




已阅读5页,还剩56页未读, 继续免费阅读
(技术经济及管理专业论文)基于机动时间的关键链缓冲设置和管理研究.pdf.pdf 免费下载
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
华北电力大学硕士学位论文 摘要 关键链项目管理方法在缩短工期方面的应用取得了很好的效果,关键链理论也 成为学者们研究的热点。本文对目前关键链研究中的空白领域机动时间及其特 性进行了研究。利用机动时间特性解决了在复杂的网络中关键链和接入链的识别问 题,所用方法简单有效。利用c p m 网络研究关键链机动时间特性,解决了因接入缓 冲区尺寸过大影响关键链的问题,完善了关键链缓冲区的设置方法。 关键词:关键链,c p m ,机动时间,缓冲区 a b s t r a c t t h ea p p l i c a t i o no fc r i t i c a lc h a i np r o j e c tm a n a g e m e n ta p p r o a c hf o rs h o r t e n i n gt h e p r o j e c td u r a t i o ni np r a c t i c a lh a sa c h i e v e dg o o de f f e c t s a n dt h et h e o r yo fc r i t i c a lc h a i n h a sa l s ob e e naf o c u sf o rm a n yr e s e a r c h e r s t h ep r o p e r t i e so ff l o a t sw h i c ha r et h eb l a n k a r e a so fc r i t i c a lc h a i nm a n a g e m e n ta r es t u d i e di nt h i sp a p e r t h i sp a p e rs o l v e st h e p r o b l e m so fi d e n t i f y i n gt h ec r i t i c a lc h a i na n df e e d i n gc h a i ni nac o m p l e xn e t w o r ki nu s e o fp r o p e r t i e so ff l o a t s a n dt h em e t h o di ss i m p l ea n de f f e c t i v e p r o p e r t i e so ff l o a t sa r e s t u d i e di nc r i t i c a lc h a i ni nu s eo fc p mn e t w o r k ,a n dt h e nt h ep r o b l e mw h i c ht h ef e e d i n g b u f f e ra f f e c t st h ec r i t i c a lc h a i ni ss o l v e d ,w h e nt h es i z eo ff e e d i n gb u f f e ri sl a r g e rt h a ni t s h o u l db e a sar e s u l tt h em e t h o do fb u f f e rp l a c i n gi si m p r o v e d z h o n gg a n g ( t e c h n i c a le c o n o m i c sa n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db yp r o f q ij i a n x u n k e yw o r d s :c r i t i c a lc h a i n ,c p m ,f l o a t ,b u f f e r 华北电力大学硕十学位论文 目录 中文摘要 英文摘要 第一章引言1 1 1 选题背景和研究意义1 1 2 国内外研究现状2 1 3 本文研究主要内容和创新点3 1 3 1 研究内容3 1 3 2 论文主要创新点3 第二章关键链理论5 2 1 项目管理发展阶段5 2 2 关键链理论基础5 2 2 1 关键链理论主观假设6 2 2 2 项目工期推迟的客观因素6 2 2 3 关键链的概念8 2 2 4 工期估计9 2 2 5 缓冲区9 2 3 关键链与项目调度1 0 2 3 1 精确算法1 0 2 3 2 启发式算法:1 l 2 4 关键链缓冲区估计1 2 第三章复杂网络中关键链与接入链识别新方法研究1 5 3 1 双代号网络图基本概念1 5 3 2c p m 网络计划中的时间参数1 6 3 2 1 节点的时间参数1 6 3 2 2 工序的时间参数1 7 3 2 3 机动时间1 9 3 3 关键链和接入链识别原理2 1 3 3 1 前主链、后主链和特征路线2 