第5章环境工程网络计划技术及建设项目进度管理

1、第5章环境工程网络计划技术及建设项目进度管理第一页，共125页。第一节 网络计划技术第二页，共125页。网络计划技术的产生1958年，与CPM发展的同时，美国海军特别计划委员会鉴于当时各种管理工具不能适应科技发展的需要，在开发宇宙空间和军备竞赛时，急需寻求一种新的管理方法，经多方研究提出并使用了计划评审技术。取得了显著成就，使北极星导弹的研制时间缩短了18个月。第三页，共125页。网络计划技术的产生CPM(关键路径法)和PERT是50年代后期几乎同时出现的两种计划方法。 这两种计划方法是分别独立发展起来的，但其基本原理是一致的，即用网络图来表达项目中各项活动的进度和它们之间的相互关系，并在此基

2、础上，进行网络分析，计算网络中各项时间参数，确定关键活动与关键路线，利用时差不断地调整与优化网络，以求得最短周期。 第四页，共125页。网络计划技术的发展GERT（Graphical Evaluation and Review Technique，图示评审技术）VERT（Venture Evaluation and Review Technique，风险评审技术） 第五页，共125页。2.网络计划技术的概念 是以工序所需时间为时间因素，用描述工序之间相互联系的网络和网络时间的计算，反映整个工程或任务的全貌，并在规定条件下，全面筹划、统一安排，来寻求达到目标的最优方案的计划技术。 第六页，共12

3、5页。3.网络计划技术的特点直观性强，可形象反映项目全貌；主次、缓急清楚，便于抓住主要矛盾；可利用非关键路线上的工作潜力，加速关键作业进程，因而可缩短工期，降低工程成本；可估计各项作业所需时间和资源；便于修改；可运用电子计算机运算和画图，缩短计划编制时间。第七页，共125页。二、双代号网络图双代号网络图的组成双代号网络图的绘制原则双代号网络图的绘制步骤双代号网络时间参数计算关键路线确定第八页，共125页。（一）双代号网络图的组成1.工作（工序、作业、活动）2.事项（事件、结点）3.路线第九页，共125页。1.工作（工序、作业、活动）定义： 指一项有具体内容的、需要人力、物力、财力、占用一定空间

4、和时间才能完成的活动过程。B12第十页，共125页。虚活动（作业）：只表示作业之间相互依存、相互制约、相互衔接的关系，但不需人力、物力、空间和时间的虚设的活动。第十一页，共125页。示例1：146352产品设计A自制零部件B1外购零部件B2装配C样品鉴定D455035155示例2：ADCB第十二页，共125页。2.事项（事件、结点）定义：工程（计划）的始点、终点（完成点） 或其各项作业的连接点（交接瞬间）。表示方法：ii（结点编号）： 表示事项时间大致顺序 自左向右自上向下排列 一般以正整数表示 一个结点只有一个编号 各结点不允许重复使用一个编号第十三页，共125页。3.路线 定义： 从网络图

5、始点开始，顺着箭头方向前进，连续不断地到达终点的一条通道称为网络图的一条路线。各条路线所需的周期为对应的作业时间之和。146352产品设计A自制零部件B1外购零部件B2装配C样品鉴定D455035155第十四页，共125页。关键路线和关键工序概念：网络图中所需工时最长的路线称为关键路线。 关键路线上的工序称为关键工序表示方法：关键路线及工序常用双线表示注意：（1）关键路线的完成时间决定整个项目的完工时间；（2）关键路线不只一条。关键路线越多，组织工作 越好，安排越紧凑；（3）关键路线与非关键路线可以转化。第十五页，共125页。（二）双代号网络图中的几种基本关系1.紧前关系B工作的的紧前工作为A

6、，即A工作结束，B工作开始ABAB第十六页，共125页。2.紧后关系B工作和C工作只有在A工作完成之后才能开始，工作B和C是工作A的后续工作。ABCABC第十七页，共125页。3.平行关系工作是平行的。如：ABCDABCD第十八页，共125页。（三）网络图的绘制原则1.网络图是有方向的，不允许出现回路12345BACDE错第十九页，共125页。2.直接连接两个相邻结点之间的活动只能有一个354DCBA错3453 3DCBA对第二十页，共125页。网络图的绘制原则3. 一个作业不能在两处出现4.箭线首尾必有结点，不能从箭线中间引出另一条箭线5. 网络图必须只有一个网络始点和一个终点6.各项活动之

