工程硕士论文--网络计划技术在石油长输管道项目中的应用.doc

工程硕士学位论文 网络计划技术在*长输管道项目中的应用目 录目 录1第1章 绪论41.1 研究背景41.2 研究现状51.2.1 关于网络计划技术51.2.2 网络计划技术的历史演进61.2.3 国内外对网络计划技术的研究及应用情况71.3 网络计划技术的优点及必要性81.3.1 在*长输管道项目中使用网络计划技术的必要性91.3.2 网络计划技术的优点101.4 主要研究内容111.5 论文章节安排12第2章 网络计划技术综述- 1 -2.1 网络计划技术- 1 -2.1.1 网络计划技术概述- 1 -2.1.2 网络计划技术的主要内容- 1 -2.1.3 网络计划技术在设计项目中的应用- 2 -2.2 网络计划技术的原理及特点- 3 -2.2.1 网络计划技术的基本原理- 3 -2.2.2 网络计划技术的基本特点- 4 -2.3 网络计划的表现形式网络图- 4 -2.3.1 网络图的概念- 4 -2.3.2 网络图的分类- 6 -2.3.3 网络图的绘制- 7 -2.3.3.1 双代号网络图的绘制- 7 -2.3.3.2 单代号网络图的绘制- 9 -2.4 网络计划技术的编制- 10 -2.4.1 工作分解结构(WBS)- 10 -2.4.2 关键线路法(CPM)- 13 -2.4.3 计划评审技术（PERT）- 15 -2.4.4 编制网络计划- 17 -2.5 网络计划的优化- 20 -2.5.1 工期优化- 20 -2.5.2 费用优化- 21 -2.5.3 资源优化- 23 -2.6 网络计划的调整- 25 -2.6.1 调整关键路线- 25 -2.6.2 调整项目时间- 25 -2.6.3 调整逻辑关系- 26 -2.6.4 调整资源投入- 27 -2.7 本章小结- 27 -第3章 进度风险分析及关键线路的确定- 28 -3.1 PERT在*长输管道设计项目中的进度风险分析- 28 -3.1.1 任务要求- 28 -3.1.2 问题提出- 28 -3.1.2.1 为什么要进行进度风险分析- 28 -3.1.2.1 项目进度风险有哪些- 29 -3.1.3 基本概念与方法- 30 -3.1.3.1 进度计划风险的描述及定义- 30 -3.1.3.2 项目进度的风险分析- 31 -3.1.4 进度风险的识别与分析- 31 -3.1.2.3 项目中进度风险的识别- 31 -3.1.4.2 基于PERT的进度风险分析- 32 -3.2 基于PERT确定*长输管道设计项目的关键线路- 34 -3.2.1任务要求- 34 -3.2.1.1 确定关键线路是完成进度控制的任务要求- 34 -3.2.1.2 确定关键线路是完成网络优化的任务要求- 34 -3.2.1.3 确定关键线路是完成项目综合管理的要求- 35 -3.2.2问题提出- 35 -3.2.2.1 如何确定项目中的关键任务- 36 -3.2.2.2 如何求出最长的关键路线- 36 -3.2.2.3 如何对关键线路进行动态的优化- 37 -3.2.3求解方法与理论- 38 -3.2.3.1 关键线路的求解方法- 38 -3.2.3.2 关键线路中的时间参数计算- 40 -3.2.4关键线路分析- 42 -3.3 本章小结- 43 -第4章 PERT对*长输管道设计项目的计划控制- 44 -4.1 *长输管道项目特点- 44 -4.1.1 *长输管道项目横跨地域广- 44 -4.1.2 *长输管道项目所经地形复杂- 45 -4.1.3 *长输管道项目技术条件高- 45 -4.2 长输管道项目管理特点- 46 -4.2.1 建立完善的组织管理机构- 47 -4.2.2 建立质量保证体系加强质量管理- 47 -4.2.3 优化施工过程加强成本管理- 47 -4.2.4 在长输管道项目中要强化安全管理- 48 -4.3 设计项目运用网络计划技术的特性和原则- 49 -4.3.1 设计项目运用网络计划技术的特性- 49 -4.3.1.1 对项目进行全局的统筹- 49 -4.3.1.2 准确的预估项目完成时间- 49 -4.3.1.3 明确项目过程的职责和分工- 49 -4.3.1.4 便于项目管理的优化- 50 -4.3.2 设计项目运用网络计划技术的若干原则- 50 -4.3.2.1 遵循科学的计划过程。- 50 -4.3.2.2 编制详细的计划文件- 51 -4.3.2.3 利用有效的计划工具。- 51 -4.4 网络计划技术在*长输管道设计项目中的应用- 52 -4.4.1 做好网络计划编制的总体规划- 52 -4.4.2 项目计划的编制- 53 -4.4.3 项目工作分解结构- 54 -4.4.4 在*长输管道设计项目中应用PERT/CPM技术- 55 -4.4.4.1 应用PERT/CPM的求解方法- 55 -4.4.4.1 第一次计算（2008年12月16日）- 56 -4.4.4.2 第二次计算（2009年1月20日）604.4.4.3 对比分析624.4.4.4 风险因素方面分析644.4.4.5 基本结论644.4.5 项目过程的跟踪654.4.6 项目的分析、控制与优化654.4.7 在*长输管道设计项目中使用PERT的心得体会664.5 本章小结66第5章 结论与展望675.1 基本结论675.2 网络计划技术的发展趋势685.3 网络计划技术的反思695.4 本章小结69参考文献70第1章 绪论1.1 研究背景随着我国能源建设的深入开发步伐，石油储运业也在进行着不断发展，长输原油、天然气、成品油管道的工程建设，也在不断完善和日趋成熟。