网络计划优化.pptx
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1、PART 1:工期优化第1页/共83页工期优化工期优化:以缩短工期为目的,对初始网络计划加以调整,以达到要求的工期目标或在一定的约束条件下使工期最短的过程。概念方法 压缩关键线路中关键工作的持续时间 优化工作组织方式 调配计划机动资源 优选工作的可变顺序措施 管理措施 技术措施 经济措施第2页/共83页工期优化方法1:压缩关键线路中关键工作的持续时间在压缩过程中,一定要注意不能把关键工作压缩成非关键工作。因此可能出现多条关键线路,此时要同时压缩多条关键线路。当需要同时压缩多个关键工作的持续时间时,则优选系数之和最小者应优先选择。TipExample12345647821632(1)6(5)3(
2、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已知网络计划如下图,要求工期为11天,对其进行优化。第3页/共83页工期优化方法1:压缩关键线路中关键工作的持续时间(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;TipExample12345647821632(1)6(5)3(2)3(2)6(3)4(2)3(2)0 02 66 69 1115 1512 12ESLS最早开始时间最晚开始时间第4页/共83页工期优化方法1:压缩关键线路中关键工作的持续时间TipExample(4)选择关键工作压缩作业时间,并重新计算工期
3、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。12345647821632(1)6(5)3(2)3(2)4(3)4(2)3(2)0 02 66 69 913 1310 10第5页/共83页工期优化方法1:压缩关键线路中关键工作的持续时间TipExample(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。12345647821632(1)6(5)3(2)2(2)3(3)4(2)3(2)0 02 56 68 812 1299第6页/共83页工期优化方法1:压缩关键线路中关键
4、工作的持续时间TipExample(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。12345647821632(1)5(5)3(2)2(2)3(3)4(2)3(2)0 02 45 57 711 1188第7页/共83页工期优化方法1延伸-关键线路优化组合缩短工期,首先应选择关键线路,还需考虑多条关键线路的优化组合。例如下图所示的原始网络计划,计算工期为18月。如果该项目需要提前一个月交付使用,可行的关键工作组合方案有四组。ADAEGN第8页/共83页工期优化方法2:优化工作组织方式在同一时间内开展更多的工作,集中资源投入
5、,充分利用施工现场空间。TipExample1)将顺序作业调整为平行工作2)将顺序作业调整为流水作业 第9页/共83页工期优化方法3:调配计划机动资源从非关键线路调出资源,亦即利用非关键工作的机动时间有两种方式:TipExample1)推迟非关键工作的开始时间 2)延长非关键工作的持续时间第10页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序如果一个施工项目可以划分成若干个流水段(即施工段),且每个流水段都要经过相同的若干道工序,而每道工序在各个流水段上的持续时间又不完全相同,如何选择合理的流水顺序?不同的流水顺序总工期不同,我们可以找出总工期最短的最优流水次序。流水作业进度计划,有、四个施工段
6、,每个施工段均包含a、b、c、d、e五道工序施工段流水顺序为T=22天施工段流水顺序为T=20天施工段流水顺序为T=23天第11页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序分析法分析法树枝图法树枝图法最小系数法最小系数法约翰逊法则约翰逊法则最短施工时间最短施工时间第12页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序分析法分析法分析法的基本原则是:通过层层分析,逐步进行选位,最后得出排列次序。假定有m个工程或施工段,在每个施工段上需要完成A和B两道工序,A称为先行工序,B称为后续工序。设为第 i 工作面上完成工序 j 所需的时间,若所有工作面均应先完成工序A再完成工序B,则此任务的横道计划为:
7、m个施工段2道工序时的施工次序问题第13页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序分析法分析法 其中:第一项为工作B在所有施工段上作业时间之和(为常数);第二项为工作B开工必须等待时间。对工序B来说,工程总的施工时间应为:工程总的施工时间对工序A来说,应为 其中:第一项表示工序A在所有施工段上作业时间之和(为常数);:第二项为工序B在第m (最后)施工段上的施工时间。由此可见,总工期至少应为两者中的较大值。第14页/共83页()在所有 tij 中找出最小tiA的或tiB;工期优化方法4:优选工作的可变顺序分析法分析法 美国学者约翰逊(S.M.Johnson)-贝尔曼(R.Bellman)在
8、1954年提出了一种简单的寻求最短施工时间的排序方法,通常称为“约翰逊.-贝尔曼”法则,这个法则的基本原理是:必须在tmB和t1A中挑其最小值,先行工序排在前面,后续工序排在最后。挑出一个以后,任务数量减少一项,但仍可列出上述关系,只是任务项数为(m-1)个而已。排序方法按此顺序进行,最终可得到最佳施工顺序。约翰逊法则()若最小值为 tiA,则该施工段优先施工;若最小值为tiB,则将该施工段排在最后施工。若有几个数值同时达到最小值,可得多个组合安排结果,即存在两个或两个以上工期相等的最佳施工顺序()将已排好序的施工段除去,余下的施工段再回到步骤(1)和(2)继续判断、排序,直到全部施工段的施工
