建筑施工组织与管理课件第四章

第四章网络计划优化基础第四章网络计划优化基础一、工期优化二、工期—成本优化三、工期—资源优化第四章网络计划优化基础一、工期优化在工程实际中，经常遇到初始网络计划的计算工期超过要求工期的情况。此时，可以通过改变施工工艺、增加人工、材料和机械设备的投入等措施加快施工进度，工期优化方法可以帮助施工项目管理人员所采取的缩短工期的措施更有针对性、更有效率。目前，人们最常用的工期优化方法是选择法。第四章网络计划优化基础选择法的主要优化步骤为：确定初始网络计划的关键线路、关键工作和计算工期。根据要求工期确定计算工期应压缩的工期数。确定各关键工作可以压缩的工作持续时间。压缩后的工作持续时间不能小于工作的最短持续时间，同时，应保证持续时间压缩后的工作仍为关键工作。选择适宜的关键工作对其工作持续时间进行压缩。所谓适宜的关键工作是指工作持续时间压缩后对质量影响不大、费用增加最少同时又有充足备用资源的关键工作。可以根据各项工作持续时间压缩后对质量影响程度、费用增加程度和资源充足程度进行综合考虑，并以优先系数的形式对此加以量化，优先系数小的工作可以优先压缩。按上述步骤进行工期压缩后，若计算工期还不能满足要求工期，可重复进行压缩直至达到要求工期。如果反复压缩后依然不能满足要求工期，则须对原组织方案进行调整或审定要求工期的合理性。第四章网络计划优化基础一、工期优化—示例531246G（5）6（4）8（6）H（10）D（3）6（4）B（8）2（1）531246G（5）6（4）8（6）H（10）D（3）6（4）B（8）2（1）优化方案压缩对象压缩对象优先系数aH10bD、E7cA、B10dA、E6eB、D11优化方案比选经过前面的优化，工作A与工作E已没有可继续压缩的空间。由表可知，只能在方案a与方案e两者之间进行选择，显然，根据优先系数的比较应选择方案a，即以工作H作为进一步优化的对象。工作H的压缩天数为关键线路未变，计算工期为TC3=15天，满足要求工期，至此优化结束。268T第四章网络计划优化基础二、工期—成本优化工期—成本优化的两类问题从多个施工方案中在要求工期内选取成本最低的方案在成本最少的条件下确定方案的最优工期第四章网络计划优化基础成本(C)0CPT00工期(T)总成本曲线直接费曲线间接费曲线工期—成本关系曲线：从曲线中可知，在总成本曲线上一定有一点P能够使工期与总成本达到最优，P点所对应的工期—成本方案就是最优方案。工作持续时间与直接费用关系曲线：直接费用DN时间CCCNDCAB任何一个工作的持续时间都不可能随着该工作直接费用支出的增加而无限度地缩短，总有一点使直接费用的支出达到一定程度时工作持续时间不能再缩短，此时所对应的时间称为该工作的最短持续时间，工作最短持续时间用DC表示，相应的直接费用为CC；直接费用最低时的工作持续时间称为正常工作时间，正常工作时间用DN表示，相应的直接费用为CN。第四章网络计划优化基础二、工期—成本优化工期—成本优化的基本思路:找出能使计划工期缩短的关键线路，被压缩持续时间的关键工作应当满足因工期缩短而引起的间接费用减少额超过直接费用的增加额，由于压缩工期时总成本增加额等于直接费用增加额减去间接费用的减少额，因此，为保证工期缩短不引起总成本的增加，亦即使总成本增加额小于等于零，只有压缩那些直接费率小于间接费率的关键工作。如果同时有多条关键线路，需要多条关键线路同时缩短相同时间，才能保证总工期压缩同样时间。此时，必须找出能同时缩短各条关键线路相同时间长度的各工作组合中直接费率之和最小的工作组合。第四章网络计划优化基础二、工期—成本优化在双代号网络计划中i-j工作单位时间内直接费用的增加值（或减少值）即直接费率可以表示为：其中：—工作i-j的直接费率；—将工作i-j持续时间缩短为最短持续时间后，完成该工作所需直接费用—在正常条件下完成工作i-j所需的直接费用；—工作i-j的正常持续时间；—工作i-j的最短持续时间。jijijijijiDCDNCNCCCjiCjiCCjiCNjiDNjiDC第四章网络计划优化基础三、工期—资源优化工期—资源优化的主要目的：就是研究在资源使用均衡性要求与工期要求互为约束条件的情况下，如何使对方尽可能达到最优，从而使二者能够得到兼顾。工期—资源优化主要解决两个方面的问题，一是如何在资源供应有限的条件下，使工期尽可能缩短；二是如何在工期不变的条件下，使资源的使用尽可能均衡。第四章网络计划优化基础三、工期—资源优化工期—资源优化的主要目的：就是研究在资源使用均衡性要求与工期要求互为约束条件的情况下，如何使对方尽可能达到最优，从而使二者能够得到兼顾。工期—资源优化主要解决两个方面的问题，一是如何在资源供应有限的条件下，使工期尽可能缩短；二是如何在工期不变的条件下，使资源的使用尽可能均衡。