网络计划技术在矿井生产

1、网络计划技术在矿井生产 第四章第四章 网络计划技术在矿井生产网络计划技术在矿井生产 准备中的应用准备中的应用 重点重点 关键路线法 计划评审技术 网络技术优化 网络计划技术在矿井生产 发展简史 l19561956年，美国杜邦公司的沃克（年，美国杜邦公司的沃克（Morgan.R.WalkerMorgan.R.Walker）在兰德公）在兰德公 司的凯利司的凯利（Janes.E.Kelly.Jr）协助下研究开发了利用计算协助下研究开发了利用计算 机技术安排工程进度计划的新方法即关键线路法机技术安排工程进度计划的新方法即关键线路法（Critical Path Method），），简称简称CPM法。法。

2、 l19581958年，美国海军武器规划局在研制年，美国海军武器规划局在研制“北极星北极星”导弹潜艇导弹潜艇 计划中采用了计划中采用了CPM法，并在此基础上形成了以数理统计学法，并在此基础上形成了以数理统计学 为基础，以网络分析为主要内容，以计算机技术为手段的为基础，以网络分析为主要内容，以计算机技术为手段的 新的计划管理方法即计划评审技术新的计划管理方法即计划评审技术（Program Evaluation and Review Technique），），简称简称PERT法法 。 l前苏联从前苏联从19641964年起相继颁布了一系列有关制定、应用网络年起相继颁布了一系列有关制定、应用网络 计

3、划技术的条例和文件，规定在所有大型建设工程中都必计划技术的条例和文件，规定在所有大型建设工程中都必 须采用网络计划技术。须采用网络计划技术。 l日本在日本在19611961年正式从美国引进网络计划技术，年正式从美国引进网络计划技术，19681968年日本年日本 建筑学会发表建筑学会发表网络施工进度和管理指南网络施工进度和管理指南，并在建筑业，并在建筑业 中广泛推广使用。中广泛推广使用。 l19631963年，在我国著名科学家钱学森等人的积极倡导下，网年，在我国著名科学家钱学森等人的积极倡导下，网 络计划技术在我国开始推广应用。络计划技术在我国开始推广应用。19651965年，我国已故著名年，我

4、国已故著名 数学家华罗庚教授将网络计划技术与其他科学管理方法相数学家华罗庚教授将网络计划技术与其他科学管理方法相 结合，结合我国当时的国情，根据结合，结合我国当时的国情，根据“统筹兼顾、全面安排统筹兼顾、全面安排” 的指导思想，在国民经济各部门中试点采用网络计划技术，的指导思想，在国民经济各部门中试点采用网络计划技术， 并称其为并称其为“统筹方法统筹方法”， 网络计划技术在矿井生产 网络计划技术的基本概念网络计划技术的基本概念 网络计划技术是应用网络计划对项目的网络计划技术是应用网络计划对项目的 进度、资源、成本等方面进行适当的协调进度、资源、成本等方面进行适当的协调 与安排，以保证项目目标顺

5、利实现的一种与安排，以保证项目目标顺利实现的一种 科学的计划管理技术。科学的计划管理技术。 网络计划是指用网络图表达任务构成、网络计划是指用网络图表达任务构成、 工作顺序并加注工作时间参数的进度计划。工作顺序并加注工作时间参数的进度计划。 网络图是表达网络计划的基本工具和网络图是表达网络计划的基本工具和 手段，是网络计划的具体体现形式。网络手段，是网络计划的具体体现形式。网络 图是由箭线和节点组成，用来表示工作流图是由箭线和节点组成，用来表示工作流 程的有向、有序网状图形。程的有向、有序网状图形。 网络计划技术在矿井生产 网络计划技术的特点网络计划技术的特点 l能够全面反映各工作之间的相互制约

