摘要:針對(duì)特高壓交流氣體絕緣變電站(GIS)設(shè)備安裝工程成本管理特點(diǎn),運(yùn)用工程成本管理和線性規(guī)劃方法對(duì)特高壓交流GIS設(shè)備安裝工程成本管理進(jìn)行優(yōu)化研究,探索實(shí)現(xiàn)人力資源優(yōu)化、降低工程成本的路徑。研究表明,將線性規(guī)劃方法與工程成本管理有機(jī)結(jié)合,能夠有效解決工程成本管理難題,實(shí)現(xiàn)工程管理預(yù)期目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:成本管理;線性規(guī)劃;目標(biāo)函數(shù);特高壓交流GIS設(shè)備
0 引言
我國(guó)電力系統(tǒng)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展而不斷升級(jí)革新,特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市和其他人口稠密地區(qū)對(duì)電能的剛性需求增強(qiáng),使得我國(guó)電力供應(yīng)面臨著建設(shè)革新與城區(qū)土地資源日趨緊缺的矛盾[1]。氣體絕緣變電站(GIS)總體占地面積小、效率高,較為符合我國(guó)現(xiàn)階段城市和工業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展要求[2]。特高壓交流GIS設(shè)備安裝工程質(zhì)量要求高、時(shí)間任務(wù)緊、資金投入大,特別是對(duì)成本的控制要求越來(lái)越高,如何綜合運(yùn)用工程管理和運(yùn)籌學(xué)的方法,通過(guò)相對(duì)縝密的運(yùn)算實(shí)現(xiàn)成本最節(jié)約、工程效益最大化,是其追求的目標(biāo)。
1 特高壓交流GIS設(shè)備安裝工程管理現(xiàn)狀
特高壓交流GIS設(shè)備安裝工程按照通用的施工模式,通過(guò)施工組織分層設(shè)置,權(quán)責(zé)分開(kāi),提升項(xiàng)目運(yùn)行效率;通過(guò)安裝流程模塊化運(yùn)行,資源需求協(xié)同清晰;通過(guò)擬制資源需求總體清單,提升質(zhì)量控制措施[3]。工程管理現(xiàn)狀具體如下。
1.1 安裝人員配置和施工組織機(jī)構(gòu)
為保證特高壓交流GIS設(shè)備安裝工作安全、有序,項(xiàng)目部成立了專門(mén)的工程小組。特高壓交流GIS設(shè)備安裝人員配置表見(jiàn)表1。特高壓交流GIS設(shè)備安裝工程施工組織根據(jù)任務(wù)特點(diǎn)和操作要求共分為4層,分別為項(xiàng)目經(jīng)理層、項(xiàng)目總工/廠家技術(shù)負(fù)責(zé)人層、分組組長(zhǎng)層、一線操作執(zhí)行層。通過(guò)合理設(shè)置施工組織機(jī)構(gòu),確保施工按照進(jìn)度要求指揮調(diào)度和操作[4]。特別是一線操作執(zhí)行層,依據(jù)操作工種進(jìn)行合理區(qū)分,以提升施工組織效率。
1.2 施工流程及工序說(shuō)明
特高壓交流GIS設(shè)備安裝流程如下:
(1)施工準(zhǔn)備。包括土建基礎(chǔ)驗(yàn)收、室內(nèi)基礎(chǔ)軸線定位、設(shè)備卸貨及倒運(yùn)、設(shè)備開(kāi)箱、設(shè)備檢查及資料清單。
(2)斷路器互感器安裝。包括斷路器內(nèi)裝電流互感器試驗(yàn)、回路導(dǎo)電電阻測(cè)試、斷路器單元安裝、電流互感器單元安裝(單串安裝)、隔接組合單元安裝、串內(nèi)母線單元安裝、電流互感器的變比和極性試驗(yàn)、二次繞組絕緣電阻試驗(yàn)、二次繞組耐壓試驗(yàn)[5]。
(3)匯控柜整體安裝。包括匯控柜安裝、電纜敷設(shè)、二次接線,特高壓交流GIS設(shè)備抽真空、檢漏、注SF6氣體、微水檢測(cè)。
(4)進(jìn)出母線安裝。包括進(jìn)出母線單元戶內(nèi)部分安裝、主母線單元安裝、進(jìn)出母線單元戶外部分安裝、出線套管安裝[6]。
(5)特高壓交流GIS設(shè)備安裝。包括斷路器傳動(dòng)試驗(yàn),隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)試驗(yàn),特高壓交流GIS設(shè)備本體接地銅排等附件安裝,特高壓交流GIS設(shè)備接地制作[7]。
(6)整體交流耐壓試驗(yàn)。包括耐壓試驗(yàn)設(shè)備準(zhǔn)備、耐壓試驗(yàn)組織、試驗(yàn)結(jié)論導(dǎo)出。
2 特高壓交流GIS設(shè)備安裝工程人力成本管理優(yōu)化設(shè)計(jì)
在分析特高壓交流GIS設(shè)備安裝工程人員配置、施工組織機(jī)構(gòu)、施工流程及工序的基礎(chǔ)上,通過(guò)人力資源計(jì)劃和費(fèi)率計(jì)算,在同時(shí)滿足工人數(shù)量?jī)?chǔ)備要求和不同工種工時(shí)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件方程并求解,計(jì)算得出優(yōu)化后的人工崗位配置,以降低人力成本支出。
