土木工程施工課件12第十二章網絡計劃技術.ppt

第十二章 網絡計劃技術,網絡計劃的一般概念 雙代號網絡計劃 單代號網絡計劃 雙代號時標網絡計劃 單代號搭接網絡計劃 網絡計劃的優(yōu)化,一、網絡計劃的基本原理 利用網絡圖的形式表達工程中的工作組成以及相互間的及邏輯關系，經過計算分析，找出關鍵工作和關鍵線路，并按照一定目標使網絡計劃不斷完善，以選擇最優(yōu)方案；在計劃執(zhí)行過程中進行有效的控制和調整，力求以較小的消耗取得最佳的效益。,第一節(jié) 網絡計劃的一般概念,二、網絡計劃的特點,橫道計劃法 優(yōu)點：簡單、明了、直觀； 各項工作的起點、持續(xù)時間、工作進度、總工期一目了然 流水情況表示清楚，資源計算便于據圖疊加。 缺點：不能反映各工作間的聯系與制約關系； 不能反映哪些工作是主要的、關鍵的，看不出計劃的潛力 網絡計劃法 優(yōu)點：組成有機的整體，明確反映各工序間的制約與依賴關系; 能找出關鍵工作和關鍵線路，便于管理人員抓主要矛盾; 便于資源調整和利用計算機管理和優(yōu)化。 缺點：不能清晰地反映流水情況、資源需要量的變化情況。,三、幾個概念 1、網絡圖：是由箭線和節(jié)點按照一定規(guī)則組成的、用來表示工作流程的、有向有序的網狀圖形。 2、網絡計劃：用網絡圖表達任務構成、工作順序并加注工作的時間參數的進度計劃。 3、網絡計劃技術：用網絡計劃對工程的進度進行安排和控制，以保證實現預定目標的科學的計劃管理技術。,四、網絡圖的基本類型,1、雙代號網絡圖： 兩個圓圈和一個箭線表示一項工作 的網狀圖,2、單代號網絡圖： 一個圓圈表示一項工作，箭線表示順序的網狀圖,第二節(jié) 雙代號網絡計劃,一、雙代號網絡圖的構成 （一）形式,（二）五個要素 1、箭線 作用：一條箭線表示一項工作（施工過程、任務） 特點：消耗資源（如砌墻：消耗磚、砂漿、人工） 消耗時間 有時不消耗資源，只消耗時間 2、節(jié)點 用圓圈表示，表示了工作開始、結束或連接關系。 特點：不消耗時間和資源。,3、節(jié)點編號 作用：方便查找與計算，用兩個節(jié)點的編號可代表一項工作。 編號要求：箭頭號碼大于箭尾號碼，即：j i 編號順序：先繪圖后編號；順箭頭方向；可隔號編。 4、虛工作 時間為零的假設工作。用虛箭線表示； 特點：不消耗時間和資源。 作用：確切表達網絡圖中工作之間相互制約、相互聯系的邏輯關系。,5、線路與關鍵線路：,線路： 8d 10d 9d 14d 13d 關鍵線路：時間最長的線路（決定了工期）。 次關鍵線路：時間僅次于關鍵線路的線路。 關鍵工作：關鍵線路上的各項工作。,二、雙代號網絡圖的繪制 (一)繪圖規(guī)則,1必須正確已定的邏輯關系 受人員、工作面、施工順序等要求的制約 如：繪制邏輯關系圖 （1）B、D工作在A工作完成后進行。,（2）A、B均完成后進行C。,A,C,B,A,B,D,A,D,B,（3）A、B均完成后進行C、D。 （4）A完成后進行C， A、B均完成后進行D。 （5）A完成后進行B， B、C均完成后進行D。 （6）A、B均完成后進行D， A、B、C均完成后進行E， D、E均完成后進行F。,A,C,D,B,A,C,D,B,A,B,D,C,E,F,A,B,D,C,2在一個網絡圖中，只能有一個起點節(jié)點，一個終點節(jié)點。 起點節(jié)點：只有外向箭線，而無內向箭線的節(jié)點；,終點節(jié)點：只有內向箭線，而無外向箭線的節(jié)點。,3嚴禁出現循環(huán)回路。,5不允許有雙箭頭的箭線和無箭頭的線段.,4不允許出現相同編號的工作。,6嚴禁有無箭尾節(jié)點或無箭頭節(jié)點的箭線。,（二）繪圖的要求與方法,3起點節(jié)點有多條外向箭線、終點節(jié)點有多條內向箭線時，可采用母線法繪制。