生产与运作管理项目计划管理

第十三章 项目计划管理 在生产类型的划分中， 项目属于单件生产， 但又不同于一般的单件生产， 这类生 产的管理有它的特殊性，如新产品开发、软件系统开发、大型设备大修、大型技 术改造以及特殊的大型单件产品生产等。 它要求在规定的时间和预算费用内完成 一项大型工程或创新性强、 风险大的研究项目， 为此需要组织由多种专业人员组 成的专门队伍。 因此，它属于另一种特殊的生产类型， 所采用的管理方法也具有 特殊性，通常称之为项目管理。 项目管理研究的重点是项目的目标管理、 项目的 计划管理和项目管理应遵循的基本原则和方法。第一节 项目管理一、项目及项目管理项目是一种一次性的工作； 是一个用于达到某一明确目标的组织单元， 应当 在规定的时间内完成， 有明确的可利用资源， 明确的性能指标约定； 需要运用多 种学科的知识组织起来的人员； 成功地完成一次开发性的产品或劳务。 因此，美 国管理百科全书中将项目定义为：那些在指定的时间内、特定的范围内、限 定的预算内和规定的质量指标内所要完成的一次性任务或工作。 项目有些共同的特点。一是它们相对规模较大，甚至规模巨大。比如波音 777 飞机的研制， 需要在众多合作者之间进行广泛的协调， 当然也包括大量的资源和 管理精力的投入。 二是项目的复杂性。 这要根据活动的多少和它们之间的相互依 赖程度来确定， 这也包括要按特定顺序来进行的许多活动。 这种顺序一般是根据 技术要求或策略考虑来确定的。 三是必须估算各项活动所需要的时间和资源， 这 对于以前从来没做过的工作来说是特别困难的，研究和开发项目经常是这种情 况。最后一个特点是项目相对无惯例可循。 这意味着组织不能按照惯例和重复的 方式开展特殊项目 （例外的是航空公司对飞机进行定期维护的项目） 。一般来说， 每一项目都因为要满足定制的管理要求而具有创新的特点。项目管理包括许多制造和服务活动。 大型项目如奥运会工程、 长江三峡工程 以及美国的曼哈顿计划、 阿波罗登月计划等； 小型项目如房地产开发中的小区工 程、某个影视制作、 高炉和发电机组的维修等， 都是在项目管理思想的基础上进 行的。这些都是一次性的活动或工作， 都受期限和费用的约束， 并有一定的技术、 经济性能指标要求等。 由此可见， 在各种不同的项目中， 项目内容可以是千差万 别的，但项目本身有其共同的特点，这些特点就是其共性，可以概括如下：项 目通常是为了追求一种新产物而组织的， 具有单一性、任务可辨认性； 项目是 由多个部分组成的，跨越多个（社会）组织，因此具有（社会）协同性；项目的完 成需要多个职能部门的人员的同时协调与配合， 项目结束后原则上这些人员仍回 原职能组织中； 可利用现有资源， 事先对未来的项目有明确的预算； 一般来 说，可利用资源一经约定，不再接受其他支援；有严格的时间期限，并公之于 众；项目的产物其保全或扩展通常由项目参加者以外的人员来进行。与项目的概念相对应， 项目管理可以说是在一个确定的时间范围内， 为了完 成一个既定的目标，并通过特殊形式的临时性组织运行机制，通过有效的计划、 组织、实施、领导与控制，充分利用既定有限资源的一种系统管理方法。 上述定义中的“确定的时间范围”应该是相对短期的，但不同的项目中的“相对 短期”的概念并不完全相同。 例如一种新产品的研制开发可以是半年至二年， 工 业建设项目可能是三至五年， 而一座核电厂建设期以及一个新型运载火箭的研制 时间可能更长。二、项目管理的目标在项目管理中，通常有三个不同的目标：成本、进度和效果。 项目成本是直接成本与应由项目分担的间接成本之总和。 项目经理的工作就 是通过合理组织项目的施工，控制各项费用支出，使之不要超出该项目的预算。项目管理的第二个目标是进度。 一般在项目开始时就确定了项目的完工日期 和中间几个主要阶段进展的日程，正如项目经理必须把成本控制在预算之内一 样，也必须控制项目的进度计划，但预算和成本常常发生冲突。例如，如果项目 进展落后于安排的进度， 那么就需要加班加点来赶进度， 这就需要在预算中有足 够的资金来支付加班的成本。 因此在时间和成本之间我们必须进行权衡， 做出决 策，管理部门必须确定某个进度安排的目标是否重要到必须增加成本来加以支 持。项目管理的第三个目标是效果。也就是项目生产的产品或服务的成果的特 性。如果项目是研究和开发一个新型的产品， 其成果就是新产品的经济效果和技 术性能指标。如果项目是某部影视片， 其成果就是该部影视片的质量和票房收入。 