摘 要：运筹学是一门研究如何有效地组织和管理人机系统的科学，其理论与模型在建设工程项目管理活动中得到了广泛的运用并产生了巨大的经济效益。在建筑工程项目、施工组织设计中涉及到大量人力、物力、时间等其它资源的统筹组织安排，运筹学应用分析的、大量的和数量的方法，依据质量、工期和成本等条件的约束，对各种可供选择的方案进行比较评价，为制定最优的管理决策提供数量上的建议，以实现最有效的工程管理。本文将从几个方面阐述运筹学理论在建筑工程中的应用。
关键词：运筹学；施工组织；线性规划；网络分析
1 前言
运筹学作为科学名字出现于20世纪30年代末的二次世界大战期间，当时应用在军事战争年代，直到20世纪60年代才被人们普遍认可并加以发展应用到工业、农业、经济和社会等领域，特别在当今科技发展迅速、经济突飞猛进的有利条件运筹学的基本理论先后被引进了各个学科的学科理论中，建筑工程领域也不例外。由此学习和掌握运筹学的基本理论知识和如何将专业知识与其联系起来有着必要性和重要性。 工程项目由于涉及多种专业、多项施工技术，施工程序复杂，相互关联的因素很多，施工方案的优劣直接影响工程进度和工程成本、施工方案选择、优化和决策时必须全面、统筹考虑各方面的因素。
2 运筹学在项目施工进度控制中的应用
2.1 应用背景
在工程项目中将拟建工程划分若干施工段，并将施工对象分解成若干过程，按施工过程成立相应工作队，各工作队按施工过程顺序依次完成施工段内的施工过程，并依次从一个施工段转到下一个施工段，这种流水施工的方式通常应用网络图、横道图等方式表示。同时流水施工工期优化也多通过网络计划技术，在网络计划不能满足工期要求时，不断压缩关键线路上关键工作的持续时间等措施达到工期要求。在总工期确定的情况下，如果只考虑项目工作的安排，不考虑人力资源的配置，就会造成人力资源需求量在不同时段悬殊很大的问题，造成人员浪费，人力资源成本的提高，所以在项目管理中也经常通过网络计划的方式合理调整人力资源。除了工期优化、资源优化，为了保证项目总费用最低，费用优化也是一样的工程原理。
2.2 应用网络计划优化压缩工期的优势
工程网络图的优化，在满足既定约束条件下，按某一目标通过不断改进网络计划寻求满意方案。在优化过程中，不一定需要全部时间参数值，只需寻求出关键线路和次关键线路，即可进行优化。通过运筹学网络分析的相关原理使工期优化更加便捷系统提高了工作效率，减少了工作中的失误。
3 运筹学在技术方案不确定性分析中的应用
3.1 应用背景
不确定性分析是指研究和分析当影响技术方案经济效果的各项主要因素发生变化时，拟实施技术方案的经济效果会发生什么样的变化，以便为正确服务的一项工作。常用的不确定分析方法有盈亏平衡分析和敏感性分析，其中敏感性分析就是分析各种不确定性因素发生增减变化时，对技术方案经济效果评价指标的影响，并计算敏感度系数和临界点，找出敏感因素。同时综合考虑技术方案的类型、特点、决策者的要求，相应的人力、财力，以及技术方案对经济的影响程度等来选择的具体分析方法。
3.2 应用运筹学敏感性分析的优越性
敏感性分析有助于找出影响工程项目经济效益的第敏感因素以其影响程度，对提高项目的经济效益评价有现实意义。但敏感性分析对不确定因素造成的风险难以作出定量的分析，而对风险的定量分析则有赖于不确定因素的概率分析。
4 运筹学在建筑材料管理中的的应用
4.1 应用背景
项目的年采购费用总和就是材料费、采购费和仓库存储费之和。项目经理部应编制工程项目所需主要材料、大宗材料的需要计划量，由企业物资部门订货或采购，材料采购应按照企业质量管理体系和环境管理体系的要求，依据项目经理部提出的材料计划进行采购。材料采购时要注意周期、批量、库存量满足使用要求，并使采购费和储存费之和最低。
4.2 建立运筹学线性模型
在进行材料采购时，应进行方案优选，选择采购费和储存费最低的方案，F=Q/2PA+S/QC。
