建筑工程进度控制网络计划的优化.ppt

建筑工程进度控制网络计划的优化,(1)、工期优化(2)、工期成本优化(3)、资源优化,1,2,4,4,5,6,3,5,2,3,3,3,2,T=12(周)Tr=10(周),一、工期优化,采取技术措施，缩短关键工序的作业时间采取组织措施，改平行、交叉工序利用非关键工序的总时差最小成本赶工,方法：,网络计划的工期优化步骤如下：计算并找出网络计划的计算工期、关键线路及关键工作。按要求工期计算应缩短的持续时间；确定各关键工作能缩短的持续时间；按上述因素选择关键工作压缩其持续时间，并重新计算网络计划的计算工期。当计算工期仍然超过要求工期时，则重复以上步骤，直到计算工期满足要求工期为止。当所有关键工作的持续时间都已达到其能缩短的极限而工期仍不能满足要求时应对原组织方案进行调整或对要求工期重新审定。,A、工期优化一般通过压缩关键工作的持续时间来满足工期要求 B、在优化过程中，要注意不能将关键工作压缩成非关键工作。C、当在优化过程中出现多条关键线路时，必须将各条关键线路的持续时间压缩同一数字，否则，不能有效地将工期缩短。,工期优化要点：,例题：,已知网络计划如下图，要求工期为11天，试用非时标网络计划对其进行优化。,1,2,3,4,5,6,4,7,8,2,1,6,3,2(1),6(5),3(2),3(2),6(3),4(2),3(2),优选系数,正常持续时间,最短持续时间,1,2,3,4,5,6,4,7,8,2,1,6,3,2(1),6(5),3(2),3(2),6(3),4(2),3(2),（1）计算并找出初始网络计划的关键线路、关键工作；,（2）求出应压缩的时间,（3）确定各关键工作能压缩的时间；,0,0,2,6,6,6,9,11,15,15,12,12,1,2,3,4,5,6,4,7,8,2,1,6,3,2(1),6(5),3(2),3(2),6(3),4(2),3(2),0,0,2,6,6,6,9,11,15,15,12,12,（4）选择关键工作压缩作业时间，并重新计算工期Tc,第一次：选择工作-，压缩2天，成为4天；,1,2,3,4,5,6,4,7,8,2,1,6,3,2(1),6(5),3(2),3(2),4(3),4(2),3(2),0,0,2,6,6,6,9,9,13,13,10,10,（4）选择关键工作压缩作业时间，并重新计算工期Tc,第一次：选择工作-，压缩2天，成为4天；,工期变为13天，和也变为关键工作。,1,2,3,4,5,6,4,7,8,2,1,6,3,2(1),6(5),3(2),3(2),4(3),4(2),3(2),0,0,2,6,6,6,9,9,13,13,10,10,（4）选择关键工作压缩作业时间，并重新计算工期Tc,第二次：选择工作和-，同时压缩1天，成为2天，-成为3天；,1,2,3,4,5,6,4,7,8,2,1,6,3,2(1),6(5),3(2),2(2),3(3),4(2),3(2),0,0,2,5,6,6,8,8,12,12,9,9,（4）选择关键工作压缩作业时间，并重新计算工期Tc,第二次：选择工作和-，同时压缩1天，成为2天，-成为3天；,工期变为12天，关键工作没有变化。,1,2,3,4,5,6,4,7,8,2,1,6,3,2(1),6(5),3(2),2(2),3(3),4(2),3(2),0,0,2,5,6,6,8,8,12,12,9,9,（4）选择关键工作压缩作业时间，并重新计算工期Tc,第三次：选择工作，压缩1天，成为5天；,1,2,3,4,5,6,4,7,8,2,1,6,3,2(1),5(5),3(2),2(2),3(3),4(2),3(2),0,0,2,4,5,5,7,7,11,11,8,8,（4）选择关键工作压缩作业时间，并重新计算工期Tc,第三次：选择工作，压缩1天，成为5天；,工期变为11天，关键工作没有变化。