工程施工網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)

第四章網(wǎng)絡(luò)方案技術(shù)4．1概述20世紀(jì)50年代后期在軍事、航天等各個(gè)領(lǐng)域開展起來的一種方案管理和系統(tǒng)分析方法。(1)根本概念網(wǎng)絡(luò)圖

——由箭線和節(jié)點(diǎn)組成的有序網(wǎng)狀圖形。網(wǎng)絡(luò)方案——用網(wǎng)絡(luò)圖模型表達(dá)任務(wù)構(gòu)成、工作順序并加注工作時(shí)間參數(shù)的進(jìn)度方案。網(wǎng)絡(luò)方案技術(shù)——運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)圖的根本理論來分析和解決方案管理問題的一種科學(xué)方法?！?〕開展歷史A、橫道圖，也稱甘特圖〔HenryGantt〕。按比例繪制，直觀簡潔，適合于簡單的工程。圖4-14．1概述B、1956年，美國杜邦化學(xué)公司——關(guān)鍵線路法〔CriticalPathMethod,CPM)。運(yùn)用于化工廠的建造和設(shè)備維修。圖4-24．1概述C、1958年，美國海軍軍械局艦載洲際導(dǎo)彈工程——方案評審技術(shù)〔ProgramEvaluationandReviewTechnique,PERT〕D、1965年，華羅庚將網(wǎng)絡(luò)方案技術(shù)引入我國。E、1978年后，廣泛應(yīng)用?！c決策論、排隊(duì)論、控制論、仿真技術(shù)等相結(jié)合————應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬————計(jì)算和優(yōu)化軟件〔專業(yè)軟件公司〕，如：MicrosoftProject2004PrimaveraSystemsInc.P34．1概述〔3〕網(wǎng)絡(luò)方案技術(shù)的分類第一種模式：邏輯關(guān)系肯定型，時(shí)間參數(shù)肯定型。第二種模式：邏輯關(guān)系肯定型，時(shí)間參數(shù)非肯定型。第三種模式：邏輯關(guān)系非肯定型，時(shí)間參數(shù)肯定型。第四種模式：邏輯關(guān)系非肯定，時(shí)間參數(shù)非肯定。圖4-3第三種模式例根據(jù)工作邏輯關(guān)系和時(shí)間參數(shù)的不同，分為四種模式：4．1概述圖示評審技術(shù)〔PERT〕圖4-4圖示評審技術(shù)4．1概述〔4〕主要特點(diǎn)A、明確表達(dá)各項(xiàng)工作的邏輯關(guān)系B、通過時(shí)間參數(shù)計(jì)算，確定關(guān)鍵工作和關(guān)鍵線路C、掌握機(jī)動(dòng)時(shí)間，進(jìn)行資源合理分配D、運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助手段，調(diào)整與控制4．1概述4．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案〔1〕網(wǎng)絡(luò)圖的構(gòu)成〔三要素〕A、工作〔工序、作業(yè)、活動(dòng)〕——資源、時(shí)間和空間圖4-5——緊前工作、緊后工作和平行工作圖4-6虛工作——表示工作之間的先后邏輯關(guān)系，不耗用資源，也不占用時(shí)間。〔符號:〕B、節(jié)點(diǎn)：表示工作之間的聯(lián)系（起始節(jié)點(diǎn)，終止節(jié)點(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn)）