效果也需要在成本和进度安排上进行权衡。 例如，某部影视片达不到预期的效果， 那么就需要对灯光、 布景等， 甚至剧本内容作出重大修改。 这样就会引起成本和 进度的变化， 因为在项目开始前几乎不可能精确地预见项目的效果、 进度和必需 的成本，所以在项目进行过程中需要做大量的权衡工作。三、项目管理的内容 项目管理的本质是计划和控制一次性的工作，在规定期限内达到预定目标。一旦目标满足， 项目就失去其存在的意义而解体。 因此项目具有一种可预知的寿 命周期。项目在其寿命周期中， 通常有一个较明确的阶段顺序。 这些阶段可通过 任务的类型来加以区分， 或通过关键的决策点来加以区分。 根据内容的不同， 项 目阶段的划分和定义也有所区别。 但一般认为， 应根据管理上的不同特点， 提出 项目的每个阶段需完成的不同任务，如表 13l 所示。表 13 l 项目阶段的任务阶段 1 阶段 2 阶段 3 阶段 4确定项目需要建立目标估计所需资源和组织按需要构成项目组织指定关键人员 确认项目组织方法制定基本预算和进度为执行阶段作准备进行可行性研究与分析 项目的实施（设计、建设、生产、场地、试验、交货） 帮助项目产品转移转移人力和非人力资源到其他组织培训职能人员转移或完成承诺项目终止表 131 提出了一种项目阶段的划分方法， 并说明每个阶段应采取的行动。 但是， 无论如何划分， 对每个阶段开始和完成的条件与时间要有明确的定义， 以便于审 查其完成程度。四、项目管理组织项目管理组织是指为了完成某个特定的项目任务而由不同部门、 不同专业的 人员所组成的一个特别工作组织，它不受现存的职能组织构造的束缚，但也不能 代替各种职能组织的职能活动。项目管理组织有多种形式，例如职能型组织、矩阵型组织和混合型组织等。 每种组织形式都有各自的优势和劣势， 企业应根据每种组织形式的特点，结合项 目具体内容选择一种合适的组织形式。如果项目的开展需要多个职能部门的协助并涉及复杂的技术问题， 但又不要 求技术专家全日制参与的话，矩阵组织是比较令人满意的选择，尤其是在若干项 目需要共享技术专家的情况下作用更明显。矩阵组织是一种项目职能混合结构，是一个横向按工程项目划分的部门与纵 向按职能划分的部门结合起来的关系网，而不是传统的垂直或职能关系。当很多 项目对有限资源的竞争引起对职能部门的资源的广泛需求时，矩阵组织就是一个有效的组织形式。传统的职能组织在这种情况下无法适应的主要原因在于，职能组织无力对包含大量职能之间相互影响的工作任务提供集中、持续和综合的关注与协调。因为在职能组织中，组织结构的基本设计是职能专业化和按职能分工的， 不可能期望一个职能部门的主管人会不顾他在自己的职能部门中的利益和责任， 或者完全打消职能中心主义的念头， 使自己能够把项目作为一个整体，对职能之 外的项目各方面也加以专心致志的关注。在矩阵组织中，项目经理在项目活动的“什么”和“何时”方面，即内容和 时间方面对职能部门行使权力，而各职能部门负责人决定如何支持。 每个项目经 理直接向最高管理层负责，并由最高管理层授权。而职能部门则从另一方面来控 制，对各种资源作出合理的分配和有效的控制与调度。 职能部门负责人既要对他 们的直接上司负责，也要对项目经理负责。矩阵组织的复杂性对项目经理是一个挑战。 项目经理必须能够了解项目的技术逻 辑方面的复杂性，必须能够综合各种不同专业观点来考虑问题。但只有这些技术 知识和专业知识仍是不够的，成功的管理还取决于预测和控制人的行为能力。 因 此，项目负责人还必须通过人的因素来熟练地运用技术因素和管理因素，以达到其项目目标。也就是说，项目负责人必须使他的组织成员成为一支真正的队伍， 一个工作配合默契、具有积极性和责任心的高效率群体。第二节 网络计划技术概述一、网络计划技术的概念 网络计划技术是现代科学管理的一种有效方法， 它是通过网络图的形式来反映和 表达生产线工程项目活动之间的关系，并且在计算和实施过程中不断进行组织， 控制和协调生产进度或成本费用使整个生产或工程项目达到预期的目标。 或者这 样说：网络计划技术是运用网络图形式来表达一项计划中各个工序 （任务、 活动 等）的先后顺序和相互关系， 其次通过计算找出关键运作和关键路线， 接着不断 改善网络计划， 选择最优方案并付诸实践， 然后在计划执行中进行有效的控制与 监督，保证人、财、物的合理使用。二、网络计划技术的内容 广泛应用的网络计划技术，主要有关键路线法与计划评审技术两种。