1、計算機輔助施工組織管理9.1.1 9.1.1 發展階段發展階段 計算機應用技術可以實現設計、工程量計算、造價分析、招標投標、施工管理、施工技術等各系統間的數據共享，為提高工程管理水平、增強企業競爭力，提供了現代化的工具。 9. 1 9. 1 概述概述 計算機在工程施工建設領域的應用中也經歷了以下幾個階段：計算機在工程施工建設領域的應用中也經歷了以下幾個階段： （1）電子數據處理階段(EDP:Electronic Data Processing System)； （2）管理信息系統階段（MIS:Management Information System) （3）決策支持系統階段(DSS:Deci

2、sion Support System) (4) 項目信息門戶(PIP:Project Information Portal) 目前，國內計算機輔助工程施工管理軟件的水平分布于各個階段，但其中高水平的較少，大部分是電子數據處理軟件。9. 1 9. 1 概述概述 國內外使用最多的計算機輔助施工管理軟件是進度計劃類軟件，從使用層次上可國內外使用最多的計算機輔助施工管理軟件是進度計劃類軟件，從使用層次上可以將其分為兩大類：以將其分為兩大類： 第一類是高層次管理軟件第一類是高層次管理軟件: : 主要適用于大型工程建設管理的各種需要； 其特點是功能強，提供了范圍廣泛的調度選項，能對任 務進行精確的控制，

3、具有計算機網絡和通訊功能； 但一般使用復雜，需要進行專門的培訓，而且價格高， 應用面不廣。9. 1 9. 1 概述概述 第二類是一般層次的軟件第二類是一般層次的軟件: : 主要是為滿足一般管理工作的需要，只能為工程施工的 某一方服務； 其特點是使用簡單，使用者一般只需要經過很短時間 的培訓就可以在工作中使用，而且價格便宜； 缺點是功能較簡單，提供的指標和功能不是很完 善，能滿足復雜工程建設的需要。 9. 1 9. 1 概述概述 從整個工程建設和管理看，工程各階段和施工管理的各方是有機從整個工程建設和管理看，工程各階段和施工管理的各方是有機聯系的一個整體。因此，理想的計算機系統是既能完成某一方的

4、服聯系的一個整體。因此，理想的計算機系統是既能完成某一方的服務和功能，又能為其他各方提供數據共享。務和功能，又能為其他各方提供數據共享。 9. 1 9. 1 概述概述一般應包括以下基本功能：（1）提供施工組織設計文件的全套文檔的編輯、管理、打 印功能。（2）根據實際工程條件，可以從模板素材庫中選取相關內 容，任意組合，自動生成規范合理完整的施工組織設 計文件。（3）可以與相關模板或數據庫相結合，生成各種資源圖 表、施工進度計劃和施工網絡計劃圖，以及施工平面 圖。9 91 12 2 計算機輔助施工組織設計的內容計算機輔助施工組織設計的內容9. 1 9. 1 概述概述 通過計算機輔助施工組織設計，

5、可以做到通過計算機輔助施工組織設計，可以做到: : 施工組織設計文件所需數據與設計階段的相關數據接口; 不需要大量的計算和文字輸入就可以快速、準確地制作施工組 織設計文件; 可以隨意更改補充施工組織設計內容，使工作變得更方便輕松。9. 1 9. 1 概述概述計算機輔助生成的某施工組織設計文件的基本內容，如表9-1所示。9. 1 9. 1 概述概述（2）要求要求 計算機輔助軟件應貯存大量典型工程和常用施工方案的基本要求，并有大量可用的圖表和施工流程圖。9 92 2 計算機輔助施工方案制定計算機輔助施工方案制定（1） 特點特點 施工方案與具體工程項目的地理位置、結構類型、建筑布局、設備種類等密切相