7、间的衔接必须按逻辑关系进行第二十一页，共125页。例题：双代号网络图的编制某工程项目活动及逻辑关系见表活动ABCDEFGHIJ持续时间（日）54102468433AAABBCCDDE、FGHF紧前活动KI、J4第二十二页，共125页。初步草图第二十三页，共125页。整理规范后的网络图第二十四页，共125页。双代号网络的绘制练习工程活动ABCDEFGHI紧前活动-ABAB、DC、EDE、GF、H持续时间333222333第二十五页，共125页。练习二活动代码ABCDEFGHIJ紧前活动AABDC、DEGGF、H、I工作时间（天）1112111121第二十六页，共125页。16423510978A

8、CBDEGHFIJ第二十七页，共125页。（四）网络图的计算时间参数的含义iDESEFTFLSLFFF第二十八页，共125页。时间参数的含义i为活动代码 D为持续时间ES为最早开始时间 EF为最早结束时间LS为最迟开始时间 LF为最迟结束时间TF为总时差 FF为自由时差活动不影响总工期的总的机动时间活动在不影响其他活动情况下的机动余地第二十九页，共125页。时间参数的计算1.最早开始时间的计算最早开始时间=max紧前工作最早结束时间首节点的最早开始时间为0，由起点向后推算则上图中，A工作ES=0 B工作ES=2123A2B3第三十页，共125页。2.最早结束时间的计算最早结束时间=最早开始时间

9、+工作持续时间则上图中，A工作EF=0+2=2 B工作EF=2+3=5123A2B3第三十一页，共125页。3.总工期的计算总工期TD=max最早结束时间TD=max2，5=5123A2B3第三十二页，共125页。4.最迟时间最迟结束时间=min紧后工作的最迟结束时间其工作持续时间结束节点的最迟结束时间=总工期最迟开始时间=最迟结束时间工作持续时间第三十三页，共125页。计算范例123A2B3002255总工期TD=max最早结束时间=5(天)22第三十四页，共125页。5.工作时差的计算总时差TF=LSES=LFEF自由时差FF=min紧后工作的最早开始时间本工作的最早结束时间 =min紧后

10、工作的最早开始时间本工作的最早开始时间本工作的持续时间第三十五页，共125页。计算范例123A2B3002255总工期TD=max最早结束时间=5(天)220TF=2-2 =0-0=00FF=2-2 =2-0-2 =000第三十六页，共125页。算例165432A5C4F3BEDG32231.计算网络图的时间参数。2.求得总工期和关键线路。第三十七页，共125页。165432A5C4F3BEDG3223解：1时间参数的计算1）最早时间最早开始时间=max紧前工作最早结束时间TFESLSEFLFFF0053355991257710第三十八页，共125页。最早结束时间=最早开始时间+工作持续时间如

11、工作D，最早开始时间=5（天） 最早结束时间=5+2=7（天）再如工作G，最早开始时间=max7，5=7（天） 最早结束时间=7+3=10（天）2）总工期总工期TD=max最早结束时间=12（天）第三十九页，共125页。165432A5C4F3BEDG32230053355991257710TFESLSEFLFFF3）最迟时间的计算1212999505799774第四十页，共125页。3）最迟时间的计算最迟结束时间=min紧后工作的最迟结束时间其工作持续时间=min紧后工作的最迟开始时间结束节点的最迟结束时间=总工期最迟开始时间=最迟结束时间工作持续时间如工作D，LF=9（天） LS=92 =

