工程优化方法

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工程优化方法范文第1篇

关键词：水利工程；工程施工

引言

由于水利工程规模大，施工工期较长、投资较多、施工工序较为繁琐、施工条件较为复杂等因素，容易引起受到自然环境及不利因素的影响，导致施工工期的延长，因此进行水利施工工期的设计及组织方案的优化，提高施工工期的时间及施工质量，成为水利施工监管部门的难点。本文通过对在水利工程中，影响施工工期时间的因素进行统计和分析，并制定相应的优化方案。

一、水利施工工期的影响因素

1.1 水利工程施工自然环境因素

在水利工程的实施过程中，80%的水利建造地点为地理环境较差的山间、峡谷、偏远高原等，此种环境施工场地狭小、施工运输公路拥挤，给水利工程施工建设的人员组织、施工建设材料的运输及大型机械设备的使用带来困难，导致施工工期的延长。

在水利建设过程中还会受到季节水文因素的影响，45%的水利建造地点为气候环境较差的地方，因水利工程施工要求的条件较高，所以在进行施工的过程中发生恶劣天气、水位骤变、气候的变化均可以导致水利工程施工工期的延长。

1.2 工程施工组织

在进行水利工程建设的过程中常会需要多个部门和组织的共同合作和协调，在水利工程施工建设中各个组织不利或是部门的不配合及没有进行良好的沟通，导致工程工期延误甚至停滞。因为不能良好的组织和协调相关部门的合作，对物资的供应和人员的配备会导致受到严重影响。

1.3 工程施工资源因素

有施工单位对工程实施中所需要的资源评估计算误差及对施工物资供应单位的供应能力评估过高导致引起施工的工程材料缺乏及设备缺乏不能安装到位等，导致无法正常施工。

二、水利施工优化方案

2.1 优化工程实施自然环境

对在水利工程实施中多遇见的险要自然环境和恶劣气候时，要有足够的应付能力，避免对环境及气候的估计不足，导致施工停止，延误工程施工工期。施工工程地点周围的环境及气候进行良好的了解和评估，尽量依据施工地点的地势及环境，进行施工进度及施工方式、方法的组织实施。

2.2 优化工程实施协同

由于水利工程牵涉的部门较为广泛，需要同多个部门合作完成，所以组织协同效应相对最为重要，对物质供应要求也相对较高，要保质、保量的完成施工过程中需要的各种物资。网络计划技术的类型较多，本文中主要采用逻辑关系肯定的方法进行计划，具体优化方案的实施如下：

（1）建立良好协同关系；对本次施工涉及的部门进行统计，同本次工程实施需要协同单位及部门进良好的沟通，对各部门的职能和能力范围进行良好的估计和划分。

（2）实施负责制度；对各个部门的职责进行规划和分派，实施负责制度，避免推诿和拖拉办事，导致工程施工无法正常进行或是延迟进行，导致工程工期的延误。对不负责的部门和领导实施问责制度，使其增加工作压力，尽职尽责的工作。

2.3 优化工程实施资源管理

1）资源储备：对各个供应部门的资源能力及责任进行划分和正确的评估，避免过于相信和过高评估供应部门的资源供应能力，导致资源供应不足，影响水利工程的建设和实施。实施分派的制度，在进行工程实施中所需要的物资及设备进行良好的评估及统计，采用多家部门进行供应，确定供应部门后，将工程的资源供应计划分派给各个部门，使其良好的实施。同时注意供应资源的质量，应保质保量的保证资源充足供应。制定相应的规章制度，如发生供应不及时或是延误供应时，对主要负责部门及负责人实施问责制，增加其责任感及积极负责的工作态度。

2）设备更新，对施工设备要更及时更新，采用先进的专业施工设备，陈旧设备操作方法复杂、工作速度较慢，陈旧设备常会发生故障，严重影响工程的进度和正常工程施工，因此应对施工单位的设备进行检查，对年代久远、过于老化的机器、设备，应及时督促更换，以免导致影响工程的正常施工及工程工期的时间。对主要负责设备更新及检修的部门，在开工前对所需设备及器械进行严格的检查和检修，避免因设备和器械老化，尽量在工程中采用设备先进，器械精良的工具，对水利工程施工起到推动和简化工程难度的重要作用。

三、探讨

水利工程的实施和建设是一个较为复杂的过程，在实施中常会发生较多的因素会影响工程的建设实施，本文通过对水利工程建设中的常见、重要的影响因素进行统计和分析，对其制定详细的优化方案，在水利施工中能有效的提高水利工程质量及缩短水利建设的工程实施时间。但对于特殊的水利工程实施还需要进一步的研究和探讨，才能更好的创新水利工程设计，更好的实施水利工程建设，发展水利事业，使水利更好的为人民服务。它不断在施工管理中发挥作用，而且在经营管理和提高经济效益上发挥着作用。每一项施工组织设计，都是保证工程顺利进行、确保工程质量、有效地控制工程造价的重要工具。因此，应大力发展和运用信息技术，逐步实现施工信息自动化、施工作业机械化、施工技术模块化和系统化，以产生更大的经济效益，增强竞争力，在日益激烈的竞争中获得更好的生存环境。