6、、相互依赖和相能够全面反映各工作之间的相互制约、相互依赖和相 互衔接的逻辑关系。互衔接的逻辑关系。 l能够通过时间参数计算找到关键线路，确定关键工作，能够通过时间参数计算找到关键线路，确定关键工作， 有利于项目管理者抓住项目实施中的关键环节，统筹有利于项目管理者抓住项目实施中的关键环节，统筹 安排项目实施，避免项目建设在进度、成本和资源等安排项目实施，避免项目建设在进度、成本和资源等 方面的失衡。方面的失衡。 l能够利用计算机技术，在客观条件发生变化时，及时能够利用计算机技术，在客观条件发生变化时，及时 对计划方案进行调整优化，尤其是对于复杂的计划方对计划方案进行调整优化，尤其是对于复杂的计划

7、方 案的调整优化更具有便利性。案的调整优化更具有便利性。 l能够通过网络计划的优化，进行不同计划方案的比选，能够通过网络计划的优化，进行不同计划方案的比选， 确定出适合项目的最优方案。确定出适合项目的最优方案。 l能够为项目管理提供较大的工程信息量，有利于项目能够为项目管理提供较大的工程信息量，有利于项目 管理者把握项目建设进展状况，明确项目建设中的得管理者把握项目建设进展状况，明确项目建设中的得 与失。与失。 网络计划技术在矿井生产 l它的实施步骤实施步骤为： l1绘制网络图； l2确定项目时间； l3确定关键线路； l4制定进度表。 实施步骤实施步骤 网络计划技术在矿井生产 实施步骤实施步

8、骤 一、列出所有活动一、列出所有活动 二、确定每个活动二、确定每个活动 的紧前工序的紧前工序 网络计划技术在矿井生产 网络图的类型 7 6 5 4 3 21 节 点 图 箭示图 节点图 网络计划技术在矿井生产 一、网络图的组成一、网络图的组成 l( (一一) )网络图的基本要求包括：活动、事项、路径、活动网络图的基本要求包括：活动、事项、路径、活动 的延续时间、关键路径等。的延续时间、关键路径等。 1 1活动：是指需要耗用的时间、资源的劳动过程。活动：是指需要耗用的时间、资源的劳动过程。 2 2事项：事项：称节点，活动的开始和结束，以、表示 3 3路径：路径：指从起点至整个系统工程完工的终点m

9、。 4 4活动的延续时间：活动的延续时间：指进行活动从开工到结束的时间。 5 5关键路径：关键路径：指所需时间最长的路径，总时间。 12 5 a 网络计划技术在矿井生产 编制网络图编制的原则 有向性 箭线首尾必须有结点 二点一线 事项编号由小到大，由左至右 源汇合一 不允许无先行作业或无后续作业的中间事项 网络计划技术在矿井生产 1 1、有向性，、有向性， 且不能有回路且不能有回路 12 3 4 5 7 是回路，不符合规则是回路，不符合规则 2、箭线首尾必须有结点 编制网络图编制的原则 网络计划技术在矿井生产 1 1、网络只能有一个总起点和一个总终点、网络只能有一个总起点和一个总终点; ; 1

10、 2 4 5 67 8 9 有两个总起点事项有两个总起点事项， ； 三个总终点事项三个总终点事项，不符合规则。，不符合规则。 编制网络图编制的原则 网络计划技术在矿井生产 3 3、二点一线 2 1 a b 4 4、事项编号由小到大，由左至右 编制网络图编制的原则 5 5、虚拟活动的运用、虚拟活动的运用 1 3 2 a b 避免两个活动有相同的起点和终点避免两个活动有相同的起点和终点; ; 帮助表示一些特殊的逻辑依赖关系。帮助表示一些特殊的逻辑依赖关系。 网络计划技术在矿井生产 1 3 2 4 5 6 7 8 9 1 23 4 5 6 a b c d 编制网络图编制的原则 网络计划技术在矿井生产