9、顺序都确定为止。第15页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序分析法分析法 某工程队拟对相邻的五座小桥的基础工程进行流水作业法施工,按工程队的机具设备等施工能力,经计算求得各小桥的挖基和砌筑基础两道工序的作业时间(日)如表所示,试确定其总工期最短的施工顺序。案例剖析:第16页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序分析法分析法 第一步,从表的10个数据中找出最小值1,它是施工段的后续工序,故将排在最后施工。第二步,把排除,考虑余下的、四个施工段的8个数据,最小值是2,是施工段的先 行工序,故将排在最先施工。第三步,再把排除,考虑余下的、三个施工段的6个数据,最小值是4,是施工段的先行
10、 工序和施工段的后续工序,那么应将排在第二位,而将排在倒数第二位。余下就是 第三位了。至此,5个施工段的施工次序为:。案例剖析:排序方法第17页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序分析法分析法 最优施工顺序的网络计划图 按顺序组织流水施工的总工期为25d。若不按此原则确定施工顺序,一般不能取得最短的施工周期。例如,若按的次序施工,总工期需要33d。从数学上可以证明,在五个施工段的120种排序方案中,25d是工期最短的方案。案例剖析:第18页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序分析法分析法 (2)第三道工序C在各施工段上持续时间的最小值mintiC大于或等于第二道工序B在各施工
11、段上持续时间的最大值maxtiB,即:m个施工段3道工序时的施工次序问题 或者符合上述二个条件之一时,则可将三道工序的施工顺序问题转化成两个工序的施工顺序问题予以解决。即三个工序可列出三个工期,取大值即maxTA,TB,TC为其下限,TA TB TC分别为:(1)第一道工序A在各施工段上持续时间的最小值 mintiA 大于或等于第二道工序B在各施工 段上持续时间的最大值maxtiB,即:m个施工段上完成相同的A、B、C三道工序时,当能满足下列条件:第19页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序分析法分析法若亦即则可由取代;同理,若,则即也可由取代。故三道工序只要符合上述条件之一者,即可视
12、同二道工序来排序,但需修正,即将 相应加在原来的TA和TC中 =按 及 调整后再依完成多个施工段上两道工序排列方法得到最佳施工顺序第20页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序分析法分析法()判断 条件或 是否成立。若成立,则转入第二步,否则停止。()将第一道工序和第二道工序在各施工段上的持续时间依次加在一起;将第二道工序和第三道工序在各施工段上的持续时间依次加在一起()将第二步得到的两个工作持续时间序列看作两道工序的持续时间,按m个施工段2道工序时的施工次序排序方法求出最优施工顺序(4)施工顺序排定后,再按三道工序在各施工段上的持续时间,计算进度计划施工工期具体步骤:第21页/共83页
13、工期优化方法4:优选工作的可变顺序分析法分析法某工程项目有5个施工段,每个施工段均有相同的3个施工过程(工序),各施工段上各工序的作业持续时间如表所示,试排列各施工段的施工顺序,使其施工总工期最短。案例剖析:第22页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序分析法由表可知,故可按二道工序多施工段的施工顺序排列方法进行。假想的两道工序(A+B)和(B+C)在各施工段上的施工时间如所示。最优施工次序为:。第23页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序树枝图法 当m个施工段三道工序的施工次序问题不能满足条件 或 时,就不能按上述方法确定施工顺序,可以采用树枝图法。第24页/共83页工期优化方
14、法4:优选工作的可变顺序树枝图法 首先任意取一个施工段作为最先开工 故由此出发,可伸出m个枝条向前选择,例如有四个施工段上要完成三道工序,如上图。每一节点表示施工顺序选择方向,从0开始,如选第一施工段先开工即由 ,对节点列出最早完成时间,因有三个工序,故可列出对节点的 ,选最大值为节点 之下限。同理若第二施工段最先施工,在节点处亦可由 计算节点的下限 比较节点、之下限值,找出最小值的节点前进,如若是节点最小,可在引出分枝 获其下限后,选择最小值再与、相比,再分列枝线前进,直到最佳。步骤:第25页/共83页各节点下限值的求法如下:设任一节点P,到此节点时,在m个施工段上有r个施工段工作的次序已经
15、排好,以 表示,则尚未安排施工段的还有(m-r)个,以 来表示,因前r个施工段已排定次序,对A、B、C三个工序来说,、的最小值分别为:工期优化方法4:优选工作的可变顺序树枝图法树枝图法式中:所有已安排的r个施工段上完成A工序所需的时间;所有已安排的r个施工段上完成B工序所需的时间;所有已安排的r个施工段上完成C工序所需的时间。得出节点P之下限值 或 以表示,其值应为:各节点下限值的求法如下:第26页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序树枝图法树枝图法在三个施工段上完成三道工序,其施工持续时间如下所示,工序先后按ABC次序进行,试确定施工顺序,使其施工时间最短。案例剖析:第27页/共83
