非資源相關(guān)型時間優(yōu)化方法研究

【摘要】運用文獻資源法，在深入研究工程網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)和項目時間管理的基礎(chǔ)上，提出了時間優(yōu)化的非資源相關(guān)型方法，推廣到施工段和施工過程較多的大型項目時，考慮利用計算機進行輔助計算。研究結(jié)果表明，通過合理安排施工隊在不同施工段上的施工順序或者調(diào)整施工過程的施工順序，可以達到優(yōu)化時間的目的；將各施工過程持續(xù)時間相等的施工段A和C先安排施工，完工后再安排B施工段施工，可以使時間縮短2天。

【關(guān)鍵詞】工程網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)；項目時間管理；非資源相關(guān)型方法；時間優(yōu)化

中圖分類號：TU

文獻標識碼：A

時至今日，網(wǎng)絡(luò)計劃有關(guān)時間優(yōu)化的理論及方法絕大多數(shù)只將資源調(diào)配與資源整合的情況進行了考慮，相比于工程建設(shè)的實際，差異甚大，延伸到資源不足及資源難以整合時，這些理論和方法的應(yīng)用就受到了嚴重的制約；其次，資源調(diào)配及資源整合的過程需要額外的人工、時間及其他相關(guān)資源，即使通過資源相關(guān)型方法達到了時間優(yōu)化的目的，也會造成項目利益的損害。

通過網(wǎng)絡(luò)計劃的優(yōu)化可以達到縮短工期、降低費用及使資源得到合理利用等目標，所以世界上所有的國家皆在積極普及使用網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)。就利用網(wǎng)絡(luò)計劃的時間優(yōu)化，非資源相關(guān)型方法是一種實用的、不需要過多資源投入的時間優(yōu)化方法。本文通過對工程網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)和項目時間管理的深入研究，在工程網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)的基礎(chǔ)上，探究了一些非資源相關(guān)型的時間優(yōu)化方法并得出相關(guān)結(jié)論，旨在使項目利益達到最大化。

1、工程網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)概述

1.1 工程網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)的定義

由箭線和節(jié)點構(gòu)成的有序網(wǎng)狀圖形稱之為網(wǎng)絡(luò)圖。在網(wǎng)絡(luò)圖中加入工作時間及進程等參數(shù)的計劃形式稱為網(wǎng)絡(luò)計劃。而采用網(wǎng)絡(luò)計劃的形式對有關(guān)工程節(jié)點任務(wù)的工作進度進行標注、策劃和安排，確保項目完成預定目標的計劃管理技術(shù)，稱為網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)。在工程實踐中，只有制定了網(wǎng)絡(luò)計劃，才能夠制定進度計劃、資源需求計劃及進行施工組織安排。

1.2 工程網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)的特點

與工程實踐中最常使用的橫道圖相比，網(wǎng)絡(luò)計劃涵蓋如下優(yōu)勢：

（1） 網(wǎng)絡(luò)計劃圖可以清楚地映射出整個工程全部工作間互相依賴、互相制約的邏輯聯(lián)系。

（2） 憑借時間參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)計劃圖可以清晰傳達出所有工作的開始時間、結(jié)束時間、總時差和自由時差，并且可以在圖上映射出關(guān)鍵線路和關(guān)鍵工作，另外，還可以反映出可以開發(fā)的非關(guān)鍵工作。一旦擁有這些工程情況，便可以做到準確抓住主要矛盾，進而使人力及物力得以更佳的使用和配置，從而保證降低工期及費用，防止目的不明確的施工。

（3） 在施行進程中，能夠根據(jù)實際的情況，快速修正工程網(wǎng)絡(luò)計劃，從而確保從始至終有效的監(jiān)視及制約計劃。

（4） 能夠?qū)崿F(xiàn)計算機輔助計算，通過對復雜的工程網(wǎng)絡(luò)計劃進行調(diào)整與優(yōu)化，從而科學的施行計劃管理。

除此之外，網(wǎng)絡(luò)計劃也殘存著一些不足，集中映射在繪圖相對來說困難，表達的直觀度有待提升，另外不能夠清晰的映射出流水作業(yè)的情況等。

1.3 工程網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)的計算及優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)很大的優(yōu)勢就是可以非常方便地求出網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)時間參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)計劃的參數(shù)標注主要有工作最早開始時間、最早結(jié)束時間、最遲必須開始時間、最遲必須結(jié)束時間、總時差和自由時差等，其中總時差最小的工作構(gòu)成的從起點節(jié)點到終點節(jié)點的線路就是關(guān)鍵線路，關(guān)鍵線路上的工作就是關(guān)鍵工作。另外，工程的計算工期便是網(wǎng)絡(luò)計劃圖中最后一個工作的完工時間，其數(shù)值與關(guān)鍵線路上全部工作的時間和相等。

