产与运作管理第三版chp12项目管理和网络计划技术.ppt

第九章项目管理和网络计划技术,第十二章项目管理和网络计划技术,本章要点,了解项目的概念；掌握项目管理的目标、特点和内容；掌握项目进度计划方法网络计划技术的基本概念掌握网络图的绘制方法、网络时间参数的计算方法了解网络计划优化方法,12.1项目管理,12.1项目管理,12.1.1项目的概念项目是为完成某一独特的产品或服务所做的彼此相关联的任务或活动的一次性过程。项目的属性包括：（1）一次性（也是一种“单件生产”）（2）独特性（3）目标的确定性（4）活动的整体性（5）组织的临时性和开放性,12.1项目管理,长江三峡工程：是一个解决以防洪为主，集发电、航运、调水等多功能、多目标为一体的巨型复杂工程。主体工程量：土石方开挖1.02亿立方米，填筑2933万立方米，混凝土2715立方米，钢材28.08万吨，钢筋35.43万吨。枢纽工程静态投资：500.9亿工期：17年（三个阶段）,12.1项目管理,美国阿波罗登月计划：持续时间：1961-1972参与成员：2万多家公司120个工厂42万科技人员耗资：300亿美元,12.1项目管理,此外，建造一条新的生产线，开发一个新产品，开发一个计算机管理信息系统，拍摄一部电影，维修一台大型设备，一个科研课题等，也都是项目。,12.1项目管理,12.1.2项目管理的概念和目标项目管理是在项目相应的环境下，通过项目各方人员的合作，把各种资源应用于项目，以实现项目的目标，使各方的需求和期望得到不同程度的满足的过程。项目管理的主要目标包括：（1）质量（2）费用（3）进度,12.1项目管理,12.1.3项目寿命周期及各阶段管理内容任何项目都有一个相似的寿命周期，这个周期大致可以划分为CDEF四个阶段：概念阶段、发展阶段、实施阶段、结束阶段。,12.1项目管理,项目寿命周期各阶段的工作任务及其管理内容,12.1项目管理,12.1.4项目管理的特点项目管理是一项复杂的工作具有创造性需要集权领导和建立专门的项目组织项目经理在项目管理中起着非常重要的作用,12.1项目管理,12.1.5项目管理的主要内容美国项目管理协会（PMI）的项目管理知识体系（PMBOK）对项目管理的主要内容进行了全面的定义，并且经常进行更新。PMBOK将项目管理划分成：四个核心内容（项目范围管理、项目时间管理、项目费用管理和项目质量管理）四个辅助内容（项目人力资源管理、项目沟通管理、项目风险管理和项目采购管理）一个整体内容（项目综合管理）,12.1项目管理,12.2网络计划技术,12.2网络计划技术,12.2.1网络计划技术概述甘特图20世纪初发明的一种表示计划的方法，长期以来在生产和施工进度计划安排中得到广泛应用。优点：可以使管理者先为整个项目活动做好进度安排，并对实际进度进行监控。缺点：无法显示活动之间的内在联系，尤其不适合对较为复杂的项目进行进度安排网络计划技术起源于五十年代的美国杜邦化学公司采用新的计划管理方法关键路线法（CPM法）来新建生产线，工期缩短三个月，第一年费用就节约了100多万美元美国海军特种计划局，在研制北极星导弹潜艇时采用了计划评审技术（PERT法），使研制工作从10年缩短到8年。,12.2网络计划技术,网络计划技术的基本原理可表述为：利用网络的形式和数学运算来表达一项计划中各项工作的先后顺序和相互关系，通过时间参数的计算，确定计划的总工期，找出计划中的关键工作和关键线路，在满足既定约束条件下，按照规定的目标，不断地改善网络计划，选择最优方案，并付诸实施。,12.2网络计划技术,12.2.2应用网络计划技术的步骤（1）应用前的准备工作项目分解（2）绘制网络图（3）计算网络参数，确定关键路线（4）网络的优化：时间优化、时间资源优化、时间费用优化（5）项目控制,12.2网络计划技术,12.2.3项目分解项目分解就是将一个工程项目分解成各种活动。