6、關，計算機輔助技術為施工方案的制定提供了一種靈活、方便、快捷、又能滿足各種不同工程項目的施工組織設計的環境。 根據具體工程項目的施工條件，選擇合適的施工方案，通過適當的組合、刪減和增添，就可以迅速形成合理實用的施工組織設計文件。 施工方案測量工程土方工程基礎結構工程主體結構工程屋面工程裝飾工程吊裝工程設備安裝技術措施（3 3）主要功能）主要功能9 92 2 計算機輔助施工方案制定計算機輔助施工方案制定9 92 21 1 土方工程土方工程 計算機輔助制定土方工程的施工方案時，首先應計算土方開挖和回填的工程量，然后明確土方開挖的順序和開挖分區，并且做好土方邊坡的支護，保證土方邊坡的穩定，進行降水處

7、理，最后安排土方運輸和土方回填。土方工程的程序功能結構如圖9-2所示。地基加固土方工程土方開挖土方運輸邊坡支護降水土方回填爆破工程9 92 2 計算機輔助施工方案制定計算機輔助施工方案制定 計算機輔助土方工程設計時，根據記錄和貯存大量典型和通用工程項目的土方工程施工的布置和設計，針對具體工程項目，可以較快速方便地選擇與之相關的內容，組成一份有針對性、且考慮全面的土方工程施工方案設計文件。9 92 2 計算機輔助施工方案制定計算機輔助施工方案制定9 92 22 2 基礎結構工程基礎結構工程 基礎結構工程包括基礎工程和基礎的結構工程兩部分。基礎工程的施工方案可分為淺基礎工程的施工方案和深基礎工程的

8、施工方案。基礎結構工程的程序功能結構如圖9-3所示?；A工程淺基礎工程深基礎工程地下連續墻強夯深層攪拌堆載預壓沙樁擠密化學加固樁基礎墩基礎沉井基礎沉箱基礎機械壓實9 92 2 計算機輔助施工方案制定計算機輔助施工方案制定9 92 23 3 鋼筋混凝土工程鋼筋混凝土工程 鋼筋混凝土材料應用范圍廣泛，在大多數工程項目的基礎結構工程和主體結構工程中均得到應用。計算機輔助鋼筋混凝土施工方案的編制，分別由下列各功能模塊組成： 1） 鋼筋工程 2） 混凝土工程 3） 模板工程 4） 腳手架工程 5） 預制構件工程9 92 2 計算機輔助施工方案制定計算機輔助施工方案制定 鋼筋工程施工方案的重點鋼筋工程施工

9、方案的重點在于：在于：(1)鋼筋類型選擇； (2)(2) 鋼筋進場前的檢驗；(3) 鋼筋下料和加工；(4) 鋼筋連接。 以及圍繞上述各階段工作的質量控制措施和安全控制措施的制定，見圖 9-4所示。鋼筋工程鋼筋下料鋼筋冷加工調直剪切鐓頭彎曲鋼筋連接鋼筋冷拉鋼筋冷拔鋼筋綁扎鋼筋焊接機械連接9 92 2 計算機輔助施工方案制定計算機輔助施工方案制定9 93 31 1 基本原理基本原理 近年來，隨著人工智能（AI）技術的迅速發展，為施工進度計劃的自動安排創造了條件。施工進度自動安排是建筑、工程和施工（AEC）平行工程技術中非常重要的一個環節。u Morad和Beliveau(1993）提出KNOWPL

10、AN專家系統，利 用三維計算機模型產生所需的輸入數據，進行進度安排。u ZozayaGorostiza等（1990）開發CONSTRUCTION PLANEX專家系統，估算項目成本，安排施工進度。 u Chang和Beliveau(1997)開發SCaxRC專家系統，對時間約 束和資源約束條件下的項目進度進行自動安排。9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃基本知識系統的施工進度自動安排的基本原理：基本知識系統的施工進度自動安排的基本原理： 通過考慮工期定額和施工經驗，對施工活動分類，建立不同施工活動之間的邏輯關系，計算不同施工活動的資源需求量和持續時間，然后進行施工總進度計

