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4.3 工程項目進度計劃的編制

在工程項目管理中,進度計劃是最廣泛使用的用于分步規劃項目的工具。通過系統地分析各項工作、前后相鄰工作相互銜接關系及開竣工時間,項目經理在投入資源之前在紙上對擬建項目進行統籌安排。項目經理把擬建工程項目中需要的材料、機械設備、技術和資金等資源和人員組織集合起來并指向同一個工程目標,利用通用的工具確定投入和分配問題,提高工作效率。確定在有些工作出現拖延的情況下,對整個項目的完成時間造成的不利影響等。要想成功地完成任何一個復雜的項目,進度計劃都是必不可少的。

4.3.1 進度計劃的分類與編制依據

在工程項目施工階段,工程項目進度計劃是工程項目計劃中最重要的組成部分,是在項目總工期目標確定的基礎上,確定各個層次單元的持續時間、開始和結束時間,以及機動時間。工程項目進度計劃隨著工程項目技術設計的細化和項目結構分解的深入而逐步細化。工程項目進度計劃經過從整體到細節的過程,包括工程項目總工期目標、項目主要階段進度計劃,以及詳細的工期計劃。

1.工程項目進度計劃的類型

根據工程項目進度控制不同的需要和不同的用途,工程項目進度計劃的類型如圖4-5所示,各項目參與方可以制訂多個相互關聯的進度計劃構成完整的進度管理體系。一般用橫道圖方法或網絡計劃進行安排。

圖4-5 工程項目進度計劃的類型

2.工程項目進度計劃的編制依據

工程項目進度計劃與進度安排起始于施工前階段,從確立目標、識別工作、確定工作順序、確定工作持續時間、完成進度計算,并結合具體的工程項目配備的資源情況,進行進度計劃的修正和調整。工程項目進度計劃系統,包括從確定各主要工程項目的施工起止日期,綜合平衡各施工階段的工程量和投資分配的施工總進度計劃,到為各施工過程指明一個確定的施工工期,并確定施工作業所必需的勞動力及各種資源的供應計劃的單位工程進度計劃。進度計劃的編制依據一般有:

(1)擬建項目承包合同中的工期要求;

(2)擬建項目設計圖紙及各種定額資料,包括工期定額、概預算定額、施工定額及企業定額等;

(3)已建同類項目或類似項目的資料;

(4)擬建項目條件的落實情況和工程難易程度;

(5)承包單位的組織管理水平和資源供應情況等。

4.3.2 工程項目進度計劃的編制程序

結合工程項目建設程序、工程項目管理的基本任務要求,編制工程項目進度計劃,要滿足以下要求:合同工期要求;合理組織施工組織設計,設置工作界面,保證施工現場作業人員和主導施工機械的工作效率;力爭減少臨時設施的數量,降低臨時設施費用;符合質量、環保、安全和防火要求。

隨著項目的進展,技術設計的深化,結構分解的細化,可供計劃使用的數據越來越詳細,越來越準確。項目經理根據項目工作分解結構及對工作的定義,計算工程量,確定工程活動(工程項目不同層次的項目單元)或工作之間的邏輯關系,按照各工程活動(工程項目不同層次的項目單元)或工作的工程量和資源投入量計劃計算持續時間,統籌工程項目的建設程序、合同工期、建設各方要求,確定各工程活動詳細的時間安排,即具體的持續時間、開竣工時間及機動時間。輸出橫道圖和網絡圖,同時,得到相應的資源使用量計劃。

1.計算工程量

依據工程施工圖紙及配套的標準圖集,工程量清單計價規范或預算定額及其工程量計算規則,建設單位發布的招標文件(含工程量清單),承包單位編制的施工組織設計或施工方案,結合一定的方法,進行計算。

2.確定工程活動之間的邏輯關系

工程活動之間的邏輯關系指工程活動之間相互制約或相互依賴的關系,表現為工程活動之間的工藝關系、組織關系和一般關系。

工藝關系,是指由工作程序或生產工藝確定的工程活動之間的先后順序關系,如基礎工程施工中,先進行土方開挖,后進行基礎砌筑。

組織關系,是指工程活動之間由于組織安排需要或資源配置需要而規定的先后順序關系。在進度計劃中均表現出工程活動之間的先后順序關系。

一般關系,在實際工程活動中,活動邏輯關系一般可表達為順序關系、平行關系和搭接關系三種形式。據此組織工程活動或作業,基本方式歸納起來有三種,分別是依次施工、平行施工和流水施工。以工程項目施工為例,其具體組織方式和特點如下。

(1)依次施工

依次施工的組織方式是將擬建工程項目的整個建造過程分解成若干個施工過程,按照一定的施工順序,前一個施工完成后,后一個施工才開始的作業組織方式。它是一種最基本的、最原始的施工作業組織方式。

某住宅區擬建三幢結構相同的建筑物,其編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。各建筑物的基礎工程均可分解為挖土方、澆混凝土基礎和回填土三個施工過程,分別由相應的專業隊按施工工藝要求依次完成,每個專業隊在每幢建筑物的施工時間均為5周,各專業隊的人數分別為15人、20人和10人。三幢建筑物基礎工程依次施工的組織方式如圖4-6中“依次施工”欄所示。

圖4-6 施工組織方式比較

注:施工過程A、B、C分別代表挖土方、澆混凝土基礎和回填土三個施工過程。

(2)平行施工

平行施工是全部工程的各施工段同時開工、同時完工的一種施工組織方式。這種方法的特點是:

①充分利用工作面,爭取時間,縮短工期;

②工作隊不能實現專業化生產,不利于提高工程質量和勞動生產率;

③工作隊及其工人不能連續作業;

④單位時間內投入施工的資源數量大,現場臨時設施也相應增加;