,费用和工期的关系,工程总费用直接费间接费,T（工期）,C(费用),间接费,直接费,总费用,最优工期,工期费用关系示意图,D（时间）,C(直接费),DC(最短持续时间),工作持续时间与直接费的关系示意图,临界点,正常点,DN(正常持续时间),D（时间）,C(直接费),DC(最短持续时间),工作持续时间与直接费的关系示意图,临界点,正常点,CC,(最短时间直接费),CN,(正常时间直接费),DN(正常持续时间),费用优化的方法与步骤：,（）按工作正常持续时间画出网络计划，找出关键线路、工期、总费用；,（）计算各工作的直接费用率C,（）压缩工期；,（）计算压缩后的总费用：,（）重复、步骤，直至总费用最低。,压缩工期时注意,压缩关键工作的持续时间；,不能把关键工作压缩成非关键工作；,选择直接费用率或其组合（同时压缩几项关键工作时）最低的关键工作进行压缩，且其值应间接费率。,例题：,已知某工程计划网络如图，整个工程计划的间接费率为0.35万元/天，正常工期时的间接费为14.1万元。试对此计划进行费用优化，求出费用最少的相应工期。,2,1,5,4,10(6),3,6,7.0(7.8),7(4),9.2(10.7),8(6),5.5(6.2),15(5),11.8(12.8),10(5),6.5(7.5),12(9),8.4(9.3),最短时间直接费,正常时间直接费,最短持续时间,正常持续时间,（）按工作正常持续时间画出网络计划，找出关键线路、工期、总费用；,2,1,5,4,10(6),3,6,7.0(7.8),7(4),9.2(10.7),8(6),5.5(6.2),15(5),11.8(12.8),10(5),6.5(7.5),12(9),8.4(9.3),工期T37天,总费用直接费用间接费用,（7.09.25.511.86.58.4）14.1=62.5万元,（）计算各工作的直接费用率C,0.2,0.5,0.35,0.1,0.2,0.3,2,1,5,4,10(6),3,6,0.2,7(4),0.5,8(6),0.35,15(5),0.1,10(5),0.2,12(9),0.3,直接费用率,最短持续时间,正常持续时间,（）压缩工期；,第一次：,选择工作，压缩天，成为天；,2,1,5,4,10(6),3,6,0.2,7(4),0.5,8(6),0.35,(5),0.1,10(5),0.2,12(9),0.3,直接费用率,最短持续时间,正常持续时间,（）压缩工期；,第一次：,工期变为30天，也变为关键工作。,选择工作，压缩天，成为天；,2,1,5,4,10(6),3,6,0.2,7(4),0.5,8(6),0.35,(5),0.1,10(5),0.2,12(9),0.3,直接费用率,最短持续时间,正常持续时间,（）计算压缩后的总费用：,2,1,5,4,10(6),3,6,0.2,7(4),0.5,8(6),0.35,(5),0.1,10(5),0.2,12(9),0.3,直接费用率,最短持续时间,正常持续时间,第二次：,选择工作，压缩1天，成为9天；,2,1,5,4,9(6),3,6,0.2,7(4),0.5,8(6),0.35,(5),0.1,10(5),0.2,12(9),0.3,直接费用率,最短持续时间,正常持续时间,工期变为29天，、也变为关键工作。,第二次：,选择工作，压缩1天，成为9天；,2,1,5,4,9(6),3,6,0.2,7(4),0.5,8(6),0.35,(5),0.1,10(5),0.2,12(9),0.3,直接费用率,最短持续时间,正常持续时间,计算压缩后的总费用：,2,1,5,4,9(6),3,6,0.2,7(4),0.5,8(6),0.35,(5),0.1,10(5),0.2,12(9),0.3,直接费用率,最短持续时间,正常持续时间,第三次：,选择工作，压缩3天，成为9天；,2,1,5,4,9(6),3,6,0.2,7(4),0.5,8(6),0.35,(5),0.1,10(5),0.2,9(9),0.3,直接费用率,最短持续时间,正常持续时间,工期变为26天，关键工作没有变化。