11、劃安排和子工程進度自動安排，并且可根據需要，人工調整進度安排。如圖9-5所示。9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃從CAD來用戶輸入工程量生成項目分解活動分類工期定額庫工程經驗基于知識系統進度安排人工調整資源需求量計劃進度生成顯示 打印工程數據9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃圖9-5 9 93 32 2 進度計劃管理軟件進度計劃管理軟件 進度計劃管理軟件從使用角度可從以下兩個層次： （1 1）大型進度計劃管理軟件）大型進度計劃管理軟件 高層次進度計劃管理軟件中，比較好的主要有： Primavera公司的Primavera Project Plan

12、ner(即P3） Welcom Software Technology公司的Open Plan Computer Aided Management公司的PARISS Enterprise Lucas Management System Inc.公司的Artemis Prestige Applied Business Technology Corp公司的Project Workbench 大型進度計劃管理軟件之間的區別主要在于它們的容量和使用的網絡協調多個項目的能力不同。9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃 Primavera Project Planner在多次評比中獲得

13、好評，并且在 大型工程建設項目中獲得了廣泛的應用； Primavera公司是著名的項目管理軟件供應商，2000年在軟件100 強中排名32，2001年以7400萬美元的銷售額列25位，是最大的項 目管理軟件供應商； P3（primavera project planner）是最早的、專業級的基于網絡 的計劃技術（CPM)的項目管理軟件之一，1983年始發第一版； P3項目管理系列軟件在項目管理市場占60%，在工業界占80%，在 大型項目中有92%的市場份額； ENR(Engineer News-record)評選的建筑企業400強中有375家使 用，業主200強中有150家使用：屬高端項目管理

14、軟件。P3P3軟件的基本情況：軟件的基本情況：9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃P3P3軟件的發展：軟件的發展：P3P3EP3E/CTeamplayPMerMMPRPAPV計劃管理知識管理基于WEB的信息溝通投資組合分析基于WEB的計劃管理9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃P3P3軟件的基本功能：軟件的基本功能： 可集成和二次開發 可同時管理多個項目 能有效的管理和控制大型、復雜項目 信息編碼和工作結構分解（WBS) 計劃的編制、跟蹤和比較分析 費用管理 資源管理 豐富的報表和圖表9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃國內國內

15、P3P3軟件的應用現狀：軟件的應用現狀：應用層次應用層次 大多用于計劃的編制、跟蹤和控制，部分進行了資源和費用的管理，較少進行了集成和開發，軟件的應用層次還比較低。應用范圍應用范圍 從上海普華公布的資料看，國內已經有1800家用戶，但大多集中在石化、電力系統、交通等，其他行業也開始滲透，如房地產等。9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃P3P3軟件應用應注意的主要問題：軟件應用應注意的主要問題： 正確認識項目管理軟件，項目管理的推行先于項目管理軟 件的應用； P3軟件的應用需要組織保證、制度保證以及人員保證； P3軟件的應用需要一個過程，在這個過程中需要進行項目 管理； P

16、3軟件會在一定程度上改變傳統的工作模式，組織要有接 受變革的思想，形成良好的企業文化或項目文化；9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃 影響P3軟件應用的因素有：組織因素、管理因素、應用模式、應用過程的管理、應用對象以及軟硬件因素等； P3軟件的應用要不斷地進行培訓，包括項目管理的培訓和軟件的培訓； P3軟件的應用可以從最低層次運行，在某個項目或部門試點，有點既面、由深到淺的逐步推行。9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃應用單位應用單位項目準備階段項目準備階段項目實施階段項目實施階段業主方工程管理咨詢單位工程監理單位主設計單位工藝設備總集成商施工總承包

