第三章-工程網(wǎng)絡計劃技術

1、第三章 工程網(wǎng)絡計劃技術網(wǎng)絡計劃技術是一種科學的計劃管理方法。它是隨著現(xiàn)代科學技術和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展而產(chǎn)生的。20世紀50年代，為了適應科學研究和新的生產(chǎn)組織管理的需要，國外陸續(xù)出現(xiàn)了一些計劃管理的新方法。1956年，美國杜邦化學公司的工程技術人員和數(shù)學家共同開發(fā)了關鍵線路法(Critical Path Method，簡稱CPM)。它首次運用于化工廠的建造和設備維修，大大縮短了工作時間，節(jié)約了費用。1958年，美國海軍軍械局針對艦載洲際導彈項目研究，開發(fā)了計劃評審技術(Program Evaluation and Review Technique，簡稱PERT)。該項目運用網(wǎng)絡方法，將研制導彈過

2、程中各種合同進行綜合權(quán)衡，有效地協(xié)調(diào)了成百上千個承包商的關系，而且提前完成了任務，并在成本控制上取得了顯著的效果。20世紀60年代初期，網(wǎng)絡計劃技術在美國得到了推廣，一切新建工程全面采用這種計劃管理新方法，并開始將該方法引入日本和西歐其他國家。目前，它已廣泛的應用于世界各國的工業(yè)、國防、建筑、運輸和科研等領域，已成為發(fā)達國家盛行的一種現(xiàn)代生產(chǎn)管理的科學方法。近年來，由于電子計算機技術的飛速發(fā)展，邊緣學科的相互滲透，網(wǎng)絡計劃技術同決策論、排隊論、控制論、仿真技術相結(jié)合，應用領域不斷拓寬，又相繼產(chǎn)生了許多諸如搭接網(wǎng)絡技術(PDN)、決策網(wǎng)絡技術(DN)、圖示評審技術(GERT)、風險評審技術(VE

3、RT)等一大批現(xiàn)代計劃管理方法，廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、國防和科學研究領域。隨著計算機的應用和普及，還開發(fā)了許多網(wǎng)絡計劃技術的計算和優(yōu)化軟件。我國對網(wǎng)絡計劃技術的研究與應用起步較早，1965年，著名數(shù)學家華羅庚教授首先在我國的生產(chǎn)管理中推廣和應用這些新的計劃管理方法，并根據(jù)網(wǎng)絡計劃統(tǒng)籌兼顧、全面規(guī)劃的特點，將其稱為統(tǒng)籌法。改革開放以后，網(wǎng)絡計劃技術在我國的工程建設領域也得到迅速的推廣和應用，尤其是在大中型工程項目的建設中，對其資源的合理安排、進度計劃的編制、優(yōu)化和控制等應用效果顯著。目前，網(wǎng)絡計劃技術已成為我國工程建設領域中推行現(xiàn)代化管理的必不可少的方法。1992年，國家技術監(jiān)督局和國家

4、建設部先后頒布了中華人民共和國國家標準網(wǎng)絡計劃技術(GB/T 13400.1、13400.2、13400.3-92)三個標準和中華人民共和國行業(yè)標準工程網(wǎng)絡計劃技術規(guī)程(JGJ/T 121-99)，使工程網(wǎng)絡計劃技術在計劃的編制與控制管理的實際應用中有了一個可遵循的、統(tǒng)一的技術標準，保證了計劃的科學性，對提高工程項目的管理水平發(fā)揮了重大作用。實踐證明，網(wǎng)絡計劃技術的應用已取得了顯著成績，保證了工程項目質(zhì)量、成本、進度目標的實現(xiàn)，也提高了工作效率，節(jié)約了項目資源。但網(wǎng)絡計劃技術同其它科學管理方法一樣，也受到一定客觀環(huán)境和條件的制約。網(wǎng)絡計劃技術是一種有效的管理手段，可提供定量分析信息，但工程規(guī)劃