⑤施工現場組織、管理復雜。

(3)流水施工

流水施工是將擬建工程在平面上劃分成若干個作業段,在豎向上劃分成若干個作業層,所有的施工過程配以相應的專業隊組,按一定的作業順序(時間間隔)依次連續地施工,使同一施工過程的施工班組保持連續、均衡,不同施工過程盡可能平行搭接施工,從而保證擬建工程在時間和空間上,有節奏、連續均衡地進行下去,直到完成全部作業任務的一種作業組織方式。流水施工的技術經濟效果為:

①科學地利用了工作面,縮短了工期,可使擬建工程項目盡早竣工,交付使用,發揮投資效益。

②工程活動或作業班組連續均衡的專業化施工,加強了施工工人的操作技術熟練性,有利于改進施工方法和機具,更好地保證工程質量,提高了勞動生產率。

③單位時間內投入施工的資源較為均衡,有利于資源的供應管理,結合工期相對較短、工作效率較高等,可以減少用工量和管理費,降低工程成本,提高利潤水平。

3.計算持續時間

工程活動持續時間是完成一項具體活動需要花費的時間。隨著新的建造方式和技術創新,工作日逐漸成為標準的時間單位。持續時間可以通過下列方式來計算:

(1)對于有確定的工作范圍和工程量,又可以確定勞動效率(單位時間內完成的工程數量或單位工程量的工時消耗,用產量定額或工時定額表示,參照勞動定額或經驗確定)的工程活動,可以比較精確地計算持續時間,公式為

如某工程基礎混凝土400m3,每天3個班次,每班次10個人,預計人均產量定額為3.0m3/天,則混凝土澆搗的持續時間為t=400m3/(10人×3班次×3.0m3/天)=4.4天≈5天。

(2)對比類似工程項目計算持續時間。許多項目重復使用同樣的工作(定量化或非定量化工作),只要做好記錄,項目經理就能準確地預測出持續時間。

(3)有些工程活動由于其工作量和生產效率無法定量化,其持續時間也無法定量計算得到,對于經常在項目中重復出現的工作,可以采用類似項目經驗或資料分析確定。有些項目涉及分包商、供應商、銷售商等由其他部門來完成的工作,通過向相關人士進行詢問、協商,確定這些工作的持續時間。參照合同中對工程活動的規定,查找對應的工程活動的開始、完成時間以及工程活動的持續時間。

(4)對于工作范圍、工程量和勞動效率不確定的工程活動,以及對于采用新材料、新技術等的情況,采用德爾菲(Delphi)專家評議法,請有實踐經驗的工程專家對持續時間進行評議。常用的三種時間估計辦法為對一個活動的持續時間分析各種影響因素,得出最樂觀(一切順利,時間最短)的時間a、最悲觀(各種不利影響都發生,時間最長)的時間c,以及最大可能的時間b,則持續時間

如某工程基礎混凝土施工,施工期在5月份,若一切順利(如天氣晴朗,沒有周邊環境干擾),需要的施工工期為50天;若出現最不利的天氣條件,同時發生一些周邊環境的干擾,需要的施工工期為60天;按照過去的氣象統計資料以及現場可能的情況分析,最大可能的工期為56天。則持續時間為

這種方法在實際工作中用得較多。這里的變動幅度(a~c)對后面的工期壓縮有很大的作用。

4.計算進度計劃

工程項目進度計劃的計算,主要是解決三個方面的問題:

(1)項目的計算工期是多長;

(2)各項工程活動或作業開始時間和結束時間的安排;

(3)各項工程活動或作業是否可以延期,如果允許,可以延期多久,即時差問題。

對于項目經理來說,在項目開始前了解項目中各工程活動的開始時間、結束時間和時差,按照建設程序及工程特點安排工程項目進度,尤其是知道哪些地方存在時差,非常重要。沒有時差或時差最小的工作被定義為關鍵工作,必須要密切注意。如果關鍵工作實際開始時間滯后,整個項目就會延期,因此關鍵工作對進度控制至關重要。

5.修正

經過項目進度計劃計算,確定各工程活動或作業的開始時間、結束時間、時差及項目的計算工期。一般來說,最初的進度計劃很少能滿足所有項目參與方的要求,即計算工期滿足不了要求工期。此時,項目團隊就需要調整和優化原進度計劃。此外,一般施工單位的項目經理還會根據招標文件中工期的相關要求研究提前完成項目可能帶來的好處,提前完工能夠減少項目的間接成本。但是,加快項目進度需要人員加班成本以及管理成本的增加,會導致項目的直接成本大幅增加。所以項目經理結合招標文件的工期要求及項目資源限制,必須尋求成本相對更小的工期T,如圖4-7所示。

圖4-7 工程成本與工期的關系

項目計劃完成后,將形成符合項目目標的進度計劃、費用計劃和資源配置計劃。接下來就是按照項目計劃實施工程項目,為保證實施計劃的順利進行,項目經理需要對實施進度進行監控檢查,需要針對實際情況進行調整,包括專業工種人員數量、工作時間表、機械設備供應、工作計劃等都會隨工程進展而做出改變。出現爭議時,項目經理需要及時準確記錄整個過程。工程項目控制循環詳見第7章。目前比較流行的網絡進度計劃的編制程序如表4-2所示。

表4-2 網絡進度計劃的編制程序

4.3.3 工程項目進度計劃的種類

進度計劃的種類有很多,常見的有橫道圖、里程碑圖、網絡圖三種。

1.橫道圖

橫道圖是進度計劃編制中最常見且被廣泛應用的一種工具。橫道圖是用水平線條表示工作流程的一種圖表。它是由美國管理學家甘特提出的,故橫道圖也稱甘特圖。橫道圖將計劃安排和進度管理兩種職能組合在一起,通過日歷形式列出工程項目活動相應的開始和結束日期。

橫道圖中,項目活動在圖的左側縱向列出,圖中的每個橫道線代表一個工程活動或作業,橫道線的長度為活動的持續時間,橫道線出現的位置表示活動的起止時間,橫向代表的是時間軸,依據計劃的詳細程度不同,可以是年、月、周等時間單位。某工程橫道圖示例如圖4-8所示。