17、管理單位P3P3軟件應用范圍：軟件應用范圍：參與單位階段9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃P3P3軟件應用規劃的主要內容：軟件應用規劃的主要內容：總體規定操作規定應用范圍和應用目的1P3應用的組織結構2計劃的層次和工作內容3參與單位與職能部門的職責4進度計劃的過程管理6考核制度10數據傳遞的規定9P3操作手冊10用戶與權限的設置87編碼的定義和編碼的規則5進度計劃文件、過濾器、視圖和圖表的規定9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃 目前常用的中、小型進度計劃管理軟件種類很多，主要有： Microsoft公司的Project 4/98/2000/200

18、3； Primavera公司的Primavera Sure Trak Project Planner， Scitor公司的Project Scheduler， Symantec公司的Time Line Computer Associates公司的CASuper Project Leach Management Systems公司的CS Project, Asta Development Corporation Limited公司的ASTA Power Project （2 2）中、小型進度計劃管理軟件）中、小型進度計劃管理軟件9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃 我國國內

19、開發的進度計劃管理軟件基本屬于該層次。市場上能我國國內開發的進度計劃管理軟件基本屬于該層次。市場上能夠看到的軟件主要有：夠看到的軟件主要有： 北京夢龍科技開發公司的智能化項目管理軟件PERT 大連同洲電腦有限公司的Tz Project 清華大學和同濟大學等開發的進度計劃管理軟件 國內軟件的共同特點是結合我國的實際情況，使用中文界面，有些軟件提供單代號、雙代號網絡圖的轉換，一般均可輸出國內比較通行的雙代號網絡圖。9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃 日程安排工具資源管理工具費用管理工具進度跟蹤功能組織大規模項目的基本功能報告、表格和圖形 自定義功能二次開發工具與Micros

20、oft公司的其他軟件互為補充 在一般層次的進度計劃管理軟件中，以Microsoft公司的MS Project的市場占有率最高，約占五成以上。具有如下功能：9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃 第1步：設定用戶格式與操作環境第2步：設置項目基本信息第3步：確定工作分解結構第4步：輸入詳細工序名稱 第5步：輸入工序持續時間第6步：確定工序之間的邏輯關系 第7步：檢查網絡邏輯關系 采用采用Microsoft ProjectMicrosoft Project軟件編制工程項目進度計劃軟件編制工程項目進度計劃可分為可分為1515個步驟：個步驟：9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算

21、機輔助施工進度計劃第8步：資源分配和資源均衡 第9步：輸入費用數據第10步：設置橫道圖格式 第11步：修改時間坐標 第12步：確定外加約束（時限）第13步：將當前計劃設置為基準計劃 第14步：打印報告第15步：保存進度計劃和基礎數據9 93 3 計算機輔助施工進度計劃計算機輔助施工進度計劃9.4.1 9.4.1 計算機輔助施工平面圖布置系統的主要功能和程序計算機輔助施工平面圖布置系統的主要功能和程序 計算機輔助施工平面圖布置系統的主要功能： （1）通過人機交互式圖形界面，用戶可以方便地進行施工 平面圖的生成、修改、顯示切換、放大，并能生成動 態施工平面圖；（2）對生成的施工平面圖進行評判；（3

22、）提供相應的輔助設計功能，例如，塔吊的選擇、供水 供電系統的計算等；（4）生成用戶所需的各種圖、表，并能以數據文件、屏 幕、打印機或繪圖儀等多種形式輸出。 9 94 4 計算機輔助施工平面圖布置計算機輔助施工平面圖布置 施工平面圖應依據施工方案和施工進度計劃的要求進行設計。設計人員必須在認真研究有關資料、勘查現場，取得第一手資料的基礎上，最終決定施工平面的布置方案。施工平面圖布置的基本程序如圖9-11所示。9 94 4 計算機輔助施工平面圖布置計算機輔助施工平面圖布置 施工平面圖布置的計算模型需要解決三方面的問題： 狀態描述，尤其是初始狀態的描述方式；算符集合，即狀態之間的轉換規則； 目標狀態

