《现代化施工组织与管理》 课件 第四章　建筑施工网络计划技术

第一节网络计划概述第三节双代号时标网络图第二节双代号网络图第四章建筑施工网络计划技术178第四节单代号网络图第五节网络计划的优化与网络进度计划的控制第六节网络计划的具体应用1.

掌握双代号与单代号网络图的绘制方法。2.

熟悉网络计划时间参数的计算方法。3.

了解网络计划的优化方法和网络进度计划的控制方法。4.

初步具备编制单位工程网络计划的能力。学习目标179网络计划概述第一节180181网络计划技术简称网络计划，是一种以网络图来表达计划中各项工作之间相互依赖、相互制约关系，分析其内在规律，寻求最优方案的计划管理技术。一、网络计划的表达方法使用网络计划的基本流程是：首先，应用网络图来表达一项工程中各项工作之间错综复杂的关系及其先后顺序；其次，通过计算找出计划中的关键工作及关键线路，接着通过不断地改进网络计划，寻求最优方案并付诸实施；最后，在计划执行过程中进行监测和控制，以合理使用资源，优质、高效、低耗地完成预定的工作。182网络图是由箭线和节点组成，用来表示工作流程的有方向、有顺序的网状图。按节点和箭线所代表的含义不同，网络图可分为双代号网络图和单代号网络图，其中双代号网络图在我国建筑行业中应用较多。1. 双代号网络图双代号网络图由若干箭线和节点组成，其中每一项工作都用一根箭线和箭线两端的两个节点来表示，箭线两端节点的号码即代表该箭线所表示的工作，“双代号”的名称由此而来，如图所示。双代号网络图1832. 单代号网络图单代号网络图是以节点及其编号表示工作，以箭线表示工作之间逻辑关系的网络图，如图所示。单代号网络图184二、网络计划的分类1. 按网络计划目标分类（1）单目标网络计划。只有一个终点节点的网络计划称为单目标网络计划，如图所示。（2）多目标网络计划。不止有一个终点节点的网络计划称为多目标网络计划，如图所示。单目标网络计划多目标网络计划1852. 按网络计划层次分类（1）局部网络计划。它是以计划的某一部分为对象编制的网络计划。（2）单位工程网络计划。它是以一个单位工程为对象编制的网络计划。（3）综合施工网络计划。它是以整个计划，如建设项目或建筑群为对象编制的网络计划。1863. 按网络计划时间表达方式分类（1）非时标网络计划。不按时间坐标绘制的网络计划称为非时标网络计划，这类网络计划中，箭线的长短不代表时间，时间标注在箭线下面，如图所示。非时标网络计划187（2）时标网络计划。以时间坐标为尺度绘制的网络计划称为时标网络计划，这类网络计划中，箭线在时间坐标上的投影代表工作的延续时间，如图所示。时标网络计划188三、网络计划与横道图计划的特点工程施工中，常用的进度计划表达形式有两种：横道图计划与网络计划。横道图计划的优点是编制容易、简单、明了、直观、易懂。因为横道图有时间坐标，所以它能将各项工程的施工起止时间、作业持续时间、工作进度、总工期以及流水作业的情况等都表示得清楚明确，让人一目了然，也便于人们据图对劳动力和物资进行计算。189它的缺点主要是不能明确地反映出各项工作之间错综复杂的逻辑关系，不便于各项工作提前或拖延的影响分析及动态控制，不能明确地反映出影响工期的关键工作和关键线路，不便于进度控制人员抓住主要矛盾，不能反映出非关键工作所具有的机动时间，看不到计划的潜力所在，特别是不便于利用计算机。这些缺点的存在，对改进和加强施工管理工作是不利的。网络计划能够明确地反映出各项工作之间错综复杂的逻辑关系，通过对网络计划时间参数的计算，可以找出关键工作和关键线路；通过对网络计划时间参数的计算，可以明确各项工作的机动时间；网络计划时间参数可以利用计算机进行计算。