網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化水利水電論文

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1前言

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著信息技術(shù)和系統(tǒng)論方面的發(fā)展以及設(shè)計(jì)手段的更新，建筑信息建模（BIM）、三維設(shè)計(jì)、項(xiàng)目信息模型（PIM）、協(xié)同設(shè)計(jì)等以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率為目的的新思想和方法也被結(jié)合到網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃輔助生成方面。如Chung-WeiFeng于2006年將進(jìn)度計(jì)劃與多維CAD對(duì)象連接，產(chǎn)生合同驅(qū)動(dòng)的進(jìn)度計(jì)劃[10]；斯洛文尼亞AleMrkela于2010年通過利用簡(jiǎn)單三維模型查看器、用戶特定信息及BIM提出了利用PIM產(chǎn)生進(jìn)度計(jì)劃；立陶宛、波蘭、德國(guó)等國(guó)家也相繼研制出相應(yīng)的系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)的王仁超等和同濟(jì)大學(xué)的薄衛(wèi)彪對(duì)建筑工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃生成進(jìn)行了研究。以上方法及系統(tǒng)大多針對(duì)高層建筑，尚沒有針對(duì)水利水電工程的進(jìn)度計(jì)劃生成進(jìn)行全面的研究。網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃編制的主流軟件如P3e/c、Project等還提供了網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃分析、優(yōu)化等功能，尤其P3e/c軟件提供了較為強(qiáng)大的工程控制、調(diào)整以及與費(fèi)用等關(guān)聯(lián)功能。但是，這些軟件多沒有或僅提供部分輔助生成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃功能，盡管已有眾多工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃編制經(jīng)驗(yàn)，但在新項(xiàng)目創(chuàng)建時(shí)，大多還需要從頭開始，編制費(fèi)時(shí)、費(fèi)力且效率不高。另外，在網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃分析方面也僅提供常規(guī)的分析和優(yōu)化功能，對(duì)于作業(yè)工期關(guān)鍵性指標(biāo)、風(fēng)險(xiǎn)等方面的研究不夠完善。再者，隨著目前三維設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)、BIM的普及和推廣，將這些成果與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃有效地相結(jié)合，可以降低網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃編制工作量，提高編制效率和質(zhì)量，這些方法的實(shí)現(xiàn)也依賴于一套標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化體系和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)?；谝陨戏治?，在探討水利水電工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化的基本內(nèi)容進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了水利水電工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)（SHAPS），該系統(tǒng)界面友好、直觀可視化，而且能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃的輔助生成、分析、評(píng)價(jià)與審閱，及成果輸出，大大提高了網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃編制和分析的質(zhì)量和效率。

2網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容研究

水利水電工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化定義為：根據(jù)水利水電工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃的特點(diǎn)，以網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)水利水電工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃中的項(xiàng)目劃分、邏輯關(guān)系確立以及網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃的分析、評(píng)價(jià)等按照國(guó)家和行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以便使網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制、分析與評(píng)價(jià)等編制成果達(dá)到統(tǒng)一和重用。具體而言，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃的標(biāo)準(zhǔn)化包括：網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃生成標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃分析標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃評(píng)價(jià)與審閱以及網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃結(jié)果輸出的標(biāo)準(zhǔn)化。

2.1網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃

生成標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)編制工程進(jìn)度計(jì)劃的基礎(chǔ)性工作包括：項(xiàng)目劃分、邏輯關(guān)系確定和各個(gè)作業(yè)（活動(dòng)、工序）資源的配置。這些工作的標(biāo)準(zhǔn)化是網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度編制標(biāo)準(zhǔn)化的前提工作，屬于網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制初期階段工作。

2.2網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃分析標(biāo)準(zhǔn)化

1）對(duì)于常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間參數(shù)計(jì)算和關(guān)鍵路徑分析，考慮常見的邏輯關(guān)系類型和工作時(shí)間約束、工作類型和工期分布類型，借鑒國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成了標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃時(shí)間參數(shù)和關(guān)鍵路徑計(jì)算方法。

2）對(duì)于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃工期風(fēng)險(xiǎn)分析，結(jié)合目前常見分析方法，如模糊進(jìn)度計(jì)劃分析、隨機(jī)型進(jìn)度計(jì)劃仿真分析方法以及有關(guān)研究結(jié)果，提出了一套網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化分析過程，如基于時(shí)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(shù)等，形成標(biāo)準(zhǔn)化的分析過程和分析方法。