12、7（天）第四十一页，共125页。4）工作时差的计算总时差TF=LSES=LFEF如工作C，TF=99=55=0自由时差FF=min紧后工作的最早开始时间本工作的最早结束时间 =min紧后工作的最早开始时间本工作的最早开始时间本工作的持续时间如工作D，FF=77=0第四十二页，共125页。165432A5C4F3BEDG32230053355991257710TFESLSEFLFFF121299950579977422002042000040第四十三页，共125页。2.关键路线的确定。1）由关键工作确定关键工作是网络计划中总时差最小的工作上题中为ACF即关键路线为2）由自由时差确定关键工作的自由

13、时差一定最小，但自由时差最小的工作不一定是关键工作第四十四页，共125页。165432A5C4F3BEDG32230053355991257710TFESLSEFLFFF121299950579977422002042000040第四十五页，共125页。课堂练习11.计算网络图的时间参数。2.求得总工期和关键线路。125341125224896742334第四十六页，共125页。课堂练习21.计算网络图的时间参数。2.求得总工期和关键线路。16543278383659241第四十七页，共125页。解：总工期=15天125341125224896742334第四十八页，共125页。1654327

14、838365924103030031131100395112091411162011201120001418162355202320230023242324001113141631TFESLSEFLFFF第四十九页，共125页。三、双代号时标网络图双代号时标网络图是以时间为尺度的网络图。时标表的时间单位根据需要确定，可以是小时、日、周、月等。图示见教材第五十页，共125页。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 /周 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 /周ABCDEGFJH第五十一页，共125页。施工过程5101520挖土垫层

15、砖基回填根据下述横道图绘制双代号网络计划第五十二页，共125页。四、单代号网络图所谓单代号网络图，指的是构成单代号网络图的基本符号节点，以节点代表作业，以箭线代表作业之间的逻辑关系。特点：没有虚箭线，图形简单，不易出现逻辑错误工作持续时间在节点上表示，不够形象箭线易出现交叉第五十三页，共125页。（一）活动间的逻辑关系逻辑关系又称为搭接关系，搭接所需时间被称为时距。1）结束到开始（FTS）问FTS=0，代表什么含义？ABFTSi油漆j安玻璃FTS=2第五十四页，共125页。2）开始到开始（STS）如在道路工程中，当路基铺设工作开始一段时间为路面浇筑工作创造一定条件之后，路面浇筑工作即可开始，路

16、基铺设工作的开始时间与路面浇筑工作的开始时间之间的差值就是sts时距 ABSTSi铺设j 浇筑STS=1第五十五页，共125页。3）开始到完成（STF）紧前工作开始后一段时间，紧后工作才能结束。实际运用较少。ABSTF第五十六页，共125页。4）完成到完成（FTF）紧前工作结束后一段时间，紧后工作才能结束。ABFTF第五十七页，共125页。5）混合搭接关系前面工作和后面工作的时间间隔受到多种连接关系的限制。ABFTFSTS第五十八页，共125页。A活动结束结束（FTF）B活动A活动结束开始（FTS）B活动A活动开始开始（STS）B活动A活动开始结束（STF）B活动活动之间的逻辑关系示意图第五十

17、九页，共125页。第六十页，共125页。第六十一页，共125页。453612ABCDDBCA465812ABCD37EDBCAE工作关系模型1.两工作同时开始且同时结束2.约束关系(1)全约束(2)半约束(3)三分之一约束第六十二页，共125页。第六十三页，共125页。1.箭线只表示逻辑关系，无虚箭线，但箭线交叉情况多；2.无节点时间参数，不能画时标网络图。单代号网络计划图的绘制第六十四页，共125页。第六十五页，共125页。第六十六页，共125页。1.工作的最迟必须结束时间LF1）规定：结束结点最迟必须结束时间等于结束节点的最早可能结束时间，即LFn=EFn LSn=LFn-Dn2）计算方法

18、：从结束节点开始，逆箭线方向，依次计算每一个节点时，只看外向箭线，取所有紧后工作中最迟必须开始时间的最小者，作为该工作最迟必须结束时间，直至开始节点。（二）工作的最迟时间参数第六十七页，共125页。2.工作最迟必须开始时间LS1）定义：工作的最迟必须开始时间表示工作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： LSi=LFi-Di第六十八页，共125页。1.总时差TFi在单代号网络计划图中，总时差的概念与双代号网络图完全相同。 TFi=LFi-ESi-Di=LFi-EFi=LSi-ESi（三）工作的各种时差的计算第六十九页，共125页。2. 自由时差FFi FFi=m

