CN109034551A - 用于施工计划编制的资源平衡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于施工计划编制资源平衡方法，包括如下步骤：首先，定义施工单元集合，以及优先级排列规则；其次，在初始的施工计划的基础上，根据优先级排列规则和施工单元集合，对各个施工单元的资源配置进行调整，从而输出一个满足施工单位资源限制的施工计划。该方法能够在较短的时间内输出一个有效的满足资源限制的施工计划。

Description

用于施工计划编制的资源平衡方法
技术领域
本发明涉及施工计划编制领域，尤其涉及一种用于施工计划编制的资源平衡方法。
背景技术
目前大型土木工程在施工前、施工中还没有一个科学的、合理的决策手段来对工程施工组织方案进行组织管理。随着工程投资商和业主对于工程建设的要求和期望越来越高，以及工程建设的复杂性、多参与性，项目施工组织方案是否科学合理直接影响着工程施工过程的品质、工程施工的工期，也影响着建筑企业的经济效益。
施工计划编制是指在一项建筑工程开始施工前，根据相关施工工艺的定义和工程设计的需求，基于施工单元的逻辑关系对完整的施工流程进行时间维度和资源维度的规划工作。在建筑施工行业，往往将施工单元间的逻辑关系定义为一个网络图，而施工计划编制工作，就需要根据工艺的要求和网络图定义的施工计划排布出施工的时间表，即甘特图，并根据甘特图和工艺定义的施工资源投入量来绘制资源直方图以表示时间维度上的资源消费情况。
在实际施工的过程中，施工单位能够投入的施工资源包括了施工的班组，施工的机械以及施工的仪器等相关的资源。而这些资源对于施工单位而言往往是有限的。例如针对地铁建造工作而言，挖掘机是非常重要的施工机械，但是由于受到工地面积以及施工单位资金的限制，在施工过程中只能投入有限台挖掘机参与施工任务。这也就意味着，在进行施工计划编制的过程中，需要充分考虑相关施工资源的有限性，在保证施工计划不涉及超过上限的施工资源的同时能够尽量的提升资源的利用率。
因此在得到一份施工计划的前提下，往往需要根据施工单位掌握的实际施工资源，根据不同施工单元的施工工艺对施工计划进行合理的调整，以保证该计划能够满足资源的限制。我们也将这一工作称作资源平衡。调整施工计划的主要手段包括，根据工艺定义延长施工时间的同时降低施工单元的资源消耗量，或者对施工单元在合理的区间内进行适当的延后，等待其他施工单元释放所需资源再继续开工。资源平衡的过程就是通过上述降低资源消耗和延后任务的两种手段来提升资源的利用率，以保证施工所需资源总量在施工单位给定的限制内。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，为了实现本发明的上述目的，本发明特别创新地提供了一种用于施工计划编制的资源平衡方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤S0：开始；
步骤S100：获取施工计划；
步骤S200：定义施工单元集合；
步骤S300：定义优先级排列规则；
步骤S400：根据工艺将各个施工单元的资源配置调至最高作为初始解；
步骤S500：判断是否有任务不满足资源限制，是则输出需要降低资源配置量的施工单元并进入步骤600否则进入步骤700；
步骤S600：降低该项施工单元的资源配置量，返回步骤500；
步骤S700：输出满足资源限制的施工计划；
步骤S800：结束。
针对上述的步骤S100所述的“施工计划”包括各项施工单元的以下参数：ES表示该施工单元在当前的施工逻辑下的允许的最早开始时间；LS表示该施工单元在当前的施工逻辑下允许的最晚开始时间；TF表示施工单元ES与LS的差值。
针对上述的步骤S200所述的“施工单元集合”定义具体如下：“Done”集合，存放已经规划且在当前规划时间点已完成的施工单元；“Doing”集合存放在规划时间点正在进行的施工单元；“CanDo”存放在规划时间点到达了施工单元的ES，等待分配资源即可开始的施工单元；“ToDo”存放尚未到达任务ES，还不具备开始条件的施工单元。
针对上述的步骤S300所述的“优先级排列规则”具体如下：1.按照各个施工单元的TF的大小，TF越小的优先级越高，优先级为一自然数；2.TF相同时，ES越小的施工单元优先级越高；3.ES相同时施工单元编号小的施工单元优先级越高。
针对上述的步骤S400所述的“工艺”是指：每个施工单元往往根据施工标准有一套规范而详细的施工流程和资源消费规定，在不同的资源配置情况下单位工程量的施工时间也不相同。其中“工艺”定义了在不同的资源配置情况下完成单位工程量所需的施工时间。
针对上述的步骤S500所述，判断是否有任务不满足资源限制，并获取需要降低资源配置的施工单元的具体步骤如附图2所示，具体如下：
步骤S501：将所有的施工单元放入“ToDo”集合，设定时间起点t＝0；
步骤S502：时间t增加一个单位时间Δt，即t＝t+Δt；
步骤S503：将已完成的施工单元从“Doing”集合中剔除，放入“Done”集合；
步骤S504：扫描“ToDo”集合中是否有施工单元的ES参数等于当前时间t，如有则将满足上述条件的施工单元放入“CanDo”集合，其余不满足条件的留在“ToDo”集合；
步骤S505：对当前时刻中“CanDo”集合中的所有施工单元按照步骤S300定义的“优先级排列规则”进行排序；
步骤S506：依照步骤S505排好的顺序，从资源总量中为“CanDo”集合中的各个施工单元分配资源，若所有“CanDo”集合中的施工单元都能分配到足够的资源则跳转步骤S508；否则进入步骤S507；
步骤S507：判断当前时刻t是否大于或等于无法分配到足够资源的施工单元的LS参数，若是，则输出集合“Doing”和集合“CanDo”中的所有施工单元进入步骤S600；若否，则跳转回到步骤S502；
步骤S508：判断是否所有施工单元都进入了“Done”集合，若是，则跳转步骤S700，若否则跳转步骤S502。
优选的，所述S100包括：
S101，根据施工工艺类型，设置与之符合的施工工程结构，并形成工艺与施工对象间的逻辑关系数据，形成施工计划；
S102，根据施工工程结构与工艺的逻辑关系，以及形成的施工计划，设置各工程结构对应工艺关注施工材料的实际工程量参数数据。
优选的，所述S101工艺与施工对象间的逻辑关系数据包括：
建立施工工艺与施工对象的逻辑关系数据，将该参数数据导入数据库形成工程施工计划；
根据工程施工特点和拟定施工顺序进行施工工程结构的紧前紧后关系设定参数数据、任务搭接关系及时间设定参数数据，形成施工组织方案的逻辑数据设定参数数据；
根据施工特点，结合工程施工BIM模型数据，设定施工工程结构显示、隐藏的逻辑数据；
根据工程特点，结合工程施工BIM模型数据，设定施工工程结构显示、隐藏的逻辑数据，设定工程施工里程碑的参数数据。
优选的，还包括：
获取工程分部分项结构的紧前紧后关系和时间的设定参数数据，对该参数数据进行定义施工单元集合；
