施工组织优化

1、谈造价与施工工期的辩证关系引言工期短、造价低、质量好是人们对建设项目工程施工提出的三大基本要求。但是正像质量与成本互相关联、互相制约一样，工期与造价也是互相关联、互相 制约的。在生产率一定的条件下，要缩短工期，就必须集中更多的人力、物力于 某项工程上。这样势必扩大现场、仓库、临时房屋和附属企业规模和数量，增加 施工供水、供电等设施的能力，其结果是引起工程造价的增加。因此，研究建设 项目的造价及工期优化问题具有现实的意义。1工期与经济效益的关系按目前我国生产性基本建设规模估计，如果在建生产性项目的建设工期缩短 一年，则国民经济可增加收益 50亿元，同时还可消化吸收更多的劳动力就业。 非生产性项目

2、建设工期的缩短，同样能给国民经济带来直接和间接的经济效益。 对于某些具有紧迫性、时效性的工程项目（如重要的交通枢纽工程、环境治理工 程等）来说，缩短建设工期、赢得建设时间往往成为建设单位头等关心的问题， 不仅能提高项目本身的经济效益，还有利于提高项目的社会效益。太钢耐火材料 公司镁钙砖隧道窑烟尘治理工程， 就是一项紧迫的环境治理工程，由于施工进度 快，交付使用后取得了良好的经济效益和社会效益。2工期与自然损耗和无形损耗的关系设备和建筑物不论是否使用，都会因风吹、日晒、雨淋等原因产生自然损耗。 例如一些大型设备或精密仪表会因工期拖长、不能及时安装就位导致性能的降 低，一些钢铁部件也会因工期拖长发

3、生锈蚀影响其性能，这些都会影响建筑安装工程造价的变动和投产后的使用效果。此外，设备的无形损耗问题也越来越突出。 在设计和制造时原本是先进的设 备，由于施工工期毫无价值的延长，在交付使用时却变成落后的设备； 在项目筹 建时计划生产的是短线产品和新产品， 由于建设工期的延长，项目投产后产品却 沦为落后或滞销产品。所以，缩短建设工期可使先进的工艺设备提前进入生产， 有利于发挥新产品的优势，创造良好的经济效益。3工期与固定成本的关系缩短施工工期可以降低施工企业经常性的实际支出，从而降低建筑安装工程 费用。例如职工的基本工资、按时间提成的固定资产折旧、与施工工期有关的间 接费等，都会因工期的缩短而大幅度

4、降低。 据估计，我国在建项目施工工期如能 平均缩短一年，则施工企业经常性支出就可以减少 50亿元。但是，工期也并非越短越好，它应在满足计划或合同规定的前提下， 以最大 限度地降低工程费用为标准。工程建设总费用由直接费用和间接费用两部分构 成，直接费一般在合理组织和正常施工条件下费用最低，如在此基础上加快施工进度则直接费会上升。间接费则与直接费相反，一般是随着工期的缩短而减少。 建设周期的长短对建设费用有很大影响， 在安排施工工期时，要正确处理工期与 工程造价的辩证关系，力求均衡和有节奏地施工，以实现建设工期和工程造价的 优化组合，提高投资的综合经济效益。4工期与投资成本的关系随着经济体制的改革

5、，我国的投资格局发生了许多变化，投资来源由预算内 资金为主向预算外为主发展，投资方式由过去的拨款方式改为贷款、自筹、集资等新的投资方式，国家预算内的基本建设投资比重逐年下降，自筹资金与银行贷款在投资总额中所占的比重逐年增多。根据资料统计，2000年银行贷款在投资额中所占的比重比1979年增长了近 40倍，工程造价中的利息支付量相应地大幅度增加。因此，缩短工程施工工期， 不仅有利于提前还清贷款，还可以减少工程贷款的利息支出，降低工程项目的投 资成本。此外，因价格双轨制的存在，工程工期的延长常造成工程材料价格的波 动，进而给工程造价带来极大的副作用。5工期与在建规模的关系在建投资规模是指一定年份内