关键路线法（Critical Path Method,简称CPM ）于20世纪50年代最早应用美国 于杜邦化学公司。 1956 年杜邦公司为了系统地制定和有效协调企业不同业务部 门的工作，该公司的科技人员与雷明顿兰德合作， 创造了一种图解理论的方法， 这种方法不但用图解表示各项工序所需时间，同时也表示了它们之间的程序关 系。用这种方法制定计划可以考虑到一切影响计划执行的因素， 从而易于修改计 划，并能运用计算机快速运算，这种方法叫 CPM 法。与此同时美国海军在研究北极星导弹潜艇时用计划评审技术 （ Program Evaluation and Review Technique简称PERT）。这一技术把该工程的 200多家承包厂商和十 万家精包厂共 1100 家企业有效地组织起来，使整个工程完工期大大缩短，节约 了两年时间。 1962年后，美国政府决定对一切新开发工程全面实行 PERT。 PERT 法的基本思路与方法同 CPM 法类似，都以网络图为主要工具，区别在于 PERT 法增加了对随机因素的考虑。所以 PERT法叫非肯定型网络法，而 CPM法叫肯 定型法。三、横道图与网络图的异同处长期以来计划工作都采用横道图， 又名甘特图法、 线条图法来计划和控制工作进 度。横道图具有形象、直观、简明、易懂和作图简便等优点，至今一直被广泛采 用，将来也会是行之有效的主要计划方法之一。但有以下不足之处：（ 1）不能在图上清晰和严密地显示出各项工作的逻辑关系。也就是在工作上的 相互关联，互为条件，互为因果的依存关系，在时间上的衔接关系。（2）不能既具有显示计划全貌的轮廓功能，又可以作为实施和控制作业计划功 能，即两者不能同时兼备。（3）不能从保证生产和进度工期上找出关键工序和路线以及优化工作，也不适 应使用计算机编制、修改和控制计划。网络图克服了横道图的不足之处。 但网络图在许多场合仍需要横道图配合， 以取 得更好的效果。网络计划技术的功能如下：（1）从轮廓计划的角度来研究其功能网络计划能显示全部工序及其构成和工序的开工时间，便于掌握了解计划全 貌；在网络中能显示出工序之间的依存关系； 在网络计划编制阶段各部门共 同参加网络图的编制，目标一致。（2）从执行计划的角度来研究其功能由于任务分解， 使工序具体而不笼统； 网络法可以区分出关键工序和非关键 工序；网络法还可以计算出非关键工序的时差， 也就是可以知道有多少机动时 间。四、网络计划技术的应用步骤 网络计划技术的应用主要遵循以下几个步骤。（一）确定目标确定目标， 是指决定将网络计划技术应用于哪一个工程项目， 并提出对工程项目 和有关技术经济指标的具体要求。 如在工期方面、成本费用方面要达到什么要求。 依据企业现有的管理基础， 掌握各方面的信息和情况， 利用网络计划技术来为工 程项目寻求最合适的方案。（二）分解工程项目，列出作业明细表一个工程项目是由许多作业组成的， 在绘制网络图前就要将工程项目分解成各项 作业。作业项目划分的粗细程度视工程内容以及不同单位要求而定， 通常情况下， 作业所包含的内容多，范围可分粗些，反之细些。作业项目分得细，网络图的结 点和箭线就多。对于上层领导机关，网络图可绘制得粗些，主要是通观全局、分 析矛盾、掌握关键、协调工作和进行决策；对于基层单位，网络图就可绘制得细 些，以便具体组织和指导工作。在工程项目分解成作业的基础上， 还要进行作业分析， 以便明确先行作业 （紧前 作业）、平行作业和后续作业（紧后作业） 。即在该作业开始前，哪些作业必须先 期完成，哪些作业可以平行地进行， 哪些作业必须后期完成， 或者在该作业进行 的过程中， 哪些作业可以与之平行交叉地进行。 在划分作业项目后便可计算和确 定作业时间。一般采用单点估计或三点估计法，然后一并填入明细表中。（三）绘制网络图，进行结点编号 根据作业时间明细表，可绘制网络图。网络图的绘制方法有顺推法和逆推法。1、顺推法， 即从始点时间开始根据每项作业的直接紧后作业， 依次绘出各项作 业的箭线，直至终点事件为止。2、逆推法， 即从终点事件开始， 根据每项作业的紧前作业逆箭头前进方向逐一 绘出各项作业的箭线，直至始点事件为止。同一项任务， 用上述两种方法画出的网络图是相同的。 一般习惯于按反工艺顺序 安排计划的企业，如机器制造企业，采用逆推较方便，而建筑安装等企业，则大 多采用顺推法。按照各项作业之间的关系绘制网络图后，要进行结点的编号。（四）计算网络时间、确定关键路线根据网络图和各项活动的作业时间， 就可以计算出全部网络时间和时差， 并确定 关键路线。