基于贏得值法的混凝土壩工期預(yù)測方法研究

杜志達(dá) DU Zhi-da；梁海俊 LIANG Hai-jun

（大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部，大連116024）

1 混凝土壩工期進(jìn)度管理與預(yù)測的現(xiàn)狀

我國當(dāng)前正處于水利工程建設(shè)的高峰期，而混凝土壩作為當(dāng)前國內(nèi)水利水電工程最主要的壩型，混凝土壩壩體施工過程的進(jìn)度進(jìn)展?fàn)顩r是影響整個(gè)項(xiàng)目績效指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要因素。因此，當(dāng)前我國項(xiàng)目管理界普遍采用贏得值法對混凝土壩工程實(shí)施過程中的費(fèi)用/進(jìn)度指標(biāo)實(shí)施聯(lián)合分析，并依據(jù)已完工作的實(shí)時(shí)進(jìn)展的掙值分析結(jié)果對項(xiàng)目未完工工作的工期和費(fèi)用進(jìn)行預(yù)測，由于掙值法是基于貨幣尺度來衡量項(xiàng)目績效指標(biāo)，因此當(dāng)前的研究主要集中在費(fèi)用指標(biāo)的預(yù)測上，而本文旨在利用掙值分析結(jié)果進(jìn)行工期指標(biāo)的預(yù)測以推動(dòng)贏得值法在我國混凝土壩工程進(jìn)度預(yù)測上的應(yīng)用。

2 基于掙值分析結(jié)果的工期指標(biāo)的預(yù)測

本文在總結(jié)工期指標(biāo)預(yù)測研究成果的基礎(chǔ)上，考慮到網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)也是工程項(xiàng)目進(jìn)度管理的一個(gè)重要工具，因此本文提出在我國大型混凝土壩工程中將網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)與贏得值原理結(jié)合起來進(jìn)行工程整體完工工期以及總預(yù)算費(fèi)用的預(yù)測，以期能夠改善贏得值原理在工期預(yù)測中的缺點(diǎn)，并能夠結(jié)合網(wǎng)絡(luò)圖中工程活動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)展情況，尤其是工程活動(dòng)受到較大影響，嚴(yán)重脫離計(jì)劃工作范疇的情況下，項(xiàng)目管理者仍然能夠通過基于贏得值原理和網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的預(yù)測方法，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)調(diào)整預(yù)測方法，在工程實(shí)施的全過程中動(dòng)態(tài)的監(jiān)控并預(yù)測項(xiàng)目完工工期，并盡可能地提高預(yù)測精度，為項(xiàng)目管理者作出合理的決策提供最有效的工期預(yù)測值。

在掙值分析曲線圖中引入網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)，如圖1、2所示。

圖1 贏得值與計(jì)劃一致時(shí)分析圖

圖2 贏得值與計(jì)劃不一致時(shí)掙值分析圖

不難看出，圖1中描述的情形是最理想的情形，且施工過程呈現(xiàn)很好的連續(xù)性，按照工程網(wǎng)絡(luò)圖的順序依次施工。然而在大型混凝土壩建設(shè)實(shí)施過程中，會(huì)受到包括自然地址狀況、水文狀況、天氣氣象條件、溫度等外部條件的制約，在混凝土壩實(shí)際施工過程中，總會(huì)遇到阻礙工程按計(jì)劃順利進(jìn)行的狀況，項(xiàng)目管理者出于人工費(fèi)、材料費(fèi)、機(jī)械臺(tái)班費(fèi)的考慮，為了最大可能的降低窩工帶來的損失，通常通過調(diào)配項(xiàng)目相關(guān)資源來降低誤工損失，如混凝土澆筑施工中，臺(tái)班內(nèi)一臺(tái)纜機(jī)發(fā)生故障，通常的做法是將制配好的混凝土澆筑在其他垂直運(yùn)輸機(jī)械服務(wù)范圍內(nèi)滿足澆筑條件的壩塊上。這樣就導(dǎo)致施工進(jìn)展情況與工作計(jì)劃不完全一致，出現(xiàn)間斷性施工，在網(wǎng)絡(luò)圖及掙值分析曲線中如圖2中所示。

