[高等教育]第四章网络计划技术.doc
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1、第四章 网络计划技术第一节 概 述网络计划技术是20世纪50年代末国外陆续出现的计划管理的新方法。由于这些新方法建立在工作关系网络模型的基础上,把计划的编制、调整、优化和控制有机地结合起来,所以被称为网络计划技术。网络计划技术有以下主要优点:(1)能充分反映出各项工作之间的相互制约、相互依赖关系;(2)可以区分关键工作和非关键工作,并能反映出各项工作的机动时间;(3)可以经济合理地运用和调配人、材料、机械等各种资源;(4)能进行计划的优化比较,以供选择最佳方案。以上优点,将在以后章节的学习中有所体会。由此可见,采用网络计划技术,能够加强工程项目管理,能够经济合理地利用资源,使得工程项目建设取得
2、成功。目前,网络计划技术在公路工程中得到普遍采用,尤其是大型工程项目、重点工程项目。在公路施工招投标中,网络计划图是施工组织设计文件不可缺少的一部分;在公路工程项目施工阶段,网络计划图又是实施性施工组织设计文件很重要的一部分,以此来控制施工进度,调配、合理运用资源。一、网络计划的方法及分类网络计划技术有很多方法,主要有CPM法(即关键线路法)、PERT法(计划评审方法)和CNT法(搭接网络)等。我国是从20世纪60年代开始运用网络计划的,著名数学家华罗庚教授结合我国实际,在吸收国外网络计划技术理论的基础上,将CPM、PERT等方法统一定名为统筹法。网络计划技术现在在我国已广泛应用于国民经济各个
3、领域的计划管理中,通过编制计划,执行计划,寻求偏差及偏差产生的原因,最后解决产生的偏差。同时,随着计算机的普及,网络计划技术在组织管理中的优越性将日益显著。网络计划的分类如下所述。1. 按表示方法分类(1)单代号网络计划。即用单代号表示法绘制的网络图。在单代号网络图中,每个节点表示一项工作,箭线仅用来表示各项工作之间相互制约、相互依赖的关系。因为单代号网络图形不能用节点时间参数来表示,所以不能绘制时间坐标网络计划及其资源需求动态曲线,进行资源的优化、调整,故单代号网络计划在工程实践中的应用不及双代号网络广泛,本章重点介绍双代号网络计划。(2)双代号网络计划。即用双代号表示法绘制的网络图。在双代
4、号网络图中,每个节点代表一个事件,表示前一项工作的结束,后一项工作的开始,箭线表示各项工作的工作名称、工作时间及工作之间的逻辑关系。2. 按有无时间坐标分类(1)时标网络计划。时标网络计划是指以时间坐标为尺度绘制的网络计划,即每项工作箭杆线的长短与该工作持续时间长短成比例。(2)非时标网络计划。非时标网络计划是指不按时间坐标绘制的网络计划图,即每项工作箭杆线的长短与该工作持续时间长短无关。3. 按层次分类(1)总体网络计划。以整个建设项目或单项工程为对象编制的网络计划。(2)局部网络计划。以建设项目或单项工程的某一部分为对象编制的网络计划。二、双代号网络计划图的构成双代号网络计划图由3个要素组
5、成:箭杆线、节点和方向(流)。1. 箭杆线箭杆线表示一项工作。它代表了某个专业队或某道工序在某个施工段上的操作过程。根据施工组织设计在不同阶段形成的不同文件,箭杆线所表示的工作取决于网络的层次(即详细程度),可能是单位工程,也可能是分部分项工程,或者是一道工序。箭杆线分为实箭杆线和虚箭杆线。(1)实箭杆线简称实箭线,它表示的工作既消耗时间又消耗资源或只消耗其中的一种。例如,土石方开挖这项工作消耗了人工、机械和时间,而混凝土的凝结硬化需消耗时间。实箭线用“ ”表示。(2)虚箭杆线简称虚箭线,它表示的工作既不消耗时间又不消耗资源,即实际不存在这项工作,它只是用来表达工作之间的逻辑关系。虚箭线用“