1 3 3 2 定理及引理2 l i 华北电力大学硕士学位论文 3 4 求解关键链2 3 3 4 1 关键路线寻找方法2 3 3 4 2 解决资源冲突2 4 3 4 3 关键链识别方法2 4 3 5 接入链识别2 4 3 5 1 接入链定义2 4 3 5 2 接入链定义的依据2 4 3 5 3 接入链的识别方法2 5 3 6 算例2 5 第四章关键链网络中机动时间特性研究3 1 4 1 关键链向c p m 网络等效转化研究3 1 4 1 1 关键链等效转化为c p m 网络的意义3 1 4 1 2 缓冲节点的含义3 1 4 1 3 关键链双节点网络计划图的绘制规则3 2 4 1 4 关键链等效转化为c p m 网络图的步骤3 2 4 2 插入缓冲区后关键链网络中时间参数的变化规律3 3 4 2 1 缓冲区设置上限定理3 4 4 2 2 缓冲区修正的正确性分析3 5 4 3 关键链中机动时间特性3 5 4 3 1 非缓冲节点最早开始时间不变定理3 5 4 3 2 非缓冲节点最迟结束时间变化定理3 6 4 4 关键链中基于机动时间的缓冲区管理3 6 4 4 1 关键链网络中机动时间的含义3 7 4 4 2 单个工序使用缓冲区界限3 7 4 4 3 缓冲区监视与管理3 8 第五章机动时间特性在关键链缓冲区设置中的应用4 0 5 1 基于一致指数的模糊工期估计4 0 5 1 1 本章所用新符号及表达式说明4 0 5 1 2 三角模糊数一4 0 5 1 3 一致指数4 1 5 1 4 可靠工期与一致指数4 1 华北电力大学硕士学位论文 5 2 缓冲区估计4 2 5 3 算例分析4 2 第六章结论与展望4 5 6 1 总结4 5 6 2 展望4 5 参考文献4 6 致谢5 0 在学期间发表的学术论文和参加科研情况5 1 华北电力大学硕士学位论文 1 1 选题背景和研究意义 第一章引言 关键链项目管理( c r i t i c a lc h a i np r o j e c tm a n a g e m e n t ) 方法是约束理论 ( t h e o r yo fc o n s t r a i n t s ) 在项目管理中的应用,已经成为近年来项目管理领域 理论研究的一个热点。关键链项目管理方法被认为是项目管理领域自发明关键路线 法( c p m ) 和计划评审技术( p e r t ) 以来最重要的进展之一【1 1 。关键链方法在实际应 用中己取得了巨大成功,许多国际知名公司纷纷采用关键链方法提高项目管理绩 效。例如,美国通信设备制造商h a r r i s 公司通过应用关键链方法成功将建设半导 体工厂的时间从行业平均水平4 6 个月缩短到了1 4 个月;以色列航空公司将飞机的 平均维护时间从3 个月降到了2 周;朗讯公司则将r & d 项目的平均工期缩短了2 5 【2 1 。 正因为关键链在实际应用中的成功,学界也开始关注关键链理论,并不断丰富其内 涵。关键链不仅考虑了资源约束,而且体现了管理的艺术性。关键链方法中的缓冲 区为我们研究控制和吸收项目执行过程中由于不确定因素造成的工期波动带来了 全新的思路和方法。 在以往的研究中,学者们关注关键链中的模型和计算问题、风险管理问题以及 关键链应用问题。但是与这些问题相关的机动时间问题却没有得到必要的关注。我 们知道关键链是以c p m 和p e r t 为基础发展起来的新的理论。而机动时间在c p m 网 络研究中有着非常重要的地位,乞建勋教授在c p m 网络机动时间研究中取得了丰富 的、具有创新性的成果,这些成果在解决项目进度计划中的赶工问题、排序等优化 问题上有很好的应用,这也使得c p m 网络在实际的项目管理应用中可以有更多的方 法和科学依据。作为c p m 和p e r t 理论的继承者,关键链中的机动时间及其特性非 常值得关注,因为无论是c p m 法、p e r t 还是关键链技术,他们所研究的对象都是项 目进度计划,都可以表示为网络图。因此研究机动时间及其特性也一定能在解决关 键链管理问题中发挥作用。 对于缓冲区设置的研究,学者们把主要经历放在缓冲区大小的估计上,对缓冲 区的管理。但是由于计划网络结构较为复杂,在网络中往往存在大量的机动时间, 工序工期推迟或延长并不一定会使用缓冲区,而是有一个界限,超过这个界限缓冲 区才会被使用。因而研究关键链中机动时间的分布对完善缓冲区管理尤为重要。所 以有必要把机动时间和缓冲区同时考虑,研究机动时间和缓冲区的联系以及相互作 用相互影响,将完善关键链中缓冲区管理研究的不足,也为缓冲区设置提供新的思 路。 华北电力大学硕士学位论文 在项目的进行中由于不确定因素造成了资源冲突,一利用机动时间同样可以较好 地解决资源冲突,尤其是在不希望重新制定网络计划的条件下。所以研究关键链中 机动时间及其特性,无论对于缓冲区设置本身还是利用关键链理论进行项目管理和 调度都有十分重要的意义。 1 2 国内外研究现状 1 9 9 7 年以色列管理学者高德拉特( g o l d r a t t ) 博士首先提出了约束理论以及在 项目管理中的应用方法关键链【3 ,4 】。