项目管理 第四章 工程网络计划技术

第四章工程网络计划技术,第一节网络计划技术概述第二节双代号网络计划第三节单代号网络计划第四节网络计划的编制与应用第五节网络计划的优化,第一节网络计划技术概述,1.网络计划技术的起源与发展2.网络计划技术的特点,1.网络计划技术的起源与发展,网络计划技术是在20世纪50年代中期发展起来的一种科学的计划管理技术。1956年，美国杜邦公司研究创立了CPM1958年，美国海军研制“北极星”导弹计划，应用了PERT1962年，美国政府规定，凡是与政府签订合同的企业，都必须采用网络计划技术我国，20世纪60年代初，引进网络计划上海宝钢炼铁厂1号高炉的土建工程施工，应用网络计划，缩短工期21%，降低成本9.8%广州白天鹅宾馆，运用网络计划，工期提前4个半月，仅投资利息就节约1000万港币,横道图也称甘特图，是美国人甘特在20世纪初研究发明的。横道图优点：（1）编制容易，简单明了，直观易懂（2）结合时间坐标，工程进度一目了然（3）流水情况表示清楚横道图缺点：（1）只表明静态状态，不能反映各项工作之间错综复杂、相互联系、互相制约的生产和协作关系（2）反映不出哪些工作是主要的，哪些工作是关键性的，无法反映出工程的关键所在和全貌,2.网络计划技术的特点横道图与网络图的优缺点,网络计划优点：（1）能全面明确反映出各项工作之间的相互依赖、相互制约的关系（2）能反映关键工作和关键线路，便于抓住主要矛盾，确保竣工工期（3）能显示机动时间，便于采取措施（4）能够利用计算机绘图、计算和跟踪管理（5）便于优化和调整，加强管理网络计划缺点：流水施工情况很难在网络计划上全面反映出来，不如横道图直观明了。但是带有时间坐标的网络计划可弥补这一不足。,第二节双代号网络计划,1.双代号网络图2.六个要素3.绘图规则4.时间参数计算5.双代号时标网络图,1.双代号网络图,网络计划技术的基本模型是网络图。网络图是用箭线和节点组成的，用来表示工作流程的有向、有序的网状图形。双代号网络图单代号网络图,2.六个要素,箭线：一条箭线只表示一项工作（施工过程、任务）。特点：占用时间、消耗资源，有时只占用时间不消耗资源。圆圈（节点），表示工作开始或结束或连接关系。特点：不消耗时间和资源，是瞬间值。编号：方便查找与计算，用两个节点的编号可代表一项工作，箭头号码要大于箭尾号码。顺序：先绘图后编号，顺箭头方向，可隔号编。,虚工作：时间为零的假设工作。特点：不消耗时间和资源，起联系、区分、断路的作用。关键工作：总时差最小的工作，若计算工期等于要求工期，总时差为0的工作。关键线路：自始自终全部由关键工作组成的线路，或线路上总的工作持续时间最长的线路。网络图上的关键线路用双线或粗线标注。,逻辑关系表,网络图,3.绘图规则,1.必须按照已定的逻辑关系绘图,2、严禁出现循环回路,3、严禁出现双向箭头和无箭头连线,4、严禁出现没有箭尾节点和没有箭头节点的箭线,5、当起点有多条外向箭头或终点有多条内向箭头，为使图形简洁，可用母线法绘图,6、当有交叉的时候，可用过桥法或指向法,7、网络图应只有一个起点节点和一个终点节点，并不应出现其他没有内向箭头或外向箭头的节点。,例1.例2,1,3,2,4,1,2,3,4,6,5,A,C,B,D,A,B,C,D,E,G,例3例4,1,2,3,4,5,A,B,C,D,E,1,2,4,3,5,7,6,A,B,C,D,E,G,H,例5,1,2,3,4,5,7,6,8,A,B,C,D,E,G,H,F,例6,1,2,3,4,5,6,A,B,C,D,E,G,H,I,J,例7,1,2,3,4,5,6,7,A,B,C,D,E,G,H,4.