运筹学网络计划PPT课件.ppt

1 第九章网络计划 9 1网络图 9 2时间参数计算 9 3网络计划的优化 2 引例 问题 一项工程 已知 各工序完成时间t及其先后关系 求 工程完工期及关键工序 9 1网络图 3 一 概述 1 基本概念 网络计划 NetworkPlanning 用网络图形式表达出来的进度计划 网络计划方法 依托网络计划这一形式产生的一套进度计划管理方法 网络计划技术 基于网络计划原理与方法的集合 包括三方面内容 1 绘制网络图 2 网络计划时间参数计算分析 3 网络计划的优化 调整 4 2 网络计划技术的产生与发展 1956年 美国杜邦公司开发了网络计划技术的关键线路法 CriticalPathMethod 缩写为CPM 1958年 美国海军武器部在研制 北极星 导弹计划时 开发了计划评审技术 ProgramEvaluationandReviewTechnique 缩写为PERT 进行项目的计划安排 评价和控制 获得了巨大成功 20世纪60年代 网络计划技术在美国得到了推广 一切新建工程全面采用这种计划管理新方法 并开始将该方法引入日本和西欧其他国家 1965年 华罗庚教授在我国的生产管理中推广和应用统筹法 目前 网络计划技术已成为我国工程建设领域必不可少的现代化管理方法 5 网络计划方法的优点使它适用于生产技术复杂 工作项目繁多 且紧密联系的一些跨部门的工作计划 如 新产品研制开发大型工程项目建设生产技术准备复杂设备的大修计划 6 网络计划方法的基本原理 将工程项目分解为相对独立的活动 根据各活动先后顺序 相互关系以及完成所需时间做出反映项目全貌的网络图 从项目完成全过程着眼 找出影响项目进度的关键活动和关键路线 通过对资源的优化调度 实现对项目实施的有效控制和管理 7 网络计划方法的主要功能 1用网络图描述一个实际项目的管理问题 画网络图 2计算项目的最早 最晚完成和开工时间 网络计算 3寻找关键活动和关键路径 网络分析 4根据以上分析对网络进行优化 8 3 网络计划技术标准 中华人民共和国国家标准 网络计划技术常用术语 GB T 13400 1 92 网络计划技术网络图画法的一般规定 GB T 13400 2 92 网络计划技术在项目计划管理中应用的一般程序 GB T 13400 3 92中华人民共和国行业标准 工程网络计划技术规程 JGJ T 121 99 9 4 网络计划技术的特点 1 将项目中的各工作组成了一个有机整体 能全面而明确的反映各工作之间相互制约和依赖的关系 2 能进行各种时间参数的计算 3 可抓住项目中的关键工作重点控制 确保项目目标的实现 4 可以综合反映进度 投资 成本 资源之间的关系 统筹全局进行计划管理 5 便于优化 调整 取得好 快 省的全面效果 6 能够利用计算机绘图 计算和动态管理 7 不如线条图直观明了 时标网络可弥其不足 10 5 网络图分类 1 按以箭线或节点表示工作的绘图表达方法的不同 分为双代号网络图和单代号网络图 11 2 按工作持续时间是否依照时间长短比例绘制 分为时标网络图和非时标网络图 或称标时网络图 12 3 按是否在图中表示不同工作活动间的各种搭接关系 分为搭接网络图和非搭接网络图 13 6 网络计划编制流程 确定网络计划目标 调查研究 方案设计 项目分解 逻辑关系分析 绘制网络图 计算工作持续时间 检查与调整 编制可行网络计划 14 二 双代号网络图 9 1 将某单位工程分解为基础 主体 装饰三个分部工程 并分三段组织流水作业 其工作流程图用双代号网络图表示为 15 1 基本符号 1 箭线 arrow 工作逻辑关系 工艺关系 组织关系工作关系 紧前 紧后 先行 后续 平行虚箭线 虚拟工作 作用 联系 区分 16 注意 区分习惯上发生的顺序和它们在逻辑上应该发生的顺序 例如 寄出一个发票的一般方法是 1 检查发票 2 将发票放入信封 3 封上信封 4 在信封上写地址这不是唯一正确方法 网络图应能反映所有可能性 而不仅仅是传统方法 17 2 节点 node 事件节点类型 起点节点 终点节点 中间节点节点编号 箭尾节点箭头节点 ij 3 线路 path 关键线路 criticalpath 18 1 网络只能有一个总起点和一个总终点 图9 2中 有两个总起点事项 三个总终点事项 不符合规则 图9 2 绘图规则 19 2 网络图为有向图 且不能有回路 图9 3中 是回路 不符合规则 图9 3 20 3 两个节点之间不能有两条或两条以上的弧 两个及两个以上的工作 图9 4不符合规则 图9 4 21 严禁出现双向箭头或无箭头的连线 严禁出现没有箭头或没有箭尾节点的箭线 22 如4道工作a b c d的关系为 c必须在a b均完成后才能开工 而d只要在b完工后即可开工 如画成下图是错误的 因本来与a工作无关的d被错误地表为必须在a完工后才能开工 图9 5 4 应正确表示活动之间的前行后继关系 23 正确表达工作间的逻辑关系 a A完成后进行B B完成后进行C