他先后推出了约束理论、绝不是靠运气、 关键链,讲述了约束理论发展完善和应用问题。 很多文献对关键链的定义,g o l d r a t t 在关键链中将关键链定义为:“最长 的一串依存的步骤,由不同的部分组成,部分由于路径本身,部分由于资源分配”。 马国丰认为在一个项目体系中,如果考虑不确定因素对它的影响,总存在对项目周 期起直接制约的环节,这些环节连成一个步骤链,所形成的链就是关键链f 5 1 。李拮 认为各工序持续时间、紧前关系与资源供求之间的相互作用共同决定着项目总工 期,这种相互作用导致一个或更多的工序序列决定了项目最早完工时间,将这种序 列称为关键链【6 1 。 文献 7 - 1 2 研究了关键链技术在项目管理中的应用,蔡晨、万伟【7 ,8 】把约束理论 应用于项目管理,并把关键链和p e r t c p m 结合起来。文献 9 把关键链技术和思想 应用具体的项目管理中,文献 1 0 把关键链技术用于火电机组进度管理上并节约了 大量的费用。马国丰等人在文献 11 中提出了一个在i n t e r n e t 环境下的项目进度 管理系统及其相应的实现技术。 , 文献 1 3 - 1 5 研究了关键链中项目风险管理,其中文献 1 4 在资源约束和工期 不确定的条件下提出了模糊关键链管理,并提出动态更新工期的方法。文献 1 5 分 析了项目工期风险链式传递机理,并针对性的将关键链管理中的项目缓冲分解到关 键结点之后,这对于抑制风险沿着关键节点传递起到了很好的作用,同时也为本文 的写作提供了一个新的思路。 一些学者对关键链中各种模型进行了研究,e l m a g h r a b y 等人【1 7 】对文献 1 6 j 中基 于改进的t o c 项目调度模型的假设条件、参数设计及算例求解提出不同见解,d u r a n 等人【1 8 l 对关键链法进行拓展深入后提出关键云和关键集的概念,r o h a n 1 9 】综合系统 动力学方法和关键链方法进而提出一个解决复杂建筑工程问题的模型。这些模型和 算法注重求解的有效性无法保证最优性。如果借助c p m 网络来进行计算对象的化简 势必会提高求解的效率。 2 华北电力大学硕士学位论文 文献 2 0 2 4 对关键链缓冲区尺寸量的设定进行了研究,v o n d e r 等人【2 0 l 研究了 通过缓冲器管理和控制项目稳定性与工期权衡问题。张静文等【2 1 l 研究了基于资源受 限项目调度( r c p s ) 的理论与方法,设计了一种项目计划中非关键链上工作缓冲区的 设定方法。该方法综合考虑了工作在资源约束下的自由时间和根据根方差法计算的 接入缓冲区的尺寸。刘士新等人【2 2 】研究了基于资源受限项目调度( r c p s ) 的理论与方 法项目计划中非关键链上工作缓冲区的设定方法综合考虑了工作在资源约束下的 自由时间和根据根方差法计算的接入缓冲区的尺寸。文献 2 3 给出两种方法来确定 关键链项目调度中接入( f b ) 缓冲区大小。其中一种方法是通过网络复杂度来求解, 这对于本文的写作同样提供了一个很好的参考。b e h z a d 等人f 2 4 l 通过用工期和综合风 险的对数正态分布确定参数的分布。近一步给出确定缓冲区大小新的方法的根方差 法( r s e m ) 。上述研究中考虑到了缓冲区设置和自由时差的关系,但是,在网络结 构复杂的情况下,缓冲区所针对的计算对象就不容易准确地找到,所以本文就复杂 网络中接入链的识别方法进行了研究,并解决了该问题。 1 3 本文研究主要内容和创新点 1 3 1 研究内容 ( 1 ) 论文研究了复杂c p m 网络中的缓冲区的计算对象问题,即关键链识别和 接入链识别问题,利用机动时间的性质给出了关键链和接入链的识别方法。只有确 定了关键链和接入链,才能够进行缓冲区的设置。而在以往的研究中很少有人提出 并解决这个问题。 ( 2 ) 论文研究了关键链与c p m 网络等效转化问题,给出了转化方法。利用c p m 网络来研究关键链中机动时间。 ( 3 ) 论文对关键链中机动时间与缓冲区的相互关系进行了研究。提出了单个 工序推迟或延长的情况下对缓冲区产生影响的界限,使得关键链管理中对缓冲区管 理达到了精确的程度。这将为实际工程项目管理中缓冲区管理提供了科学的理论支 持。 1 3 2 论文主要创新点 ( 1 ) 本文解决了复杂网络中关键链和接入链识别问题,给出了关键链和接入 链识别方法。接入链的识别解决了缓冲区的计算对象和设置问题。复杂网络中识别 接入链是关键链向c p m 网络等效转化的先决条件。 3 华北电力大学硕士学位论文 ( 2 ) 本文通过等效转化,第一次利用c p m 网络来研究关键链中的机动时间, 完善了缓冲区的设置方法;明确了关键链中机动时间与缓冲区之间的相互关系,分 析了缓冲区插入前后网络结构的特点,为缓冲区管理提供了新的思路。 4 华北电力大学硕士学位论文 2 1 项目管理发展阶段 第二章关键链理论 项目管理是第二次世界大战后期发展起来的重大管理技术之一,最早起源于美 国。