6、在建项目全部建成使用实际需要的总投资。确定在建投资规模的合理控制额度，需要在已知的合理年度投资规模的基础上进 行，可用下式表示：适度在建投资规模 =适度年度投资规模X合理建设周期（1） 合理建设周期又可由下式求出：T=1 / 刀 ni=1Pi/ti （2）Pi=Ki / 刀 ni=1Ki（3）式中：T建设周期；n在建项目按工期分组的组数；Ki 各组项目全部建成所需总投资；ti各组项目的建设工期；Pi各项目投资额占全部在建项目总投资的比重，它反映在建项目总投资的工期结构。从式（2）、式（3）可以看出，建设周期主要由在建项目总投资的工期结构 P及在建项目的工期长短t两个因素决定。在建项目的工期t愈

7、短，建设周期P 也就愈短；在建项目总投资中，短工期项目投资比重愈大，建设周期也就愈短。我国的能源、交通、建材等基础工业薄弱，需要多上一些工期较长的项目。 但另一方面，我国老企业的更新改造任务繁重，又要求多搞中小型、工期短的项 目。总的来看，企业更新改造投资的比重呈逐年上升的趋势。因此，我国今后的 合理建设周期也应当呈现缩短趋势第一部分：网络计划的优化网络计划的优化目标应按计划任务的需要和条件选定，包括工期目标、 费用目标和资源目标。 根据优化目标的不同，网络计划的优化可分为工期优化、费用优化和资源优化三种。一、工期优化所谓工期优化，是指网络计划的计算工期不满足要求工期时，通过压缩关键工作的持续

8、时间以满足要求工期目标的过程。一）工期优化方法网络计划工期优化的基本方法是在不改变网络计划中各项工作之间逻辑关系的前提下，通过压缩（关键工作的持续时间来达到优化目标。在工期优化过程中，按照经济合理的原则，不能将关键 工作压缩成非关键工作。此外，当工期优化过程中岀现多条关键线路时，必须将各条关键线路的总持续时间压缩相同数值；否则，不能有效地缩短工期。网络计划的工期优化可按下列步骤进行：（1）确定初始网络计划的计算工期和关键线路。（2）按要求工期计算应缩短的时间厶T：(3 44)T=Tc-Tr式中Tc网络计划的计算工期；Tr 要求工期。(3) 选择应缩短持续时间的关键工作。选择压缩对象时宜在关键工

9、作中考虑下列因素： 缩短持续时间对质量和安全影响不大的工作； 有充足备用资源的工作； 缩短持续时间所需增加的费用最少的工作。(4) 将所选定的关键工作的持续时间压缩至最短，并重新确定计算工期和关键线路。若被压缩的 工作变成非关键工作，则应延长其持续时间，使之仍为关键工作。(5) 当计算工期仍超过要求工期时，则重复上述(2)(4)，直至计算工期满足要求工期或计算工期已不能再缩短为止。(6) 当所有关键工作的持续时间都已达到其能缩短的极限而寻求不到继续缩短工期的方案，但网 络计划的计算工期仍不能满足要求工期时， 应对网络计划的原技术方案、 组织方案进行调整， 或 对要求工期重新审定。注意: 一般情

10、况下 ,双代号网络计划图中箭线下方括号外数字为工作的正常持续时间，括号内数字为最短持续时间； 箭线上方括号内数字为优选系数， 该系数综合考虑质量、 安全和费用增加情况 而确定。 选择关键工作压缩其持续时间时， 应选择优选系数最小的关键工作。 若需要同时压缩多 个关键工作的持续时间时，则它们的优选系数之和 (组合优选系数 )最小者应优先作为压缩对象。二、费用优化 费用优化又称工期成本优化， 是指寻求工程总成本最低时的工期安排， 或按要求工期寻求最低成 本的计划安排的过程。(一)费用和时间的关系 在建设工程施工过程中， 完成一项工作通常可以采用多种施工方法和组织方法，而不同的施工方法和组织方法，

11、又会有不同的持续时间和费用。 由于一项建设工程往往包含许多工作， 所以在安 排建设工程进度计划时， 就会出现许多方案。 进度方案不同， 所对应的总工期和总费用也就不同。 为了能从多种方案中找出总成本最低的方案，必须首先分析费用和时间之间的关系。 1工程费用与工期的关系 工程总费用由直接费和间接费组成。 直接费由直接工程费和措施费组成。 施工方案不同， 直接费 也就不同；如果施工方案一定，工期不同，直接费也不同。直接费会随着工期的缩短而增加。间 接费包括规费和企业管理费， 它一般会随着工期的缩短而减少。 在考虑工程总费用时， 还应考虑 工期变化带来的其他损益，包括效益增量和资金的时间价值等。工程