时间参数的计算（一）用按工作计算法计算时间参数（二）用按节点计算法计算时间参数,（一）用按工作计算法计算时间参数：,1、工作最早开始时间的计算：,、以网络计划的起点节点为开始节点的工作的最早开始时间为零；,、计算工期等于以终点节点为完成节点的工作的最早开始时间加该工作的持续时间所得之和的最大值,、其他工作的最早开始时间等于其紧前工作的最早开始时间加该紧前工作的持续时间所得之和的最大值；,2、工作最迟开始时间的计算：,、以终点节点为完成节点的工作的最迟开始时间等于网络计划的计划工期减该工作的持续时间,、其他工作的最迟开始时间等于其紧后工作的最迟开始时间减本工作的持续时间所得之差的最小值；,3、总时差的计算：（不影响总工期）,工作总时差等于工作最迟开始时间减最早开始时间,4、自由时差的计算：（不影响紧后工作的最早开始时间）,工作自由时差等于该工作的紧后工作最早开始时间减本工作最早开始时间，再减本工作的持续时间之差的最小值后早始本早完,或,5、工作最早完成时间和最迟完成时间的计算：,工作最早完成时间等于工作最早开始时间加本工作持续时间,工作最迟完成时间等于工作最迟开始时间加本工作持续时间,6、关键工作和关键线路,关键工作：没有机动时间的工作，即总时差为零的工作,关键线路：线路上的各工作持续时间最长的线路（可有多条）,例：,0,2,0,4,4,12,10,15,17,15,14,10,8,12,2,4,0,1,5,7,2,12,11,15,2,12,5,11,11,15,17,15,0,1,0,3,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,关键线路,双代号网络图总结,总时差为零，自由时差为零。以关键节点为完成节点的工作，总时差等于自由时差。总时差的快速判断原则：某一工作的总时差等于总工期减去通过该工作的所有路线中最长线路的持续时间之和。,（二）用按节点计算法计算时间参数：,1、节点最早时间的计算：,、以网络计划的起点节点的最早时间为零；,、其他节点的最早时间等于以该节点为完成节点的工作的开始节点最早时间加该紧前工作的持续时间所得之和的最大值；,2、节点最迟时间的计算：,、终点节点为完成节点的最迟时间等于网络计划的计划工期，也可以等于终点节点的最早时间(计算工期),、其他节点的最迟时间等于以本节点为开始节点的工作的最迟时间减本工作的持续时间所得之差的最小值；,3、总时差的计算：,工作总时差等于该工作的完成节点的最迟时间减该工作的开始节点的最早时间，再减该工作的持续时间。,4、工作自由时差的计算：,工作自由时差等于该工作的完成节点的最早时间减本工作的开始节点的最早时间，再减本工作的持续时间,表示形式：,例：,0,关键线路,2,4,4,12,8,10,15,17,17,11,11,12,2,7,5,0,15,5.双代号时标网络计划时间参数的计算,1）双代号时标网络图是以水平时间坐标为尺度编制的双代号网络计划，主要特点有：兼有网络计划与横道计划的优点。能直接显示出各项工作的开始与完成时间，自由时差及关键线路。便于进行资源优化和调整。修改麻烦。2）适用范围：适应于工作项目较少，工艺过程较简单的项目。对于大型复杂的项目，可以先使用时标网络绘制各分部分项工程，再综合起来绘制较简明的总网络计划。,3）时标网络图的一般规定：时间单位应根据需要在编制网络计划之前确定，可分：季，月，周，天等。以实箭线表示工作，虚箭线表示虚工作，波形线表示自由时差。所有符号在时间坐标上的水平投影位置，必须与时间参数相对应。节点中心必须对准相应的时标位置。虚工作必须以垂直方向的虚箭线表示，有自由时差时加波形线表示。,4）绘制方法间接绘制法先绘制无时标的网络计划，再计算最早时间参数，确定节点位置，连线完成，不足的用波形线补足。直接绘制法起点定在时标表的起始刻度线上，按持续时间绘制起点节点的外向箭线，其他工作的开始节点必须在所有紧前工作都绘出以后，定位在这些紧前工作最早完成时间最大值的时间刻度上，箭线长度不足的用波形线补足，箭头画在波形线与节点连接处。,双代号时标网络图总结,某工作的自由时差等于波形线的长度某工作的总时差等于所有通过该工作线路中的最短的波形线的长度关键线路是自始自终没有出现波形线的线路总工期等于所有线路中最长线路的持续时间之和,第三节单代号网络图,1.单代号网络图的特点2.单代号网络图的绘图规则3.单代号网络图的参数计算4.单代号搭接网络图的计算,一、单代号网络图的特点,工作之间的逻辑关系容易表达，且不用虚箭线，故绘图简单。便于网络图检查和修改。由于工作的持续时间表示在节点之中，没有长度，故不够形象直观。表示工作之间逻辑关系的箭线可能产生较多的纵横交叉现象。