在进行项目分解时，可采用“工作分解结构”（Workbreakdownstructure,WBS），WBS类似于产品结构，可以将将整个项目分解成任务包（相当于部件），再将任务包分解成具体活动（相当于零件）。WBS并非是将项目进行简单分割，在分解时要很好地考虑各部份之间的组织联系和技术联系，即要确定各项活动的逻辑关系（紧前或紧后关系）及所需的时间，要作出项目的工作明细表。,12.2网络计划技术,某新产品设计项目的工作明细表,12.2网络计划技术,12.2.3网络图绘制（1）网络图的种类网络图可分为单代号和双代号两种。单代号网络图：用一个圆圈（或方框）代表一项活动，并将活动名称写在圆圈中。箭线符号仅用来表示相关活动之间的顺序，不具有其他意义，因其活动只用一个符号就可代表，故称为单代号网络图。,a,b,d,c,(a)单代号网络图,12.2网络计划技术,1,5,4,3,2,a,b,c,d,(b)双代号网络图,双代号网络图：用一个箭线表示一项活动，活动名称写在箭线上。箭尾表示活动的开始，箭头表示活动的结束，箭头和箭尾标上圆圈并编上号码，用前后两个圆圈中的编号来代表活动的开始和结束事件。（本课程采用双代号网络图）,12.2网络计划技术,（2）网络图的构成网络图中包括三个要素：活动事件线路,活动活动是泛指一项需要消耗人力、物资和时间的具体活动过程，又称工作、工序或作业。用箭线表示。紧前活动：在某活动开始之前必须要完成的活动。紧后活动：在某活动完成之后才能开始的活动。平行活动：指可以与本活动同时进行的活动。交叉活动：指相互交替进行的活动实活动虚活动,(1)实箭线作用：一条箭线表示一项工作或一个施工过程、任务。特点：每项工作都要消耗一定的时间及资源。标注：施工过程的名称写在箭线上面，施工消耗的时间或资源数量写在箭线下面。箭线的方向：表示工作进行的方向和前进的路线，箭尾表示施工过程开始，箭头表示施工过程的结束。,1,2,施工过程,工作时间,4,6,混凝土养护,28d,(2)虚箭线虚箭线表达逻辑关系，虚箭线不消耗时间和资源。,5,6,5,6,0,区分作用：双代号网络图中每一项工作都必须用一条箭线和两个节点（代号）表示，若两项工作的代号相同时，应使用虚工作加以区分。联系作用：应用虚箭线正确表达各工作之间相互制约、相互依存的逻辑关系；,逻辑关系错误！挖土3与垫层1无逻辑关系；垫层3与砌筑1无逻辑关系；砌筑3与回填1无逻辑关系（人员、工作面、工艺均无）。,断路作用：用虚箭线断掉多余联系，即在网络图中把无联系的工作连接上时，应加上虚工作将其断开。,在无时间坐标的网络图中，箭线的长度不代表时间的长短，画图时原则上是任意的，但必须满足网络图的绘制规则。在有时间坐标的网络图中，其箭线的长度必须根据完成该项工作所需时间长短按比例绘制。,12.2网络计划技术,事件事件是指某一项工作开始或完成的瞬间点，它不消耗人力和物力，也不需要时间，它只表示某项工作开始或结束的瞬间，在网络图中，一般用圆圈（或方框）表示。由于圆圈是两条或两条以上箭线的交叉点，所以又称节点（结点）。开始事件：某一个工作箭尾所连接的事件，它表示一项工作的开始。结束事件：某一工作箭头所指的事件，它表示一项工作的结束总开工事件（起点事件）：指网络开始的事件总完工事件（终点事件）：网络图最后一个事件,节点编号作用：方便查找，每根箭线前后两个节点的编号表示一项工作。编号要求：一项工作应只有唯一的一条箭线和相应的一对节点编号；箭头号码大于箭尾号码，即：ji编号顺序：先绘图后编号；顺箭头方向编；可连号也可以跳号。,12.2网络计划技术,线路线路是指在网络图中从起点事件开始，顺着箭头所指的方向，通过一系列的事件和箭线连续不断到达终点的一条通路。