10kV/330kV升压站建设项目进度管理与优化

2017-08-07吴晓娟

经济研究导刊 2017年21期

关键词：工期关键优化

吴晓娟，王刚

（西安电力高等专科学校，西安 710032）

10kV/330kV升压站建设项目进度管理与优化

吴晓娟，王刚

（西安电力高等专科学校，西安 710032）

以110kV/330kV升压站建设项目为背景，分析该项目进度控制的基本现状。针对项目工期进度控制网络计划滞后问题，利用网络优化理论和方法，构建固定资源（费用）约束下进度优化数学模型。在网络计划资源的约束下，利用非关键路线上工作的自由时差，将其资源转移到关键线路上的可进行工期压缩的工作上，缩短关键线路的作业时间，达到减少整个工期，实现项目进度优化的目标，以期为固定资源约束下项目进度优化制提供参考，也可以为其他同类型项目提供一定的借鉴。

项目进度管理；费用控制；进度优化

一、研究背景

按照国家电网公司对从事带电作业人员的工作要求，该类人员必须经过培训，取得操作资质证书后方可进网作业。目前，国网陕西省电力公司建设完成配网带电作业基地并具备评估条件，按照国网公司对陕西省电力公司带电作业基地整体验收评估要求，建设输电带电作业基地是输配电带电作业基地全面整体获批挂牌的前提。

国网陕西公司如不能尽快建设完成输电带电作业基地，将有可能错过国网公司在西北地区带电基地布点进行评估授牌的机遇，对今后陕西省带电作业人员培训和资质认证工作造成较大影响。本文针对国网陕西电力公司110kV/330kV升压站建设项目，对其进度和优化方法进行研究，对项目本身和相关项目有一定的理论和实际意义。

二、公司110kV/330kV升压站建设项目进度管理存在的问题

第一，现有进度严重滞后。该工程开工日期为2012年11月15日，原定竣工日期为2013年6月12日。由于该项目涉及申请国家电网公司资质认证工作，竣工时间上存在不可推迟的要求，建设方认为土建工程量小，在未考虑冬季施工的情况下安排了工程进度，导致实际进度滞后。

第二，网络进度计划编制不合理。总承包人编制的工程进度图完全是按照投标时的工期要求来做的，技术人员只是在投标前参加了甲方的答疑，简单地进行了现场参观工作。中标后，技术人员也并没有再次对施工现场进行详细查勘，仔细研究现场特点。因此，其编制的网络进度计划中，除春节安排休假10天外，元旦、“五一”均安排上班，甚至未曾考虑春节后设备租赁问题是否会造成节后开工延期等不利因素，在工期编排上非常紧张，灵活度很小。

第三，工程进展不能严格按照网络进度计划执行，主观随意性太大。工程进度安排理应严格执行网络进度计划，但实际上由于现场施工人员水平参差不齐、管理粗放等原因，这个问题并没有得到很好的解决。项目部管理人员认为工程较小，很容易赶工，专业施工人员（如泥瓦工、钢筋工、机械工、架子工等）只知道埋头干好自己的工作，并不关心其他人的工作进度，出现施工人员既不了解自己的工作在整个工程中的位置，也不清楚工程总体进度是怎样的。

三、公司110kV/330kV升压站建设项目进度优化研究

（一）项目进度网络计划参数调整

1.分项工作的持续时间重新估算

由于我们无法得出完成某项工作所需的准确时间，这里采用“三种时间估计法”又叫“或然性估计法”来进行估计，即假设各项工作的持续时间服从β分布，近似地估算出最短、最长和最可能时间三个时间值，即加权平均算出一个期望值作为工作的持续时间。乐观时间a、最可能时间m、悲观时间b这三个时间都基于一种可能性的估计，是对技术设计，管理人员的素质、操作人员技术水平、生产技术组织条件、生产设备以及环境等因素进行综合分析研究后作出的估计。在实际计算中，完成一个作业的期望时间是按以下经验公式计算这样将一个非肯定型时间，用一个平均时间来代替，变为确定性时间，从而可以比较科学的进行运算。