12、费用与工期的关系如图3 39所示。（费用）3T9费用一工期曲线7Y-最短工期! 丁。一最优工期;2工作直接费与持续时间的关系工作的直接费与持续时间之间的关系类似于工程直接费与工期之间的关系，工作的直接费随着持续时间的缩短而增加， 如上图所示。为简化计算，工作的直接费与持续时间之间的关系被近似地 认为是一条直线关系。工作的持续时间每缩短单位时间而增加的直接费称为直接费用率。工作的直接费用率越大，说明将该工作的持续时间缩短一个时间单位，所需增加的直接费就越多；反之，将该工作的持续时间缩短一个时间单位， 所需增加的直接费就越少。因此，在压缩关键工作的持续时间以达到缩短工期的目的时，应将直接费用率最小

13、的关键工作作为压缩对象。当有多条关键线路出现而需要同时压缩多个关键工作的持续时间时，应将它们的直接费用率之和 （组合直接费用率）最小者作为压缩对象。三、资源优化资源是指为完成一项计划任务所需投入的人力、材料、机械设备和资金等。完成一项工程任务所需要的资源量基本上是不变的，不可能通过资源优化将其减少。资源优化的目的是通过改变工作的开始时间和完成时间，使资源按照时间的分布符合优化目标。在通常情况下，网络计划的资源优化分为两种，即“资源有限，工期最短”的优化和“工期固定，资源均衡”的优化。 前者是通过调整计划安排，在满足资源限制条件下， 使工期延长最少的过程；而后者是通过调整计划安排，在工期保持不变

14、的条件下，使资源需用量尽可能均衡的过程。这里所讲的资源优化，其前提条件是： 在优化过程中，不改变网络计划中各项工作之间的逻辑关系； 在优化过程中，不改变网络计划中各项工作的持续时间； 网络计划中各项工作的资源强度（单位时间所需资源数量）为常数，而且是合理的； 除规定可中断的工作外，一般不允许中断工作，应保持其连续性。工程项目的进度目标是工程项目管理中与质量控制、投资控制并列的三大目标之一，而进度控制的依据是建设工期，从经济性的角度来说，进度控制对提高工程项目的经济效益有极大的影响。1网络计划的制定及其经济效果分析1 .1总网络进度计划的编制及分解工程项目的建设工期是根据工期定额和业主要求的合同

15、工期所确定的，工程项目的总网络进度计划则是根据建设工期和工程项目的实施方案而编制的。对于进度 计划中每一项工作而言均有一个正常完成时间Da和满足其技术、质量及环境等限制条件下的最短完成时间Dd至于项目的经济性方面，可以将完成每项工作的总费用分解为直接费和间接费。在直接费的计算中， 由于赶工需要增加成本因而直接费的计算随工作完成时间的不同又可分为正常条件下的直接费Ca和最短条件下的直接费Cb,其表示方法如图1所示。G（ Q）（1；2）DA Db）图1工作时间一费用区间1 .2影响进度经济效果的因素分析欲通过工程建设的进度控制， 使工程项目获取最佳的经济效益， 首先可以对工程项目的进度进行工 期一

16、成本优化，寻求一个工程总成本最低的进度计划指导项目的实施。在优化过程中影响工程总成本的因 素包括：1）工程直接费和间接费是构成总成本曲线的主体，因而进行工期成本优化时必须充分考虑它们的影响。2）对于工程本身的效益而言， 还应考虑到由于缩短工期而使工程提前投产所带来的经济效益，以及延误工期而使工程推迟投产所带来的经济损失值。其成本斜率可表示为:K1元/天。3）因缩短工期而使施工单位采取赶工措施，增加人员和机械导致工程成本增大， 根据合同应给予施工单位的工期提前奖励；同样还应考虑由于拖延了工期，对施工单位的罚款额，其成本斜率可用K2元/天表示。4）对总工期较长的工程而言还应考虑到物价上涨因素和贷款

