4.14参与式学习：网络计划的优化

学鲁班精神做大国工匠

《BIM施工组织设计》教学课件BIM施工组织设计课程学习内容（七个模块，十三个任务）

绪论

模块一

编制单位工程概况

模块二

编制单位工程施工部署

模块三

编制施工方案

模块四

编制单位工程施工进度计划

模块五

编制施工准备及资源配置计划

模块六

编制单位工程施工现场平面布置图

模块七

编制施工保障措施基于真实项目单位工程施工组织设计文件编制内容BIM施工组织设计模块四编制单位工程施工进度计划任务七网络计划技术原理目录任务六流水施工原理BIM施工组织设计任务八BIM辅助施工进度计划的编制任务九单位工程进度计划的编制BIM施工组织设计任务七

网络计划技术原理五、网络计划的优化任务七

网络计划技术原理（一）网络计划的优化概述网络计划的优化任务七

网络计划技术原理（三）费用优化（二）工期优化（一）网络计划优化的概述任务七

网络计划技术原理

网络计划的优化，就是在满足即定约束条件下，按选定目标，通过不断改进网络计划寻求满意的方案。

网络计划的优化目标，应按计划任务的需要和条件选定，包括工期目标、费用目标、资源目标。

网络计划的优化，按其优化达到的目标不同，一般分为工期优化、费用优化、资源优化。其中工期优化既是基础也是关键，在此着重介绍工期优化和费用优化，资源优化在任务拓展模块中介绍。网络计划的优化（二）工期优化任务七

网络计划技术原理

工期优化是指在满足既定约束条件下，按要求工期且标，通过延长或缩短网络计划初始方案的计算工期，以达到要求工期目标，保证按期完成任务。网络计划的初始方案编制好后，将其计算工期与要求工期相比较，会出现以下情况:网络计划的优化1.计算工期小于或等于要求工期任务七

网络计划技术原理

如果计算工期小于要求工期不多或两者相等，则一般不必进行工期优化。如果计算工期小于要求工期较多，则考虑与施工合同中的工期提前奖等条款相结合，确定是否进行工期优化。若需优化，优化方法是：延长关键线路上资源占用量大或直接费用高的工作的持续时间（相应减少其单位时间资源需要量）；或重现选择施工方案，改变施工机械，调整施工顺序，再重新分析逻辑关系；编制网络图，计算时间参数；反复多次进行，直至满足要求工期。网络计划的优化2.计算工期大于要求工期任务七

网络计划技术原理

当计算工期大于要求工期，可以在不改变网络计划中各项工作之间的逻辑关系的前提下，通过压缩关键工作的持续时间来满足要求工期。压缩关键工作持续时间的方法有“顺序法”、“加数平均法”、“选择法”等。“顺序法”是按关键工作开工时间来确定需压缩的工作，先干的先压缩。“加数平均法”是按关键工作持续时间的百分比压缩。这两种方法虽然简单，但没有考虑压缩的关键工作所需的资源是否有保证及相应的费用增加幅度。“选择法”更接近实际需要，接下来进行重点介绍。网络计划的优化（1）选择应缩短持续时间的关键工作，应考虑以下因素任务七

网络计划技术原理1）缩短持续时间对质量和安全影响不大的工作；2）有充足备用资源的工作；3）缩短持续时间所需增加费用最小的工作。将所有工作按其是否满足上述三方面要求，确定优选系数，优选系数小的工作较适宜压缩。选择关键工作并压缩其持续时间时，应选择优选系数最小的关键工作。若需要同时压缩多个关键工作的持续时间时，则它们的优选系数之和（组合优选系数）最小者应优先作为压缩对象。网络计划的优化（2）工期优化步骤任务七

网络计划技术原理1）计算并找出初始网络计划的计算工期Tc、关键线路及关键工作。2）按要求工期Tr，计算应缩短的时间ΔT，ΔT=Tc-Tr。3）确定各关键工作能缩短的持续时间。4）按前述要求的因素选择关键工作，压缩其持续时间，并重新计算网络计划的计算工期。此时，要注意，不能将关键工作压缩成非关键工作；当出现多条关键线路时，必须将平行的各关键线路的特续时间压缩相同的数值,否则，不能有效地缩短工期。5）当计算工期仍超过要求工期时，则重复以上步骤，直到满足要求工期或工期不能再缩短为止。6）当所有关健工作的持续时间都已达到其能缩短的极限而工期仍不能满足要求工期时，应对计划的原技术方案，组织方案进行调整，或对要求工期重新审定。网络计划的优化任务七

