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2020年监理工程师《建设工程目标控制(水利)》基础讲义-建设工程进度控制——第三章 网络计划编制与优化
2022-04-16 | 阅:  转:  |  分享 
  
第一节网络计划编制

一、网络计划编制程序(一)项目范围定义项目范围定义主要内容包括项目名称、项目目标(包括重要里程碑目标)、项目内容、项目成果清单等。项目范围定义是工作分解结构的前提。

(二)创建工作分解结构(WBS)与工作定义工作分解结构(workbreakdownstructure,WBS)是把可交付成果和项目分解成较小、更易于管理的工作的过程。WBS的结构形式通常有两种:一种是按项目形成过程的阶段进行分解;另一种是按照工程组成进行分解。项目本身的复杂程度、规模大小也各不相同,从而形成了WBS图的不同层次。(2)WBS分解详细程度。若分解的工程对象是大而复杂的项目,则应分层分解。2)使用对象。管理层级别越高,分解应越粗;越接近操作层,分解应越细;同一层的项目分解,应考虑到职能部门间、各专业间的分工。

(3)WBS分解原则。1)下一层次是对上一层次百分之百的分解,充分且必要,没有遗漏,并保持系统的完整性。2)分解后的任务应该是:可管理的、可定量检查的、可分配任务的、独立的。3)项目的分解应考虑组织管理的需要。

(三)项目工作排序——确定逻辑关系1.逻辑关系的定义确定逻辑关系是识别和记录项目活动之间关系的过程,其主要作用是定义工作之间的逻辑顺序,以便在既定的所有项目制约因素下获得最高的效率。逻辑关系可以用紧前工作表示,也可以用紧后工作表示。逻辑关系的定义包含四种情况,见图3-1-3。(1)完成到开始(FTS)(2)完成到完成(FTF)(3)开始到开始(STS)(4)开始到完成(STF)

2.逻辑关系的类型(1)强制性逻辑关系。建设过程要符合基本建设程序或规范要求;在建筑项目中,只有在地基建成后,才能设计地面结构。强制性依赖关系又称硬逻辑关系。(2)选择性逻辑关系。即便还有其他逻辑关系可用,选择性逻辑关系应基于具体应用领域的最佳实践或项目的某些特殊性质对工作顺序的要求来创建。根据普遍公认的最佳实践,在建造期间,应先完成卫生管道工程,才能开始电气工程。(3)外部逻辑关系。外部逻辑关系是工作与外部环境之间的依赖关系,这些依赖关系往往不在项目控制范围内。如需要开工审批的项目,必须经过政府审批后才能够开始施工。(4)内部逻辑关系。内部逻辑关系是项目工作之间的依赖关系,通常在项目的控制之中。例如,只有完成设备安装之后,才能进行调试。

(四)工作历时估算1.工作历时估算方法确定进度计划中各项工作的工作历时是计算项目计划工期的基础。在工作项目的工程量一定的情况下,工作持续时间与安排在工作上的设备水平、人员技术水平、人员与设备数量、效率等有关。在现阶段,工作项目持续时间的确定方法主要有下述几种:(1)参数估算。参数估算指按实物工程量和定额标准计算。对于分部分项工程的各项工作项目,可根据工程量、人工、机械台班产量定额和合理的人、机数量按下式计算:式中t——工作基本工时;W——工作的实物工程量;R——台班产量定额;m——施工人数(或机械台班数)。

(3)三点估算。通过考虑估算中的不确定性和风险,可以提高持续时间估算的准确性。有些工作任务没有确定的实物工作量,或不能用实物工程量来计算工时,又没有颁布的工期定额可套用,例如试验性工作或新工艺、新技术等。在这种情况下,可以釆用三点估算来计算:式中to——乐观估计工时;tm——最可能工时;tp——悲观估计工时。上述三种工时是在经验基础上,根据实际情况估计出来的。根据上述方法确定了工作的基本工时后,还应考虑其他因素进行调整。在实际工作中,经常选择几种主要因素加以考虑。调整公式为T=KtK=K1K2K3式中T——工作项目的持续时间计划值;K——综合修正系数;K1——自然条件(天气、水流、地质等)影响系数;K2——技术熟练程度影响系数;K3——与外单位或工种协作条件修正系数。K1、K2、K3都是大于1或等于1的系数。其值应根据工程实践经验和具体情况来确定。在缺少经验数据时,综合调整系数可参考取下列值:当t≤7天时,K=1.25~1.4;当t>7天时,K=1.1~1.25。