17、利息等对工程总投资的影响。设P为总投资i为利息，n为提前（滞后）的期数其计算值为P（1 + i）n ，再将其折算成本斜率为 K3元/天。从经济角度考虑，工程的进度目标，不仅应考虑工程的合同价，还应考虑工程投资的贷款利息、工期 奖罚损益和工程投产提前、滞后的损益等诸多因素后进行确定。即根据工程的直接费和间接费，同时考虑 k1、k2 , k3的综合影响后，确定工程的总成本（费用）曲线以该曲线的最低点所对应的工期为最优工期。工程总费用曲线如图2所示。其中直接费曲线为 Cd，间接费曲线为Cid，直接费+间接费曲线为Cd + Cid， 业主的费用曲线为 Cc1，总费用曲线为Covo正常工期为Ta，最短工

18、期为Tb，合同工期为Tct，仅考虑直 接费与间接费之和最小值的最优工期为TO,总费用曲线Cov最低点所对应的工期，即 Tov点为工程进度控制的最佳目标工期。2网络计划的工期一成本优化工期一成本优化是指在综合考虑诸多影响因素的前提下，找岀工程总成本最低时所对应的工期作为工程项目进度控制的最优目标工期。2.1工程直接费用曲线斜率的类型及其确定方法在工程中每一项工作持续时间的长短是根据所采用的施工方法和工人的生产效率等因素决定的任何一项工作（或工序）的作业时间的长短和其所消耗的费用都存在一定的关系。通常工作时间越短，即工作速度越快，所消耗的费用也越大，反之，费用越小。根据工作时间一直接费用关系曲线设

19、A点和B点间的线段表示工作合理的作业时间，Da点为正常工作时间，所作时间越短，即工作速度越快，所消耗的费用也越大，反之，费用越小。根据工作时间一直接费用关系曲线设A点和B点间的线段表示工作合理的作业时间，Da点为正常工作时间，所对应的直接费用 Ca最低，Db为最短工作时间，此点所对应的直接费 Cb最高。对于不同工作其成本斜率不一样，即使是同一项工作，由于施工方法不同，其成本斜率也有差异，成本斜率K的类型如图3所示。° A, AQ 巩 D*0D- rt班假样城曲成木肌疇宀譎猊曲违威*:H举理軀堆型域*劇率图3的(MMil挾料用灵尿用1) 对多数工序而言其作业时间是连续分布的其费用变化一

20、般为曲线但由于曲线的曲率较小，为简化计算，可近似取成本斜率为直线如图3中的图a，其值为K=(Cb-Ca) / (Da-Db )。2) 对于连续型工序中的曲线曲率较大的工序来说其工序难以近似取作直线为简化计算可将其分段取作直线，即折线来表示，也可以用高次曲线的函数来近似描述再将高次曲线在Do点按泰勒公式展开取 f(D)=(Do) + ( D - Do) f ' (Do)的近似直线方法来取代曲线，但须注意由于曲线是在Do点展开成的近似直线因而进行优化时的时间压缩幅度不能太大，只宜取作1天，再作多次重复计算如图 3中的图bo3) 对于受不同施工方案影响的工序其时间分布可能是折线型的每种方法都

21、有它的固定作业时间，即只有几个确定的时间可以作为合理作业时间被采用，其成本斜率可近似取作折线来计算。如图3中的图co2 .2工程项目工期一成本的优化方法在工程的工期与费用关系中，费用主要由直接费和间接费组成， 一般说来，缩短工期会使直接费增 加，同时也会使间接费减少，设 Ci为工序直接费用，Ti为工期数，E为工程的间接费率，n为工序数， 则工程总成本为：O j注4 T电工期一成本优化主要解决两种类型的问题，首先取合同工期为参考点，一是实际施工中工期没有被打破，要使工期提前所产生的总成本分析；二是实际工期已经拖后，要将拖后的工期赶回，采取赶工措施所需进行的总成本分析。1)实际合同工期没有被打破在合同期范围内要使工期缩短所产生的综合效益分析其计算方法为：(1) 先按各工序的正常作业时间绘制初始网络图，求岀正常工期仃a)并令其等于计划工期 Tp，找岀关键线路并算岀初始总成本：Q十G + 丁屯(2) 用每一工序的最短作业时间替代正常作业时间计算岀网络计划的最短工期Tb。(3) 将计划工期Tp与最短工期Tb相比较看是否需压缩工期，若Tp > Tb，则需要压缩，压缩时间为< = Tp-