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中 華 大 學 碩 士 論 文

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(1)

中 華 大 學 碩 士 論 文

重複性排程法應用於營建工程之探討

系 所 別:土木與工程資訊學系碩士班 學號姓名:M09304034 趙福國 指導教授:邱 垂 德 博士

中華民國九十六年八月

(2)

致謝

承蒙恩師 邱垂德教授在福國碩士班求學期間,對於福國處事態 度的細心指點與不斷的鼓勵,並於論文研究期間給予學術上的指導與 建議,讓福國獲益良多,受用無窮,師恩浩蕩,將永銘於心。恩師認 真負責的處事態度及嚴謹的治學精神,為福國一生的典範,在此敬上 由衷的敬意與無限的祝福。

本論文撰寫初成期間,承蒙本校副教授 李錫霖博士、國立中興 大學土木系副教授 謝孟勳博士,擔任審核委員,對福國論文逐字斧 工,巨細靡遺的指導與觀念澄清,並惠賜寶貴的意見,使得福國論文 更得以更加詳實且完備,在此敬上最誠摯的敬意與謝意。

求學期間感謝本校土木系 張清榮講師、本校土木系 劉俊杰博 士、本校營建系 余文德博士、本校營建系 楊智斌主任等諸位師 長,在學識上之傳授與指導,在此一並致上最高謝意。論文研究期間,

感謝同窗好友王博彥在課業上相互扶持與鼓勵,學弟王文成、廖英達 等的大力協助;同學呂明志、劉昱廷、徐才翔、林厚希、郭昱良等的 支持與鼓勵;好友涂珮萱、胡慧玲、劉哲聞的關心與支持,在此一 獻上千萬分感謝。

最後感謝永遠支持與關懷福國的家人,僅將此論文獻給福國摯愛 的雙親與胞妹,趙友華先生、陳秋雲女士與趙福容小姐。

趙福國 謹致於中華大學土木所 中華民國九十六年八月於新竹

(3)

摘要

營建工程日趨複雜、競爭性高,故專案管理就必須更專業,針對 不同性質工程使用最適當的方法。排程在營建專案管理扮演進度主導 角色,傳統上實務使用排程規劃為要徑法,但要徑法對於作業資源的 連續性、視覺性與生產率無法有效顯現,所以對於重複性質工程如道 路、機場跑道、隧道、管路埋設、高樓建築等作業卻無法完整的詮釋。

本研究擬探討要徑法與重複性排程法或其它線性排程的適用 性,並使用重複性排程法作為建築工程排程實例,藉由此排程的應 用,將對實務監控的視覺優勢與資源的連續調整上有較出色的表現。

關鍵字:重複性排程、專案管理、要徑法、線性排程

(4)

ABSTRACT

Constructional engineering is more complicated and competitive than earlier days. In order to applying appropriate methods which used in different kinds of engineering, construction projects need to be highly professional nowadays. Scheduling methods play an important and leading role in the construction projects. Critical path method is traditionally used to be using and practicing in the past time, but it couldn’t be efficient in continuity, vision, and productivity. Furthermore, Critical path method also couldn’t explain how to know the operations of roads, air lanes, tunnels, piping, and tall buildings.

My research major focuses on the application among critical path method, repetitive scheduling method, and other scheduling methods and an actual example which was used repetitive scheduling method to construct architecture. By the application of repetitive scheduling method, we could see better performances in visual advantages and continuous adjustments.

Key Words:Repetitive scheduling method、Construction projects、

Critical path method、Linear scheduling method

(5)

目錄

致謝 ... I 摘要 ... II ABSTRACT ...III 目錄 ...IV 圖目錄 ... VII 表目錄 ...IX

第一章、緒論 ...1

1-1、前言 ...1

1-2、研究動機與目的 ...2

1-3、研究內容與步驟 ...2

1-4、研究流程 ...3

第二章、文獻回顧 ...6

2-1、非重複性排程 ...7

2-1-1、甘特圖...7

2-1-2、要徑法...8

2-1-3、計畫評核術...9

2-2、重複性排程 ...10

2-2-1、線性平衡法...12

(6)

2-2-2、線性排程法...13

2-2-3、重複性排程法...17

2-3、相關研究之探討 ...22

2-3-1、基本概念方面之研究...22

2-3-2、實務應用探討...23

2-3-3、分析技術修改...24

2-3-4、最佳化模式建構...25

2-3-5、資源規劃...28

2-3-6、線性排程技術和網圖技術結合...28

第三章、研究方法 ...29

3-1、建立排程模型 ...29

3-2、排程模型規則解析 ...30

3-2-1、重複性工程於要徑法之應用...30

3-2-2、線性平衡法與重複性排程法之模式與差異性 ...33

3-3、專家訪談 ...39

第四章、研究結果 ...41

4-1、營建建築施工特性分析...41

4-1-1、單一向上重複性工作面工程...42

4-2、案例探討 ...43

(7)

4-2-1、施工流程之探討...43

4-2-2、建構施工流程圖與分析...46

4-2-3、進度時程之管控...52

4-2-4、進度時程之學習效應...61

4-3、專家訪談之結果 ...66

第五章、結論與建議 ...70

5-1、結論 ...70

5-2、建議 ...71

參考文獻 ...72

附錄一、專家訪談文稿 ...77

附錄二、完整訪談內容 ...79

(8)

圖目錄

圖 1-1、研究流程圖...4

圖 2-1、甘特圖示意圖...8

圖 2-2、要徑法示意圖...8

圖 2-3、計畫評核術示意圖...9

圖 2-4、單元網圖與多單元網圖之圖形...11

圖 2-5、線性平衡法之示意圖...13

圖 2-6、線性排程法作業型態...14

圖 2-7、線性排程法原理...15

圖 2-8、控制路徑與潛在要徑找尋圖...16

圖 2-9、線性排程法下推法找控制路徑圖...17

圖 2-10、重複性排程法收斂、發散性圖...18

圖 2-11、多單元作業收斂與控制點之關係圖...19

圖 2-12、多單元作業發散與控制點之關係圖...20

圖 2-13、重複性排程多單元作業發散與收斂之關係圖...21

圖 3-1、單元要徑法網圖...31

圖 3-2、多單元重複性作業網圖...32

圖 3-3、重複性排程法單元作業圖形...33

圖 3-4、線性平衡法單元作業圖形...33

(9)

圖 3-5、重複性排程法多重單元作業圖...34

圖 3-6、線性平衡法多重單元作業圖...34

圖 3-7、重複性排程之重複單元作業資源連續修正圖...36

圖 3-8、重複性排程法工期調整修正圖...39

圖 4-1、專案工程施工流程圖...44

圖 4-2、結構體標準層施工流程圖...45

圖 4-3、結構體標準層要徑法圖...46

圖 4-4、結構體標準層重複性排程法圖...47

圖 4-5、重複性排程法整體工程排程圖...48

圖 4-6、重複性排程法整體工程排程要徑圖...51

圖 4-7、重複性排程法縮短工期修正結構體工程圖...54

圖 4-8、重複性排程法縮短工期修正室內裝修與水電管路測試工程圖 ...56

圖 4-9、重複性排程法縮短工期修正內外牆粉刷工程圖...58

圖 4-10、重複性排程法縮短工期修正總工程圖...60

圖 4-11、重複性排程法主體結構學習曲線圖...62

圖 4-12、重複性排程法室內裝修與水電測試工程學習曲線圖...64

圖 4-13、重複性排程法總工程學習曲線圖...65

(10)