,第三次：,选择工作，压缩3天，成为9天；,2,1,5,4,9(6),3,6,0.2,7(4),0.5,8(6),0.35,(5),0.1,10(5),0.2,9(9),0.3,直接费用率,最短持续时间,正常持续时间,计算压缩后的总费用：,2,1,5,4,9(6),3,6,0.2,7(4),0.5,8(6),0.35,(5),0.1,10(5),0.2,9(9),0.3,直接费用率,最短持续时间,正常持续时间,第四次：选择直接费用率最小的组合和，但其值为0.4万元/天，大于间接费率0.35万元/天，再压缩会使总费用增加。,优化方案在第三次压缩后已经得到。,2,1,5,4,9(6),3,6,0.2,7(4),0.5,8(6),0.35,(5),0.1,10(5),0.2,9(9),0.3,直接费用率,最短持续时间,正常持续时间,最优工期为26天，其对应的总费用为60.45万元，网络计划如下。,作业,某工程网络计划如图，已知间接费率为150元/天试求出费用最少的工期。,1,4,2,10(6),3,5,2000(2200),18(4),1600(3000),16(12),600(1000),11(4),1000(1600),22(12),2000(4500),12(8),1600(2400),最短时间直接费,正常时间直接费,最短持续时间,正常持续时间,6,14(6),1000(2220),三、资源优化资源是为完成施工任务所需的人力、材料、机械设备和资金等的统称。完成一项工程任务所需的资源量基本上是不变的，不可能通过资源优化将其减少。资源优化是通过改变工作的开始时间，使资源按时间的分布符合优化目标。如在资源有限时如何使工期最短，当工期一定时如何使资源均衡。,1、“资源有限，工期最短”的优化 该优化是通过调整计划安排，以满足资源限制条件，并使工期增加最少的过程。2、“工期固定，资源均衡”的优化,(一)资源有限、工期最短问题 若所缺资源仅为某一项工作使用：重新计算工作持续时间、工期（调整在时差内不影响工期；关键工作影响工期）。若所缺资源为同时施工的多项工作使用：后移某些工作，但应使工期延长最短。,优化步骤：1、计算每天资源需用量。2、从开始日期起逐日检查资源数量：未超限额方案可行，编制完成；超出限额需进行计划调整。3、调整资源冲突1）找出资源冲突时段的工作；2）确定调整工作的次序：原则：先调整使工期延长最小的施工过程.方法：例如有m-n和i-j两项工作资源冲突，,工期延长值：Tm-n,i-j=EFm-nLSi-j 或=EFm-nESi-j TFi-j Tm-n,i-j为负或0，对工期无影响，为正工期延长。故应取T最小的调整方案。即：要将LS值最大的工作排在EF值最小的工作之后。方案1：将i-j排在m-n之后则：Tm-n,i-j=EFm-nLSi-j=1514=1方案2：将m-n排在i-j之后则：Ti-j,m-n=EFi-jLSm-n=1710=7,4、绘制调整后的网络计划图，重复14步骤，直到满足要求。5、示例,调整时注意,不改变网络计划中各工作之间的逻辑关系；,不改变各工作的持续时间；,一般不允许中断工作，除规定可中断的工作之外；,选择将哪一项工作安排在另一项工作之后开始，标准是使工期延长最短；调整的次序为：先调整时差大的，资源小的工作。,案例,已知某工程双代号网络计划如图，若资源需要量为15,试对其进行资源优化。,资源需要量,3,1,5,2,5,8,3,4,3,14,2,7,2,5,持续时间,4,11,4,5,6,6,10,（1）绘制早时标网络计划，并计算每个单位时间的资源需要量；,资源需要量,3,1,5,2,5,8,3,4,3,14,2,7,2,5,持续时间,4,11,4,5,6,6,10,1,2,8,11,4,10,14,7,23,19,24,10,7,5,3,4,5,6,5,18,1,2,8,11,4,10,14,7,23,19,24,10,7,5,3,4,5,6,5,18,（2）从计划开始之日起，逐个检查每个时间段的资源需要量是否超过资源限量；,（3）分析超过资源限量的时段，将一项工作安排在另一项工作之后开始，