网络计划技术原理网络计划的优化注意：

在压缩过程中，一定要注意不能把关键工作压缩成非关键工作。因此可能出现多条关键线路，此时要同时压缩多条关键线路。再注意：

当需要同时压缩多个关键工作的持续时间时，则优选系数之和最小者应优先选择。

优选系数，该系数综合考虑质量、安全和费用增加情况而确定。【例7-5-1】

任务七

网络计划技术原理图7-5-1某工程原始双代号时标网络计划（一)网络计划的优化任务七

网络计划技术原理

原始网络计划的关键线路为①→③→④→⑥，工期Tc=22（天）。【解】（1）确定关键线路和计算工期图7-5-1某工程原始双代号时标网络计划网络计划的优化任务七

网络计划技术原理

（2）计算应缩短的时间图7-5-1某工程原始双代号时标网络计划(一）网络计划的优化任务七

网络计划技术原理

1）关键线路上关键工作G的优选系数最小，将关键工作G的持续时间压缩1天，调整后的网络计划如图7-5-2所示，关键线路有两条①→③→④→⑥和①→③→④→⑤→⑥，工期Tc=21（天）。图7-5-2工作G压缩1天后的时标网络计划（3）选择关键线路上优选系数较小的工作，依次进行压缩网络计划的优化任务七

网络计划技术原理

2）继续压缩关键工作，工作G不能再压缩，关键线路上只能压缩工作B或工作D才能缩短工期。选择压缩优选系数小的D工作，将工作D压缩1天，网络计划如图7-5-3所示。此时有3条关键线路有两条①→③→④→⑥、①→③→⑤→⑥和①→③→④→⑤→⑥，，工期Tc=20（天）。图7-5-3工作D压缩1天后的时标网络计划网络计划的优化任务七

网络计划技术原理

（3）继续压缩关键工作。工期需继续缩短1天，在图7-5-3所示网络计划中，有以下3个压缩方案：1)压缩工作B，优选系数为8。2)同时压缩工作D和工作H，组合优选系数为2+3=5。3)同时压缩工作D和工作E，组合优选系数为2+6=8。

在上述压缩方案中，由于工作D和工作H的组合优选系数最小，所以应选择将工作D和工作H同时压缩1天的方案，此时计算工期为20-1=19（天），满足要求工期。最终优化结果如图7-5-4所示。网络计划的优化任务七

网络计划技术原理图7-5-4工作D和工作H压缩1天后的时标网络计划（最终结果）网络计划的优化任务七

网络计划技术原理

过3次压缩，工期达到19天，满足要求的工期规定。其优化压缩过程见表7-5-1所示。优化次数压缩工序组合优选系数压缩天数（天）工期（天）关键工作0

22①→③→④→⑥1G1121①→③→④→⑥①→③→④→⑤→⑥2D2120①→③→④→⑥①→③→⑤→⑥①→③→④→⑤→⑥3D、H5119①→③→④→⑥①→③→④→⑤→⑥

表7-5-1网络计划工期优化压缩过程表网络计划的优化【例7-5-2】已知网络计划如图7-5-5所示，要求工期为11天，试用时标网络计划对其进行优化。任务七

网络计划技术原理网络计划的优化12345647821632(1)6(5)3(2)3(2)6(3)4(2)3(2)优选系数正常持续时间最短持续时间图7-5-5某工程原始双代号网络计划（二）任务七

网络计划技术原理网络计划的优化（1）计算并找出初始网络计划的关键线路、关键工作；12345647821632(1)6(5)3(2)3(2)6(3)4(2)3(2)00266612129111515【解】图7-5-6节点时间参数的计算