表目錄

表 2-1、排程作業用於各種類型的工程[1] ...6

表 3-1、排程原理模型之步驟...29

表 3-2、單一作業關係表...30

表 3-3、多單元作業關係表...31

表 4-1、專案工程時日程表...43

(11)

第一章、緒論

1-1、前言

傳統營建工程在規劃模式(Planning)或排程管理(Scheduling)上普 遍使用網圖式工具,主因為其電腦套裝軟體使用方便多元且能清晰表 達要徑作業。

但是對於重複性專案工程而言,因其工程有資源連續使用的特殊 性,網圖型式呈現反而徒添複雜,導致工程效率不彰。

近年來,由於營建工程中自動化技術的快速發展,導致多數專案 工程無論是在整體或局部上,「重複性」的特徵都更加強烈。典型的 重複性的專案工程包括公路工程、鐵路工程、機場跑道、隧道、管道 埋設、高樓建築……等。

近年來,工程界與學術界針對不同類型的專案工程,提出與發展 了許多適用於個別工程的重複性排程法。此法除了能強調作業資源的 連續性之外,在視覺上也更能清楚表達該工程中時間與空間的相對關 係,並能準確快速地呈現生產效率。基於以上種種因素,重複性排程 法已越來越受重視,學界正積極開發,並期待能在實際工程中妥善運 用。

本研究主要探討重複排程法與傳統網圖式排程法應用在重複性 專案工程上之差異,並將兩種方案分別套用在同一實際工程案例中進 行比較,呈現其優劣,以期未來能讓管理者在做排程選擇時有參考依 據。

(12)

1-2、研究動機與目的

排程的規劃與管理一直是專案管理領域中的重要課題,而排程方 式主要可分為重複性排程與非重複性排程兩大類。

重複性排程的方式可分為線性平衡法(Line of Balance,簡稱為 LOB)與線性排程法(Linear Scheduling Method,簡稱為 LSM),並以此 為基準此衍生出其他不同類型的方法。在重複性作業的施工期間,主 要以提高或改變生產率為方式,來達到簡化工程複雜性的目的,讓工 程進行更為順利。

非重複性排程方式主要則有網狀圖法的要徑法(Critical Path Method,簡稱為 CPM)、計畫評核術(Program Evaluation and Review Technique,簡稱為 PERT)以及桿狀圖法的甘特圖(Bar/Gantt chart)三 種。

目前多數的營建產業選擇使用要徑法方式,學術研究也是以此為 重心,就連應用軟體也以要徑法做為設計基礎。本研究以線性規劃的 觀念做為主軸,針對要徑法不適任於現今工程的現象予以建議,提出 以重複性排程法(Repetitive Scheduling Method,簡稱為 RSM)代替 要徑法的理論作為研究目標,再以一大型工程實例為此理論架構,進 行重複性排程法應用於營建工程的初步研究。

1-3、研究內容與步驟

本論文先將重複性排程法方式分別與線性平衡法與要徑法做比 較,最後再套入案例分析作為主要的研究內容。

研究步驟茲說明如下:

(13)

一、 先介紹線性平衡法與線性排程法的演變後,接著討論較適 合於建築模式的重複性排程法。

二、 依據營建工程一般施工流程建立關係模式表,並據此建構 要徑法網圖基礎模式並且找出要徑。

三、 依據相對關係表建立出重複性排程法與線性平衡法基礎圖 形。

四、 比較要徑法單元排程與多重排程的差異,並由相對的重複 性排程法與線性平衡法排程做探討。

五、 利用集合住宅工程為例,研究本論文主題重複性排程法方 式。首先,比較要徑法與線性平衡法在重複性工程上的不 適用性;再來,探討如何以重複性排程法來提升整體工程 規劃的簡易度與準確性;接著,再利用重複性排程法模式 來進行要徑找尋方式及工期縮減的推演;最後,整理出中 心要點做為本研究的結論。

1-4、研究流程

本研究之流程圖如圖 1-1 所示,各研究流程茲說明如下:

(14)

圖 1-1、研究流程圖 一、 確認研究方向

了解傳統排程無法考慮之因素為何,並確認研究目的、

界定研究範圍,再針對工程施工模式擬定研究內容。

二、 文獻回顧與蒐集

(15)

蒐集國內外相關文獻、專家意見及重複性專案規劃方 法,並整理分析相關工程排程模式的實際操作運用。

三、 資料分析與模式建構

參考相關文獻後,整理出與主題有關的排程原理,並說 明各項排程的使用方式,再據此建立基礎架構。

四、 實際案例探討與結論建議

以實際工程案例套入排程規則,檢驗排程方式是否符合 工程需求,再就案例的分析,綜合說明其結論與未來需發展 的方向。

五、 撰寫研究論文

將本研究之工作歷程與研究結果撰為論文,以供對此領 域有興趣之人士參考。

(16)

第二章、文獻回顧

工程進度控制方式的發展從早期的桿狀圖法與網狀排程法,隨著 工程的複雜度增加與效率要求的提升,逐漸發展出各式各樣為專案量 身訂做的專業管理方法。以下依據排程法類型,整理其發展的先後順 序[1]:

一、 桿狀圖法:甘特圖。

二、 網狀排程法:要徑法與計畫評核術。

三、 重複性工程排程法:

1、 線性平衡法與垂直生產法(Vertical production method,簡 稱 VPM)。

2、 線性排程法與依據線性排程法發展的排程法,如重複性排 程法。

依照各種工程性質的不同使用的排程方式也有所不同,其分類為 下表 2-1 所示。

表 2-1、排程作業用於各種類型的工程[1]

工程性質 建議使用的方式 主要的特性

線性和連續工程

(管道、鐵路、隧道、公路) 線性排程法

1、作業項目少 2、沿著一條線的路徑

3、有效的進度在於作業的連續性 4、工作的連續性決定結果

高數量重覆工程

(大樓、公寓群) 線性平衡法

1、建築到最後都為相似的類型 2、在施工期間發生的作業幾乎相似 3、平衡不同作業的完成順序

高層建築大樓

重複性排程法 線性平衡法 垂直生產法

1、重覆工程

2、有些作業內容難以理解 3、各個作業量多

4、每層考慮一生產單位

(17)

精煉廠和複雜工程 要徑法 計畫評核術

1、複雜的設計

2、作業的類型較於分散 3、要徑為關鍵

簡單工程 甘特圖 1、只表明時間 2、作業項目少

排程方式主要可分為非重複性排程與重複性排程兩大類,以下根 據時間的順序加以介紹。

2-1、非重複性排程

非重複性排程主要以傳統式排程為範圍,如桿狀圖法的甘特圖、

網狀圖法的要徑法以及計畫評核術。

2-1-1、甘特圖

甘特圖又稱桿狀圖,其應用圖例如圖 2-1 所示。甘特圖其優點為 使用簡單、容易明瞭及透過圖形方式可以比較實際進度與預計進度,

而主要缺點為無法顯示作業間的相互關係[2][3]。

(18)

圖 2-1、甘特圖示意圖

Stradal 與 Cacha[4]指出甘特圖無法明確的表達各作業項目彼此 間之邏輯關係,難以保證相同類型的作業在不同單元間能連續施工。

因此,甘特圖不適用於重複性施工之排程規劃。

2-1-2、要徑法

要徑法於西元一九五七年元月為杜邦公司所首創。因鑑於桿狀圖 對於工程控制無法發揮功能,根據網路分析(Network Analysis)之 原則發展此管理技術。該法是將一個工程的一切要素 人力、金錢、

