网络计划技术

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第522页（5383字）

1．网络计划技术及其作用

网络计划技术，也称为统筹法，它是通过网络图的形式，直观地反映和表达计划的安排，据以选择最优方案，组织、协调和控制生产(工作)的进度和费用(成本)，使其达到预定目标的一种科学管理方法。

网络计划技术，是从国外引进的现代管理方法。这种方法，最早起源于美国。1965年，美国杜邦公司的一个由数学家、工程师和管理人员组成的研究小组，在兰德公司的配合下，提出了一个用网络图制订计划的方法，既能表明各项工作及其所需的时间，又能表明它们之间的相互关系，从而找出关键路线。当时把这种方法命名为“关键路线法”(简称CPM)，国内还有的译为要径法。1958年，美国海军特种任务局为研制北极星导弹提出了一种新的计划方法，叫做计划评审技术(简称PERT)。这种方法，国内也有的译为计划评核术或计划评审法。它是以数理统计学为基础，以网络分析为主要内容，以电子计算机为手段，注重于对各项任务安排的评价和审核的一种计划管理方法。后来，美国在北极星核潜艇建造计划中全面采用了PERT技术。从1962年起，美国政府在政府各部门中全面推广PERT技术。目前，把CPM和PERT这两种方法综合运用于编制计划，通常称之为网络计划技术。现在这种方法在世界各国得到了广泛的推广和应用。

1965年，着名数学家华罗庚教授开始在我国推广这种科学管理方法，并把它与我国的实际结合起来，定名为统筹法。最初，这种方法只在建筑业中试点推行，以后逐渐推广到其他各个行业和国民经济的各个领域。实践表明，网络计划技术的应用范围很广，特别是用于那些一次性的生产或工程项目，效果比较显着，如新产品试制、新设备制造、设备大修理、工程项目及科学研究项目等等。

网络计划技术的基本原理是将研究与开发的规划、工作项目的实施和控制过程作为一个有机系统，通过网络图将组成这一系统的各项工作联系起来，对整个系统进行统筹规划和协调、控制，以期合理地利用人力、物力和财力，以最少的劳动消耗，取得最大的经济效果，达到整个系统的预定目标。

网络计划技术比之其他计划管理方法具有很大的优越性。其主要作用在于：

第一，网络计划技术能够把计划建立在可靠的客观物质基础之上，通过网络图把各项作业时间、费用等联结成生产流程计划系统，便于管理和控制。

第二，网络图能够反映出各项工作之间相互制约、相互依赖的关系，从中找出关键线路，便于合理地组织生产，抓住关键，统筹全局，为节约资源和缩短工期提供有利条件。

第三，按照网络图的指示，可以及时发现工作过程中各种客观条件的变化，及进采取调整措施和对策，保证对整体计划实行有效的控制和监督。

第四，网络计划技术通过对各种计划方案的评价和审核进行优化，为从众多可行方案中选择最优方案提供条件。

第五，网络计划技术为采用电子计算机，实行自动化管理创造了条件。

2．网络图的构成要素

网络计划技术的基础是网络图。网络图又称为网状图，它是用系统论的观点把一项工作(项目)看成一个整体，然后把它分解成若干个作业(工序)，并按照这些作业之间的相互关系和排列顺序，用一定的图形符号把它们连接起来的一种网状图。

网络图由活动、事件和线路三个部分组成，这三个组成部分便是构成网络图的三要素。

(1)活动

它是指一项工作或一道工序。活动一般都需要消耗一定资源和时间，而有些工作不需消耗资源，但要占用时间，这在网络图中也应作为一项活动。活动一般用箭线表示，箭线的上部标明工作名称，箭线的下部标明所需的时间(以小时、天、周等表示)，箭头表示活动前进的方向。如：

在实际工作中，有些活动不需消耗资源和时间，只表明一道工序和另一道工序之间的相互依存和制约的关系。这种活动叫做虚活动(虚作业)，以虚箭线表示。如：

②………………→③

在不设时间坐标的网络图中，箭线的长短与工作所需时间的长短无关。

在一个工程项目中可能有许多活动(工序)。一道工序完成之后，紧接着开始进行的工序称为该工序的紧后工序。一工序后边可同时有几道紧后工序。同样，一道工序必须在其前面紧挨着的工序完成时才能开始，前面紧挨着的工序称为本工序的紧前工序。对于一项工程来说，在工作开始之前没有紧前工序，在工作结束以后没有紧后工序。而在整个工程任务进行过程中，所有的中间工序都有它自己的紧前工序和紧后工序。

(2)事件或事项

它是表示两个相邻活动(工序)的衔接点，是网络图中两个或两个以上箭线的交点(节点、结点)，标志着前项活动(工序)的结束和后项活动(工序)的开始的那一瞬间，因此它是相邻活动(工序)在时间上的分界点。事件(事项)与活动(工序)不同，它不消耗资源和时间，只表示工作完成或开始的时刻。在网络图中，事件(事项)用圆圈表示，并按顺序编以号码。任何活动(工序)均可以用前后两个相邻事件(事项)的编号来表示。

