生产运营管理第九章网络计划技术及其应用

第九章网络计划技术及其应用网络图及网络计划方法9.1网络图时间参数计算及关键路线确定9.2网络计划的优化与实施管理9.3思考与练习题9.1网络计划技术概要关键路径法（CPM）应用计划评审技术方法（PERT）9.2网络计划图及方法网络计划技术用网络图的形式来描述项目的具体作业及其相互关系、作业时间。网络图是由节点(圆圈)和箭线两个元素组成，一般有两种形式：一种为节点型网络图，另一种为箭线型网络图节点型网络图&箭线型网络图节点型网络图以节点表示作业，箭线表示作业之间的关系ABC箭线型网络图中以箭线表示作业(活动、工序)，节点表示事项，每一箭线的头和尾与节点连接，分别代表作业的开始事项和结束事项，箭线型网络图可用箭线长度直观地表示作业持续时间，便于计划进度的监控。1234ABC9.2.1网络计划方法的优点甘特图计划工具虽然简单明了，但不能反映出作业之间的先后逻辑关系，也不能反映出各作业的相对重要性。图9-2用甘特图表示的进度计划作业代号作业内容月份123456789101112A产品设计B工艺设计与工装准备C原材料、外协件采购D零件加工E外协件再加工F部件装配G产品装配9.2.1网络计划方法的优点图9-2为用甘特图表示制造某一专用设备的各项作业的进度安排。图中用线条标出了各项作业的延续时间和起止时间以及整个项目的时间周期。用网络图表示该专用设备制造进度计划如图9-3所示，其中字母后的数字为作业的持续时间。1234567ABCDEF325321G1图9-3用网络图表示的进度计划可方便地估计项目的完成时间，并明确哪些为关键作业甘特图VS网络图网络图有以下优点：通过网络图，可使整个项目结构和逻辑关系一目了然便于确定作业的开始和结束时间，控制项目计划进度利于管理者把注意力集中到关键作业上，优化资源的利用效率9.2.2编制网络计划的基本步骤目标目标步骤1．确定项目计划目标2．项目分解结构3．确定各作业之间的逻辑关系4．绘制项目网络图5．估计作业所需的时间6．计算作业时间参数，确定关键路线7．网络计划优化8．项目过程监控与调整1、确定项目计划目标项目计划目标是计划所要达到的预期结果，目标可能包括：项目总周期、项目总成本等，比如建一幢大楼，预期结果就是要在一个预定的时期、合理的成本条件下，将大楼保质保量的盖起来。2、项目分解结构任务分解结构图为弄清项目所需要的作业建立了一个逻辑框架，有助于管理人员确定所要做的工作，便于管理人员编制预算和作业计划。它将整个项目分解成任务包(workpackage)，再将任务包分解成任务，最后再将任务分解成具体作业工程项目第二层：任务包第三层：任务层任务包1任务包2任务11第一层：项目任务1n任务21任务22任务2n作业111作业11n作业1n1作业1nn作业221作业222作业22n第四层：作业层图9-4项目分解结构图（WBS）3、确定各作业之间的逻辑关系项目分解成作业之后，要确定各种作业之间的先后顺序关系，通常用“紧前作业”，“紧后作业”来表达这种先后关系。作业之间的关系通常有以下几种，434BCA结束后B才能开始A和B结束后C才能开始；A结束后B和C才能开始；B12A2311AC2ABA和B结束后D和E才能开始。1C234ABCD使用虚作业表示两项有相同开始和结束节点的作业关系其中：C为虚作业。3142ABDC4、绘制项目网络图根据项目分解结果和作业先后顺序逻辑关系，按照预定的网络图画图规则，就可以画出项目的网络计划图。具体画法见下节内容。5、估计作业所需的时间作业时间是指在一定的技术组织条件下，为完成一项任务或一道工序所需要的时间。作业时间以表示，其单位可以是小时、日、周等，可按具体工作性质及网络图使用对象而定。根据作业性质的不同特点，确定作业时间的方法有“单一时间估计法”和“三点时间估计法”两类。