（管理科学与工程专业论文）分层网络技术及其应用研究.pdf

摘 要 分层网络技术及其应用研究 摘要 现 有 的 网 络 计 划 技 术 主 要 是 针 对 单 层 的 网 络 计 划 ， 难 以 有 效 地 指 导 大 型 击 随项目 的 生 产 。 由 于 其 生 产 过 程 复 杂 ， 工 序 成 千 上 万 ， 给 对 应 的 网 络 图描述带来了极大的困难，故实际生产进度计划中网络图只采用了不完全 的 形 式。 因 此 将 分 层的 网 络 应 用 到 大 型 制 造 项目 的 生 产 进 度 计 划中 对 有 效 改 善 大 型 制 造 项 目 生 产 进 度 计 划 的 质 量 有 着 极 大 的 理 论 和 实 践 意 义 。 厂 本文讨论了网络( 计划) 技术发展的历史和现状，对国内外网络技术发 展的各个方面进行了全面的概述。针对现有网络技术中 存在的问 题，如对 项目活动持续时间估计问题，进度安排问题，资源分配问题，风险分析问 题进行了深入研究，提出了自己的见解，以此为基础，建立了分层网络技 术，并对其进行了应用研究。 本文在以下几个方面进行了重点讨论: 1 . 网络计划的层次分解方法研究: 设计了网络计划的分层模型， 确定了 分解层次， 提出了网络分层的原则， 揭示了不同层次网络之间的相互影响， 相互制约关系， 确定了各层子网络的时间参数计算公式， 确定了计算步骤、 计算框图。 a . 分层网络计划的资源分配问题研究:针对分层后网络计划的资源优 化问题，提出了局部连接子网络概念和构造思路，研究了基于局部连接子 网络的工期固定约束下的资源均衡问 题，并讨论了相应的算法。并对机械 制造企业生产计划构造了局部连接子网络。 歉氛 公 滚 粼 . .m . . ，.1盗1一.企.1下.，.絮tr甩.愁叮卜t.压lf.rtt为刀1百护轰!r祖眨l么f倪暇l.1!圣呀哥卜犷士lr子1.否f!沪 一一一一一一一一一 r t t tz ; s c 引入风险因素影响矩阵，模拟风险因素对项目的各层子网络中各活动的影 响，模拟活动的持续时间，从而模拟项目的总工期，确定项目工期的概率 分布，为确定合理的网络计划提供科学依据。最后进行了风险因素与项目 工期相关性分析，提出了判别主要风险因素的一种有效的方法。 4 . 以一个具体大型制造项目 进度计划为案例，对分层网络技术的应用 进 行 了 实 证 研 究 . 丫 一 关 键 词 : 项 目 管 理网 络 鲜 口 资源优化 、 尸 / 风险分析 又 / 燕 一 . 纽 粥到 目 呀 幽 击 砌 、 逃 * 油戚 自一趣 面 潞 叠 羹菇 鑫 :一蒸 万 分层网络技术及其应用研究 格委 ab s t r a c t c u r r e n t n e t w o r k t e c h n i q u e s m a i n l y p o i n t t o s i m p l e - h i e r a r c h n e t w o r k p l a n a n d a r e d i ff i c u l t t o e ff e c t i v e l y d ir e c t p r o d u c t i o n o f l a r g e - s c a l e e n t e r p r i s e . s in c e t h e i r p r o d u c t i o n p r o c e d u r e a r e v e ry c o m p l e x a n d e x i s t h u n d r e d o f t h o u s a n d s a c t iv it i e s , c o r r e s p o n d i n g n e t w o r k g r a p h a r e v e ry h a r d t o d e s c r i b e i n p r a c t i c a l p r o d u c t i o n p l a n n e t w o r k i s i n c o m p l e t e , h e n c e a p p l i c a t i o n h i e r a r c h y n e t w o r k t o im p r o v e p la n q u a lit y o f p r o d u c t io n p r o c e d u r e h a s g r e a t t h e o ry a n d p r a c t i c e s ig n i fi c a n c e t h i s p a p e r d i s c u s s e s h i s t o ry a n d a c t u