F—采购费和存储费之和；Q—每次采购量；P—采购单价；
A—仓库存储费率；S—总采购量；C—每次采购费。
最优采购批量，也成最优库存量，指采购费和储存费最低的采购批量。
4.3 应用运筹学解决材料管理问题的优越性
运筹学作为一门新兴科学被广泛地应用在各个行业的管理中，采购管理中，应用运筹学科学提高工作效率，可以减少生产成本，可以减少仓储带来的损失，可以增加企业的利润。目前企业减低成本的途径是通过裁员来实现，同时也希望能够削减原材料采购过程中的成本，除去一些人为因素外，就是在采购过程中的科学筹划，应用运筹学原理对采购进行管理，从而降低采购总成本。通过运筹学的计算使企业缩短采购周期，减少仓储率。进而可以降低仓储损失和降低采购管理成本，避免和禁止采购流程中一些抬高成本的做法和情况发生。
5 运筹学在土方调配中的应用
5.1 应用背景
土木建筑工程大型土方施工时，为了达到降低工程成本和造价的目的，常常需要在施工前，制订土方调配方案以指导施工，而在现场，许多工程施工人员制订方案往往仅凭一些常识和经验来做抉择。当然，凭经验有时也能得到一个较满意的方案，但当问题较复杂时，单凭经验和常识会遇到极大的困难。一般情况下土方工程常用施工方法有两种：1）土方开挖，汽车外运；2）分区开发，土方在區内逆开发方向堆放及回填早开发区域。这两种方法都会造成土方的重复挖填和大量的土方运输，如果不确定合理的土方调配方案，必然造成工程成本的提高。
5.2 运用土方调配模型的优越性
运用土方调配模型可以避免许多施工人员运用常识和经验来决定土方调配方案，使土方的调配有理可依，有据可循，施工人员可以根据此模型制定土方调配方案来指导施工，从而使施工方案更优，达到降低工程成本和造价的目的。
6 运筹学在线材下料优化问题中的应用
6.1 应用背景
在建设工程中，经常会遇到线材如何下料最为经济的问题。比如，钢结构制作的型材下料、钢筋混凝土结构的钢筋切割、给排水管道安装的管材调配，都必须根据采购到的工厂定尺长度，具体分析特定工程的构件长度要求，采用套裁以降低物耗。钢筋下料需要考虑在规范允许的钢筋段点范围达到一个钢筋长度最 优组合的形式，尽量与钢筋的定尺长度的模数相吻合，以达到节约人工、机械和钢筋的目的。
6.2 运用运筹学解决线材下料优化问题的优越性
钢筋料单出来以后，现场截料时优化，减少短料和度料。根据运筹学线性规划的基本原理和智能筛选优化技术，对料单中的钢筋进行全面整合，把度料减少到最低。钢筋切断应根据钢筋号、直径、长度和数量、长短搭配，先断数量多的后断数量少的，先断长料后断短料，尽量减少和缩短短钢筋头，以节约钢材。
7 总结
建筑工程是研究各类社会化组织有效运作的科学，是一门以系统效率和效益为目标的工程学科。解决工程项目工作的各种问题，除了需要应用现代系统管理、工业工程和工程技术等方面知识，还需要能在制造业、服务业和政府职能部门，对人员、物料、设备、能源和信息所构成的系统进行规划、设计、评价和创新的运筹学原理，运筹学是IE的理论基础之一，其中的数学规划、网络计划、博弈论、排队论、存储论等理论和方法，可以用来描述、分析和设计多种不同类型的运行系统，寻求最优结果。
参考文献：
[1] 梁敦维.土方与地基基础工程计算手册[M].太原：山西科学技术出版社，2006：13～24.
[2] 建筑工程管理与实务/全国一级建造师职业资格考试用书编写委员会编写.中国建筑工业出版社，2014（5）.
[3] 建筑工程经济/全国一级建造师职业资格考试用书编写委员会编写.中国建筑工业出版社，2014.5
[4] 胡运权等.运筹学基础及应用（第四版）[M].高等教育出版，社，2004.
[5] 叶向.实用运筹学——运用Excel2010建模和求解（第二版）[M].中国人民大学出版社，2013（5）.
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