2.工作历时估算需考虑的因素(1)收益递减规律(2)资源数量(3)技术进步(4)员工激励。

(五)资源估算与分配资源包括人员、材料、设备及其他资源。(六)项目成本估算工作成本估算方法包括类比估算、参数估算、三点估算等。工作成本估算是制定预算、建立成本基准的基础。根据成本基准,确定总资金需求和阶段性(如季度或年度)资金需求。(七)形成工作明细表在确定逻辑关系、工作历时估算、资源估算、成本估算的基础上,对应WBS中的每项工作进行登记汇总,编制工作明细表,见表3-1-3。

二、网络计划的评审(一)进度计划的基础数据、基本关系是否正确、准确(二)进度计划是否满足工期目标的要求(三)进度计划所需的资源过程是否可行、合理(四)进度计划的成本是否合理(六)进度计划是否满足时限要求(七)进度计划中采用的技术方案是否可行(八)分析计划按期完成的可能性

第二节网络计划优化

一、工期、资源、工程成本之间的关系

三、资源优化资源优化有两类问题:①资源有限,工期最短的优化;②工期固定,资源均衡的优化。(一)资源有限,工期最短的优化1.RSM法的原理其中工作P、Q、R各需一台起重机,其他工作不需要起重机。现施工单位只有两台起重机,显然在区间(9,11)发生资源冲突。

△TPR=EFP+tR-LFR(3-2-1)△TPR=EFP+tR—LFR=EFP—(LFR—tR)=EFP—LSR将上式写成通式,即如果将工作j安排在工作i按最早结束时间结束后再开始,则工期延长值为△Tij=EFi↓-LSj↑(3-2-2)应该选择EF值最小的工作Q在前,待其结束后,再安排LS值最大的工作R开始是最优的。此时工期延长值为△TQR=EFQ—LSR=11—10=1(天)

RSM法的主要步骤如下:(1)绘制时标网络的每单位时间的资源需要量动态曲线。(2)由前向后逐时段检查网络计划,确定是否存在资源冲突。(3)根据式(3-2-2),逐步调整引起冲突的工作,直到冲突得到解决。(4)修正调整后的网络计划及资源需要量动态曲线。(5)重复(2)、(3)、(4)步骤,直到每个时段都不存在资源冲突。

2.RSM法进行资源调整示例该原始计划的总工期为16天。现已知资源限制为工人数最多不超过Rc=40人。要求对该计划进行调整,使之在满足资源限制的条件下,工期最短。表3-2-2计算数据

工作 工作代号 ES EF LS LF 工作时差TFi-j 局部时差FFi-j 持续时间ti-j 资源需要量ri-j/(人/天) ABCDEFGHK 1-21-32-32-43-43-54-54-65-6 001155111111 15461110111614 102658131113 255111113131616 101503202 001501002 153565053 10201416161201816



工作日/天 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 资源需要量/人 30 50 50 50 36 44 28 28 28 28 16 34 34 34 18 18 图3-2-12网络图及资源量工作B:EFB=5,LSB=0工作C:EFC=4,LSC=2工作D:EFD=6,LSD=6其中EF值最小的是工作C,LS最大的是工作D,所以应将工作D安排在工作C结束后再开始。△TCD=EFC-LSD=4-6=-2说明总工期不会延长。

工作日/天 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 资源需要量/人 30 34 34 34 36 44 44 44 44 28 16 34 34 34 18 18 图3-2-13计划调整结果(4)在时段(5,9)内,资源日需要量为R=44>Rc=40,发生资源冲突。引起冲突的工作有D、E、F三项,它们的EF及LS值分别为工作D:EFD=9,LSD=6工作E:EFE=11,LSE=5工作F:EFF=10,LSF=8其中EF最小的是工作D,LS最大的是工作F,所以将工作F安排在工作D结束后再开始,其工期增值为△TDF=EFD-LSF=9-8=1工期延长1天。

工作日/天 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 资源需要量/人 30 34 34 34 36 32 32 32 32 28 28 30 30 30 34 34 16 图3-2-14网络图调整检查图3-2-14中各日的资源需要量,都没有资源冲突,调整结束。结果使工期延长1天。将延长工期(1天)遭受损失的方案,与不延长工期而在第9天调入人力(32+12)-40=4(人)的方案进行比较,择优选用。

(二)工期固定,资源均衡的优化工期已定,只能考虑如何使资源使用比较均衡。设某工程初步网络计划的资源需要量动态曲线见图3-2-15.为简便起见,假定每项工作在其持续时间内需要的资源强度相等。已知计划工期为T,则所需资源的平均需要量Rm为理想的资源计划是每时间段的资源需要量Rt,都等于Rm。显然,对于实际资源过程来说,越接近这一理想标准,资源分配越平衡。因此,整个计划的资源分部不均衡程度E可表达为显然E值越大,说明资源变化幅度也越大。所以,要使资源分配尽可能地均衡,就要使E值达到最小。在对工作的时间调整中关心的是怎样使E变小,而Rm是资源需要量的均值,不会改变,所以可以用下式来衡量资源的不均衡程度。