19、inESj-ESi-Di=minESj-EFi (ij)和双代号的计算方法一致第七十页，共125页。ES i EF 工代LS Di LF25 6 30 F 25 5 3010 5 20 E15 10 25 5 3 10D10 5 150 1 5 A 0 5 515 4 25 C15 10 255 2 15 B 5 10 15TF FF0 00 00 00 0 5 0 5 5 关键线路1-2-4-6（四）关键线路的确定：总时差为零的工作为关键工作，由关键工作所组成的线路为关键线路例：计算下图单代号网络计划图的时间参数，并确定关键线路。第七十一页，共125页。E51011F35 7382159AH

20、DBCKLGI24553133264J练习：将如图所示双代号网络计划图改为单代号网络计划图。第七十二页，共125页。SFEDCBAIHGLKJFi第七十三页，共125页。算例序号工作名称工作代号紧后工作持续时间/天1项目策划ABCD52材料购置BD83组织准备CDE154项目实施DE155项目结束E10第七十四页，共125页。1）绘制单代号网络图0S05E104D153C152B81A56F0第七十五页，共125页。2）计算网络时间参数工作持续时间最早时间最迟时间时差说明开始结束开始结束总时差自由时差S0000000A5050500关键工作B8513122077C1552052000关键工作D

21、152035203500关键工作E103545354500关键工作F04545454500第七十六页，共125页。3）绘制双代号网络图ABCDE第七十七页，共125页。关于双代号和单代号网络图在双代号网络图中，只使用完成开始的逻辑关系，为了正确表达逻辑关系，有时需要使用虚箭线。单代号网络图，以其简洁的形式、清晰的表达，可以更好的表示项目的逻辑关系，也是更为先进的。在P3E/C及P3软件里以及PROJECT软件里，都只有单代号网络图。第七十八页，共125页。五 网络计划的优化网络计划的优化 是指在满足既定的约束条件下（工期、成本或资源），按某一目标（缩短工期、节约成本、平衡资源等），通过不断调整

22、初始网络计划，寻找最优网络计划的过程。第七十九页，共125页。（一）工期优化也称时间优化以缩短工期为目标，一般通过压缩关键工作持续时间来实现选择部分关键工作，压缩持续时间第八十页，共125页。1、工期优化的方法和步骤1）计算初始网络计划时间参数，找出关键工作和关键线路2）按照工期计算应缩短的时间3）确定个关键工作能压缩多少时间4）选择应优先压缩工期的关键活动，压缩其持续时间，并重新计算网络计划的工期5）如已经达到工期要求，则优化完成，否则重复以上步骤第八十一页，共125页。165432A(2)10（8）B(5)50（30）50（30）30（20）60（30）20（15）50（25）D(4)E(

23、2)F(5)H(2)G(7)C(7)30（15）2、例题：网络计划如下，如计划工期为120天，试进行工期优化第八十二页，共125页。50（25）50（30）解：1）计算时间参数，确定关键路线。 关键线路为B-E-G，计算工期为160天165432A(2)10（8）B(5)50（30）30（20）60（30）20（15）D(4)E(2)F(5)H(2)G(7)C(7)30（15）2）需缩短的工期T=160-120=40（天）第八十三页，共125页。50（30）3）选择关键工作进行优化 E的优选系数最小，选择E，压缩30天50（25）50（30）165432A(2)10（8）B(5)30（20）3

24、020（15）D(4)E(2)F(5)H(2)G(7)C(7)30（15）4）重新绘制网络图，计算时间参数第八十四页，共125页。A(2)10（8）5）关键线路为BEG和BFH，此时E已不能压缩 提问：可能的压缩方案是？50（30）50（25）40（30）165432B(5)30（20）3020（15）D(4)E(2)F(5)H(2)G(7)C(7)30（15）关键线路：A-C-E-G；A-C-F-H B-F-H；B-E-G第八十五页，共125页。（二）费用工期优化寻求最低成本时的最短工期，或按要求工期条件下寻求最低成本 方法： 考察工作持续时间和费用的关系，一次找出既能使计划工期缩短，又能使

