网络计划技术的应用.ppt

第六章网络计划技术的应用,第六章网络计划技术的应用,第一节网络计划技术,第一节网络计划技术,网络计划技术是一种关于组织计划和管理的科学方法，是系统工程中经常应用的一种方法。在科学技术高度发展和大规模工业生产的条件下，生产活动、基本建设、科学研究、军事战争的特点是规模越来越大，各环节之间的制约关系愈加错综复杂；参加的人员和单位，耗费的资金的数量也越来越大。那么，该如何进行组织和管理，才能做到全面规划、统筹安排，使各个环节在一定条件下能相互配合，使整个系统处于最优状态，这些都是计划管理所要解决的重要问题。要解决这些重要问题靠过去的传统方法是行不通的。因此就需要一个能对各项“活动”进行最优计划、合理安排、最优管理的科学方法。网络计划技术就是适应这种需要而产生的。,第一节网络计划技术,一、网络图网络图有两种表示方法一种是用圆圈表示工序的单代号法；另一种是用箭杆来表示工序的双代号法。网络图是由工序、事项和路三个部分组成。（1）工序是指一项有具体活动内容，需要消耗一定的人力、物力，经过一定时间才能完成的生产劳动过程。有的过程或工序虽然不消耗原料、设备，但也需要一定的时间才能完成。还有一种工序叫做虚工序，其既不消耗各种资源，也不需要时间。建立这一虚工序的目的是为了表示某一工序与另一工序之间的相互联系和相互制约的逻辑性关系。一般将完成工序所需要的时间用数字标注于表示该工序的箭杆的上方或左方，而箭杆下方或右方则往往标注完成该工序所需资源数量，如所需劳动力或投资额等。表示工序的箭线是一种拟矢量，即其长度和方向并不表示实际意义。因此网络图可以按比例绘制，也可以不按比例绘制。,第一节网络计划技术,（2）事项有时也把事项叫事件或节点，在网络图上用圆圈来表示。事项表明其以前一项或几项工序的完成，并表明其以后的一项或几项工序可以开始。它决定的是一种状态，而不是一个过程。一项工程除开工和完工事项外，每一个事项都有紧前（行）和紧后（后继）工序。图中事项b的紧前工序是a→b，紧后工序是b→c。一项工程的开工事项（也称初始事项或最初事项）没有紧前工序；一项工程的完工事项（也称结束事项或最终事项）没有紧后工序。当某一事项的所有紧前工序都完成时，认为该事项已实现。另外，每一个工序只能用二个事项来确定，表示工序从开工到完工。,事项与工序的关系,第一节网络计划技术,（3）路和关键线路网络图中的路是指从起点开始沿箭头所指的方向，连续不断地到达终点的一条通路。如图中的1→2→5→8，1→4→5→7→8都是路。该图中共有14条路。路有路长，它的长度就是这条路上各工序的时间和，如图所示。路1→2→5→8的长度为35311；路1→4→5→7→8的长度为254718；路1→4→5→6→8的长度253515。在一个网络中各条路的长度是不同的，经过比较总可以找到一条所需工时最长的路，这条路叫做关键路线。在关键路线上的工序称为关键工序。之所以把长度最大的一条路线称为关键路线，是因为它的完成时刻决定了整个工程的总工期，从时间因素的角度来看是整个工程的关键所在。如图中的关键线路是1→3→4→5→7→8，它的长度是21，就表示完成该工程需21天，关键线路上的5个工序，只要1个工序延误1天，总工期就要推迟1天。,第一节网络计划技术,,,,4,3,2,网络图注此图书中有错,,1,第一节网络计划技术,二、网络图的绘制有了工序的名称和工序的先后顺序清单后，就可以依工序的先后顺序和逻辑关系进行网络图的绘制工作。从第一道工序开始，直到最后一道工序为止。在箭线与箭线的分界处划上圆圈，再在起始工序的箭尾处和终止工序的简头处画上圆圈，一张网络图就绘制完成了。绘制网络图时，应注意下列几个问题（1）在网络图上不应有“回路”出现，例如图的画法是错误的。,第一节网络计划技术,（2）两个事项间只能有一道工序，图所示的情况是不允许的（3）在网络图上，除始点与终点外，其它所有事项前后都要用箭线连接起来，不可中断，如图所示。,第一节网络计划技术,（4）虚工序的应用。为了表示两工序可以平行进行，应引入虚工序。工序用虚线箭头表示，用来表明工序的逻辑关系。（5）交叉作业。对需要较长时间完成的相邻几道工序，只要在条件允许时可以不必等待紧前工序全部完工后再转入下一道工序，而是分期分批地将紧前工序的部分任务转入下一道工序，这种方式称为交叉作业。