网络计划及项目计划管理教材 74页

第14章网络计划及项目计划管理n本章学习目标1.了解项目及项目管理的概念及包含的主要内容;2.理解和掌握网络图的绘制;3.理解和掌握网络时间参数计算;4.理解和掌握网络计划的优化。n一、项目管理概述二、项目进度计划—网络计划技术三、网络时间参数计算四、网络计划的优化n1、项目的定义项目通常是具有一次性特征的、跨职能的一系列相关工作，它们指向特定的产出并要求在限定的时间内完成。♣从生产类型上划分，项目也是一种单件生产。但与一般的有不同之处。其特点是规模大，耗资多，参加的单位多，没有或很少有经验可以借鉴，管理十分复杂。如：长江三峡工程。n14.1.1项目项目可以定义为一种一次性工作,在规定时间内,在明确的工作目标和有限资源下,由专门组织起来的人员共同完成。项目至少包含以下4个基本要素:①项目是由一系列具体工作组成的;②项目是一种一次性、临时性的工作;③项目都有一个明确的、特定的目标;④项目受资金、时间、资源等各种有限条件的限制n2、项目管理是计划、指挥和控制资源以满足项目在技术、成本和时间方面的约束。♣涉及的三个主要目标：质量、费用和进度。即以低的费用，短的工期，完成高质量的项目。3、项目管理的内容/项目生命周期：规划阶段、计划阶段、实施阶段、完成阶段前一阶段工作的质量是后续阶段工作成果的基础。质量比进度更重要。n项目生命周期示意图需求分析目标范围轮廓要求可行性分析预期结果计划与预算进度计划任命建立组织责任分派招标与发包启动工程实施活动协调进度控制预算控制阶段评审下马决策修订计划竣工文件整理验收移交解散组织1.规划阶段2.计划阶段3.实施阶段4.完成阶段n项目组织结构跨职能的项目团队矩阵组织---优点与缺点n项目组织结构项目经理职员职员职员项目经理职员职员职员项目经理职员职员职员总裁职能经理职员职员职员职能经理职员职员职员职能经理职员职员职员总裁项目协调1.职能式组织2.项目式组织项目协调n项目组织结构职能经理职员职员职员职能经理职员职员职员职能经理职员职员职员总裁职能经理职员职员项目经理职能经理职员职员职员职能经理职员职员职员总裁项目办公室主任项目经理项目经理项目经理4.强项目式组织3.弱项目式组织项目协调项目协调n14.1.2项目管理项目管理的基本特点为复杂性、创造性、时限性、领导集权性、专门性项目管理包括立项、建设和运行三个阶段的管理。①立项阶段,需要进行可行性研究,论证工程本身、外部条件和对环境的影响②建设阶段,要做好项目的规划,确定项目作业计划,进行项目控制决策。③运行阶段,维持正常生产,而且要改造和更新。n(1)质量质量是项目的生命。如果一项大型工程项目的质量好,就可以福泽子孙,功在千秋;如果质量差,不仅会造成经济上的重大损失,而且会祸及后世。项目的质量管理必须贯穿于全方位、全过程和全员中。全方位是指工程的每一部分,每个子项目、子活动,每一件具体工作,都保证质量,才能确保整个工程的质量。全过程是指从提出项目任务、可行性研究、决策、设计、订货、施工、调试,到试运转、投产整个寿命周期都要保证质量。全员指的是参加项目建设的每一个人,从最高领导者到普通员工,都要对本岗位的工作质量负责。n(2)费用建设费用包括实施该项目所有的直接费用和间接费用。项目管理者的工作就是通过合理组织项目的施工,控制各项费用支出,使之不要超出项目的预算。值得指出的是,要注意控制项目的寿命周期费用,包括研制费、建设费和运行(使用)费三大部分。对—般项目而言,这三部分费用的比例大致为136。从总体考虑,大头在运行费上。因此,不能单纯追求研制和建设费用最低,忽视运行费用。(3)进度项目的进度控制是项目管理的核心内容。项目的完工期限一旦确定下来,项目管理者的任务就要以此为目标,通过控制各项活动的进度,确保整个项目按期完成。在项目的寿命期内,严格按照科学程序办事。在进行项目的进度控制时,管理者要采用网络计划技术,进行科学管理。n大型工程项目具有多目标结构,在不同阶段、不同层次、不同分系统中,都有相应的目标体系,但其中最重要的目标是质量、进度和费用。