“建管分离”制度的实施，进一步促进了管道建设工程项目管理理念的发展，为后期持续发展的道路打下了坚实的基础。长输管道项目是指位于厂矿、油气田、油库所属区域以外，且距离在25公里以上的输送油气管道，它是连接上游油气田和下游用户的纽带。管道运输作为我国五大运输方式之一，在整个石油储运体系中占有重要的地位，然而，长距离输油管道工程，具有线路距离长，沿线跨多个不同省、市及地区的特点，而且管道沿线可能经过平原、丘陵、山地、高原、水田、沙漠等地形地貌，可以说，对长输管道项目，需要根据沿线的水文、地形、地质、地震等自然条件和交通、电力、水利、工矿企业、城市建设等的现状与发展规划，在施工便利和运行安全的前提下，对项目的技术方案、工程方案、设备方案和项目实施进度等进行全面的计划和综合的考量，只有这样才能保证整个项目的顺利完成。作为国家石油储运体系的重要组成部分，*长输管道项目是笔者亲自参与设计并实践的一个大型项目工程，整个长输管道起自烟台港西港区液化油品码头，途经山东烟台市、潍坊市、淄博市、东营市、滨州市和山东省潍北农场。包括一条干线和五条支线。关于*长输管道项目的基本情况是：1）线路全长424.9km，穿越大中型河流32次，穿越高速公路7次，穿越铁路4次，二级以上等级公路约33次。全线共设阀室12座。2）所有干线和支线采用3层PE防腐，干线共设阴极保护站7座。3）全线设烟台首站（烟台港西港区液化油品码头配套罐区的管道输送泵房）、招远热泵站、寿光热泵站、雅和庄分输站、华星分输站、联盟末站、正和末站、京博末站、金诚末站、汇丰末站共计10座站场，其中在正和末站预留到东营垦利石化的分输接口，在金诚末站预留到高青宏远石化的分输接口。全线采用加热密闭输送，管道设计输量为M100/180重质化工原料1500104t/a，管道启输量1000104t/a。由于该工程是一个典型的多头管理、分别施工、相互交叉、彼此干扰的“系统工程”，内容烦琐、施工难度大、管理协调复杂。要在规定的时间内顺利完成这项工程，就需要运用现代的管理方法对项目工程进行全面的统筹和系统的计划。当前，广泛流行的CPM/PERT网络计划技术既是一种科学的计划方法，又是一种有效的工程管理方法，已经广泛的应用到一些大型的项目设计和管理中。CPM/PERT网络计划技术，相对于传统横道图计划，能有效的克服传统横道图存在的计划分散、不能表达各工序之间的逻辑关系，工程实践中存在着盲目性等缺点，可以有效优化项目设计、高效的配置资源，以提高管理效率，提升管理水平。在实际的*长输管道项目的设计实施过程中，笔者与有关人员一起采用网络计划技术这一现代管理方法，对*长输管道项目的设计进行优化，对整个项目各工序之间的关系进行了设计协调，以确保整个工程在规定的时间内高质量地完成。本文依据*长输管道建设项目的设计和实施过程，以实际的工程项目为背景，在项目设计、施工方案、管理经验的基础上，逐步地、稳妥地进行工程计量课题的实践工作，以网络计划技术为基础，对*长输管道设计项目的进度风险进行了科学细致的分析，对项目的控制和实施制定了详细的计划，并根据网络计划技术的原理、方法最终确定了项目实施的关键线路。总的来说，论文结合*长输管道项目的实际，从应用背景说明、具体方法描述、网络计划设计、具体项目实践等多个方面，全面阐述了网络计划技术在实际项目中的应用，并通过实际案例对网络计划技术的应用进行了梳理和总结，并在应用中发现问题重新研究加以完善。本文为类似的长输管道工程建设提供了项目设计方面的参考依据，希望在本文的基础上，通过不断的探索，能找到一套符合我国管道建设工程现状实践的、具有可操作性的、先进的项目工程设计解决方案。1.2 研究现状1.2.1 关于网络计划技术网络计划技术是指用于工程项目的计划与控制的一项管理技术。它是五十年代末发展起来的，依其起源有关键路径法（CPM）与计划评审法（PERT）之分。1956年，美国杜邦公司在制定企业不同业务部门的系统规划时，制定了第一套网络计划。这种计划借助于网络表示各项工作与所需要的时间，以及各项工作的相互关系。通过网络分析研究工程费用与工期的相互关系，并找出在编制计划及计划执行过程中的关键路线。这种方法称为关键路线法（CPM）；1958年美国海军武器部，在制定研制“北极星”导弹计划时，同样地应用了网络分析方法与网络计划，但它注重于对各项工作安排的评价和审查，这种计划称计划评审法（PERT）。鉴于这两种方法的差别，CPM主要应用于以往在类似工程中已取得一定经验的承包工程，PERT更多地应用于研究与开发项目。