在进行水利工程实施中为更好的保证工程质量及施工正常工期，对水利工程中环境影响因素、气候影响因素、工程组织资源、人员分配及机械设备配备等，应该进行良好的评估，对整个工程实施进行周到的计划和组织，避免人力物力的浪费和工程施工工期的延误。本文中主要是针对在工程实施中对工程施工中组织协调、物资及设备的运输等进行研究。对其工程实施中影响因素及应对措施进行分析和探讨。总结应对措施，最主要是工程实施单位的充分准备和在工程实施中的应变组织能力，在整个工程实施中发挥着重要作用。

工程优化方法范文第2篇

关键词：排水管网；优化设计；设计方法

随着城市化进程的加快，城市人口急剧增加，城市居民生活污水排放与工业废水的排放与日俱增，用于污水管理和处理的费用也不断增加。市政排水管网建设不当或者设施不完善已经引起了很多问题，这些问题也影响到居民的生活及环境的质量。污水会对环境造成污染，排水体系的不健全造成雨污合流，导致治理污水的成本加大，治理效果却不如人意。本文主要对排水网管建设的优化设计中几个主要问题进行分析，希望能对排水网管的建设提出一些建议。

1、市政排水系统存在的问题

1.1排水体制的问题

目前，排水系统体制主要分为两大类：合流制与分流制,当然混合制在城市中也是常见的逛网系统之一，是在合流制的管网设计城市要扩大排水系统的情况下会出现的。而在规模较大的城市中，由于各区域的具体情况不同，存在一定的差异，所以要因地制宜的采取适合地区发展的排水体制。而在老城区的管网体制中，一般采用截流式的合流制体制，需要在两河岸边建筑一条截流干管，并在此处设置一个溢流井，污水厂的位置也就设立在此处。天气晴好的时候，所有的污水都送到污水处理厂进行处理，处理后的水直接排放到河流之中，而遇到雨天的时候，随着雨量的增加，可以允许部分污水进入到河道中。随着经济的发展，对老城区的改造工程日益增多，随着改造的不断深入，这种污水处理的方法也就逐渐失去效用，因为其污染现状自然得到消除。其次就是雨水和污水完全分流的体质，也就是对雨水和污水各自设置独立的管道，雨水直接排放到河流之中，而污水直接进入污水处理厂进行处理。排水体制的设置，要根据城市实际的情况来确定。

1.2 规划设计的问题

排水规划在现阶段总的来说, 普遍会存在不合理的状况。排水管网的规划设计要在城市整体规划的前提下来完成，而管网建设有其自自己的特点，一般管网建成后的使用年限都在五十年以上，而城市的发展不可能五十年不年，几乎的天天再变，城市的扩大，人口的增多，排污量的增加，都对排水管网造成巨大的压力，因此，排水管网的的使用情况已经很难适应城市发展的需求，迫切的需要重新规划设计。

2、已定平面布置下的管道系统设计方法

排水管道优化设计主要是对某一管段的设计, 在确定了设计流量后，满足设计规范要求坡度与管径等多种因素融合后，得到管材与铺设管材的费用的平衡值。排水管线平面在布置已定的时候，对管道的优化设计和埋深等问题国内外都已经做了大量的研究工作。主要可以体现在以下几个方面：

2.1线性规划法与非线性规划法

2.1.1线性规划法

排水管网设计计算中的制约条件与目标函数的非线性，用一级泰勒公式展开式来代替，把线性规划的解看作问题的近似解，如此反复迭代，使迭代序列与非线性规划的解无限逼近来作为最优解。这中算法的缺点在于把管径看作连续变量进行处理，导致计算管径和实际管径出现偏差的矛盾，而且计算前期需要大量的准备工作。之后发展的整数规划法，尽管解决了线性规划的不足，但由于其整型变量较多，求解过去难。

2.1.2非线性规划法

该规划法适应计算模型中变量与目标函数的非线性特征，可以对管道的直径与埋深进行优化选择，不足之处在与限制了约束条件和目标函数的形式。

2.2 动态规划法

当今时代国内外用的较为广泛的方法叫做动态规划法，是指把排水管道设计当作一个多阶段的过程来看待的思想方法，通过对设计过程的阶段性划分对管道进行优化设计的方法。该方法在应用中主要包含两个方面：第一，节点埋深作为状态变量，对坡度决策来全方位搜索。优点在于采用标准管径，计算的结果和初始管径没有联系，而且可以对计算的深度进行控制，不足的是对状态点的要求很苛刻，必须埋深间隔很小，使时间间隔与存储量大为增加。所以在这个前提下引入动态规划法，又在动态规划法的基础上引入缩小范围的迭代过程，实际应用中还是存在一些局限的。第二，以管径为状态变量，通过充满度和流速决策。因为可使用标准管径的数目是有限的，所以在存储量与计算速度上都有很大的优势。之后又发展出可行管径法。这种方法使优化计算的精度更为精确，并且使计算的存储量和计算的工作量大大减少。虽然动态规划法在实际应用中解决了多阶段决策的问题，也是一种有效的方法，然而在排水管道系统设计中，第一阶段的设计结果会对后续阶段的设计参数有直接的影响，所以，用动态规划法求污水管道优化设计也不是最为优化的方案。