中間節(jié)點在不至造成混亂的前提下也可采用。,1盡量采用水平、垂直箭線的網格結構(規(guī)整、清晰) 2交叉箭線及換行的處理：（盡量不交叉）,4、盡量使網絡圖水平方向長；,挖1,墊1,挖2,挖3,墊3,墊2,挖1,墊1,挖2,砌1,砌2,墊2,（2）工藝關系在同一層段上各施工過程的順序,如分層分段施工時，在水平方向可表示： （1）組織關系同一施工過程在各層段上的順序,某基礎工程，有挖土、打墊層、砌磚基、回填。分段施工。,5.盡量減少不必要的箭線和節(jié)點,挖1,墊1,砌1,填1,挖2,墊2,砌2,填2,挖3,墊3,砌3,填3,（三）繪圖示例,邏輯關系錯誤！ 挖土3與墊層1無邏輯關系； 墊層3與砌筑1無邏輯關系（人員、工作面、工藝均無） 砌筑3與回填1無邏輯關系。 結論：出現“兩進兩出”及以上節(jié)點時，應特別注意邏輯關系。一般可使用虛工序來避免這種節(jié)點。,某基礎工程，施工過程為：挖槽12d，打墊層3d，砌墻基9d，回填6d；采用分三段流水施工方法，試繪制雙代號網絡圖。,1,2,3,5,4,6,8,9,7,10,11,挖1,墊1,砌1,填1,1,4,3,2,挖2,墊2,砌2,填2,1,4,3,2,7,挖3,墊3,砌3,填3,1,4,3,2,1,2,3,4,5,6,7,9,10,11,12,13,14,8,改正如下：,三、雙代號網絡計劃的計算,（一）概述 1計算目的：求出工期； 找出關鍵線路； 計算出時差。 2計算條件：線路上每個工序的延續(xù)時間都是確定的（肯定型）。 3計算內容： 每項工序（工作）的開始及結束時間(最早、最遲) 每項工序（工作）的時差（總時差、自由時差） 4計算方法：圖上、表上、分析、矩陣 5計算手段：手算、計算機程序編制與計算,(二）圖上計算法：（工作計算）,1“ 最早時間”的計算,j,i,（1)最早可能開始時間（ES） ESi-j=maxEFh-i =maxESh-i+Dh-i 緊前工作全部完成后，本工作才能開始。 （2)最早可能完成時間（EF）： 本工作最早可能完成時間本工作最早可能開始時間工作延續(xù)時間。 即EFi-jESi-jDi-j 計算規(guī)則：“順線累加，逢多取大”,0,3,9,14,5,9,1,0,5,5,10,10,13,1,1,1,2確定網絡計劃的工期 當全部工作的最早開始與最早完成時間計算完后，若假設終點節(jié)點后面還有工作，則其最早開始時間即為該網絡計劃的“計算工期”。 本例中，計算工期TC14d。 當未對計劃提出工期要求時，可取計劃工期TPTC。當上級主管部門提出了“要求工期”Tr時，則應取計劃工期TPTr。 本例中，由于沒有規(guī)定要求工期，所以將計算工期就作為計劃工期，即：TPTC14d。 3“ 最遲時間”的計算 （1）本工作最遲必須完成時間（LF）： LFi-jminLSj-k （2）本工作最遲必須開始時間（LS）： LSi-jLFi-jDi-j 計算規(guī)則：“ 逆線累減，逢圈取小”,LF,LS,14,11,14,9,9,7,9,5,11,6,5,0,5,5,5,4,時差在網絡圖非關鍵工作中存在的機動時間。 （1）總時差（TF）： 指在不影響工期的前提下，一項工作所擁有機動時間的最大值。 1) 計算方法： TFi-j LFi-jEFi-jLSi-j ESi-j 2) 計算目的： a 找出關鍵工序和關鍵線路； 工序總時差為 “ 0”的工序為關鍵工序； 由關鍵工序組成的線路為關鍵線路（至少有一條） b. 優(yōu)化網絡計劃使用。 注意：動用其則引起通過該工序的各線路上的時差重分配,4工作時差的計算,TF,1,0,4,4,0,6,0,1,(2) 自由時差（FFi-j）： 是總時差的一部分；是指一項工作(一個工序)在不影響其緊后工作最早開始的條件下，可以機動靈活使用的時間。 