is reasonable, effective and feasible. through the optimization process of construction organization, analyzes how to use research in construction management, network optimization technology.key words: const

3、ruction management; network planning; optimization; key processes; time optimization中圖分類號：tu71文獻標識碼： a 文章編號：2095-2104（2012）04-0020-02一、前言隨著我國公路工程不斷地建設發(fā)展，施工技術不斷地進步，現代公路施工過程已成為一項十分復雜的生產活動。針對這些十分復雜的施工活動，需要充分利用數學方法、網絡計劃技術和計算技術理論，結合工程實際情況，將工程項目施工過程的全部作業(yè)具體形象化，統籌兼顧，科學地安排施工順序，編制切實可行的施工進度計劃，而傳統的施工進度計劃表達方式是橫道

4、圖法。隨著科學技術的不斷進步，公路工程建設規(guī)模日益擴大，要求計劃、施工管理的方法也要科學化和現代化，網絡計劃技術的應用，就是從工程項目的全局出發(fā)，按照客觀的施工規(guī)律和當時當地的具體條件，統籌考慮施工活動中的人力、資金、材料、機械設備和施工方法，對整個工程的施工進度和資源消耗等作出科學而合理的安排，使工程建設在一定的時間和空間內，實現有組織、有計劃、有秩序的施工，達到耗工少工期短、精度高功能好、資金省成本低的相對最優(yōu)效果。因此，施工單位在編制實施性施工組織設計時，應充分考慮使用網絡計劃技術，以期達到對施工過程最經濟、最有效、最合理的科學控制，高質量地完成施工任務，全面提高施工組織管理水平。網絡優(yōu)

5、化技術是一種計劃管理的新技術,是現代管理科學的重要組成部分。在施工管理中應用網絡優(yōu)化技術安排工程計劃,控制工程進度和費用,使其達到最佳合理目標,具有重要作用。二、網絡計劃技術的科學性及其特點目前，公路建設者已經廣泛地利用網絡計劃技術來進行編制施工進度計劃、施工作業(yè)計劃和施工組織管理，為多快好省地完成施工任務發(fā)揮了重要作用。歸納起來說，網絡計劃技術具有以下的科學性和特點：2、1通過網絡計劃進度圖能清楚地反映出整個計劃中各項工序之間相互制約、相互協調的邏輯關系，從工程全局出發(fā)，統籌安排，使生產人員知道自己所負擔的工作在全局中所處的地位和作用，有利于他們協作配合，共同保證計劃任務按期完成。2、2 通

6、過網絡時間參數計算，能準確地指出對整個計劃有影響的關鍵工序，找出決定工期的關鍵線路和關鍵工作以及有機動時間的非關鍵工作，從而使管理人員胸中有數。綜觀全局，抓住主要矛盾，合理調配人力、建筑材料、機械設備、資金及其他有關資源，實行重點管理，從而降低成本，縮短工期，確保施工任務計劃的落實。2、3 利用網絡計劃施工進度圖，能進行施工計劃的優(yōu)化比較，從許多可行的施工方案中選擇出最優(yōu)方案。2、4 網絡計劃技術既是一種計劃方法，又是一種組織和控制施工的工具。由于在網絡計劃執(zhí)行過程中，可以通過對時間參數的計算，預先知道各工作提前或推遲完成對整個計劃的影數的計算，預先知道各工作提前或推遲完成對整個計劃的影響程度

7、，管理人員可以采取技術組織措施對計劃進行有效控制與監(jiān)督。對于在施工中較難控制的因素，如原材料、動力、外購件的供應等，可以在繪制網絡計劃施工進度圖時，預先增加催取和等待時間，并在網絡計劃執(zhí)行過程中，根據網絡計劃圖標明的日期，及早采取措施，從而也達到了加強施工管理工作的目的。2、5 網絡計劃技術適用于各類大小工程項目，可以用手工計算，也可以用計算機計算，在對網絡時間參數計算時，能夠優(yōu)化資源成本，調整工期，因此提高了施工組織管理效率。由于網絡計劃技術具有上述的科學性及其特點，在建設工程項目計劃進度控制中成為最有效的工具，特別是一些大型工程項目施工進度計劃，工程管理人員更應掌握它、應用它，以實現施工進