2.3 直接优化法

该方法就是直接对各方案或者可调参数选择设计进行计算与比较，从而得到最优解的方法，该算法具有直观性和容易验证的特点。主要操作方法有：一，电子表格法，用电子表格作为费用估算的方法，让用户可以寻找最低费用的设计，可以得到比动态规划法更好的结果和更符合设计要求的结果。二，两相优化法，是在确定设计流量后，满足约束条件的基础上，选取最大充满度和最经济流速的最小坡度和最优管径，最大限度的降低管道埋深。该算法是和人工算法类似的算法，但是受设计者个人素质和能力的限制，算得的结果会出现偏差，因此，该算法所得的结果也不一定是最佳解。

2.4 遗传算法

遗传算法是进化算法的一个分支，是对生物学中的自然遗传变异机制的模拟，随之而产生的随机优化算法。该算法解决了中小型管道的设计优化问题，可以得到最佳的设计方案，其不足之处在与对大型管道的系统问题在计算时，只能得到与最优解的设计方案接近的结果，在排水管道设计优化中，采用何种算法要根据具体情况而定，但相同的一点在与一定要以规范设计作为基本要求，并且把费用控制在最低程度。

3、管线的平面优化布置

排水管网布置的原则既要使水流畅通、节省能量，又要使工程量最小。所以正确的定线是合理控制经济的首要条件。定线原则：尽量采用直线对支管干管进行设计布局，少拐弯；根据地势进行定线，污水可以受重力的作用自动流入污水厂；尽量减少管道埋深；管道中途尽量减少或取消提升泵站的设置。以往研究中，设计方法是假定每一段管径都是一样的，用挖方费用为优选的条件，找初始布置方案，通过算法进行调整。随后又引入了排水线概念，排水区域内和出水口节点相距相同可行管数的节点，用一根排水线连接起来。就把问题转变为最短路的问题，然后用动态规划法求解，此法不足在于寻优的范围受到限制，设计中无意就把最优方案排除掉，后来，城市排水系统排水布置被抽象成点与线构成的图，在图中找方法。1986年发展为利用三种权值来解决问题分别是个管段管长、地面坡度倒数及各管断满足的最小覆土条件，从而找出最优的设计方案。

4、结束语

市政排水管网的优化设计, 是现在市政工程的重点工程, 要充分利用排水体制, 并在管网上进行优化设计, 选择新型材料，排水管网设计才更好。

参考文献

[1]刘海涛,李莉.市政排水管网优化设计的方法[J].中国市政工程.2008(6).

[2]江曼华.市政排水管网科学性优化设计探讨[J].现代商贸工业.2009(9).

[3]伊学农,刘遂庆,周琪.用遗传算法实现污水管网的优化设计[J].中国给水排水.2005(5).

工程优化方法范文第3篇

【关键词】施工现场；现场标准化;项目管理

一、引言

1.现场管理是建筑施工企业生产经营活动的基础，它也是整个企业管理中最活跃、最重要的组成部分。建筑企业现场管理水平的优劣，最能体现该企业的整体管理水平的高低，要想把企业的管理水平搞上去，优化施工现场管理是一条必由之路。

2.应该说，现场管理的优化，既能促进企业的综合管理水平的提高，又能提高施工项目的综合绩效，进而确保企业的经济效益。

3.因此，施工企业应该对内狠抓现场管理，对外大力开拓建筑市场。只有这样，才能在日趋白热化的市场竞争中得到生存与发展的空间，才能立于不败之地。现场管理，过去已经有了一套较为完整的模式，但如何突破这套模式，不断进行现场管理的优化，这是一个新的课题。

二、现场管理

管理就是一个组织为了实现自己的经营目标,有效地利用所拥有的资源,有计划、高效率地进行运作并采取措施,它对生产作业的范围、时间、进度等各个方面进行规范,设置目标,把握进程的时间情况,为完成目标寻求最好的方法所实施的行动。所以现场管理就是要充分地利用人、物、设备等物资去实现目标。

现场管理是现代企业管理的有机组成部分,它是运用科学的管理思想、管理方式,对生产现场的各种要素进行合理配置和优化组合的动态过程。

企业管理活动中,无论在资金、人员、设备哪一个方面出现问题都会给生产带来困难。在开始时也许还不是那么严重,但是随着生产进程,问题就会变的越来越突出,甚至生产出现停顿,从而使整个企业的生产经营活动陷于瘫痪。所以,要维持企业的正常运作,就必须使所有的资源处于良好的、平衡的状态,加强现场管理标准化,以有限的资源获得最佳的经济效益。

三、现场管理标准化

(一)标准化的定义：所谓标准,是指依据科学技术和实践经验的综合成果,在协商的基础上,对经济、技术和管理等活动中,具有多样性的、相关性征的重复事物,以特定的程序和形式颁发的统一规定。标准可分为技术标准和管理标准两大类。

技术标准是对技术活动中,需要统一协调的事物制定的技术准则。它是根据不同时期的科学技术水平和实践经验,针对具有普遍性和重复出现的技术问题,提出的最佳解决方案。

管理标准是企业为了保证与提高产品质量,实现总的质量目标而规定的各方面经营管理活动、管理业务的具体标准。若按发生作用的范围分,标准又可分为国际标准、国家标准、部颁标准和企业标准。以生产过程的地位分,又有原材料标准、零部件标准、工艺和工艺装备标准、产品标准等。在标准化工作中,又通常把标准归纳为:基础标准、产品标准、方法标准和卫生安全标准。

