基于分界排序法的流水施工工期优化研究

池 传 树

(福建船政交通职业学院，福建 福州 350007)



基于分界排序法的流水施工工期优化研究

池 传 树

(福建船政交通职业学院，福建 福州 350007)

基于分界排序法的基本思路，将分界排序法与潘特考夫斯基法相结合，对流水施工的施工段排序进行优化后计算其总工期，通过工程实例分析结果表明，该算法能高效快速的对流水施工的施工段顺序进行优化，求出其优化后的工期，非常适合工程技术人员应用。

分界排序法，潘特考夫斯基法，流水施工，工期优化

0 引言

流水施工是一诞生较早，在建筑业中广泛使用且行之有效的科学组织施工的计划方法。其实质就是连续作业，组织均衡施工，起到提高生产效率，降低劳动成本，缩短工期的作用。在实际工程施工过程中，由于施工段的划分和各专业生产队效率的差异，导致各个施工队在不同施工段的工作持续时间不同，各施工过程彼此的流水步距也不尽相等，因此，在满足流水施工工艺要求下，为使各施工过程在时间上最大限度地搭接起来，并使每个专业队都能连续作业，常常组织无节奏流水施工，其工期计算采用潘特考夫斯基法求解。

然而，在实际施工中，工序关系是不变的，而不同施工段之间的先后顺序是可以改变的。目前工程排序优化的方法主要有：穷举法、图解法和约翰逊—贝尔曼法则(JB法则)。约翰逊—贝尔曼法则可以解决两道工序的施工顺序排序问题，对于有三道工序(或以上)的工程，翰逊—贝尔曼法则有时虽能解决问题，但求解过程比较复杂繁琐。为此，工程施工过程中，如遇三道工序以上的，技术人员在安排各个施工段顺序时常常根据自身的经验去判断，使得流水作业工期没能得到优化，造成工期的延误。

为方便施工技术人员在组织流水施工中能快速有效地寻求施工段最优排列顺序，使得流水施工工期得到优化，本文介绍一种简单而又实用的方法：分界排序法。通过分界排序法与潘特考夫斯基法的结合，优化流水施工的工期。

1 分界排序法的基本思路

一个工程有N个施工段，M个工序，已知每个工序的作业持续时间，建立工序排列矩阵A。

组织流水施工时，确定第i个施工段的第k道工序的作业时间tki，得出各施工段的作业时间矩阵T。

接着，从剩余的施工段中选出第一道工序时间不大于最后一道工序时间的施工段(即t1i≤tmi，其中i=1,2,…,n，i≠j)，将找出的施工段依次按第一道工序时间递增顺序排在施工段总时间最长的施工段j前面；

最后，将剩余施工段依次按最后一道工序时间递减顺序排列，排在施工段总时间最长的施工段j后面。

例：某工程具有4道工序5项施工任务(施工段)，其各工序的施工时间见表1，确定其最优施工顺序。

表1 某工程各施工段的作业参数

同理：TB=12,TC=17,TD=14,TE=12。

C施工段的各工序时间和等于17，为最大，首先选出C；

从A，B，D，E中选出第一道工序时间不大于最后一道工序，即A(2<3)，E(3<5)；将A，E施工段依次按第一道工序时间递增顺序排在施工段总时间最长C施工段前，即A-E-C；

最后，将剩余施工段B，D依次按最后一道工序时间递减顺序排列，排在施工段总时间最长的C施工段后面，即C-D-B；得到该工程优化后的施工段排序：A-E-C-D-B。

2 基于分界排序法的施工流水工期优化算法

由分界排序法的施工排序得到启发，将分界排序法与流水施工工期计算的潘特考夫斯基法相结合，得到一种求解流水施工的优化工期算法，其步骤为：1)列出各个施工作业队在各施工段中各工序的作业时间，得出各施工段的时间矩阵；2)利用分界排序法的基本思路对工程各施工段进行优化排序；3)利用无节奏流水施工的潘特考夫斯基法求解出优化后相邻施工段的流水步距；4)根据流水步距，以及最后一道施工工序在各施工段持续总的作业时间，求出总工期；5)结论分析。

3 工期优化实际算例

某工程分为五个施工段(分别为A，B，C，D，E)，每个施工段由砌围护墙及隔墙、内外抹灰、安铝合金门窗、喷刷涂料4个施工队完成，由于工程量以及施工队施工效率的差别，各施工队在每个施工段的作业持续时间如表2所示。

表2 某流水施工持续时间表 d

此工程如果工程技术人员直接按照默认施工段(A-B-C-D-E)的排序，其时间矩阵T：

得到3个流水步距分别为15 d，29 d，11 d，得出该工程流水施工的总工期为105 d，其横道图如图1所示。

基于分界排序法流水施工工期优化的基本思路，得到优化后的施工段排序为D-A-E-B-C，得到新的时间矩阵T′:

得到优化后的施工段顺序的3个流水步距分别为12 d,24 d,9 d，得出优化后的流水施工总工期为95 d，比优化前缩短了10 d，其横道图如图2所示。

由图1可知，在实际工程中，如果工程技术人员仅凭自身施工经验对工程进行任意排序组织流水施工，必将会导致流水施工的总工期延长，造成人材机等资源的不必要浪费，增加工程建设成本。由图2可知，在施工段施工顺序得到优化后，施工总工期能缩短，从而节省建设成本。在对图1和图2进行比较后，我们发现在组织流水施工时，通过分界排序法优化施工段排序，能明显缩短工程总工期，以上述工程为例，本案例施工顺序优化后，总工期缩短了10 d，这对于原总工期105 d的工程来说，工期缩短将近10%。而笔者也尝试使用了Gupta启发算法对施工段顺序进行排序，经优化后，其总工期为96 d，缩短了9 d，比使用分界排序法优化工期增加了1 d，这也进一步说明分界排序法在工程施工段排序中有其优势，能有效解决实际工程施工段排序问题，且效果明显。

4 结语

通过以上优化过程及结果可以看出，采用分界排序法和潘特考夫斯基相结合对流水施工的施工段顺序进行优化计算，能明显缩短流水施工的总工期，减少劳动力、材料以及机械的浪费，降低工程建设成本，更为关键的是，分界排序法计算过程简单快速，非常适合实际工程中工程技术人员应用。

[1] 张 冰，于景臣.城市轨道交通工程施工组织设计与概预算[M].北京：中国铁道出版社，2015.

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[4] 姚玉玲，周往莲.基于流水作业的施工段排序方法[J].西安科技大学学报，2007(9)：77-78.

Study on optimization for period of water construction based on divide sorting method

Chi Chuanshu

(FujianChuanzhengCommunicationCollege,Fuzhou350007,China)

Based on the basic idea of divide sorting method,this paper combines the divide sorting method and Paterkovsky method to optimize the construction period of the water construction section and calculate the total construction period.Through the analysis of the engineering example,it shows that the algorithm can optimize the sequence of the construction section and find the optimal construction period,which is very suitable for the engineering and technical personnel.

divide sorting method,Paterkovsky method,water construction,time optimization

1009-6825(2016)29-0082-02

2016-08-05

池传树(1986- )，男，助教，注册一级市政建造师

TU722

A