8、度控制目標。三、網絡計劃的優(yōu)化網絡計劃的優(yōu)化是指不斷改善網絡計劃的初始方案，在滿足給定網絡計劃的約束條件下，利用最優(yōu)化原理，按照某一衡量指標（如時間、成本、資源等）來尋求一個最優(yōu)的計劃方案。網絡計劃的優(yōu)化是在一定約束條件下,按既定目標對網絡計劃進行不斷檢查、評價、調整和完善的過程。根據網絡計劃優(yōu)化條件和目標不同，通常有網絡計劃的優(yōu)化有工期優(yōu)化、費用優(yōu)化和資源優(yōu)化3 種。費用優(yōu)化又叫時間成本優(yōu)化。資源優(yōu)化分為資源有限工期最短的優(yōu)化及工期固定資源均衡的優(yōu)化。由于在網絡圖的每一工作上,一般都可采用多種不同的工工藝,從而有不同的工作時間和相應的工作成本。如要縮短總工期,就要在關鍵工作上采用工作時間短的

9、工序;如要降低成本,可在非關鍵成本上采用低成本施工工藝,只要延長的工時在工作總時差范圍內就不會延長總工期。3、1工期優(yōu)化工期優(yōu)化是壓縮計算工期,以達到要求工期目標,或在一定約束條件下使工期最短的過程。在網絡計劃中，關鍵線路控制著任務的總工期，因此，工期優(yōu)化一般通過壓縮關鍵工作的持續(xù)時間來達到優(yōu)化目標。在優(yōu)化過程中,要注意不能將關鍵工作壓縮成非關鍵工作。但關鍵工作可以不經壓縮而變成關鍵工作。當在優(yōu)化過程中出現多條關鍵線路時,必須將各條關鍵線路的持續(xù)時間壓縮同一數值,否則不能有效地將工期縮短。為了縮短關鍵線路可以從兩方面入手：一是通過改變工作的組織措施的方法，二是通過關鍵工作持續(xù)時間的時間優(yōu)化方法

10、。3、1、1時間優(yōu)化時間優(yōu)化, 是在人力, 物力, 財力等資源不受限制的情況下, 使工期盡可能縮短, 保證工程在規(guī)定工期內完成或提前完成。對于一項工期緊迫的工程來說, 時間優(yōu)化尤其重要。時間優(yōu)化的目的就是縮短工期。由于一個網絡計劃的工期是由關鍵線路的長度決定的。因此,時間優(yōu)化的目標就是縮短關鍵線路的長度。一般而言, 時間優(yōu)化的方法分為兩大類:(1) 改變網絡計劃的邏輯關系。(2) 縮短關鍵工序的持續(xù)時間。根據不同的情況分別采用不同的方法, 而每類方法又根據具體情況運用不同的手段。其具體分類方法如圖1所示:3、1、2、計劃的邏輯關系1、將串聯工序改為平行工序。通過把串聯工序改為平行工序,可以在同

11、一時間內安排更多的工序同時進行,且每道工序的持續(xù)時間保持不變。圖2和圖3分別表示將串聯工序改為平行工序的網絡圖。由圖可見,通過改變網絡計劃的邏輯關系,網絡計劃的時間從原來的70縮短為60,從而使網絡計劃得到了優(yōu)化。2、將串聯工序改為平行交叉工序把串聯進行的工序各自細分幾段,在同一時間內將各分段進行平行交叉,且各道工序的總持續(xù)時間保持不變。圖4和圖5分別表示將串聯工序改為平行交叉工序的網絡圖。由圖4、圖5可見,將串聯工序改為平行交叉工序是一種比較合理的時間優(yōu)化方法,網絡時間從原來的75縮短至40,從而使網絡時間得到了大大的優(yōu)化。3、縮短關鍵工序的持續(xù)時間3.1、網絡計劃的計算工期不超過規(guī)定工期(