实箭线表示一项作业，而且完成这项作业需要一定时间；虚箭线只表示作业先后的相互关系，不需要花费时间等资源,关键线路：时间之和最大的线路。关键工作：关键线路上的各项工作，没有机动时间一般用双线或粗线表示。非关键线路：关键线路之外的线路。,8d10d9d14d13d,一般来说，一个网络图中至少有一条关键线路。关键线路也不是一成不变的，在一定的条件下，关键线路和非关键线路会相互转化。例如，当采取技术组织措施，缩短关键工作的持续时间，或者非关键工作持续时间延长时，就有可能使关键线路发生转移。网络计划中，关键工作的比重往往不易过大，网络计划愈复杂，工作节点就愈多，不利于抓住主要矛盾。,3.关键线路与非关键线路相互转化,非关键线路都有若干机动时间(即时差)，它意味着工作完成日期容许适当挪动而不影响工期。时差的意义就在于可以使非关键工作在时差允许范围内放慢施工进度，将部分人、财、物转移到关键工作上去，以加快关键工作的进程；或者在时差允许范围内改变工作开始和结束时间，以达到均衡施工的目的。,3.关键线路与非关键线路相互转化,12.2网络计划技术,（3）网络图的绘制的基本原则从左到右，紧前活动画出之后再画紧后活动，箭头序号大于箭尾序号网络图中不允许出现循环回路两个相邻节点间不允许有多条箭线直接相连（不允许出现编号相同的箭线）网络图一般只有一个起点事件和一个终点事件,12.2网络计划技术,1,2,3,3,2,1,4,3,2,1,2,1,5,2,1,3,3,1,2,3,1,2,4,3,2,1,a,b,c,a,c,b,a,b,a,b,c,a,b,c,a,b,(a)箭头编号大于箭尾编号,(b)循环路线,(c)两个节点间有两条线路,(d)多个起点,(a),(b),(c),(d),更正,绘图的原则错误及纠正,双代号网络图的绘制方法,2.绘制草图。,绘制步骤,1.收集整理有关资料。,3.检查逻辑关系是否正确，是否符合绘图规则。,4.整理、完善网络图，使其条理清楚、层次分明。,5.对节点进行编号。,某项目的网络图,某项目活动数据,12.2网络计划技术,例：学生出墙报，领纸10分钟，买笔30分钟。画报头40分钟，抄写50分钟，贴墙报10分钟。请画出网络图。,12.2网络计划技术,网络图,例,F,2,1,C,4,A,D,H,6,7,G,3,B,5,E,8,图4.2.19,(4)网络时间参数计算、关键线路的确定,网络时间参数的计算：1）作业时间T(i,j)2）结点最早开始时间ET(i)3）结点最迟结束时间LT(i)4）作业(工序)最早开工时间ES(i,j)5）作业(工序)最早完工时间EF(i,j)6）作业(工序)最迟完工时间LF(i,j)7）作业(工序)最迟开工时间LS(i,j)8）时差（总时差、单时差）R(i,j)r(i,j),43,（1）作业时间T(i,j),(1)单时法单时法即单一时间估计法。这种方法对活动的作业时间只确定一个时间值。(2)三点估计法TE=(a+4m+b)/6式中：TE估计时间;a最乐观时间;b最保守时间;m最可能时间,返回首页,12.2网络计划技术,工序时间、时差计算及关键路线确定如下表,关键路线为：工程总工期：（2+3+5+6）天=16天,A,D,F,I,2,3,5,6,2020/6/7,46,(2)结点(事项)时间参数的计算结点最早开始时间ET(j)从网络图的起始结点开始，经过一系列活动到达该结点的最长路线的时间值，也是从该事项（结点）出发的各项活动最早可能开工时间。规定：起点事项的ET（1）=0结点最早开始时间的计算是从始点开始的，然后按结点编号有小到大计算某一结点的最早开始时间加上两个结点之间活动的作业时间当先行结点不止一个时，取大值,返回首页,要保证前面作业都完成,哪个时间最长?,2020/6/7,48,计算ET（j）的口诀：前进加法取大,1,2,5,4,7,6,3,A,B,2,C,5,D,3,4,2,E,3,F,4,G,6,K,7,J,2,I,2,H,0,10,8,7,5,2,16,结点的最迟结束时间是先从终点开始计算，自右向左，逆矢线方向逐个计算。