⑴单一时间估计法。是指对各种作业时间仅估计一个时间值。这种方法适用不确定因素较少，有先例可依的项目。基于单一时间估计法的网络图也称为确定型网络图。⑵三点时间估计法。是对作业时间估出乐观时间、最可能时间和保守时间的三个时间值，然后求出完成时间的期望值。该法适用于不确定因素较多，又无先例可循的项目。基于三点时间估计法的作业时间期望值计算公式如下：1(4)6eomptttt(9-1)其中：to=乐观时间（Optimistictime）：预计作业完成的最短时间；tm=保守时间（Pessimistictime）：预计作业完成的最长时间；tp=最可能时间（Mostlikelytime）：预计作业完成可能性最大的时间。6、计算作业时间参数，确定关键路线7、网络计划优化8、项目过程监控与调整9.2.3网络计划图的绘制1.网络计划图的构成网络计划图用箭线表示作业,用圆圈(节点)表示事项。事项表示一项作业的开始或结束。既不需要消耗时间也不需要消耗其他资源的作业称为虚作业。从网络图的起始节点出发，沿箭线方向经过一系列节点和箭线，到网络图的终点有多条路线，各条路线上的作业时间之和称为该路线长，其中最长路线称为关键路线，关键线路长即为工程项目的周期。例如图9-6中从始点①到终点⑦有A-B-D-G(14)；A-B-E-F(15)；A-C-D-G(15)；A-C-E-F(16)四条不同的路线，关键路线为A-B-E-F，线路长为16。4253ABDC176EFG3543264图9-6具有虚作业的项目网络图2、绘制网络图的规则⑴网络图中不允许出现循环线路。图9-7即为出现循环的示例；⑵两个节点之间只允许有一条箭线相连。当两项作业的始点和结束点相同时，不能采用图9-8(a)画法，而应引入虚作业，采用如图9-7(b)的画法。⑶一个项目的网络图只能有一个起始点和一个终止点。起始节点表示项目的开始，终止节点表示项目的结束，始点在图的左边，终点在图的右边。如图9-9的画法是错的。正确的画法如图9-9(b).(4)箭头事项的编号必须大于箭尾事项的编号。编号最好是跳跃式的，以便网络计划调整时插入新的作业通常用表示箭尾事项，用表示箭头事项，ji。图9-7错误的循环线路图9-8两节点间有多项活动时的网络图画法a)b)12312231(a)(b)21345613456图9-9出现多个始点事项时的网络图画法(a)(b)123451234图9-9出现多个终点事项时的网络图画法3．网络图的绘制项目分解之后，根据在项目分解中确定的作业之间的关系，列出作业清单。业清单中可以采用紧前作业或紧后作业表示作业的先后关系。如表9-1所示为某机械厂开发管理信息系统项目的作业清单。作业代号作业描述紧后作业作业所需时间（周）A系统分析和总体设计B,C3B输入/输出设计D4C模块Ⅰ详细设计E,F6D输入/输出程序设计G,I,K8E模块Ⅰ程序设计G,I,K8F模块Ⅱ详细设计H5G输入/输出和模块Ⅰ测试J3H模块Ⅱ程序设计I,K6I模块Ⅱ测试J3J系统总调试L5K文档编写无8L系统测试无3根据作业清单中规定的作业之间的关系，将作业代号栏中所有的作业逐项地画在网络图上。按惯例，绘制网络图应该从左至右进行。项目的起始节点画在最左边，然后，从作业代号栏中找出紧后作业栏中没有出现的作业，即项目开始时就可以进行的作业，从起始节点发出的箭线就表示这些作业。画出最早能开始的作业后，就要找出其紧后作业，再将表示其紧后作业的箭线画在紧后。按这样的步骤，直到没有紧后作业的作业为止。没有紧后作业的作业所对应的箭线汇集在终止节点上。草图绘出后，将序号标在节点上，将作业代号标在箭线上，时间标在箭线下方，根据网络图绘制规则，逐项作业进行检查，去掉不必要的虚作业，最后画出正规的网络图，如图9-9所示。