2.1 人力資源計(jì)劃和費(fèi)率計(jì)算
(1)調(diào)取各工序的月人工預(yù)算(表2)。
(2)特高壓交流GIS設(shè)備安裝工程人力資源計(jì)劃和費(fèi)率計(jì)算(表3)。人力資源費(fèi)率按小時(shí)計(jì)算,通常情況下,每小時(shí)費(fèi)率通過(guò)月成本計(jì)算得出。目前,我國(guó)通用的每月工作時(shí)間為21.5d,因此,每小時(shí)費(fèi)率為月成本/21.5/8(元)。
2.2 線性規(guī)化建模與求解
運(yùn)用線性規(guī)劃的方法建模,對(duì)同一時(shí)間段內(nèi)的匯控柜、進(jìn)出母線和特高壓交流GIS設(shè)備安裝流程進(jìn)行優(yōu)化分析,科學(xué)調(diào)配人力資源,使費(fèi)用支出最少。
(1)引入決策變量(需要決策的量)。定義為xij,表示序號(hào)為i的工序中第j個(gè)子工序安排的人工數(shù)量。
(2)目標(biāo)函數(shù)(需要優(yōu)化的量)。根據(jù)表3,目標(biāo)函數(shù)定義為z,即單個(gè)工時(shí)支出的人力成本,公式如下
(3)約束條件(為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)需要受到的限制)。用決策變量等式或不等式表示。根據(jù)表3,由于1.1、3.1、3.3為關(guān)鍵路徑,且1.1、3.1與其他工序?yàn)椴⑿嘘P(guān)系,為確保關(guān)鍵路徑要求,1.1與3.1的人工費(fèi)用之和應(yīng)不小于其他路徑人工費(fèi)用之和。約束條件公式如下
對(duì)該線性規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行求解。特高壓交流GIS設(shè)備安裝工程規(guī)劃求解表見(jiàn)表4,設(shè)置規(guī)劃求解參數(shù)如圖1所示,特高壓交流GIS設(shè)備安裝工程規(guī)劃求解結(jié)果見(jiàn)表5。
由表5可知,當(dāng)決策變量xij分別取16、8、8、8、8、13、12、5時(shí),可以使目標(biāo)函數(shù)z值最小,即單個(gè)工時(shí)人工支出費(fèi)用最少。
2.3 模型分析與結(jié)論
根據(jù)上述計(jì)算,擬制訂人力成本優(yōu)化方案如下:
(1)在GIS設(shè)備抽真空、檢漏、注SF6氣體、微水檢測(cè)工序中,安排16人,分為3個(gè)作業(yè)組,其中試驗(yàn)組7人,二次組5人,檢測(cè)組4人。
(2)在進(jìn)出母線單元戶內(nèi)部分、主母線單元部分、進(jìn)出母線單元戶外部分、出線套管安裝中,分別安排8人;在斷路器傳動(dòng)試驗(yàn)及隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)試驗(yàn)中,安排13人;在GIS設(shè)備本體接地銅排等附件安裝中,安排12人;在GIS設(shè)備接地制作中,安排5人。工程總?cè)斯?shù)為78人,備組人員安排14人。此時(shí),單位人工最低成本為4085元,公式如下
特高壓交流GIS設(shè)備安裝工程人力資源優(yōu)化方案見(jiàn)表6。
特高壓交流GIS設(shè)備安裝工程人力資源優(yōu)化對(duì)比表見(jiàn)表7。
由表7可知,通過(guò)人力資源優(yōu)化配置,將需求人數(shù)和備組人數(shù)科學(xué)地配置到相應(yīng)的工序中,可實(shí)現(xiàn)該階段人力成本最低支出。
3 結(jié)語(yǔ)
隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)字化和智能化已成為工程管理的重要趨勢(shì)[8]。本研究?jī)H是一次嘗試和探討,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,工程管理將逐漸融合各交叉學(xué)科優(yōu)勢(shì),形成更豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。在本研究的特高壓交流GIS設(shè)備安裝案例中,可依照人力成本優(yōu)化設(shè)置方法,進(jìn)一步將數(shù)學(xué)模型應(yīng)用到材料費(fèi)、機(jī)械費(fèi)和分包費(fèi)的優(yōu)化中,同時(shí),可以將關(guān)鍵路徑、掙得值和運(yùn)籌學(xué)等方法綜合運(yùn)用到其他工程領(lǐng)域,以提升綜合優(yōu)化效益[9]。
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收稿日期:2023-08-07
作者簡(jiǎn)介:
孫小強(qiáng)(1983—),男,研究方向:工程管理、信息通信。
唐立文(1976—),男,研究方向:工程管理、軍事訓(xùn)練。
呂明海(1977—),男,研究方向:工程管理、信息通信。