管理系统工程 课件 第7章 网络计划技术

第7章网络计划技术学习目标思维导图了解网络计划技术的起源和发展历程熟悉网络图的概念、组成和分类掌握网络图绘制的基本原则掌握网络图绘制的步骤和方法掌握网络图中时间参数的计算方法了解网络优化与调整的内容和原则Content目录017.1网络计划技术概述027.2网络图的编制037.3时间参数的计算047.4网络的优化与调整7.1网络计划技术概述017.1网络计划技术概述网络计划技术（NetworkPlanningTechnology）是一种科学的管理方法，它基于网络模型来编制大型项目的进度计划，在管理系统工程中得到了广泛应用。主要可追溯至两个关键方法：关键路径法（CPM，CriticalPathMethod）与计划评审技术（PERT，ProgramEvaluationandReviewTechnique）。网络计划技术已经在我国的许多大型工程项目中取得了显著的经济效益。通过优化项目流程、缩短项目周期、降低项目成本等措施，网络计划技术为我国的工程建设事业做出了巨大的贡献。网络计划技术解决问题的基本思路是将大型的项目分解为若干个工序，然后根据工序间的先后顺序绘制网络图，再利用网络优化技术进行统筹优化，以实现最短时间、最少投入的完成项目。7.1.1关键路径法（CPM）CPM将工程开发研制过程视为一个系统，通过网络图的形式，将组成系统的各项工作和阶段按先后顺序进行统筹规划、全面安排，并对整个系统进行组织、协调和控制，以实现资源的最有效利用，并用最少的时间达到系统的预期目标。通过CPM，管理者可以清晰地了解项目的进度情况，及时发现并解决问题。同时，CPM还可以帮助优化资源配置，确保关键路径上的活动得到足够的资源支持。CPM不仅可以用于时间管理，还可以用于资源管理和成本控制。通过在活动上加载资源，可以对项目的资源需求和分配进行分析，从而实现资源的优化配置。7.1.2计划评审技术（PERT）与CPM相似，PERT也是建立在网络模型的基础上，通常将两者统称为网络计划技术。PERT在国内有多种译法，如计划评审法、计划协调技术、计划网络评审技术等，它通过网络图的形式，揭示了项目各项活动之间的逻辑关系，为项目的进度计划和控制提供了有力的工具。PERT使用网络图来表示项目中的任务、活动和它们之间的依赖关系，采用三种时间估算值（最乐观完成时间、最可能时间和最悲观完成时间）来评估每个任务的完成时间，并利用加权平均时间计算项目的总完成时间。7.1.3其他网络计划技术随着网络计划技术的发展，图解评审技术（GERT，GraphicEvaluationandReviewTechnique）和风险评审技术（VERT，VentureEvaluationandReviewTechnique）等也相继被提出，进一步丰富了网络计划技术的内容。图解评审技术是美国兰德公司在20世纪60年代研究开发的，是一种基于随机网络模型的计划管理方法。它应用随机网络模型来描述工程项目活动内容及其逻辑关系，以制订工程进度计划，并对其实现最优控制。风险评审技术是是一种针对管理系统，特别是项目研制过程中的风险进行定量分析的技术，能够帮助决策者在外部环境不确定和信息不完备的条件下，对可能的方案进行风险决策。Content目录017.1网络计划技术概述027.2网络图的编制037.3时间参数的计算047.4网络的优化与调整7.2网络图的编制027.2.1网络图的概念

