建筑施工组织与管理课件第四章bwwj.pptx

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1、第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础一、工期优化一、工期优化二、工期二、工期成本优化成本优化三、工期三、工期资源优化资源优化第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础一、工期优化一、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。第四章第四章 网络计划优化基础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

2、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

3、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。第三次优化第三次优化第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础一、工期优化一、工期优化示例示例第一次优化第一次优化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。第二次优化第二次优化第四章第四章 网络计划优化

4、基础网络计划优化基础二、工期二、工期成本优化成本优化工期工期成本优化成本优化 的两类问题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在成本最少的条件下确定方案的最优工期 第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础工期工期成本关系曲线：成本关系曲线：从曲线中可知，在总成本曲线从曲线中可知，在总成本曲线上一定有一点上一定有一点P能够使工期与总成本能够使工期与总成本达到最优，达到最优，P点所对应的工期点所对应的工期成本成本方案就是最优方案。方案就是最优方案。工作持续时间与直接费用工作持续时间与直接费用

5、关系曲线关系曲线：任何一个工作的持续时间都不可能随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，工作最短持续时作的最短持续时间，工作最短持续时间用间用DC表示，相应的直接费用为表示，相应的直接费用为CC；直接费用最低时的工作持续时间称；直接费用最低时的工作持续时间称为正常工作时间，正常工作时间用为正常工作时间，正常工作时间用DN表示，相应

6、的直接费用为表示，相应的直接费用为CN。第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础二、工期二、工期成本优化成本优化工期工期成本优化成本优化 的基本思路的基本思路: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，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，亦即使因此，为保证工期缩短

7、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，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。小的工作组合。第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础二、工期二、工期成本优化成本优化在双代号

8、网络计划中在双代号网络计划中i-j i-j工作单位时间内直接费用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：的增加值（或减少值）即直接费率可以表示为：其中：其中：工作工作i-j i-j的直接费率；的直接费率；将工作将工作i-j i-j持续时间缩短为最短持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在正常条件下完成工作i-j i-j所需的所需的直接费用；直接费用；工作工作i-j i-j的正常持续时间；的正常持续时间；工作工作i-j i-j的最短持续时间。的最短持续时间。第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础

9、三、工期三、工期资源优化资源优化工期工期资源优化的主要目的：资源优化的主要目的：就是研究在资源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。者能够得到兼顾。工期工期资源优化主要解决两个方面的问题，资源优化主要解决两个方面的问题，一一是如何在资源供应有限的条件下，使工期尽可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。源的使用尽可能均衡。第四章第四章 网络计划优

10、化基础网络计划优化基础三、工期三、工期资源优化资源优化工期工期资源优化的主要目的：资源优化的主要目的：就是研究在资源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。者能够得到兼顾。工期工期资源优化主要解决两个方面的问题，资源优化主要解决两个方面的问题，一一是如何在资源供应有限的条件下，使工期尽可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。源的使用尽可能均衡。第

11、四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础三、工期三、工期资源优化资源优化（一）资源有限，工期最短的优化（一）资源有限，工期最短的优化步骤：步骤：1 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用量 ，并绘制资源动态曲线。，并绘制资源动态曲线。2 2比较资源每日需用量比较资源每日需用量 与资源限量与资源限量 ，若，若 ，则不必进行调整；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。，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 3对对 的时间段进行分析，在满

12、足工作间逻辑关系的前提下，考虑将的时间段进行分析，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。延长。第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础三、工期三、工期资源优化资源优化（一）资源有限，工期最短的优化（一）资源有限，工期

13、最短的优化步骤：步骤：4在在多多个个可可能能的的调调整整方方案案中中按按照照使使工工期期延延长长值值最最小小的的方方 案案进进行行计计划划调调整整。如如图图3-32所所示示，工工作作A与与工工作作B具具有有搭搭接接关关系系，因因在在此此关关系系下下存存在在 ，故考虑将工作故考虑将工作B移至工作移至工作A之后，则工期的延长值之后，则工期的延长值 可按下式计算：可按下式计算：将将 时时间间段段内内的的工工作作两两两两进进行行排排列列，找找出出可可能能的的各各种种调调整整方方案案，逐逐一一计计算算其其工工期期延延长长值值，找找出出其其中中工工期期延延长长值值最最小小的的 ，按按照照其其相相应应的的方

