水利水电工程施工组织与管理
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任务3.6 网络计划——网络图优化

不管是双代号网络计划,还是单代号网络计划,都只是一种可行方案,而这个方案可能存在一些未知的矛盾和缺点,如工期方面,可能超过了合同要求的工期;资源利用方面,可能出现供不应求的矛盾等,如何解决这些问题,就是本节要描述的内容。网络计划的优化,即运用优化原理,对原始网络计划进行调整、完善,以满足各方面的要求。

网络计划优化是指根据一定的约束条件,按照给定的目标对网络计划进行调整、改进,直到满足目标要求的过程。根据目标要求,网络计划优化分为工期优化、费用优化和资源优化。

3.6.1 工期优化(时间优化)

3.6.1.1 概念

工期优化是指以合同规定的工期为基准,以缩短工期为目标,压缩计算工期,达到在一定约束条件使工期最短的过程。

通过网络计划各项工作时间参数计算,可以得到计算工期TcTc是否符合要求,要参照具体的约束条件,具体有以下三种情况:

(1)计算工期等于要求工期。这种情况下,无需对网络计划进行调整,只要按部就班地实施施工进度计划的每一步,即可满足要求。

(2)计算工期小于要求工期。这种情况说明完成该项任务的时间比较宽裕,可以适当延长某些工作的持续时间,降低工作强度,达到资源上的平衡,节约费用。

(3)计算工期大于要求工期。这种情况说明工期不符合要求,必须通过各种途径调整网络计划,使之满足工期要求。一般是通过压缩关键线路上关键工作的持续时间或调整工作关系,以满足工期要求。

3.6.1.2 要求

(1)压缩关键工作持续时间,不应以牺牲工程质量和安全为代价。

(2)由于压缩工作的时间而导致费用增加要最小。

3.6.1.3 措施

(1)采取施工组织措施。如把按顺序实施的工作调整为流水作业,或利用非关键工作的自由机动时间,改变其开工的时间,或延长其施工的时间,将资源应用到关键工作上等。

(2)增加资源。可以加大人力、物力的投入,以缩短关键工作的持续时间。

3.6.2 费用优化

3.6.2.1 概念

费用优化又称为工期成本优化,指的是在总工期既定的情况下,寻求总费用最低,或者是总费用最小时对应的总工期。

3.6.2.2 工期与费用的关系

按照工程造价费用组成数学模型,总费用通常由直接费、间接费、利润、税金组成,其中直接费、间接费与费用优化关系密切。

直接费包括人工费、材料费、机械费、措施费等费用,不同的施工方案、不同的工期,其直接费也不尽相同,一般来说,直接费与时间成反比关系,即时间越短,费用越高;时间越长,费用越低,如图3.24所示。

间接费包括规费、企业管理费,其中企业管理费一般与时间成正比关系,即工期越长,费用越高;工期越短,费用越低,如图3.24所示。

将直接费与间接费叠加,就得到了总费用曲线,考虑到直接费和间接费与时间的关系,那么在这条曲线上,必然存在一个总费用最低点,而这个最低点就是该工程总费用最低的最佳工期。当然,也可以通过曲线来确定不同工期时的总费用。

工期是由关键线路上的关键工作的历时叠加而成,一项工作的直接费随着持续时间的长短而变化,如果为了满足工期要求,压缩关键工作的历时,就需要增加人力、物力、财力,其直接费不断增加,而当工期压缩到一定的程度,无论再怎么增加各种资源的投入量,都无法缩短工期,此时所对应的工期称为强化工期,所对应的费用称为极限费用;反之,当延长工期,降低直接费至某一极限时,再延长工期,也不会降低直接费,此时所对应的工期为正常工期,对应的费用是正常费用,将两个极限点相连,就得到了费用曲线的假象状态,而实际应为曲线关系,如图3.25所示。为了简化计算,用直线代替曲线,其斜率——费用率,公式如下

很明显,费用率越大,意味着每缩短一天,费用投入越大;费用率越小,费用投入越小。

图3.24 直接费、间接费与时间的关系图

图3.25 费用曲线

3.6.2.3 措施

选择关键线路上直接费用率最低的工作,缩短其作用时间。

3.6.3 资源优化

3.6.3.1 概念

资源是指完成工程施工任务所必须消耗的人工、材料、机械和资金的统称。前面讲述的编制各种计划都隐含了一个条件,就是资源是充足的,计划的实施不会受到资源的影响,而现实中资源是影响工期的一个非常重要的因素,所以需要根据资源的供应情况来对网络计划进行调整,在资源和工期之间找到平衡,达到两者最优的状态。

资源优化包含两种情况:第一在既定工期的条件下,寻找资源消耗的均衡,尽量不出现“高峰”和“低谷”;第二在资源有限制的情况下,寻求最短工期。

3.6.3.2 措施

利用工作的时差,推迟某些工作的开工时间,或延长某些工作的历时,降低其资源消耗强度,如果条件允许,在资源供应紧张时,可暂停某些工作。