建立工程分部分项紧前紧后关系方案CONStepPro参数数据，建立工程分部分项结构的紧前CONStepImm参数数据，建立工程分部分项结构的紧后CONStepFol参数数据，建立工程分部分项结构紧前紧后结构间的任务搭接关系完成-完成CONStepFF、完成-开始CONStepFS、开始-开始CONStepSS、开始-完成CONStepSF参数数据，建立工程分部分项结构紧前紧后结构间的任务搭接关系时间CONStepT(h)参数数据；将该参数数据导入数据库；
建立上述相应的资源配置量之后，获取实时BIM模型数据实时资源量，即：获取工程分部分项紧前紧后关系方案CONStepPro参数数据，获取工程分部分项结构的紧前CONStepImm参数数据，获取工程分部分项结构的紧后CONStepFol参数数据，获取工程分部分项结构紧前紧后结构间的任务搭接关系完成-完成CONStepFF、完成-开始CONStepFS、开始-开始CONStepSS、开始-完成CONStepSF参数数据，获取工程分部分项结构紧前紧后结构间的任务搭接关系时间CONStepT(h)参数数据；将该参数数据导入数据库。
优选的，还包括：
结合工程施工BIM模型数据，设定工程分部分项结构在施工过程中显示、隐藏的逻辑数据，对该参数数据进行定义施工单元集合，
建立工程分部分项结构的工程施工初始显示状态COMVisSho参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工初始隐藏状态CONVisHid参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象CONStepImmRel参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象显示状态CONStepImmRelSho参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象隐藏状态CONStepImmReHid参数数据；建立工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象CONStepFolRel参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象显示状态CONStepFolRelSho参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象隐藏状态CONStepFolReHid参数数据；将该参数数据导入数据库；
建立上述相应的资源配置量之后，获取实时BIM模型数据实时资源量，即：获取工程分部分项结构的工程施工初始显示状态COMVisSho参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工初始隐藏状态CONVisHid参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象CONStepImmRel参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象显示状态CONStepImmRelSho参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象隐藏状态CONStepImmReHid参数数据；获取工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象CONStepFolRel参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象显示状态CONStepFolRelSho参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象隐藏状态CONStepFolReHid参数数据；将该参数数据导入数据库。
优选的还包括：
S-A：获取实际的施工进度网络图和原始的施工网络图；
S-B：定义待管控施工单元集合：“已完成”、“正在进行”、“尚未开工”，根据施工单元集合的定义和各个施工单元的实际状态，将各个施工单元放入对应的集合；
S-C：根据施工单元所属的集合，构建新的网络图；
S-D：根据新的网络图、当前的时间以及工程的计划完成时间，通过其他施工计划编制方法获得新的针对尚未施工完成的施工单元的施工计划；
S-E：结束。
所述S-C，根据施工单元所述集合构建新的网络图包括：
S-C-1，剔除集合“已完成”中的所有施工单元；
S-C-2，将集合“正在进行”中所有的施工单元的计划时间更新为T'i＝(1-wi)Ti；T'i为更新后的施工单元计划时间，Ti为基础施工单元的计划时间，wi为时间参数，下标i为正整数；
S-C-3，设定新网络图的开始节点；
S-C-4，将所有集合“正在进行”中的施工单元与开始节点建立FS＝0的逻辑关系；
S-C-5，对于集合“尚未开工”中的施工单元，若其紧前施工单元在集合“已完成”中，则根据原始的网络图，令该施工单元与开始节点建立相同的逻辑关系，若其紧前施工单元在集合“正在进行”或“尚未开工”中，则保留其原始网络图中的逻辑关系。
所述S-A还包括：
S-A-1，根据BIM模型数据工程分部分项结构进行工程结构的划分并形成信息数据，形成原始的施工网络图，执行S-A-2；
S-A-2，根据工程分部分项结构指导工程施工图建立的设计BIM模型进行施工BIM模型的拆分，形成工程施工BIM模型数据实际施工进度网络图。
所述S-A-1当前工程分部分项结构参数数据包括：
建立正在进行的工程分部分项结构编码PCod的参数数据，建立正在进行的工程分部分项结构类型PTyp的参数数据，建立正在进行的工程分部分项结构描述PDes的参数数据；设置正在进行的工程分部分项结构施工材料的材料类别MATCat的参数数据，设置正在进行的工程分部分项结构施工材料的材料型号MATTyp的参数数据，建立正在进行的工程分部分项结构施工材料的工程量PAmo的参数数据；将该参数数据导入数据库形成正在进行的待管控施工单元集合；
建立尚未开工的工程分部分项结构编码PCod的参数数据，建立尚未开工的工程分部分项结构类型PTyp的参数数据，建立尚未开工的工程分部分项结构描述PDes的参数数据；设置尚未开工的工程分部分项结构施工材料的材料类别MATCat的参数数据，设置尚未开工的工程分部分项结构施工材料的材料型号MATTyp的参数数据，建立尚未开工的工程分部分项结构施工材料的工程量PAmo的参数数据；将该参数数据导入数据库形成尚未开工的待管控施工单元集合；
建立已完成的工程分部分项结构编码PCod的参数数据，建立已完成的工程分部分项结构类型PTyp的参数数据，建立已完成的工程分部分项结构描述PDes的参数数据；设置已完成的工程分部分项结构施工材料的材料类别MATCat的参数数据，设置已完成的工程分部分项结构施工材料的材料型号MATTyp的参数数据，建立已完成的工程分部分项结构施工材料的工程量PAmo的参数数据；将该参数数据导入数据库形成已完成的待管控施工单元集合。
