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工程優化方法范文第1篇

關鍵詞：水利工程；工程施工

引言

由于水利工程規模大，施工工期較長、投資較多、施工工序較為繁瑣、施工條件較為復雜等因素，容易引起受到自然環境及不利因素的影響，導致施工工期的延長，因此進行水利施工工期的設計及組織方案的優化，提高施工工期的時間及施工質量，成為水利施工監管部門的難點。本文通過對在水利工程中，影響施工工期時間的因素進行統計和分析，并制定相應的優化方案。

一、水利施工工期的影響因素

1.1 水利工程施工自然環境因素

在水利工程的實施過程中，80%的水利建造地點為地理環境較差的山間、峽谷、偏遠高原等，此種環境施工場地狹小、施工運輸公路擁擠，給水利工程施工建設的人員組織、施工建設材料的運輸及大型機械設備的使用帶來困難，導致施工工期的延長。

在水利建設過程中還會受到季節水文因素的影響，45%的水利建造地點為氣候環境較差的地方，因水利工程施工要求的條件較高，所以在進行施工的過程中發生惡劣天氣、水位驟變、氣候的變化均可以導致水利工程施工工期的延長。

1.2 工程施工組織

在進行水利工程建設的過程中常會需要多個部門和組織的共同合作和協調，在水利工程施工建設中各個組織不利或是部門的不配合及沒有進行良好的溝通，導致工程工期延誤甚至停滯。因為不能良好的組織和協調相關部門的合作，對物資的供應和人員的配備會導致受到嚴重影響。

1.3 工程施工資源因素

有施工單位對工程實施中所需要的資源評估計算誤差及對施工物資供應單位的供應能力評估過高導致引起施工的工程材料缺乏及設備缺乏不能安裝到位等，導致無法正常施工。

二、水利施工優化方案

2.1 優化工程實施自然環境

對在水利工程實施中多遇見的險要自然環境和惡劣氣候時，要有足夠的應付能力，避免對環境及氣候的估計不足，導致施工停止，延誤工程施工工期。施工工程地點周圍的環境及氣候進行良好的了解和評估，盡量依據施工地點的地勢及環境，進行施工進度及施工方式、方法的組織實施。

2.2 優化工程實施協同

由于水利工程牽涉的部門較為廣泛，需要同多個部門合作完成，所以組織協同效應相對最為重要，對物質供應要求也相對較高，要保質、保量的完成施工過程中需要的各種物資。網絡計劃技術的類型較多，本文中主要采用邏輯關系肯定的方法進行計劃，具體優化方案的實施如下：

（1）建立良好協同關系；對本次施工涉及的部門進行統計，同本次工程實施需要協同單位及部門進良好的溝通，對各部門的職能和能力范圍進行良好的估計和劃分。

（2）實施負責制度；對各個部門的職責進行規劃和分派，實施負責制度，避免推諉和拖拉辦事，導致工程施工無法正常進行或是延遲進行，導致工程工期的延誤。對不負責的部門和領導實施問責制度，使其增加工作壓力，盡職盡責的工作。

2.3 優化工程實施資源管理

1）資源儲備：對各個供應部門的資源能力及責任進行劃分和正確的評估，避免過于相信和過高評估供應部門的資源供應能力，導致資源供應不足，影響水利工程的建設和實施。實施分派的制度，在進行工程實施中所需要的物資及設備進行良好的評估及統計，采用多家部門進行供應，確定供應部門后，將工程的資源供應計劃分派給各個部門，使其良好的實施。同時注意供應資源的質量，應保質保量的保證資源充足供應。制定相應的規章制度，如發生供應不及時或是延誤供應時，對主要負責部門及負責人實施問責制，增加其責任感及積極負責的工作態度。

2）設備更新，對施工設備要更及時更新，采用先進的專業施工設備，陳舊設備操作方法復雜、工作速度較慢，陳舊設備常會發生故障，嚴重影響工程的進度和正常工程施工，因此應對施工單位的設備進行檢查，對年代久遠、過于老化的機器、設備，應及時督促更換，以免導致影響工程的正常施工及工程工期的時間。對主要負責設備更新及檢修的部門，在開工前對所需設備及器械進行嚴格的檢查和檢修，避免因設備和器械老化，盡量在工程中采用設備先進，器械精良的工具，對水利工程施工起到推動和簡化工程難度的重要作用。

三、探討

水利工程的實施和建設是一個較為復雜的過程，在實施中常會發生較多的因素會影響工程的建設實施，本文通過對水利工程建設中的常見、重要的影響因素進行統計和分析，對其制定詳細的優化方案，在水利施工中能有效的提高水利工程質量及縮短水利建設的工程實施時間。但對于特殊的水利工程實施還需要進一步的研究和探討，才能更好的創新水利工程設計，更好的實施水利工程建設，發展水利事業，使水利更好的為人民服務。它不斷在施工管理中發揮作用，而且在經營管理和提高經濟效益上發揮著作用。每一項施工組織設計，都是保證工程順利進行、確保工程質量、有效地控制工程造價的重要工具。因此，應大力發展和運用信息技術，逐步實現施工信息自動化、施工作業機械化、施工技術模塊化和系統化，以產生更大的經濟效益，增強競爭力，在日益激烈的競爭中獲得更好的生存環境。

