第四章网络计划PPT课件

1、1第四章第四章 网络计划网络计划2网络计划网络计划 网络计划技术建立在网络模型基础上。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特别适用于生产技术复杂, ,工作项目繁多且联工作项目繁多且联系紧密的一些跨部门的系紧密的一些跨部门的工程项目的计划管理工程项目的计划管理中。中。3网络计划的基本原理n从需要管理的任务的总进度着眼，以任务中各工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序和相互关系作出网络图网络图，以反映任务全貌，实，以反映任务全貌，实现管理过程的模型化。然后现管理过程的模型

2、化。然后进行时间参数计算，进行时间参数计算，找出计划中的找出计划中的关键工作关键工作和和关键路线关键路线，对任务的各，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。安排，得到最优方案并付诸实施。4网络图网络图aoa12表示工作（或工序、活动）表示工作（或工序、活动）事项，表示工作事项，表示工作的开始与结束的开始与结束完成本工作需要的时间完成本工作需要的时间12虚工作，表示虚工作，表示工时为工时为0 0，不消，不消耗任何资源。耗任何资源。只为了正确表只为了正确表达工作的前行达工作的前行后继关系。后继关系。用弧表示的项目

3、网络图，用弧表示的项目网络图，activity-activity-on-arc,on-arc,简称简称aoaaoa项目网络。每项工项目网络。每项工作以弧表示，节点区分某项工作与其作以弧表示，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紧前工作，弧的先后次序代表了活动之间的先后关系。之间的先后关系。5网络图aon 另一种是用节点表示活动另一种是用节点表示活动(activity-on-node) (activity-on-node) 的项的项目网络，简称目网络，简称aonaon项目网络。项目网络。aonaon项目网络中，活动用项目网络中，活动用节点表示，有向边表示活动间的先后关系。节点表示

4、，有向边表示活动间的先后关系。aon aon 比比aoaaoa更易建立，理解与修改。更易建立，理解与修改。12工序工序2 2工序工序1 15完成工序完成工序2 2需要的时间需要的时间表示工序表示工序1 1和工序和工序2 2之间的先后关系之间的先后关系6计算网络图中有关的时间参数，主要目的是找计算网络图中有关的时间参数，主要目的是找出出关键路径（关键路径（critical path），为网络计划的优化、，为网络计划的优化、调整和执行提供明确的时间概念。调整和执行提供明确的时间概念。关键路径（关键路径（cp, critical path)7关键路径关键路径（cp, critical path) 以

5、事项以事项4 4为起点的工序为起点的工序a a为例，其紧前工作为为例，其紧前工作为b,c, b,c, 而完成而完成b b需要时间需要时间4+5+2 = 114+5+2 = 11，完成，完成c c需要需要4+3 = 4+3 = 7 7，因为必须完成，因为必须完成b b和和c c才能开始才能开始a, a, 因此因此a a开始的最开始的最早时间为早时间为1111。路径。路径1-2-3-4 1-2-3-4 为到事项为到事项4 4上为止的上为止的关键路径。关键路径。123467584532241342abc8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通常把网络图

6、中需时最长的路称为关键路关键路径径，关键路径上的工作称为，关键路径上的工作称为关键工作关键工作。关。关键工作完成的情况直接影响整个任务的总键工作完成的情况直接影响整个任务的总完工期。完工期。123467584532241342abc9 1. 工作的最早可能开工工作的最早可能开工/ /完工时间完工时间事项事项t teses(4,5) = max(2+5, 2+4, 3+3) = 7(4,5) = max(2+5, 2+4, 3+3) = 7t tefef(4,5) = t(4,5) = teses(4,5) + t(4,5) = 7+5 = 12(4,5) + t(4,5) = 7+5 = 12

7、14325tes(4,5)543t (4,5) = 522310 2.2. 工作的最迟必须开工工作的最迟必须开工/ /完工时间完工时间tls(1,2) = min(8-5, 8-4, 9-4)=3tlf(1,2) = 3 + t(1,2) = 3 + 4 = 734552144tls(1,2)889t (1,2) = 411 3. 3. 工作的总时差工作的总时差在不影响任务总工期的条件下，某工作在不影响任务总工期的条件下，某工作( i, j )( i, j )可以延迟其开可以延迟其开工时间的最大幅度。计算公式：工时间的最大幅度。计算公式：r(i,j ) = tr(i,j ) = tlflf(i