任务七

网络计划技术原理网络计划的优化

（3）确定各关键工作能压缩的时间；图7-5-7某工程双代号原始网络计划对应的时标网络计划

（4）选择关键工作压缩作业时间，并重新计算工期Tc′任务七

网络计划技术原理网络计划的优化

第一次：选择工作③-⑤，压缩2天，成为4天；工期变为13天，③－④和④－⑥也变为关键工作。图7-5-8工作③-⑤压缩2天的时标网络计划

（4）选择关键工作压缩作业时间，并重新计算工期Tc′任务七

网络计划技术原理网络计划的优化

第二次：选择工作③－④和③-⑤，同时压缩1天，③－④成为2天，③-⑤成为3天

；工期变为12天，关键工作没有变化。图7-5-9工作③-⑤和③－④同时压缩1天的时标网络计划

（4）选择关键工作压缩作业时间，并重新计算工期Tc′任务七

网络计划技术原理网络计划的优化

第三次：选择工作①－③，压缩1天，成为5天

；工期变为11天，关键工作没有变化。图7-5-10工作①－③压缩1天的时标网络计划（最终结果）（三）费用优化任务七

网络计划技术原理

费用优化又称“工期成本优化”或“时间成本优化”，是指寻求工程总成本最低时的工期安排，或按要求工期寻求最低成本的计划安排过程。网络计划的优化1.费用和时间的关系任务七

网络计划技术原理

工程网络计划一经确定（工期确定），其所包含的总费用也就确定下来。网络计划所涉及的总费用是由直接费和间接费两部分组成。直接费由人工费、材料费和机械费组成，它是随工期的缩短而增加；间接费属于管理费范畴，它是随工期的缩短而减小。由于直接费随工期缩短而增加，间接费随工期缩短而减小，两者进行叠加，必有一个总费用最少的工期，这就是费用优化所要寻求的目标。网络计划的优化图7-5-11工期-费用关系示意图1.费用和时间的关系任务七

网络计划技术原理网络计划的优化D（时间）C(直接费)DC(最短持续时间)临界点正常点CC(最短时间直接费)CN(正常时间直接费)DN(正常持续时间)图7-5-12工期-直接费用关系示意图1.费用和时间的关系任务七

网络计划技术原理网络计划的优化

我们把因缩短工作持续时间（赶工）每一单位时间所需增加的直接费，简称直接费用率，按如下公式计算：

式中：

——工作

的直接费用率；

——将工作

持续时间缩短为最短持续时间，完成该工作所需的直接费用；

——在正常条件下完成工作

所需的直接费用；

——工作

的正常持续时间；

——工作

的最短持续时间。D（时间）C(直接费)DC(最短持续时间)临界点正常点CC(最短时间直接费)CN(正常时间直接费)DN(正常持续时间)

从直接费用率计算公式中可以看出，工作的直接费用率越大，则该工作的持续时间缩短一个时间单位，相应增加的直接费就越多；反之，工作的直接费用率越小，则将该工作的持续时间缩短一个时间单位，相应增加的直接费就越少。2.费用优化的基本思想任务七

网络计划技术原理

不断地从工作的时间和费用关系中，找出能使工期缩短而又能使直接费增加最少的工作，缩短其持续时间。同时，再考虑间接费随工期缩短而减小的情况。把不同工期的直接费与间接费分别叠加，从而求出工程费用最低时相应的最优工期或工期指定时相应的最低工程费用。网络计划的优化3.费用优化的步骤任务七

网络计划技术原理

（1）按工作的正常持续时间确定计算关键线路、工期、总费用。

（2）计算各项工作的直接费用率。

（3）当只有一条关键线路时，应找出直接费用率最小的一项关键工作，作为缩短持续时间的对象；当有多条关键线路时，应找出组合直接费用率最小的一组关键工作，作为缩短持续时间的对象。网络计划的优化3.费用优化的步骤任务七

网络计划技术原理

（4）对于选定的压缩对象（一项关键工作或一组关键工作），首先比较其直接费用率或组合直接费用率与工程间接费用率的大小：

1）如果被压缩对象的直接费用率或组合直接费用率小于工程间接费用率，说明压缩关键工作的持续时间会使工程总费用减少，故应缩短关键工作的持续时间；

2）如果被压缩对象的直接费用率或组合直接费用率等于工程间接费用率，说明压缩关键工作的持续时间不会使工程总费用增加，故应缩短关键工作的持续时间；

3）如果被压缩对象的直接费用率或组合直接费用率大于工程间接费用率，说明压缩关键工作的持续时间会使工程总费用增加，此时应停止缩短关键工作的持续时间，在此之前的方案即为优化方案。网络计划的优化3.费用优化的步骤任务七