11、 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 要尽量避免弧的交叉要尽量避免弧的交叉 编制网络图编制的原则 网络计划技术在矿井生产 示例示例 3 69 A B C 11 E 5 DF 11 4 2810 67 1 R Q G G JI K P L L M S N 网络计划技术在矿井生产 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 编制网络图编制的原则 网络计划技术在矿井生产 绘制网络图应注意的问题绘制网络图应注意的问题 1 1层次清晰、重点突出层次清晰、重点突出 2 2图面规整、流畅图面规整、流畅 3 3合理使用虚工作合理使用虚工作 网络计划技术在矿井

12、生产 示例 5678 1 挖1 234 910 1112131415 171819 16 20 挖2 挖4 挖3 垫1 垫4 垫3 垫2 砌1 砌2 砌3 砌4 填1 填2 填3 填4 按施工工艺排列按施工工艺排列 网络计划技术在矿井生产 网络时间网络时间 l1 1 网络时间包括：网络时间包括： l（1 1）各项工作作业时间）各项工作作业时间 l（2 2）节点的最早开始时间（由其前面的工作控）节点的最早开始时间（由其前面的工作控 制）制） l（3 3）节点的最迟结束时间（它限制后续工作，）节点的最迟结束时间（它限制后续工作， 即它控制后续工作能否按期完成）即它控制后续工作能否按期完成） l（4

13、 4）各项工作的最早开始与结束时间）各项工作的最早开始与结束时间 l（5 5）各项工作的最迟开始与结束时间）各项工作的最迟开始与结束时间 l（6 6）浮动时间（时差）浮动时间（时差） 网络计划技术在矿井生产 网络计划技术网络计划技术 2网络时间的计算 结点时间的计算 结点最早开始时间 结点最迟结束时间 , ()m a x( ) ij E TjE Tit ( )ET j , ( )min( ) i j LT iLT jt ( )LT i 网络计划技术在矿井生产 网络计划技术网络计划技术 2网络时间的计算 活动时间的计算 活动的最早开始时间 活动的最早完工时间 ( , )( )ES i jET i

14、 ( , )ES i j , ( , )( , )( ) i ji j EF i jES i jtET it ( , )EF i j 网络计划技术在矿井生产 网络计划技术网络计划技术 2网络时间的计算 活动的最迟开始时间 活动的最迟完工时间 , ( , )( ) i j LS i jLT jt ( , )LS i j ( , )( )LF i jLT j ( , )LF i j 网络计划技术在矿井生产 网络计划技术网络计划技术 3时差与关键路线 活动总时差 , ( ,)( ,)( ,) ( ,)( ,) ()( ) ij S ijLS ijES ij LF ijEF ij LTjtET i (

15、 , )S i j 网络计划技术在矿井生产 网络计划技术网络计划技术 3时差与关键路线 活动单时差 , , ( , )( , )( , ) ( )( , ) ( )( ) i j i j R i jES j kEF i j ET jES i jt ET jET it ( , )R i j 网络计划技术在矿井生产 时间参数的计算时间参数的计算时差的计算时差的计算 总总 时时 差差: TFi-j=LSi-j ES i-j 或或 TFi-j=LFi-j EF i-j 自自 由由 时时 差差: FFi-j=ESj-kESi-jDi-j=ESj-kEFi-j j EFj-k ESj-k IFi-j Dj

16、-k i jjk FFi-j Di-j EFi-j ESi-j TF LSj-kLFi-jDi-jDj-kLFj-kLSi-j TFi-j ik i-j 网络计划技术在矿井生产 网络计划技术网络计划技术 3时差与关键路线 关键路线 确定关键路线的方法有： 最长路线法、时差法、破圈法。 关键路线上作业时间之和称为工期。 网络计划技术在矿井生产 网络计划技术网络计划技术 4网络计算方法 一般结点200个以下，调整次数较少时，可人 工计算。 结点200个以上，人工计算量很大，费时间， 且容易出错，可采用计算机软件，如Project 98，Project 2000。 网络计划技术在矿井生产 网络计划技