在圖1與圖2中，位于當(dāng)前監(jiān)控時(shí)點(diǎn)AT處的BCWP值是相等的，但所完成工作的分布有很大不同，與圖1中與計(jì)劃保持高度一致性不同的是，圖2當(dāng)中，位于工期贏得值A(chǔ)T左側(cè)的既有已完工工作又有未完工工作，同樣的，在工期贏得值A(chǔ)T右側(cè)的也既有已完工工作或部分完成工作，也有未完工工作。

通過分析，位于ET左側(cè)的未完工工作主要是由于施工過程中出現(xiàn)了影響工程順利施工的風(fēng)險(xiǎn)因素，使得該項(xiàng)工作短時(shí)間內(nèi)不能繼續(xù)進(jìn)行，并將與之相對應(yīng)的資源先調(diào)配到其他工程活動(dòng)上以降低工程窩工費(fèi)用；而位于工期贏得值ET右側(cè)的已完工工作或部分完工工作，則是由于上述原因造成的前置沒有完工或部分完工工序?qū)ζ渌斐傻挠绊?，包括不能為后續(xù)工作順利進(jìn)行提供合理的工作面，以及后續(xù)施工足夠的信息支撐，而導(dǎo)致的后續(xù)工作一定比率的返工率。

傳統(tǒng)掙值法原理只能基于項(xiàng)目實(shí)施與計(jì)劃一致性判斷的前提下對項(xiàng)目工期進(jìn)行預(yù)測，即只能對各個(gè)工序內(nèi)部可能發(fā)生的工期的超前與延后進(jìn)行預(yù)測，而對工序間的銜接以及工程不能保證連續(xù)施工條件下，是不能進(jìn)行預(yù)測的。本文通過對導(dǎo)致工程不能連續(xù)施工以及影響項(xiàng)目實(shí)時(shí)進(jìn)展與項(xiàng)目計(jì)劃不匹配的主要原因進(jìn)行了分析，并針對兩種主要的不一致施工現(xiàn)象提出了基于贏得值原理的解決方法，促進(jìn)了贏得值原理在項(xiàng)目工期指標(biāo)預(yù)測的通用性，并大幅提高了工期預(yù)測精度。通過對上述兩種情況的分析，引入項(xiàng)目實(shí)時(shí)進(jìn)展與計(jì)劃一致性系數(shù)P（或連續(xù)施工保障權(quán)重系數(shù)），這里統(tǒng)一稱之為契合系數(shù)P，其計(jì)算公式如下

式（1）中，∑BCWPET表示截止到工期贏得值ET處，項(xiàng)目在各個(gè)考核區(qū)間內(nèi)贏得值的累計(jì)值；∑BCWSET表示截止到工期贏得值ET處，項(xiàng)目在各個(gè)考核居間內(nèi)計(jì)劃費(fèi)用值的累計(jì)值；由式（1）可知對于契合系數(shù)P的變化范圍必滿足：0≤P≤1。

當(dāng)P=1時(shí)，工程實(shí)際進(jìn)展與項(xiàng)目計(jì)劃完全一致；當(dāng)P=0時(shí)，即代表工程還沒有開工建設(shè)；

當(dāng)0＜P＜1時(shí)，實(shí)際與計(jì)劃不一致，包括位于ET左側(cè)未完工工作或位于ET右側(cè)的已完工工作。

由式（1）可知，契合系數(shù)P代表截止到工期贏得值ET處，位于ET左側(cè)的已完工工作占所有計(jì)劃工作的權(quán)重系數(shù)，則有

則對除已完工作以外的工作，即與計(jì)劃不一致的工作的費(fèi)用贏得值為

式 （2）、（3） 中，EVP——已完工作費(fèi)用贏得值；EVR——與計(jì)劃不契合工作費(fèi)用贏得值；BCWSET——截止到ET所在時(shí)點(diǎn)處計(jì)劃費(fèi)用累計(jì)值。

在工程實(shí)施過程中，必然會(huì)存在或多或少的返工現(xiàn)象的出現(xiàn)，如上述分析提到的，由于位于ET左側(cè)工作發(fā)生暫時(shí)不可克服的風(fēng)險(xiǎn)因素影響正常順利施工，必然會(huì)對其后續(xù)工作造成影響，甚至影響后續(xù)工作的施工質(zhì)量等，最終導(dǎo)致返工現(xiàn)象的出現(xiàn)。在此，本文中在工期贏得值的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對其深化分析，以祛除返工現(xiàn)象對工程綜合績效指標(biāo)的影響。假定處于工程契合指數(shù)（0＜P＜1）范圍內(nèi)的工程活動(dòng)的返工率為R，并引入有效費(fèi)用贏得值的概念，并用 EVe表示，則有