双代号网络图第二节190191一、双代号网络图概述1. 双代号网络图的基本符号双代号网络图的基本三要素为箭线、节点和节点编号。（1）箭线。网络图中一端带箭头的实线即为箭线。在双代号网络图中，它与其两端的节点一起表示一项工作。（2）节点。网络图的箭线两端带有编号的圆圈表示其前面若干项工作的结束或表示其后面若干项工作的开始。（3）节点编号。网络图中每个节点都有自己的编号，以便赋予每项工作以代号，便于计算网络图的时间参数和检查网络图是否正确。1922. 紧前工作、紧后工作、平行工作紧排在本工作之前的工作称为本工作的紧前工作，紧排在本工作之后的工作称为本工作的紧后工作，如图所示。在图中，A是B的紧前工作，B是C的紧前工作，C是D的紧前工作；B是A的紧后工作，C是B的紧后工作，D是C的紧后工作。可与本工作同时进行的工作称为本工作的平行工作。紧前工作、紧后工作1933. 内向箭线和外向箭线内向箭线是指向本节点的所有箭线。外向箭线是从本节点出发指向其他节点的所有箭线，如图所示。内向箭线和外向箭线1944. 逻辑关系工作之间相互制约或相互依赖的关系称为逻辑关系。工作之间的逻辑关系包括工艺关系和组织关系。（1）工艺关系是指生产工艺上客观存在的先后顺序关系，或者是非生产性工作之间由工作程序决定的先后顺序关系。（2）组织关系是指在不违反工艺关系的前提下，人为安排的工作的先后顺序关系。1955. 虚工作及其应用在双代号网络计划中，只表示前后相邻工作之间的逻辑关系，既不占用时间，也不消耗资源的虚拟的工作称为虚工作。虚工作起联系、区分、断路三个作用。虚工作用虚箭线表示，如图所示。虚工作1966. 线路、关键线路、关键工作（1）线路。网络图中从起点节点开始，沿箭头方向顺序通过一系列箭线与节点，最后达到终点节点的通路称为线路。（2）关键线路。总工作持续时间最长的线路称为关键线路，其余线路称为非关键线路。（3）关键工作。位于关键线路上的工作称为关键工作。关键工作完成快慢直接影响整个工期。197二、双代号网络图的绘制1. 双代号网络图的绘制规则（1）双代号网络图应正确反映各项工作之间的逻辑关系，常用的工作之间逻辑关系的表示方法见表。常用的工作之间逻辑关系的表示方法198常用的工作之间逻辑关系的表示方法199常用的工作之间逻辑关系的表示方法200（2）双代号网络图中严禁出现循环回路，如图所示，①→②→③→①为循环回路。循环回路会造成逻辑关系混乱，使工作无法按顺序进行。（3）双代号网络图中严禁出现双向箭头或无向箭头的连线，如图所示。循环回路 双向箭头或无向箭头的连线201（4）双代号网络图中严禁出现没有箭头节点或没有箭尾节点的箭线，如图所示。（5）在绘制双代号网络图时，应尽可能地避免箭线交叉，如不可避免时，应采用过桥法、断线法或指向法，如图所示。没有箭头节点或没有箭尾节点的箭线过桥法、断线法、指向法a）过桥法 b）断线法 c）指向法202（6）双代号网络图中的某些节点有多条外向箭线或多条内向箭线时，为使图面清楚，可采用母线法，如图所示。（7）在双代号网络图中，一项工作只能有唯一的一条箭线和相应的一对节点编号，严禁在箭线上引入或引出箭线，如图所示。母线法在箭线上引出箭线203（8）在双代号网络图中，只允许有一个起始节点，不是分期完成任务的双代号网络图中，只允许有一个终点节点，如图所示。只有一个起始节点和一个终点节点2042. 双代号网络图的绘制方法双代号网络图的绘制方法有很多，这里只介绍逻辑草稿法，采用该方法绘制步骤如下：（1）绘制没有紧前工作的工作，使它们具有相同的箭尾节点，即起点节点。