圖4-8 某工程橫道圖示例

注:△為里程碑事件。

通過橫道圖的含義,可以看出橫道圖具有很多優點,同時也有局限性。

(1)橫道圖的優點

①橫道圖能夠清楚地表達各項工程活動的起止時間,內容排列整齊有序,形象直觀,能為各層次人員使用。

②橫道圖可以與勞動力計劃、資源計劃、資金計劃相結合,計算各時段的資源需要量,并繪制資源需要量計劃。

③使用方便,編制簡單,易于掌握。

正是由于這些非常明顯的優點,橫道圖自發明以來被廣泛應用于各行各業的生產管理活動中,直到現在仍被普遍使用著。

(2)橫道圖的局限性

①不能清楚地表達工作間的邏輯關系,即工程活動之間的前后順序及搭接關系通過橫道圖不能確定。因此,當某個工程活動出現進度偏差時,表達不出偏差對哪些活動會有影響,不便于分析進度偏差對后續工程活動及項目工期的影響,難以調整進度計劃。

②不能反映各項工程活動的相對重要性,如哪些工程活動是關鍵性的活動,哪些工程活動有推遲或拖延的余地,及余地的大小,不能很好地掌握影響工期的主要矛盾。

③對于大型復雜項目,由于其計劃內容多,邏輯關系不明,表達的信息少,不便對項目計劃進行處理和優化。

橫道圖本身的特點,決定了橫道圖比較適合于規模小、簡單的工程項目,或者在項目初期,尚無詳細的項目結構分解,工程活動之間復雜的邏輯關系尚未分析出來時編制的總進度計劃。

2.里程碑圖

里程碑圖是以工程項目中某些重要事件的完成或開始時間(沒有持續時間)作為基準形成的計劃,是一個戰略計劃或項目框架,以中間產品或可實現的結果為依據。項目的里程碑事件,通常是項目的重要事件,是重要階段或重要工程活動的開始或結束,是項目全過程中關鍵的事件。工程項目中常見的里程碑事件有批準立項、初步設計完成、總承包合同簽訂、現場開工、基礎完工、主體結構封頂、工程竣工、交付使用等。

里程碑事件與項目的階段結果相聯系,其作為項目的控制點、檢查點和決策點,通常依據工程項目主要階段的劃分、項目階段結果的重要性,以及過去工程的經驗來確定。對于上層管理者,掌握項目里程碑事件的安排對進度管理非常重要。工程項目的進度目標、進度計劃的審查、進度控制等就是以項目的里程碑事件為對象的。

3.網絡圖

網絡圖是由箭線和節點組成,用來表示工作流程的有向的、有序的網狀圖形。一個網絡圖表示一項計劃任務,常見的網絡圖如圖4-9所示。網絡計劃根據不同的分類方式可分為很多種。

圖4-9 某基礎工程雙代號網絡圖

(1)按邏輯關系及工作持續時間是否確定劃分

網絡計劃按各項工作持續時間和各項工作之間的相互關系是否確定,可分為肯定型和非肯定型兩類。肯定型網絡計劃是工作與工作之間的邏輯關系和工作持續時間都能確定的網絡計劃,如關鍵線路法(CPM)、搭接網絡計劃、多級網絡計劃和流水網絡計劃等。非肯定型網絡計劃是工作與工作之間的邏輯關系和工作持續時間三者任一不確定的網絡計劃,如計劃評審技術(PERT)、風險評審技術、決策網絡技術和仿真網絡計劃技術等。本章主要是施工階段的進度管理,故只討論肯定型網絡計劃。

(2)按工作的表示方式不同劃分

按工作的表示方式不同,網絡計劃可分為雙代號網絡計劃和單代號網絡計劃。

(3)按目標的多少劃分

按目標的多少,網絡計劃可分為單目標網絡計劃和多目標網絡計劃。

(4)按其應用對象不同劃分

按其應用對象不同,網絡計劃可分為分部工程網絡計劃、單位工程網絡計劃和群體工程網絡計劃。

(5)按表現形式不同劃分

按表現形式不同,網絡計劃可分為雙代號網絡圖、雙代號時標網絡圖、單代號搭接網絡圖、單代號網絡圖。這幾類網絡計劃技術為工程中常用的形式,為本章討論的重點。

網絡進度計劃最常用的為關鍵線路法(CPM),由節點和箭線組成,由一個對整個項目的各個方面都非常了解的管理團隊編制。一份完整的網絡進度計劃要求所有工作都按照確定的目標有組織地完成。用確定的各項活動的持續時間以及相互之間的邏輯關系,考慮必需的資源,用箭線將工程活動自開始節點到結束節點連接起來,形成有向、有序的各條線路組成的網狀圖形——網絡圖。其特點有:

①利用網絡圖,可以明確地表達各項工程活動之間的邏輯關系;

②通過網絡進度計劃,可以確定工程的關鍵工作和關鍵線路;

③掌握機動時間,合理配置資源;

④根據國家相關標準規范的規定,可以利用計算機輔助手段,進行網絡計劃的調整和優化。

網絡進度計劃技術是進度計劃表現形式的一種,故在繪制網絡圖時要注意:表示時間的不可逆性,網絡計劃的箭線只能是從左往右,工程活動名稱的唯一性,以及工程活動的開始、結束節點只能分別是一個的特性。

4.3.4 項目進度計劃的編制——橫道圖

1.流水參數

下面主要從組織項目流水施工作業方面介紹工程項目進度計劃橫道圖的編制。在組織擬建工程流水施工時,需要表達流水施工的流水參數,主要包括工藝參數、空間參數和時間參數三類。

(1)工藝參數

在組織流水施工時,用以表達流水施工在施工工藝上開展順序和特征的參數稱為工藝參數,主要是施工過程數。參與一組流水的施工過程數,一般以n表示。施工過程根據計劃的需要確定其粗細程度。施工過程范圍可大可小,既可以是分部工程、分項工程,又可以是單位工程和單項工程,建設工程項目施工過程分解圖如圖4-10所示。