5、、決策和實施還取決于各級領導和管理人員的水平。另外，網(wǎng)絡計劃技術的推廣應用，需要有一批熟悉和掌握網(wǎng)絡計劃技術理論、應用方法和計算機軟件的管理人員，需要提升工程項目管理的整體水平。第一節(jié) 網(wǎng)絡計劃技術的分類及特點一、網(wǎng)絡計劃技術的分類網(wǎng)絡計劃技術可以從不同的角度進行分類。(1) 按工作之間邏輯關系和持續(xù)時間的確定程度分類，如圖5.1。圖5.1 網(wǎng)絡計劃技術的分類(2) 按網(wǎng)絡計劃的基本元素節(jié)點和箭線所表示的含義分類 雙代號網(wǎng)絡計劃(工作箭線網(wǎng)絡計劃) 單代號搭接網(wǎng)絡計劃、單代號網(wǎng)絡計劃(工作節(jié)點網(wǎng)絡計劃) 事件節(jié)點網(wǎng)絡計劃事件節(jié)點網(wǎng)絡是一種僅表示工程項目里程碑事件的很有效的網(wǎng)絡計劃方法。(3)

6、按目標分類可以分為單目標網(wǎng)絡計劃和多目標網(wǎng)絡計劃。只有一個終點節(jié)點的網(wǎng)絡計劃是單目標網(wǎng)絡計劃。終點節(jié)點不只一個的網(wǎng)絡計劃是多目標網(wǎng)絡計劃。二、網(wǎng)絡計劃技術的特點網(wǎng)絡計劃技術作為現(xiàn)代管理的方法與傳統(tǒng)的計劃管理方法相比較，具有明顯優(yōu)點，主要表現(xiàn)為：(1) 利用網(wǎng)絡圖模型，明確表達各項工作的邏輯關系。按照網(wǎng)絡計劃方法，在制訂工程計劃時，首先必須理清楚該項目內(nèi)的全部工作和它們之間的相互關系，然后才能繪制網(wǎng)絡圖模型。(2) 通過網(wǎng)絡圖時間參數(shù)計算，確定關鍵工作和關鍵線路。(3) 掌握機動時間，進行資源合理分配。(4) 運用計算機輔助手段，方便網(wǎng)絡計劃的調(diào)整與控制。第二節(jié) 常用網(wǎng)絡計劃技術一、 雙代號網(wǎng)絡

7、計劃1、基本概念雙代號網(wǎng)絡圖是以箭線及其兩端節(jié)點的編號表示工作的網(wǎng)絡圖。雙代號進度計劃是網(wǎng)絡計劃技術最常用的表示方法，是以規(guī)定的網(wǎng)絡符號及其圖形，表達計劃中各項工作之間相互制約、相互銜接的關系，并分析其內(nèi)在規(guī)律，按照規(guī)定期限好、快、省和安全地完成施工任務，創(chuàng)造最佳施工效益，從而尋求最優(yōu)方案的計劃管理方法。在工程實踐中，應用雙代號進度計劃的目的就是要從進度計劃的編制、執(zhí)行、控制和調(diào)整等方面增強管理功能，已越來越多地應用到項目管理中。2、雙代號進度計劃的特點我國的雙代號進度計劃早期由前蘇聯(lián)引入，現(xiàn)在，在原雙代號繪制法的基礎上，結(jié)合了橫道圖的優(yōu)點，增加了刻度坐標，成為"雙代號時標網(wǎng)絡圖&q