（2）依次绘制已绘出工作的紧后工作。（3）合并没有紧后工作的箭线的箭头节点，即为终点节点。（4）确认无误，按照节点编号规则进行节点编号。205三、双代号网络计划时间参数的概念和计算如果在网络图中标注各项工作的持续时间，它就成了网络计划。在掌握网络图绘制方法之后，就要对网络计划中的时间参数进行计算。计算时间参数的目的是：确定关键线路和关键工作，便于在施工中抓住重点，在关键线路上节约时间；明确非关键线路及其在施工时间上的机动性，便于挖掘潜力，统筹兼顾，部署资源；确定总工期，做到工程进度心中有数；为网络计划的优化、执行和控制提供明确的时间依据。2061. 双代号网络计划时间参数的概念（1）工作持续时间（Di-j）：工作持续时间是指一项工作从开始到完成的时间。（2）工作最早时间参数：最早时间参数表明本工作与紧前工作的关系，如果本工作要提前的话，不能提前到紧前工作完成之前。因此，就整个网络图而言，最早时间参数受开始节点的制约，计算时，应从开始节点出发，顺着箭线用加法，逢圈取大。（3）工作最迟时间参数：最迟时间参数表明本工作与紧后工作的关系，如果本工作要推迟的话，不能推迟到紧后工作最迟必须开始之后。因此，就整个网络图而言，最迟时间参数受紧后工作和结束节点的制约，计算时，应从结束节点出发，逆着箭线用减法，逢圈取小。207（4）时差：1）总时差（TFi-j）。总时差是指在不影响紧后工作最迟开始时间前提下工作所具有的机动时间，或不影响工期前提下的机动时间。2）自由时差（FFi-j）。自由时差是指在不影响紧后工作最早开始时间的前提下工作所具有的机动时间。（5）工期：工期是指完成一项工作所需要的时间，在网络计划中工期一般有以下3种：1）计算工期。2）要求工期。3）计划工期。2082. 双代号网络计划时间参数的计算双代号网络计划时间参数的计算方法通常有工作计算法、节点计算法、图上计算法和表上计算法等，在实际工作中常用工作计算法和图上计算法，而工作计算法是图上计算法的基础。（1）工作计算法。工作计算法是以网络计划中的工作为对象，直接计算各项工作时间参数的方法。虚工作也必须列入计算范围，其工作持续时间为零。时间参数计算结果应标注在箭线之上。209（2）图上计算法。图上计算法是依据工作计算法的时间参数关系式，直接在网络图上进行计算的一种比较直观、简便的方法。图中箭线下的数字代表该工作的持续时间；圆圈上边的数字分别表示该节点最早开始或结束的时间和最迟开始或结束的时间，如图所示。图上计算法210（3）关键工作和关键线路的确定。确定关键工作和关键线路是网络计划的核心。掌握关键工作，也就抓住了计划控制的主要矛盾，可使有限的资源得到合理的调配和使用，保证施工项目能有序地按计划进行。在网络计划中，关键工作和关键线路由总时差确定。当网络计划有要求工期且其小于计算工期时，总时差值最小的工作为关键工作；当网络计划按计算工期编制，或计算工期等于计划工期时，总时差等于零的工作为关键工作。总之，总时差最小的工作为关键工作。自始至终全部由关键工作组成的线路或线路中总工作持续时间最长的线路为关键线路。该线路在网络图上应用粗箭线、双箭线或彩色箭线标注。在上图中，线路①→②→③→⑤→⑥→⑧→⑨→⑩为关键线路。双代号时标网络图第三节211212一、双代号时标网络图的特点和绘制1. 双代号时标网络图的特点（1）双代号时标网络图是双代号网络图与横道图的结合，可形象地表现网络计划的时间进程。（2）在图上显示各项工作的开始时间和完成时间、时差和关键线路，时间显示直观，计算量小。（3）在图上计算资源用量，调整时差，进行网络计划时间和资源的优化。