以降低该时段的资源需要量；,第一次：,将放在之后；,（4）绘制调整后的网络计划，重新计算每个时间单位的资源需要量；,1,2,8,11,4,10,14,7,23,19,24,10,7,5,3,4,5,6,5,18,8,14,15,19,24,7,5,3,18,21,8,14,15,19,24,7,5,3,18,21,第二次：,绘制调整后的网络计划，重新计算每个时间单位的资源需要量；,将放在之后；,8,14,15,11,24,5,3,18,21,8,14,15,19,24,7,5,3,18,21,8,14,15,11,24,5,3,18,21,第三次：,绘制调整后的网络计划，重新计算每个时间单位的资源需要量；,将放在之后；,8,14,15,11,13,3,1,2,11,4,10,7,4,5,6,5,10,15,8,14,15,11,24,5,3,18,21,8,14,工人需要量,作业,某工程的网络计划如图，假定每天只有10个工人可供使用，请进行资源优化。,4,1,5,2,9,3,5,6,6,5,5,3,3,7,1,持续时间,8,2,4,7,1,1,1,2,3,5,4,工人需要量,4,1,5,2,9,3,5,6,6,5,5,3,3,7,1,持续时间,8,2,4,7,1,1,（1）绘制早时标网络计划，并计算每个单位时间的资源需要量；,5,2,6,1,3,4,1,5,13,7,13,8,5,6,5,1,2,3,5,4,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,5,2,6,1,3,4,1,5,13,7,13,8,5,6,5,（2）从计划开始之日起，逐个检查每个时间段的资源需要量是否超过资源限量；,（3）分析超过资源限量的时段，将一项工作安排在另一项工作之后开始，以降低该时段的资源需要量；,第一次：,将放在之后；,（4）绘制调整后的网络计划，重新计算每个时间单位的资源需要量；,1,2,3,5,4,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,5,2,6,1,3,4,1,5,13,7,13,8,5,6,5,1,2,3,5,4,5,2,6,1,3,4,1,5,8,7,13,10,6,5,1,2,3,5,4,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,5,2,6,1,3,4,1,5,8,7,13,10,6,5,第二次：,绘制调整后的网络计划，重新计算每个时间单位的资源需要量；,将放在之后；,3,8,7,13,10,6,5,1,2,3,5,4,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,5,2,6,1,3,4,1,5,8,7,13,10,6,5,10,1,2,3,5,4,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,5,2,6,1,3,4,1,5,8,7,13,10,6,5,10,第三次：,绘制调整后的网络计划，重新计算每个时间单位的资源需要量；,将放在之后；,3,8,7,10,9,5,1,2,3,5,4,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,5,2,6,1,3,4,1,5,8,7,13,10,6,5,10,8,衡量资源需求量不均衡程度可用方差 表示，越小，说明资源需求越均衡。,（二）工期固定、资源均衡问题,1、方差值最小法的基本思路 在满足工期不变的条件下，通过利用非关键工作的时差，调整工作的开始和结束时间，使资源需求在工期范围内尽可能均衡。,2、优化的步骤：1）按最早开始时间绘制时标网络计划，并计算每天资源需要量;2)确工作定调整工作(非关键工作)从网络计划的终点节点开始，按工作完成节点的编号值，依次从大到小的顺序逐个选定，同一完成节点有多个可调整工作时，开始时间较迟的先进行调整。