14、方案案进进行行工作关系调整，直到本时间段内满足工作关系调整，直到本时间段内满足 为止。为止。图图3-32 工期延长值的计算工期延长值的计算 第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础三、工期三、工期资源优化资源优化（一）资源有限，工期最短的优化（一）资源有限，工期最短的优化步骤：步骤：5 5按照上述方法针对下一个按照上述方法针对下一个 的时间段进行调整，如此循环，直到所的时间段进行调整，如此循环，直到所有时间段都满足有时间段都满足 为止。为止。6 6绘制优化后的网络计划图。绘制优化后的网络计划图。第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础三、工期三、工期资源优化资源优化（二）工期固定，

15、资源均衡的优化（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：工期固定，资源均衡的优化可按以下步骤进行：1 1计算时间参数，找出关键线路、关键工作和非计算时间参数，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。资源动态曲线。2 2由右至左，按照非关键工作最早开始时间由迟到由右至左，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

16、开始时间较迟的工作。调整优化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。可以采用方差值最小原理进行。第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础三、工期三、工期资源优化资源优化（二）工期固定，资源均衡的优化（二）工期固定，资源均衡的优化设在设在0，T的工期范围内，资源平均需要量为的工期范围内，资源平均需要量为 Rm，某时的资源需要，某时的资源需要量为量为 Rt ，则方差，则方差E越小资源越均衡，方差越小资源越均衡，方差E可以表示为：可以表示为：其中其中：则有：则有：第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础三、工期三、工期资源优化资源优化（二）工期固定，资源均衡

17、的优化（二）工期固定，资源均衡的优化 显然，由于显然，由于T和和Rm是常数，若使方差是常数，若使方差E最小，只能想最小，只能想办法使办法使 最小。由于总工期是固定的，所以只最小。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，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。计划的资源使用趋向均衡。第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础三、工期三、工期资源优

18、化资源优化（二）工期固定，资源均衡的优化（二）工期固定，资源均衡的优化 例如：非关键工作例如：非关键工作i-j i-j在第在第i i天开始，在第天开始，在第j j天结束。为了满足资源均衡天结束。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 i天天的资源用量的资源用量 将减少将减少 ，而第，而第j+1j+1天的资源用量将增加天的资源用量将增加 ，其余，其余各天的资源用量不变。此时，方差变化值为：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，就必为了通过某些非关键工作的后

19、移使整个网络计划方差最小，就必须满足须满足 0 0，即满足：，即满足：+。因此，只要有。因此，只要有 +成立，就可以将成立，就可以将i-j i-j工作继续后移一天，直至不再工作继续后移一天，直至不再有有 +成立，或将成立，或将i-j i-j工作自由时差全部用完为止。工作自由时差全部用完为止。第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础三、工期三、工期资源优化资源优化（二）工期固定，资源均衡的优化（二）工期固定，资源均衡的优化 3 3如果如果 0，只能说明在自由时差范围内，只能说明在自由时差范围内i-j工作不能再工作不能再向后移一天，并不意味着向后移一天，并不意味着i-j工作不能后移工作不能后

20、移K天，这需要天，这需要进一步判断。是否可以后移进一步判断。是否可以后移K天的判别式为：天的判别式为：+0 +0即：即：其中：其中：m=0m=0，1 1，2，k-1 ；n=0，1，2，k，如果如果判别式成立，则判别式成立，则i-j工作可以一次向后移工作可以一次向后移K天。如此反复天。如此反复进行判断、调整，直到将进行判断、调整，直到将i-j工作自由时差全部用完为止。工作自由时差全部用完为止。第四章第四章 网络计划优化基础网络计划优化基础三、工期三、工期资源优化资源优化（二）工期固定，资源均衡的优化（二）工期固定，资源均衡的优化4 4按上述方法从右至左，将所有非关键工作都进行过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。去为止，以保证通过多次调整最终使方差达到最小。