需要指出的是,项目的质量、进度与费用常常是矛盾的。在处理三者关系时,要以质量为中心。通过计划统筹,实现三者的优化组合。n14.2.1项目进度计划概述①工作细目定义,对工作分解结构中的工作细目进行描述以及为此进行的一些具体活动;②工作排序,确定各项工作细目之间的先后顺序关系并编成文件;③工作时间估算,估算完成单项工作所需的工作时数;④制定进度计划,研究和分析工作顺序,统筹考虑工作时间和资源需求,编制项目进度计划。一般来说,编制项目进度计划,并对计划的实施过程和进度进行有效的控制将有利于项目的顺利完成。n项目进度计划通常采用网络计划的形式,因为甘特图编制的计划难以对一个大型项目众多活动之间的复杂关系描述清楚。常用的网络计划有计划评审技术(ProgramEvaluationandReviewTechnique,PERT)和关键路线法(CriticalPathMethod,CPM)两种,都是用网络图来表示活动的先后顺序,以及它们之间的相互关系。n14.2.2项目进度计划方法的发展过程在网络计划技术产生之前,制定项目进度计划的方法是甘特图,它是由美国人甘特(HenryL.Gantt)在20世纪初提出的一种方法,又称横道图或条形图。图14-1甘特图示例nn20世纪50年代后,由于市场的扩大,以及技术革新进展迅速,因而亟待计划管理与方法上的变革。许多工业发达的国家,为了适应现代化生产发展、组织生产和科学研究的需要,进行了大量的调查研究工作,先后发明并采用了一些新的科学管理方法,其中一类网络图形式表示的计划管理方法,通常称为网络计划技术。n网络计划技术是项目计划管理的重要方法。它起源于美国，当时,有两种网络计划技术:关键路线法和计划评审技术。1957年,美国杜邦化学公司首次采用关键路线法(肯定型,有经验数据)。应用的第一年就节约100万元,相当于该公司用于该项目研究费用的5倍以上。1958年,美国海军武器局在研制北极星导弹潜艇时,应用计划评审技术(非肯定型,没有经验数据,只有靠估计),主要承包商200多家,转包商10000家。n统计资料表明,在不增加人力、物力、财力的既定条件下,采用PERT可以使进度提前15%-20%,节约成本10%-15%。CPM和PERT是独立发展起来的计划方法,在具体做法上有不同之处。CPM假定每一活动的时间是确定的,而PERT的活动时间基于概率估计;CPM不仅考虑活动时间,也考虑活动费用及费用和时间的权衡,而PERT则较少考虑费用问题;CPM采用节点型网络图,PERT采用箭线型网络图。但两者所依据的基本原理基本相同,即通过网络形式表达某个项目计划中各项具体活动的逻辑关系,现在人们就将其合称为网络计划技术。计划评审技术(ProgramEvaluationandReviewTechnique,PERT)关键路线法(CriticalPathMethod,CPM)两种,n14.2.3网络计划技术网络计划技术的基本原理是:利用网络图表示一项计划任务的进度安排,以及各项活动(或工作)之间的相互关系;在此基础上进行网络分析,计算网络时间参数,找出关键活动和关键路线；利用时差不断改进网络计划,求得工期、资源和成本的优化方案。在计划执行过程中,通过信息反馈进行监督与控制,以保证达到预定的计划目标。n4、网络计划方法项目包含的各项活动在时间进程上形成一种动态的网络。对于确保按期完工来说，重要的是明确哪些活动和路线是关键活动和关键路线。其之所以关键，是由于在该项活动和路线上的任何延迟将导致项目完工期的延迟。寻找关键活动的方法是计划评审技术（PERT）和关键路线法（CPM）nPERT（计划评审技术）：活动时间基于概率估计；较少考虑费用问题；常用箭线型网络图。CPM（关键路线法）：假定每一活动的时间是确定的；不仅考虑活动时间，还考虑活动费用；常用节点型网络图。但两者依据的基本原理基本相同，都是通过网络形式表达某个项目中各项具体活动的逻辑关系，所以合称为网络计划技术P428。n5、网络图：是由若干圆圈和箭线组成的网络图，它能表示一项工程或一项生产任务中各个工作环节或各道工序的先后关系和所需时间。