17、术在矿井生产 网络计划技术网络计划技术 4网络计算方法 人工计算方法主要有 图上计算法 表上计算法（又称表格法） 矩阵法 网络计划技术在矿井生产 工程工序代号作业 时间/d 最早开始与结束 时间/d 最迟开始与结束 时间/d 时差 /d 关键路 线 原工作面回采A1600600600 新切眼掘进A218018264426 新辅运巷掘进A3121830445626 小面端头支架回撤通道A423032565826 辅运斜巷掘进A5123244587026 回收掘进溜槽（皮带）A624446707226 铺网、上绳、顶板打锚杆A74606460640 扩回撤通道A82646664660 工作面上下出

18、口抹角A91666766670 撤小面端部支架A102676967690 接机尾A111697069700 小面调整A121707170710 小面回采A1317718871880 综采设备搬家倒面A1410708072822 设备安装A156808682882 工作面铺网上绳、顶板打锚杆A1637477858811 撤小面端头支架放普通支架A172889088900 接机尾A181909190910 大面调整A191919291920 网络计划技术在矿井生产 网络计划技术在矿井生产 商业中心建设活动持续时间表商业中心建设活动持续时间表 活动活动 紧前活动紧前活动 需要时间需要时间(周周) A

19、 设计设计20 B 批准批准 10 C 招标招标A, B 8 D 建设建设C24 E 外装修外装修D 8 F 谈判谈判A,B14 G 签约签约F10 H 区域分割区域分割D, G 6 I 内装修内装修 H12 J 进驻进驻I, E 6 网络计划技术在矿井生产 A BCD GH E F J I 3145910 6287 10 20 824 86 14 10 6 12 0 20 202852 3452 58 7076 58 70 52 5242 76 2820 20 0 网络计划技术在矿井生产 活动活动 开始开始 时间时间 结束时间结束时间 机动时间机动时间 最早最早 最晚最晚 最早最早 最晚最晚

20、 A 设计设计 0 02020 0 B 批准批准 010102010 C 招标招标20202828 0 D 建设建设28285252 0 E 外装修外装修5262607010 F 谈判谈判20283442 8 G 签约签约34424452 8 H 分区分区52525858 0 I 内装修内装修58587070 0 J 进驻进驻70707676 0 总总单时差单时差 0 10 0 0 10 0 8 0 0 0 网络计划技术在矿井生产 2 2 计划评审（技）术计划评审（技）术 l它与关键线路法的差别是工作时间的不确定。 l计划评审（技）术中的每项工作作业时间是不 肯定型的 l常用“三点估计法”预测

21、估计每项工作作业时 间tij 。 网络计划技术在矿井生产 计划评审（技）术计划评审（技）术 l一、计划评审术中常用的预期工作时间（三点一、计划评审术中常用的预期工作时间（三点 估计法确定、平均完成工作时间）估计法确定、平均完成工作时间） 1 1、最可能的时间最可能的时间 （Most Probable Time） t m； 2 、最长（悲观的）估计时间、最长（悲观的）估计时间 （Pessimistic Estimate Time）t p； 3 、最短（乐观的）估计时间、最短（乐观的）估计时间 （Optimistic Estimate Time）t o。 网络计划技术在矿井生产 二、计划评审术的实

22、施二、计划评审术的实施 l这三个时间相差越小，说明估计的越可靠。知 道了这三个时间的变化大小，就能知道实现te 的可靠性大小。 l根据统计学理论可知：工期te实现的可靠性为 50%；工期to实现的可靠性很小；工期tp能可靠 的实现。 l用方差或标准差来衡量实现te的可靠性大小。 网络计划技术在矿井生产 l1 1 首先根据首先根据toto、tmtm、tptp，求出，求出 tete、vtvt、stst。 l2 2 求关键路线求关键路线 可以用上面讲到的三种方法求出。 l3 3、求项目完成的概率、求项目完成的概率 由于te、Vt、St都是随机变量，不十分准确。 可以用：项目总工期Te和总标准偏差ST