CPM/PERT网络计划技术既是一种科学的计划方法，又是一种有效的生产管理方法，已经广泛的应用到一些大型的项目管理中，作为一个大型的*管道设计项目，其管理计划是整个项目的重要组成部分，直接决定了项目的效益甚至成败，基于此，本文以*管道设计项目为平台，对CPM/PERT网络计划技术在整个项目管理过程中的应用展开了深入的研究。1.2.2 网络计划技术的历史演进从20世纪初，HL甘特创造了“横道图法”，人们都习惯于用横倒图表示工程项目进度计划。随着现代化生产的不断发展，项目的规模越来越大，影响因素越来越多，项目的组织管理工作也越来越复杂。1956年，为了适应对复杂系统进行管理的需要，美国杜邦耐莫斯公司的摩根沃克与莱明顿公司的詹姆斯.E.凯利合作，利用公司的Univac计算机，开发了面向计算机描述工程项目的合理安排进度计划的方法，即Critical Path Method，后来被称作关键路线法（简称CPM）；在1958年初，将该方法用于一所价值一千万美元的新化工厂的建设，经过与传统的横道图对比，结果使工期缩短了4个月。后来，此法又被用于设备维修，使后来因设备维修需要停产125小时的工程缩短78小时。仅一年就节约了近100万美元。从此，网络计划技术的关键线路法得以广泛应用。1958年，美国海军特种计划局在研制北极星导弹核潜艇时，北极星计划规模庞大，组织管理复杂，整个工程由8家总承包公司，250家分包公司，3000家三包公司，9000多家厂商承担。该项目采用网络计划评审技术(Program Evaluation and Review Technique，简称)，使原定6年的研制时间提前2年完成。1960年后，美国又采用了PERT技术，组织了阿波罗载人登月计划，该计划运用了一个7000人的中心试验室，把120所大学，2万多个企业，42万人组织在一起，耗资400亿美元，与1969年，人类的足迹第一次登上了月球，使PERT法声誉大振。随后网络技术风靡全球。后来，为了适应各种计划管理的需要，以CPM方法为基础，又研制出了其他一些网络计划法，如搭接网络技术（DLN），图形评审技术（GERT），决策网络计划法（DN），风险评审技术（VERT），仿真网络计划法和流水网络计划法等。从此，网络计划技术被许多国家认为是当前最为行之有效的、先进的、科学的管理方法。1.2.3 国内外对网络计划技术的研究及应用情况作为一项先进的管理手段，网络计划技术最初起源于西方发达的工业国家，并在一些大型的工程项目中应用。自60年代中期引入我国，推广至今已有30 多年，在部分跨地区的大型建筑企业集团和大型项目中得到了较好的应用，取得了良好的经济效益和社会效益。不管是国外还是国内，都开展了大量的针对网络计划技术的研究和应用工作。n 国外对网络计划技术的研究应用情况国外工程项目的管理主要包括计划管理、资源管理、成本管理三大模块，并辅之以人工智能（AI）、专家系统（KBES）、计算机辅助设计等内容。在项目管理的三大模块中，计划管理是核心和重点。计划管理以系统工程学网络技术为理论基础，在项目管理中主要是采用关键路线法（CPM）完成生产计划的编制，注意各工序之间的合理搭配，以实现对工期的最优化控制。在计划管理中，网络计划（PERT）和横道图计划（GANTT）有机地结合在一起，只输入一次初始数据，设定好工序间的逻辑关系，编制出一种图形方式的计划，即可直接转换到另一种方式的计划，极大地方便了用户。为了适应现代化生产发展和现代化科研对计划、组织工作的需要，从五十年代开始，一些国家在计划的方法论上进行了大量的研究工作，并在此基础上逐步形成了一门专业的项目管理技术，即网络计划技术。网络计划技术的实用性和科学性离不开实践的检验，在1957年的时候，美国杜邦公司首先研究并将关键路径法（CMP）应用到化工厂的建设和维修工作中，结果将整体工作量缩短了3040%；1958年，美国海军特种计划在研制北极星导弹的工作中也应用了网络计划技术（PERT），结果使整个研究计划提前了两年完成；1972年“阿波罗”登月计划成功，这项计划共历时十一年，全国有42万人、120所大学和科研院所、2万多家企业参加，使用了600台计算机，其中就运用了网络计划技术。这些复杂的大型项目的成功，进一步证实了网络计划技术在大型项目管理中无可比拟的优越性。这也加速了该技术在全世界范围内的推广和应用。到目前为止，还没有发现其它更先进的方法来替代网络计划技术。n 国内对网络计划技术的研究应用情况我国，是从20世纪60年代开始运用网络计划的，著名数学家华罗庚教授结合我国实际，在吸收国外网络计划技术理论的基础上，将CPM、PERT等方法统一定名为统筹法。在国内应用网络计划技术进行工程项目控制和管理，已较为普遍，如中建一局四公司在北京施工的富华大厦工程、中国工商银行工程等，在这些项目工程中，应用网络计划技术进行工程项目的进度控制均取得了一定的成效。虽然网络计划技术在国内的一些大型项目中应用较为普遍，但在很大程度上还流于形式，并不能真正起到控制作用。施工前的网络图及其相关表格做得虽然比较完美，但在实际的施工过程中并不能按照网络计划所规定的步骤去实施，原因是多方面的。