a l it i e s o f n e t w o r k p l a n , p o i n t t o e x i s t i n g p r o b l e m s , s t u d i e s p r o b l e m s o f e s t i m a t i o n f o r a c t iv it i e s d u r a t i o n , r e s o u r c e s a l l o c a t i o n , r i s k a n a l y s i s , e x p r e s s e s a u t h o r s n e w v i e w s . b a s e d o n it , t h e a u t h o r d e v e l o p s h i e r a r c h i c a l n e t w o r k t e c h n iq u e a n d i n d i c a t e s it s a p p li c a t i o n . a t f i r s t , t h i s p a p e r s t u d ie s h i e r a r c h i c a l d e c o m p o s i t io n m e t h o d o f n e t w o r k p l a n , p r e s e n t s h i e r a r c h i c a l p r i n c i p l e a n d m o d e l , d i s c u s s e s d i ff e r e n t h i e r a r c h y n e t w o r k s r e l a t i o n s h i p , d e t e r m i n e s h i e r a r c h y s u b - n e t w o r k s c a l c u l a t i o n o f t im e p a r a m e t e r , a n d g i v e s t h e i r c a l c u l a t i o n s t e p s . s e c o n d l y , t h i s p a p e r s t u d i e s o p t i m i z a t i o n o f r e s o u r c e o f h i e r a r c h i c a l n e t w o r k t e c h n i q u e . t h e a r ti c l e p r e s e n t s c o n c e p t o f p a rt i a l s i m p l i f i c a t i o n a n d c o n n e c t i o n s u b - n e t w o r k a n d s e tt i n g w a y , b a s e d o n i t , w e d i s c u s s s o u r c e l e v e l i n g p r o b l e m a n d s e t c o r r e s p o n d i n g a r i t h m e t i c u n d e r c o n s t r a i n o f t o t a l d u r a t i o n o f p r o j e c t i s c o n s t a n t . t h i s p a p e r a l s o d i s c u s s e s a p p l i c a t i o n o f h i e r a r c h i c a l n e t w o r k t e c h n i q u e i n m a c h i n e e n t e r p r i s e . p o i n t t o m a c h i n e m a k in g n e t w o r k p l a n , c r e a t e i t s p a rt i a l s i m p l i f i c a t i o n a n d c o n n e c t io n s u b - n e t wo r k t h i r d l y , t h i s p a p e r d is c u s s e s b a s e d - n e t w o r k r i s k a n a l y s i s . b y a n a l y z i n g - a :苦幽n a u .w s r x ,a 臼 比a 流一_ 石 盛送 d e t e r mi n e