同济大学土木工程施工第章网络计划技术课件

*,土木施工工程学,第十二章 网络计划技术,课程内容,第十二章 网络计划技术,网络计划技术是一种有效的系统分析和优化技术， 在土木工程施工中，应用网络计划技术编制土木工程施工进度计划具有以下特点：,能正确表达一项计划中各项工作开展的先后顺序及相互之间的关系；,通过网络图的计算，能确定各项工作的开始时间和结束时间，并能找出关键工作和关键线路；,通过网络计划的优化寻求最优方案；,在计划的实施过程中进行有效的控制和调整，保证以最小的资源消耗取得最大的经济效果和最理想的工期。,1,2,网络计划的概念,1,、网络图：是由箭线和节点按照一定规则组成的、用来表示工作流程的、有向有序的网状图形。,2,、网络计划：在网络图上加注工作的时间参数等而编制成的进度计划。,3,、网络计划技术：用网络计划对工程的进度进行安排和控制，以保证实现预定目标的科学的计划管理技术。,3,第一节 双代号网络图,一、,双代号网络图的组成,1,、概念,双代号网络图，是用 圆圈、有向箭线 表达计划所要完成的各项工作及其先后顺序和相互关系而构成的网状图形：,工作有向箭线，工作名称箭线上方，工作持续时间箭线下方；,箭尾工作开始端，箭头工作结束端；,节点箭头、箭尾衔接处圆圈,(,或方框、三角形框,),，编上号码；,工作代号箭头与箭尾的号码,i j,。,4,2,、工作,工作也称活动，是指完成一项任务的过程，可以是一个建设项目、一个单项工程，也可以是一个分项工程乃至一个工序。,虚工作,是一种既不消耗时间也不消耗资源的工作，用虚箭线来表示，用以反映一些工作与另外一些工作之间的逻辑制约关系。,上图所示的工作,2,3,就是虚工作 。,5,3,、节点,节点也称事件，是指表示工作的开始、结束或连接关系。,网络图的第一个节点为整个网络图的原始节点，最后一个节点为网络图的结束节点，其余的节点均称为中间节点。,4,、线路,从原始节点出发，沿着箭头方向直至结束节点，中间经由一系列节点和箭线，所构成的若干条,“,通道,”,即称为线路。,一条线路上的各项工作所持续时间的累加之和称为该线路之长。表示完成该线路上的所有工作需花费的时间。,双代号网络图的三要素：工作、节点、线路。,6,二、网络图的绘制,（一）逻辑关系的正确表示,1,、工艺顺序,就是工艺之间内在的先后顺序。如现浇钢筋混凝土柱的施工，是必须在绑扎完柱子钢筋和支完模板以后，才能浇筑混凝土。,2,、组织顺序,是在施工方案的基础上，根据工程对象所处的时间、空间以及资源供应等客观条件所确定的工作展开顺序。,双代号网络图 常见 逻辑关系 的表示方法：下图,1,12.,7,8,9,10,（二）双代号网络图的绘制规则,双代号网络图绘制规则：明确表达工作的内容，准确表达工作间的逻辑关系。,1,、 不得有两个或两个以上的箭线从同一节点出发且同时指向同一节点： 表达工作之间的平行关系时，可以增加虚工作来表达它们之间的 关系。,11,2,、 一个网络计划只能有一个节点开始和一个结束节点,、,都是计划的开始，,12,、,13,、,14,都是计划的完成，,这是错误的。,引入虚工作，图示形式，, 为计划的原始节点，,11,为计划的结束节点，,其余节点均为中间节点。,12,3,、 在网络图中不得存在闭合回路,图中，工作,C,、,D,、,E,形成闭合回路，说明这个网络图是错误的。,13,图,中工作,C,、,D,出现了两次，所以应该引进虚工作，正确逻辑关系,。,4,、 同一项工作在一个网络图中不能重复表达,：,14,5,、 不允许从箭线中间引出另一条箭线：,图中要表达,A,、,B,两工作的搭接关系，但表达方式是错误的，表达工作之间的搭接关系时应拆分 工作,A,为 工作,A,1,、工作,A,2,。