圖4-10 建設工程項目施工過程分解圖

單項工程是建設項目的組成部分,一般是指在一個建設項目中,具有獨立的設計文件,建成后能夠獨立發揮生產能力或效益的工程,例如辦公樓、食堂、住宅等。

單位工程是單項工程的組成部分,一般是指具有獨立組織施工條件及單獨作為計算成本對象,但建成后不能獨立進行生產或發揮效益的工程。一個單項工程可以劃分為建筑工程、安裝工程、設備及工器具購置等單位工程。

分部工程是單位工程的組成部分,一般是按單位工程的結構部位、使用的材料、工種或設備種類和型號等的不同而劃分的工程。例如一般土建工程可以劃分為土石方工程、打樁工程、磚石工程、鋼筋混凝土工程、木結構工程、樓地面工程、屋面工程、裝飾工程等分部工程。

分項工程是分部工程的組成部分,一般是按照不同的施工方法、材料及構件規格,將分部工程分解為一些簡單的施工過程,是建設工程中最基本的單位內容,即通常所指的各種實物工程量。例如土方分部工程可以分為人工平整場地、人工挖土方等分項工程。

(2)空間參數

在組織流水施工時,空間參數是指用于表達流水施工在空間布置上所處狀態的參數,主要有工作面、施工段和施工層。

工作面是指某專業工種的工人在從事建筑產品施工生產過程中,所必須具備的操作空間,如砌磚墻7~8m/人。

施工段是為有效地組織施工,對擬建工程項目在平面上劃分成若干個勞動量大致相等的施工段落,一般以m表示施工段數。劃分施工段,要滿足一定的要求:

①專業工作隊在各個施工段上的勞動量要大致相等,以便組織均衡、連續、有節奏的流水施工。

②一個施工段內可以安排一個施工過程的專業工作隊進行施工,使容納的勞動力人數或機械臺數能滿足合理勞動組織的要求,充分發揮工人、主導機械的效率。

③劃分施工段時,盡量保證擬建工程項目的結構整體,施工段的分界線應盡可能與結構的自然界線(如沉降縫、伸縮縫等)相一致。例如住宅可按單元、樓層劃分,廠房可按跨、生產線劃分等。

④對于多層擬建工程項目,既要劃分施工段,又要劃分施工層,且為保證相應的專業工作隊在施工層之間連續施工,施工段數(m)與施工過程數(n)應滿足m≥n

施工層在組織流水施工時,為了滿足專業工作隊對操作高度和施工工藝的要求,結合擬建工程項目建筑物的高度和樓層等實際情況在豎向上劃分成若干個操作層,即為施工層,一般用r表示。

(3)時間參數

時間參數指組織流水施工時,用以表達時間排序的參數,常見的類型有流水節拍、流水步距、平行搭接時間、技術組織間歇時間和流水施工工期。

①流水節拍是指某個專業隊在某一個施工段上的作業持續時間,通常用t表示。工程項目施工時采取的施工方案、各施工段投入的勞動人數或施工機械臺數、工作班次,以及該施工段工程量的多少等,都將影響流水節拍的大小,并可以綜合反映出流水施工速度的快慢、節奏感的強弱和資源消耗量的多少。

②流水步距是指兩個相鄰工作隊(或施工過程)在同一施工段上相繼開始作業的時間間隔,以符號K表示。需要滿足相鄰兩個專業工作隊在施工順序上的相互制約關系;需要保證各專業工作隊能連續作業;需要保證相鄰兩個專業工作隊在開工時間上最大限度及合理地搭接;需要保證工程質量,滿足安全生產需要。

③平行搭接時間。組織流水施工時,有時為了縮短工期,在工作面允許的條件下,如果前一個專業工作隊完成部分施工任務后,能夠提前為后一個專業工作隊提供工作面,使后者提前進入該工作面,兩者在同一施工段上平行搭接施工,這個搭接時間稱為平行搭接時間。如綁扎鋼筋與支模板可平行搭接一段時間,平行搭接時間通常以Cj, j+l表示。

④技術組織間歇時間。技術組織間歇時間是組織流水施工時,由于施工工藝技術要求或建筑材料、構配件的工藝性質,相鄰兩施工過程在流水步距以外需增加的一段間歇等待時間,如混凝土澆筑后的養護時間、砂漿抹面和油漆面的干燥時間。技術組織間歇時間是施工技術或施工組織造成的在流水步距以外增加的間歇時間,如墻體砌筑前的墻身位置彈線、施工工人、機械轉移,回填土之前的地下管道檢查驗收等。在組織流水施工時,技術間歇時間和組織間歇時間都屬于在流水步距外增加的不可或缺的等待時間,其對流水施工工期的影響結果是相同的。將技術組織間歇時間統一用Zj, j+1表示。

⑤流水施工工期。流水施工工期是指從第一個專業工作隊投入施工開始,到最后一個專業工作隊完成施工為止的整個持續時間,一般用T表示。由于一項建設工程往往包含許多流水組,故流水施工工期一般不是整個工程項目的總工期。

2.流水施工的組織形式

在組織流水施工時,根據施工過程時間參數的不同特點,如流水節拍的節奏特征等,可以組成多種不同的流水施工組織形式,常見的流水作業組織形式主要有全等節拍流水施工、成倍節拍流水施工和無節奏流水施工三種。

(1)全等節拍流水施工

所有施工過程在各個施工段上的流水節拍彼此相等,這時組織的流水施工方式稱為全等節拍(固定節拍)流水施工。

①全等節拍流水施工的特點

所有施工過程在各個施工段上的流水節拍均相等;相鄰施工過程的流水步距相等,且等于流水節拍;專業工作隊數等于施工過程數(每一施工過程由一專業施工隊施工,且該施工隊完成相應施工過程在所有施工段上的任務),各個專業施工隊在各施工段上能夠連續作業,施工段之間沒有空閑時間。