（6）网络图中各箭线尽量不交叉，如果不可避免要交叉时，应用暗桥处理，如图所示。不过有时通过合理排列节点位置是可以减少或避免箭线交叉的，如图所示。（7）网络图画好后要对事项（节点）进行编号，既不允许有重复号，也不许出现漏编。编号一般应遵守箭尾事项的编号（a）小于箭头事项的编号（b），即ab的原则。,第一节网络计划技术,,箭线交叉网络图a有暗桥网络图；b无暗桥网络图,第一节网络计划技术,三、时间参数的计算网络方法有众多分支，因而其时间参数的计算方法也各异。下面主要介绍关键线路时间参数的计算方法。（一）各时间参数的定义与计算公式（1）工序时间t（i，j）。完成个工序所需的时间称为工序时间，或简称工时，其单位可用小时、日、班、周、月等。（2）工序最早可能开工时间tES（i，j）。一个工序必须在紧前工序完成后才能开工，在这之前不具备开工条件，这个时刻就叫做工序的最早开工时间，或简称最早开工期。,第一节网络计划技术,工序的最早可能开工时间应等于紧前工序的最早可能开工时间和紧前工序的工时之和。当紧前工序有多个时，该工序的最早可能开工时间就应选取所有紧前工序的最早开工时间与其各自工时之和中的最大者，即注工序（i，j）为工序（j，k）的紧前工序（以后均按此规定）。,第一节网络计划技术,（3）最早可能完工时间tEF（i，j）。工序从最早可能开工时间开工，所能达到的完工时间，即最早可能开工时间加上完成本工序所需时间，简称最早完工期，即,第一节网络计划技术,（4）最迟必须开工时间tLS（i，j）。在不影响工程最早完工时间的前提下，工序最迟必须开工时间，或简称最迟开工期。工序的最迟开工时间等于它紧后工序最迟开工时间减去本工序的工时。当紧后工序有多个时，则该工序的最迟必须开工时间就应选取所有紧后工序的最迟必须开工时间与各自工时之差中的最小者，即,第一节网络计划技术,（5）最迟必须完工时间tLF（i，j）。工序从最迟必须开工时间开工，所能达到的完工时间，或简称最迟完工期。它等于最迟必须开工时间加上工序时间，即（6）事项最早时间tE（i）。一个事项最早可能开始的时间，是指从开始点起到本事项的最长路上的各工序所需时间和。一个箭头事项的最早时间等于它的箭尾事项的最早时间加上本工序的工时。当一个箭头事项是几个工序的终点事项时，则该箭头事项的最早时间就应选取所有工序的箭尾事项的最早时间与相应工序工时之和的最大者，即,第一节网络计划技术,（7）事项最迟时间tL（j）。指在这一段时间内事项若不完成，就要影响它后面工序的按时开工，从而导致总工期的延长。一个箭尾事项的最迟时间等于它的箭头事项的最迟时间减去本工序时间。若从此箭尾事项同时发出的箭有几支，则该箭尾事项的最迟时间就应选取所有箭指向的箭头事项的最迟时间与各自工序工时之差的最小者，即,第一节网络计划技术,（8）工序总时差R（i，j）。在不影响整个工程的完工期的情况下，一个工序的完成工期所可以推迟的最长时间称为该工序的总时差。时差表示工序可以利用的机动时间，时差越大，表明工序的时间潜力也越大，即可以把该工序的资源暂时调去支援关键性工序。工序的总时差等于工序的最迟必须开始时间减去本工序最早可能开始时间，或最迟必须完工时间减去本工序最早可能完工时向，即,或,第一节网络计划技术,（9）工序单日差r（i，j）。在不影响紧后工序的最早可能开工时间的前提下，工序最早可能完工时间可以推迟的最长时间，称为工序的单时差，即,或,第一节网络计划技术,（二）网络图时间参数的计算方法1.图上计算法。图上计算法就是直接在网络图上进行时间参数的计算。首先，从始点开始计算各事项的最早时间，并把计算出的结果填入该事项上方的□号内；然后，再从终点开始计算各事项的最迟时间，并把计算出的结果填入该事项上方的△号中，如图所示。,第一节网络计划技术,各工序时间参数的计算也在图上直接进行。工序的最早可能开始时间标在表示工序的箭线的箭尾上方的□号内；最早可能完工时间则标在表示该工序的箭线的箭头上方□的号内。最早时间计算,完之后，再从始点开始计算各工序的最迟必须开工及完成时间。最迟必须开工时间标于表示该工序的箭线的箭尾下方的△号中；最迟必须完工时间标在表示该工序的箭线的箭头下方的号△中，如图所示,第一节网络计划技术,工序总时差是工序的最迟必须开工时间与工序最早可能开始时间之差，即上图中箭头或箭尾对应位置上的△号中的数字减去□中的数字。