标准化是制度化的最高形式,可运用到生产、开发设计、管理等方面,是一种非常有效的工作方法。作为一个企业能不能在市场竞争当中取胜,决定着企业的生死存亡。企业的标准化工作能不能在市场竞争当中发挥作用,这决定标准化在企业中的地位和存在价值。

(二)标准化的目的：在企业中明确提出的优化现场管理,是我国企业近年来在管理理论和实践中倡导的一种新的管理理念,是企业管理发展到相对高级阶段的需要,也是企业不断提高效益、增强竞争力的重要策略之一。

为了稳定地进行生产作业,就应该牢牢把握所有的工作都应标准化,在标准化的基础上管理现场。通过现场作业程序标准化,让员工按照标准程序来规范自己的行为,使作业人员从安排工作到工作结束始终处于可控状态。首先我们企业里适用的各种各样的规范,如:规程、规定、规则、标准、指导书等等,这些规范形成文字化的东西统称为标准(或称标准书)。

所谓标准的设定是以稳定、高效地进行生产为前提条件而制定出来的,标准的对象不仅仅是操作,也包括为了进行这项操作而必备的条件及工作方法。制定标准,而后依靠标准付诸行动则称之为标准化。那些认为编制或改定了标准即认为已完成标准化的观点是错误的,只有经过指导、训练才能算是实施了标准化。

(三)作业标准化实施过程常见现象：在工作中往往不能全面了解管理科学的理念和方法,只是根据专家学者的某一观点或仅仅是这一观点的片断解释作为“法宝”,以此指导工作实践。比如只关注“流程再造”、“ISO质量管理体系”等,认为只要搞好这一项工作,现场管理工作就会“一劳永逸”或“高枕无忧”了。

标准制定了,如果不遵守也只是纸上谈兵,与没有制定如出一辙。而且即使修改过的标准化,如果不遵守,其修改也不会产生效果。

(四)如何加强现场管理标准化

1.注入科学的管理理念,形成标准化管理的理论体系。规范化管理理论定位于为管理实践经验进行科学总结与客观描述提供技术指导。其通过对重复性管理活动的目标、程序,对每一工序的活动内容、方式方法、工作标准、承办者及其职责权、考核办法等做出的明确具体规定并形成管理工作规范,通过研究制定、推行并不断优化管理规范推进管理工作的科学化和规范化。ISO9000标准、科学管理理论、目标管理理论、流程再造理论、学习型组织理论、系统管理理论、帕累托法则(二八法则)和标准化理论都有很多被管理实践所证实的科学内涵,需要对其进行系统研究,把握理论的精髓所在,形成现场标准化管理的理论基础。

2.遵循现场管理规律,科学确立管理标准体系。推行现场管理标准化工作要做到方方面面都有一定的标准,这是现场标准化管理的前提和基础。否则,就失去依据,成了无源之水、无本之木。

首先,在工作标准的制订和落实上我们把握好以下原则:一是统一的原则,对多个管理方法文本中矛盾的地方进行统一,明确一个具体的标准,减少实际运行中的“撞车”现象;二是精细的原则,就是对于具体的工作事项、工作流程要准确描述,不放过细微末节,特别对容易出现纰漏而法律又无明确规定的环节,有标准、有规范,这样就避免了工作的盲目性、随意性和模糊性,明确了工作的导向;三是优化的原则,在确定标准时要求要高,不可平平淡淡,应采取“跳起来摘桃子”原则,确定一个优化再优化的标准;四是实效性原则,结合本单位实际情况,从实用角度出发,要重落实,切实便于现场操作。必须针对各个层面的每个岗位,明确具体的工作职责、任务目标、运作程序、时间要求、考核标准、奖惩办法等,突出实效性,加强针对性,才能确保各项工作按部就班地执行、落实,降低矛盾和问题的发生几率;五是动态原则,要建立制度,保障标准能够动态改进,不断融合新内容。

其次,合理构建标准文本的结构。严格对照原管理方法的文本内容,对照现场管理业务的全部流程和业务内容进行梳理,以一套完整的现场管理标准来取代多个管理方法的内容,达到统一简化的工作目标。

最后,按照科学的步骤确定管理标准。第一步,结合实际通过弹性控制完善优化全局的岗责体系,使岗位职责和权限(尤其是执法职责和权限)得到了进一步明确;第二步,确定每一个工作事项所对应的各种规程以及上级文件,作为工作的依据;第三步,对每一工作事项所涉及的规范规程、上级文件与质量管理体系文件等逐个比对分析,严格按照统一、精细、优化、实效、动态等原则要求,对作业标准进行整合、优化,同时确定该工作事项所形成的工作记录;第四步,结合管理实际,认真对照规范规程、上级文件精神以及多个管理方法的考核要求确定该工作事项的考核内容;最后,按照便于检索便于利用的原则对相关文件和档案管理进行科学合理分类。经过以上步骤,我们建立了弹性控制结合实际的岗责体系、符合要求优化简洁的工作标准、便于检索利于学习的相关文件、制作规范合理归类的档案资料和重在日常要求严格的考核标准,从而高标准打造了现场标准化管理的平台。