在進行水利工程實施中為更好的保證工程質量及施工正常工期，對水利工程中環境影響因素、氣候影響因素、工程組織資源、人員分配及機械設備配備等，應該進行良好的評估，對整個工程實施進行周到的計劃和組織，避免人力物力的浪費和工程施工工期的延誤。本文中主要是針對在工程實施中對工程施工中組織協調、物資及設備的運輸等進行研究。對其工程實施中影響因素及應對措施進行分析和探討。總結應對措施，最主要是工程實施單位的充分準備和在工程實施中的應變組織能力，在整個工程實施中發揮著重要作用。

工程優化方法范文第2篇

關鍵詞：排水管網；優化設計；設計方法

隨著城市化進程的加快，城市人口急劇增加，城市居民生活污水排放與工業廢水的排放與日俱增，用于污水管理和處理的費用也不斷增加。市政排水管網建設不當或者設施不完善已經引起了很多問題，這些問題也影響到居民的生活及環境的質量。污水會對環境造成污染，排水體系的不健全造成雨污合流，導致治理污水的成本加大，治理效果卻不如人意。本文主要對排水網管建設的優化設計中幾個主要問題進行分析，希望能對排水網管的建設提出一些建議。

1、市政排水系統存在的問題

1.1排水體制的問題

目前，排水系統體制主要分為兩大類：合流制與分流制,當然混合制在城市中也是常見的逛網系統之一，是在合流制的管網設計城市要擴大排水系統的情況下會出現的。而在規模較大的城市中，由于各區域的具體情況不同，存在一定的差異，所以要因地制宜的采取適合地區發展的排水體制。而在老城區的管網體制中，一般采用截流式的合流制體制，需要在兩河岸邊建筑一條截流干管，并在此處設置一個溢流井，污水廠的位置也就設立在此處。天氣晴好的時候，所有的污水都送到污水處理廠進行處理，處理后的水直接排放到河流之中，而遇到雨天的時候，隨著雨量的增加，可以允許部分污水進入到河道中。隨著經濟的發展，對老城區的改造工程日益增多，隨著改造的不斷深入，這種污水處理的方法也就逐漸失去效用，因為其污染現狀自然得到消除。其次就是雨水和污水完全分流的體質，也就是對雨水和污水各自設置獨立的管道，雨水直接排放到河流之中，而污水直接進入污水處理廠進行處理。排水體制的設置，要根據城市實際的情況來確定。

1.2 規劃設計的問題

排水規劃在現階段總的來說, 普遍會存在不合理的狀況。排水管網的規劃設計要在城市整體規劃的前提下來完成，而管網建設有其自自己的特點，一般管網建成后的使用年限都在五十年以上，而城市的發展不可能五十年不年，幾乎的天天再變，城市的擴大，人口的增多，排污量的增加，都對排水管網造成巨大的壓力，因此，排水管網的的使用情況已經很難適應城市發展的需求，迫切的需要重新規劃設計。

2、已定平面布置下的管道系統設計方法

排水管道優化設計主要是對某一管段的設計, 在確定了設計流量后，滿足設計規范要求坡度與管徑等多種因素融合后，得到管材與鋪設管材的費用的平衡值。排水管線平面在布置已定的時候，對管道的優化設計和埋深等問題國內外都已經做了大量的研究工作。主要可以體現在以下幾個方面：

2.1線性規劃法與非線性規劃法

2.1.1線性規劃法

排水管網設計計算中的制約條件與目標函數的非線性，用一級泰勒公式展開式來代替，把線性規劃的解看作問題的近似解，如此反復迭代，使迭代序列與非線性規劃的解無限逼近來作為最優解。這中算法的缺點在于把管徑看作連續變量進行處理，導致計算管徑和實際管徑出現偏差的矛盾，而且計算前期需要大量的準備工作。之后發展的整數規劃法，盡管解決了線性規劃的不足，但由于其整型變量較多，求解過去難。

2.1.2非線性規劃法

該規劃法適應計算模型中變量與目標函數的非線性特征，可以對管道的直徑與埋深進行優化選擇，不足之處在與限制了約束條件和目標函數的形式。

2.2 動態規劃法

當今時代國內外用的較為廣泛的方法叫做動態規劃法，是指把排水管道設計當作一個多階段的過程來看待的思想方法，通過對設計過程的階段性劃分對管道進行優化設計的方法。該方法在應用中主要包含兩個方面：第一，節點埋深作為狀態變量，對坡度決策來全方位搜索。優點在于采用標準管徑，計算的結果和初始管徑沒有聯系，而且可以對計算的深度進行控制，不足的是對狀態點的要求很苛刻，必須埋深間隔很小，使時間間隔與存儲量大為增加。所以在這個前提下引入動態規劃法，又在動態規劃法的基礎上引入縮小范圍的迭代過程，實際應用中還是存在一些局限的。第二，以管徑為狀態變量，通過充滿度和流速決策。因為可使用標準管徑的數目是有限的，所以在存儲量與計算速度上都有很大的優勢。之后又發展出可行管徑法。這種方法使優化計算的精度更為精確，并且使計算的存儲量和計算的工作量大大減少。雖然動態規劃法在實際應用中解決了多階段決策的問題，也是一種有效的方法，然而在排水管道系統設計中，第一階段的設計結果會對后續階段的設計參數有直接的影響，所以，用動態規劃法求污水管道優化設計也不是最為優化的方案。