所述S-A-2的工程施工BIM模型包括：
根据工程分部分项结构指导工程施工图建立的设计BIM模型进行施工BIM模型实际施工进度网络图，形成施工BIM模型实际施工进度网络图；
根据S-A-1，按照工程分部分项结构数据定义整理到工程BIM模型为施工BIM模型中，形成工程施工组织规划设计BIM数据的实际施工进度网络图。
S-A-3，根据工程施工类型整理工程施工工艺参数数据，其中施工工艺参数数据包括：工艺类别、工艺名称、工步名称及工步逻辑关系的参数数据，形成原始的施工网络图；
S-A-4，设置各工程施工工艺工步参数数据，其中工程施工工艺工步参数数据包括：施工材料、施工班组、施工工班、施工设备参数数据，并根据设置的施工材料、施工班组、施工工班、施工设备参数数据，形成额定施工工时、额定施工工程量模式下的工时体系参数数据，形成原始的施工网络图。
所述S-A-3工程施工工艺参数数据包括：
建立正在进行的工程施工工艺类别PROTyp的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺名称PRONam的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺编码PROCod的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步名称PROSTEPNam的参数数据；建立正在进行的工程施工工艺工步逻辑紧前关系PROSTEPPre的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步逻辑紧后关系PROSTEPTig的参数数据；将该参数数据导入数据库形成正在进行的待管控施工单元集合；
建立尚未开工的工程施工工艺类别PROTyp的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺名称PRONam的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺编码PROCod的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步名称PROSTEPNam的参数数据；建立尚未开工的工程施工工艺工步逻辑紧前关系PROSTEPPre的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步逻辑紧后关系PROSTEPTig的参数数据；将该参数数据导入数据库形成尚未开工的待管控施工单元集合；
建立已完成的工程施工工艺类别PROTyp的参数数据，建立已完成的工程施工工艺名称PRONam的参数数据，建立已完成的工程施工工艺编码PROCod的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步名称PROSTEPNam的参数数据；建立已完成的工程施工工艺工步逻辑紧前关系PROSTEPPre的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步逻辑紧后关系PROSTEPTig的参数数据；将该参数数据导入数据库形成已完成的待管控施工单元集合。
所述S-A-4工程施工工艺工步参数数据包括：
建立正在进行的工程施工工艺工步工班PROSTEPClasT的参数数据；建立正在进行的工程施工工艺开始工步PROSTEPSta的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺结束工步PROSTEPEnd的参数数据；将该参数数据导入数据库形成正在进行的待管控施工单元集合；
其中第一重级别：建立正在进行的工程施工工艺工步定量类型PROSTEPTypV的参数数据；建立正在进行的工程施工工艺工步设备PROSTEPEQU的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步设备正常投入PROSTEPEQUMin的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步设备最大投入PROSTEPEQUMax的参数数据；建立正在进行的工程施工工艺工步班组PROSTEPTEA的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步班组最小投入PROSTEPTEAMin的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步班组最大投入PROSTEPTEAMax的参数数据；建立正在进行的工程施工工艺工步材料PROSTEPMAV的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步材料额定施工量PROSTEPMATValV的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步材料施工先后顺序PROSTEPOrd的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步材料额定施工量的乐观额定工时PROSTEPTgV(h)的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步材料额定施工量的悲观额定工时PROSTEPTbV(h)的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步材料额定施工量的最可能额定工时PROSTEPTpV(h)的参数数据；将该参数数据导入数据库形成正在进行的待管控施工单元集合；
第二重级别：建立正在进行的工程施工工艺工步定时类型PROSTEPTypT的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步定时额定工时PROSTEPTT的参数数据；将该参数数据导入数据库形成正在进行的待管控施工单元集合；
建立尚未开工的工程施工工艺工步工班PROSTEPClasT的参数数据；建立尚未开工的工程施工工艺开始工步PROSTEPSta的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺结束工步PROSTEPEnd的参数数据；将该参数数据导入数据库形成尚未开工的待管控施工单元集合；