,6,、网络图中不允许出现双向箭线和无箭头箭线：,15,7,、 网络图中节点编号自左向右，由小到大：应确保工作的起点节点的编号小于工作的终点节点的编号，并且所有的节点的编号不得重复。,16,8,、采用母线法绘图：当网络图的某节点有多条引出箭线、有多条箭线同时指向某节点时。,17,9,、 绘制网络图时，宜避免箭线交叉。 当箭线交叉不可避免时，图示方法。,18,10,、分段表达 平行搭接的工作：,网络中包含的工作为钢筋加工、钢筋绑扎，分,3,个施工段,19,11,、网络图应条理清楚，布局合理,20,12,、大的建设项目可分部分绘制,21,（三）双代号网络图的绘制,现以一个,【,实例,】,说明网络图绘制方法： 某建筑地面工程，有 回填土、铺设垫层、浇筑混凝土,3,个施工工序，分别有,3,个施工队按序施工；整个地面工程分,A,、,B,、,C 3,个段施工进行流水施工。,22,1,、从工艺网络图到生产网络图的绘制 （第一种方法）,1,）绘制工艺网络图：各个施工工序分别在,A,、,B,、,C,上的工艺水平展开，,23,2,）表达工作间的组织逻辑约束：使 施工工序达到连续 的要求，,24,问题：工作“铺垫层,A”,对 工作“回填土,C”,有制约、 工作“浇混凝土,A”,对 工作“铺垫层,C”,有制约，,而实际，不存在上述制约。,3,）逻辑关系的综合分析：,25,4,）逻辑关系的修正：再引入 虚工作，消除上述 不存在的制约关系，减除 多余的虚工作、多余的节点。,26,2,、从生产网络图到工艺网络图的绘制 （第二种方法）,1,）绘制生产网络图：施工段,A,、,B,、,C,上水平展开的各个施工工序，,27,2,）表达施工段之间的组织逻辑约束：使 施工段 达到 连续，,28,问题：工作“回填土,B”,对 工作“浇混凝土,A”,有制约、 工作“回填土,C”,对 工作“浇混凝土,B”,有制约， 而实际，不存在上述制约。,3,）逻辑关系的综合分析：,29,4,）逻辑关系的修正：再引入 虚工作，消除上述 不存在的制约关系，减除 多余的虚工作、多余的节点。,30,3,、网络图的绘制优化 根据上述的网络图结果，可将网络图优化为：,31,三、网络图的时间参数计算,网络的时间参数,各节点的时间参数： （可能开始）,最早时间,ET,、 （必须开始）,最迟时间,LT,；,各工作的时间参数： 工作持续时间,D,， 最早开始时间,ES,、 最早结束时间,EF,， 最迟开始时间,LS,、 最迟结束时间,LF,；,时差,： 自由时差,FF,、 总时差,TF,。,32,1,、节点时间的计算,节点时间：最早时间,ET,i,、,ET,j,， 最迟时间,LT,i,、,LT,j,。,1,）节点最早（可能开始）时间,起始节点,i,1,的时间为零：,ET,i,ET,1,0,（,i,1,）,中间节点,j,的最早时间计算：,ET,j,ET,i,+,D,ij,， 当只有一条剪线指向节点,j,时；,ET,j,max ,ET,i,+,D,ij,，当有多条剪线指向节点,j,时。,计算工期,T,C,：,T,C,ET,n,，,ET,n,是 终节点,n,的最早时间。,33,2,）节点最迟（必须开始）时间,网络计划的规定工期,T,R,，网络计划的计算工期,T,C,应有：,T,C,T,R,。,结束节点,j,n,的时间为 规定工期 ：,LT,j,LT,n,T,R,（,j,n,）,中间节点,i,的最早时间计算：,LT,i,LT,j,D,ij,， 当只有一条剪线从 节点,j,出发时；,LT,i,min ,LT,j,D,ij,， 当有多条剪线从 节点,j,出发时。