時間、物資、裝備等,及其他狀況 設計、交貨、批准、預算、完成 日期、決心等,統合為一個整體,使管理能發展成一個平衡的、最適 宜的時間與費用配當表,以確保適時適切與資源之最低耗用;自此營 造業對於要徑法之研究便擴展到全世界,而成為當今最普遍使用之進 度規劃模式[5],其示意圖如圖 2-2。

圖 2-2、要徑法示意圖

要徑法其優點為網圖可以表示作業間相互的邏輯關係與進度間 作業的工作要徑,且透過要徑的觀念,可以有效配置資源、工程有效 監控、縮短工期,一般而言要徑法較適合於單一且複雜的工程;但其 缺點對於重複性工程排程則變得更繁複,且施工變數多、工期變化大 之專案工期與要徑的預估較不準確[5]。但因其理論架構較為完整,

故一般商用軟體普遍,較為工程界採用。

(19)

Reda[6]認為 CPM 用最早或最遲開工以進行排程規劃,並不能保 証同類型作業在不同單元間能連續施工。同時,在分析最佳工期時,

只是在要徑之作業項目增加勞務資源投入量,如此將會造成同類型作 業在不同單元中之勞務資源投入量不等。因此,要徑法也不適用於重 複性工程之排程規劃。

2-1-3、計畫評核術

計畫評核術原係 1958 年美國海軍為太空航行工業「北極星潛艇 飛彈研究發展計畫」所建立,是應用網圖分析方法將計畫案中各項計 畫和工程等進行的過程,依各種作業的順序和相互間的關係,作最適 當的機率分配規劃,同時對於計畫或工程的時間、資源及成本的控 制,也有最佳的功效[7]。因有機率分配問題,故在一般營建工程實 務應用比較不普及。

計畫評核術將作業估計時間視為機率性[7],每一作業估計三個 時間再加以計算,此法稱為三時估算法,如圖 2-3 所示,其中三時為:

圖 2-3、計畫評核術示意圖

四、 樂觀時間(Optimistic Time):理想狀態下,每一作業皆順 利進行之所需時間。

五、 最可能時間(Most Likely Time):相同狀態下,同一作業反 覆施作,期間發生次數最多的作業時間,該時間必介於樂

(20)

觀時間(Optimistic Time)與悲觀時間(Presimistic Time)

之間。

六、 悲觀時間(Presimistic Time):惡劣狀態下,每一作業皆無 法照正常狀態下進行,其所需之時間。

計畫評核術利用三時法求得各作業估計的期望值(te)與變異數( 2) 之值,其關係式如下[7]:

期望值: 6

4m b te a

變異數:

2 2

6 a b

a=樂觀時間(Optimistic Time)

b=悲觀時間(Presimistic Time)

m=最可能時間(Most Likely Time)

2-2、重複性排程

由於營建工程自動化技術快速發展且工程日趨複雜、競爭性高,

故專案管理就必須更專業,必須針對工程特性使用最適當的方法。

傳統的工程排程大都採用甘特圖(桿狀圖)或要徑法,這些方式 主要能呈現施工期限(Duration)的達成、要徑的取得方式與資源的充 分可用性,但卻無法呈現重複線性結構(Repetitive nature of linear construction)工程中,作業間資源使用的連續性與生產效率的要求。

除此之外,更因必須重複作業的特性使得網圖變得複雜而不清楚。

基於以上種種缺失,故工程單位與學界就重複性排程議題,陸續 提出各種適合不同性質工程的排程方法。

重複性排程為重複性專案工程,包含著許多數量相同或相似的單

(21)

元模組,而每個單元模組皆有相同或相似的施作形式。因此運用重複 性排程除了能強調作業資源的連續性外;在視覺上更能夠呈現時間與 空間的相對關係,同時也能更精準並有效地表達所需的生產效率。

基於以上種種優點,重複性排程已經越來越受重視,並被期待能 以此開發出更有效率的專案管理方法。其使用名稱從 1969 時 O’Brien 的 ”Line of Balance “[8]” ; 日 後 的 "Vertical production Method" ;

"Time-Location Matrix Method";"Time Space Scheduling Method";

"Disturbance Scheduling" ; 或 "Horizontal and Vertical Logic Scheduling" ; "Linear Scheduling Method" ; "Repetitive Scheduling Method"等[9],皆能適用於重複性單元的工程,但可能由於工程特性 或特殊要求,導致其有特殊適用性。

重複性工程之形式隱含了下列三種設定:

一、 重複性工程具有單元性質,作業可以直接分割為數個相同之 單元,各單元之施工方式相同或相似。

二、 各單元之施工程序可以相同之單一工程網圖表示,此網圖稱 之為單元網圖,而整個作業以數個單元網圖所組成,如圖 2-4 所示。

圖 2-4、單元網圖與多單元網圖之圖形

三、 各作業項目施工邏輯的設定是以單元網圖中邏輯關係和單

(22)

元間資源連續使用的關係為依據。

重複性排程方法因無法有效建立要徑理論且無電腦化,在以前只 被視為一種圖形式進度排程法,故應用發展緩慢且不易被營建管理者 所接受,一直到 Harmelink and Rowings 於 1998 年以線性排程法的新 型圖解式闡述進度模式,又同年 Harris and Ioannou[10]以重複性排程 發展出類似要徑的控制路徑並將之初步電腦化後,才逐漸被業界接 受。

2-2-1、線性平衡法

線性平衡法是基於組裝線平衡法則所發展而成的一種圖型化生 產排程技術,主要規劃目的是以單元網圖表示重複性單元施作時,如 何適當安排不同作業項目的應完成數量,以符合最後組裝之時限。

Gaither[11]指出線性平衡法係使用由生產步驟向前回溯的方式,以保 證產品能夠即時交貨給使用者地一種排程規劃及控制技術。

性平衡法的優點主要為可以以圖形化方式表現出各個單元作業 生產率、工程期限、即時的時間空間位置與進度面臨的瓶頸 [12]。

但是性平衡法之圖形對於這些作業在各地點或單位間的施作順序皆 設為連續施作,然而實際上施作未必連續性質,所以當作業順序的變 化還是經由人工做調整。

性平衡法之圖形會有表示為如圖 2-5,以橫軸表示時間,縱軸表 示單元作業(Unit)或地點,縱軸之 1-6 表示為依序由單元一到單元六,

圖中有 A、B、C、D、E 與 F 六項作業工程進行,該圖主要表示作業 於不同時間與不同單位且單元間可能因資源調度或工期需求導致單 元間生產率的相異。

(23)

單 元 作 業

時 間 (天 )

5 10 15 20 25 30 35 40 45

0 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

1 2 3 4 5 6

A B C D E F

圖 2-5、線性平衡法之示意圖

圖 2-5 所示,線性平衡法應用於重複性排程規劃時,包含了下列 兩個假設[12]:

一、 相鄰單元作業項目為連續施工,如 A1、A2、A3、A4、A5 與 A6 單元作業為連續施工。因此,施工資源也必須連續的 使用,資源可以在各單元的作業項目間轉移不會遭遇到任何 困難,施作之資源也沒有任何的閒置時間,達到最低之資源 成本。

二、 在每個單元作業中的同作業項目均有相同施工時間,如 A1、A2、A3、A4、A5 與 A6 皆為 5 工作天。所以施工所 使用資源量皆相同。

2-2-2、線性排程法

線性排程法依 Harmlink[13]針對重複性工程開發了一套創新的排 程模式,跟以往最大的不同在於作業依據實務上的需求劃分為不同的 作業型態,利用幾何圖形來完整表現其他線性行作業之特性,並藉由