第三重级别：建立尚未开工的工程施工工艺工步定量类型PROSTEPTypV的参数数据；建立尚未开工的工程施工工艺工步设备PROSTEPEQU的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步设备正常投入PROSTEPEQUMin的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步设备最大投入PROSTEPEQUMax的参数数据；建立尚未开工的工程施工工艺工步班组PROSTEPTEA的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步班组最小投入PROSTEPTEAMin的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步班组最大投入PROSTEPTEAMax的参数数据；建立尚未开工的工程施工工艺工步材料PROSTEPMAV的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步材料额定施工量PROSTEPMATValV的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步材料施工先后顺序PROSTEPOrd的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步材料额定施工量的乐观额定工时PROSTEPTgV(h)的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步材料额定施工量的悲观额定工时PROSTEPTbV(h)的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步材料额定施工量的最可能额定工时PROSTEPTpV(h)的参数数据；将该参数数据导入数据库形成尚未开工的待管控施工单元集合；
第四重级别：建立尚未开工的工程施工工艺工步定时类型PROSTEPTypT的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步定时额定工时PROSTEPTT的参数数据；将该参数数据导入数据库形成尚未开工的待管控施工单元集合；
建立已完成的工程施工工艺工步工班PROSTEPClasT的参数数据；建立已完成的工程施工工艺开始工步PROSTEPSta的参数数据，建立已完成的工程施工工艺结束工步PROSTEPEnd的参数数据；将该参数数据导入数据库形成已完成的待管控施工单元集合；
第五重级别：建立已完成的工程施工工艺工步定量类型PROSTEPTypV的参数数据；建立已完成的工程施工工艺工步设备PROSTEPEQU的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步设备正常投入PROSTEPEQUMin的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步设备最大投入PROSTEPEQUMax的参数数据；建立已完成的工程施工工艺工步班组PROSTEPTEA的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步班组最小投入PROSTEPTEAMin的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步班组最大投入PROSTEPTEAMax的参数数据；建立已完成的工程施工工艺工步材料PROSTEPMAV的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步材料额定施工量PROSTEPMATValV的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步材料施工先后顺序PROSTEPOrd的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步材料额定施工量的乐观额定工时PROSTEPTgV(h)的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步材料额定施工量的悲观额定工时PROSTEPTbV(h)的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步材料额定施工量的最可能额定工时PROSTEPTpV(h)的参数数据；将该参数数据导入数据库形成已完成的待管控施工单元集合了；
第六重级别：建立已完成的工程施工工艺工步定时类型PROSTEPTypT的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步定时额定工时PROSTEPTT的参数数据；将该参数数据导入数据库形成已完成的待管控施工单元集合。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
能够在有限的步骤和较短的时间内，得到一个满足施工单位资源限制的有效的施工计划。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为资源平衡流程示意图；
图2为求解待调整施工单元流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，为了实现本发明的上述目的，本发明特别创新地提供了一种用于施工计划编制的资源平衡方法，具体使用的流程如下：
如图1和2所示，首先获取施工计划，得到各个施工单元的ES，LS和TF参数；其中，ES表示该施工单元在当前的施工逻辑下的允许的最早开始时间；LS表示该施工单元在当前的施工逻辑下允许的最晚开始时间；TF表示施工单元ES与LS的差值。
其次定义施工单元的集合，包括以下四个集合：“Done”集合，即已完成集合；存放已经规划且在当前规划时间点已完成的施工单元；“Doing”集合，即正在执行集合，存放在规划时间点正在进行的施工单元；“CanDo”集合，即能够执行集合，存放在规划时间点到达了施工单元的ES，表示施工单元的最早开始时间，等待分配资源即可开始的施工单元；“ToDo”集合，即将执行集合，存放尚未到达任务ES，还不具备开始条件的施工单元。
进一步定义施工单元的优先级，具体如下：1.按照各个施工单元的TF的大小，TF越小的优先级越高，优先级为一自然数；2.TF相同时，ES越小的施工单元优先级越高；3.ES相同时施工单元编号小的施工单元优先级越高；TF表示施工单元的最早开始时间与最晚开始时间之差；
接下来，根据工艺将各个施工单元的资源配置调至最高作为初始解，其中，工艺定义了在不同的资源配置情况下各个施工单元完成单位工程量所需的施工时间；
之后根据以下步骤判断是否有任务不满足资源限制，并对施工计划进行反复调整：
第一步，将所有的施工单元放入“ToDo”集合，设定时间起点t＝0；
第二步，时间t增加一个单位时间Δt，即t＝t+Δt；
第三步，将已完成的施工单元从“Doing”集合中剔除，放入“Done”集合；
第四步，扫描“ToDo”集合中是否有施工单元的ES参数等于当前时间t，如有则将满足上述条件的施工单元放入“CanDo”集合，其余不满足条件的留在“ToDo”集合；
第五步，对当前时刻中“CanDo”集合中的所有施工单元按照“优先级排列规则”进行排序；