具体计算网络时间并不太难， 但比较烦琐。 在实际工作中影响计划的 因素很多， 要耗费很多的人力和时间。 因此，只有采用计算机才能对计划进行局 部或全部调整，这也为推广应用网络计划技术提出了新内容和新要求。（五）进行网络计划方案的优化 找出关键路线，也就初步确定了完成整个计划任务所需要的工期。这个总工期， 是否符合合同或计划规定的时间要求， 是否与计划期的劳动力、 物资供应、 成本 费用等计划指标相适应，需要进一步综合平衡，通过优化，择取最优方案。然后 正式绘制网络图，编制进度表，以及工程预算等各种计划文件。（六）网络计划的贯彻执行 编制网络计划仅仅是计划工作的开始。 计划工作不仅要正确地编制计划， 更重要 的是组织计划的实施。 网络计划的贯彻执行， 要发动群众讨论计划， 加强生产管 理工作，采取切实有效的措施，保证计划任务的完成。在应用计算机的情况下， 可以利用计算机对网络计划的执行进行监督、 控制和调整， 只要将网络计划及执 行情况输入计算机，它就能自动运算、调整，并输出结果，以指导生产。 第三节 网络图的组成一、网络图的构成 它是以一种表示一项工程或一个计划中各项工作或各道工序的衔接关系和所需 时间的图解模型。网络图由以下两部分组成：1、网络模型它反映整个工程任务的分解与合成。 分解是对整个工程任务仔细划分； 合成是解 决各项工作的协作和配合。2、时间数值 也就是数学模型。它反映整个工程任务的过程中，人、事、物的运动状态。这些 运动状态都是通过转化为时间、函数来反映。反映人、事、物运动状态和时间数 值，包括各项工作的作业时间、开工和完工时间、工作之间的衔接时间、完成任 务的机动时间及日程范围、 总工期，从时间上显示出保证工期的关键所在及其缩 短、优化的途径。二、网络图的构成要素1、活动 一项工作或一道工序又称工种工序作业。其又分实活动和虚活动两种。实活动： 占用时间，消耗资源，用表示活动，又称箭线。虚活动：不占用时间，资 源，而仅仅表示逻辑关系。用“ ”表示。箭线长短与工序时间长短无关。 2、事项（事件）一项事件活动的瞬时开始和瞬时结束，又叫结点（节点），其表示方法用“ 0” 表示，有双重含意，表示前一事项结束后一事件开始，有瞬时性、连续性和直观 性。在网络中，左边第一个结点，叫做始点，最右端的结点，叫做终点。3、路线从始点T终点，中间一系列间线首尾相接的箭线叫路线， 又叫通道，网络图由许 多路线构成， 其中最长的路线叫做关键路线， 其上的工序叫关键工序， 关键路线 一般用双实线或加粗线表示。三、绘制网络图规则和逻辑表示方法（一） 网络图绘制的基本规则网络图的绘制遵循以下基本规则：不允许出现循环回路，如图13 1。箭头结点的标号必须大于箭尾结点的编 号。两结点间只能有一条箭线，如图 13 2。网络图只有一个源，一个汇， 如图 133。错误表示正确表示图 13 1错误表示正确表示图 13 2错误表示 正确表示图 13 3每项活动都应有结点表示其开始与结束，如图13 4错误表示 正确表示图 13 4箭线交叉必须用暗桥，如图13 5图 13 5（二）网络图作业之间的逻辑关系 根据网络图中有关作业之间的相互关系， 可以将作业划分为： 紧前作业、 紧后作 业、平行作业和交叉作业。1、紧前作业，是指紧接在该作业之前的作业。紧前作业不结束，则该作业不能 开始。2、紧后作业，是指紧接在该作业之后的作业。该作业不结束，紧后作业不能开 始。3、平行作业，是指能与该作业同时开始的作业。4、交叉作业，是指能与该作业相互交替进行的作业。 下图 136 反映了网络图中的截取部分各作业之间的关系。作业 A 完成后 B 才能开始作业A、B完成后C才能开始作业 A 、 B 完成后，作业 C、 D 能开始。作业 A 完成后， C 才能开始： A、 B 均完成后， D 才能开始， D 紧接于 B。A、D、E同时开始，A完成后BA、B完工后，D才开始，A、B、C才开始， D 完成后 F 才开始， E 完 均完工后 E 开始； E 直接紧接于 C；成后 G 才开始， B、 F、G 完工后D、E完成后F才开始，F直接紧接C才开始。于D; E完工后G才能开始。图 13 6 网络图逻辑关系例 13.1：根据表 13 2 所示的已知条件， 运用网络图的原则和逻辑表示方法绘制 网络图。