8、, j ) t(i, j ) tefef(i,j) = t(i,j) = tlsls(i, j ) t(i, j ) teses(i,j)(i,j)工作工作i-jeslseflfr(i,j)r(i,j)12工作的时间工作的时间参数参数t teses和和t tlsls123456798104683232102581032323131232920201818415440001010013232423232526132324确定关键路径由关键路径的由关键路径的意义可知，关键路意义可知，关键路径上没有回旋余地，径上没有回旋余地，即即每个关键工序应每个关键工序应满足满足“最早开工时最早开工时间等于最迟开

9、工时间等于最迟开工时间间”的条件，而非的条件，而非关键工序则有富裕关键工序则有富裕时间。所以时间。所以总时差总时差为为0 0的工作链是关的工作链是关键路线。键路线。12345679810468323210258103232313123292020181841544000101001323232526最早开工时间最早开工时间最晚开工时间最晚开工时间14案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理项目背景：项目背景：科信建筑公司从一个大制造商那里成功科信建筑公司从一个大制造商那里成功中标价值中标价值540540万美元的新工厂建设项目。制造商要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

10、能够投入使用，合同中有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：以下条款：l在在4747周内不完工，科信公司将赔偿周内不完工，科信公司将赔偿3030万万美圆美圆1.1.若项目能在若项目能在4040周之内完成，公司将获得周之内完成，公司将获得1515万美圆万美圆的奖金。的奖金。15工序编号工序编号工序说明工序说明紧前工序紧前工序估计工期（周）估计工期（周）a a挖掘挖掘- -2 2b b打地基打地基a a4 4c c承重墙施工承重墙施工b b1010dd封顶封顶c c6 6e e安装外部管道安装外部管道c c4 4f f安装内部管道安装内部管道e e5 5gg外墙施工外墙施工d d7

11、 7hh外部上漆外部上漆e,ge,g9 9i i电路铺设电路铺设c c7 7j j竖墙板竖墙板f,if,i8 8k k铺地板铺地板j j4 4l l内部上漆内部上漆j j5 5mm安装外部设备安装外部设备h h2 2n n安装内部设备安装内部设备k,lk,l6 6项目的工序列表项目的工序列表16项目经理将负责整个进度的安排，主要要解决以项目经理将负责整个进度的安排，主要要解决以下问题：下问题：l如何用图表示整个项目流程？如何用图表示整个项目流程？l如果没有延误工期，完成该项目需多少时间？如果没有延误工期，完成该项目需多少时间？l各工序最晚什么时候必须开始，以及到什么时各工序最晚什么时候必须开始

12、，以及到什么时候必须完成，才能赶上工程的完工日期？候必须完成，才能赶上工程的完工日期？l如果没有延误，每个单项工序最早何时开始，如果没有延误，每个单项工序最早何时开始，最早何时完工。最早何时完工。17问题l为了不耽误工程的完工日期，应该关键控为了不耽误工程的完工日期，应该关键控制那些制那些“瓶颈瓶颈”工序？工序？l在不影响完工时间的基础上，其他的活动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？能够承受多长时间的推迟？18winqsb给出的网络图19结论20概率型网络图n不确定型（概率型）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对于开发性试制性的任务，或对

13、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。准确估计时，可采用三点时间估计法确定工作的工时。 22)6ab(6b4maj)t(i,期望工时期望工时方差方差m - m - 完成某项活动最完成某项活动最可能出现的工期估计可能出现的工期估计a - a - 在最佳条件下完成在最佳条件下完成某活动的工期估计某活动的工期估计b- b- 在最不利条件下完在最不利条件下完成某活动的工期估计成某活动的工期估计21n在工程项目的管理中，往往需要预测在不确定工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？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

14、工期总完工期的期望工期 总完工期的方差总完工期的方差关键路径ztt关键路径22p22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，即服假设项目工期的概率分布为正态分布，即服从以从以t tz z为均值，以为均值，以 p p2 2 为方差的正态分布，则可以为方差的正态分布，则可以用下面的公式计算在某一给定期限用下面的公式计算在某一给定期限t ts s前完工的概前完工的概率。率。 p( t ts ) =pzstt23案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) ) 建筑公司在实际的操作中具有许多不确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。

