基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的電網(wǎng)工程進(jìn)度管理分析

李洪江，尚海，趙曉春

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司，云南 昆明 650011）

0 前言

電網(wǎng)建設(shè)工程是在規(guī)定的預(yù)算和周期內(nèi)，按照前期決策及設(shè)計(jì)方案創(chuàng)造出特定產(chǎn)品，并滿足質(zhì)量安全等各項(xiàng)要求，最終轉(zhuǎn)化為公司的固定資產(chǎn)。電網(wǎng)輸變電工程是實(shí)現(xiàn)輸電、配電的載體，是實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大再生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。電網(wǎng)工程的建設(shè)涉及進(jìn)度、造價(jià)、質(zhì)量、安全等一系列管理活動(dòng)，而進(jìn)度管理又是項(xiàng)目管理中的是一項(xiàng)十分重要的工作[1]。尤其是在當(dāng)前電網(wǎng)項(xiàng)目一方面受限于前期核準(zhǔn)手續(xù)的制約，一方面又有明確的供電時(shí)限要求，有效提升進(jìn)度管理能力顯得更為必要。做好進(jìn)度管理可避免工期延誤，實(shí)現(xiàn)按期供電，提升電網(wǎng)的供電能力和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)進(jìn)度管理還與質(zhì)量、安全緊密相關(guān)，科學(xué)的進(jìn)度管理可為質(zhì)量、安全管理提供保障，減少事故發(fā)生。

1 影響電網(wǎng)工程進(jìn)度因素辨識(shí)

在電網(wǎng)工程建設(shè)中，影響建設(shè)進(jìn)度的因素較多[2-3]，主要有人員素質(zhì)、工器具水平、設(shè)計(jì)管理水平、施工組織管理、環(huán)境因素、物資供管理能力等。

1）人員業(yè)務(wù)技術(shù)水平。電網(wǎng)工程建設(shè)各環(huán)節(jié)需要較多的各類施工人員，如土建、安裝、調(diào)試等人員，其數(shù)量及業(yè)務(wù)技術(shù)水平直接影響工程進(jìn)度。

2）工器具性能。電網(wǎng)工程項(xiàng)目所需的工器具性能水平也是影響工程的一個(gè)主要因素，根據(jù)不同的建設(shè)工序，合理選擇施工機(jī)具，如常用的開挖機(jī)具、調(diào)試裝置、吊裝設(shè)備等性能水平也會(huì)直接影響項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)展。

3）施工組織管理水平。施工組織方案是設(shè)計(jì)方案在建設(shè)中的真實(shí)反映，重點(diǎn)、難點(diǎn)處理措施，實(shí)施過程中的質(zhì)量及安全管理水平，各類材料的充分周轉(zhuǎn)利用、避免發(fā)生怠工、停工的情況，合理的實(shí)施組織，過程中及時(shí)糾偏對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度也有極大的影響。

4）設(shè)計(jì)管理水平。設(shè)計(jì)方案直接決定了工程量及投資，做好設(shè)計(jì)管理可合理優(yōu)化項(xiàng)目工程量及施工難度，減少項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)工期，甚至工程總工期。建設(shè)過程中的設(shè)計(jì)變更，設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣，設(shè)計(jì)圖紙的供應(yīng)速度，以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)服務(wù)能力，均會(huì)對(duì)施工進(jìn)度產(chǎn)生影響。

5）外部的建設(shè)環(huán)境，當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件以及各類干擾因素都會(huì)制約實(shí)施進(jìn)度。影響施工的主要?dú)夂蛞蛩赜校簻囟取⒔涤?、冰凍等。夏季持續(xù)高溫、連續(xù)降雨或雷電天氣、冬季冰凍或寒冷天氣，尤其是氣象災(zāi)害，都會(huì)一定程度造成停工、誤工、減少有效工作時(shí)間，影響工程進(jìn)度及施工質(zhì)量。外部干擾因素也會(huì)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度產(chǎn)生制約，變電站站址、桿塔通道涉及的社會(huì)因素，也可能造成項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度的暫緩、停滯、返工等。

6）建設(shè)中各類設(shè)備物資的按時(shí)申報(bào)、采購、供應(yīng)也是保障項(xiàng)目順利實(shí)施的前提條件，及時(shí)處置好設(shè)備在安裝、調(diào)試過程中的各類問題，各類周轉(zhuǎn)材料的合理儲(chǔ)備、供應(yīng)，避免停工、誤工，也有助于工程項(xiàng)目的施工進(jìn)度。

2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)度管理建模分析

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(SD，System Dynamics)是分析復(fù)雜系統(tǒng)信息反饋機(jī)理，以及認(rèn)識(shí)和解決系統(tǒng)問題的學(xué)科。根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)在關(guān)系及因果影響探尋問題的根源，可在局部信息條件下實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問題的求解[4]。因此，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究系統(tǒng)問題的思路，是先借助因果關(guān)系圖將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行客觀體現(xiàn)，在以流圖及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，就可確定系統(tǒng)在一定時(shí)期的行為。

構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，首先要分析清楚研究對(duì)象的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將研究對(duì)象細(xì)化為具體的變量元素，并梳理各元素之間的影響及關(guān)系，以滿足建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的要求[5-6]。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的建模步驟就是一個(gè)從定性到定量逐步推進(jìn)的過程，其具體步驟如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型分析步驟