2.3 直接優化法

該方法就是直接對各方案或者可調參數選擇設計進行計算與比較，從而得到最優解的方法，該算法具有直觀性和容易驗證的特點。主要操作方法有：一，電子表格法，用電子表格作為費用估算的方法，讓用戶可以尋找最低費用的設計，可以得到比動態規劃法更好的結果和更符合設計要求的結果。二，兩相優化法，是在確定設計流量后，滿足約束條件的基礎上，選取最大充滿度和最經濟流速的最小坡度和最優管徑，最大限度的降低管道埋深。該算法是和人工算法類似的算法，但是受設計者個人素質和能力的限制，算得的結果會出現偏差，因此，該算法所得的結果也不一定是最佳解。

2.4 遺傳算法

遺傳算法是進化算法的一個分支，是對生物學中的自然遺傳變異機制的模擬，隨之而產生的隨機優化算法。該算法解決了中小型管道的設計優化問題，可以得到最佳的設計方案，其不足之處在與對大型管道的系統問題在計算時，只能得到與最優解的設計方案接近的結果，在排水管道設計優化中，采用何種算法要根據具體情況而定，但相同的一點在與一定要以規范設計作為基本要求，并且把費用控制在最低程度。

3、管線的平面優化布置

排水管網布置的原則既要使水流暢通、節省能量，又要使工程量最小。所以正確的定線是合理控制經濟的首要條件。定線原則：盡量采用直線對支管干管進行設計布局，少拐彎；根據地勢進行定線，污水可以受重力的作用自動流入污水廠；盡量減少管道埋深；管道中途盡量減少或取消提升泵站的設置。以往研究中，設計方法是假定每一段管徑都是一樣的，用挖方費用為優選的條件，找初始布置方案，通過算法進行調整。隨后又引入了排水線概念，排水區域內和出水口節點相距相同可行管數的節點，用一根排水線連接起來。就把問題轉變為最短路的問題，然后用動態規劃法求解，此法不足在于尋優的范圍受到限制，設計中無意就把最優方案排除掉，后來，城市排水系統排水布置被抽象成點與線構成的圖，在圖中找方法。1986年發展為利用三種權值來解決問題分別是個管段管長、地面坡度倒數及各管斷滿足的最小覆土條件，從而找出最優的設計方案。

4、結束語

市政排水管網的優化設計, 是現在市政工程的重點工程, 要充分利用排水體制, 并在管網上進行優化設計, 選擇新型材料，排水管網設計才更好。

參考文獻

[1]劉海濤,李莉.市政排水管網優化設計的方法[J].中國市政工程.2008(6).

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[3]伊學農,劉遂慶,周琪.用遺傳算法實現污水管網的優化設計[J].中國給水排水.2005(5).

工程優化方法范文第3篇

【關鍵詞】施工現場；現場標準化;項目管理

一、引言

1.現場管理是建筑施工企業生產經營活動的基礎，它也是整個企業管理中最活躍、最重要的組成部分。建筑企業現場管理水平的優劣，最能體現該企業的整體管理水平的高低，要想把企業的管理水平搞上去，優化施工現場管理是一條必由之路。

2.應該說，現場管理的優化，既能促進企業的綜合管理水平的提高，又能提高施工項目的綜合績效，進而確保企業的經濟效益。

3.因此，施工企業應該對內狠抓現場管理，對外大力開拓建筑市場。只有這樣，才能在日趨白熱化的市場競爭中得到生存與發展的空間，才能立于不敗之地。現場管理，過去已經有了一套較為完整的模式，但如何突破這套模式，不斷進行現場管理的優化，這是一個新的課題。

二、現場管理

管理就是一個組織為了實現自己的經營目標,有效地利用所擁有的資源,有計劃、高效率地進行運作并采取措施,它對生產作業的范圍、時間、進度等各個方面進行規范,設置目標,把握進程的時間情況,為完成目標尋求最好的方法所實施的行動。所以現場管理就是要充分地利用人、物、設備等物資去實現目標。

現場管理是現代企業管理的有機組成部分,它是運用科學的管理思想、管理方式,對生產現場的各種要素進行合理配置和優化組合的動態過程。

企業管理活動中,無論在資金、人員、設備哪一個方面出現問題都會給生產帶來困難。在開始時也許還不是那么嚴重,但是隨著生產進程,問題就會變的越來越突出,甚至生產出現停頓,從而使整個企業的生產經營活動陷于癱瘓。所以,要維持企業的正常運作,就必須使所有的資源處于良好的、平衡的狀態,加強現場管理標準化,以有限的資源獲得最佳的經濟效益。

三、現場管理標準化

(一)標準化的定義：所謂標準,是指依據科學技術和實踐經驗的綜合成果,在協商的基礎上,對經濟、技術和管理等活動中,具有多樣性的、相關性征的重復事物,以特定的程序和形式頒發的統一規定。標準可分為技術標準和管理標準兩大類。

技術標準是對技術活動中,需要統一協調的事物制定的技術準則。它是根據不同時期的科學技術水平和實踐經驗,針對具有普遍性和重復出現的技術問題,提出的最佳解決方案。

管理標準是企業為了保證與提高產品質量,實現總的質量目標而規定的各方面經營管理活動、管理業務的具體標準。若按發生作用的范圍分,標準又可分為國際標準、國家標準、部頒標準和企業標準。以生產過程的地位分,又有原材料標準、零部件標準、工藝和工藝裝備標準、產品標準等。在標準化工作中,又通常把標準歸納為:基礎標準、產品標準、方法標準和衛生安全標準。