,34,3,）时间参数计算的,【,实例,】,说明：,35,2,、工作时间的计算,1,）工作的最早可能开始时间,ES,ij,、最早可能结束时间,EF,ij,：,ES,ij,ET,i,EF,ij,ES,ij,+ D,ij,ET,i,+ D,ij,【,实例,】,计算说明：,ES,i-j,EF,i-j,36,2,、工作时间的计算,2,）工作的最迟必须开始时间 、最迟必须结束时间,LF,ij,LT,j,LS,ij,LF,ij,D,ij,LT,j,D,ij,【,实例,】,计算说明：,LS,i-j,LF,i-j,37,3,、工作时差的计算,时差：反映工作在一定条件下的机动时间范围,总时差,TF,ij,局部时差,FF,ij,相干时差,IF,ij,1,） 总时差,(Total Float Time),：是指各工作在不影响计划总工期的情况下，所具有的机动时间。也就是在不影响其所有后续工作最迟必须开始时间的前提下所具有的机动时间。,工作的总时差,TF,ij,的计算公式：,TF,ij,LT,j,EF,ij,TF,ij,LF,ij,EF,ij,LS,ij,ES,ij,38,2,） 局部时差，又称自由时差,(Free Float Time),：是指各工作在不影响后续工作最早开始时间的前提下，也就是在不影响计划子目标工期的前提下，所具有的机动时间。,工作的局部时差,FF,ij,的计算公式：,FF,ij,ET,j,EF,ij,FF,ij,ES,j,k,EF,ij,式中，,ES,j,k,为,j,节点紧后工作的最早可能开始时间。,3,） 相干时差，也称干扰时差,(Interfering Float Time),：是某项工作与其紧后工作共同占有的那段机动时间。,39,对工作,ij,的总时差构成作进一步分析，有：,工作的相干时差,IF,ij,的计算公式：,IF,ij,LT,j,ET,j,TF,ij,FF,ij,IF,ij,LF,ij,ES,j,k,式中，,ES,j,k,为,j,节点紧后工作的最早可能开始时间。,40,综上所述可知：,总时差以不影响总工期为限度，这是一种线路时差，它为该线路上的各工作所共同占有；,而局部时差以不影响后续工作最早开始为限度，是总时差的一部分，带有局部性；,相干时差也是总时差的组成部分，为节点前后工作所共同占有。,掌握时差并合理应用时差，对于生产调度和作业管理，保证网络计划的贯彻实施具有十分重要的意义。,41,4,、关键线路、关键工作,关键线路：在网络图中，持续时间最长的线路。在一般情况下，在关键线路上的 工作总时差 均为零。,关键工作：在关键线路上的工作。用较粗的箭线或双箭线来表示。非关键线路上工作，既有关键工作，也有非关键工作。非关键工作均有一定的机动时间，该工作在一定幅度内的提前或拖延不会影响整个计划工期。,42,5,、表上计算法原理,表上计算法的原理，同图上计算法。,具有特点：保持网络图的清晰，使数据计算条理化。,43,第二节 单代号网络图,单代号网络图，由节点和箭线组成，但构成基本符号的含义与双代号网络图不尽相同。,与双代号网络图比较：单代号网络图绘图简便，逻辑关系明确，没有虚箭线，便于检查修改。,一、单代号网络图的表示,单代号网络图，用节点,(,圆圈或方框,),表示工作，用箭线表示工作之间的逻辑关系，所以也被称为工作节点网络图。,44,1,、节点,工作 用节点表示、节点可采用 圆圈、或方框；,工作名称或内容、工作编号、工作持续时间以及工作时间参数都可以写在圆圈上或方框上。,45,2,、箭线,箭线 工作间的逻辑关系。,箭线的箭头表示工作的前进方向，箭尾节点工作为箭头节点工作的紧前工作。,逻辑关系表达时并不需使用虚箭线，但可能会引进虚工作。,只有一个原始节点和一个结束节点，而当几个工作同时开始或同时结束时，就必须引入虚工作,(,节点,),。,46,3,、 单、双代号网络图表达关系的对比,47,48,49,50,（二）单代号网络图的特点,1, 单代号网络图用节点及其编号表示工作，而箭线仅表示工作间的逻辑关系。,2, 单代号网络图作图简便，图面简洁，由于没有虚箭线，产生逻辑错误的可能较小。