工程項目流水施工排序優(yōu)化研究

劉如意

摘要： 施工進(jìn)度計劃的科學(xué)性、合理性、完善性關(guān)系到工程項目能否順利實施，是工程項目目標(biāo)管理的重要組成部分，并最終關(guān)系到項目質(zhì)量、成本、工期等最終效果甚至項目績效。而運用流水施工方法尤其是對流水施工進(jìn)行排序優(yōu)化能科學(xué)安排施工進(jìn)度，合理組織安排人材機(jī)等各種資源，減少施工費用，提高工作效率，利用矩陣法進(jìn)行流水施工排序優(yōu)化是一種比較簡便、新穎的方法。本文首先介紹了工程項目流水施工和排序優(yōu)化理論，然后運用矩陣法以某建筑工程分部工程流水施工排序優(yōu)化進(jìn)行了案例分析。

Abstract： The scientific nature， rationality and perfection of the construction schedule are related to the smooth implementation of the project management. It has very important influence in the project cost， schedule and other final results of the engineering. The flow construction optimization can effectively arrange the construction schedule， rationally use all kinds of resources， reduce construction costs and improve efficiency， using the matrix method to optimize the flow construction is a relatively simple and novel approach. First， this paper describes the flow construction of projects and sorting optimization theory， and then uses the matrix method to optimize the flow construction of division construction of a construction engineering with a case.

關(guān)鍵詞： 流水施工；排序優(yōu)化；矩陣法

Key words： flow construction；sorting optimization；matrix method

中圖分類號：TU721+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）05-0049-03

1 工程項目流水施工

流水施工管理技術(shù)從學(xué)術(shù)理論的角度，類似于將統(tǒng)計學(xué)理論運用到建筑施工過程中，即針對具體的施工對象，根據(jù)建筑項目特點，將其劃分成若干個施工過程，并統(tǒng)籌考慮施工隊的專業(yè)性，合理安排施工隊數(shù)量，保證施工在時間及空間上能連續(xù)、均衡、有節(jié)奏的進(jìn)行，盡可能實現(xiàn)相鄰量工序最大限度的無縫隙搭接作業(yè)[1]。

建筑流水施工可高效實現(xiàn)建筑工程項目的施工，其具體施工工藝為：首先，根據(jù)建筑工程項目本身特點，結(jié)合施工工藝，將建筑項目的整個施工過程進(jìn)行平面或豎向劃分，分解成若干個施工段和施工工序；然后按照劃分的不同施工工序性質(zhì)組建相應(yīng)專業(yè)的施工隊完成各個工序的作業(yè)任務(wù)，各個施工隊的工作任務(wù)是固定不變的，在完成第一個施工段對應(yīng)的施工工序任務(wù)后，該施工隊緊接著投入到第二施工段的工序任務(wù)之中，依次類推，直至完成其負(fù)責(zé)的所有施工段相應(yīng)的施工工序。在施工過程中，相鄰兩專業(yè)工序施工隊要互相配合，實現(xiàn)工序間工作的有效搭接，合理利用開工時間。對工程項目開展流水施工可以使項目施工的全部環(huán)節(jié)實現(xiàn)時間、空間上的有序銜接與均衡，這種連續(xù)性、均衡性可以保證工程項目按時、按質(zhì)、按量完成建筑工程[2]。

流水施工按照不同的分類方法可以分為不同的流水施工方式。根據(jù)流水節(jié)拍在施工過程當(dāng)中的分布將流水施工分成2種：有節(jié)奏流水和無節(jié)奏流水[3]。有節(jié)奏流水施工，即對工程項目開展流水施工的時候，具體的某一施工過程在全部不同的施工段上具有相同的流水節(jié)拍，此種施工組織形式為有節(jié)奏流水施工。而無節(jié)奏流水，即對工程項目開展流水施工的時候，具體的某一施工過程在全部不同的施工段上具有不完全相同的流水節(jié)拍，此種施工組織形式為無節(jié)奏流水施工。無節(jié)奏流水施工相比有節(jié)奏流水施工更為常見，使用的情況較多。在對工程項目開展流水施工時，如果根據(jù)組織范圍對其進(jìn)行劃分，流水施工具有以下常見的4類：分項工程流水施工、分部工程流水施工、單位工程流水施工、群體工程流水施工。一般來說將流水施工繪成圖紙展示出來的方式有3種：網(wǎng)絡(luò)圖、橫道圖和斜線圖。

2 流水施工排序優(yōu)化

工程排序優(yōu)化實質(zhì)就是優(yōu)化加工對象和加工過程以及改變其排列順序，也叫流程優(yōu)化，它通常分為：單向工程排序優(yōu)化和雙向工程排序優(yōu)化兩種。由于建筑工程項目的施工過程具有固定性、有序性等特點，建筑工程項目排序優(yōu)化屬于單向工程排序優(yōu)化問題。在編制施工進(jìn)度計劃時，首要工作就是將施工對象劃分成眾多施工段，不同的施工隊進(jìn)入施工段的順序和時間也不相同，所以，施工工期也會因此而改變。要在資源有限和施工工藝順序不變的前提下，合理編制施工進(jìn)度計劃，安排施工順序，統(tǒng)籌資源、人員等配置，縮短工期，就要對施工段的施工順序做出多個排列組合，從中選出最優(yōu)施工方案。

