系統(tǒng)工程-第五章

1、第五章 網(wǎng)絡計劃技術w 5.1 5.1 特點特點w 5.2 5.2 網(wǎng)絡模型的建立網(wǎng)絡模型的建立w 5.3 5.3 網(wǎng)絡計劃的時間參數(shù)網(wǎng)絡計劃的時間參數(shù) w 5.4 5.4 搭接網(wǎng)絡搭接網(wǎng)絡w 5.5 5.5 網(wǎng)絡計劃的優(yōu)化與調整網(wǎng)絡計劃的優(yōu)化與調整 w 5.6 5.6 采掘作業(yè)網(wǎng)絡分析模擬系統(tǒng)采掘作業(yè)網(wǎng)絡分析模擬系統(tǒng)w 5.7 5.7 以網(wǎng)絡計劃技術為基礎的項目管理軟件以網(wǎng)絡計劃技術為基礎的項目管理軟件5.1 5.1 特點特點 應用網(wǎng)絡圖形式來表達一項計劃中的各個工序之間的邏輯關系； 通過計算可以找出計劃中關鍵工序和關鍵線路； 可以綜合地反映進度、費用和資源的關系，進行統(tǒng)籌的計劃與管理； 適

2、合應用計算機進行計劃的優(yōu)化，并在計劃執(zhí)行過程中迅速地調整和控制。返回5.2 5.2 網(wǎng)絡模型的建立網(wǎng)絡模型的建立 根據(jù)擬定的技術方案，按需要的詳細程度劃分工作項目； 確定工作之間的邏輯關系、估計各工作的持續(xù)時間及資源占有量等參數(shù)，通常用一個工序關系表來統(tǒng)一記錄工序的邏輯關； 用網(wǎng)絡圖表示工作之間的邏輯關系，建立項目各項工作之間的聯(lián)系，作為計劃編制及優(yōu)化的基礎。 5.2.1 雙代號網(wǎng)絡圖雙代號網(wǎng)絡圖 箭線表示一項工作,需要占用一定的時間和人力物力等資源。 虛箭線表示一項虛擬的工作，用來表達有關工作的邏輯關系。節(jié)點表示一項工作的開始和結束，節(jié)點也稱為事項 ,可分為最初開始節(jié)點、最終結束節(jié)點和中間節(jié)

3、點。 每個節(jié)點都必須編號，號碼標注在節(jié)點內。號碼可間斷，但不能重復。箭線的箭尾節(jié)點編號宜小于箭頭節(jié)點編號。 每個網(wǎng)絡圖只能有一個始點和一個終點. 125634AFBDEC圖 5-1 雙代號網(wǎng)絡圖5.2.2 5.2.2 單代號網(wǎng)絡單代號網(wǎng)絡圖圖 箭線僅表示緊鄰工作之間的邏輯關系。節(jié)點在表示一項工作，可用圓圈或矩形方框表示。 每個節(jié)點都必須編號，號碼可間斷，但不能重復。每個網(wǎng)絡圖只能有一個始點和一個終點. 1A2B3C5E4D6F圖5-2 單代號網(wǎng)絡圖5.2.3 5.2.3 工序的邏輯關系工序的邏輯關系 對于相鄰工序活動來說，前面的稱緊前工序活動，后面的稱緊后工序活動。 可以同時進行的工作互稱平行

4、工作。5.2.4 5.2.4 線路與關鍵線路線路與關鍵線路 線路是指從網(wǎng)絡圖的起點開始，順著箭頭所指的方向，連續(xù)不斷地到達終點的通道。 網(wǎng)絡圖中往往包括有多條線路，其中所需時間最長的線路稱為關鍵線路。關鍵路線上的工序稱為關鍵工序。 5.2.5 5.2.5 網(wǎng)絡圖的繪制原則網(wǎng)絡圖的繪制原則 繪制網(wǎng)絡圖時，按照工藝流程順序及邏輯關系，工序從左向右排列。 不能出現(xiàn)以下錯誤: 圖5-5 有循環(huán)回路的錯誤網(wǎng)絡圖12347658ABCDEGHI圖5-6 錯誤的箭線畫法a雙向箭頭的連線；b無箭頭的連線abijij j圖5-7 沒有箭尾和箭頭節(jié)點的箭線a 沒有箭尾節(jié)點的箭線 a 沒有箭頭節(jié)點的箭線ikijka

