第五节网络计划的优化.ppt
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第五节网络计划的优化.ppt
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第五节网络计划的优化网络计划的优化,就是在满足既定的约束条件下,按某一目标,对网络计划进行不断检查、评价、调整和完善,以寻求最优网络计划方案的过程。
网络计划的优化有工期优化、费用优化和资源优化三种。
费用优化又叫时间-成本优化;资源优化分为资源有限工期最短的优化和工期固定资源均衡的优化。
一、工期优化一、工期优化工期优化是在网络计划的工期不满足要求时,通过压缩计算工期以达到要求工期目标,或在一定约束条件下使工期最短的过程。
在确定需缩短持续时间的关键工作时,应按以下几个方面进行选择:
(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的工人或材料最少的工作;(4)缩短持续时间所需增加的费用最少的工作。
网络计划的工期优化步骤如下:
(1)求出计算工期并找出关键线路及关键工作。
(2)按要求工期计算出工期应缩短的时间目标T:
TTcTr式中Tc计算工期;Tr要求工期。
(3)确定各关键工作能缩短的持续时间。
(4)将应优先缩短的关键工作压缩至最短持续时间,并找出新关键线路。
若此时被压缩的工作变成了非关键工作,则应将其持续时间延长,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。
要求工期要求工期15天,试进行网络计划天,试进行网络计划工期优化工期优化056111911工期工期:
TC=19应缩短工期:
应缩短工期:
T=1915=4(第一次优化:
第一次优化:
CP:
-可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作优选系数:
优选系数:
(1)1-2(A)2
(2)2-4(D)5(3)4-6(H)10优先压缩优先压缩12(A)工作)工作D1-2=3036101810第一次优化:
工作第一次优化:
工作1-2缩短缩短2周,为周,为D1-2=3(工作(工作1-2变成了非关键工作,将其延长,使之仍为关键工作)变成了非关键工作,将其延长,使之仍为关键工作)036101810即第一次优化:
即第一次优化:
T=Min(D1-2,TF1-3)=Min(2,1)=1(工作(工作1-2变成了非关键工作,将其延长,使之仍为关键工作)变成了非关键工作,将其延长,使之仍为关键工作)第二次优化:
第二次优化:
CP:
-可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作组合优选系数:
组合优选系数:
组合优选系数:
组合优选系数:
(1)1-2(A)和和1-3(B)2+8=10
(2)1-2(A)和和3-4(E)2+4=6*(3)1-3(B)和和2-4(D)8+5=13(4)2-4(D)和和3-4(E)5+4=9(5)4-6(H)10优劣顺序优劣顺序优劣顺序优劣顺序:
(:
(2)-(4)-
(1)2)-(4)-
(1)、(5)-(3)5)-(3)将工作将工作1-2和和3-4同时压缩同时压缩1天天0369179将工作将工作1-2和和3-4同时压缩同时压缩1天天第三次优化:
第三次优化:
CP:
-可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作组合优选系数:
组合优选系数:
组合优选系数:
组合优选系数:
(1)1-3(B)和)和2-4(D)8+5=13
(2)4-6(H)10优劣顺序优劣顺序优劣顺序优劣顺序:
(:
(2)-
(1)2)-