对已有的生产工艺流程“标准化管理”,在此基础上进行有针对性的改善。对新产品从研发、试制阶段就进行记录、检讨,制定“试产流程”,并在今后的生产中不断改进、更正已标准化的“生产流程”和“作业指导书”,可以有效地提高员工的操作技能,避免工艺技能随着员工的离任而流失,把老员工离职造成的损失降到最低。

3.推行高效的管理手段,建设信息化支撑体系。现场管理标准的落实如果在人工操作的基础上落实只能是低效和烦琐的,为解决这一问题,我们深入分析现场管理标准运行信息化技术实现的可行性,制定现场标准化管理工作的信息化方案或规划,组织开发各类业务软件,将标准文本规定的内容实现过程控制、信息化流转。另一方面,可以做到过程控制,做到实时监控,自动产生考核结果;另外,软件的上线运行确保了各工作环节的无缝衔接,基于现场管理标准的信息化技术有效促进了现场管理标准的落实。

4.建立监督制约机制,健全绩效评价体系。确定科学高效的绩效考核体系要汲取能级管理、规范化管理考核的科学内涵,全面系统地评价每一个具体的工作岗位和责任人员,同时也是对标准化管理工作运行情况的分析和评价。我们在考核方法上坚持日常考核与综合考核相结合、人工考核与微机考核相结合、定期考核与动态抽查相结合,考核方法日益完善。科学的考核要实现有效激励的目标,要改变以往的考核评价办法,通过科学测算确定系数和定性分析对绩效考核结果进行评比。从而通过有效的绩效考核,对现场标准化管理运行发现问题采取相应的措施,推进现场标准化管理不断持续改进。

四、结语

认真抓好生产的现场管理是很重要的。搞好现场管理的标准化作业工作,对提高产品质量,提高员工的责任感、荣誉感,提高竞争力。在一项工程项目施工管理完成之后，做好工程项目管理的施工总结，认真总结与分析利弊得失，对不断提高施工管理水平，施工技术水平和项目管理人员的工作水平，不断地提高企业竞争能力、争取更大经济效益和社会效益，有着重要的意义。

参考文献

[1]张艳梅，王锋.建筑施工现场管理[J].辽宁经济管理干部学院学报，2008，（4）．

[2]金永辉.强化施工现场管理三点论[J].建筑，2007，（6）．

[3]林纪国.对搞好施工现场管理的思考[J].建筑安全，2006，（12）．

[4]李英泽.工程施工现场管理[J].建筑，2007，（2）．

[5]李庆峰，刘迪.建筑工程施工管理中存在的问题及对策[J].辽宁经济，2007，（6）

工程优化方法范文第4篇

关键词：结构设计;优化设计;实践

中图分类号：TU318 文献标识码：A

对于一个项目，工程结构总体的优化设计主要是针对围护结构、屋盖系统、结构体系、基础形式以及结构细部等进行相应的设计方案的优化设计。在设计的时候还必须考虑到相应的布置、选型、造价以及受力等方面的问题，然后根据工程的实际情况并结合建筑物的经济性要求，对建筑结构进行相应的优化设计。 为了适应时展的要求，建筑的结构形式必须不断的进行创新。对于结构设计师来说，要在确保建筑结构具有一定的安全保证的基础上设计更合理、更经济、更能体现创新的结构形式。

1 结构设计优化技术的现实意义

对建筑结构的设计进行必要的优化，在对于房屋结构相关的设计中的应用意义重大，不仅能够满足了建筑的实用与美观，而且还可以有效地对工程造价进行控制。对于建筑商来说，其当然希望用最少的投资，而获得最大的收益，然而又必须对建筑结构的科学性、可靠性以及安全性做出保证，这必然要求对建筑结构进行优化设计。

结构设计优化和传统房屋结构设计进行比较我们可以发现：运用设计优化的技术能够降低整个建筑工程造价10%～40％。结构设计优化技术能够使得建筑结构内部的每个单元都得到最佳的协调，并可以对材料的性能进行最合理的利用。这样不仅能够保证相关规定的安全系数，还能够实现建筑结构设计的经济性与实用性。

2 结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤

2.1 建立结构优化的模型

在我们对房屋结构整体进行必要的优化设计时候，可以分成三步进行建筑结构的优化设计。下面将对每一步骤进行详细的介绍：

2.1.1 要对设计变量进行合理的选择

通常在对设计变量进行选择时，我们把对建筑结构影响的主要参数作为设计变量。如目标控制的相关参数（损失的期望C2 和结构的造价C1）和约束控制相关参数（结构的可靠度PS）等；然而还有一些影响不是太大，其变化范围也不是很大或者由局部性以及结构的相关要求就能够满足相应的设计要求的一些参数，我们可以用预定参数来表示，这样能够使得我们的设计量、计算量以及编制程序的工作量均大大减小。

2.1.2 对目标函数进行确定

在进行结构设计优化的时候，我们还必须寻找一组能够满足相关的预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋面积以及相应的失效概率的函数，使得工程造价最少。 针对目标函数进行的优化设计都有条件和相对的，即为“最满意解”而不是最优解。