1) 計算方法： FFi-j= ESj-kEFi-j 2) 計算目的： 盡量利用其變動工作開始時間或增加持續(xù)時間（調整時間和資源），以優(yōu)化網絡圖。,FF,0,4,0,0,0,6,0,1,計算練習：,計算結果：,（，17）,（，14）,（，5）,b1=0,（，5）,（，10）,（，10）,（，2）,（三）用節(jié)點標號法快速計算工期、找關鍵線路,第三節(jié) 單代號網絡計劃,優(yōu)點：易表達邏輯關系；不需設置虛工作；易于檢查修改 缺點：不能設置時間坐標，看圖不直觀。 一、單代號網絡圖的繪制 （一）構成與基本符號 1節(jié)點：用圓圈或方框表示。一個節(jié)點表示一項工作。 特點：消耗時間和資源。 表示方法：,2箭線：僅表示工作間的邏輯關系。 特點：不占用時間，不消耗資源。 3編號：一項工作有一個代號，不得重號。 要求：由小到大,（二）繪圖規(guī)則,1邏輯關系正確； 如： （1）A完成后進行B。,（2）B、C完成后進行D。,（3）A完成后進行C， B完成后進行C、D。,（4）A、B、C均完成后進行D、E、F。,2嚴禁出現循環(huán)線路； 3嚴禁出現無箭尾節(jié)點或無箭頭節(jié)點的箭線； 4只能有一個起始節(jié)點和一個終了節(jié)點。若缺少起始節(jié)點或終了節(jié)點時，應虛擬補之。 如：某工程只有A、B兩項工作，它們同時開始同時結束。,用雙代號表示,用單代號表示,(三)繪圖示例 某基礎分三段施工，挖土12d，墊層6d，砌基礎9d，回填3d，繪制單代號網絡圖。,1,2,4,3,5,6,8,7,10,9,11,12,二、單代號網絡圖的計算,單代號網絡圖的計算，可按照雙代號網絡圖的計算方法和計算順序進行。 也可在計算出最早時間和工期后，先計算各個工作之間的時間間隔，再據其計算出總時差和自由時差，最后計算各項工作的最遲時間。,方法1：按照雙代號網絡圖的計算方法計算,0,4,4,8,4,6,8,12,8,10,12,14,6,9,10,13,14,17,9,10,13,14,17,18,工期18天,18,17,17,14,17,16,14,12,14,11,16,15,12,8,11,9,11,8,8,4,8,6,4,0,0,0,2,0,1,2,0,1,6,0,3,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,3,3,0,0,0,0,0,0,0,2,0,2,0,1,0,1,0,3,3,方法2：利用間隔時間計算時差后， 再求最遲時間：,（一）最早時間計算 1、最早開始時間 ESimaxESh+Dh maxEFh 開始節(jié)點 ESi =0；順線累加，取大。 2、最早完成時間 EFiESi+Di 3、計算工期 TcEFnESn+Dn,（二）相鄰兩項工作的時間間隔 后項工作的最早開始時間與前項工作的最早完成時間的差值 LAGi-j=ESjEFi （三）時差計算 1工作的總時差 TFn=0 ，TFimin LAGi-j +TFj 逆線計算 2工作的自由時差 FFimin LAGi-j （四）最遲時間 1.最遲完成時間 LFnTP（計劃工期） LFiminLSj 2.最遲開始時間 LSiLFiDi （五）關鍵線路 總時差為“ 0”的關鍵工作構成的自始至終的線路。 或LAGi-j均為0的線路（宜逆箭線尋找）。,第四節(jié) 雙代號時標網絡計劃,一、概念與特點 時標網絡計劃：以時間坐標為尺度表示工作時間的網絡計劃。 特點： (1)清楚地標明計劃的時間進程，便于使用； (2)直接顯示各項工作的開始時間、完成時間、自由時差、關鍵線路； (3)易于確定同一時間的資源需要量； (4)手繪圖及修改比較麻煩。