第四章 网络计划.ppt

1、第四章 网络计划,网络计划,网络计划技术建立在网络模型基础上。特别适用于生产技术复杂,工作项目繁多且联系紧密的一些跨部门的工程项目的计划管理中。,网络计划的基本原理,从需要管理的任务的总进度着眼，以任务中各工作所需要的工时为时间因素，按照工作的先后顺序和相互关系作出网络图，以反映任务全貌，实现管理过程的模型化。然后进行时间参数计算，找出计划中的关键工作和关键路线，对任务的各项工作所需要的资源通过改善网络计划作出合理安排，得到最优方案并付诸实施。,网络图AOA,1,2,表示工作（或工序、活动）,事项，表示工作的开始与结束,5,完成本工作需要的时间,1,2,虚工作，表示工时为0，不消耗任何资源。只

2、为了正确表达工作的前行后继关系。,用弧表示的项目网络图，Activity-On-Arc,简称AOA项目网络。每项工作以弧表示，节点区分某项工作与其紧前工作，弧的先后次序代表了活动之间的先后关系。,网络图AON,另一种是用节点表示活动(Activity-On-Node) 的项目网络，简称AON项目网络。AON项目网络中，活动用节点表示，有向边表示活动间的先后关系。AON 比AOA更易建立，理解与修改。,计算网络图中有关的时间参数，主要目的是找出关键路径（Critical Path），为网络计划的优化、调整和执行提供明确的时间概念。,关键路径（CP, Critical Path),关键路径（CP,

3、 Critical Path),以事项4为起点的工序a为例，其紧前工作为b,c, 而完成b需要时间4+5+2 = 11，完成c需要4+3 = 7，因为必须完成b和c才能开始a, 因此a开始的最早时间为11。路径1-2-3-4 为到事项4上为止的关键路径。,关键路径（CP, Critical Path),通常把网络图中需时最长的路称为关键路径，关键路径上的工作称为关键工作。关键工作完成的情况直接影响整个任务的总完工期。,工作的时间参数,1. 工作的最早可能开工/完工时间,事项tES(4,5) = max(2+5, 2+4, 3+3) = 7 tEF(4,5) = tES(4,5) + t(4,5

4、) = 7+5 = 12,1,4,3,2,5,tES(4,5),5,4,3,t (4,5) = 5,2,2,3,工作的时间参数（续）,2. 工作的最迟必须开工/完工时间,tLS(1,2) = min(8-5, 8-4, 9-4)=3 tLF(1,2) = 3 + t(1,2) = 3 + 4 = 7,3,4,5,5,2,1,4,4,tLS(1,2),8,8,9,t (1,2) = 4,工作的时间参数（续）,3. 工作的总时差,在不影响任务总工期的条件下，某工作( i, j )可以延迟其开工时间的最大幅度。计算公式： R(i,j ) = tLF(i, j ) tEF(i,j) = tLS(i,

5、j ) tES(i,j),时间参数的图上计算法（续）,工作的时间参数tES和tLS,1,2,3,4,5,6,7,9,8,10,4,6,8,3,2,3,2,10,2,5,8,1,0,32,32,31,31,23,29,20,20,18,18,4,15,4,4,0,0,0,10,10,0,13,23,24,23,23,25,26,确定关键路径,由关键路径的意义可知，关键路径上没有回旋余地，即每个关键工序应满足“最早开工时间等于最迟开工时间”的条件，而非关键工序则有富裕时间。所以总时差为0的工作链是关键路线。,1,2,3,4,5,6,7,9,8,10,4,6,8,3,2,3,2,10,2,5,8,1

6、,0,32,32,0,案例 建筑公司的项目管理,项目背景：科信建筑公司从一个大制造商那里成功中标价值540万美元的新工厂建设项目。制造商要求这个新工厂在一年之内能够投入使用，合同中有以下条款： 在47周内不完工，科信公司将赔偿30万美圆 若项目能在40周之内完成，公司将获得15万美圆的奖金。,项目的工序列表,问题,项目经理将负责整个进度的安排，主要要解决以下问题： 如何用图表示整个项目流程？ 如果没有延误工期，完成该项目需多少时间？ 各工序最晚什么时候必须开始，以及到什么时候必须完成，才能赶上工程的完工日期？ 如果没有延误，每个单项工序最早何时开始，最早何时完工。,问题,为了不耽误工程的完工日