表 13 2 某机加工企业作业清单顺序 作业名称 作业时间（天） 作业代号 紧前作业123456789 图纸设计工艺设计模型制造浇注模具工装制造毛坯制造机械加工装配协作采购外协 3422522 ABCDEFGHI AABBC、DE、FGA根据表 131 资料，可绘制网络如图 137：图 13 7第四节 网络时间参数计算 在分析研究网络图时， 除了从空间反映整个计划任务及其组成部分的相互关系以 外，还必须分析确定各项活动的时间， 这样才能动态模拟生产过程， 并作为编制 计划的基础。网络时间的计算， 包括以下几项内容： 确定各项活动的作业时间； 计算各结 点的时间参数；计算工序的时间参数；计算时差，并确定关键路线。一、各项活动作业时间的计算1、单时法单时法即单一时间估计法。 这种方法对活动的作业时间只确定一个时间值， 估计 时应以完成各项活动可能性最大的作业时间为准。 采用单时法的网络图为肯定型 网络图，它适用于不可知因素较少， 在有同类工程或类似产品的工时资料可供借 鉴情况下的项目。2、三点估计法在没有肯定可靠的工时定额时， 只能用估计时间来确定， 一般用三点估计法， 即 先估计出最乐观时间、 最保守时间、 最可能时间， 然后求其平均值。 其公式如下： TE=式中： TE 估计时间； a 最乐观时间； b 最保守时间； m最可能时间3、估计活动工期分布上述时间计算其标准偏差为：(T =(b-a)/6计划任务规定日期完成的概率入=(TK - TS) /S式中： TK计划规定完工日期或目标时间； TS计划任务最早可能完成的时间，即关键线路上各项活动平均作业时间总和；入-概率系数； 刀-关键线路上各项活动标准差之和。例 13.2：如表 133 所示数值， 要求能按期完成的概率能达 90%，问工程周期订 为几天？若将工期订为 25 天，问能按期完工的可能性有多大？解：如图 138 所示，关键路线为TS=23.7(天)= = 2.068查正态分布表概率为90%时，概率系数为 =1.3(1)生产周期 TK = TS + E(T =23.7+2.068X 1.3 = 26.4 (天)表 13 3 某作业数值作业名称 三 点 估 计 平均作 业时间 方 差a m bABEFGHI 223515412 345857545 91010109786 3.84.75.37.85.27.05.24.24.764/3625/3616/3649/36合 计 4.27813-8 工程作业时间及顺序图(2)假设工期为25天，即TK = 25天则 =0.36查正态分布表概率 =0.36时，完工概率为73%。二、结点时间的计算1、结点的最早开始时间 结点的最早开始时间指从该结点开始的各项作业最早可能开始进行的时间， 在此 之前各项活动不具备开工条件。 用 ET 表示。网络始点事项的最早开始时间为零， 终点事项因无后续作业， 它的最早开始时间也是它的结束时间。 网络中间事项的 最早开始时间计算可归纳为：前进法、用加法、选大法。2结点的最迟结束时间 结点的最迟结束时间指以该结点为结束的各项活动最迟必须完成的时间，用 LT 表示。网络终点事项的最迟结束时间等于它的最早开始时间。 其它事项的最迟结 束时间的计算可归纳为：后退法、用减法、选小法。结点最早开始时间和最迟结束时间可在图上计算法计算。 就是根据网络时间计算 的基本原理， 在网络上直接进行计算， 把时间标明在图上， 一般结点最早开始时 间标在“”中，结点最迟结束时间标在“ ”中，如图139所示。三、工序时间的计算1、工序的最早开工时间与最早完工时间工序最早开工时间(ES)是工序最早可能开始的时间，它就是代表该工序箭线 的箭尾结点的最早开始时间，即： ES(i,j) =ET(i)工序的最早完工时间(EF)指工序最早可能完成的时间，它等于工序最早开工 时间与该工序的作业时间之和，即： EF(i,j) = ET(i)+T (i,j)= ES(i,j) +T( i,j )2、工序的最迟开工时间和最迟完工时间工序的最迟开工时间(LS)是指工序最迟必须开始、而不会影响总工期的时间， 它是工序最迟必须完工时间与该工序的作业时间之差。工序的最迟完工时间(LF)等于代表该工序的箭线箭头结点的最迟结束的时间，因此 ，在已知结点最 迟结束时间的条件下， 可以确定各项工序的最迟完工时间， 然后确定工序的最迟 开工时间。LF(i,j)=LT(j)LS（i,j）=LF（i,j） T（i,j）= LT（j）T（i,j） 各项结点时间和工序时间计算见下例。例 13.3：某厂生产的产品共有七道工序， 其工序流程及每道工序所需要的时间如表 13 4，试计算各工序时间参数。