25、费用增加最少的工作，不断缩短其持续时间，最好求出最低成本时的最短工期或工期指定时相应的最低成本第八十六页，共125页。例题某工程网络计划如图所示，各工作的正常工作时间、极限工作时间及相应的费用如表所示。2-5工作费用与持续时间为非连续型变化关系。要求对此计划进行工期成本优化。第八十七页，共125页。12（8）123456ij正常成本（费用变化率）正常时间（最短时间）1600（100）18（4）1600（150）14（6）1000（100）10（4）1600（200）600100016（12）200（50）10（6）2000（250）22（12）注：工作2-5，正常时间及费用为16天及600元，

26、最短时间及费用为12天及1000元第八十八页，共125页。解：1）计算费用变化率，计算网络计划总直接费用 直接费用CD=9800元2）计算初始网路图的时间参数，确定关键线路和计算工期12345614（6）18(4)22(12)16(12)10(4)12(8)10(6)关键线路：1-3-5-6计算工期：Tc=50天第八十九页，共125页。3）压缩工期多次循环的过程找出上次循环的关键线路和关键工作从关键工作中找出缩短单位时间增加费用最少的方案确定可能的压缩时间计算增加的费用第一次压缩 关键线路为1-3-5-6；可能压缩的关键工作为1-3，3-5，5-6；其中5-6的直接费用变化率最小，则选择压缩工

27、作5-6，压缩时间为4天压缩后网络计划的工期为：T1=50 4=46天压缩后的费用为C1=9800+450=10000元第九十页，共125页。12345614（6）18(4)22(12)16(12)10(4)12(8)6第一次压缩后的网路图第二次压缩由于关键线路无变化，可能的压缩工作为1-3，3-5；其中1-3的费用变化率为100元/天较小，则选择压缩1-31-3可压缩18-4=14天，试绘网络图，发现关键线路改变了，且工期只缩短了4天。故选择将1-3压缩4天第九十一页，共125页。14（6）12345614(4)22(12)16(12)10(4)12(8)6第二次压缩后的网路图关键线路为2条

28、：1-2-4-5-6；1-3-5-6压缩后网络计划的工期为：T2=46 4=42天压缩后的费用为C2=10000+4100=10400元第九十二页，共125页。第三次压缩两条关键线路同时压缩，可能的压缩方案有缩短1-3，1-2，每天增加费用250缩短1-3，2-4，每天增加费用200缩短1-3，4-5，每天增加费用300缩短3-5，1-2，每天增加费用400缩短3-5，2-4，每天增加费用350缩短3-5，4-5，每天增加费用45014（6）12345614(4)22(12)16(12)10(4)12(8)6中选第九十三页，共125页。14（6）1234568（4）22(12)16(12)41

29、2(8)6第三次压缩后的网路图关键线路为3条：1-2-4-5-6；1-3-5-6；1-2-5-6压缩后网络计划的工期为：T3=42 6=36天压缩后的费用为C3=10400+6200=11600元第四次压缩需要三天线路同时压缩第九十四页，共125页。第四次压缩 需要三天线路同时压缩，可能的方案为缩短1-3，1-2，每天增加费用250缩短1-3，4-5，2-5，每天增加费用400缩短3-5，1-2，每天增加费用400缩短3-5，3-5，2-5，每天增加费用550中选10（6）123456422(12)16(12)412(8)6T4=36 4=32天；C4=11600+4250=12600元第九十

30、五页，共125页。第五次压缩 需要三条线路同时压缩，可能的方案为缩短3-5，1-2，每天增加费用400缩短3-5，4-5，2-5，每天增加费用550中选6123456418(12)16(12)412(8)6网络计划的工期T5=32 4=28天；C5=12600+4400=14200元第九十六页，共125页。第六次压缩 需要三条线路同时压缩，可能的方案只有一个，为缩短3-5，4-5，2-5，每天增加费用550，各4天6123456414(12)12486网络计划的工期T6=28 4=24天；C6=14200+4550=16400元第九十七页，共125页。（三）工期资源优化资源：完成项目所需的人力