15、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的估计值，见下表。在这种不确定的情况下，下，每项工序完成的工期实际是具有某种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概率分布的随机变量。对这种情况，以下。对这种情况，以下问题是管理层需要明确解决的：问题是管理层需要明确解决的：24案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )5. 5. 若工期为不确定性的，项目在最后期限若工期为不确定性的，项目在最后期限4747周周内能够完工的概率是多少？内能够完工的概率是多少？25案例案例

16、 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )工序工序 tatmtb工序工序tatmtba123h5817b23.58i37.59c6918j399d45.510k444e14.55l15.57f4410m123g56.511n55.5926案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )27案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )28概率型网络图的时间参数计算n应用类似的方法，可以求得任务中某一事项应用类似的方法，可以求得任务中某一事项i i在在指定日期指定日期t ts s(i)(i)前完成的概率。前完成的概率。2ess(i)t(i)t(i)tp(

17、t 计算出每一事项按期完工概率后，具有较小概率的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。作进度。29案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) ) 建筑公司在实际的操作中具有许多不确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。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的估计值，见下表。在这种不确定的情况下，下，每项工序完成的工期实际是具有某种

18、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概率分布的随机变量。对这种情况，以下。对这种情况，以下问题是管理层需要明确解决的：问题是管理层需要明确解决的：30案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )5. 5. 若工期为不确定性的，项目在最后若工期为不确定性的，项目在最后期限期限4747周内能够完工的概率是多少？周内能够完工的概率是多少？分析：为了得到分析：为了得到4747周内完工的概率，需要明周内完工的概率，需要明确项目工期概率的分布信息。确项目工期概率的分布信息。1 1）整个项目的）整个项目的期望工时期望工时2 2）整个项目的）整个项目的方差方差3 3）概率的分布

19、类型（正态分布）概率的分布类型（正态分布）31案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )工序工序 tatmtb工序工序tatmtba123h5817b23.58i37.59c6918j399d45.510k444e14.55l15.57f4410m123g56.511n55.5932案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )n 分析：分析：利用最大可能估计，乐观估计和悲观估计近似利用最大可能估计，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。计算每个工序的期望工时和方差。工序编工序编号号乐观估计乐观估计o最大可能最大可能估计估计m悲观估计悲观估计p

20、期望工时期望工时 =(o+4m+p)/6方差方差 2=(p-o)/6)2a12321/9b23.5861c6918164d45.510261e14.55204/9f4410251g56.51133133案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )工序工序编号编号乐观估计乐观估计o最大可能最大可能估计估计m悲观估悲观估计计p期望工时期望工时 =(o+4m+p)/6方差方差 2=(p-o)/6)2h5817424i37.59251j399331k444380l15.57381m123441/9n55.59444/934案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )

21、n以每个工序的期望工时为工时，寻找项目网络中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的关键路径35案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )期望工时关键路径上的工期望工时关键路径上的工序序期望工时期望工时t=(o+4m+p)/6方差方差 2=(p-o)/6)2a21/9b41c104e44/9f51j81l51n64/9项目的工期项目的工期tz= 44 p2 = 936案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )n项目在最后期限47周内能够完工的概率pzsttp( t ts ) =84%1.034447p( t 47 ) =注意：这只是一个粗略

22、的概率近似，不是最后工期前完成项目的真实概率。37案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )38案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )n 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%.39案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )n 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

23、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。40案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )n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）。41网络优化网络优化n通过通过cpm-pertcpm-pert的绘制，计算与分析，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划技术的核心却在于综合

24、评价其技术经济指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，以求得最佳效果案做进一步的改善和调整，以求得最佳效果，这一过程就是这一过程就是网络计划的优化网络计划的优化。 42网络优化网络优化工期优化工期优化在编制网络计划时，如何在编制网络计划时，如何加快工程进度，加快工程进度，缩短工程的工期缩短工程的工期。 n对关键工序增加新设备，采用新工艺、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新技术等措施；或对工序时间较长的关键工序采用序采用平行作业或交叉作业平行作业或交叉作业等措施，以达到等措施