下面通过图3-2-16来分析如何调整工作的时间,使e值减小,即使资源使用变均衡。在图3-2-16中,根据某网络资源分配的初始方案绘出了相应的资源需要量动态曲线。工作K—L为在时段(i,j)内的其中一项工作,即工作K—L的开始时间为第i+1个工作日的上班始,到第j个工作日下班时结束。假设工作K-L本身需要的资源量为rkL,其自由时差大于零。若将工作K-L后移一天(图3-2-16中虚线位置),则引起的资源需要量变化为(0,j)时段,资源需要量不变;(i+1,j)时段,资源需要量也不变;(j+1,T)时段,虽然工作K—L在每一天的工作进展发生了变化,但资源需要量也没改变;唯独资源需要量发生了变化的是第i+1天内和第j+1天内,即第i+1天,资源需要量变为R’i+1=Ri+1-rk-L第j+1天,资源需要量变为R’j+1=Rj+i+rk-L显然,若Δ1=(Rj+1-Ri+1+rK-L)为负值,即ε1为负值,e值就会减小,说明K-L后移一天的结果会使资源分配更加均衡。反之,若Δ1>0,即ε1为正值,e值会增大,说明K-L后移一天会使资源分配更不均衡,则不能进行这一调整。如果工作K-L在其自由时差范围内再向后移1天,则e值的变化为如果△1+△2<0,则工作K一L右移两天可以使资源分配变均衡。

四、费用优化(一)费用优化的纯压缩法1.网络的压缩最多允许增加费用100元,问如何安排可使工期缩短最多?表3-2-3工作持续时间—费用关系表

工作 节点代号 正常持续时间/天 最快持续时间/天 费用率S/(元/天) 可压缩最多时间 ABCDE 0-20-11-33-42-4 121020610 341069 100300200∞400 961001

例如工作B旁标有6/300,表示该工作现在的工作持续时间为10天,还可以加快6天,其费用率为300元/天。箭头应指向左上方。对于某些由于某种原因不能加快的工作或者某些已经加快到极限的工作,在其箭线上标“×”号。

工程工期变成了26天,费用增加了10×200=2000(元)。B只能压缩4d,每天300块,费用再增加1200。工期压缩至22d。

需再缩短工期,就必须同时压缩工作B及另一条关键路线上费用率最低的工作A。A压缩两天,B压缩两天。相应再增加费用2×(300+100)=800(元)。4.网络压缩的步骤(1)简化网络计划。(2)计算网络计划中各工作的费用率。(3)在简化的网络计划中找出费用率(或组合平行压缩不同路线上工作的费用率)最低的一项或一组关键工作,作为缩短持续时间的对象。(4)考虑网络压缩的限制,确定可压缩量。(5)计算整个网络压缩后的新工期至不能再压缩或者满足要求工期为止。应当指出的是:在(1)中简化去的工作,在最后确定优化方案时应添补出来。

(二)工程总费用最小方案的确定某工程项目计划的正常工期为104天,相应的最小直接费用为1050元。由于工程间接费用可以近似等于间接费用变化率与工程工期的乘积,因此只要知道间接费用变化率i,即能方便地求出间接费用和间接费用曲线。若假设工程的间接费用变化率i=60元/天,则不同工期下的总费用,绘成总费用曲线见图3-2-21。总费用曲线上的最低点对应的工期为总费用最小的工程工期,对应的计划方案即为工程的总费用最小方案。表3-2-4计算数据

工期/天 直接费用/元 间接费用/元 总费用/元 10410096948668 105001062010800109901191015150 624060005760564051604080 167401662016560166301707019230

【例3-2-3】已知某工程的初始网络计划见图3-2-22。各工作的时间-费用关系见表3-2-5。(1)现要求工程10天完工,求工程量的最小直接费用方案。(2)某工程队承包了该工程。合同规定工期为12天,合同价为250万元,若提前完工1天奖金9万元,不计其他变更因素,求工程队完成该工程的净效益最大方案。表3-2-5时间—费用关系表