箭线型网络图（双代号网络图）：箭线表示活动，圆圈中的代号表示事件。AB节点型网络图（单代号网络图）：圆圈表示活动，箭线表示活动之间的关系。123CBAn圆圈上有编号,可以用一条箭线的箭头事件和箭尾事件的两个号码表示这项活动,如图14-2(a)所示。另—种以圆圈表示活动,称为节点型网络图。单代号网络图如图14-2(b)所示。图14|2n网络图有以下优点:①通过网络图,可使整个项目及其各组成部分一目了然;②可足够准确地估计项目的完成时间,并指明哪些活动一定要按期完成;③使参加项目的各单位和有关人员了解他们各自的工作及其在项目中的地位和作用;④便于跟踪项目进度,抓住关键环节;⑤可简化管理,使领导者的注意力集中到可能出问题的活动上。n6、应用网络计划方法的步骤：1）项目分解：可采用“工作分解结构”(WBS)P415,WBS类似于产品结构，它将整个项目分解成任务包，再将任务包分解成主要成分，最后再分解成具体活动。2）确定各种活动之间的先后关系，绘制网络图。（紧前活动，紧后活动；活动之间的几个典型关系）n绘制箭线型网络图的规则网络图中不允许出现循环两个节点之间只允许有一条箭线相连箭头事件的编号必须大于箭尾事件的编号一个完整的网络图必须有,也只能有一个起始点和一个终止点n3)、估计活动所需时间，以t（i,j）表示。两种估计方法：单一时间估计法：对各种活动的时间仅确定一个值——确定型网络图三点时间估计法：对活动时间预估计三个值，然后求出可能完成的平均值。适用于探索性工程项目，或从来未做过的项目。——随机性网络图n7、网络时间参数的计算网络时间参数包括事件的时间参数和活动的时间参数。（1）事件时间参数的计算事件时间是一个瞬时的概念，它包括：a、事件最早可能发生时间（earlytime,ET(j)）一般假定网络图的起始节点最早开始时间为零。即ET(1)=0。则其余节点最早可能发生时间为：ET(j)=max{ET(i)+t(i,j)}式中，i和j分别代表箭尾事件和箭头事件；t(i,j)为活动(i,j)所需时间。n（1）事件时间参数的计算事件时间是一个瞬时的概念，它包括：b、事件最迟可能结束时间（Latetime,LT(i)）LT(i)=max{LT(j)-t(i,j)}式中，i和j分别代表箭尾事件和箭头事件；t(i,j)为活动(i,j)所需时间。n（2）活动时间参数的计算a、活动的最早可能开始时间(earlystarttime,ES(i,j))ES(i,j)=ET(i)=max{ES(h,i)+t(h,i)},ES(1,j)=0b、活动的最早可能完成时间(earlyfinishtime,EF(i,j))EF(i,j)=ES(i,j)+t(i,j)=ET(i)+t(i,j)nc、活动的最迟必须开始时间(latestarttime,LS(i,j))LS(i,j)=LT(j)-t(i,j)=min{LS(j,k)-t(i,j)}d、活动的最迟必须完成时间(latefinishtime,LF(i,j))LF(i,j)=LT(j)=LS(i,j)+t(i,j)ne、活动的总时差ST(i,j)：是指在不影响整个工程工期，即不影响紧后活动的最迟必须开始时间的前提下，活动（i,j）的开始时间或完成时间可以前后松动的最大范围。ST(i,j)=LS(i,j)-ES(i,j)=LF(i,j)-EF(i,j)=LT(j)-ET(i)-t(i,j)nf、关键路线：总时差为零的活动也叫做关键活动。对于确定型问题，顺序地把所有关键活动连接起来所得到的从起始节点到终止节点的路线就是关键路线。n习题某工程作业清单如下，试绘制网络图，找出其关键线路，并计算工期。作业ABCDEFGHI紧前作业——ABCCED、FF、G作业时间(天)546234325HIGDFECAB546234325045111417151522221720171418110500551111141417172222978456321n某项目活动清单如下，试绘制网络图，找出关键线路，并计算其工期。