项目管理经历了甘特图、关键路径法( c r i t i c a lp a t hm e t h o d ,c p m ) 、计划评 审技术( p r o g r a me v a l u a t i o na n dr e v i e wt e c h n i q u e ,p e r t ) 、图示评审技术g e r i 和风险评审技术v e r t ,发展到现在的关键链管理( c r i t i c a lc h a i nm a n a g e m e n t ) 。 较为有代表性的项目管理技术比如关键路径方法和计划评审技术,它们是两种分别 独立发展起来的技术。 2 2 关键链理论基础 图2 1 网络计划技术的发展 关键链管理( c c m ) 是高德法特博士以约束理论( t o c ) 为基础在2 0 世纪9 0 年 代中期提出的一种进度管理技术。关键链管理就是约束理论项目管理中的应用。关 键链理论认为项目任务中存在大量的安全时间,同时安全时间并没有能够避免项目 进度超期。关键链理论中除了识别约束,还为项目管理提供了一个较为有效的管理 工具缓冲区。缓冲区的使用使得关键链项目管理受到了项目管理人员青睐,同 5 华北电力大学硕士学位论文 时也成为学者们关注的热点问题。 2 2 1 关键链理论主观假设 关键链理论针对组织行为学中的两个问题进行了分析,并依此提出了关键链理 论: ( 1 ) 学生综合症1 2 5 l 在学生中间,我们经常会碰到这样一种现象:“闲时不烧香,忙时抱佛脚”。平 时应该温习的时间大都花在别的事情上,不到临考试,不会拿起书本认真学习。如 果快到考试时,有通知说考试的时间推后了,一般的学生会如释重负甚至雀跃起来, 但却不会马上去准备考试,照样要等到考试时间来临的前几天才开始挑灯夜战。 学生综合征在项目管理上的反映,就是人们都习惯于等待和拖拉,不到最后关 头不动工。因此,尽管在各个环节预留了足够的安全时间,项目却依然常常延误。 如果我们一开始就能够让人们觉得任务的确很紧迫,那么人们的行动就会有很大的 不同。 ( 2 ) 帕金森定律 诺斯科特帕金森在1 9 5 8 年出版帕金森定律一书。他经过多年调查研究后 发现,_ 二个人做同样的事所耗费的时间可能差别极大他可以在1 0 分钟内看完 一份报纸,也可以看半天:如果时间充裕,就会放慢工作节奏或增添其它项目以便 用掉所有时间。 帕金森定律在项目管理上的反映,就是人们尽量让工作把原来预估的时间充 满,即便提早完工也不报告,导致各环节节约的时间无法使其它环节及整个项目受 益。 一般情况下,由于人们在进行工期估计的时候人为的将安全时间加入到了工期 的估计中,而为了保证项目能够按时完成,项目管理人员又会给整个项目加入一个 安全量。这种双重安全时间的叠加就很容易使项目人员出现上述两种现象,浪费了 大量的时间和资源。因此剥离单个工序工期估计的安全时间,制定具有紧迫性的工 期估计就显得尤为必要。高德拉特博士给出了5 0 5 0 的工期估计的方法,虽然这种 方法缺乏一定的科学性,但是这种工期估计的思想为克服提供了一个科学的思路。 2 2 2 项目工期推迟的客观因素 ( 1 ) 不确定性 6 华北电力大学硕士学位论文 不确定性普遍存在于所有项目中,具体表现为项目中每个工序持续时间的不确 定性。项目工序持续时间是一个统计量,它呈右倾的不均衡分布,这种分布导致极 短和极长的工序持续时间。而根据墨菲法则:“任何可能变坏的事情都会变坏,也 就是说事情变坏的可能性大于变好的可能性。因此工序持续时间偏向于过长的可能 性更大。这也是项目工期推迟的重要原因之一。 ( 2 ) 资源约束和资源争夺 在项目管理中,每个项目所能够利用的资源往往是有限的,所以在项目的进行 过程中就会出现资源争夺的情况。大多数组织处于多重项目的环境:一个环境中, 不同项目共享一个或多个资源。在这种条件下项目的某些工序不能够按时尽早地执 行,尤其是当关键路线上的工序没有按时执行时,如果不采取额外的补救措施,项 目的总工期都将推迟。 资源争夺的现象不仅会出现在多项目中,在单个项目中也同样存在资源争夺的 现象。例如图2 2 所表示的某项目中,在某一时刻需要同时执行a 、b 、c 三个任务, 三个任务所需要的时间分别为3 天,5 天和7 天。然而这三个任务需要的是同一种 资源,而这种资源每天只能满足其中的一个任务。 | d强务袅舔 潲笮懈,; :蝴。 l 2b 冬 c 图2 - 2 那么任务的执行模式不可能像图2 - 2 中那样,而是可能像图2 - 3 中所示的那样, 把平行进行的工序按照某种顺序执行。 序劳老 ? 俐辛帅一 l 二脚乒叫, 册 。酶 隧瓣鬟隧鬣嚣霭震嚣瑟隧麓鬣置覆覆滋圈 i 2b i 。 3c 图2 - 3 7 华北电力大学硕士学位论文 ( 3 ) i 序工期延迟传递一 在项目进行过程中,如果某一个工序发生延迟,可能会使它的紧后工序的也发 生延迟,这种现象称为延迟传递。如图2 4 所示,当工序a 推迟3 天,工序b 正常 完成,工序c 即使提前5 天完成,也不能使工序d 不发生推迟。由此可见,工序工 期的延迟是具有传递性的。