組織達到這種理想的全等節拍流水的效果,必須要做到三點:第一,盡量使各施工段的工程量基本相等;第二,要先確定主導施工過程的流水節拍;第三,可通過調節各專業隊的人數,使其他施工過程的流水節拍與主導施工過程的流水節拍相等

②全等節拍流水施工的組織流程

全等節拍流水施工的組織流程如表4-3所示。

表4-3 全等節拍流水施工的組織流程

表4-4 施工段數m與施工過程數n之間的關系

注:∑Z1為一個樓層內各施工過程間的技術組織間歇時間之和;∑Z2為樓層間技術組織間歇時間之和;K為流水步距;∑C為一層內平行搭接時間之和。為方便組織流水施工,上式一般取等號。

③全等節拍流水施工應用

【例4-1】 某項目有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個施工過程,分兩個施工層組織流水施工,施工過程Ⅱ完成后需養護1天,下一個施工過程Ⅲ才能施工,且層間技術組織間歇時間為1天,流水節拍均為1天。試確定施工段數,計算工期,繪制流水施工進度表

【解】 根據題目給出的條件和要求,此項目組織流水施工為全等節拍流水施工,有2個施工層,有技術組織間歇時間,無平行搭接時間。由其特點可知

(1)確定流水節拍:ti=t=1天;

(2)確定流水步距:K=t=1天;

(3)確定施工段數:

(4)計算流水工期:

T=(r·m+n-1)·K+∑Z1-∑C=(2×5+3-1)×1+1-0=13(天)

(5)繪制分層有技術組織間歇時間的流水施工橫道圖,如圖4-11所示。

圖4-11 分層有技術組織間歇時間的流水施工進度計劃

(2)成倍節拍流水施工

在組織的有節奏流水施工中,當同一施工過程在各施工段上的流水節拍都相等,不同施工過程之間彼此的流水節拍全部或部分不相等但互為倍數時,可組織成倍節拍流水施工,也稱等步距異節奏流水施工。

①成倍節拍流水施工的特點:同一施工過程在其各個施工段上流水節拍均相等,不同施工過程的流水節拍不等,其值為倍數關系;相鄰施工過程的流水步距相等,且等于流水節拍的最大公約數;專業工作隊數大于施工過程數,部分或全部施工過程按倍數增加相應專業工作隊(目的就是調整為特殊情況下的全等節拍流水,實現連續不間斷的施工);各個專業工作隊在施工段上能夠連續作業,施工段間沒有間隔時間。

②成倍節拍流水施工的組織流程,詳見表4-5。

表4-5 成倍節拍流水施工的組織流程

③成倍節拍流水施工應用。

【例4-2】 某二層現澆鋼筋混凝土工程有支模板、綁扎鋼筋、澆混凝土三道工序,流水節拍分別為4天、4天、2天。綁扎鋼筋與支模板可搭接1天,層間技術間歇為1天。試組織成倍節拍流水施工

【解】 由題目條件可知,組織成倍節拍流水施工步驟如下

(1)確定流水步距:Kb=各流水節拍的最大公約數={4,4,2}=2(天);

(2)確定施工隊總數n1

n1=2+2+1=5(隊)

(3)確定施工段數:

(4)確定流水工期:

T=(r·m+n1-1)·Kb+∑Z1-∑C=(2×5+5-1)×2+0-1=27(天)

(5)繪制流水施工進度表,如圖4-12所示。

圖4-12 二層成倍節拍流水施工進度計劃

注:施工過程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示支模板、綁扎鋼筋和澆混凝土三道工序。

(3)無節奏流水(分別流水)施工

無節奏流水施工指在組織流水施工時,全部或部分施工過程在各個施工段上的流水節拍不相等,是流水施工中最常見的一種。

①無節奏流水施工的特點:各施工過程在各施工段上的流水節拍不全相等;相鄰施工過程的流水步距不盡相等;專業工作隊數等于施工過程數;各專業工作隊能夠在施工段上連續作業,但有的施工段可能有間隔的時間。

②無節奏流水施工的組織流程,詳見表4-6。組織無節奏流水施工的方法有兩種:一種是保證空間連續(工作面連續);另一種是保證時間連續(工人隊組連續)。

表4-6 無節奏流水施工的組織流程

③無節奏流水施工應用。

【例4-3】 某屋面工程有三道工序:保溫層、找平層、卷材層,分三段進行流水施工,試分別繪制該工程時間連續和空間連續的橫道圖進度計劃。各工序在各施工段上的作業持續時間如表4-7所示

表4-7 各工序作業持續時間

【解】

1.按時間連續組織流水施工

(1)確定流水步距

①根據專業工作隊在各施工段上的流水節拍,求累加數列。

施工過程(保溫層):3,6,8

施工過程(找平層):2,4,5

施工過程(卷材層):1,2,3

②錯位相減,取差的最大值為相鄰施工過程之間的流水步距。

K(保溫層—找平層)

K(保溫層—找平層)=max{3,4,4,-5}=4(天)

同理可求出找平層與卷材層之間的流水步距,K(找平層—卷材層)=3(天)。

(2)繪制時間連續橫道圖進度計劃,如圖4-13所示。

圖4-13 無節奏流水之時間連續流水施工進度計劃

2.按空間連續組織流水施工

根據此屋面工程的三道工序在不同施工面上的流水節拍,按流水施工概念分別確定流水步距,繪制空間連續橫道圖進度計劃,如圖4-14所示。

圖4-14 無節奏流水之空間連續流水施工進度計劃

4.3.5 項目進度計劃的編制——網絡圖

網絡圖是工程項目進度計劃表現形式中很重要的一種工具。在工程項目的施工階段,采用的主要為肯定型網絡圖,即能清楚表達工作、各工作的持續時間和邏輯關系的網絡圖。網絡圖的表現形式不同,下面分別介紹雙代號網絡圖、雙代號時標網絡圖、單代號搭接網絡圖和單代號網絡圖。