標準化是制度化的最高形式,可運用到生產、開發設計、管理等方面,是一種非常有效的工作方法。作為一個企業能不能在市場競爭當中取勝,決定著企業的生死存亡。企業的標準化工作能不能在市場競爭當中發揮作用,這決定標準化在企業中的地位和存在價值。

(二)標準化的目的：在企業中明確提出的優化現場管理,是我國企業近年來在管理理論和實踐中倡導的一種新的管理理念,是企業管理發展到相對高級階段的需要,也是企業不斷提高效益、增強競爭力的重要策略之一。

為了穩定地進行生產作業,就應該牢牢把握所有的工作都應標準化,在標準化的基礎上管理現場。通過現場作業程序標準化,讓員工按照標準程序來規范自己的行為,使作業人員從安排工作到工作結束始終處于可控狀態。首先我們企業里適用的各種各樣的規范,如:規程、規定、規則、標準、指導書等等,這些規范形成文字化的東西統稱為標準(或稱標準書)。

所謂標準的設定是以穩定、高效地進行生產為前提條件而制定出來的,標準的對象不僅僅是操作,也包括為了進行這項操作而必備的條件及工作方法。制定標準,而后依靠標準付諸行動則稱之為標準化。那些認為編制或改定了標準即認為已完成標準化的觀點是錯誤的,只有經過指導、訓練才能算是實施了標準化。

(三)作業標準化實施過程常見現象：在工作中往往不能全面了解管理科學的理念和方法,只是根據專家學者的某一觀點或僅僅是這一觀點的片斷解釋作為“法寶”,以此指導工作實踐。比如只關注“流程再造”、“ISO質量管理體系”等,認為只要搞好這一項工作,現場管理工作就會“一勞永逸”或“高枕無憂”了。

標準制定了,如果不遵守也只是紙上談兵,與沒有制定如出一轍。而且即使修改過的標準化,如果不遵守,其修改也不會產生效果。

(四)如何加強現場管理標準化

1.注入科學的管理理念,形成標準化管理的理論體系。規范化管理理論定位于為管理實踐經驗進行科學總結與客觀描述提供技術指導。其通過對重復性管理活動的目標、程序,對每一工序的活動內容、方式方法、工作標準、承辦者及其職責權、考核辦法等做出的明確具體規定并形成管理工作規范,通過研究制定、推行并不斷優化管理規范推進管理工作的科學化和規范化。ISO9000標準、科學管理理論、目標管理理論、流程再造理論、學習型組織理論、系統管理理論、帕累托法則(二八法則)和標準化理論都有很多被管理實踐所證實的科學內涵,需要對其進行系統研究,把握理論的精髓所在,形成現場標準化管理的理論基礎。

2.遵循現場管理規律,科學確立管理標準體系。推行現場管理標準化工作要做到方方面面都有一定的標準,這是現場標準化管理的前提和基礎。否則,就失去依據,成了無源之水、無本之木。

首先,在工作標準的制訂和落實上我們把握好以下原則:一是統一的原則,對多個管理方法文本中矛盾的地方進行統一,明確一個具體的標準,減少實際運行中的“撞車”現象;二是精細的原則,就是對于具體的工作事項、工作流程要準確描述,不放過細微末節,特別對容易出現紕漏而法律又無明確規定的環節,有標準、有規范,這樣就避免了工作的盲目性、隨意性和模糊性,明確了工作的導向;三是優化的原則,在確定標準時要求要高,不可平平淡淡,應采取“跳起來摘桃子”原則,確定一個優化再優化的標準;四是實效性原則,結合本單位實際情況,從實用角度出發,要重落實,切實便于現場操作。必須針對各個層面的每個崗位,明確具體的工作職責、任務目標、運作程序、時間要求、考核標準、獎懲辦法等,突出實效性,加強針對性,才能確保各項工作按部就班地執行、落實,降低矛盾和問題的發生幾率;五是動態原則,要建立制度,保障標準能夠動態改進,不斷融合新內容。

其次,合理構建標準文本的結構。嚴格對照原管理方法的文本內容,對照現場管理業務的全部流程和業務內容進行梳理,以一套完整的現場管理標準來取代多個管理方法的內容,達到統一簡化的工作目標。

最后,按照科學的步驟確定管理標準。第一步,結合實際通過彈性控制完善優化全局的崗責體系,使崗位職責和權限(尤其是執法職責和權限)得到了進一步明確;第二步,確定每一個工作事項所對應的各種規程以及上級文件,作為工作的依據;第三步,對每一工作事項所涉及的規范規程、上級文件與質量管理體系文件等逐個比對分析,嚴格按照統一、精細、優化、實效、動態等原則要求,對作業標準進行整合、優化,同時確定該工作事項所形成的工作記錄;第四步,結合管理實際,認真對照規范規程、上級文件精神以及多個管理方法的考核要求確定該工作事項的考核內容;最后,按照便于檢索便于利用的原則對相關文件和檔案管理進行科學合理分類。經過以上步驟,我們建立了彈性控制結合實際的崗責體系、符合要求優化簡潔的工作標準、便于檢索利于學習的相關文件、制作規范合理歸類的檔案資料和重在日常要求嚴格的考核標準,從而高標準打造了現場標準化管理的平臺。

對已有的生產工藝流程“標準化管理”,在此基礎上進行有針對性的改善。對新產品從研發、試制階段就進行記錄、檢討,制定“試產流程”,并在今后的生產中不斷改進、更正已標準化的“生產流程”和“作業指導書”,可以有效地提高員工的操作技能,避免工藝技能隨著員工的離任而流失,把老員工離職造成的損失降到最低。

