土木工程施工技术：04施工组织优化

1、Department of Civil Engineering所谓优化，就是针对网络计划的最初方案，利用时差在满足既定条件的情况下，按某一衡量指标来寻求最优方案。4 45 5 网络计划优化网络计划优化工期优化工期优化资源优化资源优化费用优化费用优化资源有限工期最短资源有限工期最短工期固定资源均衡工期固定资源均衡“向关键线路要时间，向非关键线路要节约” 。 华罗庚华罗庚优化优化Department of Civil Engineering4 45 5 网络计划优化网络计划优化1. 1. 工期优化工期优化 （时间优化）（时间优化）调整或修改原始进度计划，以期缩短工期的过程。n 工期优化的手段直接压

2、缩关键工作的持续时间调整网络计划逻辑关系n 注意事项 缩短关键工作的持续时间不能影响质量与安全； 资源充足、施工费用增加量最少； 不能把关键工作压缩成非关键工作。Department of Civil Engineering0315333348 4834331550例：某工程网络图如下，要求工期40天，工期可压缩程度依次为G、B、C、H、E、D、A、F，试对计划进行优化。Department of Civil Engineering解：1. 首先压缩工作G的工作延续时间其中： T某关键工作的可压缩时间； tb、ta 为本工作的正常工作时间和最短工作时间； TF 与该关键工作平行的其它非关键线路

3、上工作的总时差。TFttTab ,minDepartment of Civil Engineering0315333348 4834331550计算本工作的正常工作时间和最短工作时间之差和相关工作的TFTF=114(12)4747TF=033Department of Civil EngineeringG、H均为关键工作，同时进行压缩的天数为：其中： T关键工作的可压缩时间； tb、ta 工作G、H的正常工作时间和最短工作时间； HaHbGaGbttttT ,minDepartment of Civil Engineering0315333348 4834331550计算工作G、H的正常工作时

4、间和最短工作时间之差的最小值，14(12)4747332T12(12)12(10)4545Department of Civil Engineering0315333348 4834331550G、H不可压缩，按照顺序压缩E，14(12)474733322 , 3 ,1518minT12(12)12(10)4545TF=3TF=2215(15)303042423030TF=0TF=19E、F已不可压缩Department of Civil Engineering0315333348 4834331550E、F不可压缩，按照顺序压缩A，14(12)47473322 , 2 ,1015minT12

5、(12)12(10)4545TF=215(15)303042423030TF=213(10)13282840402828133TF=0TF=0已满足工期要求。优化完毕！Department of Civil Engineering2. 2. 资源优化资源优化 要保持工期固定，只能调整有时差的工作（非关键工作），即把某工作左移或者右移（提前或推迟）；多次调整，直至所有工作不能移动。左移或右移能否使资源更加均衡的判据：1 1）工期不变、资源均衡）工期不变、资源均衡资源需用量均衡性描述：方差TtmtTtmtRRTRRT12212211TttmRTR11其中：Department of Civil E

6、ngineering 设k工作（单代号网络图第k个节点所代表的工作）从第i天开始，第j天完成，资源强度为rk，Ri为第i天的资源用量。k工作右移一天（推后一天开始）能使资源均衡的判据：01ijkRRr注：为了进一步判断，在自由时差允许的范围内可以重复上述过程。Department of Civil Engineering 2)2)资源有限，工期最短资源有限，工期最短适用范围：某些时段的资源用量超过供应限量：解决办法：若所缺资源为平行工作使用，则后移某些工作，但应使工期延长量最短； 若所缺资源仅为一项工作使用，延长该工作持续时间；重复调整、计算，直到资源符合要求。Department of Ci

7、vil Engineering3. 3. 工期工期- -成本优化成本优化（1 1） 工期与成本的关系工期与成本的关系 工程成本=直接费+间接费。直接费：人工费、材料费、机械使用费等。间接费：包括企业经营管理的全部费用。工期缩短，直接费增加随工期的缩短而减少Department of Civil Engineering直接费用（Prime cost）变化率的概念：C i,jN i,jN i,jC i,jP i,jDDCCC即：某工作由正常作业时间压缩到极限作业时间，单位时间所增加的直接费用。F i,jP i,jF i,jDCC在正常作业时间与极限作业时间范围内，任一天完成工作的直接费用以下式表示

8、。Department of Civil Engineering4、费用优化步骤2. 操作步骤 1）按照正常工作时间计算网络工期，确定关键线路； 2）计算网络计划在正常工期情况下的总直接费、直接费率、间接费率（常数）。 3）确定压缩的工作： 必须是关键工作；直接费增加最少（即费率最低的工作） 4）确定压缩天数：本工序可以压缩天数与平行工作时差的最小值； 5）压缩后重新计算网络； 6）在工期费用坐标上，绘制直接费曲线、间接费曲线与总费用曲线，找到最优工期。Department of Civil Engineering123456ABCDEGHIJ3(3.4)4(2)5(7)8(6)1.7(2)2