首先，是体制上的原因，有时为了完成任务而不惜采用“人海战术”，顾不上科学条理的计划。其次，我们没有完善的规范化的设备和材料市场，往往不能保证如期供应。另外，建筑施工有其行业的特殊性，在排定计划前不可知或不可预见的影响因素很多，诸如设计变更、甲乙双方的洽商变更、人力无法控制的影响因素等都会影响计划的顺利进行。造成这一现状的主要原因是：目前建筑企业和监理单位的计算机应用水平有待提高，现有的网络计划编制与进度控制软件尚不够普及，形成了制约网络计划技术推广、管理水平提高的瓶颈，即使某些单位有此类软件，其利用率也较低。众所周知，在项目实施方案确定后，编制网络计划需要将项目分解为大量的工作，需要表达工作之间复杂的逻辑关系，通过大量的时间参数计算方可求出工期、找到关键工作。因此，若不基于网络计划技术的基本方法，编制符合工程实际的网络计划几乎是不可能的；同样，由人工对复杂的网络计划进行工期、费用和资源的优化也是不可能的。一个高质量编制完成的网络计划，若不能在实施过程中进行及时有效的进度控制，则网络计划仍是一纸空文。以上的这些都是当前我国在应用网络计划技术的客观现状，一方面，网络计划技术现在在我国已广泛应用于国民经济各个领域的计划管理中，并产生了良好的社会效益和经济效益。另一方面，网络计划技术在实际项目中的设计和应用还存在诸多问题，而这些问题正是本文所在解决的重点，首先全面阐述网络计划技术的基本理论知识，其次以*长输管道项目为背景详细的论述在实际的工程项目中，网络计划技术的设计和应用方法。总的来说，网络计划技术，在国内外的大型项目实施中，都得到了应用，尤其是在一些超大型的项目中，PERT技术表现的更加突出，因而，本文针对网络计划技术在实际项目中的应用研究有重要的现实意义。1.3 网络计划技术的优点及必要性作为在项目设计活动中最广泛、最普遍的应用，网络计划技术，有其自身的优点和使用的必要性。这也是网络计划技术得以应用和不断发展的基础。1.3.1 在*长输管道项目中使用网络计划技术的必要性简单的说，要使用网络计划技术，首先是要了解自己所做的工作，哪项工作先做，哪项工作后做，每项工作各占用多少时间，以及各项工作之间的相互关系等，然后以恰当的形式将这些关系表达出来。其次是通过简单的计算，找出哪些工作是关键的，哪些工作不是关键的，同时确定关键工作的路径以及各项目工作之间的顺序和衔接关系。再次，在原来计划方案的基础上进行计划的优化，例如，在劳动力或其它资源有限制的条件下，寻求工期最短；或者在工期规定的条件下，寻求工程的成本最低等等。最后，就是组织计划的实施，并且根据变化了的情况，搜集有关资料，对计划及时进行调整，重新计算和优化，以保证计划执行过程中自始至终能够最合理地使用人力、物力，保证多块好省地完成任务。从以上的简要描述可以知道，对于一个复杂的项目，以上的各个流程是必需的，这些流程需要一套具体的知识或技术进行统一的界定和规范，而这就是网络计划技术，所以说，网络计划技术有其存在的客观必要性。针对本文所阐述的，网络计划技术在*长输管道项目设计中的应用，结合项目的实际，在此项目中使用网络计划技术，其必要性休现在如下几个方面。*长输管道，线路长，横跨多个地域，且地形复杂，工程整体难分，因而施工经常处于流动过程中。这种生产空间的变化意味着施工条件、施工人员或环境的改变，工程项目的施工组织与管理将随着施工方法和顺序的变化而变化，以适应新的条件。这就需要网络计划技术进行整体的设计和规划。*长输管道项目，施工期限较长，同一工程项目的施工一般都要经历四季气候条件的变化，这给露天施工作业带来很大的影响。为了缩短施工期限，可利用工程体系庞大的特点，组织多层次立体交叉作业和平行流水作业，利用空间以争取缩短施工期限。这种组织施工的方法要求不同的施工单位或不同的工种之间密切配合，因而需要通过网络计划技术制定详细的施工组织计划，并严格按计划执行。*长输管道项目，虽然是一个整体的项目，但不同的地域、不同的时段、不同的环境，都有不同的施工组织特点和要求，不可能一概而论，因而，要使用网络计划技术，在工程项目的实施过程中根据其用途、地理位置、自然和技术经济环境的变化等，综合考量、全面统筹，这样才能保证项目的进展不出差错。*长输管道项目，工程量大，涉及人员众多，涵盖专业广泛，相对而言是一个多工序、多任务的复杂工程，需要对其进行专业化的设计和管理，使用网络计划技术可以加强项目施工中各工种的协调，优化劳动力、资源的配置，在整个项目过程中保证时间、费用和质量。总的来说，*长输管道项目的施工具有工程复杂、环境多变及严格而密切的配合等特点，这也决定了项目设计与管理的复杂性。只有在项目的整体设计中，应用网络计划技术，把整个项目工程作为一个整体来考虑，按照一定的程序对其进行合理安排，并通过网络计划本身所特有的反馈作用，调整和改进设计及管理工作，才能使整个工程得以全面地达到优质、节省和快速的要求。通过笔者参与*长输管道项目设计的实践证明，网络计划技术在*长输管道设计项目中的应用能缩短工期20%左右，降低成本10%左右，可以说，使用网络计划技术是极其必要的。