3.推行高效的管理手段,建設信息化支撐體系。現場管理標準的落實如果在人工操作的基礎上落實只能是低效和煩瑣的,為解決這一問題,我們深入分析現場管理標準運行信息化技術實現的可行性,制定現場標準化管理工作的信息化方案或規劃,組織開發各類業務軟件,將標準文本規定的內容實現過程控制、信息化流轉。另一方面,可以做到過程控制,做到實時監控,自動產生考核結果;另外,軟件的上線運行確保了各工作環節的無縫銜接,基于現場管理標準的信息化技術有效促進了現場管理標準的落實。

4.建立監督制約機制,健全績效評價體系。確定科學高效的績效考核體系要汲取能級管理、規范化管理考核的科學內涵,全面系統地評價每一個具體的工作崗位和責任人員,同時也是對標準化管理工作運行情況的分析和評價。我們在考核方法上堅持日常考核與綜合考核相結合、人工考核與微機考核相結合、定期考核與動態抽查相結合,考核方法日益完善。科學的考核要實現有效激勵的目標,要改變以往的考核評價辦法,通過科學測算確定系數和定性分析對績效考核結果進行評比。從而通過有效的績效考核,對現場標準化管理運行發現問題采取相應的措施,推進現場標準化管理不斷持續改進。

四、結語

認真抓好生產的現場管理是很重要的。搞好現場管理的標準化作業工作,對提高產品質量,提高員工的責任感、榮譽感,提高競爭力。在一項工程項目施工管理完成之后，做好工程項目管理的施工總結，認真總結與分析利弊得失，對不斷提高施工管理水平，施工技術水平和項目管理人員的工作水平，不斷地提高企業競爭能力、爭取更大經濟效益和社會效益，有著重要的意義。

參考文獻

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[5]李慶峰，劉迪.建筑工程施工管理中存在的問題及對策[J].遼寧經濟，2007，（6）

工程優化方法范文第4篇

關鍵詞：結構設計;優化設計;實踐

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A

對于一個項目，工程結構總體的優化設計主要是針對圍護結構、屋蓋系統、結構體系、基礎形式以及結構細部等進行相應的設計方案的優化設計。在設計的時候還必須考慮到相應的布置、選型、造價以及受力等方面的問題，然后根據工程的實際情況并結合建筑物的經濟性要求，對建筑結構進行相應的優化設計。 為了適應時展的要求，建筑的結構形式必須不斷的進行創新。對于結構設計師來說，要在確保建筑結構具有一定的安全保證的基礎上設計更合理、更經濟、更能體現創新的結構形式。

1 結構設計優化技術的現實意義

對建筑結構的設計進行必要的優化，在對于房屋結構相關的設計中的應用意義重大，不僅能夠滿足了建筑的實用與美觀，而且還可以有效地對工程造價進行控制。對于建筑商來說，其當然希望用最少的投資，而獲得最大的收益，然而又必須對建筑結構的科學性、可靠性以及安全性做出保證，這必然要求對建筑結構進行優化設計。

結構設計優化和傳統房屋結構設計進行比較我們可以發現：運用設計優化的技術能夠降低整個建筑工程造價10%～40％。結構設計優化技術能夠使得建筑結構內部的每個單元都得到最佳的協調，并可以對材料的性能進行最合理的利用。這樣不僅能夠保證相關規定的安全系數，還能夠實現建筑結構設計的經濟性與實用性。

2 結構設計優化技術在建筑結構設計中的步驟

2.1 建立結構優化的模型

在我們對房屋結構整體進行必要的優化設計時候，可以分成三步進行建筑結構的優化設計。下面將對每一步驟進行詳細的介紹：

2.1.1 要對設計變量進行合理的選擇

通常在對設計變量進行選擇時，我們把對建筑結構影響的主要參數作為設計變量。如目標控制的相關參數（損失的期望C2 和結構的造價C1）和約束控制相關參數（結構的可靠度PS）等；然而還有一些影響不是太大，其變化范圍也不是很大或者由局部性以及結構的相關要求就能夠滿足相應的設計要求的一些參數，我們可以用預定參數來表示，這樣能夠使得我們的設計量、計算量以及編制程序的工作量均大大減小。

2.1.2 對目標函數進行確定

在進行結構設計優化的時候，我們還必須尋找一組能夠滿足相關的預定條件的截面相應的幾何尺寸、鋼筋面積以及相應的失效概率的函數，使得工程造價最少。 針對目標函數進行的優化設計都有條件和相對的，即為“最滿意解”而不是最優解。

2.1.3 對約束條件進行確定

對于房屋的結構的設計優化來說，必須在確保結構整體可靠的基礎上，對優化設計相關的約束條件進行相應的確定，設計優化的約束條件主要包括裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、構件單元約束、應力約束、結構體系約束、從可靠指標約束到確定性約束條件以及從正常使用極限狀態下的彈性約束到最終極限狀態的彈塑性約束等約束條件。在進行結構設計的時候，我們必須對目標約束條件與實際的約束條件進行相應的比較與分析，確保每個約束條件都必須滿足相應的要求，化繁為簡，抓大放小，以實現最佳的設計。

2.2 對優化設計的計算方案進行設定

根據可靠度進行的房屋結構的優化設計具有多約束且非線性的優化問題以及復雜的多變量，在進行相應的分析計算中，一般把有約束的優化問題轉換成無約束優化問題的求解。常用的優化設計的計算方法有拉格朗日乘子法、復合形法、準則法以及Powell（鮑威爾） 法等基于不同理論準側的計算方法。