表 13 4工序时间表工序名称A BCDEFG紧前工序AABBC，D E， F时间（天）1 853731解：（1）先作图，用图解法计算结点时间，如图 139 所示：图 13 9 （2）计算工序时间如表 135 所示：表 13 5 工序时间参数表工序作业时间（天）开始时间（天） ES LS EF LF结束时间（天）-100110-811990-5186137-39101213179916160-3121315161时差（天） 116 16 17 17 0四、时差及关键路线的确定1 、时差 时差又叫机动时间、富裕时间，是每道工序的最迟开工（完工）时间与最早开工 （完工）时间之差。关键路线上工序的时差为零。时差用 S（ i,j ）表示，计算公 式如下：S（i,j）=LS（i,j）ES（i,j） = LF（i,j）EF（i,j）2、关键路线的确定 关键路线是在网络图中完成各个工序需时间最长的路线， 又称主要矛盾线。 如果 能够缩短关键工序（作业）的时间，就可以缩短工程的完工时间。而缩短非关键 路线上的各个工序（作业）所需要的时间，却不能使工程完工时间提前。 对各关键工序， 优先安排资源， 挖掘潜力，采取相应措施， 尽量压缩需要的时间。 而对非关键路线上的各个工序， 只要在不影响工程完工时间的条件下， 抽出适当 的人力、物力等资源，用在关键工序（工作）上，以达到缩短工程工期，合理利 用资源的目的。 在执行过程中， 可以明确工作重点， 对各个关键工序加以有效控 制和调度。确定关键路线的方法有以下几种：最长路线法：计算出工期最长的路线，即为关键路线。时差法：由时差为零的活动所组成的路线为关键路线。破圈法：从一个结点到另一个结点之间如果存在两条不同的线路，形成 一个封闭的环，称为圈。形成圈的两条线路作业时间不等，该圈则称可破圈。可 将其中较短的一条线路删除， 圈就被打破了， 保留下来的是较长的一条线路， 也 就是两结点间的关键线路。以此类推，剩下最后一条线路即为关键路线。 例 13.4：用破圈法找出图 1310中的关键路线。图 13 10解：先破由结点、构成的圈，得图1311图 13 11再破由结点、构成的圈，得图13 12,则剩下的ffff为关键路线。图 13 12第五节 网络计划的优化一、网络计划技术优化概述 运用网络计划技术的目的是求得一个时间短、资源耗费少、费用低的计划方案。 网络计划优化， 主要是根据预定目标， 在满足既定条件的要求下， 按照衡量指标 寻求最优方案。其方法主要是利用时差，不断改善网络的最初方案，缩短周期， 有效利用各种资源。网络计划的优化有时间优化、成本优化和资源优化等。二、时间优化时间优化是在人力、 原材料、 设备和资金等资源基本有保证的条件下， 寻求最短 的工程项目总工期。其具体方法途径：采取措施，压缩关键作业的作业时间。 如，采取改进工艺方案， 合理地划分工序的组成， 改进工艺装备等措施压缩作业 时间。采取组织措施，在工艺流程允许条件下，对关键路线上的各作业组织平 行或交叉作业； 合理调配人员尽量缩短各关键路线上的作业时间。 充分利用时 差。如在非关键作业上抽调人、财、物，以用于关键路线上的作业，实现缩短关 键路线的作业时间。确定关键路线后得到的是一个初始的计划方案， 通常还要对初始方案进行调整和 完善。网络计划的优化就是在满足一定的约束条件下， 通过利用时差， 不断改善 网络计划的初始方案， 使之获得最低成本、 最佳周期和对资源的最有效利用， 最 终确定最优的计划方案。网络计划的优化，通常包括时间优化、时间-费用优化和时间 -资源优化。时间优化，是指在人力、材料、设备和资金等资源基本上有保证的情况下，寻求 最短的生产周期。进行时间优化的措施主要有：（1）采用组织措施，缩短关键工序的作业时间；（2）采用组织措施，利用时差，从非关键路线上抽调部分人力、物力和财力资 源集中于关键路线，以缩短关键工序的作业时间。三、时间费用优化 时间费用优化，又称成本优化，就是根据计划规定的期限，确定最低成本；或 根据最低成本的要求， 寻求最佳工期。 运用网络计划技术制定工程计划， 不仅要 考虑工期和资源情况，还必须考虑成本，讲求经济效益。1、时间与费用的关系 某一计划任务或工程项目的总费用是由该任务的直接费用和间接费用两部分组 成。其关系如图 1313 所示。间接费用是指不能或不宜直接计算，必须按一定标准分摊于成本计算对象的费 用。这部分费用与各项作业没有直接关系，只和工期长短有关。