7.2.1网络图的概念

7.2.2网络图的组成网络图主要由工序（作业）、事项（结点）和路线（路径）三大要素构成。7.2.2网络图的组成（1）工序（作业）泛指在生产或工程项目中需要消耗人力、物质和时间的具体活动过程，亦被称为工序或活动。在网络图中，工序通过箭杆来表示，箭杆上方会标注工序的名称或代号，如“A、B、C、...”等，下方则记录完成任务所需的时间，如“1、1、7、2、…”等单位时间。值得注意的是，箭杆的长短和粗细并不具有实际的数值意义，它们仅用于图示的清晰性。此外，箭杆还可以通过节点代号来简化表示，如“①→②”即代表从节点①指向节点②的工序，在上图中即代表A工序。（2）事项（结点）作为工序的开始或完工的瞬间阶段点，在网络图中扮演着连接前后工序的关键角色。它不涉及人力、物质和时间的消耗，而是作为箭杆之间的连接点存在。在网络图中，事项通过圆圈来表示，并在圆圈内编上序号，以明确事项的顺序和关系。一般情况下，箭尾事项的代号必须小于箭头事项的代号，以确保逻辑上的顺序性。因此，在编写事项代号时，通常是在网络图基本确定后，再由左向右按顺序进行。7.2.2网络图的组成（3）路线（路径）在网络图中，是指沿着箭杆方向依次连接起点事项至终点事项所形成的通路。一个复杂的网络图往往包含多条这样的路线，它们共同构成了项目的整体框架和流程。路长，作为衡量路线长度的重要指标，是指一条路线上所有工序时间的总和。在同一网络图中，不同路线的路长可能各不相同，其中工序时间最长的路线被特别定义为关键路线（CP，CriticalPath）。为了突出其重要性，关键路线可以采用粗箭杆或双箭杆进行表示。值得注意的是，一个网络图中可能存在多条关键路线，它们共同决定了项目的最短完成时间。7.2.2网络图的组成（4）虚工序在网络图中以虚箭线形式呈现，被称为虚工序。与实箭线不同，虚箭线并不代表实际的工序过程，因此没有工序代号和工序时间，仅仅用于表示工序之间的紧前或紧后联系关系，即表明某些工序在逻辑上的先后顺序，而不涉及实际的时间消耗或资源占用。虚工序的引入，使得网络图能够更加灵活地表达复杂的项目系统的结构和逻辑关系，为管理者提供了更为直观和准确的决策依据。7.2.2网络图的组成7.2.3网络图的分类（1）肯定型与概率型网络图根据工时估计的性质，网络图可被划分为肯定型和概率型两类。在肯定型网络图中，每个工作的预计工时只有一个确定值，这是因为这些工作的实际完成情况通常能够按照预计工时达成，即实现的概率接近或等于1。在概率型（又称非肯定型）网络图中，每个工作的工时估计则基于三种特定情况：最快可能完成工时、最可能完成工时以及最慢可能完成工时，以更全面地反映工作完成时间上的不确定性。通过概率型网络图，管理者可以识别出关键任务和潜在的风险点，从而有针对性地进行风险评估和预防。7.2.3网络图的分类（2）总网络图与多级网络图从网络图的综合程度出发，针对同一任务可以绘制出详略程度不同的网络图，包括总网络图、一级网络图、二级网络图等，以满足不同层级管理部门和管理者的需要。总网络图通常呈现得较为概括和综合，主要反映任务各主要组成部分之间的组织联系，便于高层管理部门和管理者总揽全局，明确主要任务与核心部门。一级、二级网络图则逐级细化，为基层部门和具体执行单位提供了更为详尽的操作指导。为确保管理的连贯性和一致性，各级网络图中的工作和事项应遵循统一的编号规则。7.2.4网络图绘制的基本原则在绘制网络图时，必须严格遵守一系列规则，以确保网络图的准确性和有效性。（1）工序顺序排列，不能出现循环回路。（2）不允许出现编号相同的工序。（3）只能有一个起点和一个终点。（4）工序顺序的表示法：网络图中通过结点和箭线的连接顺序来表示工序的执行顺序。（5）两个结点之间只能有一条箭线。（6）无论是实箭线还是虚箭线，首尾都必须连接结点。（7）网络图为了展示的清晰性，应该尽量采用平行箭线进行绘制，减少箭线之间的相互重叠和交叉。7.2.5网络图绘制的步骤在绘制过程中，主要采用两种方法：顺推法和逆推法。