第六步，依照第五步排好的顺序，从资源总量中为“CanDo”集合中的各个施工单元分配资源，若所有“CanDo”集合中的施工单元都能分配到足够的资源则跳转第八步；否则进入第七步；
第七步，判断当前时刻t是否大于或等于无法分配到足够资源的施工单元的LS参数，若是，则输出集合“Doing”和集合“CanDo”中的所有施工单元；若否，则跳转回到第二步；
第八步，判断是否所有施工单元都进入了“Done”集合，若是，则输出满足资源限制的施工计划，若否则跳转第二步。
在输出施工计划后，则完成了计算。
优选的，所述S100包括：
S101，根据施工工艺类型，设置与之符合的施工工程结构，并形成工艺与施工对象间的逻辑关系数据，形成施工计划；
S102，根据施工工程结构与工艺的逻辑关系，以及形成的施工计划，设置各工程结构对应工艺关注施工材料的实际工程量参数数据。
优选的，所述S101工艺与施工对象间的逻辑关系数据包括：
建立施工工艺与施工对象的逻辑关系数据，将该参数数据导入数据库形成工程施工计划；
根据工程施工特点和拟定施工顺序进行施工工程结构的紧前紧后关系设定参数数据、任务搭接关系及时间设定参数数据，形成施工组织方案的逻辑数据设定参数数据；
根据施工特点，结合工程施工BIM模型数据，设定施工工程结构显示、隐藏的逻辑数据；
根据工程特点，结合工程施工BIM模型数据，设定施工工程结构显示、隐藏的逻辑数据，设定工程施工里程碑的参数数据。
优选的，还包括：
获取工程分部分项结构的紧前紧后关系和时间的设定参数数据，对该参数数据进行定义施工单元集合；
建立工程分部分项紧前紧后关系方案CONStepPro参数数据，建立工程分部分项结构的紧前CONStepImm参数数据，建立工程分部分项结构的紧后CONStepFol参数数据，建立工程分部分项结构紧前紧后结构间的任务搭接关系完成-完成CONStepFF、完成-开始CONStepFS、开始-开始CONStepSS、开始-完成CONStepSF参数数据，建立工程分部分项结构紧前紧后结构间的任务搭接关系时间CONStepT(h)参数数据；将该参数数据导入数据库；
建立上述相应的资源配置量之后，获取实时BIM模型数据实时资源量，即：获取工程分部分项紧前紧后关系方案CONStepPro参数数据，获取工程分部分项结构的紧前CONStepImm参数数据，获取工程分部分项结构的紧后CONStepFol参数数据，获取工程分部分项结构紧前紧后结构间的任务搭接关系完成-完成CONStepFF、完成-开始CONStepFS、开始-开始CONStepSS、开始-完成CONStepSF参数数据，获取工程分部分项结构紧前紧后结构间的任务搭接关系时间CONStepT(h)参数数据；将该参数数据导入数据库。
优选的，还包括：
结合工程施工BIM模型数据，设定工程分部分项结构在施工过程中显示、隐藏的逻辑数据，对该参数数据进行定义施工单元集合，
建立工程分部分项结构的工程施工初始显示状态COMVisSho参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工初始隐藏状态CONVisHid参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象CONStepImmRel参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象显示状态CONStepImmRelSho参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象隐藏状态CONStepImmReHid参数数据；建立工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象CONStepFolRel参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象显示状态CONStepFolRelSho参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象隐藏状态CONStepFolReHid参数数据；将该参数数据导入数据库；
建立上述相应的资源配置量之后，获取实时BIM模型数据实时资源量，即：获取工程分部分项结构的工程施工初始显示状态COMVisSho参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工初始隐藏状态CONVisHid参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象CONStepImmRel参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象显示状态CONStepImmRelSho参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象隐藏状态CONStepImmReHid参数数据；获取工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象CONStepFolRel参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象显示状态CONStepFolRelSho参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象隐藏状态CONStepFolReHid参数数据；将该参数数据导入数据库。
优选的还包括：
S-A：获取实际的施工进度网络图和原始的施工网络图；
S-B：定义待管控施工单元集合：“已完成”、“正在进行”、“尚未开工”，根据施工单元集合的定义和各个施工单元的实际状态，将各个施工单元放入对应的集合；
S-C：根据施工单元所属的集合，构建新的网络图；
S-D：根据新的网络图、当前的时间以及工程的计划完成时间，通过其他施工计划编制方法获得新的针对尚未施工完成的施工单元的施工计划；
S-E：结束。
所述S-C，根据施工单元所述集合构建新的网络图包括：
S-C-1，剔除集合“已完成”中的所有施工单元；
S-C-2，将集合“正在进行”中所有的施工单元的计划时间更新为T'i＝(1-wi)Ti；T'i为更新后的施工单元计划时间，Ti为基础施工单元的计划时间，wi为时间参数，下标i为正整数；
S-C-3，设定新网络图的开始节点；
S-C-4，将所有集合“正在进行”中的施工单元与开始节点建立FS＝0的逻辑关系；
S-C-5，对于集合“尚未开工”中的施工单元，若其紧前施工单元在集合“已完成”中，则根据原始的网络图，令该施工单元与开始节点建立相同的逻辑关系，若其紧前施工单元在集合“正在进行”或“尚未开工”中，则保留其原始网络图中的逻辑关系。
所述S-A还包括：
S-A-1，根据BIM模型数据工程分部分项结构进行工程结构的划分并形成信息数据，形成原始的施工网络图，执行S-A-2；