23、（等 于关键线路中各项工作的标准偏差之和）来 表示项目完成的概率。 计划评审（技）术计划评审（技）术 网络计划技术在矿井生产 6-15-30 2-5-8 1-4-7 5-14-17 3-12-21 2-5-14 5 2 1 4 3 统计计算表 工作ij 预期时间te标准偏差st方差vt 12624 131239 241324 34511 3516416 45411 计划评审（技）术计划评审（技）术 网络计划技术在矿井生产 3 3 网络计划的优化及应用网络计划的优化及应用 l优化指的是按既定目标（时间最短；使用资源 最少；成本最低；利润最大等），在一定约束 条件下，寻找最优方案。 l基本方法就是

24、逐次优化则时差逐次减小，以至 大部或全部消失。而每次优化后，都要重新计 算网络时间，重新确定关键线路，可以借助于 计算机求解。 网络计划技术在矿井生产 一、时间优化一、时间优化 l指在资源（人员、材料、设备、能源、资金等） 有保证的条件下，寻求最短工期。 l比较多的情况是关键路线的长度大子规定的期 限，所以网络图时间优化的主要方向是缩短处 于关键路线上各工序的完工时间或调整网络图 的结构。 网络计划技术在矿井生产 主要措施 l (1)采取组织措施增加关键工序的人力、物力。如改 一班作业为二班或三班作业，改单机作业为多机作业。 采取适当的技术组织措施提高效率 l (2)采用新设备、新工艺，提高效

25、率。 l (3)在关键工序上采用平行作业和交叉作业。 l (4)在非关键路线的一些有机动时间的工序中挖潜， 从其中抽出一些人力、物力支援关键工序。这样，既可 使关键工序提前完工，又不会影响本工序的按时完工。 l (5)重新安排网络图的结构形式，减少时差，缩短总 工期。 网络计划技术在矿井生产 8(5) 3(2) 1 2 10(6) 15(10) 3 18(15) 4 15(12) 15(13)14(10) 5 6 A BC D E F H G ES LS 例题例题1：某工程网络图如下，要求计划工期：某工程网络图如下，要求计划工期40天，必要天，必要 时按照时按照G B C H E D A F顺

26、序调整顺序调整 工期优化工期优化 网络计划技术在矿井生产 8(5) 3(2) 1 2 10(6) 15(10) 3 18(15) 4 15(12) 15(13)14(10) 5 6 A BC D E F H G 0 3 15 33 33 4848 34 33 15 5 0 工期=48天，应压缩天数 ES LS 例题例题1：解（：解（1）：）：按照正常作业时间计算网络按照正常作业时间计算网络 关键线路关键线路AE G 工期优化工期优化 网络计划技术在矿井生产8(5) 3(2) 1 2 10(6) 15(10) 3 18(15) 4 15(12) 15(13)14(10) 5 6 A BC D E

27、 F H G 0 3 15 33 33 4848 34 33 15 5 0 ES LS TF=1 4 22 2 2 4747 14（12） 33 14（10） 0 例例题题1：解：解（2） 关键线路关键线路AE G ，选择压缩，选择压缩G压缩压缩 天数天数T=Min(tb- ta,TF）= Min 15-12，14-10，1)=1天天 工期优化工期优化 网络计划技术在矿井生产 8(5) 3(2) 1 2 10(6) 15(10) 3 18(15) 4 15(12) 15(13)14(10) 5 6 A BC D E F H G 0 3 15 33 33 4848 34 33 15 5 0 ES

28、 LS 0 4 22 2 2 4747 14（12） 33 12（10） 12（12） 4545 例题例题1：解解（3） 同时压缩同时压缩G、H ，压缩天数，压缩天数 T=Min(tb- ta,TF）= Min（ 14-12，14-10，0)=2天天 工期优化工期优化 网络计划技术在矿井生产 解解（4） G、H不可压缩，只能压缩不可压缩，只能压缩A、E， 按照顺序选按照顺序选E，压缩天数，压缩天数T= Min（ 18- 15，3，22)=3天天 8(5) 3(2) 1 2 10(6) 15(10) 3 18(15) 4 15(12) 15(13)14(10) 5 6 A BC D E F H