i完成開始“時(shí)點(diǎn)”圖4-7C、線路：線路的長度，即線路所需要的時(shí)間?！碴P(guān)鍵路線——總持續(xù)時(shí)間最長的線路；非關(guān)鍵線路——除了關(guān)鍵線路之外的線路。〕4．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案〔2〕繪圖規(guī)那么〔“工程網(wǎng)絡(luò)方案技術(shù)規(guī)程〞推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)〕A、工作編號不能重復(fù)（i<j）。圖4-8B、正確表達(dá)工作間的邏輯關(guān)系，合理添加虛工作。圖4-94．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案C、防止出現(xiàn)循環(huán)回路圖4-10D、同一項(xiàng)工作在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖中不能表達(dá)2次以上圖4-114．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案E、一個(gè)起始節(jié)點(diǎn)，一個(gè)終止節(jié)點(diǎn)圖4-12F、一箭兩圈圖4-134．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案G、豎向母線圖4-14H、盡量防止箭線交叉〔過橋法和指向法〕4．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案圖4-1512161612（a）過橋法（b）指向法〔3〕繪圖方法與要求工程信息、技術(shù)知識、工程經(jīng)驗(yàn)、繪圖技巧A、遵守繪圖的基本規(guī)則B、遵守工作之間的邏輯關(guān)系工藝關(guān)系：工作之間工藝技術(shù)和規(guī)程所決定的。組織關(guān)系：有關(guān)資源調(diào)配、施工流向等安排。C、條理清楚，布局合理4．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案繪圖例如[例1]根據(jù)下各工作的邏輯關(guān)系，繪制雙代號網(wǎng)絡(luò)圖。工作緊后工作ACDEBDECFDFGE----F----G----表4-1圖4-16132546GFEDCBA4．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案[例2]工作緊后工作ADBEGCFDGEHFHIG---H---I---21365478ABCEFDHIG圖4-17表4-24．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案[例3]工作緊后工作ACDBEFCEFDGHEGHFHG---H---213654FECDABHG圖4-18表4-34．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案［例4］某大型工程的施工準(zhǔn)備階段的各項(xiàng)工作內(nèi)容及相應(yīng)的邏輯關(guān)系〔如下表所示〕，試?yán)L制雙代號網(wǎng)絡(luò)圖。圖4-194．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案［例5］某游覽小區(qū)按主干道路劃分為三個(gè)施工段〔Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ〕。施工內(nèi)容包括：平整場地、鋪設(shè)管道、建筑施工和裝飾綠化等四項(xiàng)活動(dòng)，試?yán)L制雙代號網(wǎng)絡(luò)圖。繪制步驟：（1）分析各項(xiàng)施工活動(dòng)的工藝關(guān)系圖4-20（a）工藝關(guān)系圖4．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案（2）考慮各施工段之間的組織關(guān)系1117491083562裝飾綠化1建筑施工1鋪設(shè)管道1平整場地3平整場地2平整場地1鋪設(shè)管道3鋪設(shè)管道2裝飾綠化3裝飾綠化2建筑施工3建筑施工2圖4-21(b)邏輯分析圖4．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案（3）邏輯關(guān)系的綜合分析和修正圖4-22（c）施工生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)圖4．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案（4）時(shí)間參數(shù)計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)間計(jì)算工作時(shí)間計(jì)算圖4-234．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案〔1〕節(jié)點(diǎn)時(shí)間計(jì)算A、節(jié)點(diǎn)最早時(shí)間〔ETi)<正向計(jì)算>圖4-24圖4-254．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案B、節(jié)點(diǎn)最遲時(shí)間〔LTi)<反向計(jì)算>圖4-264．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案〔2〕工作時(shí)間計(jì)算〔開始時(shí)間和完成時(shí)間〕根據(jù)已確定的節(jié)點(diǎn)時(shí)間推算。<1>工作最早開始時(shí)間〔ESi-j)工作最早結(jié)束時(shí)間〔EFi-j〕<2>工作最遲開始時(shí)間〔LSi-j)工作最遲結(jié)束時(shí)間〔LFi-j〕4．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案圖4-27圖4-284．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案<3>工作時(shí)差計(jì)算時(shí)差————機(jī)動(dòng)時(shí)間。按照不同性質(zhì)和作用分為：A、總時(shí)差〔TFi-j〕是在不影響方案總工期的條件下，各工作所具有的機(jī)動(dòng)時(shí)間。計(jì)算公式：TFi-j=LTj-ETi-Di-j或TFi-j=LSi-j-ESi-j=LFi-j-EFi-j圖4-294．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案自由時(shí)差〔FFi-j)：在不影響緊后工作最早開始的情況下，該工作可能利 用的機(jī)動(dòng)時(shí)間。圖4-30計(jì)算公式：FFi-j=ETj-ETi-Di-j或FFi-j=minESj-k-EFi-j(當(dāng)工作i-j有 緊后工作j-k時(shí))4．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案〔3〕關(guān)鍵工作與關(guān)鍵線路關(guān)鍵工作：總時(shí)差為零的工作非關(guān)鍵工作關(guān)鍵線路：由關(guān)鍵工作所組成的線路,總持續(xù)時(shí)間最長;非關(guān)鍵線路圖4-314．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案關(guān)鍵線路確實(shí)定————標(biāo)號法圖4-324．2雙代號網(wǎng)絡(luò)方案4.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案單代號網(wǎng)絡(luò)方案(工作節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)方案):優(yōu)點(diǎn)---繪圖簡便、邏輯關(guān)系明確(1)根本形式及特點(diǎn)圖4-33C、線路〔自小到大依次編號〕B、箭線:工作之間的邏輯關(guān)系圖4-35A、節(jié)點(diǎn)圖4-34持續(xù)時(shí)間工作名稱工作代號工作代號持續(xù)時(shí)間工作名稱(a)(b)4.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案圖4-364.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案(2)繪圖規(guī)那么及例如A、正確表達(dá)已定的邏輯關(guān)系B、嚴(yán)禁出現(xiàn)循環(huán)回路C、箭線不宜交叉。當(dāng)交叉不可避免時(shí)，可采用過橋法D、一個(gè)起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)終止節(jié)點(diǎn)