2.3 進行程序的相關設計

針對具體的工程設計，我們可以根據不同的設計要求選擇有限元分析軟件或者設計配筋軟件，可以選擇針對具體構件進行有限元分析或者是針對整體結構實際工程計算分析。針對復雜的超高超限的工程可以進行專門的不同目標函數的優化設計，具體可選用結構優化設計系統MCADS。

2.3 結果分析

我們必須對相應的計算結果進行必要的分析比較，選擇出最佳的設計方案。在這個過程中，我們對出現的問題必須全方位、多角度的考慮。例如，鋼結構滿應力設計中病態桿的出現等。這一步驟在建筑結構設計優化中尤其重要，合理的選擇設計方案，不僅能夠確保結構的美觀、安全性、合理性以及實用性，還能夠對施工中的資金的投入有著重大的影響。在結構設計優化中只強調經濟性要求，而忽略技術要求，是不正確的；同樣只考慮技術要求，忽略經濟性要求，也是不合理的。我們必須在滿足現行規范的前提下，區分“應”和“宜”，對兩者進行合理的配置，才能達到相關要求。

3 結構設計優化技術的實踐應用

當下，限額設計已經成為常態，建設商經常附加各種各樣的設計條件，對于這樣的項目我們可以從前期設計、整體設計、舊房改造以及抗震設計等方面采用結構設計優化設計的方法來節約造價。下面對實踐應用中的問題進行簡單的說明：

3.1 結構設計優化應注意前期參與

前期方案直接會影響到工程的造價，然而很多建筑物的設計往往忽略了這一點。項目立項后，結構師應該及時跟進，對建筑方案提出合理的指導意見，避免出現超限、超規范的情況，前期參與能夠讓我選擇合理的結構形式以及合理的設計方案，節約造價占50%以上。

3.2 概念設計結合細部結構設計優化

在沒有具體數值量化的情況下，我們可以使用概念設計。例如，對地震的烈度進行設防時，由于它存在這不確定的因素，所以我們無法找到與實際相符合的計算式，所以在進行設計優化的時候我們可以使用概念設計的方法，把相應的數值作為參考與輔助相關的依據。同時在設計過程中，相關結構設計人員必須合理并靈活的使用結構設計優化的方法，從而達到最佳的效果。

在設計過程中必須對細部的結構進行相應的設計優化，物盡其材。例如，豎向柱構件采用高強度混凝土能夠有效減少柱子截面，而對于水平構件來說就可以降低混凝土標號，這樣既可以達到受力要求，又可以節約成本。后期的優化設計和細部結構精細化設計能節約一定的經濟成本。此階段通過優化設計能節約造價10%以上。

3.3 下部地基基礎結構的設計優化

基礎的設計尤為重要，基礎造價能占到結構成本的30%左右，在地基基礎的結構設計優化中，我們必須選取合適的基礎方案，確定合理的持力層，盡量選擇天然地基，樁基能不用則不用，可以有效降低成本、節約工期。如果不可避免的采用樁基，需根據樁端持力層的厚度選擇合理的樁長，并根據土層情況確定是否采用后壓漿灌注樁；而對于管樁，同樣直徑可以考慮選用方樁，能夠提高20%的摩擦力。通過對多種設計方案進行必要的分析比較，然后選取最佳的設計方案。

4 結語

對于住宅建筑，目前限額設計已經成為常態，傳統的結構設計理論與方法已經無法滿足建設商的要求，在目前的設計中采用優化設計已經成為無法回避的問題。通過選擇合理的結構體系以及基礎方案，充分利用材料強度，降低自重，活學活用規范做到精細化設計能夠節約可觀的工程造價，適應建設綠色可持續發展社會的要求。

參考文獻

[1]張炳華.土建結構優化設計[M].上海：同濟大學出版社，2008：34-36.

[2]汪樹玉.結構優化設計的現狀與進展[J].基建優化，2007:12-13.

工程優化方法范文第5篇

〔關鍵詞〕科技查新；流程優化；流程再造；工業工程；圖書館

〔中圖分類號〕G252.62 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008-0821（2016）12-0104-07

〔Abstract〕The theory and method of industrial engineering are mature.They are used not only in the manufacturing industry，but also in the service industry.As a branch of operation research，queuing theory has been applied in various service systems.As the method of designing and optimizing system operation，it can measure service efficiency，bottleneck of system.The optimization and improvement of the working flow is a hotspot issue of improving productivity.This paper attempted to process reengineering theory as a guide，with quantitative means，appling industrial engineering method in the field of information service.The optimization of Science and Technology Novelty Retrieval work flow would solve the bottleneck of system in busy time，improve efficiency and service quality and reduce service costs.