S-A-2，根据工程分部分项结构指导工程施工图建立的设计BIM模型进行施工BIM模型的拆分，形成工程施工BIM模型数据实际施工进度网络图。
所述S-A-1当前工程分部分项结构参数数据包括：
建立正在进行的工程分部分项结构编码PCod的参数数据，建立正在进行的工程分部分项结构类型PTyp的参数数据，建立正在进行的工程分部分项结构描述PDes的参数数据；设置正在进行的工程分部分项结构施工材料的材料类别MATCat的参数数据，设置正在进行的工程分部分项结构施工材料的材料型号MATTyp的参数数据，建立正在进行的工程分部分项结构施工材料的工程量PAmo的参数数据；将该参数数据导入数据库形成正在进行的待管控施工单元集合；
建立尚未开工的工程分部分项结构编码PCod的参数数据，建立尚未开工的工程分部分项结构类型PTyp的参数数据，建立尚未开工的工程分部分项结构描述PDes的参数数据；设置尚未开工的工程分部分项结构施工材料的材料类别MATCat的参数数据，设置尚未开工的工程分部分项结构施工材料的材料型号MATTyp的参数数据，建立尚未开工的工程分部分项结构施工材料的工程量PAmo的参数数据；将该参数数据导入数据库形成尚未开工的待管控施工单元集合；
建立已完成的工程分部分项结构编码PCod的参数数据，建立已完成的工程分部分项结构类型PTyp的参数数据，建立已完成的工程分部分项结构描述PDes的参数数据；设置已完成的工程分部分项结构施工材料的材料类别MATCat的参数数据，设置已完成的工程分部分项结构施工材料的材料型号MATTyp的参数数据，建立已完成的工程分部分项结构施工材料的工程量PAmo的参数数据；将该参数数据导入数据库形成已完成的待管控施工单元集合。
所述S-A-2的工程施工BIM模型包括：
根据工程分部分项结构指导工程施工图建立的设计BIM模型进行施工BIM模型实际施工进度网络图，形成施工BIM模型实际施工进度网络图；
根据S-A-1，按照工程分部分项结构数据定义整理到工程BIM模型为施工BIM模型中，形成工程施工组织规划设计BIM数据的实际施工进度网络图。
S-A-3，根据工程施工类型整理工程施工工艺参数数据，其中施工工艺参数数据包括：工艺类别、工艺名称、工步名称及工步逻辑关系的参数数据，形成原始的施工网络图；
S-A-4，设置各工程施工工艺工步参数数据，其中工程施工工艺工步参数数据包括：施工材料、施工班组、施工工班、施工设备参数数据，并根据设置的施工材料、施工班组、施工工班、施工设备参数数据，形成额定施工工时、额定施工工程量模式下的工时体系参数数据，形成原始的施工网络图。
所述S-A-3工程施工工艺参数数据包括：
建立正在进行的工程施工工艺类别PROTyp的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺名称PRONam的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺编码PROCod的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步名称PROSTEPNam的参数数据；建立正在进行的工程施工工艺工步逻辑紧前关系PROSTEPPre的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步逻辑紧后关系PROSTEPTig的参数数据；将该参数数据导入数据库形成正在进行的待管控施工单元集合；
建立尚未开工的工程施工工艺类别PROTyp的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺名称PRONam的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺编码PROCod的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步名称PROSTEPNam的参数数据；建立尚未开工的工程施工工艺工步逻辑紧前关系PROSTEPPre的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步逻辑紧后关系PROSTEPTig的参数数据；将该参数数据导入数据库形成尚未开工的待管控施工单元集合；
建立已完成的工程施工工艺类别PROTyp的参数数据，建立已完成的工程施工工艺名称PRONam的参数数据，建立已完成的工程施工工艺编码PROCod的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步名称PROSTEPNam的参数数据；建立已完成的工程施工工艺工步逻辑紧前关系PROSTEPPre的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步逻辑紧后关系PROSTEPTig的参数数据；将该参数数据导入数据库形成已完成的待管控施工单元集合。
所述S-A-4工程施工工艺工步参数数据包括：
建立正在进行的工程施工工艺工步工班PROSTEPClasT的参数数据；建立正在进行的工程施工工艺开始工步PROSTEPSta的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺结束工步PROSTEPEnd的参数数据；将该参数数据导入数据库形成正在进行的待管控施工单元集合；
其中第一重级别：建立正在进行的工程施工工艺工步定量类型PROSTEPTypV的参数数据；建立正在进行的工程施工工艺工步设备PROSTEPEQU的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步设备正常投入PROSTEPEQUMin的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步设备最大投入PROSTEPEQUMax的参数数据；建立正在进行的工程施工工艺工步班组PROSTEPTEA的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步班组最小投入PROSTEPTEAMin的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步班组最大投入PROSTEPTEAMax的参数数据；建立正在进行的工程施工工艺工步材料PROSTEPMAV的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步材料额定施工量PROSTEPMATValV的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步材料施工先后顺序PROSTEPOrd的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步材料额定施工量的乐观额定工时PROSTEPTgV(h)的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步材料额定施工量的悲观额定工时PROSTEPTbV(h)的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步材料额定施工量的最可能额定工时PROSTEPTpV(h)的参数数据；将该参数数据导入数据库形成正在进行的待管控施工单元集合；