一个工序发生延迟,不仅可能导致其紧后工序发生延迟, 也可能使其后继工序发生延迟。 图2 - 4 图2 - 5 图2 - 5 所示,工序d 推迟3 天,那么d 的紧后工序a 、b 、c 都将推迟3 天。如 果图2 - 4 和图2 - 5 的工序串联起来,则工序工期延迟从而使总工期延长的可能性将 会更大,而在较为复杂的项目中,彼此交叉的任务是比较常见的,所以工序工期延 迟传递现象是非常普遍的。 2 2 3 关键链的概念 关键链的概念是c p m 网络计划中的关键路径与约束理论的结合( t o c ) ,关键链 与关键路径一样都是项目计划中与项目总工期相关的关键因素,关键路径是项目计 划中基于工序之间的顺序逻辑关系的持续时间最长的路线,因此关键路线的长度就 是项目的总工期。而关键链的定义为考虑了资源冲突和工序顺序逻辑关系的制约项 目总工期的链路。由此可见关键路径和关键链是同一个概念,只不过关键链把资源 制约加入了关键路径中。那就可以把关键链定义为:消除了项目计划中的资源冲突 的关键路径。 8 华北电力大学硕士学位论文 2 2 4 工期估计 关键链中特别强调了工期估计,这是由于关键链中对人的行为因素的假设决定 的( 学生综合症,帕金森式症) 。为了尽量减少不必要的安全时间,在对工期估计 的时候除了考虑人的行为因素还需要考虑不确定因素,那就是基于概率的工期估 计,在一个合理的置信水平下对每个工序的工期估计既是- 1 7 科学也是一门艺术。 2 2 5 缓冲区 关键链为管理工期的不确定性提供了一个很好的工具缓冲区,关键链中有 3 种类型的缓冲区:项目缓冲( p r o j e c tb u f f e r ,p b ) ,接入缓冲( f e e d i n gb u f f e r , f b ) ,资源缓冲( r e s o u r c eb u f f e r ) 。其中项目缓冲和接入缓冲构成了关键链管理 的核心机制。 2 2 5 1 项目缓冲 项目缓冲是为了吸收整个项目由于工序工期的不确定性使得项目总工期延期 的波动。项目缓冲的计算依据主要是项目计划中的关键链。所以项目缓冲可以看成 是关键链缓冲。 2 2 5 2 接入缓冲 接入缓冲也叫汇入缓冲或接入缓冲。是为了吸收由于接入链上工序工期的不确 定性使得接入链影响关键链工序进而推迟项目总工期延期的波动。接入缓冲的计算 依据主要是项目计划中汇入关键链的非关键链。所以项目缓冲可以看成是非关键链 缓冲。 2 2 5 3 资源缓冲 资源缓冲是一种资源预警机制,资源缓冲本身并不占用时间,只是在使用稀缺 资源的关键工序前面提醒项目管理者资源要按时就位,这样就不会影响关键链上工 序按计划进行,保证完工日期。 这3 种缓冲区可以表示为下图【2 6 】:图中,大写字母表示工序所使用的资源,数 字表示工序:p b 表示项目缓冲,f b 表示接入缓冲,r b 表示资源缓冲。 9 华北电力大学硕士学位论文 e s o t l r c ex z xy 图2 - 6 关键链缓冲区示意图 2 3 关键链与项目调度 关键链中除了考虑了工序的紧前紧后关系,还考虑到了资源约束。 资源约束问题,关键链项目调度也成为研究的热点问题。 资源受限项目调度问题按照资源类型分 2 7 , 2 s l : ( 1 ) 可更新资源,这种资源的获得和消耗是以小周期( 如一天) 每个周期内有限,在新周期可更新,如劳动力。 围绕着解决 为基础,在 ( 2 ) 不可更新资源,这种资源是以项目总工期为基础,消耗完了就不会再有, 如资金,原材料等等。 ( 3 ) 双重约束资源,这种资源在小周期内有限而且在项目总工期也是有限的。 资源受限项目调度问题还可分为: 单执行模式资源受限调度问题( s i n g l e m o d er e s o u r c e c o n s t r a i n e dp r o j e c t s c h e d u l i n gp r o b l e m s ,s r c p s p ) 和多执行模式资源受限调度问题( m u l t i - m o d e r e s o u r c e c o n s t r a i n e dp r o j e c ts c h e d u l i n gp r o b l e m s ,s r c p s p ) 在实际的项目中,单执行模式资源受限调度问题较为普遍。解决单执行模式资 源受限调度问题分为精确算法和启发式算法两种。精确算法可以得到最优解,但是 可求解的问题规模较小。而启发式算法可以求解大规模问题,但不能保证解的最优 性 2 3 1 精确算法 分支定界算法是求解项目调度问题的有效算法,其基本思想是利用搜索树将问 1 0 华北电力大学硕士学位论文 题的解空间按照一定的规则分割成子空间,再利用合理的定界方法排除那些不必再 进行搜索的子空间,从而达到缩小有效搜索空间的目的。在应用计算机实现分支定 界算法后,分支定界算法在近些年有了很大的发展【2 引。如d e m e u l e m e e s t e r 等人1 3 0 l 在基于c h r i s t o f i d e s 等人1 2 9 l 的替代集的基础上提出了更为有效的算法。