大型建筑工程项目资源配置模型及策略研究———基于系统动力学的建模和仿真

　　摘要：大型建筑工程项目多类型资源的有效配置，是现阶段项目管理理论与工程管理实践面临的关键问题，特别是在考虑工艺顺序和间歇时间的工作可操作性特点，以及多资源之间反馈影响的情况下。通过整合挣值法和系统动力学理论，在分析资源可用性和工作可操作性之间因果关系的基础上，本文构建了大型建筑工程项目多资源配置的系统动力学模型。以上海市重大工程投资统计数据作为模型参数依据，模型的仿真结果表明：建筑工程项目不同类型资源其配置重要性与系统影响性存在显著差异，在制定资源配置策略时应同时考虑项目运作方式的特征与多资源之间的匹配，资源不匹配则容易导致资源配置系统失去稳态或策略失效。这为进一步研究项目管理中多资源配置提供了理论参考和实践支持。

　　关键词：资源配置；项目管理；系统动力学

　　１引言

　　对工程项目中不同类型的资源进行有效配置一直是施工项目管理的难点之一［１］，因为项目经理不得不面对质量、工期、成本三者之间的平衡。大型建筑工程项目工程结构复杂、资金投入大、建设周期长，即使很小比例的损耗，绝对数也是相当大的，因此，有效的资源配置显得尤为重要。探索大型建筑工程项目资源配置的研究有助于我国工程建设单位更全面的认识和管理项目资源，促进项目资源的利用效益。

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　　２大型建筑工程项目动态反馈机制

　　２．１模型的基本假定

　　大型建筑工程项目的资源配置尚无成熟的系统动力学模型，为规范研究，对模型作如下假定：假定一：从建筑工程费构成的角度，将项目资源分为资金、物料、劳动力三类，由于机械设备的使用相对于三者来说比例较小，在此忽略讨论。假定二：在整个项目的施工过程中，不考虑天气、场地等不确定因素的影响，模型仿真正常施工运作下的状况，劳动生产率保持不变。假定三：基于项目运作的视角，而非承包商或业主方等项目利益相关者的视角。以资金为例，是指该项目实际施工过程中所需要的资金。

　　２．２因果关系分析

　　无论采用何种施工模式，决定整个项目施工进度的是资源的可用性和工作的可操作性，两者相互依赖相互制约。资源有效配置的目的是使整个项目在按时完工和不超支的前提下，尽可能的合理安排资源，确保施工过程的连续性，减少资源的闲置和浪费［１８］。资源的可用性是由现金流、库存物料、当前劳动力三个变量体现出来的，现金流的状况决定了库存物料和当前劳动力的多少（俗称直接材料和直接人工），它们分别决定了基于物料的施工进度和基于劳动力的施工进度，两者相互牵制，统称为基于资源的施工进度［１８］。

　　３大型建筑工程项目资源配置的模型构建

　　３．１系统动力学建模依据

　　以上因果关系分析，从系统的角度，大型建筑工程项目资源配置包含了物料、资金、劳动力、挣值指标四个子系统。物料子系统反映了施工主材的计划、获取和使用整个周转过程，劳动力子系统说明了当前劳动力如何根据工作量和需要的施工进度进行调整。资金的获取、使用以及现金流对上述两个变量的控制构成了现金流子系统，最终整个配置效果通过挣值子系统来体现。

　　３．２方程式设计

　　建筑工程项目施工过程中，项目经理首先决定的资源政策是目标现金流覆盖和目标物料覆盖，目标物料覆盖是指库存物料可以维持周转的天数。由于建筑工艺的进步和新型材料的应用，施工模式大大改进，实际施工运作中，已不需要在现场搭设钢筋棚进行钢筋翻样，并且泵送砼也解决了现场搅拌的库存问题，所以考虑采购延时和库存调节时间与实际情况并不吻合［１８］。本文将目标物料覆盖作为常数，以天为单位，目标物料覆盖与施工进度决定目标物料水平。由于目标物料覆盖仅仅是一项资源配置策略，能否有效实现取决于现金流支撑，一旦现金流无法保证，物料获取速率则为０。

　　４模型的检验与仿真分析

　　４．１模型的有效性检验

　　模型的量纲一致性通过Ｖｅｎｓｉｍ软件的检验，下面检验模型行为。仿真实验结果显示，在两年的工期内，工程项目得到了很好的实施，按计划完成了总工作量８万平方米，成本与进度绩效指标理想，见图３、图４。基于资源的施工进度、实际施工进度以及需要的施工进度三个辅助变量在１６０天以后逐步趋于一致，系统达到稳定状态，以１１６平方米／天左右的施工速度完成整个项目。检验结果表明本文所建模型稳健且与研究对象吻合。

　　４．２资源配置策略仿真分析

　　工程实践操作中，三种主要资源之一的劳动力可以根据具体的施工进度进行调整（如图２），本文的资源配置策略仅考虑目标现金流覆盖和目标物料覆盖两个参数。基于两种参数是否匹配来划分，通常有五种配置策略。参数匹配：①资源等于进度需要②资源高于进度需要③资源低于进度需要；参数不匹配：④现金流高、物料低⑤现金流低、物料高。上节的模型检验是第①种策略，下面基于模型对其余四种可能的资源配置策略作仿真实验，分析系统整体的动态行为。

　　仲勇１，陈智高１，周钟２

《大型建筑工程项目资源配置模型及策略研究———基于系统动力学的建模和仿真》

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