1.雙代號網絡圖的繪制

雙代號網絡圖是目前應用較為普遍的一種網絡計劃形式,用箭線或箭線兩端節點的編號表示工作,形成由工作、節點和線路三個基本要素組成的網絡圖。通常把工作的名稱寫在箭線上,工作的持續時間寫在箭線下方。雙代號網絡圖的組成含義如表4-8所示,雙代號網絡圖工作示意圖如圖4-15所示。

表4-8 雙代號網絡圖的組成含義

圖4-15 雙代號網絡圖工作示意圖

在雙代號網絡圖中,任意一條實箭線(表示實際的工作)都要占用時間、消耗資源(有時可能不消耗資源)。在建筑工程中,一條箭線表示為一個施工過程,施工過程范圍可大可小,既可以是一道工序、一個分項工程或分部工程,又可以是單位工程。雙代號網絡圖中,有時為了正確表達工作之間的邏輯關系,需要增加虛工作,表現為網絡圖中的虛箭線。虛工作與實工作不同,既不占用時間也不消耗資源,表示工作之間聯系、區分、斷路的關系。

網絡圖中的線路,是從起點節點開始,沿箭線方向連續通過一系列箭線與節點,最后達到終點節點所經過的通路。每一條線路都有自己確定的完成時間,即該線路上各項工作持續時間的總和,一般稱為線路時間。根據每條線路的線路時間長短,可將網絡圖的線路分為關鍵線路和非關鍵線路。關鍵線路是指網絡圖中線路時間最長的線路,代表整個網絡圖的計算工期。關鍵線路可以不止一條,一般以粗箭線或雙箭線表示。在雙代號網絡圖中,關鍵線路上的工作是關鍵工作。關鍵線路并不是一成不變的,當需要對原網絡圖進行優化調整時,在一定的條件下,關鍵線路和非關鍵線路可以相互轉化。

(1)雙代號網絡繪制規則

①正確表達工作之間的邏輯關系(滿足唯一邏輯關系)。

②嚴禁出現循環回路。

③嚴禁出現雙箭頭和無箭頭線。

④只允許有一個起始節點和一個終點節點。當雙代號網絡圖的某些節點有多條外向箭線時或有多條內向箭線時,可以采用母線法繪制,如圖4-16所示。

圖4-16 采用母線法繪圖

⑤節點編號不重復,可以不連貫,必須小節點號指向大節點號,箭線上不能分叉,盡量不出現交叉,可以采用過橋法、斷線法或指向法,如圖4-17所示。

圖4-17 箭線交叉的表示方法

(2)雙代號網絡圖的繪制步驟

①進行工程項目的分解與分析。

根據工程所處的階段和工作需要,首先進行工程項目的分解,并研究分解后的工作間的相互關系和先后順序(工作間的邏輯關系),確定工作時間。雙代號網絡圖中,工作間的相關關系有:

緊前工作:緊安排在本工作之前進行的工作;

緊后工作:緊安排在本工作之后進行的工作;

平行工作:可與本工作同時進行的工作;

中途作業:當某項作業進行到一定程度才能進行的作業;

先行工作:自開始節點至本工作之前各條線路上的所有工作;

后續工作:本工作之后至結束節點各條線路上的所有工作。

常見的工作之間的邏輯關系和網絡圖的表示方法如表4-9所示。

表4-9 常見的工作之間的邏輯關系和網絡圖的表示方法

續表

②編制作業明細表。

編制作業明細表,如表4-7所示。

③繪制網絡圖。

根據作業明細表中各工作之間的邏輯關系,繪制網絡圖。可以采用順推法和逆推法繪制。順推法比較簡單也比較常用,按照作業順序從前往后繪制網絡圖。采用逆推法時,首先觀察哪些工作不是其他工作的緊前工作,也就是哪些工作沒有緊后工作開始,與網絡終點聯結,繪制網絡圖。

(3)采用順推法繪制網絡圖

①首先繪制無緊前工作的工作箭線,使它們具有相同的開始節點,以保證網絡圖只有一個起點節點。

②依次繪制其他工作箭線。在繪制這些工作箭線時,應按以下四種情況分別予以考慮。

首先,對于所要繪制的工作(本工作)而言,如果在其緊前工作之中存在一項只作為本工作緊前工作的工作(即在緊前工作欄目中,該緊前工作只出現一次),則應將本工作箭線直接畫在該緊前工作箭線之后。

其次,對于所要繪制的工作(本工作)而言,如果在其緊前工作之中存在多項只作為本工作緊前工作的工作,應先將這些緊前工作箭線的箭頭節點合并,再從合并后的節點開始,畫出本工作箭線。

然后,對于所要繪制的工作(本工作)而言,如果不存在前兩種情況,應判斷本工作的所有緊前工作是否都同時作為其他工作的緊前工作(即在緊前工作欄目中,這幾項緊前工作是否均同時出現若干次)。如果上述條件成立,應先將這些緊前工作箭線的箭頭節點合并,再從合并后的節點開始畫出本工作箭線。

最后,對于所要繪制的工作(本工作)而言,如果不存在前三種情況,則應將本工作箭線單獨畫在其緊前工作箭線之后的中部,然后用虛箭線將其各緊前工作箭線的箭頭節點與本工作箭線的箭尾節點分別相連,以表達它們之間的邏輯關系。

③當各項工作箭線都繪制出來之后,應合并那些沒有緊后工作的箭頭節點,以保證網絡圖只有一個終點節點(多目標網絡計劃除外)。

④當確認所繪制的網絡圖正確后,即可進行節點編號。網絡圖的節點編號不能重復,箭頭節點編號必須大于箭尾節點編號(網絡圖自左向右,編號由小到大),有時采用不連續的編號方法,避免以后增加工作時改動整個網絡圖。