工期越长，间接 费用越大，如图 13-13所示，直接费用是指与完成工程项目直接有关的费用。直 接费用与工期成正比关系，如图 1314 所示。般来说，缩短工期会增加直接费用的投入量，反之，减少直接费用的投入量， 则工期将延长。 但直接费用减少到一定程度， 工期即使再延长， 直接费用也不会 再减少，这时的直接费用为正常工期；反之，当工期缩短，则称为赶工工期，当 工期缩短到一定程度， 直接费用即使再增加， 工期也不会缩短， 这时的工期称为 极限工期，与赶工工期所对应的是赶工费用， 图 13 13 费用、工期关系图 图 13 14 直接费用与工期的关系 与极限工期所对应的是极限费用。其关系见图 1314。计算直接费用率的公式 为：K=（CM-CN）/（TN-TM）式中：K成本斜率；CM极限费用；CN正常费用；TN正常工期; TM 极限工期。直接费用率表示每缩短单位时间所需增加的直接费用。2、时间一费用优化的方法进行时间一一费用优化的步骤是：第一步，作网络图；第二步，寻找网络计划的 关键线路，并计算计划完成的时间；第三步，计算正常时间的总费用；第四步， 计算网络计划各项作业的成本斜率； 第五步，选关键线路上成本斜率最低作业作 为赶工对象进行赶工，以达到缩短计划完成时间；第六步，寻找新的关键线路， 并计算赶工后计划完成时间；第七步，计算赶工后时间总成本费用；第八步，重 复第五、第七步，计算各种改进方案的日程成本费用；第九步，选定最佳费用成 本时间。时间费用优化应按以下规则进行：第一，压缩工期时， 应选关键路线上直接费用最小的作业， 以达到增加最少直接 费用来缩短工期。第二，在确定压缩某项作业期限时，既要满足作业极限时间所允许的赶工限制， 又要考虑网络图中长路线工期同关键路线工期的差额限制，并应取两者中较小 者。第三，为使网络图不断优化， 出现数条关键路线时， 继续压缩工期就必须在这数 条关键路线上同时进行， 否则仅压缩其中一条关键路线的时间， 不会达到缩短工 程总工期的目的。下面举例说明。例 13 5：某项工程共有六项作业，其网络图、作业时间及费用见图13 15 及表 136。若间接费用为每周 500 元，试进行时间费用优化。表 13 6 时间及费用表作业代号 作业时间（周） 作业费用（千元） 直接费用率（千元 /周）ES LS EF LFABCDEF 38663 143142 254342 3.26.24.63.14.82.8 0.60.30.20.10.40.8 图 1315 网络图解：将已知条件填入表 13 7，然后逐步优化。优化结果见表 13 7。 计算结果表明，最低工程费用为 29.4 千元，对应的最佳工期为 14 周；最短工期 为 11 周，其对应的工程总费用为 29.9 千元。四、时间资源优化 时间-资源优化，是指在一定的工期条件下，通过平衡资源，求得工期与资源的 最佳结合。时间 -资源优化是一项工作量大的作业，往往难以将工程进度和资源 利用都能够作出合理的安排， 常常是需要进行几次综合平衡后， 才能得到最后的 优化结果。表 13 7 时间费用优化步骤表A B C D E F 原 工 期 优 化0.6 0.3 0.2 0.1 0.4 0.8ABDFABEFA CEF3 86 36 3 1620# 18 1418# 18# 1416# 16# 1214# 14# 1012# 12# 9赶工限制时间（千元）优243121C0=2+5+4+3+4+2+0.5 X 20=30化 （一）2231213=30-2 X( 0.5-0.3) =29.6 (千元）（二）223101C2=29.62X (0.50.4) =29.4(千元）（三）201101C3=29.4- 2X(0.5- 0.3- 0.2) =29.4（千元）（四）001101C4=29.4-2X(0.5-0.6) =29.6(千元）（五）001100C2=29.6- (0.5-0.8) =29.9(千元)时间-资源优化主要靠试算。对于比较简单的问题，可以按以下步骤进行：1、根据日程进度绘制线条图；2、绘制资源需要动态曲线；3、依据有限资源条件和优化目标， 在坐标图上利用非关键工序的时差， 依次调 整超过资源约束条件的工作时期内各项作业的开工时间，直到满足平衡条件为 止。时间资源优化是有限资源的调配优化问题， 就是在资源一定的条件下， 使完 成计划工期最短。