〔Key words〕science and technology novelty retrieval；optimization；process reengineering；industrial engineering；library

根據數據統計，科技查新的項目在全年12個月中分布不均，主要集中在上半年[1-2]。查新站受理工作的高峰時段，來查新站的客戶數量遠遠超過了平時，工作強度大，是很多高校查新機構在忙季面臨的問題[3]；圖書館隸屬于高校，經費補助少，在查新站忙季時期的服務需求超過了現有的服務能力，會造成客戶等待受理、查新員加班超過60小時的現象。提高服務質量和水平，既要滿足客戶的需求，又要使得機構運行總費用最小是查新站需要考慮的；目前哈工大圖書館客戶進行查新的流程復雜而繁瑣，有的客戶不清楚查新流程，配合不好查新工作，其無效移動拖延了查新時間，從而降低了滿意度。作為隸屬于高校圖書館的科技查新站需要從查新站工作強度、查新站機構運行成本、查新站工作服務流程三方面考慮優化科技查新業務的方法。

1 圖書館查新站運行基本狀況

1.1 圖書館查新站組織結構及缺點

圖書館查新站現有組織結構采用的是職能型劃分，查新員主要負責查新的檢索、報告的撰寫等一系列工作。這種方式在查新員做科技查新工作中分工明確、易于執行，但也有其缺點。其組織結構如圖1所示。

1）每個查新員負責一個查新課題，確定檢索詞、檢索策略和分析都是相對主觀的，也可能會出現錯誤。審核員審核的判斷也是相對主觀的。

2）審核員處于管理層，查新員處于基層，隨著科技查新業務流程的不斷優化，查新站組織結構需要適當調整，由職能型向流程型組織轉變，使得科技查新流程最后產出的查新報告的過程順利。

3）針對科技查新流程，查新員、審核員職責劃分，割裂了業務流程。而且兩者的工作有重疊性，效率會下降。查新員和審核員職能沖突，流程中的斷點可能會造成對于查新中的要求無響應，降低客戶的滿意度。

4）圖書館查新站當前的組織結構不能很好地滿足科技查新工作的需要，在忙季時期顯得手忙腳亂，而在閑時又對查新員安排其他論文檢索、培訓等館員日常的工作，這使得查新員不能對專職工作時時保持業務熟悉，使得查新人員的積極性和創造性處于較低水平。

1.2 科技查新業務流程現狀

從圖2現行的科技查新業務流程可以看出，客戶在查新受理服務流程中需要等待多次，在大批量查新忙季時期，會影響客戶的耐心，降低客戶的滿意度。因此需從用客戶的角度出發，采用流程分析法對圖書館科技查新業務流程現狀進行描述與分析，指出圖書館查新站客戶滿意度低的環節。

2 圖書館科技查新業務流程問題診斷

工業工程，簡稱IE，起源于美國泰勒的科學管理，工業工程就是設計和改善系統。IE是將各種技術和管理結合一起，對各種生產要素組成的系統規劃、改進和評價等，提高生產效率、提高質量、降低工作成本，它是在實際中產生的學科，可以廣泛應用在醫療、生產、教育、行政、服務等行業的一門綜合性學科。

2.1 IE程序分析法對圖書館查新站進行診斷

IE的程序分析包括工藝程序分析、流程程序分析、布置和經路分析和管理實務分析[4]。針對科技查新業務，以查新報告生產的全過程為研究對象，進行分析。IE流程程序分析圖常用符號如表1所示。IE程序分析表中的加工、搬運、存儲、等待、檢驗等狀態，不能直接運用到科技查新業務流程中。對于作業人員的流程程序過程，運用IE程序分析時，根據科技查新業務的工作內容對加工、搬運、等待、檢驗等這些制造業狀態，進行重新定義，其分別對應加工受理、移動、排隊、輔助，如表2所示。

IE流程程序分析法是在對整個過程進行詳細觀察與記錄后，采用“5W1H”提問技術和“ECRS”4大原則進行分析。“5W1H”是利用提問技術，對What、Why、When、Who、Where、How即要做什么、為什么做、何時做、誰來做、在哪做、如何做對記錄的工序過程進行一一提問。“ECRS”4大原則則是Eliminate、Combine、Rearrange、Simply，即用來判定工序過程中的動作是否可以取消、合并、重排、簡化的。經過“5W1H”提問后，對于不必要的環節取消（E），對于無法去除而又必要的，判斷是否可以合并（C）進行簡化，取消、合并之后，可根據“5W1H”提問進行重排（R），使工序合理，經過取消、合并、簡化后判斷是否可以采用簡單的過程及設備，以節省成本和人員消耗。

2.2 IE程序分析法對圖書館查新站進行分析

根據當前圖書館查新站實際的情況，對客戶查新流程進行IE程序分析，如圖3所示，對于客戶的科技查新業務受理服務流程程序進行分析，見表3。

根據程序分析圖3，對客戶查新流程程序進行統計分析，如表3所示：

運用“5W1H”提問技術找出科技查新業務流程中不合理或者瓶頸環節，發現以下問題，根據“ECRS”原則提出診斷說明。

1）圖3中的工序1～4，應對查新接待部分的人員、設備、空間進行重新布局規劃。根據“ECRS”原則，考慮取消、合并、簡化。

2）圖3中的工序5～9，排隊問題查新忙季時期比較嚴重。系統管理員本身也是查新員，也有自己的查新任務，不僅要監控查新管理平臺的提交情況，還要保證分配的查新報告編號正確，不出現重復、漏號等情況，其工作繁瑣，客戶也需要等待，導致受理服務滯后。根據“ECRS”原則，可以考慮對分配工序進行簡化。

3）繳納押金、結算登記、取報告流程不合理，客戶也均需排隊等待。圖3中的工序12～15的繳納押金、工序34～37的結算登記，根據“ECRS”原則，可以考慮對繳費工序進行取消、合并、重排和簡化。而取報告的流程不合理。圖3中工序31～40審核合格后到取報告，根據“ECRS”原則，可以考慮取消、簡化。