s d u r a t i o n s p r o v i d e s a a c t iv it i e s d u r a t i o n a n d t o t a l d u r a t i o n , a s s e r t s p r o j e c t t o t a l p r o b a b i l it y d i s t r i b u t i o n , a n d s t u d ie s c o r r e l a t i o n o f r i s k f a c t o r .i t s c i e n t i fi c b a s i s ai l a s t , t h e a u t h o r f o r m a k i n g r e a s o n a b l e n e t w o r k p l a n . s t u d i e s h i e r a r c h i c a l n e t w o r k t e c h n i q u e s a p p l i c a t i o n a n d g i v e s a p r a c t i c e e x a m p l e . k e y w o r d s : p r o j e c t m a n a g e m e n t , n e t w o r k t e c h n i q u e , r e s o u r c e a l lo c a t i o n . r i s k a n a ly z i n g , h ie r a r c h i c a l n e t w o r k m o d e l 一奋仁!歹.厂阵几鑫不矛r.石1卜t1.r.p，r轰念r走.长r.盈卜.长1弓.生1.考l鑫.李1苦子卜rlr. i v 髻 于 舞 a脚 : . 礁 毅 幸 :瓤滤旅 目 录 分层网络技术及其应用研究 图例目录 。1丫l水.卜附缸f卜净卜fr叭.r吸l犷厂!lr叭盯、;j、l峨卜走卜叉!r毛朽甲奋含卜瑟缸七r岌.牙tr卜l.r卜l卜怪书卜主赴卜1.卜.l七.r卜.1.f 12l322222223242728292934474859606162636869727374 图 2 . 1活动费用与时间之间成线性关系 图 2 .2活动费用与时间之间成非线性关系 图 3 . 1组件分解方法说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 图 3 . 2只能分解一层的网络 . . . . . . . . . . . . . . . . . ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . 图 3 .3无法进一步分解的网 络 . . . . . . . . . . . . ， . . . . . . . . . . . . . 图 3 .4平行网络和串行网络的简化 ， 图 3 . 5其它类型网 络的简化 . . . . . . . . . . . . . 。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 图 3 . 6总网络图 g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 图 3 .7第一层子网络图 51 . ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .s 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 图 3 . 8第二层子网 络图 s 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 一 ” ” “ ” . ” ” ” 图 3 . 9第三层子网络图 s 2 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 图 3 . 1 0时间参数计算 ” ” ” “ “ ” 图4 . 1 关键件机械加工初始网 络图 : . . . . . . . . . . 图 4 .2调整后的关键件机械加工网络图 图 6 . 1总图 g . . . . . . . . . . . . . . . 图 6 .2第二层网络 s i 图 6 . 3第二层网络 s 2 图 6 .4第二层网络 s 3 图 6 .5第三层网络 s i l 图 6 . 6各层网络拼成的底图 图 6 . 7各分层网络的简化子网络 图 6 . 8项目总工期概率分布 图 6 . 9项目 总工期累计概率 图 6 . 