下页表1中，a和b两种乐观估计和悲观估计的持续时间由3组不同的专业技术人员估算得出，利用统计方法进行算术平均。m是根据施工现场实际情况和工期定额进行估算得到的。

经过深入实际调研，参照工程整体设计方案和各个分项工程的系统设计图，组织由3组不同的工程技术和管理人员再次对工程量清单和各个分项工程的持续时间进行详细估算，按照经验公式运算后，得出结果（如表1所示）。

2.调整后的网络计划进度

根据表1得出的期望时间，将各分项工作的完成时间四舍五入后取整，作为各工作的持续时间，得到分项工作的时间参数（见下页表2），总工期210天。

下页表2中的数据包括了紧前工作、工期、最早开始时间（ES）、最早完成时间（EF）、最晚开始时间（LS）、最晚完成时间（LF）、总时差（TF）及自由时差（FF）、并指出了关键线路。

从下页表2中可以看出，初步优化后的施工进度网络图中关键路线仍然没有改变，依然为1→6→12→13→17→18，这也符合了项目的实际情况。因为施工开始时期已经进入冬季，基础施工中混凝土作业工期可压缩性较低，项目中土建施工中基础施工、沟道施工和户外构架施工受天气影响较大，施工相对难度大，耗费时间长。

经过对网络计划的优化调整，总工期变为210天，比原工期215天缩短了5天，这个结果是经过3组不同的工程技术人员的核算得出的平均数值，更加符合本项目实际的情况，但仍超出甲方的要求工期10天，需要进一步优化。

表2 调整后的进度计划时间参数

（二）优化模型的建立

经过上阶段的进度网络计划初步优化后，工期减少5天，有了一定量的缩短。但是，此结果距离甲方目标工期200天仍然有10天的差距，是无法达到要求的。因此，仅凭此网络计划进行项目进度控制，还是会造成工期超标，无法达到工期控制要求。

因此，我们需要进一步研究在现有资源约束下，能否再度优化工期，在不增加资金投入的情况下，计算出可能压缩到的最小水平，进一步进行后续的判断与选择。

1.基础数据

根据资源约束下的进度优化方法模型的理论方法，需要整理出以下几个方面的数据：（1）网络图的时间参数；（2）网络计划中各节点的工期—资源参数；（3）网络图中各线路的计划工期及资源转移节点。

2.假设条件提炼

110kV/330kV升压站建设项目施工包含内容多，实施阶段受供货、天气等可变因素较多，容易产生偏差，加之项目进度管理本身就是一个非常复杂的理论技术，因此考虑资源（资金）约束下的进度优化，必须要在建立或假设一定的前提基础和约束条件下进行的。为此，我们做出几项基本假设，其目的是使复杂的问题得到合理的简化，易于分析研究，通过建立数学模型来研究实际问题并求解：（1）假设一，工序间的衔接关系是“完成─开始”型，即工作任务都在所有的紧前活动都结束后才能开始。（2）假设二，本网络计划是单一资源（费用）约束下的进度优化，即所有节点中只有一种可以分割转移并且影响工期的资源，也就是资金。（3）假设三，在满足约束前提下，各工作节点的资源变化量与工期变化量成线性关系。（4）假设四，在各节点工期压缩/延迟的过程中，只考虑直接费用的变化。

3.优化模型建立

（1）符号定义。根据以上所得出的数据可知，对项目进行进度优化，实质上就是从工作任务4、5、8、11、14、16向1、6、12、13、17、18转移资源（资金），从而压缩关键线路上的作业时间，达到优化工期的目的。为了模型的表达清晰明确，对其中的符号定义（如表3所示）。