3）對(duì)于常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃優(yōu)化分析，需要明確其分析過程和分析方法

2.3網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)化

在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃分析后，需要對(duì)編制的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行評(píng)價(jià)，即對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃總工期（完工風(fēng)險(xiǎn)）及其各作業(yè)的持續(xù)時(shí)間的評(píng)價(jià)。目前的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃評(píng)價(jià)方法主要有理論評(píng)價(jià)方法和經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法。理論評(píng)價(jià)方法包括模糊評(píng)價(jià)、隨機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、施工仿真評(píng)價(jià)；經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法主要是基于工程類比的評(píng)價(jià)。網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)化即是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)過程的標(biāo)準(zhǔn)化。

2.4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃審閱標(biāo)準(zhǔn)化

編制人員編制的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃，到最終確定，往往需要經(jīng)過有關(guān)的責(zé)任（專業(yè)）工程師或咨詢工程師的審閱。本文提出了網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃痕跡管理概念，通過形成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)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(shí)考慮的工程特征、主要影響工程進(jìn)度計(jì)劃可行性的項(xiàng)目修改以及修改原因等，形成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)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(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行審閱。

2.5網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃輸出標(biāo)準(zhǔn)化

網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃輸出標(biāo)準(zhǔn)化是指網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃輸出的形式和內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)化。目前國(guó)內(nèi)外進(jìn)度計(jì)劃軟件繁多，不同軟件進(jìn)度計(jì)劃輸出形式也不盡相同。另外隨著新技術(shù)和各種工程軟件的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃與這些軟件結(jié)合，形成新的進(jìn)度計(jì)劃表現(xiàn)和表達(dá)形式，有利于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃分析、評(píng)價(jià)以及在工程建設(shè)過程中的實(shí)施。為此，本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外軟件特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)工程管理人員習(xí)慣和目前進(jìn)度計(jì)劃編制常用軟件，提出了工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃輸出標(biāo)準(zhǔn)化，包括輸出報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)化（借助P3e/c軟件）、網(wǎng)絡(luò)圖和橫道圖的AutoCAD輸出，以及相應(yīng)報(bào)表等標(biāo)準(zhǔn)化輸出。

3網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)SHAPS

3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

基于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容，本文針對(duì)大型水利水電工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃生成過程中知識(shí)組織與運(yùn)用以及工程進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等問題，綜合運(yùn)用人工智能、知識(shí)工程、風(fēng)險(xiǎn)分析、計(jì)算機(jī)模擬、三維協(xié)同設(shè)計(jì)等有關(guān)思想、理論和方法，開展基于多源知識(shí)（專家經(jīng)驗(yàn)、工程案例、進(jìn)度模板與模塊、工程三維模型等知識(shí)源）的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃輔助生成機(jī)理研究，以及綜合考慮風(fēng)險(xiǎn)因素、風(fēng)險(xiǎn)因素發(fā)生時(shí)間、計(jì)劃編制中影響進(jìn)度的關(guān)鍵資源配置、工程控制中管理者的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施、行為等條件下的進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論和方法，在MicrosoftVisualStudio平臺(tái)下開發(fā)水利水電工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)SHAPS，該系統(tǒng)共劃分為5大模塊，分別為網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃輔助生成、輔助分析、輔助評(píng)價(jià)、可視化及成果輸出。系統(tǒng)主界面，共包括五個(gè)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(shù)編輯、計(jì)算分析與評(píng)價(jià)、結(jié)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(nèi)容，如單代號(hào)視圖、雙代號(hào)視圖、資源視圖等等。WBS信息顯示區(qū)用來顯示項(xiàng)目各個(gè)工作的工作代碼、工作名稱、預(yù)期開始時(shí)間和預(yù)期結(jié)束時(shí)間，用戶也可在此區(qū)域?qū)ぷ鬟M(jìn)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(guān)系和工序持續(xù)時(shí)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(guān)系和綜合單價(jià)表資源分配六項(xiàng)內(nèi)容，用戶可在此區(qū)域讀取項(xiàng)目相關(guān)信息并進(jìn)行修改工作。

3.2系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.2.1網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃輔助生成

