線性規(guī)劃引入市政道路施工的現(xiàn)場(chǎng)管理

張 永 林

(太原市小街巷綜合整治改造中心，山西 太原 030002)

施工的現(xiàn)場(chǎng)管理是整個(gè)工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，施工單位科學(xué)完善的管理體系，是保證施工現(xiàn)場(chǎng)管理能夠順利進(jìn)行的重要機(jī)制，能夠有效的規(guī)范管理層和作業(yè)人員的行為，能夠切實(shí)的提高施工質(zhì)量。建立有效的管理機(jī)制，離不開科學(xué)的設(shè)計(jì)，將運(yùn)籌學(xué)中的線性規(guī)范引入施工現(xiàn)場(chǎng)管理中，通過(guò)運(yùn)籌計(jì)算以期達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)管理，節(jié)省人力、資物的最優(yōu)方案。

1 市政道路施工現(xiàn)場(chǎng)管理面臨的困境

1.1 施工環(huán)境復(fù)雜，受約束條件多

市政工程的施工大部分都是在市區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行的民生工程，施工地點(diǎn)處于市區(qū)不同位置，往往車流、人流都較為密集，且流動(dòng)性大，不可控制因素多[2]。為此，對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)的管理是巨大的挑戰(zhàn)：1)大型機(jī)械的使用和運(yùn)輸受到限制：老舊城區(qū)或是小區(qū)的街道密集，建筑物之間的間隙較小，需要大型施工機(jī)械的時(shí)候，往往運(yùn)輸不到施工現(xiàn)場(chǎng)，即便運(yùn)輸?shù)搅耸┕がF(xiàn)場(chǎng)，也存在場(chǎng)地過(guò)小不能夠牢固安裝影響使用的問題[1]；2)車流、人流過(guò)多：市區(qū)在白天的時(shí)候車流人流不斷，會(huì)給施工現(xiàn)場(chǎng)的管理造成困擾，若是沒有提前同交通管理部門協(xié)調(diào)，堵塞交通會(huì)造成更大的困擾，同時(shí)不斷穿梭的人流車流，對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)也會(huì)造成困難[6]；3)施工環(huán)境復(fù)雜：市政工程的施工往往是在空間有限的街道中進(jìn)行，不同的地下層鋪設(shè)有不同的管網(wǎng)，路面空間則架設(shè)有不同的線路，也是市政工程在現(xiàn)場(chǎng)施工中應(yīng)特別注意的問題。

1.2 施工安全和施工質(zhì)量管理不到位

安全生產(chǎn)是施工管理的生命線，是應(yīng)時(shí)刻緊抓不放的，而在現(xiàn)場(chǎng)施工管理監(jiān)管不到位的時(shí)候，或是工期緊、任務(wù)重的時(shí)候，往往會(huì)忽視安全生產(chǎn)和施工質(zhì)量的問題，造成施工現(xiàn)場(chǎng)隱患重重、以致出現(xiàn)危險(xiǎn)事件[2]；忽視施工的質(zhì)量，各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)工藝完成不到位，造成整個(gè)工程的安全隱患，甚至?xí)斐蓯毫拥纳鐣?huì)影響[4]。

1.3 員工及原材料管理不足

施工現(xiàn)場(chǎng)的員工管理不足主要包括有兩個(gè)方面：1)管理層缺少專業(yè)的管理知識(shí)，只注重施工工藝的完成。大部分工程管理的人員都是從技術(shù)出身，具有工程施工的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，但自身缺乏科學(xué)的管理知識(shí)，更甚至同時(shí)身兼數(shù)職，不能夠科學(xué)有效的進(jìn)行工程管理，造成從上到下的管理混亂；2)對(duì)于施工工人管理不到位，一線施工工人的管理缺乏統(tǒng)一的制度，不能夠有相應(yīng)的培訓(xùn)，造成施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生諸多的突發(fā)事件，同時(shí)沒有統(tǒng)一規(guī)范管理施工工人，一部分工人依靠經(jīng)驗(yàn)主義，不按照施工流程和工藝進(jìn)行施工，為工程質(zhì)量埋下隱患。

原材料的管理沒有建立科學(xué)的管理體系，只是依靠經(jīng)驗(yàn)管理，造成了極大的資源浪費(fèi)，特別是原材料在備料的時(shí)候沒有經(jīng)過(guò)科學(xué)驗(yàn)算，不能夠達(dá)到最節(jié)省的下料方案。

2 建立高效科學(xué)的管理體系

2.1 建立高效科學(xué)的管理體系

只有健全的制度才是質(zhì)量工程的前提保證，市政工程的施工管理部門，應(yīng)根據(jù)行業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)，制定相應(yīng)的管理制度。同時(shí)提高管理層的管理水平，學(xué)習(xí)和建立科學(xué)的管理流程，例如將運(yùn)籌學(xué)的管理辦法引入到現(xiàn)場(chǎng)施工管理上，提高各個(gè)環(huán)節(jié)人員的安全責(zé)任意識(shí)[6]。