6、”表示。2. 节 点节点表示工作与工作之间的衔接关系,它具有相对性,代表前一项工作的结束,后一项工作的开始。常用圆圈加以编号表示,即“”。3. 方向(流)方向(流)代表线路从头至尾连成一线,说明了各项工作的工艺关系,表示完成某些操作过程所需消耗的各种资源。三、绘制双代号网络计划的规则(一)识 图工作的表示方法:一项工作用一条箭线和两个节点表示,如图4.1所示。 (a)实工作表示 (b)虚工作表示图4.1 工作表示图1. 箭 线1)内向箭线图4.2 箭线示意对于节点,凡是箭线方向指向节点的箭线,都叫内向箭线。如图4.2中,节点的内向箭线是和。2)外向箭线对于节点,凡是箭线方向指出去的箭线都叫外向
7、箭线。如图4.2中,节点的外向箭线是和。2. 工作关系1)紧前工作对于工作 ,凡是 节点上所有的内向箭线,都叫紧前工作。如图4.2中,E工作的紧前工作是B、D工作。2)紧后工作对于工作 ,凡是 节点上所有的外向箭线,都叫紧后工作。如图4.2中,C工作的紧后工作是D、F工作。3)先行工作对于工作 ,凡是在 节点之前完工的工作,都是先行工作。如图4.2中,G工作的先行工作是A、B、C、D、F工作。4)后续工作对于工作 ,凡是在 节点之后开工的工作,都是后续工作。如图4.2中,D工作的后续工作是E、G工作。5)平行工作对于工作 而言,与其同时进行的工作,都是 工作的平行工作,那么,从同一节点开始的工
8、作,肯定是平行工作。如图4.2中,A和C工作,D和F工作是平行工作。6)虚工作如图 4.2中,和工作都是虚工作,前面已经讲了虚工作既不消耗资源又不消耗时间,只起到表达工作之间逻辑关系的作用。一般来讲,逻辑关系有连接和断路两种作用。如图4.2所示,工作起到连接A与D和A与F之间紧前与紧后关系的作用,也起到了断开C与B之间关系的作用,即C工作与B工作实际工作中不存在紧前紧后关系,需用虚箭线断开。同样工作也有这样的作用。3. 节 点1)开始节点在一个网络图中,只有外向箭线的节点是开始节点,如图4.2中节点。2)结束节点在一个网络图中,只有内向箭线的节点是结束节点,如图4.2中节点。3)中间节点网络图
9、中,既有内向箭线又有外向箭线的节点是中间节点,如图 4.2 中、节点。4. 线 路从开始节点开始,沿箭线的方向前进,到结束节点结束的,叫一条线路。如图 4.2 中,和等。所以,一个网络图中不止一条线路,多可数条。(二)双代号网络计划图的模型1. 依次开始(见图4.3,逻辑关系见表4.1)表4.1 “依次开始”逻辑关系工 作ABC工 作ABC紧前工作AB紧后工作BC图4.3 “依次开始”示意图2. 同时开始(见图4.4,逻辑关系见表4.2)表4.2 “同时开始”逻辑关系工 作BC工 作A紧前工作AA紧后工作B、C图4.4 “同时开始”示意图3. 同时结束(见图4.5,逻辑关系见表4.3)表4.3
10、 “同时结束”逻辑关系工 作A工 作BC紧前工作B、C紧后工作AA图4.5 “同时结束”示意图4. 约束关系1)全约束(见图4.6,逻辑关系见表4.4)表4.4 “全约束”逻辑关系工 作CD工 作AB紧前工作A、BA、B紧后工作C、DC、D图4.6 “全约束”示意图2)半约束(见图4.7, 逻辑关系见表4.5)表4.5 “半约束”逻辑关系工 作CD工 作AB紧前工作AA、B紧后工作C、DD图4.7 “半约束”示意图3)三分之一约束(见图4.8,逻辑关系见表4.6)表4.6 “三分之一约束”逻辑关系工 作CDE工 作AB紧前工作AA、BB紧后工作C、DD、E图4.8 三分之一约束示意图5. 两项