12、即0,則說明工序安排在工序后,工期地加了。利用優(yōu)化組織關系來對任意兩道工序進行合理的安排,以期實現工期最短。3.2、網絡計劃的計算工期超過規(guī)定工期(即)當網絡計劃的計算工期超過規(guī)定工期時,需要將超出的時間加快到關鍵工序上,從而保證網絡計劃在規(guī)定工期內實現。1)平均加快關鍵工序的持續(xù)時間平均加快關鍵工序的持續(xù)時間其具體的操作步驟為: 確定網絡的關鍵線路并計算出網絡的計劃工期。給定網絡計劃的規(guī)定工期,計算出超出的時間-。將關鍵工序組成一個集合,計算集合內每個元素的縮短時間/(-)。式中為工序的持續(xù)時間。計算關鍵工序集合中,每個元素調整后的持續(xù)時間=-。重新計算網絡計劃的實際工期。若,返回步驟1)。

13、下面結合一個具體的公路施工例子進行網絡時間優(yōu)化。網絡模型如圖6。在這個網絡圖中,其關鍵工序為12,23,34,45,57,79,910,1011,1112。且計劃工期為355,計劃工期超過規(guī)定工期,那么將關鍵工序組成一個集合,對其中的每道工序按平均加快關鍵工序的持續(xù)時間進行壓縮,壓縮后的時間列表1。將網絡圖按壓縮后的工序時間重新計算,則滿足規(guī)定工期的要求,優(yōu)化后的網絡圖如圖7所示:優(yōu)化后的網絡圖的關鍵線路為1234579101112,且計劃工期335,滿足規(guī)定要求。所以說,利用平均加快關鍵工序的持續(xù)時間進行時間優(yōu)化是可行的。2)選擇加快關鍵工序持續(xù)時間選擇加快關鍵工序持續(xù)時間的基本步驟與平均加

14、快關鍵工序持續(xù)時間的大致相同,不同之處是在步驟中將選擇加快的關鍵工序組成一個集合,從這一集合中挑出所要加快的關鍵工序進行加快,執(zhí)行完后,將其排除。仍結合上面的例子,對其進行選擇加快關鍵工序持續(xù)時間的優(yōu)化。選擇的關鍵工序包括12,57,79,910,將選擇的關鍵工序進行時間優(yōu)化后的結果如表2所示.那么,再重新進行時間計算,其優(yōu)化后的網絡圖如圖8所示,該網絡圖的關鍵線路為1234579101112,計劃工期為335,滿足規(guī)定要求,故用選擇加快關鍵工序的持續(xù)時間法進行時間優(yōu)化的結果是有效的。4.、結論一個網絡計劃如果不進行時間優(yōu)化,僅僅是一個可行計劃,而不是一個最優(yōu)計劃。在實際公路工程應用中,利用網

15、絡計劃進行時間優(yōu)化,不僅可以縮短時間,還可以節(jié)約資源。同時在大多數情況下,一個公路工程項目是受到規(guī)定工期限制的,這時就必須對網絡計劃進行時間優(yōu)化以便達到規(guī)定工期的要求。3、2 時間費用優(yōu)化費用優(yōu)化又叫時間成本優(yōu)化,是尋求最低成本時的最短工期安排,或按要求工期尋求最低成本的計劃安排過程。時間優(yōu)化是在不考慮成本的情況下進行的，事實上，在一般工程項目中，要加快某項工作，通常都需要增加勞動力，或加班加點，或增加設備，而這些都會引起成本的增加，因此，成本與工期有著密切的關系。公路工程項目的總費用包括直接費用和間接費用，其中直接費用指完成工程所需要的勞動力、原材料、機械設備等費用，間接費用則包括管理、公用