第二重级别：建立正在进行的工程施工工艺工步定时类型PROSTEPTypT的参数数据，建立正在进行的工程施工工艺工步定时额定工时PROSTEPTT的参数数据；将该参数数据导入数据库形成正在进行的待管控施工单元集合；
建立尚未开工的工程施工工艺工步工班PROSTEPClasT的参数数据；建立尚未开工的工程施工工艺开始工步PROSTEPSta的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺结束工步PROSTEPEnd的参数数据；将该参数数据导入数据库形成尚未开工的待管控施工单元集合；
第三重级别：建立尚未开工的工程施工工艺工步定量类型PROSTEPTypV的参数数据；建立尚未开工的工程施工工艺工步设备PROSTEPEQU的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步设备正常投入PROSTEPEQUMin的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步设备最大投入PROSTEPEQUMax的参数数据；建立尚未开工的工程施工工艺工步班组PROSTEPTEA的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步班组最小投入PROSTEPTEAMin的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步班组最大投入PROSTEPTEAMax的参数数据；建立尚未开工的工程施工工艺工步材料PROSTEPMAV的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步材料额定施工量PROSTEPMATValV的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步材料施工先后顺序PROSTEPOrd的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步材料额定施工量的乐观额定工时PROSTEPTgV(h)的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步材料额定施工量的悲观额定工时PROSTEPTbV(h)的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步材料额定施工量的最可能额定工时PROSTEPTpV(h)的参数数据；将该参数数据导入数据库形成尚未开工的待管控施工单元集合；
第四重级别：建立尚未开工的工程施工工艺工步定时类型PROSTEPTypT的参数数据，建立尚未开工的工程施工工艺工步定时额定工时PROSTEPTT的参数数据；将该参数数据导入数据库形成尚未开工的待管控施工单元集合；
建立已完成的工程施工工艺工步工班PROSTEPClasT的参数数据；建立已完成的工程施工工艺开始工步PROSTEPSta的参数数据，建立已完成的工程施工工艺结束工步PROSTEPEnd的参数数据；将该参数数据导入数据库形成已完成的待管控施工单元集合；
第五重级别：建立已完成的工程施工工艺工步定量类型PROSTEPTypV的参数数据；建立已完成的工程施工工艺工步设备PROSTEPEQU的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步设备正常投入PROSTEPEQUMin的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步设备最大投入PROSTEPEQUMax的参数数据；建立已完成的工程施工工艺工步班组PROSTEPTEA的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步班组最小投入PROSTEPTEAMin的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步班组最大投入PROSTEPTEAMax的参数数据；建立已完成的工程施工工艺工步材料PROSTEPMAV的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步材料额定施工量PROSTEPMATValV的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步材料施工先后顺序PROSTEPOrd的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步材料额定施工量的乐观额定工时PROSTEPTgV(h)的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步材料额定施工量的悲观额定工时PROSTEPTbV(h)的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步材料额定施工量的最可能额定工时PROSTEPTpV(h)的参数数据；将该参数数据导入数据库形成已完成的待管控施工单元集合了；
第六重级别：建立已完成的工程施工工艺工步定时类型PROSTEPTypT的参数数据，建立已完成的工程施工工艺工步定时额定工时PROSTEPTT的参数数据；将该参数数据导入数据库形成已完成的待管控施工单元集合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于施工计划编制的资源平衡方法，其特征在于，包括如下步骤：
S0：开始；
S100：获取施工计划；
S200：定义施工单元集合；
S300：定义优先级排列规则；
S400：根据工艺将各个施工单元的资源配置调至最高，作为初始解；
S500：判断是否有任务不满足资源限制，是则输出需要降低资源配置量的施工单元并进入步骤600否则进入步骤700；
S600：降低该项施工单元的资源配置量，返回步骤500；
S700：输出满足用户资源限制的施工计划；
S800：结束。
2.根据权利要求1所述的用于施工计划编制的资源平衡方法，其特征在于，所述S200中，施工单位集合定义，包括：
针对上述的步骤S200所述的“施工单元集合”定义具体如下：“Done”集合，存放已经规划且在当前规划时间点已完成的施工单元；“Doing”集合存放在规划时间点正在进行的施工单元；“CanDo”存放在规划时间点到达了施工单元的ES，等待分配资源即可开始的施工单元；“ToDo”存放尚未到达任务ES，还不具备开始条件的施工单元。