在网络图中，只有始点事件表示工程开始，也只有终点事件表示工程完工。其他中间结点事件，既是开工事件，同时又是完工事件。箭线起始端(箭尾)的事件称为起点事件，箭线进入端(箭头)的事件称为终点事件。同一中间结点事件，既是紧前工序的终点事件，又是紧后工序的起点事件(如图4．4．2－1所示)

图4．4．2－1

通常，可有许多活动(工序)导向同一事件、同样，从同一事件也可同时有许多活动(工序)开始。只有当所有导向该事件结点的活动(工序)都完成时，该事件才算完成。而当该事件未完成前，从该事件结点起始的活动(工序)不能开始。

(3)线路(路线)

在网络图中，线路是指从起点事件开始，顺着箭头方向，连续不断地到达终点事件为止的一条通道。一条线路上各道工序的作业时间之和叫做路长。在一张网络图中，通常可能有很多条线路，而各条线路的路长(即所占用的时间)不等。其中最长的线路，即占用时间最多的线路，称为关键线路，或称主要矛盾线路。关键线路在网络图上通常用粗线(或双线)表示，也有的用红线表示。关键线路上的工序称为关键工序。关键工序的完成情况对整个工程任务的完成关系极大，因此它是整个工程任务的关键所在。

网络分析的重点，就在于找出生产(工程)中的关键线路，并采取措施缩短其工期，从而加速整个工程的进度。但在实践中，关键线路常常会发生变化。在采取一定的技术组织措施后，关键线路可以变成非关键线路，而非关键线路在一定条件下又可能变成关键线路。因此，必须充分注意工程进行中发生的各种变化，及时采取必要的措施进行相应的调整。

3．网络计划的优化

网络计划的优化，是网络计划技术的一个重要内容和方法。所谓优化，就是在一定的约束条件下，按照既定的目标，不断改进网络，以寻求最优方案。优化的基本方法是利用网络图中的时差，不断改善网络计划的最初方案，使之成为工期最短、成本最低、资源利用最有效的最优方案。网络计划的优化，是采取逐步优化的方法，通过优化使时差逐渐减少，最后取得最优方案。每次优化都要重新计算网络时间，重新确定关键线路。因此，优化的计算工作量十分繁重，常常需要用电子计算机计算。

网络计划的优化，一般包括时间优化、时间－资源优化和时间－成本优化等三方面内容。

(1)时间优化

时间优化，就是在人力、材料、资金等资源基本上有保证的条件下，寻求缩短生产周期的途径。其具体方法如下。

①缩短关键线路的延续时间，可通过压缩关键线路上的关键工序的作业时间来实现。

②改变工序的衔接关系，组织平行交叉作业，缩短整个生产周期。

③采取多种措施压缩作业时间，如在条件允许的情况下，增加人力和设备，改单班制为多班制，采用新工艺、新技术等，但要考虑不能因此过多地增加生产成本。

④利用时差，从非关键线路上抽调部分人力、物力支援关键线路，以缩短关键线路的延续时间。

上述方法可综合运用，但要进行分析比较，从中选择技术上可行、经济上合理的方案。

(2)时间－资源优化

时间－资源优化，就是在一定资源的条件下，寻求最短的生产周期；或者在一定生产周期条件下，使投入的资源数量最小。资源包括人力、原材料、燃料、动力、设备、机具等。资源的分配使用，直接影响到工程进度。因此，合理地分配和平衡资源的使用，是网络计划优化的一项重要任务。其具体平衡方法如下。

①根据规定的工期，计算每个工序所需要的资源数量，并按计划规定的时间单位做出日程上的进度安排；

②合理地调配资源，优先保证关键工序和时差较小的工序对资源的需要，尽量使资源均衡地投入，避免骤增骤减；

③对时差较大的工序做适当地调整，尽可能错开各工序的开工时间，必要时，在技术条件允许的情况下，也可以适当延长总工期，以保证资源的充分合理利用。

实践表明，资源的合理分配和平衡，因具体对象和生产特点不同，可能有各种不同方法。但是基本的方法是分别轻重缓急，侧重抓好重点资源和稀缺资源的平衡，发动群众，献计献策，挖掘潜力，节约资源。

(3)时间－成本优化

时间－成本优化，就是在规定工期的条件下寻求最低成本，或者在成本一定的条件下选择最佳工期。通过优化，找出一个工期比较短、成本也比较低的最优方案。时间－成本优化的步骤和方法大致如下。

①确定各工序的正常延续时间和最短延续时间，以及它们的相应费用；

②分析各工序的延续时间与费用之间的关系；

③分别计算各工序在正常情况下和最短延续时间情况下的网络时间参数；

④从网络图始点起，按照时差，逐个工序缩短其工期，直到不能再继续缩短时为止，重新确定关键路线，试算出该方案可能缩短的最大工期，并计算由于缩短工期所引起的费用增减额；

⑤绘制工期－费用曲线。将直接费用与间接费用相加，求出相应工期下的成本。从而确定出成本最低的工期。工期－费用曲线如图4．4．2－2所示。

图4．4．2－2

从上图可知，缩短工期会引起直接费用的增加和间接费用的减少。反之，延长工期会引起直接费用的减少和间接费用的增加。时间－成本优化的目的，就在于通过分析比较和计算，寻找出总成本最低、工期又短的最优方案来(如图中的〇－〇即是)。

时间－成本优化，除了上述方法外，还可以用线性规划方法进行。