资源简介

(共27张PPT)
模块3 工程网络计划技术
学习描述
教学内容
本模块主要介绍网络计划技术的基本概念、网络图的绘制方法、网络计划的编制、双代号和单代号网络计划时间参数的计算方法、网络计划的优化等。
教学要求
通过本模块的学习，学生应了解网络计划技术的基本原理及分类，熟悉双代号网络图的构成、工作之间常见的逻辑关系；掌握双代号网络图的绘制方法；熟悉双代号网络计划中工作计算法、标号法和时标网络计划；熟悉双代号网络计划的节点计算法；熟悉单代号网络计划时间参数的计算；熟悉工期优化和费用优化，了解资源优化。
实践环节
网络图的绘制、网络图的时间参数计算。
3.6网络计划的优化
在编制一项工程的网络计划时，一般不太可能一步达到十分完善的地步。初始网络的关键线路往往拖得很长，非关键线路上的富裕时间很多，网络松散，任务周期长。通常在初步制定了网络计划方案以后，需要根据工程任务的特点再进行调整与优化，从工程建设的整体角度对时间、资金和人力等进行合理匹配，从而得到最佳的周期、最低的成本和对资源最有效的利用结果。
网络计划的优化目标应按计划任务的需要和条件选定，包括工期目标、费用目标和资源目标。根据优化目标的不同，网络计划的优化可分为工期优化、费用优化和资源优化3种。
所谓工期优化，是指网络计划的计算工期不满足要求工期时，通过压缩关键工作的持续时间以满足要求工期目标的过程。
1.工期优化的方法
网络计划工期优化的基本方法是在不改变网络计划中各项工作之间逻辑关系的前提下，通过压缩关键工作的持续时间来达到优化目标。在工期优化过程中，按照经济合理的原则，不能将关键工作压缩成非关键工作。此外，当工期优化过程中出现多条关键线路时，必须将各条关键线路的总持续时间压缩相同数值；否则，不能有效地缩短工期。
3.6.1工期优化
网络计划的工期优化可按下列步骤进行。
（1）确定初始网络计划的计算工期和关键线路。一般可用标号法确定出关键线路及计算工期。
（2）按要求工期计算应缩短的时间（ΔT）。应缩短的时间等于计算工期与要求工期之差，即
ΔT=Tc-Tr（3-25）
式中，Tc为网络计划的计算工期；Tr为要求工期。
（3）选择应缩短持续时间的关键工作。选择压缩对象时宜在关键工作中考虑下列因素。
①缩短持续时间对质量和安全影响不大的工作。
②有充足备用资源的工作。
③缩短持续时间所需增加费用最少的工作。
（4）将所选定的关键工作的持续时间压缩至最短，并重新确定计算工期和关键线路。若被压缩的工作变成非关键工作，则应延长其持续时间，使之仍为关键工作。
（5）若计算工期仍超过要求工期，则重复以上步骤，直到满足工期要求或工期已不能再缩短为止。
（6）当所有关键工作的持续时间都已达到其能缩短的极限而寻求不到继续缩短工期的方案，但网络计划的计算工期仍不能满足要求工期时，应对网络计划的原技术方案、组织方案进行调整，或对要求工期重新审定。
2.工期优化时应注意的问题
工期优化时应注意以下一些问题。
（1）是否出现资源的过度分配。
（2）工序安排是否出现变化。
（3）成本是否上升且超过项目预算。
（4）是否需要通过增加资源来进行优化，资源是否具备可利用性。
（5）是否出现其他关键线路或多条关键线路，造成项目风险加大。
【案例3-10】某单项工程，按图343所示进度计划网络图组织施工。原计划工期是170 d，在第75天进行进度检查时发现：工作A已全部完成，工作B刚刚开工。本工程各工作相关参数见表3-8。
【问题】
（1）为使本单项工程仍按原工期完成，则必须赶工，调整原计划，应如何调整原计划，使得既经济又能保证整个工作在计划的170天内完成，并列出详细的调整过程。
（2）试计算经调整后所需投入的赶工费用。
（3）指出调整后的关键线路。
【解析】
（1）用标号法求出正常持续时间下的计算工期和关键线路，如图3-44所示。
①检查后的进度计划网络图如图3-45所示。此时的总工期拖后15 d，关键线路为原关键线路：A→B→D→H。
②因关键线路中工作B的赶工费率最低，故先对工作B的持续时间进行压缩，工作B压缩5 d，因此增加费用为5×200＝1 000（元），总工期为185-5＝180（d），关键线路仍为A→B→D→H。第一次调整后的进度计划网络图如图3-46所示。