8、uot;，在無數(shù)重大而復雜的項目上成功進行了運用，取得良好效益。雙代號進度計劃有以下特點：(1)編制規(guī)范標準化有一套嚴格的編制規(guī)范，網(wǎng)絡計劃圖表現(xiàn)嚴謹，標準統(tǒng)一，執(zhí)行、控制以及調(diào)整過程科學合理。(2)信息量大，讀圖方便在西方國家，多數(shù)進度控制工作使用橫道圖與單代號網(wǎng)絡圖配合的方法。在實際施工中，一個項目可能會分解成幾百個工作，采用這種方法，需要很大的繪圖紙，讀圖很麻煩，而在幾張很大的圖紙間尋找查詢的信息，也是一件非常令人頭疼的事情。同樣幾百個工作用雙代號網(wǎng)絡圖表示，很小的繪圖紙就能顯示橫道圖加單代號網(wǎng)絡圖所顯示出來的所有信息，讀圖方便很多。(3)表現(xiàn)直觀，使用方便雙代號網(wǎng)絡計劃既是網(wǎng)絡計劃，又

9、是水平進度計劃，各工作的時間參數(shù)和相互關系一目了然。能夠清楚地標明計劃的時間，在圖上直接顯示各項工作的開始時間、持續(xù)時間和完成時間，工作的自由時差及關鍵線路。使用過程中，可以隨時確定哪些工作已經(jīng)完成，哪些工作正在進行及哪些工作將要開始，可以確定同一時間對材料、機械、設備以及人力的需求量。3、雙代號進度計劃的應用我們看到，在建筑行業(yè)，從業(yè)主方組織項目招標，到監(jiān)理單位實施進度控制，承包企業(yè)投標及組織項目的管理，都離不開雙代號進度計劃。雙代號進度計劃已被公認為項目管理中進度控制的最有效方法，隨著計算機軟件技術在網(wǎng)絡計劃應用中的開發(fā)和普及，雙代號進度計劃在項目管理的進度控制中發(fā)揮越來越大的作用。(1)

10、雙代號進度計劃的編制1)編制依據(jù)。編制雙代號進度計劃，一般以下列資料為依據(jù)：施工項目的有關工期規(guī)定，工程開、竣工時間要求等；施工圖紙和有關設計文件；施工方案和施工部署；投標文件、工程量清單、工程預算資料、企業(yè)定額等；現(xiàn)場施工條件資料、總平面布置情況等；建筑材料、設備、機械、人力等資源供應條件和狀況；工程所在地氣候情況，如冬、雨季時間，當?shù)氐氖┕きh(huán)境、交通狀況等因素；2)編制原則。雙代號進度計劃以施工項目竣工交付為總目標，統(tǒng)籌施工全過程，兼顧成本和質(zhì)量，努力優(yōu)化施工總工期。編制過程中，須遵循基本建設程序，結(jié)合施工項目的具體特點，科學地確定施工程序和施工順序；充分考慮各工序之間的邏輯關系，同一時間

11、的交叉等問題；同時應考慮流水作業(yè)，注意施工段和工作面的合理劃分和搭接；注意主體工程與輔助工程的協(xié)調(diào)，土建工程與安裝工程、管線工程、附屬配套工程的配合等等2。3)編制程序。編制進度計劃需要編制人員對項目本身有一定的了解，有類似工程的施工經(jīng)驗，這樣，才能在編制過程中清楚項目運行過程中可能出現(xiàn)的問題，做出合理可行的施工方案，計算出較準確的施工工期。首先要進行調(diào)查研究。了解工程施工的外界條件，研究施工圖紙，掌握工程的組成和結(jié)構(gòu)形式，分析各種原始資料，預測施工中可能發(fā)生的問題。第二步是確定施工方案。確定工程的總體安排和部署，明確施工起點流向，劃分施工段和施工層，制定施工方案。第三步是分解施工過程。根據(jù)工

12、程內(nèi)容和施工方案，將工程內(nèi)容劃分為若干個工序，安排施工順序，確定工作名稱和內(nèi)容。第四步是估算工作持續(xù)時間。估算每個工序的作業(yè)時間，形成雙代號進度計劃的原始參數(shù)。第五步是繪制計劃圖。按照雙代號進度計劃的編制規(guī)范，繪出計劃圖。4)虛工作的運用。為了正確表達工作之間的關系，雙代號進度計劃需要引入虛工作的概念，以虛箭線表示，不消耗任何時間和資源，引用虛工作之后，可以把整個項目的邏輯順序完整地予以表現(xiàn)。由于正確判定和繪制虛工作比較復雜，因此也就增加了繪制和應用雙代號進度計劃的難度。虛工作的運用主要解決雙代號網(wǎng)絡圖中表達工作間繪圖關系和邏輯關系的要求。根據(jù)繪圖關系，一對節(jié)點最多只能代表一項工作，不可以出現(xiàn)

