工程项目流水施工排序优化研究

刘如意

摘要： 施工进度计划的科学性、合理性、完善性关系到工程项目能否顺利实施，是工程项目目标管理的重要组成部分，并最终关系到项目质量、成本、工期等最终效果甚至项目绩效。而运用流水施工方法尤其是对流水施工进行排序优化能科学安排施工进度，合理组织安排人材机等各种资源，减少施工费用，提高工作效率，利用矩阵法进行流水施工排序优化是一种比较简便、新颖的方法。本文首先介绍了工程项目流水施工和排序优化理论，然后运用矩阵法以某建筑工程分部工程流水施工排序优化进行了案例分析。

Abstract： The scientific nature， rationality and perfection of the construction schedule are related to the smooth implementation of the project management. It has very important influence in the project cost， schedule and other final results of the engineering. The flow construction optimization can effectively arrange the construction schedule， rationally use all kinds of resources， reduce construction costs and improve efficiency， using the matrix method to optimize the flow construction is a relatively simple and novel approach. First， this paper describes the flow construction of projects and sorting optimization theory， and then uses the matrix method to optimize the flow construction of division construction of a construction engineering with a case.

关键词： 流水施工；排序优化；矩阵法

Key words： flow construction；sorting optimization；matrix method

中图分类号：TU721+.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）05-0049-03

1 工程项目流水施工

流水施工管理技术从学术理论的角度，类似于将统计学理论运用到建筑施工过程中，即针对具体的施工对象，根据建筑项目特点，将其划分成若干个施工过程，并统筹考虑施工队的专业性，合理安排施工队数量，保证施工在时间及空间上能连续、均衡、有节奏的进行，尽可能实现相邻量工序最大限度的无缝隙搭接作业[1]。

建筑流水施工可高效实现建筑工程项目的施工，其具体施工工艺为：首先，根据建筑工程项目本身特点，结合施工工艺，将建筑项目的整个施工过程进行平面或竖向划分，分解成若干个施工段和施工工序；然后按照划分的不同施工工序性质组建相应专业的施工队完成各个工序的作业任务，各个施工队的工作任务是固定不变的，在完成第一个施工段对应的施工工序任务后，该施工队紧接着投入到第二施工段的工序任务之中，依次类推，直至完成其负责的所有施工段相应的施工工序。在施工过程中，相邻两专业工序施工队要互相配合，实现工序间工作的有效搭接，合理利用开工时间。对工程项目开展流水施工可以使项目施工的全部环节实现时间、空间上的有序衔接与均衡，这种连续性、均衡性可以保证工程项目按时、按质、按量完成建筑工程[2]。

流水施工按照不同的分类方法可以分为不同的流水施工方式。根据流水节拍在施工过程当中的分布将流水施工分成2种：有节奏流水和无节奏流水[3]。有节奏流水施工，即对工程项目开展流水施工的时候，具体的某一施工过程在全部不同的施工段上具有相同的流水节拍，此种施工组织形式为有节奏流水施工。而无节奏流水，即对工程项目开展流水施工的时候，具体的某一施工过程在全部不同的施工段上具有不完全相同的流水节拍，此种施工组织形式为无节奏流水施工。无节奏流水施工相比有节奏流水施工更为常见，使用的情况较多。在对工程项目开展流水施工时，如果根据组织范围对其进行划分，流水施工具有以下常见的4类：分项工程流水施工、分部工程流水施工、单位工程流水施工、群体工程流水施工。一般来说将流水施工绘成图纸展示出来的方式有3种：网络图、横道图和斜线图。

2 流水施工排序优化

工程排序优化实质就是优化加工对象和加工过程以及改变其排列顺序，也叫流程优化，它通常分为：单向工程排序优化和双向工程排序优化两種。由于建筑工程项目的施工过程具有固定性、有序性等特点，建筑工程项目排序优化属于单向工程排序优化问题。在编制施工进度计划时，首要工作就是将施工对象划分成众多施工段，不同的施工队进入施工段的顺序和时间也不相同，所以，施工工期也会因此而改变。要在资源有限和施工工艺顺序不变的前提下，合理编制施工进度计划，安排施工顺序，统筹资源、人员等配置，缩短工期，就要对施工段的施工顺序做出多个排列组合，从中选出最优施工方案。