在制定網(wǎng)絡(luò)計劃的初始方案后，接著要做的是，檢查工期、成本以及資源等指標是否符合有關(guān)要求，如果有不符合要求的，應(yīng)當適當對其進行調(diào)整及修改，從而達成以最小資源消耗而取得最大經(jīng)濟效益的目標。形如這種，在一定限制條件下，通過時差來均衡時間、資源以及費用三者間的關(guān)系，從而獲得最短工期、最低成本、最佳資源利用的網(wǎng)絡(luò)計劃的過程，就是網(wǎng)絡(luò)計劃的優(yōu)化。比如，當一些施工過程中出現(xiàn)資源的需用量大于人力、材料、施工機械、資金供應(yīng)的可能時，為了避免出現(xiàn)資源消耗高峰，應(yīng)當強行延遲一些工作的開始時間，一旦延遲這些工作時間的幅度超過機動時間的允許值，勢必會造成總工期的延誤。到底應(yīng)該對哪些工作進行延遲，才可以在不延誤或者盡可能少延誤總工期的前提下，滿足這一階段給定資源的限額，這一過程就是“資源有限，工期最短”的優(yōu)化。另外，其他類型的網(wǎng)絡(luò)計劃優(yōu)化還有：在限定工期的前提下，追求資源利用最少的優(yōu)化方案；在限定工期內(nèi)實現(xiàn)目標計劃的前提下，追求最少成本的優(yōu)化方案；限定工期的條件下追求均衡資源的優(yōu)化等。就各種不同的優(yōu)化目標，當前已形成了眾多有關(guān)的優(yōu)化理論及問題解決的方式。然而網(wǎng)絡(luò)計劃的優(yōu)化一般會涉及大量繁雜的計算過程，因此可以適當?shù)慕柚谟嬎銠C。換句話說，作為展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)長處及功能的重要一個環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)計劃優(yōu)化的充分進行能夠使成本下降、工期縮短，并使資源得到合理的使用，它是網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)推進普及的關(guān)鍵動力。

2、項目時間管理

2.1 項目時間管理的內(nèi)涵

項目時間管理是項目管理的一個重要方面，它與項目范圍管理、項目費用管理、項目質(zhì)量管理、項目人力資源管理、項目溝通管理、項目風險管理、項目采購管理、項目綜合管理共同構(gòu)成項目管理的九大領(lǐng)域管理。它是保證項目按期完成或合理安排資源供應(yīng)，節(jié)約工程成本的重要舉措之一。

每一位項目經(jīng)理都希望在計劃工期內(nèi)完成項目，并確保質(zhì)量。但是依舊時常會出現(xiàn)工期延誤的狀況。因此對項目時間進行合理安排是項目管理中的一項核心內(nèi)容，其目標是保證項目的按時完成、資源的合理配置以及工作效率的充分發(fā)揮。它的關(guān)鍵工作涵蓋項目活動定義、排序活動、估算每一活動的合理工期、制定完整的項目進度計劃、進行進度計劃控制、資源共享分配、監(jiān)控項目進度等內(nèi)容。

完成項目管理中的范圍管理工作之后就要開始項目的時間管理工作。假若一心只為節(jié)約時間，忽視前期準備的工作，后期的工作必然免不了會走彎路，反過來還是會使時間延誤。開始項目的時候，第一個要做的是確定項目目標、可交付產(chǎn)品的范圍定義和項目的工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）。某些工作是顯著的、項目必需的，但是另一些工作某種程度上講就具有隱蔽性，所以應(yīng)當使用經(jīng)驗，完整的列出完成項目必需進行的工作，不僅如此，也應(yīng)當邀請專家對其進行審定，借助于此才可以制定出具有可行性的項目時間計劃，從而合理進行項目的時間管理。