p a t t e r s o n 等人【3 1 1 提出基于紧前关系树的概念的分支定界算法等等。 2 3 2 启发式算法 2 3 2 1 视觉观察法 靠观察项目网络来安排资源利用顺序,来保证把受限制的资源提供给关键路 径。其首要目标就是使项目可以尽早完成。这种方法只适用于小型、简单并且需要 较少资源的网络【3 2 , 3 3 , 3 4 】 2 3 2 2 图解法 这种方法是把有限的资源提供给关键路径上的工序使用。这里必须遵循两点: ( 1 ) 在很多工序同时进行的情况下,有限的资源必须首先提供给那些拥有较少机 动时间的工序;( 2 ) 如果两个工序的机动时间相同,那么受限资源必须首先提供给 工期较小的工序使用1 3 2 】。 2 3 2 3 基于优先规则的启发式算法 这种方法适用于大型、复杂的项目中。它通过以下准则来寻找工期排序的近似 最优解。这些准则包矧3 2 3 4 3 8 j : ( 1 ) 工期最长的工序优先( l a f ) ; ( 2 ) r 期最短的工序优先( s j f ) ; ( 3 ) 先到先服务( f c f s ) ; ( 4 ) 最迟结束时间最长的工序优先( l f t ) ; ( 5 ) 最早结束时间最短的工序优先( m e f ) ; ( 6 ) 机动时间最小的工序优先( m s f ) ; ( 7 ) 机动时间最大的工序优先( m l f ) ; ( 8 ) 资源与工期时间比例最大的工序优先( r o t ) 2 3 2 4 智能优化算法 模拟退火算法( s i m u l a t e da n n e a l i n g ,s a ) 、禁忌搜索( t a b us e a r c h ,t s ) 1 1 华北电力大学硕士学位论文 和遗传算法在求解大型的优化问题方面显示出了较好的优越性,这些算法主要包括 以下要素: ( 1 ) 编码,按照某种对应规则与唯一可行调度计划相对应的一组编码; ( 2 ) 解码,采用一定的规则将编码转换为可行调度计划的过程; ( 3 ) 初始解,采用其他方法得到的一组编码,对应初始的可行调度计划。 大多数排序问题被证明为n p 问题,众多学者对其进行了研究与攻关,本文重 点研究缓冲区与机动时间的关系问题,所以资源冲突问题并不做详细探讨与研究。 2 4 关键链缓冲区估计 ( 1 ) g o l d r a t t 法1 4 l 缓冲区的大小等于链路上各工序5 0 置信度估计时间之和的一半,即: b u f f e r s i z e = i 厄0 j ( 2 一1 ) 其中,工序( f ,) 为位于缓冲区前链路上的工序。这种方法一种线性方法,简单 并且易于理解。 ( 2 ) 剪切粘贴法【1 】 剪切粘贴法是n e w b o l d 在1 9 9 8 年提出的。假设给定每个工序的含有安全时间 的保守工期估计,然后对保守工期进行压缩得到紧凑型的执行工期。再把链路上的 所有工序“剪下来 的安全时间相加,取和得一半作为缓冲区。 b u f f e r s i z e 一言荟慨一略) ( 2 - 2 ) 厶盘e 。 p 为关键链或者汇入关键工序的非关键链为保守估计,略为紧凑的工期估 计 ( 3 ) 根方差法1 1 8 l 剪切粘贴法是的随意性比较大,而且容易产生过大或过小现象,而根方差法则 克服剪切粘贴法的随意性。 o qid i 一d q 一跏丢万 协3 ) 弘为关键链或汇入关键工序的非关键链。为保守估计,如为紧凑的工期估计。 1 2 华北电力大学硕士学位论文 为保守估计和紧凑估计的差值。 根方差法应用了风险聚合原理,风险聚合原理普遍应用于风险管理领域。设有 n 个相互独立的随机变量_ ,屯,。由中心极限定理有: e ( 砉毛) 。砉e ( t ) 。2 扣( 薯) 如果这几个变量分布相同,令d ( 五) - - d ,盯( 毛) = 口则 v d 。n d o y 仃;i 口 必,时, f + ( e 咒+ 乙) f 巳+ ( e + 瓦,) ( 4 6 ) 由公式( 4 - 5 ) 、( 4 6 ) 可得 ( 矾一砜) + 甄+ 假+ 乙) 以+ + 瓦,) e s , + a t 碱,其中a t = ( 砜一亿) e s , e s 因为p ) 是项目计划中的关键节点,所以强+ 乙 z s , + 乇,又因为工序( y ,r ) 为 关键工序,所以弛= e s ,则有 胁, 工e 华北电力大学硕士学位论文 所以,当活动( “, ,) 使用缓冲区超过睨,时,关键链将延长,整个工期也都将延 长。缓冲区也就丧失了保护关键链和关键工序的作用,所以缓冲区的设置的最大量 只能为接入链的最后一个活动的自由时差。证毕。 4 2 2 缓冲区修正的正确性分析 缓冲区修正中的完工概率的假设:关键链和接入链的完工概率相同。 在假设前提下,当接入缓冲比较大且大于自由时差时,接入缓冲的保护作用就 相对有限,但是基于系统理论,当接入链的长度接近关键链时,接入链可能要使用 项目缓冲。而使用量要小于关键链上的工序对项目缓冲的使用量。