1 0各风险因素对项目 总工期的影响 仪 i : , , ,砍 筋 一 豁 止 望 堕 左丝达望些终公一一一一一一一一一一一 表格目录 表3 . 1 几 种层次分解方法的比 较 ， “ ” . ” “ ” ” ” ” “ 尸口二d qdlld 表5 . 1 活动风险因素影响矩阵 ， 二 ” ” “ . ” ” ” ” ” ” ” ” 表6 . 1 作业活动清单( 决策层网络) ， “ ” ” ” “ ” ” 5859 表6 .2 作业活动清单( 第二层网 络s i ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 表6 . 3 作业活动清单( 第二层网络s 2 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1 表6 .4 作业活动清单( 第二层网 络s 3 ) . . . . . . . . 表6 . 5 作业活动清单( 第三层网 络s 1 1 ) 千 6263 表 6 . 6 项目周期内的主要风险对各活动的影响 7 0 f x 、i 月 泣 .- - - .、 _ _ 愚孟盛盆 - - 一 一 一一 一一一 一一 一 巡型 进 竺丝一丝二 一一 一 一 图表清单 !章 图 表一 一 一1 0 。一 2 2 。一 一3 l 0 一 2 。一 】5 0 】6 l 0 6一 7 0 _0 vi 】 1 玲关 一 慈州 洲 时红1加 夭 哪 痴 秘 六众感潇 瀚 藻 1暴 1葵 藻簇 毓药 飞 二 分层网络技术及其应用研究 引论 1 引论 1 . 1研究背景 在机械工业中， 有许多制造大中型设备的大中型企业， 如重型机械厂、 矿 山机械厂、飞机制造厂等等， 都属于小批量多品种生产类型的工厂。 这类工厂 与批量生产的制造工厂不同， 它是按合同订货情况来组织生产。 即订货合同内 容是以设计至产品交货全过程为一次性过程。 每个订货合同产品规格要求不尽 相同， 严格讲来， 每个产品都是新产品， 需要重新组织设计， 组织原料、 毛坯、 加工、发运。用项目 管理的观点来看，这类制造可以视为大型设备制造项目。 为了保证合同的按期完成， 就必须制定一个进度计划， 现有的进度计划编 制模式是:粗计划系统 ( 粗计划形成常用横道图 表示) ，它是据合同规定的生 产任务将现有的生产能力与估计的经验相结合， 对每个单机、 小批量多品种产 品在生产过程中的全部重大环节 ( 又称大工序) ， 包括设计、 加工工艺、 毛坯、 焊接、 机加工、装备、发运等， 通过对这些大工序做出各自的进度计划，估计 出大致的完成时间， 再按倒排法算出各个环节开工完工时间。 并设法使各个环 节均衡生产，以 达到按时交货完成产品制造任务的目 的1 - 2 但是事先制定出的计划往往很难反映出实际的生产过程进度。特别在我 国， 许多企业随着生产的不断进行， 原计划进行频繁的、 重大的改变是司空见 惯的事情。 计划虽然制定了， 但整机产品的完成时间却一再推迟，实践己证明 这种方式是有较大缺陷的。 造成这种情况的原因可能有以下两个方面: 一是大 中型设备的装备研制过程是一类生产周期很长的单件小批量多品种生产类型 的生产过程。 设计图纸没有出来以前， 工艺、 生产加工都是无法进行的。 因此， 进度计划由于缺乏足够的数据难以准确的编排， 这就是重大技术装备生产进度 难以制定的主要原因。 另一个使进度计划难以编制的原因是协调分包商， 配套 件制造厂的进度困难。 承担成套设备的主制造厂不可能什么都做， 它需要其他 协作工厂的帮助与支持， 把许多零部件扩散到外厂加工， 那么就要对这些协作 厂提出分包进度，并给出合理的制造期限，对配套件也同样如此。 、 卜一一彝 割 翅 卿 绷 瞒 螂 瘴 ;剔 脸 彝鑫 ij癖 彝 赢、 毛，、“t1不l.俐，.听.百.亡1.;1!卜r仁1饭氏.巨t.陈娜r.七1、企，理宜卜.r书形晓fr.咨卜产誉1 一 一r r 堕竺 一一一一一一 为了按质、 按量完成这类任务， 防止给国家造成损失，国务院重大技术装 备办公室为此总要正式下达配套的“ xx设备制造项目 管理” 的课题。即要求 用项目管理的方法，对设备的制造过程进行管理，而其核心部分是进度控制。 即为主机厂制造一个合理的， 可靠的， 优化的进度计划， 以保证按时完成计划。 笔者近年所参加的国家“ 八五” 重大技术装备攻关项目 子课题“ 元宝山露天开 采成套设备制造项目 管理 ( 8 5 - 3 0 1 - 0 3 - 0 1 ) ， 国家“ 九五” 重点攻关项目 子课 题“ 哈电三峡水轮发电 机组设备制造项目 管理研究( 9 7 - 3 1 2 - 0 1 - 0 3 ) ” 均属于这 类课题旧， 。 问题的提出:根据大型设备制造进度控制的特点，为了对项目 进行控制， 要求研究出一种有效的、 科学的、 进度控制方法。 