3）判断调整效果 利用判断公式：Rl+1+ri-lRi，判断所选工作后移一天后，对资源均衡性的影响，如能改善则后移一天，并判断再后移一天，如此重复，直到不能后移或工作总时差已用完为止。,4）选定新的调整工作并进行调整按步骤2）、3）再选定新的可调整工作并进行调整，直到所有可调整都调整完毕。5）再次调整为使资源均衡性最优，调整完成后，从右到左再进行调整，如此反复。,缺点：在运用判别式时，必须工序每移动一次，就要对网络计划的工序进行调整，重新计算资源量，作图和计算工作量大。,优化实例 如图所示的网络计划，若规定工期为14天，试对其进行资源均衡优化。,解：1、考虑以节点为结束节点的非关键工作,因ES46ES3-6故优先考虑工作36。,若工作36右移1天，则 V1R11（R7r36）9（123）0,因此工作36不必右移1天。,若工作36右移2天，则 V2R12（R8r36）5（123）4,因V1V240故工作36可右移2天,同理，可以计算：V35（123）4V45（123）4,因此工作36可以右移4天。,由此可以得到新的网络图,再考虑工作46,若右移1天：V18（204）80,由此可以得到新的网络图,若右移2天：V28（84）4,若右移3天：V38（94）3,由此可知，工作46右移1天即可。,由此可以得到新的网络图,其余节点可依此类推，得到最终的优化网络图（近似）。,从初始网络计划的劳动力动态曲线和优化后的劳动力动态曲线可以看出，在工期范围内的资源需求量趋向均衡化。,衡量资源曲线均衡性的指标除了方差以外，我们还可以用资源需求的不均衡系数来描述：,在上例中，Rm11.85 优化前，K1.7 优化后，K1.35由此可见，经过资源优化，资源的需求趋于均衡化。网络优化在网络计划的应用中具有十分重要的地位，在工程实践中具有十分重要的现实意义。要求大家对工期成本优化和资源优化的基本原理和方法能熟练掌握。,(二)用“使极差值为最小”方法均衡资源极差值为：资源平均值为常数，因此欲使极差值最小，应使 最小，即使每天资源的最大用量为最低，常用“削高峰法”。利用时差将高峰的某些工序后移以逐步降低峰值，每次削去高峰的一个资源计量单位，反复进行直到不能再削为止。,例题,(天数),1,0,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,20,15,10,5,0,(人数),18,19,20,9,5,1,调整的基本原则是(时差法)：,(1)、尽量保证关键工作的日资源需求量。,(2)、利用非关键工作的时差错开各工作的使用资源时间。,(3)、在技术、章程允许条件下，可适当延长时差大的工作的工时，或切断某些非关键工作，以减少日总需求量。,具体方法是按资源的日需求量所划分的时间段逐步从始点向终点进行调整，本例中，第一个时间段为0,2，需求量为18人/日，在调整时要对本时间段内各工作按总时差的递增顺序排队编号，如：工作(1,2),总时差0，编为1#工作(1,4),总时差1，编为2#工作(1,6),总时差7，编为3#,1,0,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,(天数),20,15,10,5,0,(人数),9,19,20,18,5,1,接着调整2,3时间段。在编号时要注意，如果已进行中非关键工作不允许中断，则编号要优先考虑，把它们按照新的总时差与最早开始时间之和的递增顺序排列。否则同于第一段的编号规则。本例中(1,4)为已进行中的规则，假设不允许中断。而(2,3)为关键工作，(1,6)还有时差5天，则编号顺序为：,工作(1,4),总时差1，编为1#工作(2,3),总时差0，编为2#工作(1,6),总时差5，编为3#工作(1,4)与(2,3)累加所需人力资源数为10人/日，所以工作(1,6)要移出2,3时间段。调整结果见下图。,以后各时间段类似处理，经过几次调整，可得结果图。此时人力日需求量已满足不超过10人的限制。总工期未受影响。必要时总工期可能会延迟。,