(24)

分析作業的邏輯順序來找出控制路徑,比以往的重複性作業排程技術 更加符合工程實際狀況。Harmelink 將線性作業分成如圖 2-6 顯示三 種型態[14]:

圖 2-6、線性排程法作業型態 一、 線性作業;再區分成以下四種

1、 連續全跨作業(Continuous full-span linear;CFL) 2、 間斷性全跨作業(Intermittent full-span linear;IFL) 3、 連續性部份作業(Continuous partial-span linear;CPL) 4、 間斷性部份作業(Intermittent partial -span linear;IPL) 二、 區塊作業;再區分為以下二種

1、 全跨區塊作業(Full-span block;FB) 2、 部份區塊作業(Partial-span block;PB) 三、 條狀作業(bar)

線性排程法之原始形式係一種以作業項目使用資源之生產速率 (Production rate)為依據,採用圖形方式進行作業項目排程之方法,專 案排程之顯示之時間與空間係以 X、Y 軸之直角座標圖形表示,利用 類似要徑法排程的原則:

(25)

決定作業順序有下述兩步驟;

步驟一:執行上推法(The Upward Pass)來決定其潛在控制路徑 (Potential controlling Segment)。

步驟二:執行下推法(The Downward Pass)來決定最後真正的控制 路徑(Actually controlling Path)。

在線性排程中的作業確認所有的可能施工邏輯順序,上推法是利 用以專案的開始時間為出發點加以找尋,而目標以下三項為重點:

一、 從兩連續作業間找最少時間(Least-Time,簡稱為 LT);

二、 在兩個作業間被最少時間所相隔間,可找出兩作業的同時 作業時段(Coincident duration);

三、 在最少時間區間與兩個作業間同時作業時段被最少時間所 相隔間,可找出最短距離區間(Least–distance,簡稱為 LD)。

兩作業間彼此接近的位置,即 LT 所在位置一般皆發生在作業的 最高點(Vertex),線性作業的端點或是作業生產率變化轉折位置,如 為區塊作業則發生在區塊的角隅,如圖 2-7 的 a、b 與 c 位置,皆是 可能發生的最少時間點位。

圖 2-7、線性排程法原理

但就最短距離區間來說,其發生的區間是由目標作業(Target

(26)

activity)( 即 要 徑 法 中 的 後 續 作 業 ) 的 起 點 到 前 置 作 業 的 終 點 間 (Interval),這段期間為兩作業的同時進行施工的時間點,稱之為作業 間同時執行時段(Coincident Time,簡稱為 CT),這段區間的最近距 離即為最短距離區間。

尋找兩作業彼此最接近的最短距離區間,由前置作業的最高點連 結前置作業起始點可依序得到潛在控制路徑,再由前置作業的最高點 平行連結後續作業可得到潛在要徑連結(Potential critical link)如圖 2-8,重複找出控制路徑、潛在要徑連結可順利找出整體專案排程的 潛在要徑路線。

圖 2-8、控制路徑與潛在要徑找尋圖

但真正的控制路徑則須由下推法執行,由最後作業的結束點沿潛 在要徑連結、潛在控制路徑反推建立線性排程法,即可繪出網圖,如 圖 2-9 示意圖。

(27)

圖 2-9、線性排程法下推法找控制路徑圖

2-2-3、重複性排程法

Harris 與 Ioannou 於 1998 年整合各種重複性線性排程法,並將作 業以線條予以單純化,使圖形更容易接近管理者的直接視覺,簡單的 以 X-Y 座標圖呈現出進度與空間的相對性,其中一軸代表單元,另 一軸代表時間,並賦予表達出單元連貫與單元間作業的連續性,稱為 重複性排程法 [10]。重複性排程法整合出排程可依營建專案的特 性、空間、時間性質,作成連續單元與作業在水平與垂直在座標上相 對顯示。

重複性排程法融合要徑法網圖的作業邏輯、前置(Precedence)與 後續(Successive)作業的概念,與基本的重覆性作業排程方法,再加上 控制點(Control point)與控制順序(Controlling sequence)兩個新觀念,

使其排程法已逐漸皆接近要徑法網圖的優點[10]。

其類似要徑關係又分為資源連續(Resource continuity)的作業要 徑(resource critical activities)與專案工程最少工期的要徑(Controlling

(28)

sequence) 。

營建工程作業施工時大部分均需要應用多種資源(如同時使用機 具與不同工種群組),但在製作重複性排程法時僅考慮其主要資源,

作為排程時資源連續使用與作業工期需求的重要考量[10]。

重複性排程法以資源生產率(Rates)的高低,對前後作業進行收斂 (Converge)現象與發散(Diverge)現象做判斷,重複性排程法的生產率 即為單元作業量與作業時間之關係,其數學式如下:

rates = Q / T rates:生產率

Q:總作業之任一工作單元 T:工作單元之需求時間

因單元作業群的線條有不同斜率,作業進度彼此的生產率不同,

如圖 2-10 重複性排程圖可利用生產率來辨別收斂與發散現象。

圖 2-10、重複性排程法收斂、發散性圖 依據生產率的數學式 r = Q / T,得知下列條件:

A、B 與 C 作業皆為單一單元,所以 Q 皆為 1,其生產率為,

(29)

A 作業生產率: ra = 1/3(Q /T);

B 作業生產率: rb = 1/2(Q /T);

C 作業生產率: rc = 1/4(Q /T);

因 rb>ra,且隨著單元的增加,A 與 B 作業隨單元作業的增加收 斂而將交於一點,故 AB 作業為收斂性;反之 rc<rb,故 BC 作業為 發散性。

如圖 2-11 多單元作業且為多項作業之收斂關係圖:

圖 2-11、多單元作業收斂與控制點之關係圖 A 作業生產率:ra1、ra2 與 ra3 = 1/3,其資源連續性;

B 作業生產率:rb1與 rb3 = 1/2,rb2= 1,因資源間斷性單元,所以 作業間有延遲時間,同時作業間有生產率的變化。

且後續 rb>先行 ra,故兩者關係為收斂,控制點為前置作業 A 的 完成時間與後續作業 B 的開始時間交點 CPF(AB),在 AB 作業不影響 整體進度下,B 作業欲保持資源的連續,則調整 B 作業路徑,如 B’1、

B’2 與 B3。

*CPF(AB)

CP=代表控制點。

(30)

F=因收斂現象,以 A 作業結束點為控制點,使用 Finish 的開頭 字 F,以小字體為代表。

A=代表 A 作業。

B=代表 B 作業。

*CPE

E=整體作業最後一點,使用 End 的開頭字 E,以小字體為代表。

圖 2-12 多單元作業且為多項作業之發散關係圖:

圖 2-12、多單元作業發散與控制點之關係圖 A 作業生產率:ra1 = 1,ra2 與 ra3= 1/2,資源連續性;

B 作業生產率:rb1、rb2與 rb3 = 1/3,資源連續性;

且後續 rb<先行 ra,故兩者關係為發散,控制點為後續作業 B 的 開始時間與前置作業 A 的完成時間交點 CPS(AB)。

*CPS(AB)

CP=代表控制點

S=因發散現象,以 B 作業起始點為控制點,使用 Start 的開頭字 S,以小字體為代表。

A=代表 A 作業。

(31)

B=代表 B 作業。

重複性排程法由前後作業間的收斂或發散關係尋找控制點,再經 作業邏輯關係、控制點來調整與修正工期,反推求得控制順序 F6、

D6、D5、D4、C4、C3、C2、C1 與 A1,進而決定專案工期,如圖 2-12。

圖 2-13、重複性排程多單元作業發散與收斂之關係圖

A 作業生產率:ra1、ra2、ra5與 ra6= 1/2,ra3與 ra4= 1/4,其資源 連續性;

