網絡進度計劃標準化水利水電論文

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1前言

進入21世紀，隨著信息技術和系統(tǒng)論方面的發(fā)展以及設計手段的更新，建筑信息建模（BIM）、三維設計、項目信息模型（PIM）、協(xié)同設計等以提高設計質量和效率為目的的新思想和方法也被結合到網絡進度計劃輔助生成方面。如Chung-WeiFeng于2006年將進度計劃與多維CAD對象連接，產生合同驅動的進度計劃[10]；斯洛文尼亞AleMrkela于2010年通過利用簡單三維模型查看器、用戶特定信息及BIM提出了利用PIM產生進度計劃；立陶宛、波蘭、德國等國家也相繼研制出相應的系統(tǒng)。國內的王仁超等和同濟大學的薄衛(wèi)彪對建筑工程網絡進度計劃生成進行了研究。以上方法及系統(tǒng)大多針對高層建筑，尚沒有針對水利水電工程的進度計劃生成進行全面的研究。網絡進度計劃編制的主流軟件如P3e/c、Project等還提供了網絡進度計劃分析、優(yōu)化等功能，尤其P3e/c軟件提供了較為強大的工程控制、調整以及與費用等關聯功能。但是，這些軟件多沒有或僅提供部分輔助生成網絡進度計劃功能，盡管已有眾多工程網絡進度計劃編制經驗，但在新項目創(chuàng)建時，大多還需要從頭開始，編制費時、費力且效率不高。另外，在網絡計劃分析方面也僅提供常規(guī)的分析和優(yōu)化功能，對于作業(yè)工期關鍵性指標、風險等方面的研究不夠完善。再者，隨著目前三維設計、協(xié)同設計、BIM的普及和推廣，將這些成果與網絡進度計劃有效地相結合，可以降低網絡進度計劃編制工作量，提高編制效率和質量，這些方法的實現也依賴于一套標準化的理論和方法。而目前水利水電行業(yè)尚未形成這樣的標準化體系和相應的標準。基于以上分析，在探討水利水電工程網絡進度計劃標準化內涵的基礎上，對網絡進度計劃標準化的基本內容進行了研究，在此基礎上開發(fā)了水利水電工程網絡進度計劃標準化系統(tǒng)（SHAPS），該系統(tǒng)界面友好、直觀可視化，而且能夠實現網絡進度計劃的輔助生成、分析、評價與審閱，及成果輸出，大大提高了網絡進度計劃編制和分析的質量和效率。

2網絡進度計劃標準化內容研究

水利水電工程網絡進度計劃標準化定義為：根據水利水電工程網絡進度計劃的特點，以網絡計劃技術為基礎，對水利水電工程網絡進度計劃中的項目劃分、邏輯關系確立以及網絡進度計劃的分析、評價等按照國家和行業(yè)有關標準進行標準化處理，以便使網絡計劃編制、分析與評價等編制成果達到統(tǒng)一和重用。具體而言，網絡進度計劃的標準化包括：網絡進度計劃生成標準化、網絡進度計劃分析標準化、網絡計劃評價與審閱以及網絡進度計劃結果輸出的標準化。

2.1網絡進度計劃

生成標準化運用網絡計劃技術編制工程進度計劃的基礎性工作包括：項目劃分、邏輯關系確定和各個作業(yè)（活動、工序）資源的配置。這些工作的標準化是網絡進度編制標準化的前提工作，屬于網絡計劃編制初期階段工作。

2.2網絡進度計劃分析標準化

1）對于常規(guī)的網絡時間參數計算和關鍵路徑分析，考慮常見的邏輯關系類型和工作時間約束、工作類型和工期分布類型，借鑒國家和行業(yè)標準，形成了標準的網絡計劃時間參數和關鍵路徑計算方法。

2）對于網絡進度計劃工期風險分析，結合目前常見分析方法，如模糊進度計劃分析、隨機型進度計劃仿真分析方法以及有關研究結果，提出了一套網絡進度計劃標準化分析過程，如基于時間分布的Monte-Carlo仿真分析方法、基于因素的Monte-Carlo仿真分析方法、基于工期可控性的Monte-Carlo仿真分析方法等，指出了這些方法適用條件和需要參數等，形成標準化的分析過程和分析方法。