1.3.2 网络计划技术的优点上文描述了在*长输管道项目中应用网络计划技术的必要性，大量的实践以及笔者此项目中的亲身经历证明，网络计划技术作为一种通用的网络管理计划技术，在工程项目中，尤其是在类似*长输管道设计的大型项目中，使用网络计划技术进行项目的设计和管理，有以下主要优点：n 保证工作逻辑的严密在项目中使用网络计划计划，能充分反映工作之间的相互联系和相互制约关系，能保证工作之间逻辑关系的严谨、严密。n 进行全局的统筹和规划网络计划技术，能告诉我们各项工作的最早可能开始、最早可能结束、最迟必须开始、最迟必须结束、总时差、局部时差等时间参数，它所提供的是动态的计划概念，能对项目的全局进行全面的统筹和规划，能保证整体的协调和联动。n 能抓住关键工作应用网络计划技术，可以区分关键工作和非关键工作。在通常的情况下，当计划内有10项工作时，关键工作只有34项，占3040%；有100项工作时，关键工作只有1215项，占1215%；有1000项工作时，关键工作只有7080项，占78%；有5000项工作时，关键工作也只不过150160项，占34%；据说世界上曾经有过10,000项工作的计划，其中关键工作只占12%。因此，工程负责人和领导同志只要集中精力抓住关键工作，就能对计划的实施进行有效的控制和监督。n 最优化设计应用网络计划技术可以对计划方案进行优化，即根据项目所要达到的目标，得到最优的计划方案。n 过程控制网络计划技术可以对整个项目过程进行控制，不仅能科学的控制成本和资源，也是控制工期的有效工具。在一个完整的项目工程中，其施工条件是千变万化的，而网络计划技术能有效的适应这种变化，采用网络计划进行项目的设计和规划，在不改变工作之间的逻辑关系，也不必重新绘制网络图的情况下，只要收集有关变化的情报，修改原有的数据，经过重新计算和优化，就可以得到变化以后的新计划方案，以达到控制整个项目过程的目的。n 现代管理方法的基础网络计划计划，这种预先以计算的方法所确定的计划技术能够和先进的电子计算机技术结合起来，从计划的编制、优化到执行过程中的调整和控制，都可借助电子计算机来进行，从而为计划管理的现代化提供了基础，同时，网络计划技术的科学性、高效性、实用性，也是项目管理技术的重要组成部分，是现代管理方法的基础。除了以上所述的优点，在建设工程所实行的投资包干和招标承包制中，施工过程中对进度管理、工期控制和成本监督的要求也愈益严格，网络计划技术可以在这些方面也是有效的手段之一。同时，网络计划也可以作为预付工程价款的依据。随着管理技术改革和不断发展，网络计划技术也越来越多的应用于大型的项目管理中，网络计划技术也以其自身的诸多优点越来越受到项目管理及设计人员的重视。本文以实际的*长输管道项目为基础，全面阐述了网络计划技术在此项目设计中的应用方法和实践结论，有一定的现实借鉴意义。1.4 主要研究内容本文以为实现这一目的，本文主要做了如下工作：（1）对当前网络计划技术应用的背景、现状以及网络计划技术的发展进程进行了说明，同时介绍了网络计划技术在*长输管道项目中应用的必要性和优点。（2）全面深入了介绍的网络计划技术的基础知识体系，对网络计划技术的基本概念、原理、特点、表现形式，以及网络计划技术的编制、优化、调整等进行了详细的说明，为下文探讨网络计划技术在项目设计中的应用奠定基础。（3）重点讲解了网络计划技术在实际项目的应用，将PERT技术体系的基本理论、基本方法和基本要求，与本文所述的*长输管道项目的应用实际结合起来，通过PERT技术对实际项目进行相关的进度风险分析以及确定关键线路，并最终指导设计项目的成功完成，真正做到理论与实践的结合。（4）以实际的*长输管道项目的依据，介绍了项目的特点和要求，论述了将网络计划技术一整套知识体系应用到*长输管道设计项目中的过程和方法，从理论到实践并最终用网络计划技术来指导实践都进行了说明。1.5 论文章节安排在文章的后续部分，将继续深入讨论网络计划技术的基本原理和应用机制，同时，将结合*长输管道项目的实现，详细阐述网络计划技术在此项目设计中的应用。具体的研究内容及章节组织如下：第2章：综述了网络计划技术，从网络计划技术的基本内容到网络图，再到网络计划的编制及优化和调整等，都进行了详细的说明。基于理论的角度对网络计划技术的整个知识体系和所涉及的知识点进全面的介绍。第3章：重点讲解了网络计划技术在设计项目中的实际应用，结合*长输管道设计项目的实际，使用PERT技术对其进度风险进行了深入的分析，对风险分析的基本理论、基本方法、基本过程及分析结果也进行了详细的论述。与此同时，在基于PERT和关键线路技术理论的基础上，提出了一套在*长输管道项目中确定关键线路的技术方法，对设计项目中确定关键线路的任务要求、求解方法和理论及最终结论等，都进行了细致的说明。第4章：从实际的*长输管道设计项目出发，对长输管道项目的设计特点、管理特点等进行了详细的说明，重点介绍了网络计划技术在*长输管道设计项目中具体应用，同时阐述了在设计项目中应用网络计划技术的特性和原则，是一次具体化的理论指导实践的过程。