2.1.3 对约束条件进行确定

对于房屋的结构的设计优化来说，必须在确保结构整体可靠的基础上，对优化设计相关的约束条件进行相应的确定，设计优化的约束条件主要包括裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、构件单元约束、应力约束、结构体系约束、从可靠指标约束到确定性约束条件以及从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束等约束条件。在进行结构设计的时候，我们必须对目标约束条件与实际的约束条件进行相应的比较与分析，确保每个约束条件都必须满足相应的要求，化繁为简，抓大放小，以实现最佳的设计。

2.2 对优化设计的计算方案进行设定

根据可靠度进行的房屋结构的优化设计具有多约束且非线性的优化问题以及复杂的多变量，在进行相应的分析计算中，一般把有约束的优化问题转换成无约束优化问题的求解。常用的优化设计的计算方法有拉格朗日乘子法、复合形法、准则法以及Powell（鲍威尔） 法等基于不同理论准侧的计算方法。

2.3 进行程序的相关设计

针对具体的工程设计，我们可以根据不同的设计要求选择有限元分析软件或者设计配筋软件，可以选择针对具体构件进行有限元分析或者是针对整体结构实际工程计算分析。针对复杂的超高超限的工程可以进行专门的不同目标函数的优化设计，具体可选用结构优化设计系统MCADS。

2.3 结果分析

我们必须对相应的计算结果进行必要的分析比较，选择出最佳的设计方案。在这个过程中，我们对出现的问题必须全方位、多角度的考虑。例如，钢结构满应力设计中病态杆的出现等。这一步骤在建筑结构设计优化中尤其重要，合理的选择设计方案，不仅能够确保结构的美观、安全性、合理性以及实用性，还能够对施工中的资金的投入有着重大的影响。在结构设计优化中只强调经济性要求，而忽略技术要求，是不正确的；同样只考虑技术要求，忽略经济性要求，也是不合理的。我们必须在满足现行规范的前提下，区分“应”和“宜”，对两者进行合理的配置，才能达到相关要求。

3 结构设计优化技术的实践应用

当下，限额设计已经成为常态，建设商经常附加各种各样的设计条件，对于这样的项目我们可以从前期设计、整体设计、旧房改造以及抗震设计等方面采用结构设计优化设计的方法来节约造价。下面对实践应用中的问题进行简单的说明：

3.1 结构设计优化应注意前期参与

前期方案直接会影响到工程的造价，然而很多建筑物的设计往往忽略了这一点。项目立项后，结构师应该及时跟进，对建筑方案提出合理的指导意见，避免出现超限、超规范的情况，前期参与能够让我选择合理的结构形式以及合理的设计方案，节约造价占50%以上。

3.2 概念设计结合细部结构设计优化

在没有具体数值量化的情况下，我们可以使用概念设计。例如，对地震的烈度进行设防时，由于它存在这不确定的因素，所以我们无法找到与实际相符合的计算式，所以在进行设计优化的时候我们可以使用概念设计的方法，把相应的数值作为参考与辅助相关的依据。同时在设计过程中，相关结构设计人员必须合理并灵活的使用结构设计优化的方法，从而达到最佳的效果。

在设计过程中必须对细部的结构进行相应的设计优化，物尽其材。例如，竖向柱构件采用高强度混凝土能够有效减少柱子截面，而对于水平构件来说就可以降低混凝土标号，这样既可以达到受力要求，又可以节约成本。后期的优化设计和细部结构精细化设计能节约一定的经济成本。此阶段通过优化设计能节约造价10%以上。

3.3 下部地基基础结构的设计优化

基础的设计尤为重要，基础造价能占到结构成本的30%左右，在地基基础的结构设计优化中，我们必须选取合适的基础方案，确定合理的持力层，尽量选择天然地基，桩基能不用则不用，可以有效降低成本、节约工期。如果不可避免的采用桩基，需根据桩端持力层的厚度选择合理的桩长，并根据土层情况确定是否采用后压浆灌注桩；而对于管桩，同样直径可以考虑选用方桩，能够提高20%的摩擦力。通过对多种设计方案进行必要的分析比较，然后选取最佳的设计方案。

4 结语

对于住宅建筑，目前限额设计已经成为常态，传统的结构设计理论与方法已经无法满足建设商的要求，在目前的设计中采用优化设计已经成为无法回避的问题。通过选择合理的结构体系以及基础方案，充分利用材料强度，降低自重，活学活用规范做到精细化设计能够节约可观的工程造价，适应建设绿色可持续发展社会的要求。

参考文献

[1]张炳华.土建结构优化设计[M].上海：同济大学出版社，2008：34-36.

[2]汪树玉.结构优化设计的现状与进展[J].基建优化，2007:12-13.