【例4-4】 已知各工作之間的邏輯關系如表4-10所示,則可按下述步驟繪制其雙代號網絡圖

表4-10 工作之間的邏輯關系

【解】

(1)繪制工作箭線A和工作箭線B,如圖4-18(a)所示。

圖4-18 雙代號網絡圖繪制過程

(2)按前述原則繪制工作箭線C,如圖4-18(b)所示。

(3)按前述原則繪制工作箭線D后,將工作箭線C和D的箭頭節點合并,根據邏輯關系,繪制工作箭線E。

(4)當確認給定的邏輯關系表達正確后,再進行節點編號。表4-10所給定的邏輯關系對應的雙代號網絡圖如圖4-18(c)和圖4-18(d)所示。

2.雙代號網絡圖的計算

雙代號網絡圖時間參數的計算方法有很多,有工作計算法、節點計算法等,主要是對網絡圖中六個時間參數進行計算。下面重點介紹雙代號網絡圖按工作計算法確定時間參數。

(1)時間參數

時間參數是指網絡計劃、工作及節點所具有的各種時間值。雙代號網絡圖中常見時間參數及含義如表4-11所示。

表4-11 雙代號網路圖中常見時間參數及含義

(2)工作計算法

以網絡圖中的工作為對象,按照公式計算各項工作的六個時間參數,直接在網絡圖上表示,如圖4-19所示。

圖4-19 雙代號網絡圖時間參數表示圖例

①計算工作的最早開始時間ESi-j和最早完成時間EFi-j

ESi-j=max{EFh-i}=max{ESh-i+Dh-i}

EFi-j=ESi-j+Di-j

②計算工期Tc的確定:

Tc=max{EFi-n}

③計算工作最遲完成時間LFi-j和最遲開始時間LSi-j

LFi-n=Tp=Tc

LFi-j=min{LSj-k}=min{LFj-k-Dj-k}

LSi-j=LFi-j-Di-j

④計算工作的總時差:TFi-j=LFi-j-EFi-j=LSi-j-ESi-j

⑤計算工作的自由時差:工作自由時差的計算應按以下兩種情況分別考慮。

a.對于有緊后工作的工作,FFi-j=min{ESj-k-EFi-j};

b.對于無緊后工作的工作,也就是以網絡計劃終點節點為完成節點的工作,其自由時差等于計劃工期與本工作最早完成時間之差,即

FFi-n=Tp-EFi-n

Tp=Tc時,FFi-n=TFi-n

(3)確定關鍵工作和關鍵線路

①在網絡計劃中,沒有機動時間或總時差等于零的工作稱為關鍵工作。

②自始至終全部由關鍵工作組成的線路或線路上總的工作持續時間最長的線路稱為關鍵線路。在關鍵線路上可能有虛工作存在。關鍵線路一般用粗箭線或雙箭線表示。關鍵線路上各項工作的持續時間總和應等于網絡計劃的計算工期,這一特點也是判別關鍵線路的準則。

(4)雙代號網絡圖六個時間參數計算實例

【例4-5】 試按工作計算法計算如圖4-20所示雙代號網絡計劃的各個時間參數

圖4-20 雙代號網絡圖時間參數的計算

【解】 按照工作計算法各時間參數之間的關系,計算每個工作的六個時間參數,并按照雙代號網絡圖時間參數表示圖例標注在圖上

(1)計算工作的最早開始時間ESi-j

ESi-j=max{EFh-i}=max{ESh-i+Dh-i}

(2)計算最早完成時間EFi-j

EFi-j=ESi-j+Di-j

(3)計算工期Tc的確定:

Tc=max{EFi-n}

(4)計算工作最遲完成時間LFi-j

LFi-n=Tp=Tc

LFi-j=min{LSj-k}=min{LFj-k-Dj-k}

(5)計算最遲開始時間LSi-j

LSi-j=LFi-j-Di-j

(6)計算工作的總時差:TFi-j=LFi-j-EFi-j=LSi-j-ESi-j

(7)計算工作的自由時差:工作自由時差的計算應按以下兩種情況分別考慮。

①對于有緊后工作的工作,FFi-j=min{ESj-k-EFi-j};

②對于無緊后工作的工作,也就是以網絡計劃終點節點為完成節點的工作,其自由時差等于計劃工期與本工作最早完成時間之差,即

FFi-n=Tp-EFi-n

Tp=Tc時,FFi-n=TFi-n

計算結果詳見圖4-21。

圖4-21 某工程雙代號網絡圖時間參數

3.雙代號時標網絡圖的繪制

雙代號時標網絡計劃指表示工作的箭線的水平投影長度按該工作持續時間長短成比例繪制而成的雙代號網絡計劃。如圖4-22所示。時標網絡計劃兼有橫道圖通俗易懂和網絡圖邏輯關系明確等的優點;能直接顯示圖中各項工作的開始和結束時間、工作的機動時間和關鍵線路;可以很方便地統計出每一時間單位對資源的消耗量,方便進行資源的調整和優化。

圖4-22 雙代號時標網絡圖示例

雙代號時標網絡計劃根據工作開始和完成時間不同,分為早時標網絡計劃(各項工作均按最早開始和最早完成繪制的時標網絡計劃)和遲時標網絡計劃(各項工作均按最遲開始和最遲完成繪制的時標網絡計劃)。時標網絡計劃中以水平時間坐標為尺度表示工作時間(單位可為天、周、月等)。圖中各項工作的起止時間必須與時間坐標相對應,節點中心對準相應的時標位置。時標網絡計劃宜按照最早開始時間進行繪制,繪制方法有間接繪制法和直接繪制法兩種。

(1)間接繪制法

間接繪制法是指先根據無時標的網絡計劃計算其時間參數并確定關鍵線路,然后在時標網絡計劃表中進行繪制。在繪制時應先將所有節點按其最早時間定位在時標網絡計劃表中的相應位置,然后用規定線型(實箭線和虛箭線)按比例繪出實工作和虛工作。當某些工作箭線的長度不足以到達該工作的完成節點時,須用波形線補足,箭頭畫在與該工作完成節點的連接處。

