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1、四四.网络计划网络计划 n网网 络络 图图 n时间参数的计算时间参数的计算 n网络计划的优化网络计划的优化 第三节第三节 网络计划的优化网络计划的优化 网络计划的优化网络计划的优化:从工期、成本、资源等方面对初步网从工期、成本、资源等方面对初步网络图作进一步的改善和调整,以求得最佳络图作进一步的改善和调整,以求得最佳效果。这一过程,就是网络计划的优化。效果。这一过程,就是网络计划的优化。一、把串联工作改为平行工作或交叉工作一、把串联工作改为平行工作或交叉工作 举例说明优化的几种方法:举例说明优化的几种方法:为为了了缩缩短短整整个个任任务务的的完完工工期期,达达到到时时间间优优化化的的目目标标,
2、可可以以研研究究关关键键路路线线上上串串联联的的每每一一项项工工作作有有无无可可能能改改为为平平行行工工作作或或交交叉叉进进行行的的工工作作,以缩短工期。以缩短工期。如如在在图图9-89-8中中,原原计计划划市市场场调调研研需需1212天天,如如增增加加人人力力改改为为三三组组同同时时进进行行,则则只只需需4 4天天即可。即可。又又如如图图9-99-9所所示示,挖挖沟沟工工作作A A需需9 9天天,埋埋管管子子工工作作月月需需6 6天天,串串联联工工作作需需时时1515天天,而而变变为为三三段段交交叉叉工工作作,只需只需1111天。这种方法虽然简单,但是行之有效。天。这种方法虽然简单,但是行之
3、有效。333222二、利用时差二、利用时差 由于网络图中的非关键路工作都有时差,所以由于网络图中的非关键路工作都有时差,所以这些工作在开工时间上,具体工时上都具有一定的这些工作在开工时间上,具体工时上都具有一定的弹性。为了缩短任务的总工期,可以考虑放慢非关弹性。为了缩短任务的总工期,可以考虑放慢非关键工作的进度,减少这些工作的人力、资源,转去键工作的进度,减少这些工作的人力、资源,转去支援关键工作,以使关键工作的工时缩短来达到目支援关键工作,以使关键工作的工时缩短来达到目的。的。三、有限资源的合理分配三、有限资源的合理分配 一一项项任任务务的的可可用用资资源源,一一般般情情况况下下总总是是有有
4、限限的的,因因此此时时间间计计划划必必须须考考虑虑资资源源问问题。题。如何在有限资源情况下使工期最短?如何在有限资源情况下使工期最短?以以人人力力资资源源为为例例。图图9-209-20所所示示的的网网络络图图,已已计计算算出出关关键键路路线线为为:,总总工工期期为为1111天天。箭箭杆杆上上中中标标注注数数字字为为工工作作每每天天所所需需人人力力数数(假假设设所所有有工工作作都都需需要要同同一一种种专专业业工工人人)。画画出出带带日日程程的的网网络络图图及及资资源源动动态态曲曲线线,如如图图9-29-2l(l(图图中虚线为非关键工作的总时差中虚线为非关键工作的总时差)。由由图图可可见见,若若按
5、按每每道道工工作作的的最最早早开开工工时时间间安安排排,人人力力需需求求很很不不均均匀匀,最最多多者者为为2020人人日日,最最少少为为1 1人人日日,这这种种安安排排即即使使在在人人力力资资源源充充足足条条件件下下也也是是很很不不经经济济的的。现现假假设设资资源源有有限限,每每日日可可用用人人力力为为1010人人下下面面进进行行计计划划调调整整,希希望望能能不不延延迟总工期或尽量少延迟。迟总工期或尽量少延迟。调整的基本原则是:调整的基本原则是:(1)(1)尽量保证关键工作的日资源需求量。尽量保证关键工作的日资源需求量。(2)(2)利利用用非非关关键键工工作作的的时时差差错错开开各各工工作作的