顺推法是一种从项目起始点出发，逐步向后推进的绘制方法。首先确定项目的开始事项，然后依据各个工序之间的逻辑关系和先后顺序，依次绘制出后续的工序和连接各个工序的事项。逆推法是从项目的完工事项开始，逐步向前回溯的网络图绘制思路。首先确定项目的完工事项，然后逆向推导出各个工序之间的先后顺序和依赖关系，直至回溯到项目的开始事项。实际绘制过程中，根据项目具体情况，灵活选择使用顺推法或逆推法，或者将两种方法综合起来使用，以更有效的完成网络图的绘制。无论采用哪种方法，都需要确保网络图的结构清晰、逻辑关系准确，必要时可先后使用两种方法来相互进行检验。（1）前期准备首先，需要明确项目范围、目的以及预期成果，还要明确网络图所要表达的项目、任务或流程的具体目标。然后，深入研究和收集与项目相关的所有资料。包括但不限于项目需求文档、设计文档、合同要求等，以便充分了解项目的各个细节。7.2.5网络图绘制的步骤（2）工作任务的分解工作任务的分解是将一个庞大、复杂的系统工程项目或管理事物细化为一系列更小、更易于管理的工序单元，明确这些工序单元之间的相互关系。四种基本的工序关系：1）先行工序：是指在某项特定工序之前必须完成的工序。它们构成了项目执行的逻辑顺序，确保了工作的有序进行，先行工序是后续工序开展的前提和基础；2）后续工序：与先行工序相对应，后续工序是指在某几项特定工序完成后才能开始的工序。它们紧随先行工序之后，是项目工作流程进行的下一个环节；3）并行工序：是指几项工序在一个时间段内可以同时进行，彼此之间不存在严格的先后顺序关系，可以并行推进同时实施。并行工序的存在提高了项目的执行效率，使得多项工作可以同步推进。4）中途工序：这是指在某项工序的执行过程中可以插入并进行的其他工序。中途工序的出现增加了管理的灵活性，允许在不影响主要工序流程的情况下，合理安排和利用资源。7.2.5网络图绘制的步骤（2）工作任务的分解针对分解得到的每项工序，根据历史数据、专家评估或实际测试来确定完成该工序所需的时间，这个时间定额将作为网络图中时间参数计算的基础。进一步列出工序表。7.2.5网络图绘制的步骤工序代号工序名称先行工序后续工序所需时间（天）A产品开发决策—B、C2B市场调查AD10C资金筹措AD8D设计开发方案B、CE3E审核修改方案DF、H15F设备调查EG5G物资采购GI10H工艺准备EI20I试生产G、HJ、K5J生产IL20K建立销售渠道IL10L投入市场J、K—2（3）绘制网络图草图根据上述信息，初步勾画出网络图的草图，包括结点（表示工序的开始或结束）和箭线（表示做工序间的相互关系）。关注工序之间的逻辑连接和整体布局。7.2.5网络图绘制的步骤（4）检查与调整网络图对绘制的网络图草图进行检查，确保所有工序和逻辑关系都被正确且完整地表达。如有需要，进行调整和优化。7.2.5网络图绘制的步骤（5）标注与编号确保网络图中每一条实箭线都有唯一代号，在各个结点处（即图中圆圈内）编上代号，从左至右，从小到大，不出现重复的编号，并在必要时添加标注以提供更多信息，如工序名称、时间定额等。最终得到完整的网络图。7.2.5网络图绘制的步骤（6）更新和改进在项目执行过程中，可能根据实际情况对网络图进行必要的更新和改进，以确保其始终与项目的实际情况和进展保持一致。7.2.5网络图绘制的步骤此外，在绘制网络图的过程中，还可以借助专业的绘图软件或工具来提高效率和准确性，如Project、Visio等。这些软件通常提供了丰富的模板和符号库，以及便捷的编辑和导出功能，能够让网络图的绘制更加方便快捷。Content目录017.1网络计划技术概述027.2网络图的编制037.3时间参数的计算047.4网络的优化与调整7.3时间参数的计算03（1）工序时间工序时间，又称工序工时，是网络图的基本参数之一，记在结点i和j之间的工序为(i,j)，则其工序时间为t(i,j)。对工序时间的估计一般可用三种方法：对确定性问题采用一时估计法、对非确定性问题采用三时估计法或平均值法。7.3.1基本时间参数的计算（2）结点时间

