最适钢筋裁切疑问之研讨.doc

摘要传统对於钢筋材料损耗常以假设值表示材料损耗， 其中钢筋 搭接可视為基本损耗， 唯残料的损耗却常被忽视， 虽然钢筋裁切过程 一定会有残料產生定尺料除外， 但如何控制残料的成本确是一项难题。 由工程实例中，发现钢筋过磅的吨数， 往往比料单计算吨数超出许多， 此主要受到需求尺寸及供给尺寸问题效应影响， 而此复杂的交互关系， 往往超过一般人力所能处理。 為此，本研究将钢筋裁切问题公 式化為线性规划数学模式，并以单形法辅助选择最这钢筋切料组合。 应用上，本文以台湾省公路局悬臂式挡土墙设计标準图主筋裁切為例， 尝试建立不同挡土墙高度之主筋裁切最这钢筋需求配置， 试想若能透 过这当钢筋裁切计画使残料数量降低， 其间的效益不可忽视。 关 键字钢筋裁切问题、管理科学、线性规划、单形法、挡土墙-,,,-,,,,,, 一、前言营建工程传统上， 常被视為主导国家发展的火车头工业；近 年来，营建景气不佳，使营建厂商的生存受到考验，根据行政院主计 处 85 年工商普查资料，国内营造业五年的存活率约為八成左右，而 营造业对於国家整体经济成长的贡献度，也由民国八十一年的 +084， 降至民国八十九年 -015 ，这显示营造业面临的困境。 根据内政 部营建署「八十八年台闽地区营造业经济概况调查」统计资料得到， 营造业之营建材料耗用价值约佔营业支出 436 较劳动支出 197高出许 多，因此若能有效控制材料成本支出， 对於企业工程获利会有一定程 度的助益。 以民国八十七年台湾地区建筑工程钢筋钢骨使用量 7,887,000 吨计算不含土木工程，每年营建工程钢筋材料支出费用之 鉅大，可想而知。 由此瞭解，营建工程若要透过材料来降低工 程成本，可由钢筋工程材料控制著手。 一般营建工程钢筋材料， 除钢筋本身具有的需求重量外， 尚需纳入钢筋搭接重量及钢筋裁切后 的残料重量。 其中，钢筋搭接部分，受限钢筋供给尺寸长度及 施工上的限制， 所以若要控制钢筋搭接部分， 则须配合其它施工技术 改良，不过此过程可能涉及劳动型态改变， 整体效益未必能有效提昇； 若由钢筋残料控制的话， 由於分析过程钢筋料单的号数及长度皆為已 知资料，加上外在因素影响受限较少，所以透过钢筋残料控制，為可 尝试採行的方法。 钢筋工程对於钢筋需求尺寸裁切，主要是依 据钢筋施工拣料图施工图， 整理得到的料单需求尺寸及数量进行钢筋 裁切，不过如何在钢筋供给尺寸限制的情形下， 将有限的钢筋供给尺 寸裁切成需要的尺寸， 并使钢筋裁切后的钢筋残料為最少， 并不是一 件间单的事；其中，钢筋裁切组合率计算问题，将使人力无法有效克 服。 而传统使用的钢筋裁切原则，应用上，未必能获得满意的 解答，对於钢筋裁切的原则， 可归纳目前钢筋裁切的几种做法 1 订购 较长的钢筋供给尺寸或增加钢筋供给尺寸的种类此类做法能有效取 得较多钢筋裁切组合， 以提高取得较短残料长度的机会， 不过在钢筋 裁切组合增加时， 会面临总体裁切组合运算时间问题， 有时问题总体 裁切组合高达数亿种，这非人力所能处理。 2 订购定尺钢筋此 举对於採购大量单一尺寸的钢筋， 是一可行的方法， 不过定尺钢筋单 一尺寸重量小於 25~50，钢筋材料製造商会要求每吨钢筋加收 200 元 ~500 元不等价钱，因此未必能实质获得利益，更况且部分业主如军 方、国宅处、公路局等為节省材料费用，以大宗採购的方式处理，藉 以降低钢筋单价成本，如此钢筋供给尺寸更无从选择。 3 钢筋 需求尺寸由长至短进行裁切此法处理原则在於较长的需求尺寸优先 处理后，较短的钢筋需求尺寸将更容易处理， 此种做法只能视為邻近 搜索的程序。 根据作者的实作分析资料发现，钢筋裁切组合的 复杂度与需求及供给钢筋的尺寸及数量有密切的关系， 因此上述做法 对於钢筋残料的控制，实质助益并不大。 上述说明目前专业分 包商对於钢筋裁切问题处理的原则， 不过根据作者实际访谈钢筋专业 分包商，得到目前营建工程钢筋裁切后的钢筋总重量， 会较钢筋料单 的重量约增加 5~15 以足量钢筋為主，此部份大多由钢筋残料產生的 重量构成。 以民国八十七年建筑工程钢筋材料為例，整年钢筋 残料损耗可能高达拾数亿元， 这对於业主及钢筋专业分包商是不利的； 就业主而言，必须额外增加钢筋材料成本支出，额外支付材料费用； 就钢筋专业分包商而言，除降低分包商的竞争优势；另外，残料重量 百分率超过业主要求时，多出部分必须自行吸收，降低工程获利，假 若能有效控制钢筋残料，则可创造双赢的结果。 為此本研究将 钢筋裁切问题公式化為线性规划数学模型，加以处理。 以线性 规划技术处理钢筋裁切问题， 首先必须瞭解问题型态； 就钢筋材料问 题而言，由於问题抉策变数单位為根数， 因此问题数学模型属於整数 规划问题，不过以整数规划分析问题时，若问题抉策变数较多时，分