总时差为0的工序就是关键工序，图中的关键路线为1→3→4→5→7→8。2.表上计算法。首先制表，把工序编号及各工序的工时填好，见下表。,第一节网络计划技术,,第一节网络计划技术,,第一节网络计划技术,（1）计算工序的最早开工时间和最早完工时间。对于以始点为箭尾事项的各工序来说，由于它们的最早开工时间都是0，所以表中的第4列的1、2、3行均填上0。另外，由于其最早完工期就是各自工序的工时，因而将各自工序的工时填入上表中的第5列的相应的行中即可，即在第5列的1、2、3行中分别填入3、3、2。依次计算后面工序的有关参数。已知一道工序的紧后工序的最早开工时间与该工序的最早完工时间相等，且当一道工序的紧前工序有多个时，其最早开工时间应选取所有紧前工序的最早完工时间中的最大者。所以，在填写下一道工序的最早开工时间时，只需将其所有紧前工序在第5列中的数值中的最大值填入本工序所在行的第4列中即可。有了最早开工工期和本工序工时，将这两个数值相加即得该工序的最早完工时间。即上表中第5列的相应行值。顺序计算下去即可得出全部工序的最早开工和最早完工时间，即表中第4列和第5列中的相应行中数值。,第一节网络计划技术,（2）计算工序的最迟必须开工时间和最迟必须完工时间。从终点事项看，工程的最早可能完工时间和工程的最迟必须完工时间是同一数值，这样以终点为箭头事项的各工序的最迟完工时间就是其最早完工时间，即都为21。因此，上表中第7列的相应于工序5→8、6→8、7→8的行值均应为21；对于这些工序的最迟开工时间，由于其值等于总工期减去它们各自的工时。因此，表中的第6列的相应于这些工序的行值应分别为18、16、14。依次计算上一道工序的有关参数。由于一道工序的最迟必须完工时间与其紧后工序的最迟必须开工时间相等，工序的最迟必须开工时间等于该工序的最迟必须完工时间减去本工序的工时，所以，按此即可计算出上一道工序的有关参数值。,第一节网络计划技术,例如，工序5→7的最迟必须完工时间就等于工序7→8的最迟必须开工时间，应为14；而工序5-7的最迟必须开工时间则为14-410。在计算过程中还应当注意，当一道工序的紧后工序有几个时间，其最迟必须完工时间应选取其所有紧后工序最迟必须开工时间中的最小者。（3）计算工序总时差和单时差。（4）标出关键工序。所有总时差为0的工序为关键工序，在表中第10列标出。把关键工序串联起来，就是关键线路。,第一节网络计划技术,3.利用电子计算机进行网络图计算。在网络的计算中，当工序的数目很大时，特别是要进行网络计划的优化时，计算工作量是很大的，手算方法显得非常困难，往往必须借助于计算机。,第一节网络计划技术,四、网络计划的优化在检查了网络计划中所有的工序在组织上和工艺上的联系，并确定了各工序完成及延续的时间之后，即可计算出网络计划的时间参数，从而求得网络计划的初始方案。对于求得的网络计划的初始方案是否符合要求还需进行检查，如完成整个工程的总工期是否超出了预定的期限；各项资源的需要量是否均衡；能否保证在峰值时的资源供应等。如果不合要求就应对网络计划进行修改与调整，其目的是通过逐次调整来改善网络计划，使其能在指定的工期内完工，并在现有资源限制条件下，均衡地使用各种资源（人力、设备、材料、资金等），也就是尽量做到以最小的消耗来取得最大的经济效益。这一对网络计划逐步调整改善的过程就叫网络计划的最优化或优化过程。,第一节网络计划技术,（一）网络计划的时间优化初始网络计划的关键线路的长度，无论是小于还是大于规定的工期、都说明网络计划应进行调整。当关键线路的长度小于规定的工期时，意味着各工序的机动时间还可以增加，说明在进行网络计划的优化时，这些机动时间可用来增加个别关键工序的延续时间，从而使资源需要量的“峰值”降低，并减少单位时间资源需要的强度或降低工程费用。但比较多的情况是关键线路的长度大于规定的工期，所以按时间优化网络计划的主要方向是缩短处于关键线路上各工序的完工时间。主要措施有（1）采取组织措施增加关键工序的人力、物力。,第一节网络计划技术,（2）在关键工序上革新挖潜，尽量采用先进的设备和工艺，以缩短工期。（3）尽量采用平行作业和交叉作业。但这需要在网络图的结构上做相应的变动。（4）在非关键线路上挖掘潜力。