（4）双代号时标网络图调整比较麻烦，若改变工作持续时间，就需要改变箭线的长度和位置，这样会引起整个网络图的变化。2132. 双代号时标网络图的绘制（1）双代号时标网络图的绘制要求。1）双代号时标网络图必须以水平时间坐标为尺度表示工作持续时间。时间坐标的单位应根据需要在编制网络计划之前确定，可为时、天、周、月或季。2）双代号时标网络图应以实箭线表示消耗时间和资源的工作，以虚箭线表示虚工作，以波形线表示工作的自由时差。3）双代号时标网络图中所有符号在时间坐标上的水平投影位置，必须与其时间参数相对应。4）节点中心必须对准时间坐标上相应的位置。虚工作必须以垂直方向的虚箭线表示，自由时差以波形线表示。214（2）双代号时标网络图的绘制方法和步骤如下：1）间接绘制法。计算网络计划的时间参数，再根据时间参数按草图在时标网络计划表上进行绘制。2）直接绘制法。不计算网络计划的时间参数，直接按草图在时标网络计划表上绘制。215（3）双代号时标网络图的绘制实例。现以图所示的双代号网络图表示的网络计划为例，说明双代号时标网络图的绘制过程。双代号网络图216二、关键线路的确定和时间参数的判读1. 关键线路的确定自终点节点逆着箭线方向朝起点节点方向观察，自始至终不出现波形线的线路为关键线路。2. 时间参数的判读（1）最早时间参数。按最早时间绘制的时标网络图，每条箭线的箭尾和箭头所对应的时标值应为该工作的最早开始时间和最早完成时间。（2）自由时差。自由时差即波形线的水平投影长度。（3）总时差。自右向左进行，总时差等于各项紧后工作的总时差的最小值与本工作的自由时差之和。（4）最迟时间参数。单代号网络图第四节217218一、单代号网络图的组成与特点单代号网络图是以节点及其编号表示工作，以箭线表示工作之间逻辑关系的网络图。它是网络计划的另一种表达方法。1. 单代号网络图的组成（1）箭线。单代号网络图中，箭线表示相邻工作之间的逻辑关系。箭线应画成水平直线、折线或斜线。单代号网络图中没有虚箭线，箭线的箭尾节点的编号应小于箭头节点的编号。箭线水平投影的方向应自左向右，以表达工作的开展顺序。219（2）节点。单代号网络图中每一个节点表示一项工作，用圆圈或矩形表示。节点所表示的工作名称、持续时间和工作编号等应标注在节点内，如图所示。节点必须编号，此编号即该工作的代号，由于代号只有一个，故称“单代号”。节点编号严禁重复，一项工作只能有唯一的一个节点和唯一的一个编号。单代号网络图2202. 单代号网络图的特点单代号网络图与双代号网络图相比，具有以下特点：（1）工作之间的逻辑关系容易表达，故绘制较容易。（2）便于检查和修改。（3）由于工作的持续时间标在节点内，不用长度表示，故不够形象直观。（4）表示工作之间逻辑关系的箭线可能会纵横交叉。221二、单代号网络图的绘制绘制单代号网络图需遵循以下规则：（1）单代号网络图必须正确表述已定的逻辑关系。（2）单代号网络图中，严禁出现循环回路。（3）单代号网络图中，严禁出现双向箭头或无箭头的连线。（4）单代号网络图中，严禁出现没有箭尾节点的箭线和没有箭头节点的箭线。（5）绘制单代号网络图时，箭线不宜交叉，当交叉不可避免时，可采用过桥法和指向法。（6）单代号网络图只应有一个起点节点和一个终点节点。222三、单代号网络计划时间参数的计算1. 工作最早开始时间的计算（1）工作i最早开始时间应从网络图的起点节点开始，顺着箭线方向依次逐个计算。（2）如无规定，起点节点的最早开始时间等于零，即ESi＝0。（3）其他工作的最早开始时间计算方法如下： ESi=max｛ESh+Dh｝式中，ESh——工作i的紧前工作h的最早开始时间。