11、工作同时开始且同时结束(见图4.9)图4.9 两项工作同时开始、结束(三)绘制双代号网络计划图的基本规则图4.10 错误的网络计划图(1)一个网络计划图中不允许单代号、双代号混用。(2)一个网络计划图中只允许有一个开始节点和一个结束节点。(3)一对节点之间只能有一条箭线,不能出现无头箭杆,如有多条,则表示同一项工作。(4)网络计划图中不允许有循环线路,如图4.10是错误的。(5)节点编号应由小到大(从大到小不算错),也可以跳跃。(6)网络计划图中不允许有相同编号的节点或相同代码的工作。(7)网络计划图的布局应合理,要尽量避免箭线的交叉,当箭线交叉不可避免时,可采用“暗桥”或“断线”方法来处理,
12、如图4.11、图4.12所示。 图4.11 “暗桥”方法处理箭线交叉 图4.12 “断线”方法处理箭线交叉四、双代号网络计划图的绘制双代号网络计划图的绘制是在对网络图作了全面的部署、安排以后进行的,即在工作或工序的划分、工作工期及工作逻辑关系确定以后进行的。1. 工作关系为紧前工作【例4.1】 根据表4.7所给工作关系,绘制双代号网络图。表4.7 工作关系示例1工作代号ABCDEFGH紧前工作ABBBCDCEFG绘图步骤:(1)分析工作关系。 找出开始工作,因为A工作没有紧前工作,所以A工作为开始工作。 找出开始工作A的紧后工作,因为B工作以A工作为紧前工作,所以A的紧后工作是B工作。 找出B
13、工作的紧后工作,因为C、D、E三项工作都以B工作为紧前工作,所以B工作的紧后工作是C、D、E工作,并且C、D、E三项工作是平行工作。 C工作的紧后工作是F、G工作,D的紧后工作是F工作,E的紧后工作是G工作。 F、G工作的紧后工作都是H工作,即F、G工作同时结束。 H工作没有紧后工作,即H工作为结束工作。(2)分析工作完成后,开始绘制初步网络图形,见图4.13。注意:(1)表中C、D工作有共同的紧前工作B,共同的紧后工作F,即C、D工作同时开始、同时结束,要遵循双代号网络模型,见图4.9;同理,C、E,F、G工作也同时开始、同时结束。(2)绘制时,对于有多项紧后工作的工作应布置在中间。如C、D
14、、E三项工作中,其中C工作有两项紧后工作,所以布置在中间。图4.13 初步网络图形示例1【例4.2】 根据表4.8所给工作关系,画出双代号网络图。表4.8 工作关系示例2工作代号ABCDEFGHIJ紧前工作AAADDCBFFEFGHI绘图步骤:(1)分析工作关系。 找出开始工作。因为A工作没有紧前工作,所以A工作为开始工作。 找出开始工作A的紧后工作。因为B、C、D工作都以A工作为紧前工作,所以A的紧后工作是B、C、D工作,并且B、C、D三项工作是平行工作。 依次找出A工作的紧后工作(B、C、D工作)的紧后工作。由表4.8得B的紧后工作是G工作,C工作的紧后工作是F工作,D 的紧后工作有E、F
15、工作,依次寻找,直至找到没有紧后工作的工作J,即J是结束工作。(2)分析工作完成后,开始绘制初步网络图形,见图4.14。图4.14 初步网络图形示例22. 工作关系为紧后工作【例4.3】 根据表4.9所给工作关系,画出双代号网络图。表4.9 工作关系示例3工作代号ABCDEF紧后工作DEFDEEF绘图步骤:(1)分析工作关系。 找出开始工作。在紧后工作中未出现的工作为开始工作,所以A、B、C三项工作都是开始工作,且是平行工作。 找出开始工作的紧后工作。 追寻到结束工作。没有紧后工作的工作是结束工作,所以D、E、F三项工作是结束工作。(2)分析工作完成后,开始绘制初步网络图形,见图4.15。图4
16、.15 初步网络图形示例3【例4.4】 根据表4.10所给工作关系,画出双代号网络图。表4.10 工作关系示例4工作代号ABCDEFGHIJ紧后工作EDFGHIGHJJ绘图步骤:(1)分析工作关系。 找出开始工作。在紧后工作中未出现的工作为开始工作,所以A、B、C三项工作都是开始工作,且是平行工作。 找出开始工作的紧后工作。 追寻到结束工作。没有紧后工作的工作是结束工作,所以F、I、J三项工作是结束 工作。(2)分析工作完成后,开始绘制初步网络图形,见图4.16。图4.16 初步网络图形示例4第二节 时间参数的计算及关键线路的确定时间参数分两类:一类是控制性时间参数,包括节点时间参数 ET、L