31、、材料、机械设备和资金等的统称。资源优化的方法1、资源有限，工期最短的优化2、工期固定，资源均衡的优化资源消耗不均衡项目目标实现影响第九十八页，共125页。1234567891011121314151918171605264311313131313137711365885555555第九十九页，共125页。1、“资源有限，工期最短”的优化通过优化，使单位时间的资源的最大需求量小于资源限量，而为此需延长的工期最少步骤：计算网络计划中每个时间单位的资源需用量逐个检查单位资源需用量是否超出范围计算和调整 单个工作调整工作持续时间 多个工作后移某些工作第一百页，共125页。2、“工期固定，资源均衡”的

32、优化在工期不变的条件下，使资源需要量尽可能平衡的过程。方法：削高填谷法最小方差法第一百零一页，共125页。三、单代号搭接网络计划 A4D2C3B5FTS=2FTF=5STS=4STF=2第一百零二页，共125页。搭接网络计划时间参数的计算 单代号搭接网络计划时间参数的计算与前述单代号网络计划和双代号网络计划时间参数的计算原理基本相同。1计算工作的最早开始时间和最早完成时间 工作最早开始时间和最早完成时间的计算应从网络计划的起点节点开始，顺着箭线方向依次进行。(1)由于在单代号搭接网络计划中的起点节点一般都代表虚拟工作，故其最早开始时间和最早完成时间均为零，即： ESs=EFs=0 第一百零三页

33、，共125页。A4D2C3B5FTS=2FTF=5STS=4STF=2S00(2)凡是与网络计划起点节点相联系的工作，其最早开始时间为零。即： ES1=0 (3)凡是与网络计划起点节点相联系的工作，其最早完成时间应等于其最早开始时间与持续时间之和。04第一百零四页，共125页。(4)其他工作的最早开始时间和最早完成时间应根据时距按下列公式计算： 相邻时距为FTS时， ESj=EFi+FTSi,j相邻时距为STS时， ESj=ESi +STSi,j相邻时距为FTF时， EFj=EFi+ FTFi,j 相邻时距为STF时， EFj=ESi+STFi,j第一百零五页，共125页。(5)终点节点所代表

34、的工作，其最早开始时间按理应等于该工作紧前工作最早完成时间的最大值。 在搭接网络计划中，决定工期的工作不一定是最后进行的工作，因此，在用上述方法完成计算之后，还应检查网络计划中其他工作的最早完成时间是否超过已算出的计算工期。如其他工作的最早完成时间超过已算出的计算工期应由其它工作的最早完成时间决定的。同时，应将该工作与虚拟工作(终点节点)用虚箭线相连 第一百零六页，共125页。2计算相邻两项工作之间的时间间隔 3计算工作的时差4计算工作的最迟完成时间和最迟开始时间 5确定关键线路 从搭接网络计划的终点节点开始，逆着箭线方向依次找出相邻两项工作之间时间间隔为零的线路就是关键线路。 关键线路上的工

35、作即为关键工作，关键工作的总时差最小。 第一百零七页，共125页。A6E7D5C12B8F4FTF=1STF=14FTS=10STS=4STS=4FTF=6STF=6单代号搭接网络图算例第一百零八页，共125页。A6E7D5C12B8F4FTF=1STF=14FTS=10STS=4STS=4FTF=6STF=6分析：对于这道题，要先根据已知条件，算出各工作的最早开始时间和最早完成时间，第二步计算相邻两项工作之间的时间间隔，第三步利用相邻两项工作之间的时间间隔来判定关键线路。关键线路上的工作即为关键工作。 第一百零九页，共125页。A6E7D5C12B8F4FTF=1STF=14FTS=10STS=4STS=4FTF=6STF=6068B工作：根据FTF=1，EFB=7，ESB=7-8=-1，显然不合理，为此，应将工作B与虚拟工作S（起点节点）相连，重新计算工作B的最早开始时间和最早完成时间得：ESB=O，EFB=8 始0148182341120132226第一百一十页，共125页。