Dh——工作h的持续时间。2232. 工作最早完成时间的计算工作最早完成时间的计算方法如下： EFi=ESi+Di

3. 单代号网络计划计算工期的计算单代号网络计划计算工期的计算方法如下：

Tc=EFn

式中，EFn——终点节点n的最早完成时间。224四、单代号搭接网络图在前面所述的双代号、单代号网络图中，各项工作之间的关系都是前面工作完成后，后面工作才能开始，这也是一般网络图中各项工作之间的正常连接关系。当然，这种正常的连接关系有组织上的逻辑关系，也有工艺上的逻辑关系。在实际工程中，人们常常遇到有的工作的要求开始时间在其他工作结束前，因此，就有了各种各样的搭接网络图，有单代号搭接网络图，也有双代号搭接网络图。这里主要介绍的是单代号搭接网络图。2251. 结束到开始“结束到开始”表示相邻的两个工作，前面工作结束时刻和后面工作开始时刻之间的时间间隔，一般用符号“FTS”（finish

to

start的缩写）表示，如图所示。结束到开始2262. 开始到开始“开始到开始”表示相邻的两个工作，前面工作的开始时刻和后面工作的开始时刻之间的时间间隔，一般用符号“STS”（start

to

start的缩写）表示，如图所示。开始到开始2273. 开始到结束“开始到结束”表示相邻的两个工作，前面工作的开始时刻和后面工作的完成时刻之间的时间间隔，用“STF”（start

to

finish的缩写）表示，如图所示。开始到结束2284. 结束到结束“结束到结束”表示相邻的两个工作，前面工作的结束时刻和后面工作的结束时刻之间的时间间隔，用符号“FTF”（finish

to

finish的缩写）表示，如图所示。结束到结束2295. 混合连接关系“混合连接关系”表示相邻的两个工作，前面工作和后面工作之间的时间间隔除了受到开始到开始的时间间隔限制外，还要受到结束到结束的时间间隔限制，如图所示。混合连接关系网络计划的优化与网络进度计划的控制第五节230231一、网络计划的优化网络计划的优化是指通过不断改善网络计划的初始方案，在满足既定要求的条件下，按某一衡量指标（如成本、资源、时间等）来寻求一个最优的计划方案。网络计划优化包括工期优化、费用优化和资源优化。1. 工期优化（1）概念。工期优化是指网络计划的计算工期不满足要求工期的要求时，通过压缩关键工作的持续时间来满足要求工期的要求的过程，优化后，若仍不能满足要求，需调整方案或重新审定要求工期。232（2）压缩关键工作的持续时间的原则如下：1）压缩对质量、安全影响不大的关键工作的持续时间。2）压缩有充足备用资源的关键工作的持续时间。3）压缩增加费用最少的关键工作的持续时间，即压缩直接费费率、赶工费费率或优选系数最小的关键工作的持续时间。4）压缩选定的关键工作的持续时间，其缩短值的确定必须遵循下列两条原则：缩短后关键工作的持续时间不能小于其最短持续时间；原关键工作持续时间被压缩后不能变成非关键工作。233（3）压缩关键工作的持续时间的方法如下：1）当只有一条关键线路时，在能保证其他条件的情况下，压缩直接费费率、赶工费费率或优选系数最小的关键工作的持续时间。2）当有多条关键线路时，各条关键线路的压缩数值应相同，并应压缩直接费费率、赶工费费率或优选系数组合最小者。3）由于压缩过程中非关键线路可能转为关键线路，所以切忌压缩“一步到位”。2342. 费用优化费用优化是指不断地在网络计划中找出直接费用率（或组合直接费用率）最小的关键工作，缩短其持续时间，同时考虑间接费用随工期缩短而减少的数值，最后做出工程总成本最低时的最优工期安排或按要求工期做出成本最低的计划安排。费用优化可按以下步骤进行：（1）按工作的正常持续时间确定计算工期和关键线路。235（2）计算各项工作的直接费用率，计算方法如下：式中，CCi-j——最短持续时间完成工作所需直接费用，如图所示。