5、b圖5-8 兩節(jié)點之間的錯誤連接12AB圖5-9 母線法繪圖1A157891070727476788090BCDEFFHKLMNab幾種邏輯關系表示法 雙代號 單代號 1. A完成后進行B, B完成后進行C 2. A完成后同時 進行B和C 3.A和B都完成后 進行C 4.A和B都完成后 同時進行C和D 5.A完成后進行C A和B都完成后進行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 CBAABCABCABCABCABCABCDABCDABCDABCDABCDEFABCFDE7.A、B均完成后進行C B、D均完成后進行E 網(wǎng)絡圖只能有一個起點節(jié)點和一個終點節(jié)點

6、ABDCEABDCE13610122471113859圖5-11 錯誤的網(wǎng)絡圖48圖5-12 正確的網(wǎng)絡圖3610711113單代號網(wǎng)絡圖中有多項開始工作或多項結束工作時，應在網(wǎng)絡圖的兩端分別設置一項虛擬的工作，作為該網(wǎng)絡圖的起點節(jié)點和終點節(jié)點，如圖5-13所示。 圖5-13 具有虛擬的起點節(jié)點和終點節(jié)點出的單代號網(wǎng)絡圖1起點02A3B5D4C6終點0返回 5.3 5.3 網(wǎng)絡計劃的時間參數(shù)網(wǎng)絡計劃的時間參數(shù) 5.3.15.3.1工序最早開始時間和最早完成時間工序最早開始時間和最早完成時間 最早開始時間是在緊前工序的約束下，本工序有可能開始的最早時刻。最早完成時間是在緊前工序的約束下，本工序有

7、可能完成的最早時刻.記工序（i，j）的最早可能開工時間為tES（i，j），最早可能完工時間為tEF（i，j），顯然有： tEF（i，j）= tES（i，j）+ t（i，j）5.3.2 5.3.2 工程最早完工時間工程最早完工時間 在網(wǎng)絡圖中的各道關鍵工序，都按照最早可能開工時間開工，這時的工程完工時間稱為工程最早完工時間，記為TE。 5.3.35.3.3工序最遲完成時間和最遲開始時間工序最遲完成時間和最遲開始時間 工序最遲開始時間tLS（i，j）是在不影響任務按期完成的條件下，工序最遲必須開始的時刻。 最遲完成時間tLF（i，j）是在不影響任務按期完成的條件下，工序最遲必須完成的時刻。它等于工

8、序最遲必須開工時間加上工序時間，即： tLF（i，j）= tLS（i，j）+ t（i，j）5.3.45.3.4事項最早時間和最遲時間事項最早時間和最遲時間 事項最早時間tE（j）是一個事項最早可能開始的時間，等于從始點起到本事項的最長路線上各道工序的時間之和。顯然，始點事項的最早時間為零，即 tE（1）=0。 一個事項若晚于某一時間，就會推遲工程最早完工時間，這樣的時間稱為事項的最遲時間，記為tL（j）。終點事項的最遲時間等于工程最早完工時間，即 tL（n）=TE 。 5.3.55.3.5總時差和自由時差總時差和自由時差 總時差是在不影響項目總工期的前提下，一項工序可以利用的機動時間。工作的總