6、的使使用用资资源源时间。时间。(3)(3)在在技技术术章章程程允允许许条条件件下下,可可适适当当延延长长时时差差大大的的工工作作的的工工时时,或或切切断断某某些些非非关关键键工工作作,以以减减少少日日总总需求量。需求量。具具体体方方法法是是按按资资源源的的日日需需求求量量所所划划分分的的时时间间段段逐逐步步从从始始点点向向终终点点进进行行调调整整,本本例例中中,第第一一个个时时间间段段为为00,22,需需求求量量为为1818人人日日,在在调调整整时时要要对对本本时时间间段段内内各各工工作作按按总总时时差差的的递增顺序排队编号,如:递增顺序排队编号,如:工作工作(1(1,2)2),总时差,总时差
7、0 0,编为,编为1 1#工作工作(1(1,4)4),总时差,总时差l l,编为编为2 2#工作工作(1(1,6)6),总时差,总时差7 7,编为,编为3 3#对对编编号号小小的的优优先先满满足足资资源源需需求求量量,当当累累计计和和超超过过1010人人时时,未未得得到到人人力力安安排排的的工工作作应应移移入入下下一一时时间间段段,本本例例中中工工作作(1(1,2)2)与与(1(1,4)4)人人力力日日需需求求量量为为9 9,而而工工作作(1(1,6)6)需需9 9人人日日,所所以应把以应把(1(1,6)6)移出移出00,22间段后开工,见图间段后开工,见图9-229-22。接接着着调调整整2
8、2,33间间段段。在在编编号号时时要要注注意意,如如果果已已进进行行的的非非关关键键工工作作不不允允许许中中断断,则则编编号号要要优优先先考考虑虑,把把它它们们按按照照新新的的总总时时差差与与最最早早开开始始时时间间之之和和的的递递增增顺顺序序排排列列,否否则则同同第第一一段的编号规则。段的编号规则。本例中本例中(1(1,4)4)为已进行中工作,假设不允许中断。而为已进行中工作,假设不允许中断。而(2(2,3)3)为关键工作,为关键工作,(1(1,6)6)还有时差还有时差5 5天,则编号顺序为:天,则编号顺序为:工作工作(1(1,4)4),总时差,总时差1 1,编为,编为1 1#工作工作(2(
9、2,3)3),总时差,总时差0 0,编为,编为2 2#工作工作(1(1,6)6),总时差,总时差5 5,编为,编为3 3#累累加加所所需需人人力力资资源源数数,工工作作(1(1,4)4)与与(2(2,3)3)共共需需1010人人日日,所所以以工工作作(1(1,6)6)要要移移出出(2(2,3)3)时时间间段段,调调整整结结果果见见图图9-239-23。以以后后各各时时间间段段类类似似处处理理,经经过过几几次次调调整整,可可得得图图9-249-24。此此时时人人力力日日需需求求量量已已满满足足不不超超过过1010人人的的限限制制,总总工工期期未未受受影影响响,必必要要时时总总工工期期可能会延迟。
10、这种方法也可用于多种资源分配问题。可能会延迟。这种方法也可用于多种资源分配问题。需需要要说说明明的的是是,由由于于编编号号及及调调整整规规则则只只是是一一种种原原则则,所所以以调调整整结结果果常常常常是是较较好好方方案案,不不一一定定是是工工期期最最短短方方案案。由由于于求求精精确确解解有有时时很很繁繁难难,网网络络优优化化中中多多采采用用这这类类近似算法。近似算法。四、最低成本日程四、最低成本日程 项目或任务的成本一般包括项目或任务的成本一般包括直接费用直接费用和和间接费用间接费用两两部分部分。直接费用直接费用是完成各项工作直接所需人力、资源、设是完成各项工作直接所需人力、资源、设备等费用,
11、为缩短工作的作业时间,需采用一些技术组备等费用,为缩短工作的作业时间,需采用一些技术组织措施,相应会增加一些费用,在一定范围内,工作的织措施,相应会增加一些费用,在一定范围内,工作的作业时间越短,直接费用越大。作业时间越短,直接费用越大。间接费用间接费用则包括管理费、办公费等,常按任务期长则包括管理费、办公费等,常按任务期长短分摊,在一定条件下,工期越长,间接费用越大。它短分摊,在一定条件下,工期越长,间接费用越大。它们与工期的关系如图们与工期的关系如图9 9-25-25所示。所示。图图9-25最低成本日程最低成本日程工期工期间接费用间接费用直接费用直接费用总成本总成本费用费用 工期缩短时直接