7、期，应该关键控制那些“瓶颈”工序？ 在不影响完工时间的基础上，其他的活动能够承受多长时间的推迟？,WinQSB给出的网络图,结论,概率型网络图,不确定型（概率型） 对于开发性试制性的任务，或对工作所需工时难以准确估计时，可采用三点时间估计法确定工作的工时。,m - 完成某项活动最可能出现的工期估计 a - 在最佳条件下完成某活动的工期估计 b- 在最不利条件下完成某活动的工期估计,概率型网络图的时间参数计算,在工程项目的管理中，往往需要预测在不确定工期的估计下，限制在给定期限内完工的概率？ 总完工期的期望工期 总完工期的方差,概率型网络图的时间参数计算,假设项目工期的概率分布为正态分布，即服从

8、以Tz为均值，以p2 为方差的正态分布，则可以用下面的公式计算在某一给定期限Ts前完工的概率。 P( TTs ) =,案例 建筑公司的项目管理(续),建筑公司在实际的操作中具有许多不确定性的因素，尤其是每项工序的完工时间。公司管理层只是给出了每项工序完工时间的估计值，见下表。在这种不确定的情况下，每项工序完成的工期实际是具有某种概率分布的随机变量。对这种情况，以下问题是管理层需要明确解决的：,案例 建筑公司的项目管理(续),5. 若工期为不确定性的，项目在最后期限47周内能够完工的概率是多少？,案例 建筑公司的项目管理(续),案例 建筑公司的项目管理(续),案例 建筑公司的项目管理(续),概率

9、型网络图的时间参数计算,应用类似的方法，可以求得任务中某一事项i在指定日期Ts(i)前完成的概率。,计算出每一事项按期完工概率后，具有较小概率的事项应特别注意，凡是以它为完工时间的工作应加快工作进度。,案例 建筑公司的项目管理(续),建筑公司在实际的操作中具有许多不确定性的因素，尤其是每项工序的完工时间。公司管理层只是给出了每项工序完工时间的估计值，见下表。在这种不确定的情况下，每项工序完成的工期实际是具有某种概率分布的随机变量。对这种情况，以下问题是管理层需要明确解决的：,案例 建筑公司的项目管理(续),5. 若工期为不确定性的，项目在最后期限47周内能够完工的概率是多少？ 分析：为了得到4

10、7周内完工的概率，需要明确项目工期概率的分布信息。 1）整个项目的期望工时 2）整个项目的方差 3）概率的分布类型（正态分布）,案例 建筑公司的项目管理(续),案例 建筑公司的项目管理(续),分析：利用最大可能估计，乐观估计和悲观估计近似计算每个工序的期望工时和方差。,案例 建筑公司的项目管理(续),案例 建筑公司的项目管理(续),以每个工序的期望工时为工时，寻找项目网络中的关键路径,案例 建筑公司的项目管理(续),案例 建筑公司的项目管理(续),项目在最后期限47周内能够完工的概率,P( T Ts ) =,P( T 47 ) =,注意：这只是一个粗略的概率近似，不是最后工期前完成项目的真实概

11、率。,案例 建筑公司的项目管理(续),案例 建筑公司的项目管理(续),WinQSB中进行概率分析Result|Probability Analysis: 得到在给定某时间内完成的概率，如当给定时间为47周时，即47周内完成该项目的概率为84.14%.,案例 建筑公司的项目管理(续),结论分析：根据经验, 84%的估计很有可能是一个乐观的近似。实际情况，在最后期限内完成整个项目的概率大约在60%80%之间。于是有必要进一步研究，需要多少花费可以将工期控制在40周之内。若这样做的时间-成本平衡是有利的，那么公司将有可能在40周之内完成项目，并获得15万美圆的奖赏。,案例 建筑公司的项目管理(续),

12、如果要以额外的成本加速工程进度，如何才能以最低的成本达到目标完成的时间.（40周） 分析：这是CPM方法中的工期-成本平衡问题，即确定应如何采取应急策略，使项目的总预计工期降低至所希望的水平（40周）。,网络优化,通过CPM-PERT的绘制，计算与分析，我们得到了一个初步的网络计划，而网络计划技术的核心却在于综合评价其技术经济指标，从工期，成本，资源等方面对该初步方案做进一步的改善和调整，以求得最佳效果，这一过程就是网络计划的优化。,网络优化,工期优化在编制网络计划时，如何加快工程进度，缩短工程的工期。 对关键工序增加新设备，采用新工艺、新技术等措施；或对工序时间较长的关键工序采用平行作业或交