13、工作重號的現(xiàn)象，當有多項工作同時開始并且同時完成時，需要引入虛工作，而虛工作的個數(shù)正是工作數(shù)減一，此時，虛工作的運用比較簡單。邏輯關系的表達就相對復雜，需要考慮工作間的邏輯聯(lián)系關系和邏輯斷路關系，是使用虛工作的難點?？紤]工作間邏輯關系要兼顧工藝關系和組織關系兩個方面，工藝關系是根據(jù)已確定的施工方法,由于工藝技術要求而使得執(zhí)行各項工作的前后次序受到嚴格制約。組織關系是在施工過程中,根據(jù)施工場地的空間限制、施工時間以及施工設備和其它資源等客觀條件,由項目管理部通過組織決策確定的邏輯關系。從工藝關系看，一項工作能否開始，必需具備兩個條件，即相應的專業(yè)工作隊和施工段。組織關系則是在滿足工藝關系外,還要

14、求工作的開展?jié)M足組織關系的要求。如在流水施工組織方式中,為滿足施工過程節(jié)奏性、均衡性、連續(xù)性作業(yè)要求，專業(yè)工作隊能否投入施工，還需滿足組織關系上的流水節(jié)拍和流水步距的要求。在具體判定虛工作時，當發(fā)現(xiàn)有兩項工作既有相同的、又有不同的緊后工作時,需要引入虛工作，當兩項工作中只有一項工作具有不同的緊后工作時,則只有一個虛工作；當兩項工作分別具有不同的緊后工作時,則需要兩個虛工作。在繪制雙代號進度計劃時，先進行虛工作的判定將使網(wǎng)絡圖的繪制快捷而準確，通過分析可以發(fā)現(xiàn)不論項目復雜程序如何，虛工作的繪制均有規(guī)律可循，掌握了這些規(guī)律，雙代號進度計劃的繪制也就容易多了。(2)雙代號進度計劃的優(yōu)化按上述方法編制

15、的進度計劃只是個初步方案，為了滿足工期要求，還應按照既定目標對初始方案進行優(yōu)化，達到工期和資金的最佳配置，在施工項目管理中，通常需要在進度計劃編制完成之后，對工作流程以及各個工作的持續(xù)時間做出適當調(diào)整。對于工期的優(yōu)化，一般通過壓縮關鍵工作的持續(xù)時間來進行。首先計算各工作的時間參數(shù)，找出計劃中的關鍵線路和關鍵工作，按要求工期計算出需要縮短的時間，分析各關鍵線路上的工作能縮短持續(xù)時間的可能性以及能縮短的具體時間，選擇縮短持續(xù)時間對質(zhì)量和安全影響不大的工作，或有充足備用資源的工作，以及縮短持續(xù)時間增加費用較少的工作，進行調(diào)整后重新計算計劃工期，直到滿足工期要求。另一種是優(yōu)化流程，如使用流水化施工，可

16、以最大程度的利用工作面，合理使用人力、物力資源，有效縮短工期。如果沒有流水施工的條件，就使用最大資源量的辦法，盡可能的縮短單個分項工程的持續(xù)時間，如在工作面允許的前提下，投入最多的的人力、施工機械等同時進行作業(yè)。除進度工期的考慮外，計劃編制需要考慮的另一個重要因素是費用，按要求工期尋求最低成本的計劃安排，即進行費用優(yōu)化。與工期相關的工程費用涉及直接費和間接費兩部分，而工期的壓縮會引起夜間施工或在有限的工作面內(nèi)投入更多人力造成工效降低，而導致直接費的增加；但由于工期縮短，現(xiàn)場管理費、設備租賃費等間接費用會相應減少，兩者呈相反走向。同時也應注意到，使用不同的施工方案，工期與直接費和間接費都會相應發(fā)

