概念分析法在施工段排序优化中研究

　　摘要：针对施工段排序优化问题，本文提出了一种简捷的工程排序优化方法—概念分析法，本文给出了概念分析法的算法分析和计算过程，最后通过某个综合楼项目进行验证该方法的可行性。用该法进行分析计算的特点是思路同其他方法相比更清晰，容易掌握，特别施工单位工程技术人员的实际水平。
　　关键词：施工优化；概念分析法；工程排序
　　引言
　　建筑施工组织的任务就是针对工程施工的复杂性，来研究工程建设的统筹安排与系统管理的客观规律，研究如何组织计划一项拟建工程的全部施工，寻求最合理的组织方法，实现工程建设计划和设计的要求，提供各阶段的施工准备工作内容，对人力、资金、材料、机械和施工方法等进行科学合理的安排，协调施工中各施工单位、各工种之间、资源与时间之间、各项资源之间的合理关系。
　　一、施工排序优化概述
　　工程排序优化的实质就是加工对象和加工过程及其排列顺序的优化。目前有两种工程排序优化：单向工程排序优化和双向工程排序优化。单向工程排序优化是在工程顺序固定产品加工顺序可变的约束条件下，而寻求的工程排序优化。这时它的工程排序模式有n!种。就施工项目而言，由于施工过程排序是固定不变的，而施工段的排序是可变的，故它属于单向工程排序优化问题。这是本文的研究对象。双向工程排序优化是在工序顺序和产品加工顺序均可变的约束条件下，而寻求的工程排序优化。这时它的流程排序模式有n!m!种。本文在此不对它做研究。
　　二、施工排序优化方法
　　（一）概念分析法的基本原理
　　本方法从流水施工的基本原理出发，通过对工程排序问题深入研究之后，发现并确认影响计算总工期长短的关键是基本排序间歇的大小。根据概念分析计算出工程项目基本流水步距，同时计算出基本排序间歇，建立起基本排序间歇矩阵表，再按照最优工程排序模式确定规则，由矩阵表上寻求其最优方案。
　　（二）算法原理
　　先进行工程项目基本排序流水步距的分析计算，基本排序流水步距的概念为:由于施工段排序不同，任意一个施工过程先后经过任意两个施工段而造成的后一施工段的等待时间。就施工过程j对施工段i及i+l而言，施工段i+1的等待时间等于施工过程j在施工段i的完成时间与在施工段i+1可能的开始时间的差，于是我们建立下面的公式，
　　（1）
　　式中——施工过程j引起的相邻两个施工段i与i+1之间的流水步距;1≤i≤m-1，1≤j≤n-1，m为施工段总数，n施工过程总数;
　　——施工过程j施工段i上的完成时间;
　　为施工段i的流水节拍;
　　——施工过程j在项目i+l上的最早可能开始时间。
　　为施工段i+1的流水节拍;
　　由于组织流水施工的施工过程连续性及最大限度搭接的要求，任意两个施工段i与i+1的基本排序流水步距取所有施工过程引起的施工段i+1等待时间的最大值。即
　　（5）
　　式中l一一施工过程进入相邻两个施工段i与i+l之间的流水步距;其他符号同前。
　　基本排序步距确定之后，就可以求得基本排序间歇，根据基本排序间歇的概念:由于施工段排序不同，全部施工过程先后经过任意两个施工段而造成的后一施工段空闲时间的总和。就施工过程j对施工段i及i+l而言，施工段i+1的空闲时间等于施工过程j在施工段i+l的开始时间与在施工段I的完成时间的差，于是我们建立下面的公式，即
　　（3）
　　式中——施工过程j引起的相邻两个施工段i与i+l的流水间歇;
　　——施工过程i在施工段i+l的开始时间;
　　（4）
　　其他符号同前。
　　于是，任意两个施工段i与i+l的基本排序间歇为:
　　（5）
　　（三）施工段排序优化步骤
　　基本排序间歇计算出后，建立起基本排序间歇矩阵表，再按照最优工程排序模式确定规则，由矩阵表上寻求其最有方案。
　　1.根据公式（2）和公式（5），分别求出各种可能基本排序间歇，.
　　2.列出基本排序间歇矩阵表。
　　3.按下列规则确定最优工程排序模式:
　　(1)在基本排序间歇矩阵表中找出最小的数（可能不止一个），记录下其行编号，作为最先进行的施工段，记录下其列编号作为第二个进行的施工段，接着，从第二个进行的施工段编号（可能不止一个）所在的行找出相对最小的数（可能不止一个），记录下起列号作为第三个进行的施工段，…依此类推，直至找出全部施工段的排序。
　　(2)分别计算出所找出的排序的间歇总和，其最小值所对应的排序作为最优施工段排序模式，可由式（6）确定，其计算总工期可由式（7）确定。
　　（6）
　　（7）
　　
　　三、项目分析
　　上海某公司在2009年承建某综合楼工程，建筑面积5500平方米，局部七层，框架结构，按工期要求，计划当年完成主体结构工程。由于开工时间较晚，工期显得比较紧张，在我们尽可能的多投入人力、物力的同时，对施工组织设计进行了认真的编制，重点研究了工程排序优化问题。
　　根据该工程的平面形式特点，我们将其分成四个施工段，经过工程量计算，套用施工定额，计算出了各施工过程在各个施工段上的流水节拍，由于流水节拍各不相同，故通过合理安排施工段排序来达到缩短工期的目的是可行的。在此，仅以一个自然层为例，作以说明。各施工过程在各施工段上的流水节拍见表1所示。利用本文的概念分析法对施工段进行优化，输入施工段数M：4施工工序数N：3。
　　表1施工持续时间表

　　循环输入各工序在各施工段上的持续时间。输出最短工期为18天，优化后比优化前工期缩短了1.5天，因为这仅是针对一个自然层来说的，而且是在没有增加人力、物力、财力的前提下取得的。从经济效益角度来看，该工程每天仅投入的人力就在百人左右，再加上工程间接费用，施工成本降低的总数是相当可观的。
　　四、结论
　　现代建筑施工是一项非常复杂的管理工作，尽管理论上的流水施工方法和实际情况会有差异，甚至很大的差异，但是它所总结的一套安排施工生产活动的方法和计算分析的原理，对于施工生产活动的组织，还是具有很大帮助的。无论是理论研究人员，还是工程实践人员，理应不懈地努力探索，并充分利用先进的工具，把工程施工管理水平稳步地向前推进。
　　参考文献：
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　　[2]杨劲，李世蓉.建设项目进度控制[M].北京:地震出版社.2008.7
　　[3]田永复.怎样编制施工组织设计[M].北京:中国建筑工业出版社，2009.9