工程排序優(yōu)化的方法主要有：窮舉法、圖解法、約翰遜規(guī)則和矩陣法等方法。其中窮舉法和約翰遜規(guī)則法在施工過程和施工段數(shù)較多時（大于等于3）難以求解；圖解法的邏輯性較強(qiáng)，但同樣求解過程十分繁瑣，工作量較大；而矩陣法相對簡捷，是一種邏輯性很強(qiáng)，且比較創(chuàng)新的工程排序優(yōu)化方法。矩陣法是在流水施工的前提之下，尋求對施工段或施工項目的最佳排序方式，達(dá)到計算工期最短的目標(biāo)，故該法實質(zhì)是流水施工排序優(yōu)化[4]。endprint

矩陣法其實就是在流水施工的基礎(chǔ)上，對工期排序優(yōu)化進(jìn)行深層次、細(xì)致入微地研究以后，尋找、確定對工程項目總工期最為關(guān)鍵的影響因素—基本排序間歇（Zi，i=1），并計算其大小。首先，運用分析計算法計算出基本排序流水步距（Ki，i=1）、基本排序間歇，并構(gòu)造相應(yīng)的矩陣表，然后基于最優(yōu)工程排序模式在矩陣表里面計算最優(yōu)方案[5] [6]。按照分析計算法的規(guī)則，項目A與項目B之間基本排序流水步距按照式（1）計算得出，基本排序間歇均按照式（2）計算得出。

3 案例分析

某房建工程項目分部工程有1、2、3、4四個施工過程，施工過程又可以分成a、b、c、d四個施工段，各施工段在四個施工過程上的流水節(jié)拍如表1，如果四個施工段的排列順序是可變的，如何對該工程進(jìn)行優(yōu)化，使總工期最短。

由于該分部工程四個施工過程施工順序是固定的，它只能按照1→2→3→4順序依次進(jìn)行，而施工段排列順序是可變的，故其屬于單向工程排序優(yōu)化問題，根據(jù)矩陣法其解題步驟如下：

3.1 計算基本排序流水步距Ki，j+1，和基本排序間歇Zi，j+1

3.2 列出基本排序間歇矩陣表（如表2所示）

3.3 確定最優(yōu)排序模式

根據(jù)表2，基本排序間歇數(shù)值相對最小的基本排序有：a→b、d→c，其基本排序間歇都是0。其中施工過程b、d的總持續(xù)時間10天，在所有施工過程中是最短的，施工段d在施工過程1上面的流水節(jié)拍是1天，所以施工段d排在最前面；施工段b在施工過程1上面的流水節(jié)拍是3天比d的第一個節(jié)拍1天大，施工段b排在最后面。再根據(jù)基本排序間歇最小原理及對矩陣表的觀察，最后確定排序模式為：d→c→a→b。

該分部工程施工排序模式的排序總間歇Z、計算總工期如下：

沒有進(jìn)行排序優(yōu)化時，施工過程為a→b→c→d，其計算總工期為25天，施工進(jìn)度計劃如圖1；進(jìn)行優(yōu)化排序之后，施工過程優(yōu)化為d→c→a→b，其計算總工期為17天，比原來的工期要縮短了8天，經(jīng)濟(jì)效果比較明顯，其進(jìn)度計劃如圖2。

4 結(jié)論

合理地進(jìn)行流水施工，科學(xué)利用施工排序優(yōu)化方法，可以使工期得到顯著優(yōu)化，同時以合理的進(jìn)度高質(zhì)量完成工程項目，對工程項目管理的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

①有效地縮短工期。與其他施工方式相比，甚至與不優(yōu)化的流水施工方式相比，優(yōu)化后的流水施工能緊湊有序的組織機(jī)械、人工和材料，能有效地縮短施工工期[7]。

②能有效提高工作效率。經(jīng)優(yōu)化后的流水施工，各班組、機(jī)械都能高度地進(jìn)行專業(yè)化施工，并且能科學(xué)合理組織施工所需的全部生產(chǎn)要素，各工作環(huán)節(jié)銜接有序，進(jìn)而提高工作質(zhì)量和效率。

③能有效降低施工成本。隨著工期的縮短和勞動效率的提高，人、材、機(jī)械、資金等各項資源均得到了合理的利用，使各項資源竣達(dá)到最高利用效率，從而達(dá)到降低施工成本的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁勇剛.基于建筑項目與施工特點的流水施工管理技術(shù)[J].科技咨詢，2012（20）：151.

[2]楊德鋒.關(guān)于建筑流水施工幾個常見問題的分析[J].中華民居，2013（7）：30-31.

[3]李星葦.建筑工程中無節(jié)奏流水施工的應(yīng)用研究[J].工程質(zhì)量，2014，32（8）：40-44.

[4]鄭顯春，侯劍飛，孫思忠.流水施工排序優(yōu)化[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報，2012，30（4）：1-6.

[5]周夏磊.關(guān)于流水施工排序優(yōu)化問題的討論[J].內(nèi)江科技，2013（3）：69-70.

[6]李海濤，程建新.多施工層無節(jié)奏專業(yè)流水施工組織與優(yōu)化[J].安陽工學(xué)院學(xué)報，2014，13（6）：52-56.

[7]程曉媛.淺談流水施工作業(yè)在工程項目中的應(yīng)用[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2013（6）：51-52.endprint