,二、時標網絡計劃的繪制,（一）繪制要求 1、宜按最早時間繪制； 2、先繪制時間坐標表（頂部或底部、或頂底部均有時標，可加日歷；時間刻度線用細線，也可不畫或少畫。） 3、實箭線表示工作，虛箭線表示虛工作，自由時差用波線； 4、節(jié)點中心對準刻度線； 5、虛工作必須用垂直虛線表示，其自由時差用波線。,（二）繪制方法,法1： 先繪制一般網絡計劃并計算出時間參數，再繪時標網絡； 法2： 直接按草圖在時標表上繪制。 1）起點定在起始刻度線上； 2）按工作持續(xù)時間繪制外向箭線； 3）每個節(jié)點必須在其所有內向箭線全部繪出后，定位在最晚完成的實箭線箭頭處。未到該節(jié)點者，用波線補足。,(三)示例,吊頂2,吊頂1,頂墻涂料1,吊頂3,木地板1,頂墻涂料2,頂墻涂料3,木地板3,木地板2,0,2,0,1,2,1,4,1,2,0,2,0,將右圖所示標時網絡計劃繪制成時標網絡計劃,三、關鍵線路和時間參數 1、關鍵線路的判定： 自終點至起點無波線的線路。 2、時間參數的判定與推算 （1）工期：TP終點節(jié)點時標起點節(jié)點時標。 （2）最早時間： 最早開始時間：箭線左邊節(jié)點中心時標值； 最早完成時間：箭線實線部分的右端或右端節(jié)點中心時標值. （3）自由時差：波線水平投影長度。,（4）總時差：各緊后工作總時差的小值與本工作的自由時差之和，（從后向前計算）即： TFijminTFjk+FFij （5）最遲時間： 最遲完成時間：總時差最早完成時間。 即： LFijTFijEFij 。 最遲開始時間：總時差最早開始時間。即：LSijTFijESij,第五節(jié) 單代號搭接網絡計劃,在前項工作開始一定時間后本工作就可進行，這種工作之間的關系稱為搭接關系。常采用在單代號網絡圖的箭線上增加“時距”標注表示，即為單代號搭接網絡計劃。 一、搭接關系的種類及其表達方式 1完成到開始（FTS）的搭接關系：,2開始到開始（STS）的搭接關系,3完成到完成（FTF）的搭接關系,4開始到完成（STF）的搭接關系,5混合搭接關系,二、單代號搭接網絡計劃圖的繪制 首先根據工作間的邏輯關系編制邏輯關系表，確定相鄰工作的搭接類型與時距；繪制單代號網絡圖后，將時距標注在箭線上。 一般均須補充虛擬起點節(jié)點和虛擬終點節(jié)點。 三、單代號搭接網絡計劃的計算 計算的內容和原理與單代號網絡計劃基本相同，區(qū)別僅在于計算過程中需要考慮搭接時距。 (一) 工作的最早開始時間（ES）和最早完成時間（EF） 計算規(guī)則： 按 “順線累加，逢多取大” 計算； 當某工作的最早開始時間為負值時，則該工作也應為最先進行的工作，應與虛擬起點節(jié)點連接，使其最早開始時間為零； 如果中間工作的最早完成時間大，則應將該工作與虛擬終點節(jié)點連接，使其也作為最后工作，進而找到真正的工期。,(二) 相鄰兩項工作之間的時間間隔（LAG） （1）無搭接關系者，與單代號網絡計劃計算方法相同。即用后項工作的最早開始時間減去前項工作的最早完成時間即可。 （2）有搭接關系者，需按照搭接關系要求，用后項工作的最早時間減去前項工作的最早時間并扣除時距即是。當有多種搭接關系時取小值。 (三)工作的時差 總時差及自由時差的計算，均同單代號網絡計劃。 (四)工作的最遲完成時間（LF）和最遲開始時間（LS） 同單代號網絡計劃。 (五)關鍵線路：同單代號網絡計劃一樣，從終點節(jié)點開始，逆箭線方向依次找出時間間隔為零的線路就是關鍵線路。,第六節(jié) 網絡計劃的優(yōu)化,在滿足既定約束條件下，按某一目標，不斷改善網絡計劃，尋找滿意方案。 目標：工期目標 資源目標 費用目標,一、工期優(yōu)化 當計算工期大于要求工期時，壓縮關鍵工作持續(xù)時間。