16、页工期优化方法4:优选工作的可变顺序树枝图法树枝图法 先求节点、和的下限值,即分别以、和施工段最先施工,按上述公式计算得:案例剖析:第28页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序树枝图法树枝图法先求 ,的值。将上面计算出的下限值标注在节点旁案例剖析:经比较 为最小,故以节点再往前分枝,有和,表示在节点工作完成后,分别选第施工段和第施工段作为第二次序施工,可得和的下限值。第29页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序树枝图法树枝图法节点,的下限值为:案例剖析:第30页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序树枝图法树枝图法经比较可知下限值最小为,故又各以节点和再分枝 ,得:将计算
17、结果填入图中案例剖析:第31页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序树枝图法树枝图法将此结果填入图中,并与节点12比较,可知为最小,故总工期最短的最优顺序应为。第32页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序树枝图法树枝图法 按树枝图法确定施工顺序,比较麻烦。通常对不能满足 或 条件的多施工段三道工序的施工顺序安排,可按把三道工序简化为两道工序的方法作为其近似解。多施工段三道及三道以上工序的施工顺序安排,也可选择采用最小系数法、最短施工时间规则等排序优化的近似方法。将此结果填入图中,并与节点12比较,可知 为最小,故总工期缩短的最优顺序为。缺点:缺点:第33页/共83页工期优化方法4
18、:优选工作的可变顺序最小系数法最小系数法是一种简便、迅速、实用的排序优化近似方法虽然未必能得到最优结果,但它可以一次求解,排序方案优化程度较高优点:只需较高优化程度,不一定要确定最优方案的施工项目适用:案例剖析:某工程包含四个施工段,每个施工段的完成均需经过四道工序,现采用流水作业法组织施工,以下图表为各工序在各施工段上的持续时间,试确定施工顺序。第34页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序最小系数法最小系数法 对各施工段若按照的顺序进行施工,施工工期为35周,并非最优方案。若 列出全部排序方案4!=24个,又嫌麻烦。最小系数法可以解决这一问题,具体步骤如下:(1)将施工队按先后工艺顺
19、序分成数量上相等的前后两个部分(S1和S2)。如遇施工队数量为奇 数,则中间施工队的施工持续时间平分于前后两部分。(2)计算各个施工段的排序系数排序系数定义为:对于 施工段:施工段:第35页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序最小系数法最小系数法同理,得:施工段之;施工段之(3)按最小排序系数确定施工次序 将各施工段的排序系数由小至大顺序进行排列,就可得出较优的施工顺序,表中,施工顺序为时,施工工期为30周。可以验证,本例采用最小系数法得出的施工顺序为次最优方案。最小系数法计算程序第36页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序最小系数法最小系数法施工网络计划图第37页/共83页工
20、期优化方法4:优选工作的可变顺序最短时间规则最短时间规则最短施工时间规则就是在保证工艺顺序和资源供应不变的情况下,将施工持续时间最短的工序安排在最前面,然后按持续时间由短到长依次排列,这样就能尽早创造足够的工作面,缩短工期。对于任何一项施工任务,其施工进度可表示为:tij为第i施工段上完成工序j所需的时间第38页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序最短时间规则最短时间规则第一施工段前(n-1)道工序施工持续时间之和;第n道工序在m个施工段上的持续时间之和;第n道工序所有施工间断时间之和。在对施工顺序进行优化时,首先是选择T1最小的施工段作为第一施工段;其次,根据最后一道工序相邻施工段之
21、间间断时间最小的原则,选择下一个施工段;最后,根据求出的T1,T2和T3之和,确定施工工期。第39页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序最短时间规则最短时间规则 施工段工序A5432B3513C4625D6573案例剖析:专业施工队作业持续时间表(时间单位:周)与前面的最小系数法对比,用最短施工时间规则来确定施工顺序。某工程包含四个施工段,每个施工段的完成均需经过四道工序,现采用流水作业法组织施工,以下图表为各工序在各施工段上的持续时间,试确定施工顺序。第40页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序最短时间规则最短时间规则首先,列出第一次决策矩阵表,如图所示,选择最先开始的施工段
22、。第一次决策矩阵表由上表可知,施工段,(周),最小,故将施工段列为第一施工段;则T1+T2=6+21=27周最后一道工序再各施工段上的持续时间之和j=1第41页/共83页工期优化方法4:优选工作的可变顺序最短时间规则最短时间规则第二步,确定下一个施工段。根据排定的施工段,计算后续施工段分别为、时,由于相邻施工工序的制约关系所形成的最后一道工序的间断时间T3(1)。施工段先后顺序为时,如图所示。对于和两个施工段来说,段B工序完成到段B工序开始的间断时间为:5-1=4;段C工序完成至段C工序开始的间断时间为:4+(3+2)=5;段D工序(最后一道工序)完成至段D工序开始的间断时间为:5+(4-7)
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