这种方法不仅应适应项目的 . 不同层次，不同级别的管理，资源的优化，计划的动态调整和监督的要求，而 且还能在时间上做到较快交货， 在经济上使资源得到充分利用， 成本较低， 并 能广泛地用于各种大型复杂的项目的管理。 现在的进度计划编制大多是基于网络计划技术而得到。 但是现有的网络计 划技术主要是针对单层网络， 难以有效地指导大型制造项目的生产。 这是因为 大型制造过程复杂、产品体积庞大、零件众多，一般由成千上万道零件组成， 即使是工艺设计人员也难以具体了解其中每一道工序。 能绘制整个完整网络图 的有关人员， 一般情况下都很难找到， 给网络图活动描述和时间参数的确定都 带来了很大的困难，即使能描述， 成千上万节点的网络图绘制，资源分配也难 以实现. 由于这类项目生产制造网络计划庞大、 复杂、因素众多的特殊性， 实际应 用中网络计划一般只使用了不完全形式: 一般有某种产品的总的制造计划网络 图， 以及一部分零件加工计划网络图， 网络图一般在几十道工序表示的规模上， 而没有全面的零部件制造加工网络以及各子网络与总网络之间的严密有序的 对应关系。 计划和生产管理方法仍以横道图的传统方法为主， 而网络图只是作 为一个辅助和参考工具。因此， 尽管零件加工的时间可以计划得很准确， 但是 整机完成的时间却一再推迟， 或通过外协、 扩大外购、 加班加点等计划外的临 时办法来实现按时交货。 这是不完全网络方法效果的限制，也体现了管理科学 分层网络技术及其应用研究 引论 .争歌愁卜!、.1t!车trr卜卜份，irt二七ft.rl卫.几.尹，.r呢卜r里.卜卜frrl;.卜口盆硬t圣.1!足lfl.价互r.r于俘 共同面临的困难: 运筹学、管理科学的理论与实际应用之间的差距越来越大， 许多。 r i m s 的 解法、 设想都不能付诸实现fs l 所以， 在充分研究项目的管理特点和国内外项目 管理的经验基础上， 我们 提出 用分层网 络( 计划) 技术对其进行进度控制。分层网 络技术是网 络计划技术 的拓广， 即将项目 的进度分解成控制层次不同、 详细程度不同、互相关联、 相 互制约的网络计划的集合， 对这些网络计划进行综合的，总体的控制，以达到 有效管理项目 进度的目的.它是在己有网络计划技术的基础上加以改进与完 善， 使得任一大型设备生产过程的大部分都能纳于网 络技术的控制之中， 能对 大型项目的多种资源进行卓有成效的分配或均衡。 为此， 本人参加了导师李树垂教授主持的国家自 然基金项目“ 多层次、多 资源动态网 络控制系统研究( 7 9 7 7 0 0 2 7 ) - ， 国家“ 九五” 重点 攻关项目 子课题“ 哈 电三峡水轮发电机组设备制造项目 管理研究( 9 7 - 3 1 2 - 0 1 - 0 3 ) ，以及湖南省科 委 重点 软 课 题“ 重 大 制 造项目 管 理 控 制 系 统 研究 ( o o j z y 1 0 3 8 ) - ， 对分 层网 络计划技术进行理论上和应用上的详细研究卜 ， 。 本论文的 研究成果将为 这两 项课题的完成提供基本材料。 1 . 2研究的内容和结构 本文对项目 活动持续时间估计问题， 资源分配问题， 风险分析问题进行了 深入研究， 提出了自己的见解， 以此为基础建立了分层网络技术并对其进行应 用研究。 其核心是建立分层的网 络模型: 研究网络计划的层次分解方法， 确定 网络计划的分层模型， 建立网络计划的分配原则， 揭示不同层次网络之间的相 互关系， 确立时间参数计算公式， 研究分层后网络计划的资源分配问 题， 风险 估算问题，并进行实证研究。 本文将在以下几个方面进行展开: ( 1 ) 介绍网络模型、网 络计划的基本概念， 描述了网 络计划技术发展的历 史和现状。 ( 2 ) 对国内外网络技术发展的各方面进行全面的阐述:包括不确定性活动 撇、 摺 益 遴 公 、 斑 怂践曦;添、 漏搜梦 ; 睿 一炭一 气 布 1仁!.犷!11一!11一!一!卜卜l乡f会感1.东.fr卜季注lrl矛 - 一一堕t 墅 1 塾 it 二一一一一一 的持续时间的估计、时间费用问题，资源优化问题，风险评估问题。 ( 3 )网 络计划的层次分解方法研究:设计网 络计划的分层模型， 提出网络 计划的分层原则， 揭示不同层次网络之间的相互关系， 确立时间参数计算公式 和计算步骤、计算框图，并进行实证研究。 ( 4 ) 分层网 络计划的资源分配问 题研究: 针对分层后网 络计划的资源优化 问题， 提出了局部连接子网络概念和构造思路， 研究了基于局部连接子网络的 工期固定约束下的资源均衡问题， 并讨论了相应的算法， 并对机械制造企业生 产计划构造了局部连接子网络。 ( 5 )网络计划中 风险问 题研究， 以分析模型为突破口 ， 通过引入风险因素 影响矩阵， 确立风险因素对项目 活动的影响， 确定活动的持续时间和项目的总 工期，决定项目工期的概率分布， 最后进行了风险因素相关性的分析。 在此基 本上结合企业生产特点进行了实证研制。 ( 6 ) 全文以 某大型企业生产过程中的一个实际生产计划为案例，以 不同侧 面说明了分层网络技术应用:如何建立分层的网络模型，如何计算时间参数， 如何构造局部子网络，如何进行资源优化，如何进行风险分析。 (7 ) 对本文所做的工作和创新点 进行了 全面的总结， 提出了 待解决的问 题 以及今后的打算研究的方向。 褒 软称令金 热感儡: 分层网络技术及其应用研究 引抢 本文研究框架以及每章的研究重点 歹!尸矛雀导一1.卜眨乳下.哥r宕歌1卜卜奋卜r口r，卜护ff卜r全争卜卜戈.彭互脸tf!、一告r居乏盔蛋绪篆七rl.论上卜rrrl卜卜卜f卜万后 技术路线 主要内容 关键问题 困 研究背景 本文研究的内容和结构 本文的 研究结果 本文研究的内容和 研究结果 网络技术理论 与应用发展动态 相关概念 网络技术理论与应用发展动态 网络技术理论 与应用发展动态 层次分解方法 研究 分层网络计 资源优化 网络分层含义 层次分解方法的 研究现状 层次分解模型 时间参数计算 本方法的合理性 综述 分层网络计划的简化网络构造 基于简化网络的资源均衡 机械制造网络计划简化网 络构造 现状分析 对p e r t 网络模型的分析 考虑风险的持续时间的估算方法 工期相关性分析 网络分层 时间参数计算 资源优化 风险分析 全文总结 研究展望 分解层次 分层原则 分层模型 时间参数的 计算、算法框图 分层网 络计划的 简化网络构造、 基于简化网络的 资源均衡 分层网络计 划风险分析 确定各活动的持续时间 及项目 的持续时间、 风险因素与项目 工期相关性分析 实证研究 网络分层 时间参数计算 资源优化 风险分析 全文总结 及研究展望 未解决的问题 和将来进一步要做的工 t, $.而睦沁翻地 组 油 云 劣色、 褥 浦 祖 1 旅 吻 翰幽本 润 妈游叙 _ 讲石竣 褚 fl份.，诏1吸.度不框莽卜召呱，.卜夕叭卜，t含杏 塑 由 叁墅丝垒鱼些匕一一一一一一一 卜，itrf卜.卜1，.几圣，r卜if!1汪里1写丰.rrtt，卜.番!连.了 1 . 3 论文的研究结果 本文在以下三个方面进行了探讨并得出了相应的研究结果: 1 )设计了满足客观需要的网络计划的分层模型，提出网络计划的划分层 次， 分层原则，揭示不同层次网络的相互关系， 确定时间参数计算公式、计算 步骤以及计算框图。 首先确定了划分层次， 研究的结论是划分层次为不超过三层是合适的。 既 方便决策者和计划者使用，又能够满足整个实际计划的需要. 其次确定了 划分原则， 使得上层网络图中的数个活动可以完整的分解成同 一个下层网络。 第三确定了 下层网 络图中 活动的变化对上层网络图的变化的影响， 同 层次 某个网络中活动的变化对同层次其它网络图的影响， 确定了上层网络图中活动 的变化对下层网络图的变化的影响。 第四确定了分层网络的活动的时间参数计算公式、计算步骤以及计算框 图。 2 )探讨了分层后网络计划的资源优化问题，建立在分层网络上的资源约 束优化模型。 提出局部连接子网络概念和构造思路， 研究了基于局部连接子网 络的工期固定约束下的资源均衡问 题， 并讨论了相应的算法。 分析了机械制造 行业的特征，网络计划的特点，并构造了相应的局部连接子网络。 3 )提出了对分层网络计划进行风险分析的方法。通过引入风险因素影响 矩阵， 确定风险因素对项目中各层网络的各活动的不同影响， 模拟活动的持续 时间和项目的总工期， 判定项目总工期的概率分布， 为确定合理的网络计划提 供科学依据。 进行了风险因素与项目 工期相关性的分析， 提出了判别影响项目 进度主要风险因素的一种有效的方法。 重 沉 鑫淤 、遴 别吻睡习 肠 蠢 痴 睡 一 蠢 密 蛾 脸 嚼 痛 爽 薰 藤 暴 蕙 鑫 获 分层网络技术及其应用研究 2网络技术理伦与应用发展动态 2网络技术理论与应用发展动态 2 . 1相关概念综述 随着科学技术的进步和社会化大生产的发展，现代化的工程技术、生产 组织、经营管理问题具有规模大，工艺复杂、影响因素多，时间要求强等特 点。从系统的角度来看，这些问题都是由众多相互关联、相互制约的要素组 成的复杂系统，有的甚至是大系统。而且这类问题，在科学研究、生产管理、 经济研究中比比皆是，要求人们认真地思考、分析和研究，以取得较满意的 结果或较好的经济效益。 关于描述、分析和研究这类问题存在各种方法，可以利用各种模型，如 最常见的各种数学模型、物理模型、模拟模型等等。 2 . 1 . 1网络模型与网络技术 网络是指一组相互交叉的节点和线段所组成的网状结构，网络模型就是 用网络反映二个完整的系统。