3）對于常規(guī)的網絡進度計劃優(yōu)化分析，需要明確其分析過程和分析方法

2.3網絡進度計劃評價標準化

在經過網絡進度計劃分析后，需要對編制的網絡進度計劃進行評價，即對網絡進度計劃總工期（完工風險）及其各作業(yè)的持續(xù)時間的評價。目前的網絡進度計劃評價方法主要有理論評價方法和經驗評價方法。理論評價方法包括模糊評價、隨機風險評價、施工仿真評價；經驗評價方法主要是基于工程類比的評價。網絡進度計劃評價標準化即是對網絡進度計劃評價方法和評價過程的標準化。

2.4網絡進度計劃審閱標準化

編制人員編制的網絡進度計劃，到最終確定，往往需要經過有關的責任（專業(yè)）工程師或咨詢工程師的審閱。本文提出了網絡進度計劃痕跡管理概念，通過形成網絡進度計劃編制信息，如采用的案例和模板以及采用這些案例和模板時考慮的工程特征、主要影響工程進度計劃可行性的項目修改以及修改原因等，形成網絡進度計劃編制的痕跡信息，審閱工程師通過查閱這些痕跡信息，然后對網絡進度計劃進行審閱。

2.5網絡進度計劃輸出標準化

網絡進度計劃輸出標準化是指網絡進度計劃輸出的形式和內容的標準化。目前國內外進度計劃軟件繁多，不同軟件進度計劃輸出形式也不盡相同。另外隨著新技術和各種工程軟件的發(fā)展，網絡進度計劃與這些軟件結合，形成新的進度計劃表現和表達形式，有利于網絡進度計劃分析、評價以及在工程建設過程中的實施。為此，本文結合國內外軟件特點、國內工程管理人員習慣和目前進度計劃編制常用軟件，提出了工程網絡進度計劃輸出標準化，包括輸出報告的標準化（借助P3e/c軟件）、網絡圖和橫道圖的AutoCAD輸出，以及相應報表等標準化輸出。

3網絡進度計劃標準化系統(tǒng)SHAPS

3.1系統(tǒng)總體設計

基于網絡進度計劃標準化內容，本文針對大型水利水電工程網絡進度計劃生成過程中知識組織與運用以及工程進度風險評價等問題，綜合運用人工智能、知識工程、風險分析、計算機模擬、三維協(xié)同設計等有關思想、理論和方法，開展基于多源知識（專家經驗、工程案例、進度模板與模塊、工程三維模型等知識源）的網絡進度計劃輔助生成機理研究，以及綜合考慮風險因素、風險因素發(fā)生時間、計劃編制中影響進度的關鍵資源配置、工程控制中管理者的風險應對措施、行為等條件下的進度風險評價理論和方法，在MicrosoftVisualStudio平臺下開發(fā)水利水電工程網絡進度計劃標準化系統(tǒng)SHAPS，該系統(tǒng)共劃分為5大模塊，分別為網絡進度計劃輔助生成、輔助分析、輔助評價、可視化及成果輸出。系統(tǒng)主界面，共包括五個主要區(qū)域，分別為：菜單欄、視圖工具欄、WBS信息顯示區(qū)、橫道圖顯示區(qū)和工作信息顯示與編輯區(qū)。其中菜單欄主要包括參數編輯、計算分析與評價、結果輸出、模擬與可視化等功能。視圖工具欄的主要功能為切換主顯示區(qū)的顯示內容，如單代號視圖、雙代號視圖、資源視圖等等。WBS信息顯示區(qū)用來顯示項目各個工作的工作代碼、工作名稱、預期開始時間和預期結束時間，用戶也可在此區(qū)域對工作進行編輯修改。橫道圖顯示區(qū)主要用來顯示工序間的邏輯關系和工序持續(xù)時間。工作信息顯示與編輯區(qū)主要包括：常用信息、分類碼、資源分配、約束條件、邏輯關系和綜合單價表資源分配六項內容，用戶可在此區(qū)域讀取項目相關信息并進行修改工作。