7.3.1基本时间参数的计算（3）工序时间参数

7.3.1基本时间参数的计算（3）工序时间参数

7.3.1基本时间参数的计算（3）工序时间参数

7.3.1基本时间参数的计算（3）工序时间参数

7.3.1基本时间参数的计算关键路径是网络图中由一系列工序前后相互连接组成的路径，这些工序具有最长的总工作时间，是决定项目最长完成时间的工序链，任何关键路径上的工序延迟都会直接导致项目整体完成时间的延迟。关键路径上的工序被称为关键工序，对于项目的按时完成至关重要，这些工序没有任何时间上的回旋余地，即R(i,j)=0，因此项目管理者应优先关注并优化关键路径上的资源分配和任务调度。7.3.2关键路径法通常通过以下步骤确定关键路径：1．绘制网络图首先，需要绘制项目的网络图，明确各工序之间的逻辑关系和依赖关系。2．计算时间参数分别计算工序时间、结点时间和工序时间参数，得到每个工序的最早开始时间、最迟开始时间、最早完成时间、最迟完成时间以及工序总时差。3．识别关键工序通过比较任务的总时差（即前面所述的最迟开始时间与最早开始时间之差，或最迟结束时间与最早结束时间之差），识别出所有总时差为零的工序，这些工序就是关键工序。7.3.2关键路径法通常通过以下步骤确定关键路径：4．确定关键路径将识别出的关键工序依次连接起来，会可以得到网络图的关键路径。需要注意的是，一个网络图的关键路径可以有多条，关键路径越多，表明各个工序的工期越紧张，管理者就需要更加严格的进行管理。5．标注关键路径为了更加清晰的显示网络图的关键路径，可以在网络图中，使用加粗线来标注出关键路径。7.3.2关键路径法Content目录017.1网络计划技术概述027.2网络图的编制037.3时间参数的计算047.4网络的优化与调整7.4网络的优化与调整047.4网络的优化与调整系统优化，是指在既定的目标导向下，在满足各种约束条件的情况下，依据特定的评价指标，寻找系统中最优解决方案的过程。网络计划技术中的优化，则具体而言，是通过对各项工序的总时差进行分析，改善网络计划的初步构想，从而能够达成最优化的工期配置、最小化的成本支出，以及资源利用的最大化效果。7.4.1网络优化与调整的内容和原则在网络计划技术中，网络优化与调整主要涵盖以下几个方面的内容：1）资源需求量的合理确定与进度安排：在规定的项目期限内，对构成工程项目的每一项工序所需资源进行全面、精确的量化评估，并据此制定出科学合理的日程进度计划；2）资源有限下的工序统筹规划：在面临资源有限的实际情况时，应综合运用系统分析的方法，对各工序进行全局性的规划与协调，以确保项目总工期的顺利完成；3）总工期的灵活调整与资源优化利用：根据项目执行过程中的实际情况，适时地对总工期进行必要的调整和优化，以实现资源的最优化配置与高效利用。7.4.1网络优化与调整的内容和原则在网络计划技术中，在优化与调整的过程中要遵循以下原则：1）关键工序资源优先原则：确保关键路径上的关键工序所需资源得到优先满足，以保障项目整体进度的关键路径不受影响；2）时差利用与工序协调原则：通过充分利用工序之间的时差，合理错开各项工序的开始时间，实现人力、物力、财力等资源的平衡与协调配置，提高资源使用的效率；3）非关键工序灵活调整原则：对于具有较大时差值的非关键工序，可适当推迟其开工时间，以在项目工作的时间范围内合理分配每日所需资源数量，实现资源的均衡与优化利用。7.4.2网络优化与调整的方法网络优化与调整的方法，根据优化目标的不同，常用的用时间优化、时间—费用优化、时间—资源优化等。1．时间优化时间优化，是指在人力资源、物资材料、设备设施及资金等关键资源得到基本保障的前提下，寻求缩短工程整体所用时间的途径，从而提升项目系统的经济效益。特别是在经过细致分析后，若发现当前计划的预计完成时间超出了上级部门或上位计划规定完成时间，并且存在可利用的时差空间时，应对网络计划进行调整，采取有效措施缩短工程工期，确保项目的提前或按时完成。7.4.2网络优化与调整的方法网络优化与调整的方法，根据优化目标的不同，常用的用时间优化、时间—费用优化、时间—资源优化等。2．时间—资源优化时间—资源优化，指的是在既定的工期约束下，通过合理调配和平衡资源，寻求工期与资源利用之间的最优配置状态。根据优化目标的不同，时间—资源优化方法通常分为以下两种情形：1）有限资源下的最短工期优化：在资源有限制的条件下，以实现最短工期为首要目标，通过高效利用和合理分配资源，达到缩短项目整体工期的目的；2）工期固定下的资源均衡优化：在保持工期不变的前提下，着重于使资源需求量在整个项目周期内保持均衡分布，避免资源使用出现高峰和低谷，以实现资源平稳利用和优化管理。7.4.2网络优化与调整的方法网络优化与调整的方法，根据优化目标的不同，常用的用时间优化、时间—费用优化、时间—资源优化等。3．时间—费用优化时间-费用优化，是指根据成本最小化的原则，确定最优的生产周期；又或者是在给定的计划期限内，寻求实现最低成本或费用的方案。实施时间—费用优化的基本策略是：首先识别关键路线，并着重压缩那些赶工费用率最低的工序的所需时间，随后依次对其他工序进行逐步优化，以确保在既定时间框架内实现成本费用的最优化控制。7.4.3网络计划执行过程中的检查与调整网络计划执行过程中的检查与调整主要聚焦于以下三个方面：1）关键路径上的工序检查与调整：关键路径直接决定了项目的总工期，因此，关键路线上的任何一项工序（即关键工序）的提前或延误，都将对整个项目的进度产生直接影响。检查与调整的首要任务便是深入分析这些关键工序，探究其是否存在提前或延后的可能性，并及时剖析原因，采取相应的调整措施。例如，当关键路线上的某些工序持续时间发生变化时，必然会导致后续工序以及非关键工序的时间参数发生相应调整。此时，需对这些工序进行必要的调整，并重新计算后续工序的时间参数，以确保其符合项目要求；7.4.3网络计划执行过程中的检查与调整网络计划执行过程中的检查与调整主要聚焦于以下三个方面：2）非关键路径上的工序检查与调整：当非关键路径上的某项工序时间延长，但仍在工序总时差范围内时，虽然会改变相关工序的时间参数，但并不会影响项目的总工期。在大多数情况下，此时无需对网络计划进行调整。然而，若非关键工序延长的时间超出了可利用的总时差范围时，则可能导致关键路径的转移，进而产生新的关键路线。此时，需对非关键路径进行认真检查，并采取相应的调整措施，以确保项目工期不会受到延误；7.4.3网络计划执行过程中的检查与调整网络计划执行过程中的检查与