第5章：对全文的工作进行了总结，对网络计划技术的发展趋势进行了展望。 75 / 87第2章 网络计划技术综述2.1 网络计划技术2.1.1 网络计划技术概述网络计划技术是现代管理科学总结出的一种比较有效的管理方法。它的总体思路是以缩短工期、提高效率、节省劳力、降低成本消耗为最终目标，通过较为形象的事件关系图一网络图来表示预定计划任务的进度安排及其各个环节之间的相互关系，并在此基础上进行系统分析，计算时间参数，找出所谓的关键性线路，然后利用时差，进一步改进实施方案，以求得工期、资源、成本等的优化。在计划执行过程中，又可以通过信息反馈，不断地对实际进程进行监督、控制和调整，以保证达到预期的目标和最佳效果。网络计划技术是包含了各种网络计划方法的统称。网络计划技术的设计思想是:先高度抽象化，以最简洁的符号表达各种不同的事物和它们之间的联系，即用节点(或箭头)表示某项工作，用箭头(或节点)组成类似于网络的形式来表达一项计划(工程)中各种工作(任务、工序)的先后顺序和相互关系，选择这些符号和表达方式只是因其简单和形象;然后，通过有联系的逻辑关系累计计算找出计划中决定总工期的一组工作，这组工作的逻辑顺序形成的“步骤链”被称作关键线路;接着，通过不断均衡各工作的消耗，尽量缩短关键线路，以求得网络计划的改善，最终选择较为满意的方案付诸实践;当计划执行时，利用网络计划进行控制和不断的平衡，从而保证最合理地使用人力、物力和财力，以最小的付出获得最大的效果。由于网络图突出了整个工程项目的主要矛盾，明确了各个工作间相互配合的关系，因而使各方面围绕主要矛盾线紧密配合地工作，克服了忙乱、窝工现象，使工程得以有计划、有步骤地进行。显而易见，网络计划法能使工程“计划分明，重点突出，心中有底，配合紧密”，是适应现代化建设需要的一种有效的管理手段。正是由于这个原由，自五十年代出现网络计划技术以来，此方法便迅速引起世界各国的重视，在工业、农业、国防和大规模科学研究的计划管理中都得到了广泛应用。2.1.2 网络计划技术的主要内容网络计划技术，是一套基于运筹学理论的完整知识体系，所涵盖的内容广泛而深入，单就网络计划技术在项目设计中的应用而言，它主要包括了以下几个方面的基本内容：n 网络图网络图是指网络计划技术的图解模型，反映整个工程任务的分解和合成。分解，是指对工程任务的划分；合成，是指解决各项工作的协作与配合。分解和合成是解决各项工作之间，按逻辑关系的有机组成。绘制网络图是网络计划技术的基础工作。n 时间参数在实现整个工程任务过程中，包括人、事、物的运动状态。这种运动状态都是通过转化为时间函数来反映的。反映人、事、物运动状态的时间参数包括：各项工作的作业时间、开工与完工的时间、工作之间的衔接时间、完成任务的机动时间及工程范围和总工期等。n 关键路线通过计算网络图中的时间参数，求出工程工期并找出关键路径。在关键路线上的作业称为关键作业，这些作业完成的快慢直接影响着整个计划的工期。在计划执行过程中关键作业是管理的重点，在时间和费用方面则要严格控制。n 网络优化网络优化，是指根据关键路线法，通过利用时差，不断改善网络计划的初始方案，在满足一定的约束条件下，寻求管理目标达到最优化的计划方案。网络优化是网络计划技术的主要内容之一，也是较之其它计划方法优越的主要方面。2.1.3 网络计划技术在设计项目中的应用在上文所述的网络计划技术的主要内容可知，作为一项专门的项目设计及管理技术，网络计划技术在整个项目的设计中起着关键而又特殊的作用，是项目设计的方法论和重要理论依据。结合笔者参与的*长输管道项目的实际，从整个项目的设计及实施过程来看，网络计划在项目设计中的应用主要有以下几个方面。网络计划技术可以准确估算整个工程项目的历时，根据项目工期的要求，依据项目各工种、工序之间的联系，进行工作分解和人员分配，从则估算出每个子任务所需的时间，进而推算出整个项目的历时。这为项目的整体规划和进度安排提供了重要的依据。网络计划技术在设计项目中，为项目工程的活动确定了明确的进度计划。通过网络图我们可以知道每个活动在什么时候开始、什么时候结束，这就可以为该活动合理的分配资源、适时的分配所需的资源。对于需要的人力资源，也可以提前安排或是事先进行相关培训，这样可以保证整个项目有条不紊的进行。网络计划技术在设计项目中为优化工程项目进度提供数据，通过网络计划可以事先确定项目活动的先后顺序，确定项目的各个子任务之间的依赖和联系，以及它们之间的数据关系，这样可以使项目的进度达到最优。网络计划技术在项目设计中，能为项目实施的个体包括项目经理和施工人员提供一个“进度指南”，整体项目的网络图不仅设计了项目整体的进度和计划，同时将项目所依赖的每个子任务分解到相应的实施个体上，这样每个活动的负责人和时间进度都有了明确的标识，可以保证项目整体的协调和推进。网络计划技术在项目设计中，通过削减非关键路径上活动的资源，降低项目的成本，节省资源。在分配资源时，要优先满足关键路径上的活动，对于非关键路径上的活动，只要在该活动允许的时间内满足该活动的资源分配即可，这样可以大大我减少项目成本。网络计划技术在项目设计中能为项目提供早期的预警。