23、的描述。.4.2.施工平面圖布置的計算模型施工平面圖布置的計算模型9 94 4 計算機輔助施工平面圖布置計算機輔助施工平面圖布置 施工平面圖的設計狀態可以由圖上的布置內容表示。在每施工平面圖的設計狀態可以由圖上的布置內容表示。在每一個狀態下，平面圖都包括兩方面的內容：一個狀態下，平面圖都包括兩方面的內容：一是已有的固定設施（已建建筑物、構筑物、現 有的道路、管線等），在設計過程中一經設定即 不再改變；二是新布置的各種設施、設備，須在設計過程中 確定其參數和平面位置。9 94 4 計算機輔助施工平面圖布置計算機輔助施工平面圖布置 可以把場地平面圖的布置內容按幾何形式歸結為點、線、多

24、邊可以把場地平面圖的布置內容按幾何形式歸結為點、線、多邊形三種，即：形三種，即：點如混凝土攪拌站、變電房、水泵房、各種臨建房 屋等的布置；線如道路、供水供電管網、通訊線路等的規劃與布 置；多邊形用多邊形表示布置場地。如各種材料、構 件、設備的堆放場地、起重機械運行場地、結構裝配 和組裝場地等平面位置的規劃，以及對其使用期限進 行的安排。9 94 4 計算機輔助施工平面圖布置計算機輔助施工平面圖布置 以此為基礎，先設定四個表：n 待布置物體表；n 待布置物體位置表；n 初始占用空間表；n 可供布置的空間表。 由待布置物體表中選取待布置的物體，并根據初始占用空間表和可供布置的空間確定其平面位置的過

25、程是一個相當復雜的搜索和推理求解過程。如圖9-12所示。9 94 4 計算機輔助施工平面圖布置計算機輔助施工平面圖布置開始初始化：根據現場條件和工程要求，建立相應的待布置物體表、待布置物體位置表、初始占用空間表、可供布置的空間獲取問題的初始狀態結束確定該物體的參數生成該物體的可能位置集確定該物體的“最終”平面位置調整待布置物體表、待布置物體位置表、可供布置的空間表，得到新的設計狀態根據待布置物體位置表、初始占用空間表、可供布置的空間獲取布置結果從待布置物體表中選定以待布置物體待布置物體表為空？布置規劃 布置要求 約束條件 評判準則初始狀態搜索（求解）過程目標狀態NY9 94 4 計算機輔助施工

26、平面圖布置計算機輔助施工平面圖布置.3施工平面圖布置的計算機設計方法施工平面圖布置的計算機設計方法（1 1）計算機輔助的人工布置方法）計算機輔助的人工布置方法 布置物體的選定及平面位置的確定均由用戶完成，計算機僅提供存儲、計算和修改的便利，充當用戶進行布置設計的輔助工具。 進行施工平面布置設計時須考慮的因素是多方面的，很難采用確定的算法進行描述和分析。因此，將求解過程中主觀性和經驗性較強的決策留給用戶去做。9 94 4 計算機輔助施工平面圖布置計算機輔助施工平面圖布置（2 2） 計算機自動生成布置方案計算機自動生成布置方案 使用這種方法，系統可根據用戶提供的條件，自動選擇待布置設施、設備，并按照一定的方法確定其平面位置，生成滿足用戶要求的若干可行方案。 在用戶給定評價因素和準則時，系統選定一個或多個優化解作為最終布置結果。9 94 4 計算機輔助施工平面圖布置計算機輔助施工平面圖布置（3 3）人、機交互的計算機輔助設計）人、機交互的計算機輔助設計 該方法在充分發揮人的直觀理解力，讓用戶靈活運用其經驗、習慣做法和主觀要求的基礎上，利用計算機的存儲和計算功能，實現局部布置設計的智能化，生成總體布置結果，并進行若干可行布置方案的評