工作 正常持续时间/天 最小费用/万元 最快持续时间/天 最快费用/万元 各工作可压缩量 各工作费用率 ABCD 4583 52565455 1252 64806060 3 4 3 8 3 2 1 5 (1)第一步:首先将各工作的正常持续时间、费用率、可压缩量分别标注在网络图上。这是工程的初始方案,工期为12天,直接费用为217万元。关键路线为1—2—3—4,非关键工作C的自由时差为FF1-3=1天。第二步:在关键工作A、B、D中选择费用率最小的工作A进行压缩。工作A压缩选择3天和1天中的1d。工期变为11天,不满足要求工期,直接费用增加到217+1×4=221(万元)。此时,关键路线有两条:1—2—3—4和1—3—4。第三步:继续对图3-2-23(b)所示方案压缩1天,有三个比较方案:第三种方案最为合理,即压缩工作D1天,工期变为10天,费用增加到221十1×5=226(万元)(2)求工程队完成该工程的净效益最大方案。这一方案可以从初始网络计划开始,通过逐步压缩网络而得到。但本例中,问题(1)的结果是可以利用的。在上述(1)中的最后一步压缩中,费用率为5万元/天,而本问题中提前完工1天奖金是9万元,对工程队来说是合算的。此时,工程队的奖金净收益为2×9-(1×4+1×5)=9(万元)。所以,本题可以在图3-2-23(c)的基础上进行继续压缩而求得最优方案。继续压缩工作A、C各两天,费用率为4+2=6(万元/天),而提前1天,得奖金9万元,所以,是合算的。压缩结果见图3-2-23(d)。若考虑继续压缩网络计划见图3-2-23(d),费用率最小的方案为同时压缩B、C两项工作,但费用率为10万元/天,比能得到的奖金9万元/天多,显然是不合适的。所以,图3-2-23(d)所示的网络计划为工程队完成该工程的净效益最大的方案,工期为8天。工程队由于提前完工而所得净效益为4×9-(3×4+2×2+1×5)=15(万元)



第三节发包人控制性进度计划的编制

一、发包人控制性进度计划概念发包人的总体控制性进度计划是发包人对项目的建设在时间上和空间上进行全局安排、统一协调的计划。(二)不同水利工程类型工程里程碑节点水利工程按照工程的性质不同可分为三大类,包括枢纽工程、引水工程和河道工程。初步设计批准工期是确定里程碑节点的基础。不同性质水利工程的工程筹备期的内容基本相同,包括对外交通、施工供电及通信、征地移民、招标、签约。表3-3-1工程筹备期里程碑节点

项目 开始时间 完成时间 工作描述 备注 对外交通 对外交通的工作量、制约因素描述及详细安排 施工供电及通信 施工供电及通信的工作量、制约因素描述及详细安排 征地移民 征地移民工作量、制约因素描述及详细安排 招标 招标类型及每种类型招标的时间安排 签约 根据招标节点,制定签约节点 1.枢纽工程导流工程里程碑节点一般包括围堰填筑开始和完成、河床截流、围堰拆除;围堰填筑或围堰拆除根据施工组织设计也可以分期。大坝工程可按浇筑高程、金属结构安装完成、下闸蓄水等确定里程碑节点。泵站、水电站里程碑节点一般包括泵站首台机组安装土建交接工作面、所有机组交接工作面、完成泵站金属结构安装等。表3-3-2某综合水利枢纽的里程碑节点

序号 项目 计划开始/完成日期 工作描述 一 施工准备主要里程碑节点 1 正式开工 2017-10-01开始 二 导流工程主要里程碑节点 1 开始土埂围堰填筑 2017-12-06 2 完成一期上、下游土石围堰填筑 2019-05-31 3 完成厂房上游混凝土围堰浇筑和厂房下游土石围堰填筑 2020-09-30 4 完成右岸二期主河床截流 2020-11-01 5 完成厂房下游土石围堰拆除 2022-11-30 三 大坝工程主要里程碑节点 1 泄洪冲沙底孔坝段完成,底孔弧门机器启闭机安装完成,底孔具备过流条件 2020-09-30 2 厂坝导墙及厂坝导墙坝段浇筑至顶高程 2020-10-31 3 右岸5孔溢流坝段(表孔坝段)混凝土全部浇筑完成 2021-05-31 4 泄洪冲沙底孔下闸蓄水 2022-11-30 5 完成右岸5空溢流坝段(表孔坝段)弧形闸门等金属结构安装 2023-01-31 四 泵站、电站工程主要里程碑节点 1 泵站首台机组安装土建交面 2020-05-31完成 2 泵站所有机组安装土建交面 2020-06-30完成 3 电站首台机组安装土建交面 2021-07-31完成 4 电站所有机组安装土建交面 2021-11-28完成 5 完成泵站电站屋面网架安装 2021-08-31 6 完成泵站、厂房进口拦污栅、闸门及启闭机等金属结构安装 2022-02-28 7 首台机组发电 2022-04-25 8 全部并网发电 2023-01-20