单代号网络图工作表示方法,二、单代号网络图的绘图规则,1、必须按照逻辑关系绘图2、严禁出现循环回路3、严禁出现双向箭头和无箭头连线4、严禁出现没有箭尾节点和没有箭头节点的箭线5、当起点有多条外向箭头或终点有多条内向箭头，为使图形简洁，可用母线法绘图6、当起点有多条工作或终点有多条工作，应增设一个虚工作作为开始或结束。,三、单代号网络计划时间参数的计算,1、工作最早开始时间和最早完成时间的计算：,、以网络计划的起点节点为开始节点的工作的最早开始时间为零；,、其它工作最早开始时间等于其紧前工作的最早完成时间的最大值,、工作的最早完成时间等于工作的最早开始时间加该工作持续时间之和,ES1=0,EFi=ESi+Di,ESj=maxEFi,、计算工期等于终点节点的最早完成时间,Tc=EFn,2、相邻工作之间的时间间隔的计算：,时间间隔是本工作的最早完成时间与紧后工作的最早开始时间之间的差值。后早始本早完,、其它工作总时差等于该工作与紧后工作之间的时间间隔加上紧后工作总时差的和的最小值,LAGij=ESj-EFi,TFi=minLAGij+TFj,3、计算工作总时差：,、结束工作总时差等于零(TP=TC),TFn=0,4、计算工作自由时差：,自由时差等于该工作与紧后工作之间时间间隔的最小值,、工作最迟完成时间等于紧后工作最迟开始时间的最小值：,、工作最迟开始时间等于工作最迟结束时间减该工作的持续时间,FFi=minLAGij,LSi=ESi+TFi,5、计算工作最迟开始时间和最迟结束时间：,、终点节点的最迟完成时间等于计划工期,LFn=TP,LFi=EFi+TFi,例4：,单代号网络计划总结,关键工作：总时差最小的工作是关键工作。关键线路：从起点节点到终点节点均为关键工作，且所有工作的时间间隔为零的线路。,单代号搭接网络计划时间参数的计算,一、搭接关系的种类及表达方式：,结束到开始（FTS）的搭接关系：,例如：修一条堤坝的护坡，一定要等到土堤自然沉降后才能修护坡，这种等待的时间就是FTS时距。,开始到开始（STS）的搭接关系：,例如：道路工程中的铺设路基和浇筑路面，待路基开始一段时间为路面工程创造一定工作条件后，路面工程即可进行，这种开始时间之间的间隔就是STS时距。,结束到结束（FTF）的搭接关系：,例如：相邻两工作，当紧前工作的施工速度小于紧后工作时，则必须考虑为紧后工作留有充分的工作面，否则紧后工作就将因无工作面而无法进行。这种结束之间的时间间隔就是FTF时距。,开始到结束（STF）的搭接关系：,例如：要挖掘带有部分地下水的土壤，地下水位以上的土壤可以在降低地下水位工作完成之前开始，而在地下水位以下的土壤必须要等到降低地下水位之后才能开始。降低地下水位工作的完成与何时挖地下水位以下的土壤有关，至于降低地地下水位何时开始，则与挖土没有直接关系，这种开始到结束的限制时间就是STF时距。,STS和FTF的混合搭接关系：,STF和FTS的混合搭接关系：,混合搭接关系：,STF,i,j,FTS,2、相邻工作之间的时间间隔（LAGi,j）：,LAGi,j=ESj-EFi-FTS,LAGi,j=ESj-ESi-STS,LAGi,j=EFj-EFi-FTF,LAGi,j=EFj-ESi-STF,例5：,第五节网络计划优化,网络计划优化，是在编制阶段，在满足既定约束条件下，按照一定目标，通过不断改进网络计划的可行方案，寻求满意结果，从而编制可供实施的网络计划的过程。网络计划优化的目标：工期，资源，费用优化是相对地可获得近似的结果，不可能做到绝对优化。,优化的类型,一、工期优化工期优化就是不考虑人力、物力、财力资源的限制。这种情况通常发生在任务紧急、资源有保障的情况。由于压缩了关键路线上活动的时间，会导致原来不是关键路线的路线成为关键路线。若要继续缩短工期，就要在所有关键路线上赶工或进行平行交叉作业。随着关键路线的增多，压缩工期所付出的代价就变大。因此，单纯地追求工期最短而不顾资源的消耗是不可取的。计算步骤选择压缩对象缩短工作时间的措施,二、工期资源优化工期规定，资源均衡（方差值最小，极差最小）资源有限，工期最短三、工期成本优化目的基本思想步骤,习题：,、根据逻辑关系，绘制双代号网络图和单代号网络图,、绘制双代号网络图，计算6个时间参数，确定关键线路,、绘制双代号网络图，计算节点参数，并确定关键线路,、绘制单代号网络图，计算6个时间参数和时间间隔，确定关键线路,、绘制双代