起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)（St)終止節(jié)點(diǎn)（Fin）4.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案［例1］工作名稱ABCDEFGHI緊前工作－——BB、CCA、DEE、F緊前工作GD、EE、FGH、II－－－圖4-37表4-44.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案［例2］某鋼筋混凝土三跨橋梁工程，橋臺或橋墩按甲→乙→丙→丁的順序組織施工，工藝順序是挖土→根底→鋼筋混凝土橋臺〔墩〕，最后安裝上部結(jié)構(gòu)Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ。另外，橋墩〔丙〕需打樁。圖4-384.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案12上部結(jié)構(gòu)Ⅲ?4基礎(chǔ)丙⑧12上部結(jié)構(gòu)Ⅱ?4基礎(chǔ)乙⑦12上部結(jié)構(gòu)Ⅰ?8基礎(chǔ)甲⑥16橋臺丁?12打樁丙⑤8橋墩丙?5挖土?、?橋墩乙?2挖土丙③16橋臺甲⑩2挖土乙②8基礎(chǔ)丁⑨4挖土甲①時(shí)間（天）工作名稱序號時(shí)間（天）工作名稱序號表4-54.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案圖4-39跨橋梁工程單代號網(wǎng)絡(luò)圖

4.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案(3)時(shí)間參數(shù)計(jì)算A、工作的時(shí)間參數(shù)圖4-40

圖4-41

4.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案a)工作最早開始時(shí)間〔ESi)和最早結(jié)束時(shí)間〔EFi)工作名稱工作時(shí)間圖4-42A707G61521D8715E12719F51520Fin2121C4711B505St004.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案b)相鄰兩工作之間的時(shí)間間隔〔LAGi,j)某項(xiàng)工作i的最早結(jié)束時(shí)間與其緊后工作j的最早開始時(shí)間的差LAGi,j=ESj-EfiA707G61521D8715E12719F51520Fin2121C4711B505St000000022400210圖4-434.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案c)工作自由時(shí)差〔FFi)FFi=min{LAGi,j}A707G61521D8715E12719F51520Fin2121C4711B505St000000022400210圖4-440220140004.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案d)工作總時(shí)差〔TFi)TFi=min{TFj+LAGi,j}圖4-45A707G61521D8715E12719F51520Fin2121C4711B505St0000000224002100220140001522000004.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案e)工作最遲開始時(shí)間〔LSi)和最遲結(jié)束時(shí)間〔LFi)A707G61521D8715E12719F51520Fin2121C4711B505St000000022400210022014000152200000圖4-4600722191572115212121161612704.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案f)關(guān)鍵工作和關(guān)鍵線路

(LAGi,j=0)A707G61521D8715E12719F51520Fin2121C4711B505St000000022400210022014000152200000圖4-4700722191572115212121161612704.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案圖4-484.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案各項(xiàng)時(shí)間參數(shù)之間的關(guān)系:圖4-494.3單代號網(wǎng)絡(luò)方案4．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案4．4．1根本概念某三跨單層廠房-----混凝土地面：地面回填土鋪設(shè)道碴墊層三個(gè)施工過程澆筑細(xì)石混凝土當(dāng)分為A、B、C三個(gè)施工段時(shí)，雙代號網(wǎng)絡(luò)圖。圖4-1橫道圖單代號搭接網(wǎng)絡(luò)圖回填土鋪墊層62477359110圖4-3圖4-24．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案4.4.2表達(dá)方式——每項(xiàng)工作的開始都必須和開始點(diǎn)建立直接或間接的聯(lián)系；——每項(xiàng)工作的結(jié)束都必須和結(jié)束點(diǎn)建立直接或間接的聯(lián)系。