表3 模型中符号定义

（2）模型建立。首先确定目标函数，思路应为关键线路上各节点的工期压缩量最大。即：

本项目的具体表达式如下：

然后确定以下三个约束条件，主要包括：

极限工期约束，各节点工期变化量不能超出极限工期的范围。

本项目的具体表达式如下所示：

各非关键线路工期约束，各非关键线路工期变化后的工期不能大于关键线路工期压缩后的工期，即关键路径不变。

本项目的具体表达式如下所示：

资金约束，对与整个项目来说，资源（资金）输出量等于资源（资金）输入量，各工作任务的资源（资金）变化量为非负数。

上式中各个变量均为非负数。

本项目的具体表达式如下所示：

最后，关键节点经压缩工期后，关键线路的工期变成：

（三）优化模型的求解

1.求解过程及结果

本模型的约束条件是由一组多元一次不等式组成的，因此该模型的求解就是一个线性规划问题的求解。经过比较，选择WinQSB（Quantitative Systems for Business）软件进行求解。

编写的程序如下：

在这里，我们选择线性规划的方法来进行工期的优化。采用WinQSB软件组中的LIP（Linearand IntegerProgramming）进行运算。数据输入后，运行该程序，得出结果。

关键工作1、6、12、13、17、18，分别输入资源/费用1 266元、8 696元、9 091元、17 391元、2 040、2 299元，缩短1天、2天、2天、4天、1天、2天工期；非关键工作4、5、8、11、14、16，分别输出资源/费用4 918元、12 000.6元、4 000元、6 897元、5405元、8162.67元，分别延长工期3天、18天、4天、4天、2天、4天。工期缩短到198天。

2.运算结果分析说明

WinQSB软件的求解结果说明，网络计划中的关键工作1、6、12、13、17、18，分别压缩1天、2天、2、天4天、1天、2天工期，需输入费用40 783元；非关键工作4、5、8、11、14、16，分别延长工期3天、18天、4天、4天、2天、4天，输出费用41383.27元。

上述计算分析结果表明，在不投入额外资源的情况下，可以利用项目网络中的既有资源，使工程的工期最大可以缩短到198个工作日。具有机动时间的工作线路减少了，资源也得到尽大可能的利用。

四、公司110kV/330kV升压站建设项目进度控制

第一，整体项目进度控制。（1）建立组织保证体系。建立项目进度管理体系，体系分两级，一级负责整体进度管理，二级负责分项进度管理。（2）严格执行各项管理制度，建立进度管控流程。按照优化后的进度要求，电气和土建分项工程要严格执行项目管理制度，制定各自的进度管控体系，编制详细的施工进度计划，做好材料供货，工序的衔接，施工机具调用、租用，劳动力调配的组织实施工作。（3）建立进度管控责任机制和反馈机制。项目进度管理小组直接受项目经理领导，对项目经理负责。（4）加强对施工管理人员和施工人员的教育。施工管理人员和施工人员是工程保质保量顺利实施的主体人员，要加强对他们的三种教育：一是确保工期的意义，二是节约思想，三是安全意识，也就是“保安全保工期控费用”，三个教育贯穿工程全部。

第二，分项工程进度控制措施。各分项工程具有各自不同的施工要求和特点，具体来说，电气部分的基础工程和升压站主控室的基础工程有着本质的区别，电气工程是地面划分不同设备区，设备区之间是电缆沟道，主控室的地面为防静电地板，下面敷设电缆，330kV设备使用穿墙套管与设备区连接。不同的施工现场就需要采用不同的控制措施，针对关键线路上分项工作的工期压缩，制定具体的措施。由于各分项工作之间存在大量的配合、协调工作，比如主控室施工时，地下要预留好电气管路，做好电气接地系统的预埋，电气施工前，要事先与土建确定好电缆沟道的具体位置和连接出口。同时，配合土建做好主控室330kV出线的穿墙套管施工，两大工程既有衔接又有并行工作、交叉作业，开工之前安排得越细致、越合理，工作起来就越能节约人力物力和时间，避免窝工和返工，确保完成最终工期目标。