活动ABCDEFG紧后活动B、CEDE、FGG—活动时间(天)6372437BCEDFGA2536471637243706131515max｛6+3,15｝192626191515max｛15+4,15+3｝min｛19-3,15｝1360min｛15-3,13-7｝006613131515151519192626ng、网络图中活动时间参数可用符号“田”表示，即ES(i,j)LS(i,j)EF(i,j)LF(i,j)n练习：按下表提供的资料，（1）绘制箭线型网络图；（2）计算活动的时间参数；（3）求出关键路线。活动代号ABCDEFGHLK活动时间（周）紧后活动6B,F,C12L12E8K10K16L,G5H,E6K9D7/n序号活动名称代号紧前活动作业时间（日）1设计总图与部件图A—602工艺试验BA253设计零件图与毛坯图CA304编制零件加工工艺DB,C205订购外协件EB,C606采购原材料FB,C507设计锻模GD108制造锻模HG159生产锻件IF,H1010制造木模JD2511生产铸件KJ1012设计工装LD2013制造工装ML2014机加工棒料备料NF515机械加工OI,K,M,N3016装配PE,O1017验收QP10例题：某产品设计和样机试制的活动分解表nA,60B,25C,30D,20E,60F,50G,10H,15I,10J,25K,10L,20M,20N,5O,30P,10Q,10例题：某产品设计和样机试制的节点网络图n1246710111213143589A60C30D20G10H15I10O30P10Q10F50N5K10J25L20M20E60B2500例题：某产品设计和样机试制的箭线网络图n1246710111213143589A(0)60C(0)30D(0)20G(5)10H(5)15I(0)10O(0)30P(0)10Q(0)10F(0)50N(5)5K(5)10J(5)25L(0)20M(0)20E(30)60(5)B250006060909011011013090140140150110125120140140150130150110140135150140140150180180190190200901806090例题：某产品设计和样机试制的网络时间参数计算n3.关键路线关键路线指从始点到终点顺序将所有节点时差为零的节点连接起来的路线。n14.3.2活动时间参数计算活动最早开始时间(EarlyStartTime,ES(i,j))活动最早开始时间指活动最早可能开始的时间,它等于代表该活动的箭线的箭尾节点的最早开始时间,即ES(i,j)=ET(i)或者按照紧前活动的最早开始时间计算:ES(i,j)=max{ES(h,i)+t(i,j)},ES(1,j)=0其中,ES(h,i)表示紧前活动的最早开始时间。n2.活动最早结束时间(EarlyFinishTime,EF(i,j))活动最早结束时间是指活动最早可能结束的时间,它等于活动最早开始时间加上该活动的作业时间,即EF(i,j)=ES(i,j)+t(i,j)=ET(i)+t(i,j)3.活动最迟结束时间(LateFinishTime,LF(i,j))活动最迟结束时间指为保证工程按期完工的活动最迟必须完成的时间。它等于代表该活动的箭线的箭头节点的最迟结束时间,即LF(i,j)=LT(j)或者按照活动最迟开始时间计算:LF(i,j)=LS(i,j)+t(i,j)n4.活动最迟开始时间(LateStartTime,LS(i,j))活动最迟开始时间指活动最迟必须开始的时间,它等于活动的最迟结束时间和活动的作业时间的差。LS(i,j)=LF(i,j)-t(i,j)=LT(j)-t(i,j)或者按照紧后活动的最迟开始时间计算:LS(i,j)=min{LS(j,k)-t(i,j)}其中,LS(j,k)表示紧后活动的最迟开始时间。如果有多个紧后活动,取最小者。5.活动时差根据活动的最早时间和最迟时间,就可以计算出活动时差。