17、T,工作时间参数ES、EF、LS、LF;另一类是协调性时间参数,指工作时差TF、FF、IF、DF。一、节点时间参数的计算及关键线路的确定1. 节点的最早可能开始时间ET(1)定义:节点的最早可能开始时间即节点可以开工的最早时间,表示该节点的紧前工作已全部完成。(2)计算方法:从开始节点开始,沿着箭线方向,依次计算每一个节点,直至结束节点。计算公式为:(只看内向箭线) (4.1)其中取大值是针对该节点有多于一条内向箭线而言的。口诀:从左向右,(只看内向箭线)累加取大。(3)规定:开始节点最早可能开始时间为零,即ET10。图例见图图4.17 节点最早可能开始时间ET【例4.5】 节点最早可能开始时
18、间ET的计算。以例4.5为例,见图4.18。图4.18 节点最早可能开始时间ET的计算步骤:(1)节点最早可能开始时间按规定为0。(2)节点最早可能开始时间为节点最早可能开始时间加A工作工期,即022,注意节点只有一条内向箭线,所以不需要判断大小值。(3)节点最早可能开始时间为节点最早可能开始时间加B工作工期,即055,同上不需要判断大小值。(4)节点最早可能开始时间为节点最早可能开始时间加C工作工期,即246,因为节点最早可能开始时间6表示节点的紧前工作B、C已全部完成,紧后工作E可以开始,而不是节点最早可能开始时间5,即第5 d是B工作的完成时间,而C工作还没有完成。因为E工作必须等B、C
19、工作都完成了才可以开始,即E工作的最早可能开始时间是第6 d而不是第5 d。(5)节点最早可能开始时间为节点最早可能开始时间加E工作工期,即6511,而不是节点最早可能开始时间加D工作工期,即538,因为F工作必须等D、E工作全部完成后才能开始,所以节点最早可能开始时间为11 d而不是8 d。(6)节点的最早可能开始时间为节点最早可能开始时间加F工作工期,即11415。总结:由以上计算可得,计划总工期为15 d。整个计算步骤用公式表达如下:,2. 节点最迟必须开始时间LT(1)定义:节点的最迟必须开始时间表示节点开工不能迟于这个时间,若迟于这个时间,将会影响计划的总工期。(2)计算方法:从结束
20、节点开始,逆着箭线方向,依次计算每一个节点,直至开始节点。计算公式:(只看外向箭线) (4.2)其中,取小值只针对该节点有多于一条外向箭线而言。口诀:从右向左,(只看外向箭线)递减取小。(3)规定:结束节点最迟必须开始时间为结束节点的最早可能开始时间,即计划的总工期,即。图例见图4.19。图4.19 节点最迟必须开始时间LT【例4.6】 节点的最迟必须开始时间LT的计算。以例4.6为例,见图4.20。图4.20 节点最迟必须开始时间LT的计算步骤:(1)节点最迟必须开始时间按规定为计划工期15,即为节点的最早可能开始时间。(2)节点的最迟必须开始时间为节点的最迟必须开始时间减去工作的工期,即1
21、5411。注意,因为节点只有一条外向箭线,所以不判断大小值。(3)节点的最迟必须开始时间为节点的最迟必须开始时间减去工作的工期,即1156。同上不判断大小值。(4)节点有两条外向箭线,因为节点最迟必须开始时间减去工作的工期为8,即1138;而节点最迟必须开始时间减去0,即606。所以节点的最迟必须开始时间为6,即节点的最迟必须开始时间必须满足紧后工作最迟必须开始时间的最小值。(5)节点的最迟必须开始时间为节点的最迟必须开始时间减去工作的工期,即642。不判断大小值。(6)节点有两条外向箭线,因为节点最迟必须开始时间减去工作的工期为0,即220;而节点最迟必须开始时间减去工作的工期为1,即651
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