0102A03040506070809103B46CD8E8F56H3G3I8KJ8L3图9-9某机械厂管理信息系统开发网络绘制箭线型网络图的关键在虚箭线的画法。以下三种情况都需要虚箭线才能表示清楚：⑴当一项作业完成之后，同时有几项作业可以进行，且这几项作业都完成后，后续作业才能开始，这种情况只有用虚箭线才能表示清楚，如图9-10所示。⑵交叉作业，如图9-11所示。⑶当出现图9-12所示的情况时，没有虚箭线也是无法表达的。1AB1B3B2C23456图9-10多项活动平行作业的网络计划图表示方法1ABa)A1A2B1B2b)24123456图9-11前后作业交叉安排的网络图画法1AC352BD46图9-12应用虚箭线的第三种情况9.3、网络图时间参数计算和关键路线确定计算网络图中有关的时间参数，主要目的是找出关键路线，为网络计划的优化、调整和执行提供明确的时间概念。有关的时间参数主要包括事项的时间参数和作业的时间参数。9.3.1、网络图时间参数计算网络图的时间参数包括作业时间、事项的最早、最迟时间，工作的最早、最迟时间以及时差等。进行时间参数计算不仅可以得到关键路线，确定和控制整个任务在正常进度下的最早完工期，而且在掌握非关键工作基础上对人、财、物等资源的使用进行优化安排---即进行网络计划的优化。1、事项最早时间ET(j)事项最早时间(earlytime，ET（j）)是指以j节点为开始事项的作业最早可以开始的时间，或以该节点为结束事项的作业最早可能完成的时间。节点最早时间从始点开始从左至右计算，一般假定网络图的起始节点最早开始时间为零，即ET⑴=0。其余节点最早可能发生时间可按下式计算：ET(j)=max{ET(i)+t(i,j)}i和j分别代表箭尾事项和箭头事项；t(i,j)为作业(i,j)时间。2．事项最迟时间LT（i）节点最迟时间从网络图的终点开始，按节点编号逆向计算，直到网络图的始点为止。（i）节点最迟时间可按下式计算：jitjLTi，minLT3．事项时当某事项的最早时间与最迟时间不相等时，则出现事项时差S（i）：iiiETLTS4．关键路线从始点到终点将所有时差为零的节点顺序地连接起来所形成的路线，即为关键路线。现将如图9-9所示的网络图事项时间参数计算如下。先计算事项的最早可能发生时间：001ET；33002,010102tETET74303,020203tETET96304,020204tETET145905,040405tETET1789，87max06,0404,06,030306tETtETmaxET20614，017max07,0505,07,060307tETtETmaxET按以上步骤将其余事项最早时间计算出来，得到然后计算事项最迟必须发生时间。3110ET设：则：=31-3=28=28-5=23=min{31-8，23-3}=20；=min{23-3，20-0}=20。从起始节点到终止节点顺序地将事项时差为零的节点连接起来，就得到项目的关键路线：①→②→④→⑤→⑦→⑧→⑨→⑩。311010ETLT10,091009tLTLT09,080908tLTLT08,0708,10,0710min07tLTtLTLT07,0607,08,0608min06tLTtLTLT对于比较简单的网络图，可以直接在网络图上计算各节点时间参数。将节点最早时间记于符号“⊥”的左边，节点最迟时间记于符号“⊥”的右边，如图9-13所示。iETLTiiS事项I0102030405060708091003791417202328310312914202023283100500300000102A03040506070809103B46CD8E8F56H3G3I8KJ8L3003399172014142020232328283131712图9-13网络图节点(事项)时间参数计算结果9.3.2、作业时间参数计算作业时间参数分类作业最早开始时