將式（2）、（3）代入到式（4）當(dāng)中，可以得到：

根據(jù)對BCWS曲線較短區(qū)間內(nèi)，對其采用極限的思想將其近似為直線來處理，可以得出工期贏得值ET所處時(shí)點(diǎn)，將BCWSET替換為有效費(fèi)用贏得值EVe，即可得出基于有效費(fèi)用贏得值的有效工期贏得值，用ETe表示，則式（5）變?yōu)?/p>

則由式（6）可以得出基于有效工期贏得值的工程有效進(jìn)度績效指數(shù)，記為SPIe，即：SPIe=ETe/AT，則可以得出工程項(xiàng)目的預(yù)測工期為：IEACe=PD/SPIe。

3 實(shí)例分析

某混凝土壩工程中，壩體混凝土壩體由10個(gè)分部工程組成，對于壩體澆筑工程的工程進(jìn)度與費(fèi)用預(yù)算如表1所示。

表1 分部工程費(fèi)用預(yù)算與進(jìn)度計(jì)劃表

由表1，并結(jié)合混凝土壩工程的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖與掙值法分析圖表，如圖3所示。

由表1及圖3，分別計(jì)算各個(gè)分部工程在ET時(shí)點(diǎn)處計(jì)劃費(fèi)用的累計(jì)值，以及在AT時(shí)點(diǎn)處的贏得值累計(jì)值，計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 分部工程費(fèi)用預(yù)算與進(jìn)度計(jì)劃表

在表2中，BCWPAT-BCWSET＜0的有工作5和工作6，結(jié)合上述我們分析的在項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃與實(shí)際工程進(jìn)展不一致的兩種情況，我們將BCWPAT-BCWSET＜0的工作定義為由于某種暫時(shí)不可克服風(fēng)險(xiǎn)因素的影響導(dǎo)致的工程延誤，即位于ET左側(cè)的未完工工作；同理，表2中，BCWPATBCWSET＞0的有工作 7、工作8和工作 9，在這里將BCWPAT-BCWSET＞0的工作定義為由于前段工作的影響而造成后續(xù)工作可能發(fā)生的返工現(xiàn)象，即位于ET右側(cè)的已完工工作或部分完工工作。另外，可以得出，BCWPET=118，則由式（1）可以求得工程契合系數(shù)P，即：

在這里，將前段工作的影響而導(dǎo)致后續(xù)工作可能的返工率假定為R=30%，則由式（5）可以得出項(xiàng)目有效費(fèi)用贏得值，即：EVe=P*BCWSET+（1-R）（1-P）BCWSET

=0.787*150+（1-30%）（1-0.787）*150=146.8由圖3可知，位于工期贏得值ET之前的監(jiān)控點(diǎn)c=6，并由式（6）可得出系數(shù)K，即：

再由式6）可得有效工期贏得值ETe，即：

ETe=c+K=6+0.183=6.183；

由有效工期贏得值ETe，可得有效工期績效指數(shù)SPIe，即SPIe=ETe/AT=6.183/8=0.773；

進(jìn)而可以求出壩體工程預(yù)測工期IEACe，即：

IEACe=PD/SPIe=10/0.773=12.9

則由當(dāng)前預(yù)測結(jié)果可知，壩體工程的預(yù)測工期為12.9個(gè)月。

4 結(jié)論

在混凝土壩實(shí)施工程中，工期控制與預(yù)測一直都是項(xiàng)目管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，傳統(tǒng)項(xiàng)目管理方法對于復(fù)雜工程的工期預(yù)測結(jié)果都不太準(zhǔn)確。鑒于贏得值法在項(xiàng)目費(fèi)用/進(jìn)度聯(lián)合分析上特有的優(yōu)勢，本文通過在贏得值法分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)對未完工工作的工期進(jìn)行預(yù)測，提出了基于有效工期贏得值的工期績效預(yù)測指標(biāo)體系，并通過實(shí)例驗(yàn)證了該指標(biāo)體系在混凝土壩工程工期預(yù)測上的可行性與準(zhǔn)確性。

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