CNi-j——正常持续时间完成工作所需直接费用，如图所示。

DNi-j——工作正常持续时间，如图所示。

DCi-j——工作最短持续时间，如图所示。（3）当只有1条关键线路时，应找出组合直接费用率最小的一项关键工作，并将其作为压缩对象；当有多条关键线路时，应找出组合直接费用率最小的一组关键工作，并将其作为压缩对象。236工作持续时间与直接费用的关系237（4）对于选定的压缩对象（一项关键工作或一组关键工作），要先比较其直接费用率或组合直接费用率与工程间接费用率的大小，然后再进行压缩。压缩方法有以下几种：1）如果被压缩对象的直接费用率或组合直接费用率大于工程间接费用率，说明压缩关键工作的持续时间会使工程总费用增加，此时应停止压缩关键工作的持续时间，在此之前的方案即为最优方案。2382）如果被压缩对象的直接费用率或组合直接费用率等于工程间接费用率，说明压缩关键工作的持续时间不会使工程总费用增加，故应压缩关键工作的持续时间。3）如果被压缩对象的直接费用率或组合直接费用率小于工程间接费用率，说明压缩关键工作的持续时间会使工程总费用减少，故应压缩关键工作的持续时间。239（5）压缩关键工作的持续时间时，必须遵循下列2个原则：1）压缩后工作的持续时间不能小于其最短持续时间。2）被压缩持续时间的工作不能变成非关键工作。（6）计算关键工作持续时间缩短后的工程总费用：工程总费用=初始网络计划的费用+增加的直接费用-减少的间接费用（7）重复上述3～6步，直至计算工期满足要求工期的要求或被压缩对象的直接费用率或组合直接费用率大于工程间接费用率为止。（8）计算优化后的工程总费用。2403. 资源优化资源是指完成一项工程所需投入的人力、材料、机械设备和资金等。完成一项工程所需要的资源量基本上是不变的，不可能通过资源优化将其减少。资源优化的目的是通过改变工作的开始时间和完成时间，使资源按照时间合理分配以达到优化目标。在通常情况下，网络计划的资源优化分为两种，即“资源有限，工期最短”的优化和“工期固定、资源均衡”的优化。前者是指通过调整计划安排，在不被资源限制的前提下，使工期达到最短的过程；而后者是指通过调整计划安排，在工期保持不变的前提下，使资源需求尽可能均衡的过程。241二、网络进度计划的控制网络进度计划的控制主要包括网络进度计划的检查和网络进度计划的调整。1. 网络进度计划的检查（1）网络进度计划检查的内容主要有关键工作进度、非关键工作进度、实际工作进度对各项工作之间逻辑关系的影响、费用资料分析等。（2）对网络进度计划的检查应定期进行。检查周期的长短应视计划工期的长短和管理的需要，必要时可做应急检查，以便采取应急调整措施。242（3）检查网络进度计划时，必须先了解网络进度计划的实际执行情况，并进行记录。当采用时标网络进度计划时，可采用实际进度前锋线（简称前锋线）记录计划执行情况。前锋线是指在时标网络计划上，各项工作的实际进度所达到的前锋点连接成的折线。前锋线应从计划检查时的时间刻度开始自上而下绘制，并用直线依次连接各项工作的实际进度前锋点，到达计划检查时的时间刻度为止。前锋线可用彩色笔绘制，不同检查时刻绘制的相邻的前锋线可采用不同的颜色。2432. 网络进度计划的调整网络进度计划的调整时间一般应与网络进度计划的检查时间一致，根据计划检查结果可进行定期调整或在必要时进行应急调整、特别调整等，一般以定期调整为主。（1）施工进度的影响因素。工程项目，尤其是较大和较复杂的工程项目，工期较长，影响施工进度的因素较多。编制、执行和控制施工进度计划时，必须充分认识和考虑这些因素，才能减小其影响，使施工尽可能按计划进行。244当出现偏差时，应考虑有关影响因素，分析偏差产生的原因，应主要考虑以下几方面的影响：1）相关单位的影响。2）技术失误。3）施工条件的变化。4）施工组织管理不利。245（2）网络进度计划的调整内容。网络进度计划的调整内容主要有关键线路长度的调整、非关键工作时差的调整、工作项目的增减、逻辑关系的调整、某些工作持续时间的重新估计、资源