系統(tǒng)提供基于模板和基于案例創(chuàng)建項(xiàng)目?jī)煞N進(jìn)度計(jì)劃輔助生產(chǎn)方法，如圖4a所示，其中基于模板創(chuàng)建項(xiàng)目的過程與基于案例創(chuàng)建項(xiàng)目的方法類似，這里詳細(xì)敘述基于案例創(chuàng)建項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)過程?；诎咐齽?chuàng)建項(xiàng)目方法允許用戶通過“行業(yè)類別”、“工程類別”、“項(xiàng)目類別”及“進(jìn)度計(jì)劃類別”四大類別進(jìn)行案例的初步篩選，然后運(yùn)用模糊聚類分析方法計(jì)算其相似度并選擇與擬建項(xiàng)目相似度最高的案例作為擬建項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃的基礎(chǔ)。但是，檢索到的項(xiàng)目直接應(yīng)用于擬建項(xiàng)目的情況少之又少，所以還需要對(duì)案例進(jìn)行修改。案例修改過程中，例如“作業(yè)持續(xù)時(shí)間”、“作業(yè)類型”、“資源量”等信息的修改，都會(huì)保留到痕跡管理系統(tǒng)中，用作進(jìn)度計(jì)劃審閱的依據(jù)。修改后的案例可直接進(jìn)行進(jìn)度計(jì)劃分析、評(píng)價(jià)等，也可以作為新案例存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，基于案例創(chuàng)建的工程項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)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(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃，可以有效地提高網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃編制質(zhì)量，降低工作人員的編制工作強(qiáng)度，提高工作效率。

3.2.2網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃輔助分析

系統(tǒng)能夠計(jì)算加入日歷的時(shí)間參數(shù)，進(jìn)行資源均衡計(jì)算以及工期的壓縮優(yōu)化。

3.2.3網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃輔助評(píng)價(jià)

輔助評(píng)價(jià)模塊主要分為工期風(fēng)險(xiǎn)模擬評(píng)價(jià)分析、工期風(fēng)險(xiǎn)模糊評(píng)價(jià)分析和基于案例的模糊綜合類比分析，其中工期風(fēng)險(xiǎn)模擬評(píng)價(jià)分析包括基于工期分布的評(píng)價(jià)分析、基于施工影響因素的評(píng)價(jià)分析和基于工期可控性的評(píng)價(jià)分析，如圖6a所示。為總工期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分析結(jié)果，說明模擬1000次、工期為885天的次數(shù)為114次。圖6c為基于案例的模糊綜合類比分析計(jì)算界面，圖6d為相應(yīng)的模糊預(yù)測(cè)結(jié)果。該模塊通過基于MonteCarlo網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃仿真、基于施工影響因素的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃仿真和基于工期可控性的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃仿真方法，為工程人員提供了多種輔助評(píng)價(jià)進(jìn)度計(jì)劃的手段和方法。

3.2.4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化輸出

根據(jù)實(shí)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(wǎng)絡(luò)圖輸出模式：雙代號(hào)時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)圖、單代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖和橫道圖。該模塊與NavisWorks、施工仿真技術(shù)、Auto-CAD、P3e/c等結(jié)合，為網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃輸入、輸出提供了快捷、標(biāo)準(zhǔn)的途徑，有利于提高網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃輸出質(zhì)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(xiàn)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(xiàng)目初始進(jìn)度計(jì)劃，避免了重復(fù)、冗雜且依賴經(jīng)驗(yàn)的編制過程；第二，提供了更加強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃計(jì)算及優(yōu)化功能，如繪制雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖、資源和工期均衡優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)價(jià)、仿真與可視化等。

4結(jié)語(yǔ)

針對(duì)目前多數(shù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃軟件在進(jìn)度計(jì)劃生成、分析和評(píng)價(jià)等方面提供的功能有限，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃編制費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，效率不高，且標(biāo)準(zhǔn)化程度不高等問題，本文在分析水利水電工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化的基本內(nèi)容進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上研制開發(fā)了水利水電工程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)SHAPS，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃的輔助生成、分析、評(píng)價(jià)、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(qiáng)大的計(jì)算及優(yōu)化功能，大大提高了工程人員網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃編制的效率和質(zhì)量，為網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)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(xué)水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國(guó)水電工程顧問集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院