17、生變化。因此，在費用優(yōu)化時要將幾方面的最佳結(jié)合點找到，對應的工期即為最佳工期，實現(xiàn)費用優(yōu)化所尋求的目標。此外，可用資源數(shù)量也是一個需要考慮的重要因素。如果一個計劃第一個月需要一千人同時工作，第二個月只需要一百人，那這種方案肯定是不合理的，實施起來會對施工項目的整體管理造成很大的困難。在資源使用高峰期，可以把一些不影響工期的工作適當延時開工，以使對資源的占用量在一定的時期內(nèi)盡可能平衡，降低資源調(diào)動的難度。資源優(yōu)化的目的，是要通過優(yōu)化進度方案，以滿足資源限制條件并使工期延長最少。(3)雙代號進度計劃的實施計劃是控制的前提，控制是將實際值與計劃值進行比較，找出兩者的偏差，然后進行反饋調(diào)節(jié)。雙代號進度

18、計劃制定后，必須加以執(zhí)行，項目實際施工中，會受到各種因素的干擾，導致實際進度與計劃進度出現(xiàn)偏差。這時，需要對項目的進度計劃定期檢查和調(diào)整，檢查的內(nèi)容既要包括關鍵工作和關鍵線路，也要包括非關鍵工作及其線路。通常先檢查關鍵線路，后檢查非關鍵線路，找出線路中存在的問題，分析產(chǎn)生的原因，形成施工進度報告。項目經(jīng)理部依據(jù)進度報告，結(jié)合具體情況，及時對進度計劃作出調(diào)整。包括刪除多余的工作，增加新的工作，調(diào)整某些工作的持續(xù)時間，重新計算關鍵線路以確定按新計劃整個項目的預期結(jié)束時間。當發(fā)現(xiàn)按新計劃不能滿足總體目標時，項目經(jīng)理部要結(jié)合現(xiàn)場條件，及時提出計劃調(diào)整報告，重新安排人力、物力的分配，進行資源重組，以期達

19、到項目總體目標要求。為了避免出現(xiàn)大幅度的方案調(diào)整，計劃檢查人員應適時掌握現(xiàn)場施工進度，及時發(fā)現(xiàn)并報告施工中存在的問題，項目經(jīng)理部及時進行反饋調(diào)節(jié)，保證后續(xù)工作按計劃實施。如檢查中發(fā)現(xiàn)計劃中的若干環(huán)節(jié)已不合理需要作出調(diào)整，項目管理部應組織對進度計劃按新掌握的條件，作出相應整改，重新安排施工順序，調(diào)整施工力量，計算各工作時間參數(shù)，進行網(wǎng)絡計劃優(yōu)化，并確定出最終方案繼續(xù)執(zhí)行，保證進度控制合理、可行。4、存在問題及建議雙代號進度計劃的理論水平較高，但是實際應用水平并不理想。由于雙代號進度計劃的編制特點，進度計劃的繪制、優(yōu)化、調(diào)整非常繁瑣，當計劃中工作任務超過一定量時，手工計算關鍵線路需要很長時間，并且

20、每一次修改單個工作的時間參數(shù)，關鍵線路都需要重新計算，龐大的運算量使得一般的工程不可能完全使用進度圖來跟蹤進度，限制了雙代號進度計劃的適用范圍。利用計算機技術解決和替代手工運算，是提高雙代號進度計劃實際應用水平的前提條件。5、 繪圖規(guī)則6、 雙代號網(wǎng)絡計劃時間參數(shù)的計算7、 關鍵工作和關鍵線路的確定 關鍵工作 網(wǎng)絡計劃中總時差最小的工作是關鍵工作。 關鍵線路 自始至終全部由關鍵工作組成的線路為關鍵線路，或線路上總的工作持續(xù)時間最長的線路為關鍵線路。網(wǎng)絡圖上的關鍵線路可用雙線或粗線標注。第三節(jié) 雙代號時標網(wǎng)絡計劃雙代號時標網(wǎng)絡計劃是以水平時間坐標為尺度編制的雙代號網(wǎng)絡計劃，其主要特點有：1) 時