b A完成后 B C同时开始 c A B均完成后 C开始 24 d A B均完成后 C D才能开始 e A B C同时开始 f X Y Z同时结束 25 g A B均完成后C开始 A完成后D开始 h A B C均完成后D开始 B C均完成后E开始 26 i A B均完成后D开始 B C均完成后E开始 j A B两项工作分三个施工段 组织流水施工 27 网络有时需要包括由虚线表示的 虚拟 活动 首先 它可以避免两个活动有相同的起点和终点 其次 使用虚拟活动可以帮助表示一些特殊的逻辑依赖关系 如前面不符合规则的图9 4 图9 2 图9 5 用添加虚工作的方法改图为图9 6 图9 7 图9 8就是正确的了 图9 6 5 虚拟活动的运用 28 图9 7 图9 8 29 6 平行工作虚工作还可以用于正确地表示平行工作与交叉工作 一道工作分为几道工作同时进行 称为平行工作 如图图9 9 a 中市场调查 2 3 中需12天 如增加人力分为三组同时进行 可画为 b 图9 9 a 30 图9 9 b 7 交叉作业两件或两件以上的工作交叉进行 称为交叉工作 如工作A与工作B分别为挖沟和埋管子 那么它们的关系可以是挖一段埋一段 不必等沟全部挖好再埋 这就可以用交叉作 31 业来表示 如把这工作各分为三段 A a1 a2 a3 B b1 b2 b3 可用图8 35表示 图9 10 8 要尽量避免弧的交叉 图9 10 a 中许多交叉的弧可以避免 整体改为 b 就比较清晰了 32 图9 10 a 33 图9 10 b 34 避免交叉箭线 35 严禁出现重复编号的箭线 某些节点有多条外向或内向箭线 一般 4条 时 在不违反 一项工作只有唯一的一条箭线和相应的一对节点编号 的前提下 可使用母线法绘图 36 三 单代号网络图 9 2 用单代号网络图表示例1的工作流程 37 1 基本符号 1 箭线 箭线既不占用时间 也不消耗资源 箭线仅用来表示工作之间的顺序关系 2 节点 节点代表一项工作 节点代号 工作名称 作业时间都标注在节点圆圈或方框内 需占用一定的时间和资源 3 线路 从网络图的开始节点到结束节点 沿着箭线的指向所构成的若干条 通道 即为线路 38 39 单代号网络图和双代号网络图所表达的计划内容是一致的 两者的区别仅在于绘图的符号不同 单代号网络图的箭线表示顺序关系 节点表示一项工作 而双代号网络图的箭线表示一项工作 节点表示联系 在双代号网络图中出现较多的虚工作 而单代号网络图虚工作很少 开头 结束 3 与双代号网络图比较 40 标注图例 双代号网络图 单代号网络图 41 四 给节点编号编号应注意以下规则 每条弧上起点的编号数小于终点的编号数 编号不一定要连续 留些间隔便于修改和增加工作 方法 给起点一个编号数 设想将该点为起点的弧都去掉 从而又有新的起点 依次给新的起点编号 反复这样做直到终点已经编号为止 42 43 商业中心建设网络图 4 10 6 8 1 3 2 7 5 9 44 错误的依赖关系 45 9 2网络分析与计算 通过网络分析可增加对项目整体的了解 并能发现活动并行执行的机会 网络分析可以分以下五个阶段 1估计完成活动需要的时间t i j 计算每个活动完成的平均或期望时间 根据历史数据计算平均完成时间 或通过主观估计得到完成时间的期望值 46 2计算最早开始时间 ES 与最早完工 EF 时间从网络起点开始 用下列公式计算最早开始时间 tES 和最早完工时间 tEF 最早完工 最早开始时间 活动持续时间tEF i j tES i j t i j 最早开始时间 紧前活动的 最早结束时间tES i j maxktEF k i 如果一个活动有几个紧前活动 取其中最晚的最早结束时间 47 tES i j maxktEF k i tEF i j tES i j t i j 图9 11 48 3计算最晚开始时间与最晚结束时间从最后活动开始依次按下式计算每个活动最晚结束时间tLF和最晚开始时间tLS最晚开始时间 最晚结束时间 活动持续时间tLS i j tLF i j t i j 最晚结束时间 紧后活动的 最晚开始时间tLF i j minktLS j k 如果一个活动有几个紧后活动 取其中最早的最晚开始时间 49 tLF i j minktLS j k tLS i j tLF i j t i j 图9 12 50 4允许时差允许时差又称活动的机动或富裕时间 常用的时差有两种 总时差 不影响总工期条件下 任务可以延迟的最大幅度 用R i j 表示 R i j tLS i j tES i j tLF i j tEF i j 总时差 最晚开始时间 最早开始时间 最晚结束时间 最早结束时间 51 单时差 不影响紧后工作的最早开工时间的条件下 任务可以延迟的最大幅度 用r i j 表示 r i j minktES j k tEF i j 图9 13 52 5确定关键路径网络计划技术根据活动持续时间之间的关系找出项目的关键活动 时差为零的活动是关键活动 