活动时差是指在不影响整个项目按期完工的条件下,某活动在开工时间安排上可以机动使用的一段时间,也就是活动开始时间或完成时间容许推迟的最大限度。时差又称机动时间、宽裕时间或缓冲时间。活动时差一般可以分为活动总时差、活动单时差、自由时差和专用时差。n(1)活动总时差(TotalFloat,TF(i,j))TF(i,j)指在不影响总工期,即不影响其紧后作业最迟开始时间的前提下,作业可推迟开始的一段时间。活动总时差等于活动的最迟开始时间和最早开始时间之差。活动(i,j)的总时差计算公式如下:TF(i,j)=LS(i,j)-ES(i,j)=LF(i,j)-EF(i,j)=LT(j)-ET(i)-t(i,j)因此,活动总时差等于箭尾节点j的最迟结束时间,减去箭头节点i的最早开始时间,再减去作业时间。n(2)活动自由时差(FreeFloat,FF(i,j))FF(i,j)指在不影响紧后活动最早开始时间的条件下,活动(i,j)的开始时间或完成时间可以前后松动的最大范围。活动自由时差等于紧后工作的最早开始时间减去本工作的最早结束时间。许多书中又称其为活动单时差。活动(i,j)的自由时差计算公式如下:FF(i,j)=ES(j,k)-EF(i,j)=ES(j,k)-ES(i,j)-t(i,j)=ET(j)-ET(i)-t(i,j)式中,ES(j,k)表示紧后工作最早开始时间,EF(i,j)表示本工作的最早结束时间。因此,活动自由时差等于箭尾节点j的最早开始时间,减去箭头节点i的最早开始时间,再减去作业间。n2021/9/29活动自由时差是活动总时差的一部分。自由时差是以不影响紧后工作在其最早开始时间开工为前提条件的,这就有两方面的意义。一方面,自由时差只能在本项活动中加以利用,如果不用也不能让给紧后作业或其他工作利用。本工作如果要利用时差,首先要利用自由时差,不够时再利用总时差中的其他部分。而总时差是可以让给后续作业使用的。另一方面,自由时差对紧后活动的正常进行没有影响,即使某项活动的单时差用完了,其紧后活动并不会推迟开工。这对多个单位协作的大工程的组织意义重大,它使得各个施工单位的工作可以独立按计划进行。因此,在进行网络优化时,自由时差是十分有用的。n活动总时差、活动自由时差及其紧后活动的最早开始时间、最迟开始时间的关系如图14-5所示。图14-5时差示意图n6.关键路线总时差为零的活动也叫做关键活动。总时差为零,意味着所有其他时差均为零,没有任何缓冲余地,只能按时完成。把所有关键活动按照顺序连起来所得到的从起始节点到终止节点的路线就是关键路线。关键路线至少有一条,也可能有多条。关键路线上的各种活动的时间之和一定是最大的。总时差为零的活动一定在关键路线上。n确定关键路线的方法大致有以下几种。①最长路线法。在网络图中,从始点事件顺着箭头方向到终点事件,有许多可行的路线,其中持续时间最长的就是关键路线。②关键节点法。在一个网络图中,如果节点时差为零,则该节点为关键节点。从关键节点连接成的箭线中,持续时间最长的路线就是关键路线。③时差法。总时差为零的活动为关键活动,由关键活动所组成的路线就是关键路线。2021/9/29n关键路线确定以后,一般要用双箭线表示,以示区别。关键路线决定着整个项目的工期,要想缩短整个项目的工期,必须在关键线路上想办法,即压缩关键线路的作业时间。反之,若关键路线工期延长,则整个项目完工时间就会拖长。2021/9/29n按照图算法,可以将前面例14.1的时间参数计算结果表示出来,如图14-6所示。图14-6时间参数图算法示例n表算法就是根据时间参数的计算公式,借助于表格进行计算的一种方法。使用这种方法,可直接求出作业的时间参数,而不需要计算节点时间参数。表算法示例见表14-3。表14-3(对应图算法示例图14-6)为例14.1中各项活动ES(i,j)、EF(i,j)、LS(i,j)、LF(i,j)值计算表。