③在剩余关键工作中，工作D的赶工费率最低，故应对工作D的持续时间进行压缩。在压缩工作D的同时，应考虑与之平等的各线路，以各线路工作正常进展均不影响总工期为限。故工作D只能被压缩5 d，因此增加费用为5×300＝1 500（元），总工期为180-5＝175（d）。
关键线路为A→B→D→H和A→B→C→F→H两条。第二次调整后的进度计划网络图如图3-47所示。
④剩余的关键工作中，存在三种压缩方式：同时压缩工作C、工作D；同时压缩工作F、工作D；压缩工作H。其中，同时压缩工作C和工作D的赶工费率最低，故应对工作C和工作D同时进行压缩。工作C最大可压缩天数为3 d，故本次调整只能压缩3 d，因此增加费用为3×100＋3×300＝1 200（元），总工期为175-3＝172（d）。关键线路为A→B→D→H和A→B→C→F→H两条。第三次调整后的进度计划网络图如图3-48所示。
⑤剩下压缩方式中，压缩工作H赶工费率最低，故应对工作H进行压缩。
工作H压缩2 d，因此增加费用为2×420＝840（元），总工期为172-2＝170（d）。第四次调整后的进度计划网络图如图3-49所示。
⑥通过以上工期调整，工作仍能按原计划的170 d完成。
（2）所需投入的赶工费为1 000＋1 500＋1 200＋840＝4 540（元）。
（3）调整后的关键线路为A→B→D→H和A→B→C→F→H。
3.6.2费用优化
费用优化又称为工期成本优化，是指寻求工程总成本最低时的工期安排，或按要求工期寻求最低成本的计划安排的过程。
在建设工程施工过程中，完成一项工作通常可以采用多种施工方法和组织方法，而不同的施工 方法和组织方法又会有不同的持续时间和费用。由于一项建设工程往往包含许多工作，因此在安排建设工程进度计划时就会出现许多方案。进度方案不同，所对应的总工期和总费用也就不同。为了能从多种方案中找出总成本最低的方案，必须首先分析费用和时间之间的关系。
1.工程费用与工期的关系
工程总费用由直接费用和间接费用组成。直接费用由人工费、材料费、机械使用费、其他直接费用及现场经费等组成。施工方案不同，直接费用也就不同；如果施工方案一定，工期不同，直接费用也不同。直接费用会随着工期的缩短而增加。间接费用包括企业经营管理的全部费用，它一般会随着工期的缩短而减少。在考虑工程总费用时，还应考虑工期变化带来的其他损益，包括效益增量和资金的时间价值等。工程费用与工期的关系如图3-50所示。
2.工作直接费用与持续时间的关系
由于网络计划的工期取决于关键工作的持续时间，为了进行工期成本优化，必须分析网络计划中各项工作的直接费用与持续时间之间的关系，它是网络计划工期成本优化的基础。
工作的直接费用与持续时间之间的关系类似于工程直接费用与工期之间的关系，工作的直接费用随着持续时间的缩短而增加，见图350。为简化计算，工作的直接费用与持续时间之间的关系被近似地认为是一条直线关系。当工作划分不是很粗时，其计算结果还是比较精确的。
工作的持续时间每缩短单位时间而增加的直接费用称为直接费用率。工作的直接费用率越大，说明将该工作的持续时间缩短一个时间单位，所需增加的直接费用就越多；反之，将该工作的持续时间缩短一个时间单位，所需增加的直接费用就越少。因此，在压缩关键工作的持续时间以达到缩短工期的目的时，应将直接费用率最小的关键工作作为压缩对象。当有多条关键线路出现而需要同时压缩多个关键工作的持续时间时，应将它们的直接费用率之和（组合直接费用率）最小者作为压缩对象。
3.6.3资源优化
资源是指为完成一项计划任务所需投入的人力、材料、机械设备和资金等。完成一项工程任务所需要的资源量基本上是不变的，不可能通过资源优化将其减少。
工程计划要按期完成往往会受到资源的限制。一项好的工程计划安排，一定要合理地使用现有资源。如果工作进度安排不得当，就会使正在计划的某些阶段出现对资源需求的高峰，而在另一些阶段则出现资源需求低谷。这种高峰与低谷的存在是一种资源没有得到很好利用的浪费现象。
资源优化的目的是通过改变工作的开始时间和完成时间，使资源按照时间的分布符合优化目标，解决资源的供需矛盾或实现资源的均衡利用。
在通常情况下，网络计划的资源优化分为两种，即“资源有限，工期最短”的优化和“工期固定，资源均衡”的优化。前者是通过调整计划安排，在满足资源限制的条件下，使工期延长最少的过程；而后者是通过调整计划安排，在工期保持不变的条件下，使资源需要量尽可能均衡的过程。这里所讲的资源优化，其前提条件有如下几个。