2.2 引入運(yùn)籌學(xué)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)管理

運(yùn)籌學(xué)是在20世紀(jì)初期發(fā)展起來(lái)的邊緣學(xué)科，解決了在管理過(guò)程中最優(yōu)方案的求解、系統(tǒng)問題的解決思路，在現(xiàn)代管理學(xué)的應(yīng)用中起到基石一樣的作用，能夠深入的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中去。通過(guò)建立起數(shù)學(xué)模型，來(lái)認(rèn)識(shí)問題所存在的客觀規(guī)律，與工程管理相結(jié)合，能夠合理有效的管理施工技術(shù)以及施工環(huán)節(jié)中的各項(xiàng)決策，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工程全環(huán)節(jié)和質(zhì)量、成本的優(yōu)化，能夠起到重要作用，達(dá)到設(shè)置目標(biāo)[8]。

3 引入線性規(guī)劃以求施工管理最優(yōu)解

線性規(guī)劃是運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)重要分支，是通過(guò)目標(biāo)函數(shù)設(shè)定限制條件，從而完成設(shè)定的目標(biāo)，一般可分為兩大類：目標(biāo)最大化和目標(biāo)最小化。主要解決在有限的資源下如何實(shí)現(xiàn)利益最大化的問題，已經(jīng)涉及到工農(nóng)商等多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中了，是現(xiàn)代管理學(xué)中重要的管理工具和方法[8]。下面從鋼筋下料問題，列舉線性規(guī)劃在具體市政工程的現(xiàn)場(chǎng)管理中的應(yīng)用。

市政工程的施工過(guò)程中要注意原材料的使用問題，避免浪費(fèi)，除了在施工開始前做好整體的規(guī)劃外，同時(shí)施工過(guò)程中各種材料的下料也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在建筑工程中鋼筋的用量大、種類多、下料長(zhǎng)度不同，需要如何截取才能夠最節(jié)省原材料，同時(shí)還符合工程需求[8]：例如在某項(xiàng)施工的某一施工環(huán)節(jié)，需要同一型號(hào)的三種長(zhǎng)度的鋼筋分別為A管7.3 m，B管12.9 m，C管9.0 m各50根，未下料前的鋼筋總長(zhǎng)度為35 m，在如何下料的情況下才能夠做到最小浪費(fèi)完成下料。根據(jù)最小浪費(fèi)的原則，給出以下4種下料方案：1)B管2根、C管1根廢料0.2 m；2)A管3根、B管1根，廢料0.2 m；3)A管1根、C管3根，廢料0.8 m；4)B管2根、C管1根，廢料0.2 m。

由此四種下料方案，將Xi標(biāo)識(shí)第i種方案的所需要原材料的根數(shù)，由此可得到線性建模如下：

3X2+X3=100；2X1+1X2=100；X1+3X3=100。

目標(biāo)函數(shù)為MINZ=0.2X1+0.2X2+0.8X3通過(guò)求解可得出：X1=65，X2=42，X3=22，即取65根原材料按照方案1下料，取42根原料按方案2下料，取22根原料按方案3下料，能夠滿足產(chǎn)生的廢料最少且完成三種不同長(zhǎng)度鋼筋截取的需要，即為共需要129根長(zhǎng)度為35 m鋼筋的原材料，同時(shí)廢料數(shù)量最少。

線性規(guī)劃求取最優(yōu)解方案適用性廣泛，可以解決非常多的問題，在現(xiàn)在工程管理的過(guò)程中，能夠切實(shí)有效的提高市政工程現(xiàn)場(chǎng)管理的質(zhì)量水平。比較具有代表性的是原材料下料方案的問題，同理還有材料運(yùn)輸過(guò)程中，如何規(guī)劃最短路線，以及如何求解運(yùn)輸費(fèi)用最少、用時(shí)最少的方案。

但是線性規(guī)劃的使用還可以解決在應(yīng)用線性規(guī)劃的時(shí)候，應(yīng)特別注意線性模型具有以下特征：1)每一個(gè)問題都能夠使用一組變量來(lái)表示解決，可以取不同的值，分別代表了不同的解決策略；2)各組變量受到條件約束，可以使用線性等式或是不等式表示；3)變量的設(shè)置都是為了達(dá)到目標(biāo)函數(shù)而設(shè)置[8]。在能夠使用簡(jiǎn)便模型求解時(shí)，不用使用復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，避免本末倒置。

4 結(jié)語(yǔ)

市政施工的現(xiàn)場(chǎng)管理面臨的施工客觀環(huán)境復(fù)雜，具有很大的施工難度，現(xiàn)階段依舊存在諸多問題，施工的設(shè)計(jì)單位和施工單位只有通過(guò)不斷提高業(yè)務(wù)水平，完善各項(xiàng)施工技術(shù)，才能夠保證整個(gè)工程的順利完成。作為施工的單位方，應(yīng)通過(guò)不斷加強(qiáng)管理水平，建立科學(xué)有序的管理制度，運(yùn)用管理工具，以期提高施工現(xiàn)場(chǎng)管理的質(zhì)量，特別是將運(yùn)籌學(xué)的科學(xué)管理手段引入到現(xiàn)場(chǎng)施工管理中來(lái)，依靠數(shù)學(xué)建模求解最佳方案，既能夠保證工程的要求，又能夠高效的節(jié)約資源，達(dá)到最佳的管理效果，值得深入推廣應(yīng)用[9]。