它们的延误将导致整个项目完成时间延误 所有关键活动形成网络中的关键路径 非关键活动是那些可在某种程度上延误而不会引起整个项目完成时间延误的活动 53 54 0 20 20 28 52 34 52 58 70 76 55 56 网络图上时间表示法 最早开始 总时差 最早结束最晚开始 单时差 最晚结束 57 58 关键工序有 A C D H I J关键路径为 59 0 7 5 11 10 9 11 18 14 19 16 26 24 30 60 练习 要求 1 绘制网络图 2 计算各工序的最早开工 最早完工 最迟开工 最迟完工时间及总时差 单时差 并指出关键工序 61 关键工序 hbgafk 62 9 3网络计划的优化 一 计划评审技术二 缩短工程进度三 时间 费用优化四 时间 资源优化 63 9 3 1计划评审技术 实际工作中 许多工程项目的工序时间是不确定的或者是由于随机因素的影响 或者是属于开拓性的工作 没有经验数据或统计资料 很难确定工序时间 这时便不宜采用关键路线法 采用计划评审技术 对工序时间进行粗略的估计 而后绘制网络图 找出关键路线 并可对工程完工期进行概率估计 64 工序时间的三种可能估计 最乐观时间 在最理想的情况下完成工序所需时间a 最悲观时间 在最不利的情况下完成工序所需时间b 最可能时间 在正常情况下完成工序所需时间m 加权平均就是工序时间t 一 工序时间估计 二 工期估计 工程期望工期等于关键路线上各道工序的时间之和 设规定的工程完工时间为Tk 则完工时间的概率为 65 三 应用举例9 3 1若合同规定工期为20 如期完工的概率 要求90 的把握如期完工 可接受的合同工期 66 绘制网络图 参数计算工程期望工期TE 23 关键工序的方差 2 49 9 则 x 1 29 查表知P x 9 9 P x 90 查表知 x 1 3 则可接受的合同工期为TE x 26 67 9 3 2缩短工程进度 在现有资源的条件下 缩短工程进度的主要途径有 1 采取适当的技术措施 组织力量对关键工序进行攻关 压缩关键工序的工序时间 2 改变工序 在工艺流程允许的条件下 把关键路线上串联的关键工序改为平行工序或交叉工序 合理调配工程技术人员 缩短工期 3 利用时差 由于非关键工序都有时差 所以这些工序在开工时间上 具体工时上都有一定得弹性 因此从非关键工序上抽调部分人力 物力到关键工序上 缩短关键工序的时间 68 9 3 3时间 费用优化在时间进度优化中 重点在于如何缩短工期 工期的缩短与费用是密切相关的 网络计划的优化中 应考虑不同的完工时间所对应的工程费用找到工程费用最低的完工时间 最低成本日程 69 寻求最低成本日程的思路 从网络计划的关键工序着手 对增加直接费用最少的关键工序采取措施 缩短其作业时间 70 例9 3 2 71 方案I 正常完工 工程费用C I 正常完工直接费用 间接费用 8800 200 15 11800元 72 方案II 在关键路线上赶进度赶进度的工序 关键工序d赶单位时间进度增加的直接费用最少 选择工序d赶紧度 赶进度的时间 工序d最多只能赶3天 非关键路线时差为2和5 故工序d只能赶2天 工程费用C II 正产完工直接费用 赶进度增加的直接费用 间接费用 8800 2 100 200 13 11600元 73 方案III 在关键路线上赶进度赶进度的工序 关键工序b赶单位时间进度增加的直接费用最少 选择工序b赶紧度 赶进度的时间 工序b最多只能赶2天 非关键路线时差为3 故工序b只能赶2天 工程费用C III 正产完工直接费用 赶进度增加的直接费用 间接费用 8800 2 100 2 150 200 11 11500元 74 方案IV 在关键路线上赶进度赶进度的工序 选择工序d e同时的赶进度 赶进度的时间 工序d最多只能赶1天 故工序d e只能同时各赶1天 工程费用C IV 正产完工直接费用 赶进度增加的直接费用 间接费用 8800 2 100 2 150 1 100 120 200 10 11520元 75 网络的加急分析 时间 成本替代关系 斜率 加急比率 即每缩短一天需增加的费用 76 单位时间加急成本是加急成本增量与减少时间之比率 从这一比率出发可以找到一最低成本达到缩短项目总完成时间的活动 这样的活动在进行网络加急分析时应首先考虑 例9 3 3 在例9 1中打算56周完成 考虑怎样调整使增加的成本最少 77 78 只有关键活动才考虑进行加急处理 检查关键路径上的活动找出有最小加急成本的活动 减少该活动的完成时间直到达到最大可能的减少时间 或者另一个并行路径也称为关键路径 关键活动H有最小的加急比率 它可减少4周而不改变关键路径 项目完成时间减到72周 成本增加5万 79 52 8 6062 10 70 0 20 200 0 20 0 10 1010 10 20 20 8 2820 0 28 28 24 5228 0 52 70 6 7670 0 76 20 14 3428 8 42 34