單代號搭接網(wǎng)絡(luò)方案的搭接關(guān)系有五種：〔1〕結(jié)束到開始的關(guān)系〔FTS〕〔2〕開始到開始的關(guān)系〔STS〕〔3〕結(jié)束到結(jié)束的關(guān)系〔FTF〕〔4〕開始到結(jié)束的關(guān)系〔STF〕〔5〕混合搭接關(guān)系。常見的STS和FTF、STS和STF以及FTF和FTS等。圖4-4編號代號工作名稱ESiTFiEFiFFiLFiLSi4．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案STS和FTF:圖4-9STF:圖4-8FTF:圖4-7STS:圖4-6FTS:圖4-54．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案[例1]圖4-104．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案任務(wù)名稱工期前置任務(wù)1.準(zhǔn)備工作4工作日

2.打樁工程A5工作日13.基礎(chǔ)工程B20工作日2SS+3工作日4.架設(shè)塔吊C15工作日15.裙房主體D6工作日3SF+11工作日6.主樓主體E4工作日5FS+5工作日,4SS+3工作日,3FF+17工作7.裙房裝修G8工作日4,68.設(shè)備安裝F20工作日5FF+3工作日9.外圍總體I8工作日6FF+17工作日,7SS+1工作日,810.主樓裝修H3工作日911.竣工驗(yàn)收J(rèn)1工作日10[例2]某房屋施工任務(wù)一覽表表4-14．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案圖4-11[例3]某房屋施工任務(wù)單代號搭接網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃4．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案〔1〕工作最早開始和結(jié)束時(shí)間：有連續(xù)型和間斷型兩種算法。

連續(xù)型算法:EFi+LTFTSESi+LTiSTSESj=maxEFi+LTj-DjFTFESi＋(LTi+LTj)-DSTF

EFj=ESj+Dj4．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案間斷型算法:EFi+LTFTSESi+LTiSTSESj+DjFTSSTSEFj=maxEFi+LTjFTFESi+LTi+LTjSTFESj

=max4．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案〔2〕時(shí)間間隔LAGi,j-----前面工作與后面工作除必要時(shí)距LT之外的時(shí)間間隔。ESj-EFi-LTFTSLAGi,j=minESj-ESi-LTiSTSEFj-EFi-LTjFTFEFj-ESi-(LTi+LTj)STF

4．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案〔3〕工作自由時(shí)差在保持必要時(shí)距，且不影響所有緊后工作的最早開始或最早結(jié)束時(shí)間的條件下，該項(xiàng)工作最早時(shí)間允許變動(dòng)的幅度。FFi=min{LAGi,j}〔4〕工作總時(shí)差TFi=min(TFj+LAGi-j)4．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案〔5〕工作最遲開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間LSi=ESi+TFiLFi=EFi+TFi〔6〕判別關(guān)鍵線路總時(shí)差為零的工作都是關(guān)鍵工作。由關(guān)鍵工作組成且時(shí)間間隔為零的線路，稱為關(guān)鍵線路。4．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案單代號搭接網(wǎng)絡(luò)方案計(jì)算例如：圖4-124．4搭接網(wǎng)絡(luò)方案4．5方案評審技術(shù)〔PERT〕4．5．1主要特點(diǎn)[例]見下表，為某房屋內(nèi)部修繕方案:一種非肯定型的網(wǎng)絡(luò)方案。邏輯關(guān)系是肯定的，而工作時(shí)間是不肯定的。表4-2工作名稱工作內(nèi)容時(shí)間估計(jì)（天）ambA簽訂合同111B內(nèi)部拆除234C更換管道235D更換電纜356E修復(fù)墻面、平頂345F鋪設(shè)地板123G清理111圖4-134．5方案評審技術(shù)〔PERT〕〔1〕圖形表達(dá)?以節(jié)點(diǎn)表示事件用箭線表示事件與事件之間的先后順序和相互關(guān)系?每一個(gè)事件都有一個(gè)具體的名稱，反映工程方案中各個(gè)階段性的目標(biāo)，通常也稱為里程碑事件?！?〕時(shí)間參數(shù)三點(diǎn)估計(jì)方法：樂觀估計(jì)時(shí)間〔a)正常估計(jì)時(shí)間〔m)悲觀估計(jì)時(shí)間〔b)4．5方案評審技術(shù)〔PERT〕

三點(diǎn)估計(jì)持續(xù)時(shí)間

期望值:

D=(a+4m+b)/6

概率分布的離散程度:

方差:

σ2={(b-a)/6}2

均方差:

σ=(b-a)/6

圖4-144．5方案評審技術(shù)〔PERT〕σ的數(shù)值愈大，估計(jì)時(shí)間具有較大的不肯定性；σ的數(shù)值愈小，估計(jì)時(shí)間具有較大的肯定性和代表性

圖4-154．5方案評審技術(shù)〔PERT〕4.5.2繪圖方法繪圖步驟：〔1〕編制事件一覽表列出各中間階段子目標(biāo)作為事件，并確定它們之間的相互關(guān)系，編制事件一覽表?！?〕估計(jì)事件之間的持續(xù)時(shí)間，并計(jì)算其平均值和方差?確定a、m、b?計(jì)算其平均值和方差〔3〕事件的預(yù)定實(shí)現(xiàn)時(shí)間Tsi規(guī)定性的方案時(shí)間，也可采用事件的最遲時(shí)間TLi作為預(yù)定實(shí)現(xiàn)時(shí)間〔4〕繪制事件節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖4．5方案評審技術(shù)〔PERT〕[例1]圖4-164．5方案評審技術(shù)〔PERT〕4．5．3計(jì)算方法〔1〕事件的最早時(shí)間及方差設(shè)：ET1=0σ2(ET1)=0ETj=max［ETi+Di-j］σ2(ETj)=σ2(ETi)+σ2i-j沿時(shí)間最長的線路由1至j求總和。如果最長線路有兩條以上，應(yīng)選擇其中方差大的那一條。4．5方案評審技術(shù)〔PERT〕〔2〕事件的最遲時(shí)間及方差LTn=ETn(或規(guī)定工期Tr)σ2〔LTn〕＝0LTi=min［LTj–Di-j］σ2〔LTi〕=σ2〔LTj〕+σ2i-j沿時(shí)間最短的線路由n到i求總和。如果有兩條以上最短線路，亦應(yīng)選擇其中方差大的一條。4．5方案評審技術(shù)〔PERT〕〔3〕事件時(shí)差及其實(shí)現(xiàn)概率某一事件的時(shí)差，用其最遲開始和最早開始的時(shí)間之差來表示。TFi=LTi－ETiTFi可以為正，也可以為負(fù)。差圖4-174．5方案評審技術(shù)〔PERT〕事件實(shí)現(xiàn)的概率:

對事件預(yù)先規(guī)定實(shí)現(xiàn)的期限TSi，這時(shí)LTi可取TSi值進(jìn)行計(jì)算

事件實(shí)現(xiàn)的概率可以通過正態(tài)分布偏離值t的計(jì)算，查概率表可求得：

或者當(dāng)t為負(fù)值時(shí)，它的概率等于1減去表中查出的數(shù)字。

例如，當(dāng)t=-0.48時(shí)，節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)概率

p=1-0.6844=0.3156≈32%4．5方案評審技術(shù)〔PERT〕4.5.4計(jì)算例如以上圖為例，計(jì)算步驟：(1)計(jì)算事件的最早時(shí)間及其方差從網(wǎng)絡(luò)方案起始事件開始，依次由左向右進(jìn)行。例：事件1：ET1=0;σ2〔ET1〕=0事件2：ET2=ET1+D1-2=0+9.67=9.67σ2〔ET2〕=σ2〔ET1〕+σ21-2=0+1.78=1.78事件3：ET3=max{ET1+D1-3,ET2+D2-3}=max{0+12，9.67+5}=14.67σ2〔ET3〕=σ2〔ET2〕+σ22-3=1.78+0=1.784．5方案評審技術(shù)〔PERT〕(2)計(jì)算事件的最遲時(shí)間及其方差由終止結(jié)節(jié)開始，依次由右向左進(jìn)行。例：事件6:假設(shè)LT6＝46．83σ2〔LT6〕=0事件5：LT5=LT6-D5-6=46.83-8.83=38.00σ2〔LT5〕=σ2〔LT6〕+σ25-6=0+0.69=0.69事件4：LT4=min{LT6-D4-6,LT5-D4-5}=min{46.83-21.17,38.00-10.33}

=25.67σ2(LT4)=0+1.36=1.364．5方案評審技術(shù)〔PERT〕(3)計(jì)算事件時(shí)差及實(shí)現(xiàn)概率

例：