3.2系統(tǒng)功能實現

3.2.1網絡進度計劃輔助生成

系統(tǒng)提供基于模板和基于案例創(chuàng)建項目兩種進度計劃輔助生產方法，如圖4a所示，其中基于模板創(chuàng)建項目的過程與基于案例創(chuàng)建項目的方法類似，這里詳細敘述基于案例創(chuàng)建項目的實現過程?；诎咐齽?chuàng)建項目方法允許用戶通過“行業(yè)類別”、“工程類別”、“項目類別”及“進度計劃類別”四大類別進行案例的初步篩選，然后運用模糊聚類分析方法計算其相似度并選擇與擬建項目相似度最高的案例作為擬建項目進度計劃的基礎。但是，檢索到的項目直接應用于擬建項目的情況少之又少，所以還需要對案例進行修改。案例修改過程中，例如“作業(yè)持續(xù)時間”、“作業(yè)類型”、“資源量”等信息的修改，都會保留到痕跡管理系統(tǒng)中，用作進度計劃審閱的依據。修改后的案例可直接進行進度計劃分析、評價等，也可以作為新案例存儲在數據庫中，基于案例創(chuàng)建的工程項目進度計劃如圖4c所示。該系統(tǒng)通過案例和模板輔助生成水利水電工程網絡進度計劃，可以有效地提高網絡進度計劃編制質量，降低工作人員的編制工作強度，提高工作效率。

3.2.2網絡進度計劃輔助分析

系統(tǒng)能夠計算加入日歷的時間參數，進行資源均衡計算以及工期的壓縮優(yōu)化。

3.2.3網絡進度計劃輔助評價

輔助評價模塊主要分為工期風險模擬評價分析、工期風險模糊評價分析和基于案例的模糊綜合類比分析，其中工期風險模擬評價分析包括基于工期分布的評價分析、基于施工影響因素的評價分析和基于工期可控性的評價分析，如圖6a所示。為總工期風險評價分析結果，說明模擬1000次、工期為885天的次數為114次。圖6c為基于案例的模糊綜合類比分析計算界面，圖6d為相應的模糊預測結果。該模塊通過基于MonteCarlo網絡計劃仿真、基于施工影響因素的網絡計劃仿真和基于工期可控性的網絡計劃仿真方法，為工程人員提供了多種輔助評價進度計劃的手段和方法。

3.2.4網絡進度計劃標準化輸出

根據實際工程需要，系統(tǒng)能夠輸出多種成果圖表，主要包括三種網絡圖輸出模式：雙代號時標網絡圖、單代號網絡圖和橫道圖。該模塊與NavisWorks、施工仿真技術、Auto-CAD、P3e/c等結合，為網絡進度計劃輸入、輸出提供了快捷、標準的途徑，有利于提高網絡進度計劃輸出質量和效率。與傳統(tǒng)的P3e/c軟件相比，該系統(tǒng)的主要優(yōu)越之處體現在以下兩方面：第一，系統(tǒng)能夠基于已有案例和模板快速生成工程項目初始進度計劃，避免了重復、冗雜且依賴經驗的編制過程；第二，提供了更加強大的網絡進度計劃計算及優(yōu)化功能，如繪制雙代號網絡圖、資源和工期均衡優(yōu)化、風險分析和評價、仿真與可視化等。

4結語

針對目前多數網絡進度計劃軟件在進度計劃生成、分析和評價等方面提供的功能有限，導致網絡進度計劃編制費時、費力，效率不高，且標準化程度不高等問題，本文在分析水利水電工程網絡進度計劃標準化內涵的基礎上，對網絡進度計劃標準化的基本內容進行了研究，在此基礎上研制開發(fā)了水利水電工程網絡進度計劃標準化系統(tǒng)SHAPS，實現了網絡進度計劃的輔助生成、分析、評價、審閱，以及成果輸出等。該系統(tǒng)不僅界面友好、直觀可視化，而且提供了強大的計算及優(yōu)化功能，大大提高了工程人員網絡進度計劃編制的效率和質量，為網絡進度計劃快速編制和分析提供了一種新的思路和手段。

作者：王仁超 潘菲菲 李仕奇 陳建友 單位：天津大學水利工程仿真與安全國家重點實驗室 中國水電工程顧問集團昆明勘測設計研究院