非关键线路上的工序在时间上有一定的机动条件，可以从这些工序上抽一定的人力、物力去支援关键工序，但这要保证在促使关键工序提前完成的同时不影响本工序的按时完工。,第一节网络计划技术,在缩短关键线路时，要注意有时有的非关键线路可能会上升为关键线路，所以在重新进行计算时，不仅要计算原有关键线路，同时还要计算其它路线，以避免出现选错关键线路的错误。经过计算得到的总完工期若仍超过规定工期，则应进行调整并重新计算，直至满足要求。在采取各种措施以缩短工期的过程中，有可能出现几种都能满足工期要求的不同方案，这时应通过技术经济比较，从中选择最优方案。如果采取各种措施后，所得到的工期仍然大于规定的工期，侧应考虑合理改变工期。,第一节网络计划技术,（二）网络计划的资源优化在进行网络计划按时间优化的计算时，往往是从完成工程任务所需的资源不受限制这一点出发的，也就是说，如果某一时刻按网络逻辑可以开始某些工序，则这些工序都能同时开始（或至少是所有关键工序都能开始）。但实际上，在现代化的大型工程中不受资源条件限制的工程是不存在的。其一方面由于没有取得同时开始这些工序所需要的资源，而不得不将某些工序，甚至是关键工序的开始时间推迟，使整个工程的完工时间延长；另一方面就是初始的网络计划所需的各项资源在时间上的分布往往也极不均匀，这就给工程造成了很多困难并使成本有所增加。所以对网络计划应进行时间资源优化。,第一节网络计划技术,在进行时间资源优化时，通常把资源分为两类①一类是可贮存的资源，这是指那些暂时不用而一时多余，可以放到仓库中贮存起来，并且在另一时刻需要该种资源时又可以再用而不失效的资源。②另一类是不可贮存的资源，如机械设备的工作能力以及人力等都是不可贮存资源。在进行网络计划的时间资源优化时，对不可贮存资源的平衡问题要给予足够的注意。方法图解法工期一定资源均衡的图解法是一种试探性方法，现以劳动力均衡为例说明进行时间资源优化的图解法。,第一节网络计划技术,某工程的网络计划图如图所示，各项工序所需的工人人数标明在箭线上方的括号内，箭线下方的数字表示该工序所需要的时间。该网络计划的关键线路是1→3→4→6，关键线路的长度是16天。（书中图错了）,时间资源优化初始网络图,3,14,第一节网络计划技术,从图可以明显看出，每天所需的工人数有很大的波动，用人最多时达46人，最少时仅为16人。从均衡地使用劳动力的观点来看，这种情况是不能令人满意的，因此必须根据该工程可能获得的劳动力数和完工期等约束条件对其进行时间资源优化。首先假定能提供给该工程的劳动力为30名左右，要保证这30名工人的工作量的连续均衡，主要是利用非关键工序上的机动时间，即改变某一工序的完成时间，或在其时差范围内前后移动开工和完工时间，来达到使这30名工人的工作量连续均衡的要求。,第一节网络计划技术,工序2→3的时差为1天，可将其工作时间延长1天，改为4天，则其每天所需的工人数即可从14人降低为10人。工序2→4的时差为8天，可将工作时间从2天延长为6天，则每天所需的工人数即可从12人降低为4人。为避免前期用人过于集中，将其开工时间向后推迟4天。工序3→5的时差为1天，将其工作时间从5天延长到6天，其所需的工人数可以从12人减少到10人。工序5→6的时差为3天，将其工作时间从3天延长至4天，其所需工人数就可从16人减少至12人。,第一节网络计划技术,经调整后，每日所需工人数均衡地稳定在30人这一数字上，只是最后1天减少至18人。重新绘制优化后的网络图，并进行时间参数的计算。优化后的网络图有两条关键线路，即1→3→4→6和1→2→3→4→6，其总完工期为16天，保证了按原定的工期完工，同时也均衡了劳动力的需求量。但要注意到，处在第二条关键线路上的2→3工序，其工作量的完成在初始网络图上需3*1442人班，而优化后则降为4*1040人班，可见对这一工序采取一定措施，使其劳动生产率提高5以后，不仅保证了任务的完成，同时也使网络计划得到了优化。所以2→3工序是完成整个工序的关键。,第一节网络计划技术,,第一节网络计划技术,,第一节网络计划技术,,经优化后的网络图,第二节网络计划技术在综采工作面设备搬迁中的应用,一、义马矿务局耿村矿在综采工作面搬迁中应用网络计划技术实例二、大同矿务局煤峪口矿在综采工作面设备安装中应用网络计划技术实例,