2021/9/29n活动代号i-j活动时间ES(i,j)EF(i,j)LS(i,j)LF(i,j)TF(i,j)FF(i,j)关键活动A10-203030300√B20-3043781250C20-406393900√D30-608715122052E40-608917122030F40-50591491400√G60-8031720202333虚活动60-7001717202033H50-7061420142000√I70-8032023202300√J80-9052328232800√K70-1008228233133L90-10032831283100√2021/9/29表14-3活动时间参数计算表n14.3.3网络时间参数的计算方法计算网络时间参数可以采用手工计算和计算机计算的方法。手工计算时,最常用的两种计算方法是图算法和表算法。不过随着计算机的普及,这些手工计算法的使用已经越来越少。图算法的优点是直观、容易掌握,但对于较复杂的网络图会造成图上参数太多,不易辨认,容易出错。它适用于30个节点左右的网络图。在图上计算活动的时间参数时,用符号“田冶表示。“田冶左上角为ES(最早开始时间),右上角为LS(最迟开始时间),左下角为EF(最早结束时间),右下角为LF(最迟结束时间),如下所示:2021/9/29n14.4.1时间优化①利用时差,在关键路线上赶工,从非关键路线上抽调适当的人力、物力集中于关键路线上的某些活动,以缩短其作业时间以及关键路线的持续时间;②利用平行作业和交叉作业缩短关键活动的时间;③压缩活动时间,采用技术革新、引进先进工艺、增加工作班次等措施,来缩短活动的作业时间。需要注意,在调整过程中,网络图上的各项时间值大多也随之变动,要根据变动情况重新计算。此外,随着关键路线的增多,压缩工期所付出的代价也会加大,单纯追求工期最短而不顾资源的消耗是不可取的。因此,时间优化只能在一定程度上进行。2021/9/29n14.4.2时间-费用优化1.活动的直接费用(CD)直接费用指直接用于并直接记入该活动成本的各项费用,如支付劳动者的工资、为完成该活动所购入或租赁的设备、工具、材料、能源等有关方面的费用。项目中所有活动的直接费用构成了项目总直接费用。直接费用随着工期的缩短而增加,即活动作业时间越短,直接费用就越大。例如,为了缩短作业时间,采用先进工艺,就会增加设备投资。2021/9/29n一项活动如果按正常工作班次进行,其延续时间称为正常时间,正常时间记为tZ。所需费用称为正常费用,记为CZ;赶工条件下活动所需最少时间为极限时间,记为tg;相应所需费用为极限费用,记为Cg。直接费用与活动时间之间的关系如图14-10图所示。2021/9/29图14-10直接费用与活动时间的关系图n为了简化处理,可以将活动时间-费用关系视为一种线性关系。在线性假设条件下,活动每缩短一个单位时间所引起的直接费用增加称为直接费用变化率,记为e。e=Cg–CZ/tZ-tg活动直接费用变化率大,说明缩短工期而增加的直接费用多。因此在进行时间-费用优化时,首先要缩短关键路线上e值最小的活动作业时间,以保证在压缩工期的同时,使直接费用增加得最少。2021/9/29n2.活动的间接费用(CI)间接费用指不直接用于某项活动或不宜直接分摊到某项活动,但根据项目完成时间的长短又会实际发生的各项费用,如工程管理费用、拖延工期罚款、提前完工的奖金、占用资金应付利息等。间接费用与整个项目工期有关,一般情况下,间接费用与项目的工期呈正比例关系,工期越长,间接费用越高,反之则越低。通常将间接费用与工期的关系作为线性关系处理。在工期-费用坐标图上,间接费用表现为一条直线。间接费用的计算公式如下:CI=CiTx式中,Ci为单位时间的间接费用,Tx为工期。2021/9/29n工程总费用CT、直接费用、间接费用和工期的关系如图14-11所示。2021/9/29图14-11费用和工期的关系n从图14-11中可以看出,总费用先随着工期缩短而降低,然后又随着工期进一步缩短而上升。总费用的这一变化特点告诉人们,其间必有一个最低点,该点所对应的工程工期就是最佳工期,如图14鄄11中T*点所示。此外,直接费用对工期的增减反应灵敏,间接费用的影响较小。时间-费用的优化过程,就是寻求总费用最低的过程。假设工期从T压缩到T’,T’