网络计划技术原理

（5）当需要缩短关键工作的持续时间时，其缩短值的确定必须符合下列两条原则：

1）缩短后工作的持续时间不能小于其最短持续时间；

2）缩短持续时间的工作不能变成非关键工作。网络计划的优化

（6）计算关键工作持续时间缩短后相应的总费用变化。

（7）重复上述（3）~（6）步，直至计算工期满足要求工期，或被压缩对象的直接费用率或组合费用率大于工程间接费用率为止。

费用优化过程见表7-5-2。压缩次数被压缩工作代号缩短时间（天）直接费率或组合直接费率（万元/天）费率差（正或负）（万元/天）压缩所需用总费用（正或负）（万元/天）总费用（万元）工期（天）备注

表7-5-2费用优化过程表3.费用优化的步骤任务七

网络计划技术原理网络计划的优化✮特别提示

在压缩过程中，一定要注意不能把关键工作压缩成非关键工作。因此可能出现多条关键线路，此时要同时压缩多条关键线路。选择直接费用率或其组合（同时压缩几项关键工作时）最低的关键工作进行压缩，且其值应≤间接费率。【例7-5-3】

已知某工程计划网络如图7-5-13，整个工程计划的间接费率为0.35万元/天，正常工期时的间接费为14.1万元。试对此计划进行费用优化，求出费用最少的相应工期。任务七

网络计划技术原理网络计划的优化215410(6)367.0(7.8)7(4)9.2(10.7)8(6)5.5(6.2)15(5)11.8(12.8)10(5)6.5(7.5)12(9)8.4(9.3)最短时间直接费正常时间直接费最短持续时间正常持续时间图7-5-13某工程原始双代号网络计划

（１）按工作正常持续时间画出网络计划，找出关键线路、工期、总费用；工期T＝37天

任务七

网络计划技术原理网络计划的优化总费用＝直接费用＋间接费用＝（7.0＋9.2＋5.5＋11.8＋6.5＋8.4）＋14.1

=62.5万元215410(6)367.0(7.8)7(4)9.2(10.7)8(6)5.5(6.2)15(5)11.8(12.8)10(5)6.5(7.5)12(9)8.4(9.3)图7-5-14某工程原始双代号网络计划关键线路示意图【解】

（2）

计算各工作的直接费用率ΔCｉ－ｊ

任务七

网络计划技术原理网络计划的优化工作代号正常持续时间(天)最短持续时间(天)正常时间直接费(万元)最短时间直接费(万元)直接费用率(万元/天)①－②1067.07.8①－③749.210.7②－⑤865.56.2④－⑤15511.812.8③－⑤1056.57.5⑤－⑥1298.49.30.20.50.350.10.20.3

（3）压缩工期任务七

网络计划技术原理网络计划的优化

第一次：选择工作④－⑤，压缩７天，成为８天；工期变为30天，②－⑤也变为关键工作。215410(6)360.27(4)0.58(6)0.358(5)0.110(5)0.212(9)0.3直接费用率最短持续时间正常持续时间图7-5-15工作④－⑤压缩7天后的网络计划

（3）压缩工期任务七

网络计划技术原理网络计划的优化

第二次：选择工作①－②，压缩1天，成为9天；工期变为29天，①－③、③－⑤也变为关键工作。21549(6)360.27(4)0.58(6)0.35８(5)0.110(5)0.212(9)0.3直接费用率最短持续时间正常持续时间图7-5-16工作①－②压缩1天后的网络计划

（3）压缩工期任务七

网络计划技术原理网络计划的优化

第三次：选择工作⑤－⑥，压缩3天，成为9天；工期变为26天，关键工作没有变化。。21549(6)360.27(4)0.58(6)0.35８(5)0.110(5)0.29(9)0.3直接费用率最短持续时间正常持续时间图7-5-17工作⑤－⑥压缩3天后的网络计划

（3）压缩工期任务七

网络计划技术原理网络计划的优化

第四次：选择直接费用率最小的组合①－②和③－⑤，但其值为0.4万元/天，大于间接费率0.35万元/天，再压缩会使总费用增加。优化方案在第三次压缩后已经得到。最优工期为26天，其对应的总费用为60.45万元，网络计划如下。21549(6)360.27(4)0.58(6)0.35８(5)0.110(5)0.29(9)0.3直接费用率最短持续时间正常持续时间图7-5-18最终优化结果【例7-5-4】