某一结点的最迟结束时间等于其后续结点的最迟结束时间减去两个结点之间活动的作业当后续结点不止一个时，取最小值,2020/6/7,49,结点(事项)最迟结束时间LT（i）,指箭头指向该结点的活动必须于该时点完成，否则其今后工作就不能按时开工了。将使项目工期延长规定：终点事项的LT（i）等于它的ET（j）,返回首页,要保证后面工序都按时完工!,几点结束?,2020/6/7,51,图上作业法,计算LT（i）的口诀：后退减法取小,1,2,5,4,7,6,3,A,B,2,C,5,D,3,4,2,E,3,F,4,G,6,K,7,J,2,I,2,H,0,10,8,7,5,2,16,16,4,5,14,8,10,0,0,3,ES,EF,LS,LF,11,14,5,9,10,6,5,8,8,5,2020/6/7,52,(2)作业(工序/活动)时间参数的计算,作业的最早开工时间该作业可以开始的最早时间，在此时间前，它的所有紧前作业必须结束。也就是说，作业的最早开始时间就是它的箭尾结点的最早开始时间。ES（i，j）=ET（i）作业的最早完工时间该项作业可以结束的最早时间，等于它的最早开始时间加上它的作业时间。EF（i，j）=ES（i，j）+T（i，j）=ET（i）+T（i，j）,作业的最迟完工时间该作业必须结束的最早时间。否则，项目的最早结束时间将受到影响。等于作业箭头结点的最迟结束时间。LF（i，j）=LT（j）作业的最迟开工时间作业必须开始的最迟时间，否则，作业的最迟完工时间将得不到保证。等于作业的最迟完工时间扣去它的作业时间。LS（i，j）=LF（i，j）-T（i，j）=LT（j）-T（i，j）,53,1.时差总时差：在满足其紧后作业能于最晚开始时间开工的条件下，该项活动可以靠前或靠后灵活安排的时间范围。也即在不影响整个网络计划项目完工时间的条件下，作业进度安排的机动时间。等于作业的最迟及最早开工（或完工）时间之间的差额单时差：不影响紧后工作最早开始时间的前提下，该项作业最早结束时间可推迟的时间。等于作业箭头结点的最早开始时间和该项作业的最早结束时间的差额,12.4.4时差和关键路线的确定,单时差:r（i，j）=ET（j）-LS（i，j）,总时差:R（i，j）=LS（i，j）-ES（i，j）=LF（i，j）-EF（i，j）,2.关键路线的确定,关键路线：线路时间最长的路线。关键路线时间就是项目最早结束时间。因此，关键路线上各关键作业不应当有任何机动时间，即关键作业的总时差必须为0.,a最长路线法：计算出工期最长的路线，即为关键路线。b时差法：由时差为零的活动所组成的路线为关键路线。c破圈法：从一个结点到另一个结点之间如果存在两条不同的线路，形成一个封闭的环，称为圈。形成圈的两条线路作业时间不等，该圈则称可破圈。可将其中较短的一条线路删除，圈就被打破了，保留下来的是较长的一条线路，也就是两结点间的关键线路。以此类推，剩下最后一条线路即为关键路线,56,12.5网络计划的优化,网络计划优化，就是在满足一定条件下，利用时差来平衡时间、资源与费用三者的关系，寻求工期最短、费用最低、资源利用最好的网络计划过程。一、时间优化二、时间费用优化三、时间资源优化,12.5.1工期优化工期优化是指在一定约束条件下，按合同工期目标，通过延长或缩短计算工期以达到合同工期的目标。目的是使网络计划满足工期，保证按期完成工程任务。,12.5.1.1计算工期小于或等于合同工期时,若计算工期小于合同工期不多或二者相等,一般可不必优化.若计算工期小于合同工期较多，则宜进行优化。