9、(1)1.5(2)2(1)4(4.4)5(3)4(5.6)6(4)3.5(4.5)6(4)1(1.7)2(1)2.5(2.9)4(2)例：间接费率0.8千元/天，其它信息如下图所示，进行工期-成本优化。正常工期(最短工期)正常工期直接费(最短工期直接费)图例：Department of Civil Engineering工序ABCDEGHIJ直接费率0.210.30.50.20.80.50.70.2123456ABCDEGHIJ3.0(3.4)4(2)5.0(7.0)8(6)1.7(2.0)2(1)1.5(2.0)2(1)4(4.4)5(3)4(5.6)6(4)3.5(4.5)6(4)1.0(

10、1.7)2(1)2.5(2.9)4(2)优化工序应选择直接费率低的关键工序。计算直接费率：Department of Civil Engineering0123456ABCDEGHIJ4(2)8(6)2(1)2(1)5(3)6(4)6(4)2(1)4(2)48131519 191513860TF=000001722方案1：压缩B (CP=1)；方案2：压缩E(CP=0.2)；方案3：压缩I+H(CP=0.7+0.5=1.2) 方案4：压缩H+J(CP=0.2+0.5=0.7)第一次压缩：选择关键工作，且费用最低的工序。首选压缩E 压缩天数=Min(5-3,7,1)=1Department of

11、 Civil Engineering8第一次压缩成果0123456ABCDEGHIJ4(2)8(6)2(1)2(1)5(3)6(4)6(4)2(1)4(2)48131519 1915138604(3)121814181412TF=6方案1：压缩B，(CP=1)方案2：压缩E+G，(CP=0.2+0.8=1)方案3：压缩H+J，(CP=0.2+0.5=0.7)方案4：压缩H+I+G，(CP=0.5+0.7+0.8=2)方案5：压缩E+J，(CP=0.2+0.2=0.4)选择第5方案压缩天数=Min(4-3,4-2,6)=1 直接费增加0.4万元第二次压缩方案TF=0Department of C

12、ivil Engineering0123456ABCDEGHIJ4(2)8(6)2(1)2(1)5(3)6(4)6(4)2(1)4(2)48131519 1915138604(3)121814181412方案1：压缩B，(CP=1)方案2：压缩H+J，(CP=0.5+0.2=0.7) 方案3：压缩H+G，(CP=0.5+0.8=1.3) (I可以不压缩吗？)选择第2方案，压缩天数=Min(6-4，3-2)=1 直接费增加0.7万元第二次压缩成果3(3)3(2)1117 1711TF=1第三次压缩方案E工程已不可压缩Department of Civil Engineering0123456AB

13、CDEGHIJ4(2)8(6)2(1)2(1)5(3)6(4)6(4)2(1)4(2)48131519 1915138604(3)121814181412方案1：压缩B，(CP=1)方案2：压缩H+G，(CP=0.5+0.8=1.3)选择第1方案，压缩天数=Min(8-6,2,2)=2 直接费增加2.0万元第三次压缩成果3(3)3(2)1117 1711第四次压缩方案2(2)5(4)16 16TF=2TF=2Department of Civil Engineering0123456ABCDEGHIJ4(2)8(6)2(1)2(1)5(3)6(4)6(4)2(1)4(2)48131519191

14、5138604(3)121814181412方案1：压缩H+G，(CP=0.5+0.8=1.3)压缩天数=Min(5-4,6-4,1)=1 直接费增加1.3 万元第四次压缩成果3(3)3(2)11171711第五次压缩方案2(2)5(4)16166(6)6914121412964TF=0TF=0Department of Civil Engineering0123456ABCDEGHIJ4(2)8(6)2(1)2(1)5(3)6(4)6(4)2(1)4(2)481315191915138604(3)121814181412第五次压缩成果3(3)3(2)111717112(2)5(4)16166

15、(6)69141214129645(4)4(4)1113 1311不可再压缩TF=0Department of Civil Engineering成本优化计算表工期直接费间接费总费用1926.215.241.41826.414.440.81726.813.640.41627.512.840.31429.511.240.71330.810.441.2直接费=正常工期直接费-优化过程中直接费增加值间接费=工期0.8Department of Civil EngineeringT13 14 16 17 18 19总费用曲线间接费用直接费用总费用合理工期Department of Civil Engi

16、neering4 46 6 网络计划的实施与计算机管理网络计划的实施与计算机管理1. 1. 实施网络图的绘制实施网络图的绘制1）时标网络图n基本规则在以时间为横坐标的表格中绘制；依据最早时间，在表格中找出各节点位置；某一工作以箭线表示，箭线长度的水平投影即是作业时间；若箭线与结束节点之间有空档，以波形线表示，即工序的自由时差；关键工作以双箭线表示；Department of Civil Engineering例：例：2(2)0123456ABCDEGHIJ4(2)8(6)2(1)2(1)5(3)6(4)6(4)2(1)48131515138604(3)121414123(3)11 115(4)16 1601020304050607080910111213141516123456Department of Civil Engineering4 46 6 网络计划的实施与计算机管理网络计划的实施与计算机管理1. 1. 实施网络图的绘制实施网络图的绘制2）网络计划横道图（甘特图 /Gantt chart) n基本规则在以时间为横坐标的表格中绘制；依据最早开始时间和最早完成时间，以横线表示出各工序的作业时间；关键工作以双箭线表示；非关键工作后，用波形线表示自由时差，以