12、费用要增加而间接费用减少,总成本是工期缩短时直接费用要增加而间接费用减少,总成本是由直接费用与间接费用相加而得。通过计算网络计划的由直接费用与间接费用相加而得。通过计算网络计划的不同不同完工期相应的总费用完工期相应的总费用,以求得成本最低的日程安排就是以求得成本最低的日程安排就是“最最低成本日程低成本日程”,又称,又称 工期一成本工期一成本”优化。优化。直直接接费费用用与与工工作作所所需需工工时时关关系系,常常假假定定为为直直线线关关系系,如如图图9-26 9-26 图图9-269-26工时工时费用费用B BA A工工作作(i i,j)j)的的正正常常工工时时为为 ,所所需需费费用用 ,特特急
13、急工工时时为为 ,所所需需费费用用 ,工工作作(i i,j)j)从从正正常常工工时时每每缩缩短短一一个个单单位位时时间间所所需需增增加加的的费费用用称称为为成成本本斜斜率率,用用 表示表示 如如某某工工作作正正常常工工时时为为5 5天天,费费用用600600元元;按按 特特 急急 工工 时时 3 3天天 进进 行行 所所 需需 费费 用用 为为 900900元元,则则 (元天元天),即每缩短一天需增加费用,即每缩短一天需增加费用150150元。元。下面通过例子说明下面通过例子说明最低成本日程最低成本日程的计算方法。的计算方法。例例3 3 已已知知网网络络计计划划各各工工作作的的正正常常工工时时
14、、特特急急工工时时及及相相应应直直接接费费用用如如表表9-59-5,网络图如图,网络图如图9-279-27。成本斜率成本斜率工工作作正正常常工工时时特特急急工工时时时间时间(d)费用费用(元元)时间时间(d)费用费用(元元)(元元d)24302226241818500090004000100008000540064001618182420181070001020048001030090005400680025010020015025050 按按正正常常工工时时从从图图9-279-27中中计计算算出出总总工工期期为为7474天天。关关键键路路线线为为,由由表表9-59-5可可计计算算出出正正常常
15、工工时时情况下情况下总直接费用总直接费用为为4780047800元。元。设设正正常常工工时时下下,任任务务总总间间接接费费用用为为1800018000元元,工工期期每缩短一天,间接费用可节省每缩短一天,间接费用可节省330330元,求元,求最低成本日程最低成本日程。解解 以以图图9-279-27所所示示的的原原始始网网络络为为基基础础,计计算算按按下下列列步步骤骤进进行:行:(1)(1)从从关关键键工工作作中中选选出出缩缩短短工工时时所所需需直直接接费费用用最最少少的的方方案案,并确定该方案可能缩短的天数。并确定该方案可能缩短的天数。(2)(2)按按照照工工作作的的新新工工时时,重重新新计计算
16、算网网络络计计划划的的关关键键路路线线及及关键工作。关键工作。(3)(3)计算由于缩短工时所增加的直接费用。计算由于缩短工时所增加的直接费用。不断重复上述三个步骤,直到工期不能再缩短为止。不断重复上述三个步骤,直到工期不能再缩短为止。下面结合例子说明:下面结合例子说明:从从图图9-279-27看看出出,关关键键路路线线上上的的三三道道关关键键工工作作(1(1,3)3),(3(3,4)4),(4(4,6)6)中中,工工作作(1(1,3)3)的的成成本本斜斜率率最最小小(100)(100),应应选择在工作选择在工作(1(1,3)3)上缩短工时,上缩短工时,查查表表9-59-5知知,最最多多可可缩缩