B 作業生產率:rb=1,其資源不連續性;

C 作業生產率:rc1、rc2、rc3、rc4與 rc6= 1/4,其資源不連續性;

D 作業生產率;rd= 1/3,其資源連續性;

E 作業生產率:re= 1,其資源連續性;

F 作業生產率:rf= 1,其資源連續性;

D1 D3 與 F1 F5 作業可能因為位於控制點的控制要求其資源 連續,在專案工程中是屬資源要徑作業,但卻不是在控制順序的一部 份[13]。

(32)

*CP1(AB)

CP=代表控制點。

1=因收歛現象,以 B 作業起始點為控制點,以小字體為代表。

A=代表 A 作業。

B=代表 B 作業。

*CP2(CD)

CP=代表控制點。

2=因發散現象,以 A 作業結束點為控制點,以小字體為代表。

C=代表 C 作業與。

D=代表 D 作業。

2-3、相關研究之探討

在線性排程技術之相關研究方面,大致可分類為基本概念介紹、

實務應用探討、分析技術修改、最佳化模式建構、資源規劃與線性排 程技術和網圖技術結合等六類型[27]。

2-3-1、基本概念方面之研究

Carr 與 Meyer[15]探討重複性工程的特質,說明線性平衡法進行 重複性施工排程規劃比要徑法規劃來的好。

Perr[16]指出網圖分析技術之演算法未考慮工地實際施工過程之 組織問題,導致排程規劃結果在施工管理上之實用性相當有限,在工 程實際進行後,原先的計畫很快就被擱置在一旁,隨之而來的是需要 不斷的更正原來的排程規劃,以配合實際施工進度,而主要的因素起 於網圖分析技術對重複性排程不合理的假設。

(33)

Khisty[17]利用數值範例探討線性平衡法應用於重複性工程專案 排程規劃之研究。

蔣維夏[18]以房屋建築為例,對線性平衡法在工程上之應用進行 介紹。

徐曾傑[19]利用範例說明線性排程法在公路工程之應用方式。

2-3-2、實務應用探討

O’Brien[20]提出高層建築明顯的可以被區分為兩種興建類型,第 一種型態包括土方工程、基礎工程及標準層以下之各樓層;第二種型 態則為興建至一定高度以上之標準層。前者利用網圖技術進行排程規 劃分析即可,該研究則針對標準層之垂直重複施工之特性,發展了垂 直生產法排程方式,對於垂直生產法及網圖排程技術之分析結果間的 界面處理,則建議以里程碑(Milestone)作為模式間之分界。此外,該 研究舉例說明垂直生產法在高層建築施工排程規劃之應用。

O’Brien、Kreitzberg 與 Mikes[21]以實際工程案例說明網圖規劃 技術應用於重複性施工排程規劃之演進。

Cole[22]以六個實際案例比較要徑法及線性排程法應用於重複性 施工排程規劃之適用性,得知要徑法適用於非重複性工程,而線性排 程法則適用於重複性工程;然而絕大多數之工程專案具備重複性施工 及非重複性施工部份,兩種排程方法可以說是相輔相成,單獨皆無法 滿足營建施工規劃及控制需求。因此,實務應用上可以將工程內容區 分為重複性及非重複性兩類,而後分別以適當的技術進行排程規劃。

Chrzanowski 與 Johnston[23]分別以網圖技術和線性排程法進行 公路規劃,以評估使用上的優缺點。

(34)

2-3-3、分析技術修改

部分研究針對特定之排程規劃提出規劃概念、修改傳統的線性排 程技術或開發程式系統,來滿足利用傳統線性排程技術進行排程規劃 時無法考慮某些特定工程類型之排程規劃。

Stradal 與 Cacha[4]評估幾種常見的排程技術,並舉例出數個以線 性排程進行之典型範例,並且考慮作業間浮時關係,發展了時間序列 排程(Time Space Scheduling Method)方法。

Harmelink 與 Rowings[24]認為傳統線性排程技術無法顯示要 徑,提出一個決定重複性工程之要徑的方法,該方法也可以用於分析 非要徑之浮時。

Harmlink[13]針對重複性工程開發了一套創新的排程模式,跟以 往最大的不同在於作業依據實務上的需求劃分為不同的作業型態,利 用幾何圖形來完整表現其他線性行作業之特性,並藉由分析作業的邏 輯順序來找出控制路徑,比以往的重複性作業排程技術更加符合工程 實際狀況。

Harris 與 Ioannou[10]整合各種重複性線性排程法,並將作業以線 條予以單純化,使圖形更容易接近管理者的直接視覺,並賦予表達出 單元連貫與單元間作業的連續性,發展出重複性排程。

重複性排程融合要徑法網圖的作業邏輯、前置與後續作業的概 念,與基本的重覆性作業排程方法,再加上控制點與控制順序兩個新 觀念,使其排程法已逐漸皆接近要徑法網圖的優點。重複性排程法整 合出排程可依營建專案的特性依空間、時間性質,作成若單元間作業 在水平與垂直在座標上相對顯示。

Birrell[25]依據實際施工狀況及理論歸納出工程規劃概念,可作

(35)

為重複性施工規劃之準則。

Thabet 與 Beliveau[26]依據同一單元中各作業之先後邏輯關係限 制(水平限制),以及不同單元之作業間的邏輯關係限制(垂直限制),

來分析各作業於各單元之開始時間,並建構一個 HVLS 結構化程序,

來處理建築中垂直及水平限制,對排程重複性作業之影響的電腦化知 識(Computerize knowledge);該程序之排程是以要徑樓層(Critical floos) 來決定,而要徑樓層(須檢查水平及垂直限制條件的樓層)必須由使用 者自行輸入。

2-3-4、最佳化模式建構

部分學者則致力於排程規劃最佳化分析模式之研究,建立許多數 學分析模式。

吳旻謙[27]建立一個考慮作業施工速率為時間函數及作業兼具 有間隔時間上限之最佳排程規劃模式,以克服傳統重複性工程排程規 劃方法來考慮作業施工速率為非固定值及作業間具有間隔時間上限 之問題,並用以提供各類型需要考慮上述因素之重複性工程進行排程 規劃時之參考。

Selinger[28]建構一個多階段規劃數學模式,並提出其演算法,可 以分析得重複性工程專案之最低總工期及各類型作業的最佳勞務資 源投入量。

孫國勛[29]研究工作群組式重複性專案之特性,發展工作群式重 複性專案執行細部排程規劃之演算法,符合現場工地之狀況,提出一 種排程最佳化尋求模式,並協助排程規劃者採取較佳的決策。

Eldin 與 Senouci[30]建構一個多階段最佳化分析模式,可以求得 重複性工程專案最低總成本,以及對應之各作業勞務投入量,作業間

(36)

中斷時間及延遲時間,並且以圖形表示模式之最佳排程規劃結果 王慶煌等[31]考慮影響各類型作業施工速率的因素不一定相 同,因此假設專案所含各類型作業施工速率為時間的函數,建構一個 多階段迴遞演算模式,能分析專案各種可能總工期所對應之最低總成 本,同時可以求得對應之各作業的最佳勞務資源使用量及施工起始時 間點。