3.根据权利要求1所述的用于施工计划编制的资源平衡方法，其特征在于，所述S300中，优先级排列规则定义，包括：
针对上述的S300所述的“优先级排列规则”具体如下：
A，按照各个施工单元的TF的大小，TF越小的优先级越高，优先级为一自然数；
B，TF相同时，ES越小的施工单元优先级越高；
C，ES相同时施工单元编号小的施工单元优先级越高。
4.根据权利要求1所述的用于施工计划编制的资源平衡方法，其特征在于，所述S500中，判断不满足施工单位资源限制的施工单元，包括：
S501：将所有的施工单元放入“ToDo”集合，设定时间起点t＝0；
S502：时间t增加一个单位时间Δt，即t＝t+Δt，扫描“ToDo”集合中是否有施工单元的ES参数等于当前时间t，如有则将满足上述条件的施工单元放入“CanDo”集合，其余不满足条件的留在“ToDo”集合；
S503：对当前时刻中“CanDo”集合中的所有施工单元按照步骤S300定义的“优先级排列规则”进行排序；
S504：依照步骤S503排好的顺序，从资源总量中为“CanDo”集合中的各个施工单元分配资源，若所有“CanDo”集合中的施工单元都能分配到足够的资源则跳转步骤S506；否则进入步骤S505；
S505：判断当前时刻t是否大于或等于无法分配到足够资源的施工单元的LS参数，若是，则输出集合“Doing”和集合“CanDo”中的所有施工单元进入步骤S600；若否，则跳转回到步骤S502；
S506：判断是否所有施工单元都进入了“Done”集合，若是，则跳转步骤S700，若否则跳转步骤S502。
5.根据权利要求1所述的用于施工计划编制的资源平衡方法，其特征在于，所述S100包括：
S101，根据施工工艺类型，设置与之符合的施工工程结构，并形成工艺与施工对象间的逻辑关系数据，形成施工计划；
S102，根据施工工程结构与工艺的逻辑关系，以及形成的施工计划，设置各工程结构对应工艺关注施工材料的实际工程量参数数据。
6.根据权利要求5所述的用于施工计划编制的资源平衡方法，其特征在于，所述S101工艺与施工对象间的逻辑关系数据包括：
建立施工工艺与施工对象的逻辑关系数据，将该参数数据导入数据库形成工程施工计划；
根据工程施工特点和拟定施工顺序进行施工工程结构的紧前紧后关系设定参数数据、任务搭接关系及时间设定参数数据，形成施工组织方案的逻辑数据设定参数数据；
根据施工特点，结合工程施工BIM模型数据，设定施工工程结构显示、隐藏的逻辑数据；
根据工程特点，结合工程施工BIM模型数据，设定施工工程结构显示、隐藏的逻辑数据，设定工程施工里程碑的参数数据。
7.根据权利要求6所述的用于施工计划编制的资源平衡方法，其特征在于，还包括：
获取工程分部分项结构的紧前紧后关系和时间的设定参数数据，对该参数数据进行定义施工单元集合；
建立工程分部分项紧前紧后关系方案CONStepPro参数数据，建立工程分部分项结构的紧前CONStepImm参数数据，建立工程分部分项结构的紧后CONStepFol参数数据，建立工程分部分项结构紧前紧后结构间的任务搭接关系完成-完成CONStepFF、完成-开始CONStepFS、开始-开始CONStepSS、开始-完成CONStepSF参数数据，建立工程分部分项结构紧前紧后结构间的任务搭接关系时间CONStepT(h)参数数据；将该参数数据导入数据库；
建立上述相应的资源配置量之后，获取实时BIM模型数据实时资源量，即：获取工程分部分项紧前紧后关系方案CONStepPro参数数据，获取工程分部分项结构的紧前CONStepImm参数数据，获取工程分部分项结构的紧后CONStepFol参数数据，获取工程分部分项结构紧前紧后结构间的任务搭接关系完成-完成CONStepFF、完成-开始CONStepFS、开始-开始CONStepSS、开始-完成CONStepSF参数数据，获取工程分部分项结构紧前紧后结构间的任务搭接关系时间CONStepT(h)参数数据；将该参数数据导入数据库。
8.根据权利要求5所述的用于施工计划编制的资源平衡方法，其特征在于，还包括：
结合工程施工BIM模型数据，设定工程分部分项结构在施工过程中显示、隐藏的逻辑数据，对该参数数据进行定义施工单元集合，
建立工程分部分项结构的工程施工初始显示状态COMVisSho参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工初始隐藏状态CONVisHid参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象CONStepImmRel参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象显示状态CONStepImmRelSho参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象隐藏状态CONStepImmReHid参数数据；建立工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象CONStepFolRel参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象显示状态CONStepFolRelSho参数数据，建立工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象隐藏状态CONStepFolReHid参数数据；将该参数数据导入数据库；
建立上述相应的资源配置量之后，获取实时BIM模型数据实时资源量，即：获取工程分部分项结构的工程施工初始显示状态COMVisSho参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工初始隐藏状态CONVisHid参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象CONStepImmRel参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象显示状态CONStepImmRelSho参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工前所影响结构对象隐藏状态CONStepImmReHid参数数据；获取工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象CONStepFolRel参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象显示状态CONStepFolRelSho参数数据，获取工程分部分项结构的工程施工后所影响结构对象隐藏状态CONStepFolReHid参数数据；将该参数数据导入数据库。
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