2.2 項目時間管理的主要階段

⑴項目活動定義

把項目工作分成更小、更容易管理的工作包，亦可叫做活動或任務(wù)，這些小活動應(yīng)當是能夠保證將交付產(chǎn)品完成的能夠操作的具體任務(wù)。在工程實際中，把全部活動排成一個清晰的清單，另外給團隊的每一位組員講清具體有多少工作亟待我們?nèi)プ?。活動清單?yīng)當做出文檔的方式，這樣對其他階段的使用及管理非常有利。

⑵活動排序

做完產(chǎn)品描述、活動清單之后，就需要弄明白項目活動彼此之間的依賴關(guān)系和特殊領(lǐng)域的依賴關(guān)系、工作順序。另外，除了將團隊內(nèi)部期望的特殊順序和優(yōu)先邏輯關(guān)系加以考慮外，還要適當考慮內(nèi)部與外部、外部與外部的各類依賴關(guān)系以及為了項目需要應(yīng)當要做的有關(guān)工作，比如，在項目中需要進行的各類試驗等工作。

⑶活動工期估算

憑借項目范圍和資源狀況計劃計算項目活動所必需的工期，這一過程就是估算項目活動工期。估算的工期應(yīng)當可以實現(xiàn)、高效率并且能夠保證質(zhì)量。因此，估算工期應(yīng)當全面將活動清單、合理的資源需求、人員的能力因素以及環(huán)境因素對項目工期的影響等各類相關(guān)因素加以適當考慮。除此之外，估算每一活動的工期也應(yīng)當綜合考慮風險因素對工期的影響大小。估算完項目工期之后，能夠獲取量化了的工期估算數(shù)據(jù)，之后把它做成文檔，加以完善并及時更新活動清單。

⑷編制進度計劃

項目的進度計劃包含了項目活動的開始以及結(jié)束日期，這是一個不斷確認的過程。另外，應(yīng)當將項目網(wǎng)絡(luò)圖、估算的活動工期、資源需求、資源共享情況、項目執(zhí)行的工作日歷、進度限制、最早和最晚時間、風險管理計劃以及活動特征等各類因素全面考慮來確定項目進度表。

編制項目進度計劃時，應(yīng)當先用數(shù)學分析的方法計算各個活動最早開始和結(jié)束時間與最遲開始和結(jié)束日期，進而繪出時間進度網(wǎng)絡(luò)圖，結(jié)合資源因素、活動時間以及可冗余因素適當將活動時間加以調(diào)整，確保能夠得到最佳的活動進度計劃。

⑸進度計劃控制

進度計劃控制的關(guān)鍵是監(jiān)督項目的進度情況，實時發(fā)現(xiàn)并將偏差及錯誤加以糾正。控制過程中，應(yīng)當全面考慮影響項目進度變化的因素、項目進度變更對其他部分的影響因素、進度計劃變更時需要采取的相關(guān)措施。

⑹結(jié)合項目管理工具

當前，項目管理工作中正廣泛的開始應(yīng)用項目管理軟件，尤其是它清楚明了的表達方式，在項目的時間管理上更凸出的是簡單、靈活、高效。輸入活動列表、估算的活動工期、活動之間的邏輯關(guān)系以及參與活動的人力資源、成本，項目管理軟件就能夠自動的進行數(shù)學計算、平衡資源分配和進行成本計算，并且可以迅速地將進度交叉的問題加以解決，與此同時，還可以將進度表打印出來。除了擁有項目進度制定功能，項目管理軟件也擁有很好的項目執(zhí)行記錄、跟蹤項目計劃、實際完成情況記錄的能力，并且還可以實時給出實際及潛在的影響因素分析。依據(jù)項目的類型和規(guī)模綜合考慮并選用合適的項目管理工具，建議小規(guī)模及簡單的項目可以考慮使用較輕型的管理工具，切勿讓管理工具變成管理的負擔，相反的，大規(guī)模及復雜的項目通?？紤]使用重型的項目管理工具。

3、利用網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)進行時間優(yōu)化的相關(guān)舉措