网络模型既是图示模型，又是能反映出各组建 要素和参数间的相关关系并按照一定的拓扑逻辑关系进行分析和计算的标准 模型。 标准模型是指能在某一特定条件下， 对问题提供 “ 最佳”答案，同时也 能提供有关行动或方案的进展和进程的模型。 这是在科学研究、 工程及技术、 生产工艺、经营管理中应用最广、 最常见、最理想的模型。许多科学理论就 是研究如何更有效地建立和求解各种问 题及系统的标准模型。例如线性规划 模型就是一种可广泛应用的模型.但是，大多数模型在开始研究阶段，仅适 用于某个特殊或专门问题， 而不可能成为广泛通用的标准模型。随着对模型 应用，不断地总结和深入研究，才逐步发展成标准模型。 网络模型既可以反映肯定型问题， 也可以表达非肯定型问题。 广义理解， 肯定型网络模型仅仅是随机网络模型的特例。网络模型也可以反应动态的问 题。网络模型中的箭头 ( 枝线、箭线)的方向，反映了问题进程和发展。由 此可见，网络模型又是一种综合型的标准模型，可以广泛运用于许多方面。 7 癫蕊一 、 怠 汾tl七亡盛责ij.、分.1卜1;，王丢.卜讨扮r蛇公叭1:考卜乙卜冬袱犷附卜卜!朴.胜f男十于t.圣1卜.卜、杏.rl卜叹否硬派1一愁几r硬叹幽祝叮，衍卜琴私r参了f.卜全舀于乞.感rlt.1.叮.苦r.t护 一一一 m m )z塑生 i 丝二一一 网络技术就是研究和分析网络的专门技术。应用网络模型形象地、直观 地、正确描述各种工程项目、生产组织系统、经营管理问题，快速地分析、 求解、优化这类问题或系统的有效技术。网络计划技术是网络技术在计划管 理中的具体应用，是研究和分析网络计划的技术。而网络计划是以网络图的 形式完整而正确表示项目、系统，不仅反映组成项目 和系统的各相对独立的 活动之间的逻辑关系，同时也反映各活动时间上的制约关系。一般人们对于 网 络模型和网 络技术、网络计划技术不加以区分， 均视为同一个概念阁 。 网络技术是网络理论的一个重要的分支口它是处理离散事件构成的系统 中，以事件的逻辑关系与时间为主要属性的时间型网络的技术。不仅能完整 地揭示一项计划所包含的全部工作以及它们之间的关系，而且还能从数学的 高度运用最优化原理，去揭示整个计划的关键工作以及巧妙地安排计划中的 各项工作。从而可使计划管理人员依照计划执行情况的信息，有科学根据地 对未来作预测，使得计划自 始至终在人们的监督和控制之中。 2 . 1 . 2项目网络化 项目网络化是指用网络模型来对项目 进行模拟 ( 描述) 。 也就是构造项目 的网络模型。构造项目的网络模型一般步骤如下: ( i ) 确定项目 的性质和目 标，并加以正确的描述。 ( z ) 确定项目 所包含的内容及组成部分， 也就是将项目 分解成相对独立的 组成部分 ( 活动，也称为工作、工序，均是同一概念) 。 ( 3 ) 确定各活动之间的 相互制约关系。 ( 4 ) 收集资料， 确定各个活动的 有关参数及变量。 逐一确定它们的具体定 义和表示符号. ( 5 ) 根据 活 动间 的 逻辑 关 系 和已 确定 的 参 数 和 变 量， 构 造网 络 模型， 即以 节点、箭线和流三要素反映项目 中各活动间的关系及参数 ( 不同网络模型， 活动的关系及参数的具体确定方法不一样) 。 ( 6 ) 进行必要的数据处理、 符号调整和逻辑关系检查， 保证网络模型的正 翻沙 一 兹仑 乞瘫 对瞬 晦勃 蜘 彝 幽 鑫 翻 睡 1 爵藻 姻 韶 公 瓤燕 断 分层网络技术及其应用研究 2月络技术理击与应用发展助态 确性。 ( 7 ) 求解模型。 依据网 络模型的 逻辑关系及其相应的参数及变量， 进行计 算、分析、优化模型。 ( 8 ) 修改和调整模型。 根据优化的要求， 进行必要的修改闻。 项目网络模型可以用数学符号描述如下: 有限离散的活动集合:s d - ( a i : i = 1 , 2 , . . , n ) 这里a i 是项目 的活动。 有限离散的前导约束 ( 活动间 关系) 集合:l 一 ( j i : i 一 1 , 2 , . . ., n ) 这里j i 是 a i 的紧前活动集合。 有限离散的 属性( 参 数 及变量) 集 合:( b i( i ) , b 2 ( i ) , . . ,b q ( r ) , q 2 1 ) ， 定义为 描述每一个活动i 的有关项目 管理性质， 如持续时间、 成本、 每种资源的需求 量等等。 有限离散的 评价标准集合:( f p , p = 1 ,2 , . . ., k , k ; - i )项目 经理所给定的标 准， 依据项目 经理的偏好而定，以便选择备选方案。 最常见的标准是总工期、 总费用、 成本收益函 数、项目 风险度量、 及净现值等等叫。 项目网络模型可分为两种类型。