工程优化方法范文第5篇

〔关键词〕科技查新；流程优化；流程再造；工业工程；图书馆

〔中图分类号〕G252.62 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕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

根据数据统计，科技查新的项目在全年12个月中分布不均，主要集中在上半年[1-2]。查新站受理工作的高峰时段，来查新站的客户数量远远超过了平时，工作强度大，是很多高校查新机构在忙季面临的问题[3]；图书馆隶属于高校，经费补助少，在查新站忙季时期的服务需求超过了现有的服务能力，会造成客户等待受理、查新员加班超过60小时的现象。提高服务质量和水平，既要满足客户的需求，又要使得机构运行总费用最小是查新站需要考虑的；目前哈工大图书馆客户进行查新的流程复杂而繁琐，有的客户不清楚查新流程，配合不好查新工作，其无效移动拖延了查新时间，从而降低了满意度。作为隶属于高校图书馆的科技查新站需要从查新站工作强度、查新站机构运行成本、查新站工作服务流程三方面考虑优化科技查新业务的方法。

1 图书馆查新站运行基本状况

1.1 图书馆查新站组织结构及缺点

图书馆查新站现有组织结构采用的是职能型划分，查新员主要负责查新的检索、报告的撰写等一系列工作。这种方式在查新员做科技查新工作中分工明确、易于执行，但也有其缺点。其组织结构如图1所示。

1）每个查新员负责一个查新课题，确定检索词、检索策略和分析都是相对主观的，也可能会出现错误。审核员审核的判断也是相对主观的。

2）审核员处于管理层，查新员处于基层，随着科技查新业务流程的不断优化，查新站组织结构需要适当调整，由职能型向流程型组织转变，使得科技查新流程最后产出的查新报告的过程顺利。

3）针对科技查新流程，查新员、审核员职责划分，割裂了业务流程。而且两者的工作有重叠性，效率会下降。查新员和审核员职能冲突，流程中的断点可能会造成对于查新中的要求无响应，降低客户的满意度。

4）图书馆查新站当前的组织结构不能很好地满足科技查新工作的需要，在忙季时期显得手忙脚乱，而在闲时又对查新员安排其他论文检索、培训等馆员日常的工作，这使得查新员不能对专职工作时时保持业务熟悉，使得查新人员的积极性和创造性处于较低水平。

1.2 科技查新业务流程现状

从图2现行的科技查新业务流程可以看出，客户在查新受理服务流程中需要等待多次，在大批量查新忙季时期，会影响客户的耐心，降低客户的满意度。因此需从用客户的角度出发，采用流程分析法对图书馆科技查新业务流程现状进行描述与分析，指出图书馆查新站客户满意度低的环节。

2 图书馆科技查新业务流程问题诊断

工业工程，简称IE，起源于美国泰勒的科学管理，工业工程就是设计和改善系统。IE是将各种技术和管理结合一起，对各种生产要素组成的系统规划、改进和评价等，提高生产效率、提高质量、降低工作成本，它是在实际中产生的学科，可以广泛应用在医疗、生产、教育、行政、服务等行业的一门综合性学科。

2.1 IE程序分析法对图书馆查新站进行诊断

IE的程序分析包括工艺程序分析、流程程序分析、布置和经路分析和管理实务分析[4]。针对科技查新业务，以查新报告生产的全过程为研究对象，进行分析。IE流程程序分析图常用符号如表1所示。IE程序分析表中的加工、搬运、存储、等待、检验等状态，不能直接运用到科技查新业务流程中。对于作业人员的流程程序过程，运用IE程序分析时，根据科技查新业务的工作内容对加工、搬运、等待、检验等这些制造业状态，进行重新定义，其分别对应加工受理、移动、排队、辅助，如表2所示。

IE流程程序分析法是在对整个过程进行详细观察与记录后，采用“5W1H”提问技术和“ECRS”4大原则进行分析。“5W1H”是利用提问技术，对What、Why、When、Who、Where、How即要做什么、为什么做、何时做、谁来做、在哪做、如何做对记录的工序过程进行一一提问。“ECRS”4大原则则是Eliminate、Combine、Rearrange、Simply，即用来判定工序过程中的动作是否可以取消、合并、重排、简化的。经过“5W1H”提问后，对于不必要的环节取消（E），对于无法去除而又必要的，判断是否可以合并（C）进行简化，取消、合并之后，可根据“5W1H”提问进行重排（R），使工序合理，经过取消、合并、简化后判断是否可以采用简单的过程及设备，以节省成本和人员消耗。

2.2 IE程序分析法对图书馆查新站进行分析

根据当前图书馆查新站实际的情况，对客户查新流程进行IE程序分析，如图3所示，对于客户的科技查新业务受理服务流程程序进行分析，见表3。

根据程序分析图3，对客户查新流程程序进行统计分析，如表3所示：

运用“5W1H”提问技术找出科技查新业务流程中不合理或者瓶颈环节，发现以下问题，根据“ECRS”原则提出诊断说明。

1）图3中的工序1～4，应对查新接待部分的人员、设备、空间进行重新布局规划。根据“ECRS”原则，考虑取消、合并、简化。

2）图3中的工序5～9，排队问题查新忙季时期比较严重。系统管理员本身也是查新员，也有自己的查新任务，不仅要监控查新管理平台的提交情况，还要保证分配的查新报告编号正确，不出现重复、漏号等情况，其工作繁琐，客户也需要等待，导致受理服务滞后。根据“ECRS”原则，可以考虑对分配工序进行简化。

3）缴纳押金、结算登记、取报告流程不合理，客户也均需排队等待。图3中的工序12～15的缴纳押金、工序34～37的结算登记，根据“ECRS”原则，可以考虑对缴费工序进行取消、合并、重排和简化。而取报告的流程不合理。图3中工序31～40审核合格后到取报告，根据“ECRS”原则，可以考虑取消、简化。