Reda[6]以網圖技術表達單元網圖中作業間之先行後續關係,並 以圖形表示作業之工期-直接成本關係及時程規劃結果,同時考慮一 般重複性施工排程規劃之時程限制,發展出重複性施工排程線性規劃 數學模式(Repetitive Project Model,簡稱為 RPM),以分析重複性工 程專案之最低總直接成本及各類作業之最佳施工速率。

Handa 與 Barcia[32]依據重複性施工排程問題之狀況變數及控制 變數之特性,建立一個能利用數學規劃法求解之最佳模式,以分析專 案之最低總成本,各類型作業的最佳施工速率及對應之各作業施工時 程等決策。

Mattila 與 Abraham[33]考慮傳統重複性施工排程規劃模式無法進 行資源拉平,提出一整數線性規劃模式以克服上述問題,並且以一個 公路工程為例說明所建構之模式的運用方式。

Dressler[34]將單元中所有作業合併成一個集約作業,考慮作業施 工速率與單元位置和施工時間有關的隨機變數,據以建構能分析最佳 單元施工順序之數學模式,並考量成本、工期超過預先估計值的機 率,以評估資源的最佳投入量。

Dressler[35]指出桿狀圖與要徑法已經大幅度地應用於西德的營 建工程中,作為施工規劃之工具,但是在線性工程中,業主、顧問公 司及承包商則普遍接受以速度圖之形式為規劃與管理之工具。

(37)

曾建發[36]將傳統最佳工期理論與電腦模擬工具相結合,建立一 具有 GUI 功能的作業排程程式 Scheduling-COST,並透過案例分析後 證明 Scheduling-COST 確實可以經由電腦模擬工具考量所有施工方 案之資源組合情況,並計算求得所有資源組合的工期時間及總成本費 用,以供排程者選擇最合適的施工方案。

施國銓[37]利用限制規劃運用於一般排程問題之最佳化效率頗 佳,也確定可適用於營建專案排程問題,其模式建立亦頗有彈性,可 供排程決策者在短間內得到得到所需之結果。透過限制規劃的套裝軟 體以及程式語言 C++,建立營建專案排程問題的最佳化系統,經由此 系統不須再使用其他塑模軟體及最佳化軟體即可進行求解,大幅降低 專案管理者應用最佳化工具的門檻,可廣泛用於營建產業的專案排 程。

劉昱江等[38]亦使用基因演算法及多目標最佳化中的不受支配 集合(Non-dominated set)的觀念,求解資源連續條件下重複性專案排 程之時間/成本互換問題,將基因演算法應用於重複性專案排程之最 佳解尋優,具有不錯之效率與績效。因此提出以基因演算法的概念為 基礎,發展最佳解尋優之演算法。

Leu 與 Hwang[39]以預鑄構件之生產為例,於工作群組間作業資 源可以共享之條件下,採用基因演算法求解線性平衡排程(LOB)最佳 化問題。

Hegazy 與 Wassef[40]以基因演算法求解施工方法的組合、資源供 應的數量、間隔時間等,使非序列性重複性專案在符合完工期限之要 求下,達成總成本為最低之目標,其總成本中包括了直接成本、間接 成本、中斷成本、趕工獎金及逾期罰款等。

(38)

2-3-5、資源規劃

Kleinfeld[41]針對一棟位於紐約市之高層建築工程,探討其施工 過程中的勞務資源使用形態。

El-Rayes 與 Moselhi[42]提出一個資源排程規劃演算法,可以分析 滿足作業連續施工,先行後續邏輯限制及勞務資源負荷之排程規劃結 果,該演算法同時可以將一些實際施工之影響因子納入考慮。

Perera[43]考慮各作業所需的各類資源的限制,建構一個規劃模 式,能用以分析作業的最佳施工速率及需要的總工期。

2-3-6、線性排程技術和網圖技術結合

Suhail 與 Neale[44]整合要徑法與線性平衡法,以計算資源有有限 制但是完工期限固定時之工隊數目,以分析線性平衡法之並行關係作 業部分,求得各作業之間和完成時間點,並求得各時間點之作業產量 之線平衡。

Schoderbek 與 Dogman[45]發表一整合計畫評核術與線性平衡法 之方法,該研究同時採用計畫評核術之時程規劃與計算原理與線性平 衡法之時程控制方法做結合。

(39)

第三章、研究方法

傳統重複性工程的規劃方式有多種的選擇,但業界因實務面使用 的工具還是在選擇甘特圖與要徑法來做為進度掌控的藍本。相對於比 較線性平衡法、線性排程法與重複性排程法,本章將探討並比較要徑 法、線性平衡法與重複性排程法之重複性工程於實務上的差異,並以 簡明、視覺與兼具網圖效果的重複性排程法,來重新闡述營建建築工 程管理實務的可用性。

3-1、建立排程模型

依照營建施工作業而言,都必須先確定整體施作的流程圖或是控 制進度的藍本,營建商會使用的工具不外乎是要徑法網圖排程與甘特 圖排程等應用,都先將其規劃好整體的順序流程,再依照此排程的順 序依序作業,更像是在施做要徑上的目標,本研究依據的原理與基礎 模型也不會脫離此步驟,在規劃方面則以重複性排程法的規則與原理 基礎來做為模式的分析。

ㄧ般建立排程原理模型之步驟如表 3-1,利用模型來說明各項排 程規劃工具之不同處:

表 3-1、排程原理模型之步驟

步驟 說明

第一步:

設 定 一 個 作 業 關 係

此關係表由多種作業項目所組成,各個作業項目間有連續施做或是限 制性條件下施做等相互邏輯關係,此表稱作單一作業關係表。

第二步:

建立流程圖形

根據單一作業關係表,建立關係表之流程圖形,先選用要徑法網圖作 為基礎圖示,後續再建立出重複性排程法與線性平衡法之圖形。

第三步: 依照重複性工程之理論,利用單一作業關係表增加多個相同的單元,

(40)

建 立 重 複 性 作 業 流 程圖

此關係表稱作多單元作業關係表,依照多單元作業關係表建立新要徑 法網圖,後續同樣建立新重複性排程法與新憲性平衡法之圖形。

第四步:

分析排程

以重複性排程法圖形為述說原點,分別檢討要徑法網圖與線性平衡法 圖形上的不同。

3-2、排程模型規則解析

此章節按照排程步驟所述建立排程模型,先以一重複性作業模式 以要徑法做為圖解的示範,在進行重複性排程法與線性平衡法用於一 專案工程繪出進度圖示,再對於重複性排程法做進一步的探討。

3-2-1、重複性工程於要徑法之應用

設有一單元為 6 個作業項目且有 6 個連續重複性單元的專案工 程,其單元作業邏輯順序與作業要求工期如表 3-2,其相對傳統網圖 要徑法如圖 3-1,得單元工期 37 天,要徑為 A C E F,在管理模 式尚屬簡潔,但隨著單元的增加,其複雜與要徑可能隨之改變。

表 3-2、單一作業關係表

作業 工期(天) 前置作業 A 6 -

B 5 A C 7 A D 12 B,C

E 16 C F 8 D,E

(41)

圖 3-1、單元要徑法網圖

傳統要徑法作為工具,基於資源的可充分使用與整體要徑的要 求,在多重單元重複的情況下,其作業關係如表 3-3,而重新繪製後 的整體要徑法將如圖 3-2 所顯示。

表 3-3、多單元作業關係表

作業 工期(天) 前置作業 作業 工期(天) 前置作業 作業 工期(天) 前置作業 A1 6 - A3 6 A2 A5 6 A4 B1 5 A1 B3 5 B2,A3 B5 5 B4,A5 C1 7 A1 C3 7 C2,B3 C5 7 C4,B5 D1 12 B1,C1 D3 12 D2,B3,C3 D5 12 D4,B5,C5 E1 16 C1 E3 16 E2,C3 E5 16 E4,C5 F1 8 D1,E1 F3 8 F2,D3,E3 F5 8 F4,D5,E5