优化方法：首先延长个别关键工作的持续时间（相应减少这些工作的资源需要量），相应变化非关键工作的时差；然后重新计算各工作的时间参数，反复进行，直至满足合同工期为止.,12.5.1.2计算工期大于合同工期时,计算工期大于合同工期时，可通过压缩关键工作的作业时间来满足合同工期，与此同时，必须相应增加被压缩作业时间的关键工作的资源需要量。由于关键线路的缩短，次关键线路可能转化为关键线路，即有时需要同时缩短次关键线路上有关工作的作业时间，才能达到合同工期的要求。,优化步骤：（1）计算工期并找出关键线路及关键工作；（2）按要求工期计算应缩短的时间；（3）确定各关键工作能缩短的持续时间DT=Tc-Tr；（4）选择关键工作，调整其持续时间，计算新工期。选择被压缩的关键工作时应考虑的因素：缩短持续时间，对质量、安全影响不大的工作；有充足备用资源的工作；所需增加费用最少的工作。（5）工期仍不满足时，重复以上步骤。（6）当关键工作持续时间都已达到最短极限，仍不满足工期要求时，应调整方案或对要求工期重新审定。,示例：某工程网络计划如图。箭杆上数据为工作正常持续时间，括号内数据为工作最短作业时间，假定合同工期为146天，试优化。（缩短工作持续时间顺序为：4-6，3-4，1-3）,0,12,0,第一步，计算并找出关键线路及关键工作。可以用节点计算法。,1,2,3,4,5,6,12(10),22(18),52(45),52(40),52(42),32(28),32(18),62(52),20,52,52,114,114,114,134,166,166,166,166,52(45),第二步，按要求工期计算应缩短的时间：166-146=20天第三步，确定各关键工作能缩短的持续时间，并按顺序压缩4-6：压缩7天；,0,12,0,1,2,3,4,5,6,12(10),22(18),45(45),52(40),52(42),32(28),32(18),62(52),12,52,52,114,114,114,127,62(52),3-4：压缩10天；,0,12,0,1,2,3,4,5,6,12(10),22(18),45(45),52(40),52(42),32(28),32(18),12,52,52,104,104,104,127,159,159,52(52),1-3：压缩3天；,0,12,0,1,2,3,4,5,6,12(10),22(18),45(45),52(40),52(42),32(28),32(18),52(52),12,49,49,101,101,101,114,149,149,49(40),65,12.5.2时间费用优化,时间费用优化就是既缩短工期又要节省费用。1、直接费用CD直接费用是指直接为生产产品而发生的各项费用，包括直接材料费、直接人工费和其他直接支出。随工期的缩短而增加。2、间接费用CI包括管理费、办公费等。随工期的延长而增加,CD,2020/6/7,66,时间成本优化规则,1）要缩短关键路线上成本斜率最低的作业，达到以最小的费用来缩短总工期。成本斜率说明了每缩短一单位工期所增加的成本。2）压缩作业时间时，不能低于相邻其它最长线路的延续时间；（一次压缩不能取代关键路线）3）数条关键路线时，必须在数条关键路线上同时压缩工期。4）在相同时间单位下，成本斜率应小于或等于单位工程间接费用的作业才能被压缩；,67,时间及费用表,项工程共有六项作业，其网络图、作业时间及费用见图115及表136。