4）在整个科技查新过程中，客户移动次数过多，应该尽量消除。考虑和学校财务方面的协调，对缴费流程进行优化。

5）图3流程分析图中，检索是客户最重视的核心环节。图书馆可审核查新站信息化建设水平，引入合理的机制进行改善。

以上是根据实地观察，运用IE程序分析法对图书馆查新站的诊断，找出各环节需要改进的地方：客户受理效率瓶颈、排队等待过长、缴费过程复杂、查新站布局改善、人员设备的配备问题。

2.3 图书馆查新站管理问题

查新站隶属于图书馆，由于高校图书馆自身的特点，受诸多主观因素影响，对于经费和人员的管理存在着制约性。学校不够重视图书馆建设，因此图书馆对查新站相应投入不够，在查新站的管理上存在着一定的弊端。虽然学校图书馆属于教育科研机构，区别于商业化经营。但利用企业注重经营的思想有利于查新站的管理，提高运行效率。对于造成忙季时期查新效率低、客户满意度下降的问题，利用鱼骨分析方法[5-6]，找出查新工作中存在的管理问题。鱼骨分析结果如图4所示：

3 科技查新流程优化

3.1 流程优化原则

对于企业的流程再造是对其工作业务流程的根本性思考和彻底再设计，使企业在质量、成本、速度和服务等关键方面有显著性的改善，图书馆查新站要从绩效上考虑，需要从以科技查新流程为核心考虑，应用流程再造的思想，根据问题的诊断，进行流程设计、流程重建和持续性改善，进行根本性、彻底性、显著性优化设计，追求全局最优[7-9]。根据流程再造的核心思想针对科技查新业务流程进行优化，提出4点原则：

1）科技查新流程再造以“以客户为中心”的服务方向；

2）科技查新流程优化遵循循序渐进的原则；

3）以需求为导向；

4）充分利用网络化管理技术。

3.2 查新站布局优化

根据工业工程布置与路径分析法[65]，绘制查新站客户移动路线图，分析查新站环境乱、客户移动路线长的原因。利用“5W1H”提问技术和“ECRS”优化原则对查新站进行布局优化，减少客户移动的次数和距离。绘制查新站客户移动路线图，如图5所示，利用IE布置与经路分析法重新布局，改进后客户移动路线如图6所示。

首先根据图5进行“5W1H”提问，选取一个查新过程为例，假设客户进入查新站咨询了查新员1，查新台2上的管理员分配与其查新员3。然后根据“ECRS”原则回答，分析过程如表4所示。

对查新站布局进行优化后的客户查新移动路线如图6所示，在咨询处有管理员接待，方便客户来查新；缴费流程和检索流程的优化后，客户等待减少。布局优化后的客户查新移动距离明显减少，客户在查新站内的数量也会相应减少，营造了一个良好的查新站环境。

3.3 科技查新流程再造

科技查新流程优化设计方案实施后，设置接待管理、任务自动分配系统减少科技查新客户等待受理的时间；科学增加查新员数量，兼职查新员配合专职查新员，提高科技查新的效率，减少出具报告的时间；缴费流程的优化，使得查新客户减少排队，节省非增值时间；检索流程的优化，将加快出具查新报告的时间和保证科技查新的质量，提高查新客户的满意度、提高查新站的工作效率。

各项优化设计实施后，图书馆查新站科技查新业务流程如图7所示。利用IE程序分析法对图书馆查新站优化后的查新流程进行分析，IE程序分析如图8所示。根据图8，

对查新客户科技查新业务流程程序进行统计分析，得出表5。表中数据显示，查新客户排队次数从改造前的10次减少到5次，移动次数从优化前的9次减少到6次，客户辅助程序减少了3次。

IE程序分析如图8所示。

科技查新流程优化后，使得信息流在分配、缴费、检索…每个环节之间传递的速度加快，使得整个查新排队系统中的客户人流的速度加快，同时减少客户在查新系统中的等待和逗留的时间，减轻排队的压力，提高了查新系统的服务率。查新服务率的提高，也辅助查新流程的优化。科技查新流程优化做到了以人为中心，使图书馆查新站在服务质量、速度、成本等关键指标上取得明显的提高，实现了人流、信息流的有序管理。满足查新客户的需求，在查新申请受理的过程快速和方便，缩短客户在查新站的非查新时间；在保证科技查新服务质量的前提下，减轻了查新员的工作压力，同时合理利用资源。

4 结 语

近年来，工业工程的理论和方法发展得很成熟，不仅应用在制造业，而且也已经扩展到服务业中，提高生产率的一个热点就是对工作流程的优化和改进，通过现有流程的分析和重构，大大缩短了整个流程时间，提高了生产、服务质量，提高了效率。在国际上流程再造管理在很多服务企业中越来越多地受到重视。作为一个特殊的服务行业，科技查新工作在忙季工作期间用以往的管理方式会形成查新的瓶颈，客户和查新员对查新站的满意度都会有所下降，将工业工程的理论和方法引入，结合查新站实际情况持续改进，提高服务质量和水平，从查新站内外两方面都提高满意度。通过借鉴国内外的研究，解决查新流程中存在的问题，对提高图书馆科技查新站在行业中的竞争力具有重要意义。

参考文献

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