2.引水工程从总体来看,引水工程里程碑节点包括施工准备、主体工程开工、主体工程完工、充水试验、通水验收等。表3-3-3某引水工程里程碑节点

序号 项目 计划开始/完成日期 工作描述 备注 一 施工准备主要里程碑节点 1 正式开工 2011-03-11开始 2 施工场地平整及场内道路完成 2011-04-20 3 混凝土生产系统 2011-04-30完成 4 综合加工厂 2011-04-14完成 5 临时房屋设施 2011-04-10完成 二 渠道工程主要里程碑节点 1 渠道开挖 2011-03-15/2012-09-15 2 渠道填筑 2011-04-15/2012-11-15 3 渠道混凝土衬砌 2011-08-15/2013-05-15 三 河道倒虹吸工程主要里程碑节点 1 导流工程完成 2011-11-30 2 土方开挖 2011-12-01/2012-12-31 3 箱涵施工 2012-12-01/2012-04-30 4 土方回填 2012-05-01/2012-06-15 5 围堰拆除 2012-06-20/2012-07-01 6 设备安装 2012-12-01/2013-05-31 四 充水试验 2013-06-10 五 通水验收 2013-09-10 3.河道工程堤防工程一般分区段实施,可以按照阶段设置里程碑节点,主要节点是填筑高程,重点注意汛期填筑高程,应达到防汛要求。疏浚工程一般分区段实施,主要节点是疏浚河道的长度。景观、交通道路、桥梁、给排水、照明等类型工程,工作之间交叉少,因此根据建设工期需要制定相应的节点目标即可。表3-3-4某河道治理工程里程碑节点

序号 项目 计划开始/完成日期 工作描述 备注 河道治理工程里程碑节点 1 施工临时设置 2016-10-20/2016-10-31 2 临时围堰填筑 2016-11-01/2016-12-31 3 围堰拆除 2017-09-20/2017-10-20 4 河道疏浚 2016-11-01/2017-01-10 5 堤防工程回填 2016-11-01/2017-06-30 6 暗涵工程 2016-11-10/2017-10-05 7 岸墙工程 2016-11-01/2017-09-30

三、发包人进度计划编制注意事项(1)批复的建设工期是发包人编制控制性进度计划的基础。(2)考虑分标方案。根据不同标段的进场时间和主要建设内容,确定里程碑节点。(3)征地移民、建设计划之间的协同性。征地移民是影响工期的重要因素之一。(4)标段之间的协调性。(5)施工期投产的交叉问题。



第四节合同性进度计划编制

一、合同性进度计划概念承包人应按技术标准和要求(合同技术条款)约定的内容和期限以及监理人的指示,编制详细的施工总进度计划及其说明提交监理人审批。监理人应在技术标准和要求(合同技术条款)约定的期限内批复承包人,否则该进度计划视为已得到批准。经监理人批准的施工总进度计划称合同进度计划,是控制合同工程进度的依据。承包人还应根据合同进度计划,编制更为详细的分阶段或分项进度计划,报监理人审批。(二)合同性进度计划编制注意事项(1)应按照要求的项目划分(WBS)方式编制进度计划。(2)进度计划内容应当完整。(3)符合合同约定与投标承诺。

三、合同性进度计划审批(一)审批程序(1)承包人应在施工合同约定的时间内向监理人提交施工进度计划。(2)监理人应在收到施工进度计划后及时进行审查,提出明确审批意见。必要时召集由发包人、设计单位参加的施工进度计划审查专题会议,听取承包人的汇报,并对有关问题进行分析研究。(3)如施工进度计划中存在问题,监理人应提出审查意见,交承包人进行修改或调整。(4)审批承包人提交的施工进度计划或修改、调整后的施工进度计划。(二)审查的主要内容(1)响应性与符合性,即施工进度计划应满足合同工期和阶段性目标(或称进度里程碑)的要求。合同规定的工程完工日期(包括中间完工日期)是承包人编制进度计划的基本要求和约束条件,不得有任何拖延(2)正确性与可行性(3)关键路线选择的正确性。(4)进度计划与资源计划的协调性,即人力、材料、施工设备等资源配置计划和施工进度计划相协调,工程设备供应计划与施工进度计划相协调,进度计划与发包人提供施工条件相协调。(5)各标段施工进度计划之间的协调性。(6)施工强度的合理性和施工环境的适应性。施工进度计划中的施工强度应尽量均衡,既有利于施工质量与安全,又有利于资源调配与降低成本。





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