9、時差用R（i，j）表示。根據(jù)定義有： R（i，j）=tLS（i，j）-tES（i，j） （5-3）或 R（i，j）= tLF（i，j）- tEF（i，j） = tL（j）- tE（i）- t（i，j） （5-4） 關鍵路線上的各道關鍵工序，它們的總時差均為零。自由時差是在不影響緊后工作最早開始的前提下，一項工作可以利用的機動時間。工作的自由時差用r（i，j）表示。 r（i，j）= tES（j，k）- tEF（i，j） = tE（j）- tE（i）- t（i，j） （5-5） 5.3.6 5.3.6 時間參數(shù)的計算時間參數(shù)的計算 圖5-14 計算時間參數(shù)12579346822222334446

10、計算事項的最早時間 tE（1）= 0 tE（2）= 0+2= 2 tE（3）= 2+2= 4 tE（4）= 2+3= 5 tE（5）= max（2+4，5+0）= 6 tE（6）= max（4+2，6+2）= 8 tE（7）= 6+6 = 12 tE（8）= max（5+2，12+0）= 12 tE（9）= max （8+4，12+4，12+3）= 16 ),3 ,2(),()(max)(0)1(njjititjttEiEE 計算事項的最遲時間 tE（1）= 0 tE（2）= 0+2= 2 tE（3）= 2+2= 4 tE（4）= 2+3= 5 tE（5）= max（2+4，5+0）= 6 t

11、E（6）= max（4+2，6+2）= 8 tE（7）= 6+6 = 12 tE（8）= max（5+2，12+0）= 12 tE（9）= max （8+4，12+4，12+3）= 16), 3 , 2(),()(max)(0) 1 (njjititjttEiEE 計算事項的最遲時間 tL（9）= tE（9） = 16 tL（8）= 16-3 = 13 tL（7）= min（16-4，13-0）= 12 tL（6）= 16-4 = 12 tL（5）= min（12-2，12-6）= 6 tL（4）= min（5-0，13-2）= 6 tL（3）= 6-2 =4 tL（2）= min（5-2，6

12、-4，6-3）= 2 tL（1）= 2-2 = 0 )1 , 2, 1(),()(min)()()(nnjjitjtjtTntntLjLEEL 計算工序最早可能發(fā)生開工時間 箭尾事項的最早時間就是工序的最早可能開工時間。 tES（1，2）=0， tES（2，3）= 2 tES（2，4）=2 tES（2，5）=2 tES（3，6）=4 tES（4，8）=5 tES（5，6）=6， tES（5，7）=6 tES（6，9）=8 tES（7，9）=12 tES（8，9）=12 計算工序最遲必須開工時間 某工序的最遲必須開工時間等于箭頭事項的最遲時間減去本工序的持續(xù)時間。 tLS（1，2）=2-2=0，

13、 tLS（2，3）=10-2=8 tLS（2，4）=6-3=3， tLS（2，5）=6-4=2 tLS（3，6）=12-2=10， tLS（4，8）=13-2=11 tLS（5，7）=12-6=6， tLS（6，9）=16-4=12 tLS（7，9）=16-4=12， tLS（8，9）=16-3=13 計算工序的單時差和總時差 r（i，j）= tE（j）- tE（i）- t（i，j） R（i，j）= tL（j）- tE（i）- t（i，j） r（1，2）= 2-0-2=0， R（1，2）=2-0-2=0 r（2，3）= 4-2-2=0， R（2，3）=4-2-2=0 r（2，4）= 5-2-3

14、=0， R（2，4）=6-2-3=1 r（2，5）= 6-2-4=0， R（2，5）=6-2-4=0 r（3，6）= 8-4-2=2， R（3，6）=12-4-2=6 r（4，8）= 12-5-2=5， R（4，8）=13-5-2=6 r（5，6）= 8-6-2=0， R（5，6）=12-6-2=4 r（5，7）= 12-6-6=0， R（5，7）=12-6-6=0 r（6，9）= 16-8-4=4， R（6，9）=16-8-4=4 r（7，9）= 16-12-4=0， R（7，9）=16-12-4=0 r（8，9）= 16-12-3=1， R（8，9）=16-12-3=1返回5.4 5.4