25、，以达到提高工效，缩短关键工序时间的目的。提高工效，缩短关键工序时间的目的。 43网络优化网络优化n以缩短工期为目的，研究将关键路径上串以缩短工期为目的，研究将关键路径上串联的每个工作改为联的每个工作改为平行工作或交叉进行的工作平行工作或交叉进行的工作。44网络优化网络优化n充分充分利用非关键工序的机动时间利用非关键工序的机动时间，考虑，考虑放慢非关键工作的进度，合理地放慢非关键工作的进度，合理地从非关键工从非关键工序中抽调人力、资源支援关键工序，从而缩序中抽调人力、资源支援关键工序，从而缩短关键工序时间。短关键工序时间。 45网络优化网络优化工期工期-资源优化资源优化 在有限资源的情况下，如

26、何合理地调配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。之既符合客观条件限制，又尽量不误工期。46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，总工期以人力资源为例。关键路径如图所示意，总工期为为1111天。天。12465394627253143343人力数人力数工期工期471 1）根据网络图画）根据网络图画出资源动态曲线。出资源动态曲线。由图可见资源需求由图可见资源需求不均匀。不均匀。12465394627253143343人力数人力数工期工期0151052012345678910

27、11181920951482 2）经过调整使）经过调整使资源分配均衡。资源分配均衡。调整原则：调整原则：12465394627253143343 尽量保证关键工作的日需求量。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。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。键工作，以减少日总需求量。49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，#3015105201234567891011工期工期人力数人力数919201851124653

28、94627253143343人力数人力数工期工期07000122447711113450工作工作1-41-4，总时差，总时差1 1，#1#1工作工作2-32-3，总时差，总时差0 0，#2#2工作工作1-61-6，总时差，总时差5 5，#3#3工作工作1-41-4为已进为已进行中，不允许中行中，不允许中断，因此资源分断，因此资源分配的优先权最大配的优先权最大01510520123456789101191020181411246539462725314334307000122447711113451有限资源的合理分配（续）类似处理，经过类似处理，经过几次调整后，得几次调整后，得下图。此时人力下图

29、。此时人力资源的需求满足资源的需求满足不超过不超过1010人的限人的限制且总工期限未制且总工期限未受影响。受影响。12465394627253143343人力数人力数015105201234567891011工期工期910791052工期工期- -成本优化成本优化最低成本日程最低成本日程费用费用工期工期总成本总成本直接费用直接费用间接费用间接费用通过计算网络计划的不同完工期相应的总费用，以求得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成本最低的日程安排就是“最低成本日程最低成本日程”，又称，又称“工工期期- -成本成本”优化。优化。为缩短工期，需为缩短工期，需采取措

30、施，相应采取措施，相应地要增加直接费地要增加直接费用。一般情况下，用。一般情况下，工序时间越短，工序时间越短，直接费用越高，直接费用越高，而间接费用却越而间接费用却越少。少。53直接费用与工作所直接费用与工作所需工时关系，常常假定需工时关系，常常假定为直线关系，见上图，为直线关系，见上图，工作工作(i,j)(i,j)的正常工时为的正常工时为ddij ij, , 所需费用为所需费用为mmij ij；特；特急工时为急工时为d dij ij，所需费用，所需费用mmij ij，工作，工作(i, j)(i, j)从正常工从正常工时时每缩短一个单位时间每缩短一个单位时间所需增加的费用所需增加的费用称为称为

31、成成本斜率本斜率，用，用c cij ij表示。表示。mijmijdijdij直接费用直接费用工时工时ijijijijijddmmc54案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )n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）。解决这个问题可采用线性规划方法。55工序编工序编号号时间（周）时间（周）成本（周）成本（周）最大缩最大缩短量短量周应急周应急成本成本c cijij正常正常应急应急正常正常应急应急a211828110b4

32、2324225c107628638d64263424e434157116f53182624g749010234h96203836i75212723j86434923k43162014l53253525m211020110n6333513656案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )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) 工序工序j j 的开工时间的开工时间工序

33、工序 i 的开工时间的开工时间工序工序 i i 工期工期 工序工序i i正常工时正常工时工序工序i i加急工时加急工时57案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) ).案例案例 第四章第四章 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理2.xls2.xls58案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )n分析：正常运作成本455万圆，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50%04040pp( t 40 ) =59案例案例 建筑公司的项目管理建筑公司的项目管理( (续续) )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。60案例案例 建筑公司的项