3 實(shí)例分析

以某220 kV輸變電工程為例進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)度管理分析，根據(jù)對(duì)電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度影響的因素分析，這些因素具有互相影響、互相反饋的作用關(guān)系，使得電網(wǎng)工程進(jìn)度管理構(gòu)成了一個(gè)符合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理的動(dòng)態(tài)反饋綜合體系。電網(wǎng)工進(jìn)度管理系統(tǒng)因果關(guān)系如圖2所示。

圖2 項(xiàng)目進(jìn)度管理因果關(guān)系

電網(wǎng)工程項(xiàng)目進(jìn)度管理以工程進(jìn)度里程碑計(jì)劃節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)，結(jié)合工程進(jìn)度系統(tǒng)因果關(guān)系圖結(jié)構(gòu)，并有利于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的建立。根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理，定義如下模型變量，表1僅列出部分變量及其含義。

表1 部分項(xiàng)目進(jìn)度分析模型變量表

為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定量分析計(jì)算，需要繪制積流圖，并建立方程式來構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)上述繪制的電網(wǎng)工程進(jìn)度管理因果關(guān)系圖及各模型變量，建立工程項(xiàng)目進(jìn)度分析的積流圖，如圖3所示。

圖3 項(xiàng)目進(jìn)度管理積流圖

1）參數(shù)的確定及變量的取值

根據(jù)系統(tǒng)積流圖和定義的相關(guān)變量建立模型方程：進(jìn)度指標(biāo)=(c0×e0+cl×el+c2×e2+c3×e3+c4×e4+c5×e5)，其中c0為環(huán)境影響水平，c1為工器具性能水平，c2為設(shè)備物資管理水平，c3為技術(shù)管理水平，c4為人員業(yè)務(wù)水平，c5為施工組織水平。不同因素對(duì)電網(wǎng)工程進(jìn)度的影響各異，且各項(xiàng)因素在不同項(xiàng)目中的影響權(quán)重隨項(xiàng)目的具體情況發(fā)生變化，本文僅對(duì)該220 kV電網(wǎng)工程進(jìn)度及影響因素分析，首先確定影響進(jìn)度各項(xiàng)因素的權(quán)重值，采用模糊層次分析法得到各權(quán)重值為：e0=0.15、e1=0.15、e2=0.1、e3=0.2、e4=0.2、e5=0.2，作為該工程系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)參數(shù)值。并設(shè)定初始各項(xiàng)進(jìn)度因素投入比例一致，即基本設(shè)施投入：物資管理投入：技術(shù)管理投入：業(yè)務(wù)培訓(xùn)投入：進(jìn)度管理投入=0.2:0.2:0.2:0.2:0.2:0.2。

2）項(xiàng)目進(jìn)度指數(shù)預(yù)測(cè)

將確定的各因數(shù)值及權(quán)重代入構(gòu)建的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，利用VENSIM.PLE軟件進(jìn)行仿真，得到項(xiàng)目進(jìn)度指數(shù)變化趨勢(shì)如圖4所示。

由圖4可知，在無相關(guān)進(jìn)度管控及投入下，項(xiàng)目進(jìn)度指數(shù)呈現(xiàn)逐步降低趨勢(shì)。根據(jù)工程實(shí)際情況，進(jìn)度降低趨勢(shì)主要來自于人與設(shè)備，人的工作積極性會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化，影響建設(shè)進(jìn)展；同時(shí)設(shè)備會(huì)隨著時(shí)間老化，性能降低；施工組織方案未按實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整也會(huì)制約工程進(jìn)度等。最后當(dāng)人、機(jī)、環(huán)境及組織管理的性能逐步趨于臨界值時(shí)，項(xiàng)目的進(jìn)度指數(shù)下降趨于平緩。

圖4 項(xiàng)目進(jìn)度局指數(shù)變化趨勢(shì)

3）變量調(diào)整的方案選擇

調(diào)整影響工程進(jìn)度的5項(xiàng)變量投入比例，以模擬各變量投入變化對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)度影響情況。因變量調(diào)整可選方案眾多，為便于比較分析，選取5個(gè)具有典型意義的方案為例進(jìn)行對(duì)比，具體投入比例方案如表2所示。

表2 5個(gè)具體措施投入比例方案表

按措施投入調(diào)整方案依次進(jìn)行進(jìn)度仿真，得到5種方案下該220 kV電網(wǎng)工程進(jìn)度指數(shù)變化對(duì)比圖如圖5所示，各曲線分別代表不同投入方案下的項(xiàng)目進(jìn)度指數(shù)變化情況。

圖5 5種方案下項(xiàng)目進(jìn)度指數(shù)對(duì)比

由圖5仿真結(jié)果顯示，針對(duì)該電網(wǎng)工程，在以上5種方案中選擇則方案5的效果最佳。即基本設(shè)施投入：物資管理投入：技術(shù)管理投入：業(yè)務(wù)培訓(xùn)投入：進(jìn)度管理投入=0.18:0.18:0.18:0.18:0.28，體現(xiàn)出在該項(xiàng)目實(shí)施中施工組織管理對(duì)項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)度影響最大，這與該項(xiàng)目的實(shí)際情況較為一致，模型分析結(jié)果具有較好的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語

本文對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)應(yīng)用于電網(wǎng)工程進(jìn)度管理進(jìn)行了分析，根據(jù)對(duì)影響項(xiàng)目進(jìn)度的因素分析，仿真了項(xiàng)目進(jìn)度指數(shù)變化情況。通過各變量不同投入比例的仿真模擬，找出影響項(xiàng)目進(jìn)度的關(guān)鍵因素。以電網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)例驗(yàn)證了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)度管理分析方法的正確有效。