17、短短1212天天,即即取取工工作作(1(1,3)3)新新工工时时为为303012=18(12=18(天天)。重新计算网络图时间参数。重新计算网络图时间参数。结结果果如如图图9-28(9-28(a)a)所所示示,关关键键路路线线为为,工工期期为为6464天天,实实际际只只缩缩短短了了1010天天。这这意意味味着着(1(1,3)3)工工作作没没有有必必要要减减少少1212天天,(1(1,3)3)工工时时应应取取3030一一10=20(10=20(天天)。重重新新计计算算,结结果果如如 图图 9-28(9-28(b)b),总总 工工 期期 为为 6464天天,有有 两两 条条 关关 键键 路路 线线
18、:与与,此此次次调调整整增增加加直直接接费费用用10101001001000(1000(元元)。重重复复步步骤骤(1)(1),(2)(2),(3)(3),必必须须注注意意两两条条关关键键路路线线应应同同时时缩缩短短。有有如如下下几几个方案可选择:个方案可选择:(1)(1)在在(1(1,3)3)与与(1(1,2)2)上同时缩短一天,需费用上同时缩短一天,需费用100+250100+250350(350(元元);(2)(2)在在(1(1,3)3)与与(2(2,4)4)上同时缩短一天,需费用上同时缩短一天,需费用100+200100+200300(300(元元);(3)(3)在在(3(3,4)4)与
19、与(1(1,2)2)上同时缩短一天,需费用上同时缩短一天,需费用150+250150+250400(400(元元);(4)(4)在在(3(3,4)4)与与(2(2,4)4)上同时缩短一天,需费用上同时缩短一天,需费用150+200=350(150+200=350(元元);取取费费用用最最小小方方案案为为方方案案(2)(2),(1(1,3)3)最最多多可可缩缩短短2 2天天,(2(2,4)4)可可缩缩短短4 4天天,取取其其中中小小者者,即即将将(1(1,3)3)与与(2(2,4)4)的的工工时时分分别别改改为为20202 218(18(天天),22222 220(20(天天)。(4,6)(4,
20、6)不能缩短不能缩短 重重新新计计算算网网络络图图时时间间参参数数,结结果果见见图图9-299-29。总总工工期期为为6262天天,这这时时关关键键路路线线仍仍为为2 2条:条:与与,增加直接费用,增加直接费用2 2300=600(300=600(元元)。第第三三次次调调整整:选选择择费费用用最最小小的的方方案案,在在工工作作(2,4)与与(3,4)上上各各缩缩短短2天天,即即(2,4)与与(3,4)的的工工时时分分别别改改为为20218(天天),26224(天天),重重新新计计算算网网 络络 图图 时时 间间 参参 数数,结结 果果 见见 图图 9 30。总总 工工 期期 为为 60天天,关
21、关 键键 路路 线线 为为:,和和,所所增增加加的的直直接接费费用用为为2 350700(元元)。由于一条关键路线由于一条关键路线上各工作工时已不能缩短,计算结束。上各工作工时已不能缩短,计算结束。全全部部计计算算过过程程及及相相应应费费用用变变化化列列成成表表9-69-6。由由表表中中可可见见,最低成本日程为最低成本日程为6262天,总成本为天,总成本为6344063440元。元。表表9-6 9-6 计算计算过程过程工作名称工作名称可缩短可缩短天数天数(d)实际缩实际缩短短天数天数(d)总直接总直接费用费用(元元)总间接总间接费用费用(元元)总成本总成本(元元)总工期总工期(d)0123/(1,3)(1,3)与与(2,4)(3,4)与与(2,4)122,42,2102247800488004940050100180001470014040133806580063500634406348074(正常正常)6462*60