如图7-5-19所示某工程双代号时标网络计划，箭线上方括号外的数据为该工作按正常持续时间完成时所需直接费用，括号内的数据为该工作按最短持续时间完成时所需的直接费，箭线下方括号外的数据为工作的正常持续时间，括号内的数据为最短持续时间。该工程的间接费用率为1.0万元/天，试对工程网络计划进行费用优化。任务七

网络计划技术原理12435A5(8)6(4)C3(3.6)5(3)G5(5.2)8(7)E2.2(4)7(4)B9(10.8)9(7)H4(4.8)4(2)D5.2(6)5(3)F2(3.4)3(2)6

(①,6)(①,9)(③,14)(④,22)(④,17)图7-5-19初始网络计划网络计划的优化任务七

网络计划技术原理

如图7-5-19所示(箭线上方括号外的数据为该工作按正常持续时间完成时所需直接费用，括号内的数据为该工作按最短持续时间完成时所需的直接费）。计算工期Tc=22（天），关键线路为①→③→④→⑥。

正常持续时间时总直接费=各项工作的正常持续时间时的直接费用之和

=5+9+3+5.2+2.2+2+5+4=35.4（万元）。

正常持续时间时的总间接费用=22×1=22（万元）。

正常持续时间时的总费用=正常持续时间时总直接费用+正常持续时间时总间接费用=35.4+22=57.4（万元）。【解】(1)按各项工作的正常持续时间，确定计算工期、关键线路、总费用网络计划的优化任务七

网络计划技术原理

计算各项工作的直接费率，见表7-5-3。表7-5-3网络计划各工作直接费用率工作名称正常持续时间（天）最短持续时间（天）正常时间直接费用（万元）最短时间直接费用（万元）直接费用率（万元/天）A64581.5B97910.80.9C5333.60.3D535.260.4E742.240.6F3223.41.4G8755.20.2H4244.80.4

（2）计算各项工作的直接费用率网络计划的优化任务七

网络计划技术原理

1）第一次优化第一次网络计划费用优化方案见表7-5-4。表7-5-4

第一次网络计划费用优化方案序号压缩工作费用率或组合费用率（万元/天）压缩时间（天）方案选取结果1B0.92

2D0.42

3G0.21√

（3）选择压缩对象，依次进行压缩网络计划的优化任务七

网络计划技术原理工作G压缩1天后的网络图，如图7-5-20所示。

图7-5-20第一次优化后的网络计划12435A5(8)6(4)C3(3.6)5(3)G5(5.2)7(7)E2.2(4)7(4)B9(10.8)9(7)H4(4.8)4(2)D5.2(6)5(3)F2(3.4)3(2)6

(①,9)(③,14)(④,⑤,21)(④,17)网络计划的优化任务七

网络计划技术原理

2）第二次优化

第一次优化后，可求出工期为Tc=22-1=21（天），关键线路有两条，①→③→④→⑥和①→③→④→⑤→⑥。通过压缩关键工作，可列出第二次网络计划费用优化方案见表7-5-5。表7-5-5

第二次网络计划费用优化方案序号压缩工作费用率或组合费用率（万元/天）压缩时间（天）方案选取结果1B0.91

2D0.41√任务七

网络计划技术原理

图7-5-21第二次优化后的网络计划12435A5(8)6(4)C3(3.6)5(3)G5(5.2)7(7)E2.2(4)7(4)B9(10.8)9(7)H4(4.8)4(2)D5.2(6)4(3)F2(3.4)3(2)6

(①,6)(①,9)(③,13)(④,⑤,20)(③,④,16)将工作D压缩1天，第二次优化后的网络图如图7-5-21所示。网络计划的优化任务七

网络计划技术原理

3）第三次优化

第二次优化后，可求出工期为Tc=21-1=20（天），关键线路有三条①→③→④→⑥、①→③→⑤→⑥和①→③→④→⑤→⑥。通过压缩关键工作，可列出第三次网络计划费用优化方案见表7-5-6。表7-5-6

第三次网络计划费用优化方案序号压缩工作费用率或组合费用率（万元/天）压缩时间（天）方案选取结果1B0.92

2D和E0.4+0.61

3D和H0.4+0.41√网络计划的优化任务七

网络计划技术原理将工作D和工作H组合压缩1天，第三次优化后的网络图如图7-5-22所示。

图7-5