21、標網(wǎng)絡計劃兼有網(wǎng)絡計劃與橫道計劃的優(yōu)點，它能夠清楚地表明計劃的時間進程，使用方便；2) 時標網(wǎng)絡計劃能在圖上直接顯示出各項工作的開始與完成時間，工作的自由時差及關鍵線路；3) 在時標網(wǎng)絡計劃中可以統(tǒng)計每一個單位時間對資源的需要量，以便進行資源優(yōu)化和調(diào)整；4) 由于箭線受到時間坐標的限制，當情況發(fā)生變化時，對網(wǎng)絡計劃的修改比較麻煩，往往要重新繪圖。但在使用計算機以后，這一問題已較容易解決。1、 單代號網(wǎng)絡計劃(1) 單代號網(wǎng)絡圖的特點單代號網(wǎng)絡圖與雙代號網(wǎng)絡圖相比，具有以下特點：1) 工作之間的邏輯關系容易表達，且不用虛箭線，故繪圖較簡單；2) 網(wǎng)絡圖便于檢查和修改；3) 由于工作持續(xù)時間表示在

22、節(jié)點之中，沒有長度，故不夠形象直觀；4) 表示工作之間邏輯關系的箭線可能產(chǎn)生較多的縱橫交叉現(xiàn)象。(2) 單代號網(wǎng)絡圖的繪圖規(guī)則(3) 單代號網(wǎng)絡計劃時間參數(shù)的計算1) 計算最早開始時間和最早完成時間2) 網(wǎng)絡計劃的計算工期Tc 3) 計算相鄰兩項工作之間的時間間隔LAGi-j4) 計算工作總時差TFi 5) 計算工作自由時差6) 計算工作的最遲開始時間和最遲完成時間7) 關鍵工作和關鍵線路的確定2、 單代號搭接網(wǎng)絡計劃(1) 基本概念在普通雙代號和單代號網(wǎng)絡計劃中，各項工作按依次順序進行，即任何一項工作都必須在它的緊前工作全部完成后才能開始。(2) 繪圖規(guī)則(3) 單代號搭接網(wǎng)絡計劃中的搭接關

23、系搭接網(wǎng)絡計劃中搭接關系在工程實踐中的具體應用，簡述如下。1) 完成到開始時距(FTSi,j)的連接方法2) 完成到完成時距(FTF)的連接方法3) 開始到開始時距(STSi,j)的連接方法4) 開始到完成時距(STFi,j)的連接方法5) 混合時距的連接方法(4) 單代號搭接網(wǎng)絡計劃的時間參數(shù)計算(5) 關鍵工作和關鍵線路的確定 確定關鍵工作 確定關鍵線路圖5.3建設項目進度計劃建設項目進度計劃系統(tǒng)的建立可按照不同的計劃目的，具體如下。(1) 根據(jù)項目進度控制不同的需要和不同的用途，業(yè)主方和項目建設參與其它各方可以構(gòu)建多個不同的建設項目進度計劃系統(tǒng)。(2) 由不同深度的計劃構(gòu)成進度計劃系統(tǒng)。(3) 由不同功能的計劃構(gòu)成進度計劃系統(tǒng)。(4) 由不同項目建設參與方的計劃構(gòu)成進度計劃系統(tǒng)。(5) 由不同周期的計劃構(gòu)成進度計劃系統(tǒng)。(6) 在建設工程項目進度計劃系統(tǒng)中，各進度計劃或各子系統(tǒng)進度計劃編制和調(diào)整時必須