(2)直接繪制法

直接繪制法是指不計算時間參數而直接按無時標的網絡計劃工作表中工作之間的邏輯關系和各工作的持續時間繪制。

將起點節點定位在時標坐標的起始刻度上,按工作持續時間在時標表上繪制起點節點的外向箭線(對節點而言,箭頭背向該節點的箭線);其他工作的時間節點必須在其所有緊前工作全部繪出后,定位在這些緊前工作最早完成時間最大值的時間刻度上,某些工作的箭線不足以到達該節點時,用波形線補足,箭頭畫在波形線與節點連接處;按照上面的繪制方法,從左向右依次確定其他節點位置,直到網絡計劃終點節點定位,繪圖完成。

4.時標網絡計劃中時間參數的判斷

(1)關鍵線路和計算工期的判定

①關鍵線路的判定

時標網絡計劃中的關鍵線路可從網絡圖的終點節點開始,逆著箭線方向進行判定。凡自始至終不出現波形線的線路即為關鍵線路。

②計算工期的判定

網絡計劃的計算工期應等于終點節點所對應的時標值與起點節點所對應的時標值之差。

(2)相鄰兩項工作之間時間間隔的判定

除以終點節點為完成節點的工作外,工作箭線中波形線的水平投影長度表示本工作與其緊后工作之間的時間間隔。

(3)工作六個時間參數的判定

①工作最早開始時間和最早完成時間的判定

工作箭線左端節點中心所對應的時標值為該工作的最早開始時間。當工作箭線中不存在波形線時,其右端節點中心所對應的時標值為該工作的最早完成時間;當工作箭線中存在波形線時,工作箭線實線部分右端點所對應的時標值為該工作的最早完成時間。

②工作總時差的判定

工作總時差的判定應從網絡計劃的終點節點開始,逆著箭線方向依次進行。

首先,以終點節點為完成節點的工作,其總時差應等于計劃工期與本工作最早完成時間之差,用公式表達為

TFi-n=Tp-EFi-n

其次,其他工作的總時差等于其緊后工作的總時差加上本工作與該緊后工作之間的時間間隔所得之和的最小值,用公式表達為

TFi-j=min{TFj-k+LAGi-j, j-k}

③工作自由時差的判定

以終點節點為完成節點的工作,其自由時差等于計劃工期與本工作最早完成時間之差,用公式表達為

FFi-n=Tp-EFi-n

其他工作的自由時差就是該工作箭線中波形線的水平投影長度。

④工作最遲開始時間和最遲完成時間的判定

工作的最遲開始時間等于本工作的最早開始時間與其總時差之和,用公式表達為

LSi-j=ESi-j+TFi-j

工作的最遲完成時間等于本工作的最早完成時間與其總時差之和,用公式表達為

LFi-j=EFi-j+TFi-j

5.單代號搭接網絡圖的繪制

單代號搭接網絡圖以工程活動為節點,以帶箭頭的箭桿表示邏輯關系。實際工作中,為了縮短工期的需要,經常采用搭接的方式進行施工,即當前一項工作沒有結束的時候,后一項工作即可插入進行,將前后工作搭接起來。單代號搭接網絡活動之間存在的常見的搭接關系有FTS、FTF、STS、STF。搭接所需的持續時間又稱為搭接時距,一般標注在箭線上方。單代號搭接網絡圖的含義如表4-12所示。單代號搭接網絡圖工作的表示方法如圖4-23所示。

表4-12 單代號搭接網絡圖的含義

圖4-23 單代號搭接網絡圖工作的表示方法

(1)搭接關系

①FTS:結束—開始(finish to start)關系

這是一種常見的邏輯關系,如混凝土澆搗成型之后,至少要養護7天才能拆模,圖例如圖4-24所示。

圖4-24 FTS搭接關系

當FTS=0時,前一項工作完成后可以緊接著開始后一項工作。這是最常見的工程活動之間的邏輯關系。

②STS:開始—開始(start to start)關系

緊前活動開始后一段時間,緊后活動才能開始,即緊后活動的開始時間受緊前活動開始時間的制約。如某基礎工程采用井點降水,按規定抽水設備安裝完成,開始抽水1天后,才可開始基坑開挖,圖例如圖4-25所示。

圖4-25 STS搭接關系

③FTF:結束—結束(finish to finish)關系

緊前活動結束后一段時間,緊后活動才能結束,即緊后活動的結束時間受緊前活動結束時間的制約。如基礎回填土結束后基坑排水才能停止,圖例如圖4-26所示。

圖4-26 FTF搭接關系

④STF:開始—結束(start to finish)關系

緊前活動開始后一段時間,緊后活動才能結束,這在實際工程中用的較少,圖例如圖4-27所示。

圖4-27 STF搭接關系

上述搭接時距是允許的最小值,即實際安排可以大于它,但不能小于它。搭接時距還可能有最大值定義,如按規定基坑挖土完成后,最多在2天內必須開始做墊層,以防止基坑土反彈等。

(2)單代號搭接網絡圖的繪制

單代號搭接網絡圖必須正確地表述已定的邏輯關系,并在箭線上方標注搭接時距。其他繪制原則和步驟同雙代號網絡圖。

6.單代號搭接網絡圖的計算

單代號搭接網絡計劃時間參數的計算公式如表4-13所示,時間參數計算圖例如圖4-28所示,計算流程如表4-14所示。

表4-13 單代號搭接網絡計劃時間參數的計算公式

圖4-28 單代號搭接網絡圖時間參數計算圖例

表4-14 單代號搭接網絡計劃時間參數計算流程

7.單代號網絡圖

單代號網絡圖同單代號搭接網絡圖一樣,以節點及其編號表示工作,以箭線表示工作之間的邏輯關系,并在節點內加注工作代號、工作名稱、工作持續時間,作為單代號搭接網絡圖搭接時距為零時的特例。其繪制和時間參數計劃同單代號搭接網絡圖。

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