（1）在优化过程中，不改变网络计划中各项工作之间的逻辑关系。
（2）在优化过程中，不改变网络计划中各项工作的持续时间。
（3）网络计划中各项工作的资源强度（单位时间所需资源数量）为常数，而且是合理的。
（4）除规定可中断的工作外，一般不允许中断工作，应保持其连续性。
一、单项选择题
1.下列有关双代号网络图的说法，正确的是()。
A.工作、节点编号和箭线是构成双代号网络图的三要素
B.双代号网络图中的箭线表示工作间的逻辑关系
C.箭线的长短在无时间坐标条件下与工作时间长短无关
D.箭线只能绘成直线
2.在网络图中，当计算工期等于计划工期时，()。
A.一定有关键线路 B.一定没有关键线路
C.不一定有关键线路D.一定有2条以上关键线路
3.某A项工作有两项紧后工作D和E，D的最迟完成时间为20 d，持续时间为13 d；E的最迟时间为25 d，持续时间为15 d。则A工作的最迟完成时间为（）。
A.20 d B.15 d C.10 dD.7 d
4.关于自由时差和总时差，下列说法中错误的是（）。
A.自由时差为零，总时差必定为零
B.总时差为零，自由时差必为零
C.不影响总工期的前提下，工作的机动时间为总时差
D.不影响紧后工序最早开始的前提下，工作的机动时间为自由时差
5.某工程计划中A工作的持续时间为5 d，总时差为8 d，自由时差为4 d。如果A工作实际进度拖延13 d，则会影响工程计划工期（）。
A. 3 dB. 4 dC.5 dD.10 d
二、多项选择题
1.在工程网络计划中，关键工作是（）的工作。
A.自由时差为零B.总时差最小
C.两端节点为关键节点D.关键线路上
E.持续时间最长
2.在工程双代号网络计划中，某项工作的最早完成时间是指其（）。
A.开始节点的最早时间与工作总时差之和
B.开始节点的最早时间与工作持续时间之和
C.完成节点的最迟时间与工作持续时间之差
D.完成节点的最迟时间与工作总时差之差
E.完成节点的最迟时间与工作自由时差之差
3.已知网络计划中工作M有两项紧后工作，这两项紧后工作的最早开始时间分别为第15 d和第18 d，工作M的最早开始时间和最迟开始时间分别为第6 d和第9 d。如果工作M的持续时间为9 d，则工作M（）。
A.总时差为3 dB.自由时差为0 d
C.总时差为2 dD.自由时差为2 d
E.与紧后工作时间间隔分别为0 d和3 d
4.关于关键线路和关键工作的说法，正确的有（）。
A.关键线路上相邻工作的时间间隔为零
B.关键线路上各工作持续时间之和最长
C.关键线路可能有多条
D.关键工作的总时差一定为零
E.关键工作的最早开始时间等于最迟开始时间
5.当计算工期超过计划工期时，可压缩关键工作的持续时间以满足要求。在确定缩短持续时间的关键工作时，宜选择（）。
A.缩短持续时间而不影响质量和安全的工作
B.有多项紧前工作的工作
C.有充足备用资源的工作
D.缩短持续时间所增加的费用相对较少的工作
E.单位时间消耗资源量大的工作
三、简答题
1．什么是网络图？什么是网络计划？
2．什么是逻辑关系？虚工作的作用是什么？举例说明。
3．双代号网络图绘制规则有哪些？
4．一般网络计划要计算哪些时间参数？简述各参数的符号。
5．什么是总时差？什么是自由时差？两者有何关系？
6．什么是关键线路？对于双代号网络计划和单代号网络计划如何判断关键线路？
7．简述双代号网络计划中工作计算法的计算步骤。
8．简述单代号网络计划与双代号网络计划的异同。
9．时标网络计划有什么特点？
10．简述网络计划优化的分类。
四、绘图题
1.某工程由9项工作组成，它们的持续时间和网络逻辑关系见表3-9，试绘制双代号网络图。（按工作过程计算法计算并标注时间参数）
2.某工程由支模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土3个分项工程组成，划分为4个施工段，各分项工程在各个施工段上的持续时间依次为：支模板6 d、绑扎钢筋4 d、浇筑混凝土2 d。
试绘制：
（1）按工种排列的双代号网络图。
（2）按施工段排列的双代号网络图。
3.已知工作之间的逻辑关系见表3-10，试绘制双代号网络图。
4.图3-51所示是某工程双代号网络计划，把它改绘成时标网络图。

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