若间接费用为每周500元，试进行时间费用优化3,表136,T关=20周,工程总费用=工程直接费用+工程间接费用=2+5+4+3+4+2+0.5X20=30（千元）,1）第一次优化在A、B、E、F中选B压缩2周,关键线路：A、B、E、F和A、C、E、F组成；总工期=18周；总费用=30-(2X0.5-2X0.3)=29.6(千元),6,4,2)第二次优化在选E压缩2周,关键线路：A、B、E、F和A、C、E、F组成；总工期=16周；总费用=30-(2X0.5-2X0.4)=29.4(千元),0.5,数条关键路线时，必须在数条关键路线上同时压缩工期,间接费用为每周500元,71,12.5.3时间资源优化,是有限资源的调配优化问题就是在资源一定的条件，使完成计划工期最短。,12.5.3资源优化,资源优化就是对资源需求出现“高峰”和“低谷”等不均衡现象进行改善。两种情况：在工期固定的条件下，力求资源消耗均衡；在资源供应有限制的条件下，寻求计划的最短工期。,方法：通过改变工作的开始时间，使资源按时间的分布符合优化目标。,资源强度(ri-j):某项工作在单位时间内所需某种资源数量；资源需用量(Rt):整个计划在某单位时间内所需某种资源数量，Rt=ri-j；资源限量(Ra)：在单位时间内可供使用的某种资源的最大数量。,优化前提：（1）网络计划一经制定，在优化过程中不得改变各工序的持续时间；（2）各工序每天的资源需要是均衡的、合理的，优化过程中不予改变；（3）除规定可以中断的工序外，其它工序均应连续作业。（4）优化过程中不得改变网络计划各工序间的逻辑关系。基本术语：,12.5.3.1工期固定、资源均衡的优化,在工期不变的条件下，尽量使资源需用量均衡。既有利于工程施工组织与管理，又有利于降低工程施工费用。（1）目的：使资源需要量尽量趋于平均水平，减少波动。（2）方法：削峰填谷法、方差值最小法、极差值最小法等。（3）衡量资源均衡程度的指标：可用方差s2表示，s2越小，说明资源需求越均衡。,（4）优化步骤确定关键线路及非关键工作的总时差根据工期固定条件，按最早时间绘制时标网络计划和资源需要动态曲线，从中明确关键线路和非关键工作总时差。计算资源均衡性指标，用均方差值来衡量资源均衡程度。按节点最早开始时间的后先顺序，自右向左进行优化从网络计划的终点节点开始，逆箭线方向逐个调整非关键工作的开始和结束时间。按非关键工作最早开始时间的后先顺序进行调整。为满足工期固定的条件，关键工作不得调整。同一节点有多个内向工作，先调整开始时间最晚的工作。,如果节点l为最右（后）的一个节点，就首先对以节点l为结束节点的工作进行调整。又如果以节点l为结束节点的工作中，工作k-l为开始时间最迟的非关键工作，那么就首先考虑工作k-l的调整。,假定工作i-j在第k天开始，第l天结束，如果该工作右移一天，则其在k+1天开始，在l+1天结束，那么第k天需要的资源量将减少ri-j，第l+1天需要的资源量将增加ri-j，即：,则：,DW10时，表示s2增加，则工作i-j不能右移1天，可考虑右移2天，计算DW2=Rl+2-(Rk+1-ri-j)，如果DW1+DW21:线路的实际进展速度比原计划快；B1:线路的实际进展速度比原计划慢；B=1：线路的实际进展速度与原计划相等。,1.关键线路长度的调整调整关键线路的长度可以针对不同情况采用不同方法：(1)当关键工作的实际进度比计划进度提前时，有两种调整方法：若拟要提前工期时应将计划的未完成部分作为一个新计划，重新确定关键工作的持续时间，按新计划实施。若不需要提前工期时应选用资源占用量大或直接费高的的后续关键工作，适当延长其持续时间，以降低其资源强度或费用。(2)关键工作的实际进度比计划进度拖后时，应在未完成的关键工作中选择资源强度小或费用低的工作，缩短其持续时间，并把计划的未完成部分作为一个新计划，进行调整。,12.6.3网络计划调整,2.非关键工作时差的调整非关键工作时差的调整在其时差范围内进行。每次调整均必须重新计算时间参数，观察该项调整对整个网络计划的影响。调整时可在下述方法中选择：(1)将工作在其最早开始时间与其最迟完成时间范围内移动；(2)缩短工作的持续时间；(3)延