第四章网络计划优化基础三、工期—资源优化（一）资源有限，工期最短的优化tR步骤：1．按照最早时间参数绘制时间坐标网络图，从左至右逐日计算资源每日需用量，并绘制资源动态曲线。2．比较资源每日需用量与资源限量，若≤，则不必进行调整；若＞，则说明当日资源用量超出资源限量，必须对网络计划进行调整。3．对＞的时间段进行分析，在满足工作间逻辑关系的前提下，考虑将此时间段内平行进行的工作调整为按先后顺序进行，即将某项工作移至另一项工作之后进行，从而达到降低该时间段内资源高峰值，满足≤要求的目的。显然，工作关系由平行施工改为顺序施工，这必将导致工期的延长。tRRtRRRtRtRRtRR第四章网络计划优化基础三、工期—资源优化（一）资源有限，工期最短的优化tR步骤：4．在多个可能的调整方案中按照使工期延长值最小的方案进行计划调整。如图3-32所示，工作A与工作B具有搭接关系，因在此关系下存在＞，故考虑将工作B移至工作A之后，则工期的延长值可按下式计算：将＞时间段内的工作两两进行排列，找出可能的各种调整方案，逐一计算其工期延长值，找出其中工期延长值最小的，按照其相应的方案进行工作关系调整，直到本时间段内满足≤为止。tRRtRRtRRabbabbabbaabLSEFDLFEFLFDEF)(abESbLSbLFbEFbBESaLSaEFaLFaABDaDbTabB移至A后图3-32工期延长值的计算第四章网络计划优化基础三、工期—资源优化（一）资源有限，工期最短的优化步骤：5．按照上述方法针对下一个＞的时间段进行调整，如此循环，直到所有时间段都满足≤为止。6．绘制优化后的网络计划图。RtRRtR第四章网络计划优化基础三、工期—资源优化（二）工期固定，资源均衡的优化工期固定，资源均衡的优化可按以下步骤进行：1．计算时间参数，找出关键线路、关键工作和非关键工作。按照最早时间参数绘制时间坐标网络图，从左至右逐日计算资源每日需用量，并绘制资源动态曲线。2．由右至左，按照非关键工作最早开始时间由迟到早的顺序，对非关键工作进行调整，同一完成节点的工作先调整开始时间较迟的工作。调整优化可以采用方差值最小原理进行。第四章网络计划优化基础三、工期—资源优化（二）工期固定，资源均衡的优化设在[0，T]的工期范围内，资源平均需要量为Rm，某时的资源需要量为Rt，则方差E越小资源越均衡，方差E可以表示为：TtmtRRTE12)(1])(...)()[(122221mtmmRRRRRRT)2(11212TttmmTttRRTRRTTttTmRTTRRRR1211...其中：则有：)2(12212mmTttTRTRRTE2121mTttRRT第四章网络计划优化基础三、工期—资源优化（二）工期固定，资源均衡的优化显然，由于T和Rm是常数，若使方差E最小，只能想办法使最小。由于总工期是固定的，所以只能在自由时差范围内调整某些非关键工作的开始时间，通过后移某些非关键工作的开始时间，使某些时间段内偏高或偏低的资源用量获得调整，从而使整个网络计划的资源使用趋向均衡。TttR12第四章网络计划优化基础三、工期—资源优化（二）工期固定，资源均衡的优化例如：非关键工作i-j在第i天开始，在第j天结束。为了满足资源均衡性的要求，考虑将该工作后移，当将其向右移一天时，那么第i天的资源用量将减少，而第j+1天的资源用量将增加，其余各天的资源用量不变。此时，方差变化值为：为了通过某些非关键工作的后移使整个网络计划方差最小，就必须满足≤0，即满足：≥+。因此，只要有≥+成立，就可以将i-j工作继续后移一天，直至不再有≥+成立，或将i-j工作自由时差全部用完为止。jirjir])[(1])[(1122122jjiiRrRTRrRTEjiji)(21jijirRRTrijEiR1jRjiriR1jRjiriR1jRjir第四章网络计划优化基础三、工期—资源优化（二）工期固定，资源均衡的优化3．如果＞0，只能说明在自由时差范围内i-j工作不能再向后移一天，并不意味着i-j工作不能后移K天，这需要进一步判断。是否可以后移K天的判别式为：+…+≤0即：≥其中：m=0，1，2，…，k-1；n=0，1，2，…k，如果判别式成立，则i-j工作可以一次向后移K天。如此反复进行判断、调整，直到将i-j工作自由时差全部用完为止。E21EEkE10kmmiR)(1jirRkmnnj第四章网络计划优化基础三、工期—资源优化（二）工期固定，资源均衡的优化4．按上述方法从右至左，将所有非关键工作都进行过一次判断、调整后，需要从右至左再次进行判断，分析是否可以做第二次调整，直到不能再次继续调整下去为止，以保证通过多次调整最终使方差达到最小。