,3, 单代号网络图用节点表示工作，没有长度概念，不够形象，不便于绘制时标网络图。,4, 单代号网络图更适合用计算机进行绘制、计算、优化和调整。,51,第三节 时间坐标网络计划,时间坐标网络计划，简称时标网络。,在时间坐标网络计划中，节点位置及箭线的长短即表示工作的时间进程，这是与一般网络计划的主要区别。,时间坐标网络计划是网络图与横道图的结合。,双代号时间坐标网络图中，箭线一般是沿水平方向画，以细实线箭线表示工作，粗箭线表示关键工作，虚箭线表示虚工作，以波形线表示时差。,双代号时标网络图中所有符号在时间坐标上的位置及其水平投影，都必须与其所代表的时间值相对应。节点的中心必须对准时标的刻度线。虚工作必须以垂直的虚箭线来表示。,52,双代号时间坐标网络计划绘制：按工作最早可能开始时间、 或按最迟必须开始时间。,按工作最早可能开始时间绘制时间坐标网络计划的方法：先计算网络计划的时间参数，再根据时间参数在有横向时间坐标的草图上进行绘制。 如，,53,第四节 网络图的优化,网络优化,：就是在既定条件下，按照某一衡量指标（工期，资源、成本），利用时差调整来不断改善网络计划的最初方案，寻求最忧方案的过程。,根据衡量指标的不同，网络优化可以分为：工期优化、资源优化、工期,费用优化 等。,54,工期优化也称时间优化，就是当初始网络计划的计算工期大于要求工期时，通过压缩关键线路上工作的持续时间或调整工作关系，以满足工期要求的过程。,一、工期优化,缩短网络计划的计算工期常用以下几种方法：,1,、压缩关键线路方法 通过对网络计划的关键工作采取一定的技术和组织措施，使其工作持续时间缩短，从而压缩关键线路长度，达到缩短计划工期的目的。 关键工作持续时间的缩短，往往会引起关键线路的转移。每压缩一次均应求出新的关键线路，再次压缩时，压缩对象应是新的关健线路上的关键工作。,2,、 调整工作关系的方法 如可能调整某些工作间的逻辑关系，把原网络计划中某些串联的工作调整为平行进行，则也可以达到压缩计划工期的目的。,55,资源,(,人力、材料、机具设备、资金等,),的优化：就是要解决网络计划实施中的资源供求矛盾或实现资源的均衡利用，以保证工程的顺利完成，并取得良好的技术经济效果。,资源优化有两种不同的目标：,1.,资源有限，工期最短；,2.,工期一定，实现资源的需求均衡。,二、资源优化,（一）资源有限、工期最短的优化,资源有限使工期最短的优化，是指在资源供应有限的前提下，保持各个工作的每日资源需求量,(,强度,),是常数，合理地安排资源分配，寻找最短计划工期的过程。,56,优化过程中不改变网络计划的逻辑关系；,在优化过程中，网络计划的各工作持续时间不予变更；,各工作的每天资源需要量是常数，且是合理的；,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。,资源有限、工期最短优化的前提条件：,关键工作优先满足，按每日资源需求量，从大到小顺序供应资源；,非关键工作在满足关键工作的资源需求以后再供应资源。；,最后考虑给计划中总时差较大、允许中断的工作供应资源。,资源优化分配的原则：,57,（二）成本量低的最优工期,1,、工程的,工期,成本曲线,工程成本，由 直接费用、间接费用 组成。直接费用曲线、间接费用曲线 叠加，得到 工期,成本曲线，如图：,58,工期,成本优化的目的：,1,）寻求直接费与间接费总和即成本最低的最优工期,T,B,，以及与此相对应的网络计划中各工作的进度安排。,2,）在工期规定,T,i,的条件下，寻求与此相对应的最低成本，以及网络中各工作的进度安排。,工期,成本优化的方法：,1,）求出不同工期下的最小直接费用总和。,2,）缩短关键工作的持续时间，首先缩短费用率最小的关键工作的持续时间,“,最低费用加快方法,”,。,59,