A2 6 A1 A4 6 A3 A6 6 A5

B2 5 B1,A2 B4 5 B3,A4 B6 5 B5,A6 C2 7 C1,B2 C4 7 C3,B4 C6 7 C5,B6 D2 12 D1,B2,C2 D4 12 D3,B4,C4 D6 12 D5,B6,C6 E2 16 E1,C2 E4 16 E3,C4 E6 16 E5,C6 F2 8 F1,D2,E2 F4 8 F3,D4,E4 F6 8 F5,D6,E6

(42)

圖 3-2、多單元重複性作業網圖 其工程要徑將不再依循單元要徑,而是改變為

A1 C1 E1 E2 E3 E4 E5 E6 F6,網圖顯得繁複不清晰,將 使管理變得沒效率、工種間的溝通變為更困難,且資源的連續使用將 無法得到可靠的訊息,欲有效調整工期與資源將變得更為複雜困難,

故知在重複性工程對於要徑法並無法掌握其相同作業的資源連續,且 其網圖變得錯綜複雜而不清晰,使得管理效率隨之下降。

(43)

3-2-2、線性平衡法與重複性排程法之模式與差異性

若與前例同樣的作業條件,試以線性平衡法與重複性排程法兩種 排程法繪製,其單元排程如圖 3-3、3-4,比起傳統 CPM 簡潔度並不 明顯,當整體多重單元排程(在不考慮邏輯關係條件下)如圖 3-5、

3-6,進度的空間與時間視覺立即顯現,資源的連續與離散也很清楚,

欲作工期調整與資源連續調度修正都變得更容易。

45 40

30 35 25

20 15

10 5

A1 B1 C1 D1 E1 F1

時間(天)

單元

圖 3-3、重複性排程法單元作業圖形

5 10 15 20 25 30 35 40 45

A1 B1 C1 D1 E1 F1

時間(天)

單元

圖 3-4、線性平衡法單元作業圖形

(44)

6

5

4

3

2

1

120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

時間(天) A6

A5

A4

A3

A2

A1 B1 B2

B3 B4

B5 B6

C1 C2

C3 C4

C5 C6

D1

D2

D3

D4

D5

D6

E1

E2

E3

E4

E5

E6

F1

F2

F3

F4

F5

F6

重複性單元

圖 3-5、重複性排程法多重單元作業圖

F6

F5

F4

F1

F2

E6

E5

E1

E2

E3

D1

D2

D3

D6

D5 C6

C5

C1 C2

C3

B6

B5

B4

B1 B2

A6

A5

A3

A2 A1

複性單 F3 D4 E4 C4

B3 A4 6

5

4

3

2

1

120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

時間(天)

圖 3-6、線性平衡法多重單元作業圖

線性平衡法與重複性排程法在圖形上都是以精簡的線段作為表 達,線性平衡法的線段以塊狀之線條為特徵,在各項作業間的連接關 係表達很明確,但對於兩相臨作業間,如時間點過於近似的關係表述 卻令人難以辨識;重複性排程法在圖形上簡單扼要,線段之間並無模 糊之地帶,可使在使用或解讀不會有過多困擾。

同等於要徑法的整體進度,但是重複性排程法在資源的使用上為

(45)

連續或間斷將變得更為清晰且容易調整,再進一步的找尋要徑後,將 可在時程的調整與資源的調度有更大的視覺或理論效果呈現。

依要徑法而轉換的原始資料與排程,將依重複性排程法排程規則 重新探討要徑與修正工期的方法。

ㄧ、資源連續的調整:

A 作業生產率:ra = 1/ 6;

B 作業生產率:rb = 1/ 5;

C 作業生產率:rc = 1/ 7;

D 作業生產率:rd = 1/12;

E 作業生產率:re = 1/16;

F 作業生產率:rf = 1/ 8;

重複性工程的重要規則為要求作業項目的資源連續使 用,因 B 與 F 作業為資源不連續,在不影響整體工期下首先 調整 B 與 F 的作業順序使其資源連續。

另外一段因為後續 rb>前置 ra,AB 間作業為收斂,故 AB 間作業的控制點須從前置作業 A 的最後單元結束點與後 續作業 B 的開始時間交點取得 CPF(AB)。

*CPF(AB)

CP=代表控制點。

下標 F=以 A 作業結束點為控制點,使用 Finish 的開頭字 F,

以小字體為代表。

A=前置作業。

B=後續作業。

所以作業 B 欲控制資源的連續使用,須從 B6 在 CPF(AB)

(46)

點往前調整,作業 B1 最慢開始時間為:

41-5×6=11(天),第 11 天開始;

同理 EF 間亦為收斂,故調整 F 的最慢開始時間為:

117-8×6=69(天),即 F 最慢由第 69 天開始,如圖 3-7 所示。

6

5

4

3

2

1

120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

時間(天) CP (AB)F

CP (EF)F

CP (AC)S

CP (CE)S

A1 A2

A3 A4

A5 A6

B6

B5

C6

C5

C4 B4

B3 C3 C2 B2

C1 B1 D1 D2

D3

D4

D5

D6

E4

E3

E2

E1

E5

E6 F6

F5

F4

F3

F2

F1

重複性單元

圖 3-7、重複性排程之重複單元作業資源連續修正圖

經過資源連續調整後的重複性排程法圖,其控制點和控制順序 解釋如下:

一、 作業 A 生產率 ra = 1/6;

作業 C 生產率 rc = 1/7;

AC 間成發散狀況,ra>rc,故 AC 間控制點於 A1 的結 束點與 C1 開始點相交處,稱為 CPS(AC)。

*CPS(AC)

CP=代表控制點。

下標 S=以 C 作業開始點為控制點,使用 Start 的開頭字 S,

以小字體為代表。

A=前置作業。

(47)

C=後續作業。

當兩作業呈現發散情況,則其控制點在後續作業的開 始時間點。

二、 作業 B 與作業 C 線段相交,代表兩項作業並無邏輯先後 關係,彼此作業互不影響。

三、 作業 C 生產率 rc = 1/7;

作業 E 生產率 re = 1/16;

CE 間成發散狀況,rc>re,故 CE 間作業的控制點為 CPS(CE);情形如解釋 1。

四、 作業 E 生產率 re = 1/16;

作業 F 生產率 rf = 1/8;

AC 間成收斂狀況,表示若單元同時進行至某個進度 時,後續作業 F 將趕工前置作業 E,故前置作業 E 的最 後單元的完成時間與後續作業 F 開始點相交處,將為控 制點稱為 CPF(EF);代表 F 作業線為 E 作業的後續關係,

下標 F 代表完成。

五、 CPF(EF)代表整個牌程結束(即整個工程的結束日期), 下標字母 E 表示 End。

當全部單元與作業間的 CP 點找出後,即由 CPE點開始,

考慮作業間彼此的邏輯關係順著 CP 點回推依序找尋各作業 間的連結,可得到 RSM 的控制順序。

依圖 3-6 可得知其順序為:

A1 C1 E1 E2 E3 E4 E5 E6 F6,與 CPM 網圖 的要徑相同。

全部單元所有作業生產率與條件如果一直保持不變,

(48)