4）在整個科技查新過程中，客戶移動次數過多，應該盡量消除。考慮和學校財務方面的協調，對繳費流程進行優化。

5）圖3流程分析圖中，檢索是客戶最重視的核心環節。圖書館可審核查新站信息化建設水平，引入合理的機制進行改善。

以上是根據實地觀察，運用IE程序分析法對圖書館查新站的診斷，找出各環節需要改進的地方：客戶受理效率瓶頸、排隊等待過長、繳費過程復雜、查新站布局改善、人員設備的配備問題。

2.3 圖書館查新站管理問題

查新站隸屬于圖書館，由于高校圖書館自身的特點，受諸多主觀因素影響，對于經費和人員的管理存在著制約性。學校不夠重視圖書館建設，因此圖書館對查新站相應投入不夠，在查新站的管理上存在著一定的弊端。雖然學校圖書館屬于教育科研機構，區別于商業化經營。但利用企業注重經營的思想有利于查新站的管理，提高運行效率。對于造成忙季時期查新效率低、客戶滿意度下降的問題，利用魚骨分析方法[5-6]，找出查新工作中存在的管理問題。魚骨分析結果如圖4所示：

3 科技查新流程優化

3.1 流程優化原則

對于企業的流程再造是對其工作業務流程的根本性思考和徹底再設計，使企業在質量、成本、速度和服務等關鍵方面有顯著性的改善，圖書館查新站要從績效上考慮，需要從以科技查新流程為核心考慮，應用流程再造的思想，根據問題的診斷，進行流程設計、流程重建和持續性改善，進行根本性、徹底性、顯著性優化設計，追求全局最優[7-9]。根據流程再造的核心思想針對科技查新業務流程進行優化，提出4點原則：

1）科技查新流程再造以“以客戶為中心”的服務方向；

2）科技查新流程優化遵循循序漸進的原則；

3）以需求為導向；

4）充分利用網絡化管理技術。

3.2 查新站布局優化

根據工業工程布置與路徑分析法[65]，繪制查新站客戶移動路線圖，分析查新站環境亂、客戶移動路線長的原因。利用“5W1H”提問技術和“ECRS”優化原則對查新站進行布局優化，減少客戶移動的次數和距離。繪制查新站客戶移動路線圖，如圖5所示，利用IE布置與經路分析法重新布局，改進后客戶移動路線如圖6所示。

首先根據圖5進行“5W1H”提問，選取一個查新過程為例，假設客戶進入查新站咨詢了查新員1，查新臺2上的管理員分配與其查新員3。然后根據“ECRS”原則回答，分析過程如表4所示。

對查新站布局進行優化后的客戶查新移動路線如圖6所示，在咨詢處有管理員接待，方便客戶來查新；繳費流程和檢索流程的優化后，客戶等待減少。布局優化后的客戶查新移動距離明顯減少，客戶在查新站內的數量也會相應減少，營造了一個良好的查新站環境。

3.3 科技查新流程再造

科技查新流程優化設計方案實施后，設置接待管理、任務自動分配系統減少科技查新客戶等待受理的時間；科學增加查新員數量，兼職查新員配合專職查新員，提高科技查新的效率，減少出具報告的時間；繳費流程的優化，使得查新客戶減少排隊，節省非增值時間；檢索流程的優化，將加快出具查新報告的時間和保證科技查新的質量，提高查新客戶的滿意度、提高查新站的工作效率。

各項優化設計實施后，圖書館查新站科技查新業務流程如圖7所示。利用IE程序分析法對圖書館查新站優化后的查新流程進行分析，IE程序分析如圖8所示。根據圖8，

對查新客戶科技查新業務流程程序進行統計分析，得出表5。表中數據顯示，查新客戶排隊次數從改造前的10次減少到5次，移動次數從優化前的9次減少到6次，客戶輔助程序減少了3次。

IE程序分析如圖8所示。

科技查新流程優化后，使得信息流在分配、繳費、檢索…每個環節之間傳遞的速度加快，使得整個查新排隊系統中的客戶人流的速度加快，同時減少客戶在查新系統中的等待和逗留的時間，減輕排隊的壓力，提高了查新系統的服務率。查新服務率的提高，也輔助查新流程的優化。科技查新流程優化做到了以人為中心，使圖書館查新站在服務質量、速度、成本等關鍵指標上取得明顯的提高，實現了人流、信息流的有序管理。滿足查新客戶的需求，在查新申請受理的過程快速和方便，縮短客戶在查新站的非查新時間；在保證科技查新服務質量的前提下，減輕了查新員的工作壓力，同時合理利用資源。

4 結 語

近年來，工業工程的理論和方法發展得很成熟，不僅應用在制造業，而且也已經擴展到服務業中，提高生產率的一個熱點就是對工作流程的優化和改進，通過現有流程的分析和重構，大大縮短了整個流程時間，提高了生產、服務質量，提高了效率。在國際上流程再造管理在很多服務企業中越來越多地受到重視。作為一個特殊的服務行業，科技查新工作在忙季工作期間用以往的管理方式會形成查新的瓶頸，客戶和查新員對查新站的滿意度都會有所下降，將工業工程的理論和方法引入，結合查新站實際情況持續改進，提高服務質量和水平，從查新站內外兩方面都提高滿意度。通過借鑒國內外的研究，解決查新流程中存在的問題，對提高圖書館科技查新站在行業中的競爭力具有重要意義。

參考文獻

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