基于分界排序法的流水施工工期優(yōu)化研究

池 傳 樹(shù)

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院，福建 福州 350007)

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基于分界排序法的流水施工工期優(yōu)化研究

池 傳 樹(shù)

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院，福建 福州 350007)

基于分界排序法的基本思路，將分界排序法與潘特考夫斯基法相結(jié)合，對(duì)流水施工的施工段排序進(jìn)行優(yōu)化后計(jì)算其總工期，通過(guò)工程實(shí)例分析結(jié)果表明，該算法能高效快速的對(duì)流水施工的施工段順序進(jìn)行優(yōu)化，求出其優(yōu)化后的工期，非常適合工程技術(shù)人員應(yīng)用。

分界排序法，潘特考夫斯基法，流水施工，工期優(yōu)化

0 引言

流水施工是一誕生較早，在建筑業(yè)中廣泛使用且行之有效的科學(xué)組織施工的計(jì)劃方法。其實(shí)質(zhì)就是連續(xù)作業(yè)，組織均衡施工，起到提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)成本，縮短工期的作用。在實(shí)際工程施工過(guò)程中，由于施工段的劃分和各專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)隊(duì)效率的差異，導(dǎo)致各個(gè)施工隊(duì)在不同施工段的工作持續(xù)時(shí)間不同，各施工過(guò)程彼此的流水步距也不盡相等，因此，在滿(mǎn)足流水施工工藝要求下，為使各施工過(guò)程在時(shí)間上最大限度地搭接起來(lái)，并使每個(gè)專(zhuān)業(yè)隊(duì)都能連續(xù)作業(yè)，常常組織無(wú)節(jié)奏流水施工，其工期計(jì)算采用潘特考夫斯基法求解。

然而，在實(shí)際施工中，工序關(guān)系是不變的，而不同施工段之間的先后順序是可以改變的。目前工程排序優(yōu)化的方法主要有：窮舉法、圖解法和約翰遜—貝爾曼法則(JB法則)。約翰遜—貝爾曼法則可以解決兩道工序的施工順序排序問(wèn)題，對(duì)于有三道工序(或以上)的工程，翰遜—貝爾曼法則有時(shí)雖能解決問(wèn)題，但求解過(guò)程比較復(fù)雜繁瑣。為此，工程施工過(guò)程中，如遇三道工序以上的，技術(shù)人員在安排各個(gè)施工段順序時(shí)常常根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)去判斷，使得流水作業(yè)工期沒(méi)能得到優(yōu)化，造成工期的延誤。

為方便施工技術(shù)人員在組織流水施工中能快速有效地尋求施工段最優(yōu)排列順序，使得流水施工工期得到優(yōu)化，本文介紹一種簡(jiǎn)單而又實(shí)用的方法：分界排序法。通過(guò)分界排序法與潘特考夫斯基法的結(jié)合，優(yōu)化流水施工的工期。

1 分界排序法的基本思路

一個(gè)工程有N個(gè)施工段，M個(gè)工序，已知每個(gè)工序的作業(yè)持續(xù)時(shí)間，建立工序排列矩陣A。

組織流水施工時(shí)，確定第i個(gè)施工段的第k道工序的作業(yè)時(shí)間tki，得出各施工段的作業(yè)時(shí)間矩陣T。

接著，從剩余的施工段中選出第一道工序時(shí)間不大于最后一道工序時(shí)間的施工段(即t1i≤tmi，其中i=1,2,…,n，i≠j)，將找出的施工段依次按第一道工序時(shí)間遞增順序排在施工段總時(shí)間最長(zhǎng)的施工段j前面；

最后，將剩余施工段依次按最后一道工序時(shí)間遞減順序排列，排在施工段總時(shí)間最長(zhǎng)的施工段j后面。

例：某工程具有4道工序5項(xiàng)施工任務(wù)(施工段)，其各工序的施工時(shí)間見(jiàn)表1，確定其最優(yōu)施工順序。

表1 某工程各施工段的作業(yè)參數(shù)

同理：TB=12,TC=17,TD=14,TE=12。

C施工段的各工序時(shí)間和等于17，為最大，首先選出C；

從A，B，D，E中選出第一道工序時(shí)間不大于最后一道工序，即A(2<3)，E(3<5)；將A，E施工段依次按第一道工序時(shí)間遞增順序排在施工段總時(shí)間最長(zhǎng)C施工段前，即A-E-C；

最后，將剩余施工段B，D依次按最后一道工序時(shí)間遞減順序排列，排在施工段總時(shí)間最長(zhǎng)的C施工段后面，即C-D-B；得到該工程優(yōu)化后的施工段排序：A-E-C-D-B。