16、福利事業(yè)費用、利息和一切不便于計入直接費用的其他附加費用。直接費用隨著工期的縮短而增加，而間接費用是隨著工期的縮短而減少的。因此，對于某一個項目來說，就不能簡單地認為縮短工期就會增加費用，或者延長工期就會減少費用，這里存在一個時間與費用優(yōu)化的問題。所謂時間與費用優(yōu)化就是求網絡計劃最小費用的最優(yōu)工期。解決這一問題的途徑，可這樣進行：先確定間接費用與工期的關系曲線，再確定直接費用與工期的關系曲線，兩曲線疊加即得到總費用與工期的關系曲線，該曲線的最低點即為最小費用，此費用對應的工期即為最優(yōu)工期。一般情況下，時間與間接費用的關系可視為線性關系，所以主要問題是如何確定時間與直接費用的關系，該關系可由正常

17、工期條件下，每縮短單位時間需增加費用的數量大小，在工期直接費的坐標中找出相應的坐標位置，通過若干次縮短單位時間后，在坐標中就可標出相應次數的坐標位置，用光滑曲線將這些點連成線，即可得到工期與直接費的關系曲線，再將直接費、間接費與工期的關系疊加即得總費用與工期的關系曲線，故必定有一個總費用最少的工期,這便是費用優(yōu)化所要尋求的目標，從而找出最小費用的最優(yōu)工期。費用優(yōu)化可按下述步驟進行:(1) 算出工程總直接費;(2) 算出各項工作直接費費用增加率;(3) 找出網絡計劃中的關鍵線路并求出計算工期;(4) 算出計劃工期為t 的網絡計劃的總費用;(5) 在確定了壓縮方案以后必須檢查被壓縮的工作的直接費率

18、或組合直接費率是否等于、小于或大于間接費率,如等于間接費率,則為優(yōu)化方案;如小于間接費率,則需繼續(xù)壓縮;如大于間接費率,則在此前一次的小于間接費率的方案即為優(yōu)化案。3、3 資源優(yōu)化資源優(yōu)化是通過改變工作的開始時間,使資源按時間的分布符合優(yōu)化目標。具體的方案有2 種:資源有限工期最短的優(yōu)化和工期固定資源均衡的優(yōu)化。3、3、1 時間固定、資源均衡的優(yōu)化。這里所說的資源是指為完成任務所需的勞動力、材料、機械設備和資金等的總稱。在大多數的情況下，在一定時間內所能提供的各種資源有一定限額。一項好的工程計劃安排，一定要合理的使用現有的資源，如果進度安排不恰當，就會在計劃的某些階段出現對資源需求的低谷，這種

19、高峰與低谷的存在，勢必使勞動管理復雜，管理費用增加，給施工企業(yè)帶來不必要的經濟損失。因此，就需要根據工期與資源情況進行優(yōu)化調整，在保證規(guī)定工期和資源供應之間尋求相互協調和相互適應的途徑。通常時間與資源的優(yōu)化有兩種不同的情況：一是在工期規(guī)定的情況下，力求資源消耗均衡，即規(guī)定工期的資源均衡問題；另一個是在資源供應有限制的條件下，尋求計劃的最短工期，即資源有限、工期最短的問題。3、3、2 資源強度有限，時間最短的優(yōu)化。當一項工程計劃通過資源均衡之后，如果所需要的資源很充足，就可以下達實施了，但是，當資源供應有限時，計劃在執(zhí)行過程中就可能出現資源供不應求的現象，這就需要合理安排資源。為此，可采用有限資源分配的方法，即備用庫法來處理。備用庫法分配有限資源的基本原理是：設可供分配的資源儲存在備用庫里，任務開始后，從庫中取出資