,（一）步驟： 1、計算工期并找出關鍵線路及關鍵工作。 2、按要求工期計算應縮短的時間 3、確定各關鍵工作能縮短的持續(xù)時間。 4、選擇關鍵工作，調整其持續(xù)時間，計算新工期。 選擇被壓縮的關鍵工作時應考慮的因素： 1）縮短持續(xù)時間，對質量、安全影響不大的工作； 2）有充足備用資源的工作； 3）所需增加費用最少的工作。 5、工期仍不滿足時，重復以上步驟。 6、當關鍵工作持續(xù)時間都已達到最短極限，仍不滿足工期要求時，應調整方案或對要求工期重新審定。,（二）示例 已知某網絡計劃如圖下所示。圖中箭線下方或右側的括號外為正常持續(xù)時間，括號內為最短持續(xù)時間；箭線上方或左側的括號內為優(yōu)選系數，若要求工期為15天,試對其進行工期優(yōu)化。,壓縮時，應優(yōu)先選擇優(yōu)選系數小者。若同時縮短多個關鍵工作，則應優(yōu)先選擇其優(yōu)選系數之和(稱為組合優(yōu)選系數)最小者。,1、計算并找出關鍵線路及關鍵工作。,2、計算應縮短的時間： TTcTr18153天。,b1=0,（，5）,（，11）,（ 、 ，6）,（，11）,（，18）,3、選擇應優(yōu)先縮短的工作：各關鍵工作中A工作的優(yōu)選系數最小。,b1=0,（，3）,（，10）,（，6）,（，10）,（，17）,4.壓縮工作的持續(xù)時間：將A工作壓至最短持續(xù)時間3，用標號法找出新關鍵線路，如下圖所示。,此時關鍵工作A被壓縮成了非關鍵工作，故須將其松弛，使之成為關鍵工作。,將A松弛至4天，找出關鍵線路如下圖，此時A成了關鍵工作。,圖中有二條關鍵線路，即ADH和BEH。其計算工期Tc17天，應再縮短的時間為：Tl1715=2天。,5.由于計算工期仍大于要求工期，需繼續(xù)壓縮。有五個壓縮方案： 壓縮A、B，組合優(yōu)選系數為279； 壓縮A、E，組合優(yōu)選系數為246； 壓縮D、E，組合優(yōu)選系數為448； 壓縮D、B，組合優(yōu)選系數為4711； 壓縮H，優(yōu)選系數為10。應壓縮優(yōu)選系數最小者，即壓A、E。,將A、E均壓至最短持續(xù)時間，即3天，亦即各壓縮1天。,6.由于計算工期仍大于要求工期，故需繼續(xù)壓縮。前述的五個壓縮方案中前三個方案的優(yōu)選系數都已變?yōu)闊o窮大，現還有兩個方案： 壓縮B、D，優(yōu)選系數為7411； 壓縮H， 優(yōu)選系數為10。 應將H壓縮1天，持續(xù)時間變?yōu)?。,將H壓縮1天，持續(xù)時間變?yōu)?。則計算工期Tc15天，等于要求工期，已滿足了優(yōu)化目標要求。優(yōu)化方案見下圖所示,二、費用優(yōu)化,1、時間與費用的關系： 工程總成本=直接費間接費,工期與費用關系曲線,2、費用優(yōu)化步驟 1）按正常持續(xù)時間找出關鍵工作和關鍵線路； 2）計算各項工作直接費的費用率； 3）找出費用率最低的一項或一組關鍵工作； 4）縮短找出工作的持續(xù)時間（被壓縮的工作不能變?yōu)榉顷P鍵工作）； 5）計算費用的增加值(直接費增加與間接費減少之差); 6）費用增加值為負值時，再計算工期，找出新的關鍵線路。重復以上步驟，至最低一項或一組關鍵工作的直接費率的增加值高于間接費率的降低值為止，其前一方案即為最優(yōu)方案。 示例見書,三、資源優(yōu)化,目的：資源得到合理地分配和使用，工期合理。 方法：資源有限時，尋求最短工期； 工期已定時，力求資源均衡。 條件：網絡圖中邏輯關系確定；各項工作資源需要量已知；時差已找出。 (一)“資源有限、工期最短”的優(yōu)化 若所缺資源僅為某一項工作使用：重新計算工作持續(xù)時間、工