經修正過後的圖 3-7,不但得到控制順序,而且每一作業皆 為資源連續。

另外一般因為 F1 至 F5 不在控制順序的路徑上,但只 要其資源且不能變更,故稱 F1 至 F5 為資源要徑。

本例係假設作業間生產率保持不變,故作業生產線斜 率皆相同,實際上作業進度可依實際情況而改變。

二、整體工期的修正與調整:

若從整體進度欲減少工期,從圖 3-7 的控制順序路徑調 整,假設 E 作業的生產率若提高,除最有效縮短整體工期且 不會影響其他作業。

如果其他作業項目不變,只將 E 作業增加工作群組資 源,使其生產率由 16 天降至 13 天,而 F 作業隨著 EF 間的控 制點亦修正,則整體工期將變為:

1、 re= 1 / 16 變為 r’e= 1 / 13。

2、 因 E 的前置作業為 C,且 CE 呈發散現象。

3、 故 E 控制點須從 CPS(CE)=13 天開始。

4、 E 的結束時間=13+13×6=91(天)。

5、 而 EF 作業關係亦為收斂現象,其控制點為 CPF(EF)=91,

第 91 天位置。

6、 整體工期將變為 91+8=99(天)。 最後修正過的重複性排程法圖如圖 3-8。

(49)

CP (EF)F

CP (AB)F

時間(天)

5 10 15 20 25 30 35 40 45

0 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

1 2 3 4 5 6

CP (AC)S

A1 A2

A3 A4

A5 A6

B6

B5

C6

C5

C4 B4

B3 C3

D2

D3

D4

D5

D6

E4

E3

E2

E5

E6 F6

F5

F4

F3

F2

E1 F1

重複性單元

CP (CE)S C1 B1

D1 C2 B2

圖 3-8、重複性排程法工期調整修正圖

若在其他作業項目有所變更,或工期縮短的要求下,將秉持要徑 法的要徑原則,依上述修整規則做整體考量,再根據事實需要做必要 的調整,以符合約要求。

3-3、專家訪談

本節透過專家訪談方式蒐集彙整資料,針對本研究第四章研究結 果中,對重複性排程法應用於營建工程所做的主觀結論,做客觀性的 驗證。

訪談對象係由學界與業界先進推薦,選擇五位排程專家進行深入 訪談,作為研究之憑據。

訪談內容依據本研究對於重複性排程法使用在規劃之便利、表示 之圖形精簡、管理者易掌握空間與時間兩者之關係等部份,作為訪談 的主旨設計下述五項問題,預計訪談文稿如附錄一。

一、 重複性排程法進度規劃圖形簡單易懂,視覺感官簡便,為

(50)

什麼業界應用如此少?

二、 重複性排程法調整資源便利,為什麼業界無法廣為使用?

三、 重複性排程法易掌握時間與空間關係,為什麼業界使用率 不佳?

四、 重複性排程法在進度控管具有省時便利之優點,為什麼無 法吸引業界管理者使用?

五、 重複性排程法應用於商業軟體能否助益於縮短工期與成本 計算有所貢獻?

(51)

第四章、研究結果

重複性排程法不但融合了網圖要徑觀念,而且又能呈現重複作業 排程要求的資源連續使用,相當適用於集體住宅營建的進度排程。昔 日高樓營建工程或集體住宅之排程進度,大部份以要徑法繪製,其缺 點諸如前述,而若以重複性排程法加以改進,應能增進管理者的執行 效率。

以此觀念為基礎,本研究擬以五層集體住宅大樓直接應用重複性 排程法作排程的效果做研究,在資源使用方面主要以人力為資源依 據,控制彼此作業的時程需求與資源連續使用的訴求。

4-1、營建建築施工特性分析

營建建築排程規劃的主要標準以樓層所構成,在理想施工狀況 下,標準樓層內的各項作業、樓層與樓層間的連續施工、及各樓層相 同作業的施工所需時間均類似。

因為排程規劃者在正式施工前會依據自身過往的施工經驗來安 排單元工期相同、不同樓層作業間介面的連續性,及安排不同單元、

相同作業間工期的一致;反之,若施工期間相同作業施工時間差異過 大,可能導致樓層的單元要徑改變。此時,施工管理者多半以調整人 力資源的方式來修正與調整各作業的預定施工時間,以避免實際工程 進度與規劃進度差異過大。

國內的營造建築排程規劃方式,就「技術層面」而言,營造建商 必須配合業主的「工程合約」作彈性調整。例如:合約中的工程期限、

工程數量、鋼筋與混凝土等級、柱樑版拆模時間(施工規範)、標準層

(52)

工期限制……等諸多要求。

營建建築物施工不但有單一向上工作面之特性,而且為一種重複 性工程。故施工時,在實務上應避免各樓層的單元之間施工中斷,或 樓層單元工期和不同單元、相同作業間的施工所需時間差異過大,導 致產生施工步調凌亂的現象。

營建建築物本身具有建管法令(施工勘驗)限制與單一向上工作 面之重複之特性,本研究在此僅對於單一向上重複性工作面這一主題 進行討論,並配合單層樓的時間限制進行整體研究。

4-1-1、單一向上重複性工作面工程

營建建築物地上標準層的結構體屬於重複性工程,因工作面受限 制,所以僅能從較低樓層往較高樓層(由下而上)依序施工。進度排程 規劃方面皆以「標準層」為基本循環單位進行規劃,標準層單元內各 作業工期之決定受到資源的限制,然而一但進行調度,作業施工的時 段也會跟著受到影響。

一般來說,營造建商會將各作業之人力資源數量安排在重點作業 的部分,以求取最大工作效率下的「最小整數工作天」做為該作業施 工的總時數。待各作業施工時間擬定完成,隨後再分析標準層中各個 作業項目的施工順序,進而求出標準層之要徑路線,如此即為標準層 單元工期,即單一樓層放樣至混凝土澆置完成的所需時間。

換句話說,上部結構體施工步驟,是將標準層單元工期內的各項 作業規劃重覆地向上構築。

礙於「建築物結構體工作面」之特性,即若前階段單元樓層混凝 土澆置尚未達到一定強度時,則後階段單元樓層放樣作業無法開始 (單一向上工作面)進行,導致後續層無法並行施工。因此,目前地上

(53)

層結構體之規劃工期為各樓層單元工期相加而得,排程規劃者再依據 各種資源限制,檢核初步規劃的進度表是否可行,並依照先前工程經 驗做適度調整,最後完成地上層結構體之工程進度圖表。但由於模版 拆模時間幾乎不會在工程進度表中明確表示,因此必須由資深工程師 依標準層作業安排順序及相關規範規定進行安排。

4-2、案例探討

重複性排程法用於一實際建築工程做為探討,先以整體流程為基 礎,確定作業間的關係後,繪出進度流程圖,以此圖形進行討論,同 時述說使用排程法注意項目,最後再利用案例成果做工期的管控。

4-2-1、施工流程之探討

施工順序如下所述:先定出標準層所有細部作業項目,再依付款 項目(Pay items)分類內主要項目作適當調整。其作業項目、要求工期、

邏輯順序如表 4-1,工期標示則以工作天為基礎。

表 4-1、專案工程時日程表

作業 工期(天) 前置作業 整地開挖與基礎工程 25 工作日 -

主體結構工程 85 工作日 整地開挖與基礎工程 鷹架組立工程 12 工作日 主體結構工程 裝修放樣及打石工程 10 工作日 主體結構工程

門窗框工程 10 工作日 裝修放樣及打石工程 砌磚與內外牆粉刷工程 25 工作日 門窗框工程 室內裝修與水電測試工程 60 工作日 砌磚與內外牆粉刷工程

參考文獻

相關文件

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