13、叉作业等措施，以达到提高工效，缩短关键工序时间的目的。,网络优化,以缩短工期为目的，研究将关键路径上串联的每个工作改为平行工作或交叉进行的工作。,网络优化,充分利用非关键工序的机动时间，考虑放慢非关键工作的进度，合理地从非关键工序中抽调人力、资源支援关键工序，从而缩短关键工序时间。,网络优化,工期-资源优化 在有限资源的情况下，如何合理地调配人力、物力、材料、设备、能源等资源，使之既符合客观条件限制，又尽量不误工期。,有限资源的合理分配,以人力资源为例。关键路径如图所示意，总工期为11天。,有限资源的合理分配（续）,1）根据网络图画出资源动态曲线。由图可见资源需求不均匀。,1,2,4,6,5,

14、3,9,4,6,2,7,2,5,3,1,4,3,3,4,3,人力数,工期,有限资源的合理分配（续）,2）经过调整使资源分配均衡。调整原则：,尽量保证关键工作的日需求量。 利用非关键工作错开各工作的使用资源时间。 可适当延长时差大的工作的工时，或切断某些非关键工作，以减少日总需求量。,有限资源的合理分配（续）,工作1-2，总时差0，#1 工作1-4，总时差1，#2 工作1-6，总时差7，#3,0,15,10,5,20,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,工期,人力数,9,19,20,18,5,1,有限资源的合理分配（续）,工作1-4，总时差1，#1 工作2-3，总时差0，#2 工作1

15、-6，总时差5，#3,工作1-4为已进行中，不允许中断，因此资源分配的优先权最大。,0,15,10,5,20,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,工期,人力数,9,10,20,18,14,1,1,2,4,6,5,3,9,4,6,2,7,2,5,3,1,4,3,3,4,3,有限资源的合理分配（续）,类似处理，经过几次调整后，得下图。此时人力资源的需求满足不超过10人的限制且总工期限未受影响。,1,2,4,6,5,3,9,4,6,2,7,2,5,3,1,4,3,3,4,3,人力数,工期-成本优化,通过计算网络计划的不同完工期相应的总费用，以求得成本最低的日程安排就是“最低成本日程”，又

16、称“工期-成本”优化。,为缩短工期，需采取措施，相应地要增加直接费用。一般情况下，工序时间越短，直接费用越高，而间接费用却越少。,工期-成本优化,直接费用与工作所需工时关系，常常假定为直线关系，见上图，工作(i,j)的正常工时为Dij, 所需费用为Mij；特急工时为dij，所需费用mij，工作(i, j)从正常工时每缩短一个单位时间所需增加的费用称为成本斜率，用cij表示。,mij,Mij,dij,Dij,直接费用,工时,案例 建筑公司的项目管理(续),如果要以额外的成本加速工程进度，如何才能以最低的成本达到目标完成的时间.（40周） 分析：这是CPM方法中的工期-成本平衡问题，即确定应如何采

17、取应急策略，使项目的总预计工期降低至所希望的水平（40周）。解决这个问题可采用线性规划方法。,案例 建筑公司的项目管理(续),线性规划模型 决策变量：缩短的工时 x(i,j) 目标函数：总成本 = 正常工期成本+加班成本 约束条件： （1）项目总工期 40 （2）工序的先后顺序 Si +(TN(i,j)-x(i,j) Sj （3）x(i,j) TN(i,j) - TC(i,j),工序j 的开工时间,工序 i 的开工时间,工序 i 工期,工序i正常工时,工序i加急工时,案例 建筑公司的项目管理(续),.案例第四章 建筑公司的项目管理2.xls,案例 建筑公司的项目管理(续),分析：正常运作成本4

18、55万圆，加急运作成本469万圆，则应急处理成本=469-455 = 14万圆。而如果公司在40周之内完工，奖励额为15万圆。净获得1万圆。 再分析40周内完工的概率：结论看出应急的工序一定为关键路径上的工序F和J。假设项目加急完工的期望工时为40周，可计算,案例 建筑公司的项目管理(续),结论： （1）这个应急计划只有50%的概率能够在40周内完成。即14万圆的成本去取得只有50%概率的15万美圆的奖金，并不值得一定要采取应急处理。,案例 建筑公司的项目管理(续),结论： （2）注意到，如果能够在工序F和J之前能够很好地按照进度进行，那么按照这个计划严格执行，将很有可能40周完成任务并且能够带来15万美圆的额外奖金。因此，可以考虑将这个应急计划作为一个备用计划，在F和J之前的项目进展顺利的情况下，可起用。,案例 建筑公司的项目管理(续),（3）应急计划的起用可以有效的降低47周内不能完成计划的概率。从罚款30万元的角度考虑，适当增加的应急成本保证进度如期完成也是合理的。 因此，该计划作为备用计划，在项目进展过程中，根据项目进展的实际情况，确定是否起用。这样的决策更为合理。,作业4,表中列