虽然表面上只是 为了吸收关键链上的工期波动,但是项目缓冲区的设置具有全局的意义,项目缓冲 是为了保护整个项目按期完成,所以当接入链的长度接近关键链时,接入链使用项 目缓冲的可能性就越大,所以对接入缓冲的修正不影响接入缓冲对接入链的缓冲作 用。 4 3 关键链中机动时间特性 4 3 1 非缓冲节点最早开始时间不变定理 定理1 :插入缓冲区后,网络中各非缓冲节点的开始时间不变 证明:设路线段= ( 1 ) - ( 口) 一p ) ( g ) 一0 ) 一o ) 一( 厂) ,节点o ) 为关键节点, 工序“ ,) 则为接入工序,工序o ,) 为关键工序。缓冲区大小为f b r f b e 已。 根据关键链模型定义,插入缓冲区后节点) 的节点时差变为, e s , = e s , 一船 ( 4 7 ) 让_ 址一船 ( 4 8 ) 由公式( 4 7 ) 得:e s ,乙乙= e s , 一船一乙,因为f b 矾,所以有: 醪:一乙= 碱一f b 一乙e s , 一砜一乙 工序o ,) 的自由时差计算公式为: f f 。= e s w e f 经变换得: e s w = f f 。+ e f 。 由于眈,= e s ,+ 瓦,所以有 3 5 华北电力大学硕士学位论文 e s ,= e s 。一亿一乙 因为e s 。= 毯,e s ,= e s ,所以 e s = e s ,一托,一乙 醪0 一乙碱 ( 4 9 ) 所以接入工序的开始节点的最早开始时间不会提前,又因为节点的最早开始时 间是由前向计算得出,所以可以判断网络中的其他非关键节点的最早开始时间都不 发生变化。证毕。 引理:接入缓冲区插入后,除接入工序外网络中各工序的自由时差不变 证明:根据自由时差的节点式: f f q = e s i e f q 由于各非缓冲节点的最早开始时间不变,所以各工序的自由时差均不变。证毕。 4 3 2 非缓冲节点最迟结束时间变化定理 定理2 :插入缓冲区后,网络中各非虚非关键节点的最迟结束时间都要发生改变 证明:设任意节点( j ) 的后主链为肛一( 歹) 呻( 口) 呻( 6 ) 一( c ) 呻一( w ) 其中节点 ( c ) 为关键节点。位于工序( 6 ,c ) 后的缓冲区为f b 。 根据节点最迟结束时间的计算公式: l e = m i n l f 。一瓦) 当插入缓冲区后,缓冲节点的最迟开始时间提前,由公式( 4 - 8 ) 得提前量为: l f b = l f o f b l f :| l f h f b - m i n 叫一瓦 - m i n l f 。一船一瓦) , - m i n l f 。一瓦卜船一珥一船 依此类推,可得l ,= l 一f b 。 所以,路线上的所有非虚非关键节点的最迟结束时间都要提前。而网络中任 何一个非关键工序都存在于这样的从源点到关键节点( 包括汇点) 点的路线上, 所以所有非虚非关键节点的最迟结束时间都要提前。 4 4 关键链中基于机动时间的缓冲区管理 3 6 华北电力大学硕士学位论文 4 4 1 关键链网络中机动时间的含义 关键链网络中工序的机动时间不同于c p m 网络计划中的机动时间,c p m 网络计 划中的机动时间的概念是在不影响总工期的前提下,每个工序可以使用的机动时间 的量;而在本文构建的插入了缓冲区的关键链网络中的机动时间则是与缓冲区相关 的含义。 ( 1 ) 总时差新含义 总时差表示工序在不使用缓冲区的前提下,工序的自由活动量也是工期的最大 延长量。 ( 2 ) 节点时差的新含义 节点时差,在不使用缓冲区的前提下以该节点为开始节点的和结束节点工序的 共用时差。 ( 3 ) 自由时差的新含义 自由时差是每个工序不影响紧后工序的时差,也是缓冲区插入后真正能够自由 使用的时差。 ( 4 ) 安全时差的新含义 工序不受紧前工序影响而且不会影响缓冲区使用的时差。 4 4 2 单个工序使用缓冲区界限 单个工序缓冲区使用界限定理:单个工序最大延迟量等于其身的总时差。 证明:设任意工序( f ,) 在接入链z - 1 5 f ) 一( ) 一o ) _ o ) 一( ,- ) 上,其中节点( r ) 为关键节点。根据总时差的定义,工序( ) 的总时差碣 t f q - l f 一e f q | l f j 广e f q 当工序( f ,_ ) 使用机动时间为a t 时,其实际结束时间鸽变为: 4 弓一踊+ & ( 1 ) 当垃 碣时 4 弓- 峨+ a t 瓯+ 碣 因为+ 珥一 ,所以有 a f q l f tj 3 7 华北电力大学硕士学位论文 因为彳毛+ 乙 l f 。,+ 毛,所以 4 巳 l f : 依此类推,可得彳匕 l f , 所以节点( j ) 的最迟结束推迟,节点( j ) 的所有后继工序的结束节点都将推迟, 即彳 ,那么缓冲区变为f b = e 一 0 ,所以 f b = 珥一以 以一 : f b 朋 即缓冲区被使用。 ( 2 ) 当a ts 珥;时, 鸽- + a ts + 碣 即彳弓s l f j ,工序( f ,j ) 后各节点的最迟结束时间l f 都不受影响。缓冲区不受 影响。 