29、G 0 3 15 33 33 4848 34 3315 5 0 ES LS 0 0 22 2 2 4747 14（12） 33 12（10） 12（12） 4545 15（15） 3030 3030 4242 3 网络计划技术在矿井生产 解解（5） 压缩压缩A，压缩天数，压缩天数T= Min （ 15-10，2，2，19)=2天天 8(5) 3(2) 1 2 10(6) 15(10) 3 18(15) 4 15(12) 15(13)14(10) 5 6 A BC D E F H G 0 3 15 33 33 4848 34 3315 5 0 ES LS 0 0 19 2 2 4747 14（1

30、2） 33 12（10） 12（12） 4545 15（15） 3030 3030 4242 13（10） 1313 2828 4040 3 网络计划技术在矿井生产 解解（6） 关键线路有六条，仅关键线路有六条，仅D工作不是关工作不是关 键工作键工作 8(5) 3(2) 1 2 10(6) 15(10) 3 18(15) 4 15(12) 15(13)14(10) 5 6 A BC D E F H G 0 35 0 ES LS 0 17 0 0 12（10） 12（12） 15（15） 2828 13（10） 1313 2828 4040 3 网络计划技术在矿井生产 二、时间二、时间资源优化资

31、源优化 l指资源（人、财、物）一定时，寻求最短工期； 或工期一定时，投入的资源最小。 l对网络图调整的原则： l(1)优先保证关键作业相时差较小的作业对资源 的需要量； l(2)充分利用时差，错开各工作的开始时间，错 开资源使用的峰值期。 l(3)在允许的情况下，也可以采用延长工作总工 期的办法，以减少每日所需资源的数量。 网络计划技术在矿井生产 0 2 2 3 3 4 4 4 5 5 1 4 10 0 0 53 99 32 1313 二、时间二、时间资源优化资源优化 网络计划技术在矿井生产 日 程 进 度 所 需 人 数 合 计 四 调 三 调 二 调（ 已 完 成 ） 一 调 716171

32、515211616 161818181821 21 21 1515 17 18 18 18 18 16 16 16 16 7 7161616 161818181817151521 21 21 21 2424 17 18 18 18 18 16 16 16 7 7161616111118181825242727 141312111098765 4 321 工 人 数 总 时 差 工 作 时 间 工 作 名 调 前 人 数 二、时间二、时间资源优化资源优化 网络计划技术在矿井生产 l网络技术更重要的是讲求经济效果，考虑费用。 书中例子书中例子1 1 （调整时间求最低费用）（调整时间求最低费用） 的

33、费用间接费用：与工期有关 费用小有关，与工期无关的直接费用：与工程量大 二、时间二、时间资源优化资源优化 网络计划技术在矿井生产 三、时间三、时间费用优化费用优化 5-3 (2) 4-2 (4) 7-3 (1) 3-2 (4) 3 4 2 1 网络计划技术在矿井生产 l优化步骤：优化步骤： l1求正常工作（未压缩前）时的总费用求正常工作（未压缩前）时的总费用 l总费用=基价+压缩工期增加的直接费用+压缩工 期后的间接费用 l2压缩关键线路压缩关键线路 l首先压缩增加直接费用最少的关键工作 l3压缩增加直接费用最少的非关键工作的工期。压缩增加直接费用最少的非关键工作的工期。 l4继续压缩增加的直接费用较低的工作继续压缩增加的直接费用较低的工作 三、时间三、时间费用优化费用优化 网络计划技术在矿井生产 l书中例子书中例子2 赶工优化（在节省费用的前提下求赶工优化（在节省费用的前提下求 最多赶工期）：最多赶工期）： l l1求正常作业时的总工期及总费用（见表