如在一个为期6个月的项目中，如果第一个活动的实际完成时间是4周，而不是计划的3周，那么活动时间的先后关系将立刻提示项目负责人，在目前这种情况下，在此活动的每个后续活动都将会延后一周开始，并且项目至少会推迟一周才结束。如果没有网络计划的总体规范和约束，在一个庞大项目的实施过程中很难察觉到一个活动的延误会对项目剩余活动的影响。网络计划技术在项目设计中，可以明确的如何压缩关键路径上活动的历时或者应该为哪些活动增加额外的资源；也可以尝试将一些假设加入项目计划中，并评估因此而产生的影响；还可以帮助项目负责人区别项目的延误是由于工作本身的特点还是由于活动之间的逻辑先后关系引起的，或者是由于资源的利用率低而造成的。总的来说，网络计划技术在项目设计中的应用是多方面的，也是必不可少的，网络计划技术是一种科学的计划管理方法，它在工程项目计划管理中的使用价值已得到了高度的认可。网络计划技术以缩短工期、提高生产力、降低消耗为目标。它可以为项目管理提供许多信息，有利于加强项目管理。它有助于管理人员全面了解、重点掌握、灵活安排、合理组织、经济有效完成项目目标。因此，实践证明，网络计划技术是很值得在工程实践中得到大力推广的实用型技术。2.2 网络计划技术的原理及特点2.2.1 网络计划技术的基本原理网络计划技术的基本原理就是通过网络图明确地表示出一项计划任务的进度安排并反映出组成计划的各项活动（或各道工序）及其作业之间的相互关系和影响因素；在网络分析的基础上计算网络时间，确定关键线路；并利用时差不断改善网络计划，综合考虑时间与资源的优化方案，制定出较为科学的网络计划。在计划执行过程中，通过信息反馈进行监督与控制，以保证达成预定的计划目标。网络计划技术提供了提高管理成绩与效能的一种手段，但它并不能代替有效的管理。在运用网络计划技术以前，经理人员必须对目标和方法作出重要的判断，因为网络计划技术要求具体说明中期目标和最终目标，以及为达到这些目标所必需的活动。而一旦方案目标决定之后，即应分析计划的内容，估计所需的费用，配属有关资源，逐项研究分析估计以减少不确定因素，甚至酌定执行考核标准。而作业人员则必须通盘了解工作特性与作业程序，并综合各方意见，才能订出完善的工作计划。2.2.2 网络计划技术的基本特点网络计划技术的最大特点是，它通过网络图的表示形式，可以准确表述各个工作间的独立性和从属性，因而能够得到最易处理的总计划。网络计划技术的基本特点有以下几个方面：网络计划技术的主要物点就是能紧紧抓住事物发展的主要矛盾，“统筹兼顾”，以取得节约资源的效果。网络计划技术能从整体的、系统的观点出发，全面地统筹安排人、财、物，并考虑各项工作之间相互依存的内在逻辑关系。网络计划技术是以工作所需的工时为基础，用“网络图”反映工作之间的互相关系和整个工程任务的全貌，通过数学计算，找出对全局有决定性影响的各项关键工作，据以对任务做出切实可行的全面规划和安排。网络计划技术所确定的关键线路，着重体现工作效率上多与快的关系，可以最大限度的在保证质量和工期的前提下，压缩成本，缩短生产周期，提高管理效率，这样便把好与省结合起来。网络计划技术，可以合理的配置资源，将人力、物力、财力等最大限度的向关键线路倾斜，让非关键线路上各工作的资源向关键线路上各工作转移，以保证任务如期或提前完成，达到项目整体最优化的目的。2.3 网络计划的表现形式网络图2.3.1 网络图的概念网络图是由箭线和节点组成的，用来表示工作流程的有向、有序的网状图形，网络计划是在网络图上加注工作时间参数而编制的进度计划。可以说，网络计划的表现形式就是网络图。n 网络图的定义网络图，顾名思意，因其形状像网络一样而得名。它是一种表示某项工程中各种作业或各个工序的先后衔接关系及其所需用的时间与费用 的图解模型。这种图解模型是从整体的、系统的观点出发，并考虑到各项活动之间的依存养系和内在逻辑关系，将时间和资源作统筹安排而绘制的，接着通过计算，找出关键工序和关键路线并不断改善网络图，选择最优方案，付诸实施，然后，在计划的执行中按照网络图进行控制与监督，以求又快又好又省的完成计划任务的一种现代管理技术。n 网络图的构成要素网络图的组成要素在运筹学的图论中已有明确定义，即网络图是由代表客观事物的节点的集合和代表他们之间关系的边的集合组成的图，并有相应表达式来规范这一定义，如（2-1）所示的，就是运筹学的图论中所定义的网络图表达式。 （2-1）在（2-1）中，V，表示节点的集合，E，表示边的集合。表达式（21）是对网络图基于理论角度的抽象定义，而在实际的网络计划技术中，构成网络图的要素主要有三个，分别活动、事项和路线。活动活动，指的是一项工作或一道工序，又称工种工序作业，活动在网络计划的设计中，又分实活动和虚活动两种。实活动指的是占用时间，消耗资源的活动，用符号“”表示活动，这一符号又称实箭线；而虚活动指的是不占用时间和资源、而仅仅表示逻辑关系的活动，与实箭线对就，用符号“”表示，即虚箭线。不管是实活动还是虚活动，网络图中的箭线长短与工序的时间长短无关。事项事项，也称事件，指的是一项事件活动的瞬时开始和瞬时结束，事项在有些文献中也称为节点，其符号“”表示事项。