由( 1 ) 、( 2 ) 我们可以证明单个工序缓冲区使用界限为该工序得的总时差。 4 4 3 缓冲区监视与管理 缓冲区为项目管理者提供了项目当前进行状况的指示表,通过对剩余缓冲区的 观察就可以对项目的当前执行情况一目了然,并在需要时进行监控和管理。 g o l d r a t t 对于缓冲区的管理是采用三色管理办法,将缓冲区三等分,分别为绿色、 黄色和红色。如果缓冲区“表针一指示绿色部分,则可以认为项目如期进行;如果 “表针 指示黄色部分,则应密切关注或制定针对性较强的应急计划,预防风险的 发生:如果“表针一指示红色部分,则认定项目存在进度风险,必须进行控制和管 理。但是随着项目实施的过程中,有时出现了延迟的效果并不能够立即表现出来, 如果这种延迟严重的影响到了工期,那么当我们通过缓冲区使用情况发现这种延迟 时可能已经错过了最佳时机。而有些时候某些工序延迟并不会使用缓冲区,这时如 果重新对项目进行评估和监督无疑浪费了资源。 项目计划中插入缓冲区后,并不是所有工序工期延迟都会使用到缓冲区,当工 序存在时差时,工序工期延迟量超过了总时差时才会使用到缓冲区。所以利用双代 号网络模型计算出工序的时间参数,就可以明确地知道项目执行过程中缓冲区的使 用情况。而且通过研究关键链双代号网络的性质,我们发现缓冲区插入后,除接入 工序外网络中的其它工序的自由时差均不变。我们便可以利用自由时差进行项目优 化调度。并结合总时差法对缓冲区的使用情况进行监视。同时配合关键链“指针 3 8 华北电力大学硕士学位论文 使用,项目管理者就可以清楚地知道项目的状态,有助于做好统筹调度,同时也为 项目的进一步优化提供支持。 华北电力大学硕士学位论文 第五章机动时间特性在关键链缓冲区设置中的应用 本章给出了利用结合机动时间特性对缓冲区进行设置的算例。本章首先用模糊 工期从主观角度来描述项目工期的不确定性,首先采用一致指数法对工期进行估 计;其次,对网络中的关键链和接入链进行了识别。第三,对缓冲区的尺寸进行求 解并在此基础上结合c p m 网络机动时间对项目进行缓冲区设置,同时对接入缓冲区 尺寸进行了修正。 5 1 基于一致指数的模糊工期估计 在实际项目管理中,人们对于工期的估计倾向于凭借经验或历史数据,基于经 验的模糊工期估计更符合项目管理的实际。而在工期估计和缓冲区的研究中,学者 们侧重于从客观上关注项目管理中的不确定性,对于主观上的不确定性却很少关 注。模糊数学理论就是一个处理主观不确定性的很好的工具。 5 1 1 本章所用新符号及表达式说明 ( 口j ,c ) ,三角模糊数,用来描述模糊工期;咭,表示是在一致性水平为h 的 活动( f ,_ ) 工期估计;a ,表示一致指数;p v ,表示项目计划中的关键链;弘,表 示接入链。 5 1 2 三角模糊数 p e r t 在项目管理中的应用给人们留下了深刻的印象,在实际项目管理中人们习 惯于使用p e r t 方法中的3 点估计,所以本文采用与3 点估计相似而且比较简单的 三角模糊数( 口 f ,c fj 来描述工期,三角模糊数【口 ,c f ) 的隶属函数如下: f 嘞一a i j ) 一a ) t 牙【口 ,】 p bj 一 ( c 茸- t ) ( 白一) 1 6 1 ,勺】 ( 5 1 ) 1 0 t 譬,勺】 隶属函数j c l 也) 主要是靠专家或者项目经理根据项目特点、项目人员技能的综合 判断来确定的,活动( f ,_ ) 的工期不会小于口 f 也不会大于c 牙,而则是项目管理者心 目中的理想工期。当活动( f ,j ) 的工期等于时,则隶属函数值达到峰值也) - i ,其 分布函数可用图5 1 衾示。 4 0 华北电力大学硕士学位论文 5 1 3 一致指数 “t ) i 0 a b c 图5 - 1 三角模糊数函数
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 证券从业考试登录名错误及答案解析
- 南华大学护理习题库及答案解析
- 机修工安全题库及答案解析
- 考点解析人教版八年级上册物理声现象《声音的特性声的利用》同步测评试卷(附答案详解)
- 2025年人力资源管理师专业技能考核试卷:员工关系管理与冲突解决试题库
- 2025年素描构图考研真题及答案
- 财务部部长演讲稿15篇
- 2025年中学教师资格考试《综合素质》教育案例题库冲刺实战试题及答案
- 2025年乡村医生考试题库(农村急救技能操作)真题模拟解析
- 2025年大学《马来语》专业题库- 马来语诗歌的象征主题
- 信息论与编码(第4版)完整全套课件
- 汽修厂安全风险分级管控清单
- GB/T 2679.7-2005纸板戳穿强度的测定
- GB/T 25840-2010规定电气设备部件(特别是接线端子)允许温升的导则
- GB/T 25146-2010工业设备化学清洗质量验收规范
- 参考资深同传
- 多功能注氧仪说明书课件
- 科隆电磁流量计培训课件
- 全集举一反三课件奥数五年级(数学)
- 中国民间故事整本书导读课教学设计
- 商业银行贷款风险分类实务
评论
0/150
提交评论