一种是双代号网络模型 ( a o a ) ， 用箭线 表示活动， 另一种是单代号网 络模型 ( a o n ) ， 用节点表示活动， 幻 。 几冷工卜人卜赎侧卜卜卜盼r卜簇rl登、1手卜卜，登.，击民，侧李矛1.争旅1飞卜tr.r“;.卜卜卜r十l1电.fl健卜.吕1眠.留犷if.食l!t.卜.睡百1犷rr 2 .2 网络技术理论与应用发展动态 有学者认为，有两本书能从理论研究的深度与广度，应用开发的技术与 体验表达了6 0 年代到8 0 年代网 络技术的全貌 12 1 。 一本书是1 9 7 7 年由j o h n w i l e y , 、 催 3 巷 下 声 嫌 贾卜份卜.必亲l百 tr政认于护叹f，巴r奋.匕r.l卜r1毛!rf污含胜丁攀fl卜fl七.，ft仁里鱿k芯景二1如告乙，.生瓜卜份个里亨.玉，$rfl.tf双甲七f重;卜一r舌.王眨几r;笠.t 一一一 .一 一一 7d9 鱼 壁f t f ie s c-一 一 着所有开发者与应用者们的愿望和体会，不失为一本上乘的参考书。除此之 外， 本人 认 为 另 外一 本 书 ( l .v a la d a r e s t a v a r e s 所著的a d v a n c e d m o d e l s f o r m a n a g e m e n t (10 1 ( 1 9 9 9 年出 版 ) ) 对网 络 技 术 所涉 及的 各 个方 面 均 作了 数学上 的 解释，最重要的是对网络技术在项目 管理中的地位从原来的仅用于进度管理 提升到项目 管理的其他方面。 近年来，国外发展的有关网络技术的论文主要分为几类:一是有关不确 定型活动时间的估计方法;二是关于时间费用问题的论述;第三类文章 探讨资源约束网络计划问题。第四类是将网络计划技术用于风险分析，第五 类是研究、设计、分析各种应用软 件f ls - 17 1 实际项目并不能简单归为哪一类， 但都在不同程度上涉及以上几个方面 的问 题。另外，计划中成百上千的活动也是问题之一。考虑到这些因素和计 划的动态性，就要求计划方法必须是灵活的、现代化的和易于使用的;不是 复杂的和需要大量计算时间的。 微机技术在计划管理中的应用使得网络技术有可能用于日 常决策问题。 但有的时候，由于计算机系统在处理实际问题时过于僵化，往往导致网络计 划技术的失败。这可能是由于软件编制人员与使用者沟通不够所致。有关这 个领域的研究将有助于克服这些问题。 2 . 2 . 1 不确定型活动时间的估计 在许多情况下，估计项目 活动时间是困难的。例如在研究与开发项目中， 就有前所未闻的因素和从未做过的工作。在建筑项目中，活动时间也可能会 受到天气的影响。这种不确定性使计划工作变得错综复杂。计划工作者面临 的主要问题可简要归纳为:基于合理的、可完成的活动时间，决定合理的、 可完成的项目完成时间。 鉴于活动时间是随机变量，因而在估计项目平均完成时间时大量使用近 似法。近似法最早是在1 9 6 2 年提出的。最简单的近似法产生于1 9 6 7 年，这 种方法通过逐一计算每个结点， 求出 通往每一结点最长路线的期望值i b p e r t 是用来处理这类问 题的 有效方法。 考虑到活动时间的不确定性，p e r t假定每一个活动时间是一个随机变 咏 蕊 积 您幽肠幽淤、 ,k ) . 、 涵礴出s, f , 耘 获 取万 下 - 分层网络技术及其应用研究 z网路技术a招与应用发展动春 11一军.职七价圣r甲卜翻1.!.，lr主晤口t胜卜百暇l卜子护lf巷rt 量，且服从b e t a 分布。 为什么p e r t技术假定活动时间服从b e t a 分布?实际上，也可假设其服 从其它随机分布。 有学者认为也许t r i a n g u l a r 分布和g a m m a 分布是更为合适 的选择【 19 -2 0 1 . b e t a 分布由乐观时间 和悲观时间唯一确定， t r ia n g u l a r 分布可由 三点时间估计唯一确定， g a m m a 分布对悲观时间没有限制， 只要给定超出悲 观时间区域的概率，这种分布就可确定下来。 一个更为深层的问题是，选择不同的分布是否至关重要?有关的研究表 明:除非选择的是非常极端的随机变量，否则项目 时间分布不受所选随机分 布的影响f oa l 。 虽然从理论上看p e r t方法并不健全， 但在实际中却是非常成功的。 它之 所以成功，是由于计划工作是一个动态过程.顺利进展的项目 常常需要定期 检查，一旦发现有偏离计划的情况就及时纠正。纠正手段包括提供必要的资 源，改变工作顺序，采用新的项目 技术等等。 一项模拟研究表明，即使活动时间是完全随机的，定期的控制活动仍可 保证项目 按计划完成(2 t 1 一般来说， p e r t技