15、搭接網(wǎng)絡搭接網(wǎng)絡 圖5-15 工作的搭接關系開挖澆混凝土081234567d總工期8d圖5-16 搭接網(wǎng)絡表示工作搭接關系總工期8d開 挖6d澆混凝土6dSS=2dFF=2d通常的搭接關系有以下4種 開始到開始 SS 結束到結束 FF 結束到開始FS 開始到結束 SF圖5-17 工作之間的4種搭接關系FFFSSSSF返回5.5 5.5 網(wǎng)絡計劃的優(yōu)化與調整網(wǎng)絡計劃的優(yōu)化與調整 5.5.1 5.5.1 工期工期結構優(yōu)化結構優(yōu)化 改變某些工序活動之間的先后順序 圖5-18 改變工作的先后順序a順序改變前；b順序改變后12534G2H3K10M2N512534G2H3K10M2N5ab 改變工序間的

16、銜接關系 圖5-19 改變工作的銜接關系a銜接關系改變前；b銜接關系改變后13524A5D5E2B4C413524A5D5E2B4C4ab 將串聯(lián)改為并聯(lián) 圖5-20 將串聯(lián)改為并聯(lián)關系a串聯(lián)工作；b并聯(lián)工作A5B3aA5Bb3將串聯(lián)關系改為平行交叉作業(yè)關系 圖5-21 將串聯(lián)改為并聯(lián)關系a串聯(lián)工作；b交叉工作1243A4B6C41243A12B13ab65C12A22B23C22 5.5.2 5.5.2 工期工期資源優(yōu)化資源優(yōu)化 如果根據(jù)網(wǎng)絡計算的結果，各工序活動都按最早開始時間開工，在某些時間段內，各工序活動對資源的累計需求量可能超過供給的限額。為了使任務總工期不拖延，一條解決問題的途徑是

17、合理利用非關鍵工序的時差，有選擇地推遲一些工序的開工時間，削減資源需求的峰值，達到資源的均衡使用。因此，工期資源優(yōu)化的實質是，對于處于超資源時間區(qū)段內的各項工序活動，根據(jù)其重要程度，把一部分推遲到該時段以后進行，從而逐段解決各個時間區(qū)段內的資源共需平衡問題。5.5.3 5.5.3 工期工期成本優(yōu)化成本優(yōu)化 工期成本優(yōu)化是求工程任務總成本最低時的合理工期。任何工程任務的成本都可以劃分為直接費用和間接費用兩大部分，它們與工期之間的關系通常如圖5-22所示。 為找出成本最低的合理工期，可以初始網(wǎng)絡計劃確定的工期為基準，通過不斷壓縮關鍵路線的時間，并計算不同工期條件下的總成本，通過比較，選出最優(yōu)方案。

18、 圖5-22 工期與成本的關系總成本費用直接費用間接費用時間成本費用作業(yè)作業(yè): （1）根據(jù)下表所示的作業(yè)明細表繪制網(wǎng)絡圖，計算各工序的單時差和總時差，并找出關鍵路線。 工序緊后工序緊前工序持續(xù)時間（天）ab,c,d-5bea7cea5de,fa8e-d,b,c6f-d3 （2）根據(jù)下表所示的作業(yè)明細表繪制網(wǎng)絡圖，計算各工序的單時差和總時差，并找出關鍵路線。 工序緊前工序持續(xù)時間（天）a-4ba6ca5da7ed,b,c5fd3 （3）根據(jù)下表給出的作業(yè)明細表繪制網(wǎng)絡圖 工序緊前工序工序緊前工序a-hbb-ih, ec-jh, eda, bkd, j, c, feblkfbml, i, ggf,