时间资源优化的步骤和方法的要点是： 第一，根据规定的工期和工作量， 计算出作业所需要的资源数量， 并按计划规定 的时间单位做出日程上的进度安排； 第二，在不超过有限资源和保证总工期的条件下， 合理调配资源， 将资源优先分 配给关键线路上的作业和时差较小的作业， 并尽量使资源能均衡地、 连续地投入， 避免骤增骤减；第三，必要时适当调整总工期，以保证资源的合理使用。例 13.5：某工程所含有作业及其需要的时间，资源数量如图 13-16（a）（b） 所示。若 上前该计划仅有人力资源为 10 人，可供使用，问如何安排方案。 解：在最早开始的进度安排中，人力资源需要高峰在 A 、E、F 三项作业同时进 行的第三和第四天，需要24人。这时A和E都不得有时差（分别是7天和2 天）, 因此，它们在允许范围内向后延迟开工，并不影响工程的完工期。而F作业是在 关键路线上，不能调整。因为 A 作业的时差大，故先调整它，让它向后推迟 7 天开工，即从第 8 天开工到第 11天结束，这样有助于填补劳动力资源需要量的 低落状况，经第一次调整后，其人力资源利用状况如图 1317所示。图 13-16 资源数量图图 12 17 优化图一图 13 18 优化图图 13 19优化图三继续调整，第三、四天仍是高峰， E 作业有时差，向后延迟至最迟开工时间，如 图 1318 所示。这时劳动力资源高峰发生在第一、二天，同时进行工作的有 B、 C、D。C作业是关键路线上作业，B和D均有两天时差，延迟B两天，如图12 19 所示结果。由该图可以看出，在原工程的总工期范围内，并没有增加任何 费用，取得了劳动力资源安排的较优方案，实现了仅需1 0人即可的理想状况。复习思考题1 、什么是网络计划技术？2、网络图的组成及其应遵循的原则？3、计算网络时间包括哪些内容？什么是结点时间，工序时间？4、网络图与甘特图的异同处？案例三淮海电器有限责任公司生产方案的选择淮海电器有限责任公司于 2004年 11月底召开了 2005年生产方案讨论会，其主 要产品 X 电子产品近几年的有关生产经营历史资料统计如下：年 份 2001 年 2002 年 2003 年 2004 年产品价格 （元 /件）100 85 85 80销售量Q （万件）10 13.4 15.5 16.6市场占有率（ %）28 33 35 36.7变动费用 V （万元）500 626.5 724.7 780.2固定费用F （万元）200 210 230 250税前利润Z （万元）300 302.6 362.4 297.8由于原材料价格上涨，预计该产品 2005年单位产品变动费用将在 2004 年的基础上增加 15%，而价格仍维持在 2004 年的水平。在讨论 2005 年的计划时，确定 2005年目标利润（税前利润）不得低于 280 万元。为此，公司总经理布置要求 企业各部门根据本公司情况献策， 研究可行方案。 经过认真讨论， 各部门提出了 若干方案，其中生产部门提出，目前生产能力已经饱和，最多只能生产出 17 万 件，而且生产线上有几台设备老化，经常因故停机，现在既影响生产效率，也影 响产品合格率， 增加了产品成本， 所以他们认为需要更新和增加几台设备， 约需 30 万元，资金来源由银行贷款，并可同意税前还款。投资部分从当年起，分三 年在税前等额还款，年利率 6%。如果这样，按市场需要生产，可使销售收入增 加到 1500万元以上。虽然使固定费用增加以 253 万元，但可因此大大降低废品 率和提高劳动生产率， 这两项的综合效果， 至少可使单位产品变动成本费用降低 6%，确保目标利润的实现。技术部门也提出了一项方案， 他们认为生产部门的方案有其正确的一面， 但目前 废品率高和劳动生产率低的原因，既有设备因素，又有企业管理因素。据统计， 现产品废品率为 11%，若从工艺和质量管理方面采取措施，废品率可降低 3%， 经测算，原材料涨价的情况下， 至少可使每件产品变动费用降低 1 元以上。同时， 他们根据市场占有率情况计算， 从市场总销售情况看， 该产品已进入成熟期， 市 场竞争激烈， 他们认为应及时投入新产品， 作为增加利润的重要途径之， 他们已 经设计成功 X-6 型新产品，经 2004年上半年度销售价格为 100元，（单位产品的 变动成本为 56.5元/件）深受用户欢迎。 据预测， 2005年订货至少可达 4.5万件。 而且可以原有生产线上进行生产， 技术部门认为， 按他们的方案完全可以实现目 标利润 280 万元。问题：1、试预测公司 2005 年的销售量。2、试对该产品生产计划指标情况进行分析和决策。