这一符号有双重含意，表示前一事项结束和后一事件开始，有瞬时性、连续性和直观性的特点。在网络中，左边第一个节点，叫做始点，最右端的节点，叫做终点。路线路线，从始点终点过程中、中间一系列间线首尾相接的箭线叫路线，也叫通道，在实际项目中就是从一道工序到另一道工序的过程。网络图就是由许多的路线构成的，在这些路线中，其中最长的路线叫做关键路线，关键路线上的工序叫关键工序，关键路线一般用双实线或加粗线表示。图 所示是，就是某项目中应用网络计划技术进行设计的网络图示例。图使用的是箭线图法(ADM)或双代号作图法所绘制的网络图(AOA)。在图 中，体现了活动、事项、路线的网络图的主要组成要素，其中字母A、B、C、D、E、F、G、H、I、J代表了项目中需要进行的活动，箭线则表示活动排序或任务之间的关系，而事项之间的连线就是路线了。例如，活动A必须在活动D之前完成，活动D必须在活动H之前完成等等，通过网络图就直观的体现了工序之间的联系及先后关系。2.3.2 网络图的分类由于网络计划技术的应用范围日益扩大，而且对于一些实际的工程项目而言，项目越是复杂，所要考虑的头绪越多，各工种、工序间的协调要求就越严密。对于一些时间紧迫、任务繁重的项目工程，采用网络计划技术进行项目的设计和管理，已经成为必需的要求。针对不同的项目，它们的性质、特点、要求、结果等均不相同，那么基于网络计划技术进行项目设计和管理的侧重点也不就不同。因而在实际的应用中，根据设计的主次、重点及要求的不同，也出现了多种类型不同的网络图，一般网络图可以分为如下几类。l 根据研究的对象的范围分，可分为总网络图（一级）、分网络图（二级）和基层网络图（三级），这种划分方式也称为多级网络图划分。l 根据作业时间的计算性质分，可分为肯定型和非肯定型的网络图。l 根据网络图目标来划分，可分为单目标网络图和我目标网络图l 根据是标注时间来划分，可分为程序网络图和计划网络图l 根据绘图符号不同来分有，可分为以下两种类型的网络图：箭线式网络图：用箭线表示活动，用结点代表事项，这种网络图也称为双代号网络图。结点式网络图：用结点表示工序活动，用箭线代表事项，这种网络图也称单代号网络图。以上的网络图分类，可以如下的图 直观的表示。2.3.3 网络图的绘制上文所述的网络图的分类中，与网络图绘制有关的就是就是依据绘图符号不同而进行划分的双代号网络图和单代号网络图，这两类网络图的绘制规则及方法既有相同也有不同的地方，下面分明说明这两种网络图的绘制。2.3.3.1 双代号网络图的绘制双代号网络图，是网络图的种类之一，其中“双代号”的意思是在绘制网络图的过程中以箭线及其两端节点的编号表示工作的网络图。n 双代号网络图的绘图规则在双代号网络图的绘制过程中，箭线的使用、编号的要求、连线的方式等，都有严格的规则，这些基本规则说明如下：（1）网络图的节点应用圆圈表示。节点都必须编号，所编的数码叫代号，代号必须标注在节点内。代号严禁重复，并应使箭尾节点的代号小于箭头节点的代号。代号的排序可以连续，也可以间断。（2）必须按已定的逻辑关系绘制。（3）严禁出现循环回路。（4）网络图中的箭线（包括虚箭线）应保持自左向右的方向，不应出现箭线指向左方的水平箭线和箭线偏向左方的斜向箭线。（5）箭线严禁出现双向箭头和无箭头的连线。（6）严禁出现没有箭尾节点的箭线和没有箭头节点的箭线。（7）严禁在箭线上引入或引出箭线。但当网络图起点节点有多条外向箭线，或终点节点有多条内向前线时，为使图形简洁，可用母线法绘图。（8）宜避免箭线交叉，当交叉不可避免时，可用过桥法或指向法表示（9）网络图应只有一个起点节点和一个终点节点（多目标网络计划除外）要绘制一个正确、严密、通用的网络图，以上的绘图规则是必须要遵循的。因为在一个大的工程项目中，项目的设计、实施、管理是由不同的人、不同的团队来完成的，遵循了统一规则的网络图才能通用性和普遍性，也才能真正的得以实用。n 双代号网络图的绘制方法按照以上的规则进行网络图的绘制时，还有一些通用的绘制步骤，这些步骤就是在项目的网络计划设计中普适的绘制方法，依据这些方法可以大大提高网络计划的设计效率。第一步：先绘出没有紧前工作的各项工作。即在起点节点绘一条竖向母线；然后将各项工作从母线上引出，使它们具有相同的开始节点，以保证网络图只有一个起点节点。第二步：依次绘制其他工作箭线。这些工作箭线的绘制条件是其所有紧前工作箭线都已经绘制出来。在绘制这些工作箭线时，应按下列原则进行：(1)当所要绘制的工作只有一项紧前工作时，则将该工作箭线直接画在其紧前工作箭线之后即可。(2)当所要绘制的工作有多项紧前工作时，应按以下四种情况分别予以考虑：对于所要绘制的工作(本工作)而言，如果在其紧前工作之中存在一项只作为本工作紧前工作的工作(即在紧前工作栏目中，该紧前工作只出现一次)，则应将本工作箭线直接画在该紧前工作箭线之后，然后用虚箭线将其他紧前工作箭线的箭头节点与本工作箭线的箭尾节点分别相连，以表达它们之间的逻辑关系。对于所要绘制的工作(本工作)而言，如果在其紧前工作之中存在多项只作