2 基于分界排序法的施工流水工期優(yōu)化算法

由分界排序法的施工排序得到啟發(fā)，將分界排序法與流水施工工期計(jì)算的潘特考夫斯基法相結(jié)合，得到一種求解流水施工的優(yōu)化工期算法，其步驟為：1)列出各個(gè)施工作業(yè)隊(duì)在各施工段中各工序的作業(yè)時(shí)間，得出各施工段的時(shí)間矩陣；2)利用分界排序法的基本思路對(duì)工程各施工段進(jìn)行優(yōu)化排序；3)利用無(wú)節(jié)奏流水施工的潘特考夫斯基法求解出優(yōu)化后相鄰施工段的流水步距；4)根據(jù)流水步距，以及最后一道施工工序在各施工段持續(xù)總的作業(yè)時(shí)間，求出總工期；5)結(jié)論分析。

3 工期優(yōu)化實(shí)際算例

某工程分為五個(gè)施工段(分別為A，B，C，D，E)，每個(gè)施工段由砌圍護(hù)墻及隔墻、內(nèi)外抹灰、安鋁合金門(mén)窗、噴刷涂料4個(gè)施工隊(duì)完成，由于工程量以及施工隊(duì)施工效率的差別，各施工隊(duì)在每個(gè)施工段的作業(yè)持續(xù)時(shí)間如表2所示。

表2 某流水施工持續(xù)時(shí)間表 d

此工程如果工程技術(shù)人員直接按照默認(rèn)施工段(A-B-C-D-E)的排序，其時(shí)間矩陣T：

得到3個(gè)流水步距分別為15 d，29 d，11 d，得出該工程流水施工的總工期為105 d，其橫道圖如圖1所示。

基于分界排序法流水施工工期優(yōu)化的基本思路，得到優(yōu)化后的施工段排序?yàn)镈-A-E-B-C，得到新的時(shí)間矩陣T′:

得到優(yōu)化后的施工段順序的3個(gè)流水步距分別為12 d,24 d,9 d，得出優(yōu)化后的流水施工總工期為95 d，比優(yōu)化前縮短了10 d，其橫道圖如圖2所示。

由圖1可知，在實(shí)際工程中，如果工程技術(shù)人員僅憑自身施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)工程進(jìn)行任意排序組織流水施工，必將會(huì)導(dǎo)致流水施工的總工期延長(zhǎng)，造成人材機(jī)等資源的不必要浪費(fèi)，增加工程建設(shè)成本。由圖2可知，在施工段施工順序得到優(yōu)化后，施工總工期能縮短，從而節(jié)省建設(shè)成本。在對(duì)圖1和圖2進(jìn)行比較后，我們發(fā)現(xiàn)在組織流水施工時(shí)，通過(guò)分界排序法優(yōu)化施工段排序，能明顯縮短工程總工期，以上述工程為例，本案例施工順序優(yōu)化后，總工期縮短了10 d，這對(duì)于原總工期105 d的工程來(lái)說(shuō)，工期縮短將近10%。而筆者也嘗試使用了Gupta啟發(fā)算法對(duì)施工段順序進(jìn)行排序，經(jīng)優(yōu)化后，其總工期為96 d，縮短了9 d，比使用分界排序法優(yōu)化工期增加了1 d，這也進(jìn)一步說(shuō)明分界排序法在工程施工段排序中有其優(yōu)勢(shì)，能有效解決實(shí)際工程施工段排序問(wèn)題，且效果明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上優(yōu)化過(guò)程及結(jié)果可以看出，采用分界排序法和潘特考夫斯基相結(jié)合對(duì)流水施工的施工段順序進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，能明顯縮短流水施工的總工期，減少勞動(dòng)力、材料以及機(jī)械的浪費(fèi)，降低工程建設(shè)成本，更為關(guān)鍵的是，分界排序法計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單快速，非常適合實(shí)際工程中工程技術(shù)人員應(yīng)用。

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Study on optimization for period of water construction based on divide sorting method

Chi Chuanshu

(FujianChuanzhengCommunicationCollege,Fuzhou350007,China)

Based on the basic idea of divide sorting method,this paper combines the divide sorting method and Paterkovsky method to optimize the construction period of the water construction section and calculate the total construction period.Through the analysis of the engineering example,it shows that the algorithm can optimize the sequence of the construction section and find the optimal construction period,which is very suitable for the engineering and technical personnel.

divide sorting method,Paterkovsky method,water construction,time optimization

1009-6825(2016)29-0082-02

2016-08-05

池傳樹(shù)(1986- )，男，助教，注冊(cè)一級(jí)市政建造師

TU722

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