19、c 返回5.6 5.6 采掘作業(yè)網(wǎng)絡分析模擬系統(tǒng)采掘作業(yè)網(wǎng)絡分析模擬系統(tǒng) 某礦是一個年設計生產(chǎn)能力為180萬噸的大型地下礦，采采礦方法共有無底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法和房柱法3種。由于多種采礦方法并存，要求按嚴格順序多分段水平組織采掘生產(chǎn)作業(yè)。5.6.1 5.6.1 系統(tǒng)模擬方法系統(tǒng)模擬方法 把一定時期的采掘生產(chǎn)任務分解為相互獨立的工序，然后按工序的邏輯順序構造網(wǎng)絡分析模型； 以此模型為模擬基本事件表，模擬采掘作業(yè)的生產(chǎn)活動，事件(工序)發(fā)生的時間由網(wǎng)絡制約關系確定； 隨著模擬時間步長的增加，掃描事件的活動狀態(tài)； 根據(jù)一定的計劃原則和指標，調整工序的生產(chǎn)時間和順序，修改事件表中未發(fā)生事件

20、的時間參數(shù)； 從模擬結果中優(yōu)選采掘進度計劃方案。 5.6.2 5.6.2 采掘作業(yè)網(wǎng)絡分析模型采掘作業(yè)網(wǎng)絡分析模型 1）工序集合 :掘進、中孔(鑿巖)和回采 ,回采類工序是一類特殊的工序，不僅占用資源，而且還輸出一種資源礦石。2）工序模擬參數(shù): 地址參數(shù)，包括工程編號、工程名稱、所屬水平編號和礦塊 編號。 工程類型，共分掘進類、中孔類和回采類3種類型。 施工時間，即工序可能持續(xù)時間。 帶礦，即掘進類工序的帶礦量。 礦石儲量，即回采類工序的礦石儲量。 礦石品位，即帶礦或儲量礦石的品位。 損失率和貧化率，即回采工序的礦石損失率和貧化率。 單位時間出礦量，即回采工序單位時間的出礦能力。 作業(yè)量，包括

21、掘進和中孔作業(yè)量。 占用資源量，其中掘進和中孔類工序占用的資源分別為掘進 隊和中深孔鑿巖機，回采類工序占用的資源為鏟運機和電耙。5.6.3 5.6.3 模擬規(guī)則模擬規(guī)則 回采類工序。要優(yōu)先安排備用時間較長的回采工序投入生產(chǎn)，同時盡量按礦石生產(chǎn)優(yōu)化目標選擇回采工序投入生產(chǎn)。前者的意義是盡可能的減少回采工序的備用時間，后者則是在前者的基礎上根據(jù)回采生產(chǎn)的優(yōu)化目標，選擇投入生產(chǎn)的回采工序。 掘進類和中孔類工序。掘進類工序由掘進隊統(tǒng)一負責施工，即掘進類工序占有的有限資源為掘進隊；中孔類工序占有的有限資源為中深孔鑿巖機；一般情況下，正在某一礦塊內作業(yè)的掘進隊(中深孔鑿巖機)，在該礦塊的全部掘進作業(yè)（中孔作業(yè)）完成以前不能轉向其他礦塊；限制同一礦塊內同時作業(yè)的掘進隊數(shù)（鑿巖機數(shù)）；當工序發(fā)生資源沖突時，優(yōu)先安排對工期影響最大的工序施工。 5.6.4 5.6.4 作業(yè)計劃優(yōu)化作業(yè)計劃優(yōu)化 回采作業(yè)的優(yōu)化模型 掘進和中孔作業(yè)計劃優(yōu)化 采用RSM法優(yōu)化掘進及中孔作業(yè)的施工計劃。RSM法是一種解決有限資源沖突問題的網(wǎng)絡計劃調整方法，其實質是通過工序的最早完成時間和最遲開始時間計算出工序的緊急度，優(yōu)先安排對整個工期影響最大的工序施工。5.6.5 5.6.5 模擬系統(tǒng)結構模擬系統(tǒng)結構 0101102