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，基于網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)進行時間優(yōu)化的方法有資源相關(guān)型和非資源相關(guān)型兩大類。所謂資源相關(guān)型優(yōu)化方法就是指通過合理的資源調(diào)配、資源整合及其他資源措施，在較短時間內(nèi)完成一項工作的方法，常用的方法有壓縮關(guān)鍵線路法和調(diào)整工作關(guān)系法；而非資源相關(guān)型優(yōu)化方法就是指通過非資源手段，在較短時間內(nèi)完成一項工作的方法，常用的方法有調(diào)整施工段施工順序法和調(diào)整施工過程施工順序法。顯然，資源相關(guān)型方法的研究對象是資源，而非資源相關(guān)型方法的重點卻不是資源，而是施工順序。通過施工順序的調(diào)整，從而達到縮短工期的目的。

3.1 調(diào)整施工段施工順序法

調(diào)整施工段施工順序法，顧名思義，就是通過將各施工段的施工順序進行調(diào)整，以達到縮短工期的目的，必須注意的是，采用此方法的一個前提就是各施工段的施工順序可以進行隨意排列。例如某一混凝土地面工程，假設(shè)有A、B、C三個施工段，每一個施工段有回填土、鋪墊層和澆混凝土三個施工過程，詳細工程概況如表1所示。

假設(shè)A、B、C三個施工段的施工順序可以調(diào)整，根據(jù)數(shù)學排列的思想，一共有6種施工方案，分別是：A - B - C； A - C - B； B - A - C； B - C - A； C - A - B； C - B - A。按照流水的方式組織施工，采用雙代號網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)計算此混凝土地面工程的工期，研究發(fā)現(xiàn)，方案A - C - B和C - A - B的計算工期為14d，關(guān)鍵線路有三條；而方案A - B - C，B - A - C，B - C - A和C - B - A的計算工期為16d，關(guān)鍵線路有一條。方案A - C - B的雙代號網(wǎng)絡(luò)計劃的工作時參計算過程如圖1所示，其中A1表示施工段A上的回填土施工，A2表示施工段A上的鋪墊層施工，A3表示施工段A上的澆混凝土施工，施工段B、C的表示方法相同。

其中關(guān)鍵線路有三條，分別是：A1 - C1 - C2 - C3 - B3； A1 - C1 - C2 - B2 - B3；A1 - C1 - B1 - B2 - B3。計算工期為14d。

3.2 調(diào)整施工過程施工順序法

在施工中，有一些施工過程的施工順序也是可以相互交換的，例如安裝工程中的水路鋪設(shè)、電路鋪設(shè)、木作基礎(chǔ)工程、隔斷吊頂龍骨安裝和防水工程?？梢詫⒋颂幍氖┕み^程當作前面所闡述的施工段，參照調(diào)整施工段施工順序的方法亦可對施工過程的順序進行調(diào)整，找出工期最短的施工方案，這里不再贅述。

4、計算機輔助計算思路

鑒于實際工程中，大型工程項目的施工段和施工過程非常繁多，使用人力編制所有的施工方案及計算其工期幾乎是不可能實現(xiàn)的，此時，計算機就顯得非常重要，利用計算機計算速度快的特點完全可以克服這一困難。要想利用計算機完成進度計劃的優(yōu)化控制工作，首先選擇合適的算法，再進行程序的編制，這里不過多論述如何編制程序。通過對調(diào)整施工段施工順序法和調(diào)整施工過程施工順序法的深入研究，并結(jié)合程序設(shè)計等相關(guān)知識，筆者提出了一套編制程序的算法思路，如圖2所示。

結(jié)論：

1）通過合理安排施工隊在不同施工段上的施工順序或者調(diào)整施工過程的施工順序，可以達到優(yōu)化時間的目的。

2）將各施工過程持續(xù)時間（下轉(zhuǎn)254頁） （上接251頁）相等的施工段A和C先安排施工，完工后再安排B施工段施工，即施工方案A - C - B或者C - A - B，可以使時間縮短2天。

3）經(jīng)過優(yōu)化后的施工方案，其關(guān)鍵線路會有所增加。

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作者簡介：

肖超（1993—），男，漢族，湖北咸寧，在讀研究生，河北工程大學，河北省邯鄲市，結(jié)構(gòu)工程。

孫振雨，出生年份1990/05/10 性別男，民族漢，研究方向建筑與土木工程。