工程排序优化的方法主要有：穷举法、图解法、约翰逊规则和矩阵法等方法。其中穷举法和约翰逊规则法在施工过程和施工段数较多时（大于等于3）难以求解；图解法的逻辑性较强，但同样求解过程十分繁琐，工作量较大；而矩阵法相对简捷，是一种逻辑性很强，且比较创新的工程排序优化方法。矩阵法是在流水施工的前提之下，寻求对施工段或施工项目的最佳排序方式，达到计算工期最短的目标，故该法实质是流水施工排序优化[4]。endprint

矩阵法其实就是在流水施工的基础上，对工期排序优化进行深层次、细致入微地研究以后，寻找、确定对工程项目总工期最为关键的影响因素—基本排序间歇（Zi，i=1），并计算其大小。首先，运用分析计算法计算出基本排序流水步距（Ki，i=1）、基本排序间歇，并构造相应的矩阵表，然后基于最优工程排序模式在矩阵表里面计算最优方案[5] [6]。按照分析计算法的规则，项目A与项目B之间基本排序流水步距按照式（1）计算得出，基本排序间歇均按照式（2）计算得出。

3 案例分析

某房建工程项目分部工程有1、2、3、4四个施工过程，施工过程又可以分成a、b、c、d四个施工段，各施工段在四个施工过程上的流水节拍如表1，如果四个施工段的排列顺序是可变的，如何对该工程进行优化，使总工期最短。

由于该分部工程四个施工过程施工顺序是固定的，它只能按照1→2→3→4顺序依次进行，而施工段排列顺序是可变的，故其属于单向工程排序优化问题，根据矩阵法其解题步骤如下：

3.1 计算基本排序流水步距Ki，j+1，和基本排序间歇Zi，j+1

3.2 列出基本排序间歇矩阵表（如表2所示）

3.3 确定最优排序模式

根据表2，基本排序间歇数值相对最小的基本排序有：a→b、d→c，其基本排序间歇都是0。其中施工过程b、d的总持续时间10天，在所有施工过程中是最短的，施工段d在施工过程1上面的流水节拍是1天，所以施工段d排在最前面；施工段b在施工过程1上面的流水节拍是3天比d的第一个节拍1天大，施工段b排在最后面。再根据基本排序间歇最小原理及对矩阵表的观察，最后确定排序模式为：d→c→a→b。

该分部工程施工排序模式的排序总间歇Z、计算总工期如下：

没有进行排序优化时，施工过程为a→b→c→d，其计算总工期为25天，施工进度计划如图1；进行优化排序之后，施工过程优化为d→c→a→b，其计算总工期为17天，比原来的工期要缩短了8天，经济效果比较明显，其进度计划如图2。

4 结论

合理地进行流水施工，科学利用施工排序优化方法，可以使工期得到显著优化，同时以合理的进度高质量完成工程项目，对工程项目管理的作用主要表现在以下几个方面：

①有效地缩短工期。与其他施工方式相比，甚至与不优化的流水施工方式相比，优化后的流水施工能紧凑有序的组织机械、人工和材料，能有效地缩短施工工期[7]。

②能有效提高工作效率。经优化后的流水施工，各班组、机械都能高度地进行专业化施工，并且能科学合理组织施工所需的全部生产要素，各工作环节衔接有序，进而提高工作质量和效率。

③能有效降低施工成本。随着工期的缩短和劳动效率的提高，人、材、机械、资金等各项资源均得到了合理的利用，使各项资源竣达到最高利用效率，从而达到降低施工成本的效果。

参考文献：

[1]梁勇刚.基于建筑项目与施工特点的流水施工管理技术[J].科技咨询，2012（20）：151.

[2]杨德锋.关于建筑流水施工几个常见问题的分析[J].中华民居，2013（7）：30-31.

[3]李星苇.建筑工程中无节奏流水施工的应用研究[J].工程質量，2014，32（8）：40-44.

[4]郑显春，侯剑飞，孙思忠.流水施工排序优化[J].河北建筑工程学院学报，2012，30（4）：1-6.

[5]周夏磊.关于流水施工排序优化问题的讨论[J].内江科技，2013（3）：69-70.

[6]李海涛，程建新.多施工层无节奏专业流水施工组织与优化[J].安阳工学院学报，2014，13（6）：52-56.

[7]程晓媛.浅谈流水施工作业在工程项目中的应用[J].建材技术与应用，2013（6）：51-52.endprint