(1)将工作将工作4-6压缩压缩2天天0369159将工作将工作4-6压缩压缩2天天工期优化后的网络计划工期优化后的网络计划A135246CFBEGD40(30)20(15)50(45)30(25)40(30)30(20)40(35)已知网络计划如下图所示,图中箭杆上数据为正常持续已知网络计划如下图所示,图中箭杆上数据为正常持续时间,括号内为最短持续时间,假定要求工期为时间,括号内为最短持续时间,假定要求工期为105105天。
天。
根据缩短关键工作持续时间宜考虑的因素,给定缩短的根据缩短关键工作持续时间宜考虑的因素,给定缩短的优先顺序为优先顺序为BB、CC、DD、EE、FF、GG、A,A,试对网络计划进行优试对网络计划进行优化化资源是指为完成任务所需的劳动力、材料、机械设备资源是指为完成任务所需的劳动力、材料、机械设备和资金等的统称。
离开了资源条件,再好的计划也不能实和资金等的统称。
离开了资源条件,再好的计划也不能实现,因此资源的合理安排和调整是施工组织设计的一项重现,因此资源的合理安排和调整是施工组织设计的一项重要内容。
要内容。
资源优化的目的是通过利用工作的机动时间(工作总资源优化的目的是通过利用工作的机动时间(工作总时差)改变工作的开始和完成时间,从而使资源按时间分时差)改变工作的开始和完成时间,从而使资源按时间分布符合优化的目标。
布符合优化的目标。
资源优化的类型:
资源优化的类型:
(1)资源供应有限制的条件下,寻求计划的最短工期,成为“资源有限,工期最短”的优化
(2)在工期规定的条件下,力求资源消耗均衡,称为“工期固定,资源均衡”的优化二、工期二、工期资源优化资源优化1“资源有限,工期最短资源有限,工期最短”的优化的优化“资源有限,工期最短资源有限,工期最短”优化是指在资源有限时,优化是指在资源有限时,保持各个工作的每日资源需要量不变,寻求工期保持各个工作的每日资源需要量不变,寻求工期最短的施工计划。
最短的施工计划。
设某种资源(如人力资源)单位时间供应量有限,则在编设某种资源(如人力资源)单位时间供应量有限,则在编制进度计划时应满足在有限资源条件下的最优工期。
制进度计划时应满足在有限资源条件下的最优工期。
设某工程需某种资源(如劳动力),单位时间供应量设某工程需某种资源(如劳动力),单位时间供应量为为,工作,工作单位时间的资源需要量为单位时间的资源需要量为。
现要。
现要求在资源供应有限的条件下,保持预先规定的施工工艺顺求在资源供应有限的条件下,保持预先规定的施工工艺顺序,寻求工期最短方案。
序,寻求工期最短方案。
设设若若,则工期必然满足:
,则工期必然满足:
资源有限工期最短优化的基本假设资源有限工期最短优化的基本假设优化过程中各工作的持续时间保持不变优化过程中各工作的持续时间保持不变优化过程中不改变工作间的逻辑关系优化过程中不改变工作间的逻辑关系各工作每天的资源需要量均衡且在优化过程中不各工作每天的资源需要量均衡且在优化过程中不变变要求工作连续施工,不允许中断要求工作连续施工,不允许中断资源有限,工期最短优化中的资源分配原则资源有限,工期最短优化中的资源分配原则关键工作优先满足,按其资源需要量大小按从大关键工作优先满足,按其资源需要量大小按从大到小的顺序供应资源,即到小的顺序供应资源,即按按rij的递减顺序的递减顺序供应供应对于非关键工作,按如下顺序进行:
对于非关键工作,按如下顺序进行:
对于对于已经开始的优先安排已经开始的优先安排(优先于关键工作)(优先于关键工作)其他工作其他工作按按TFij的递增顺序的递增顺序供应资源供应资源对于总时差相等的非关键工作,则按工作资源对于总时差相等的非关键工作,则按工作资源消耗量消耗量rij的递减顺序供应。
的递减顺序供应。
资源优化的步骤:
网络计划的每日资源需要量曲线是资源优化的初始状态。
资源需要量曲线上的每一变化处都标志着某些工作在该时间点开始或完成。
而资源需要量连续不变的一段时间即时段是资源优化的基础。
因此,资源优化的过程也就是在资源限制条件下逐一时段进行合理的调整各个工作开始和完成时间的过程。
优化步骤如下:
(1)根据给定网络计划初始方案,计算各项工作时间参数,ESEFTF等
(2)按照各项工作的早时间数值绘制ES-EF时标网络图,并标出各项工作的资源消耗量和持续时间(3)在时标网络图的下方,绘制出资源动态曲线(4)在资源动态曲线中,找到首先出现超过资源供应限额的资源高峰时段进行调整(5)绘制工作推移后的时标网络图和资源需要量动态曲线,并继续重复进行第4步直至每一时段都满足资源消耗量限额的要求优化实例优化实例原始网络计划原始网络计划如图,若资源如图,若资源(劳动力)日供(劳动力)日供应量为应量为R12,试对其进行资源试对其进行资源优化。
优化。
解:
解:
(1)对初始时)对初始时段段0,2进行资进行资源分配排队源分配排队编号工作TF112关键工作21313143根据资源排队顺序,应首先安根据资源排队顺序,应首先安排关键工作排关键工作12,然后再安排,然后再安排工作工作13和工作和工作14。
因因r12r1311R故将工作故将工作14推迟到推迟到2天后开天后开始(如图)始(如图)优化实例优化实例原始网络计划原始网络计划如图,若资源如图,若资源(劳动力)日供(劳动力)日供应量为应量为R12,试对其进行资源试对其进行资源优化。
优化。
解:
解:
(1)对初始时)对初始时段段0,2进行资进行资源分配排队源分配排队编号工作TF112关键工作21313143根据资源排队顺序,应首先安根据资源排队顺序,应首先安排关键工作排关键工作12,然后再安排,然后再安排工作工作13和工作和工作14。
因因r12r1311R故将工作故将工作14推迟到推迟到2天后开天后开始(如图)始(如图)
(2)时段)时段2,5资源排队资源排队根据资源排队顺序,本时段可根据资源排队顺序,本时段可以安排工作以安排工作13、23、14,将工作,将工作25推迟至下时段推迟至下时段编号号工作工作TFrij113已已经开始开始5223关关键工作工作43141342577
(2)时段)时段2,5资源排队资源排队根据资源排队顺序,本时段可根据资源排队顺序,本时段可以安排工作以安排工作13、23、14,将工作,将工作25推迟至下时段推迟至下时段编号号工作工作TFrij113已已经开始开始5223关关键工作工作43141342577依此类推,可以逐步优化,最依此类推,可以逐步优化,最终优化结果如图(近似)终优化结果如图(近似)
(2)时段)时段2,5资源排队资源排队根据资源排队顺序,本时段可根据资源排队顺序,本时段可以安排工作以安排工作13、23、14,将工作,将工作25推迟至下时段推迟至下时段编号号工作工作TFrij113已已经开始开始5223关关键工作工作43141342577依此类推,可以逐步优化,最依此类推,可以逐步优化,最终优化结果如图(近似)终优化结果如图(近似)0123456789101112工期工期(周周)RtRa=12515121311125584674012345678910111213工期工期RtRa=125151251111558467412012345678910111213工期工期RtRa=12812511558467411122、工期固定,资源均衡的优化、工期固定,资源均衡的优化工程项目的建设过程是不均衡的生产过程,对资源的种类、工程项目的建设过程是不均衡的生产过程,对资源的种类、工程项目的建设过程是不均衡的生产过程,对资源的种类、工程项目的建设过程是不均衡的生产过程,对资源的种类、用量的需求等常常会有大的变化。
通过网络计划中非关键用量的需求等常常会有大的变化。
通过网络计划中非关键用量的需求等常常会有大的变化。
通过网络计划中非关键用量的需求等常常会有大的变化。
通过网络计划中非关键工作时差的利用对资源计划进行调整(削峰填谷),尽量工作时差的利用对资源计划进行调整(削峰填谷),尽量工作时差的利用对资源计划进行调整(削峰填谷),尽量工作时差的利用对资源计划进行调整(削峰填谷),尽量减少资源需用量的波动,使资源连续而均衡的分布。
减少资源需用量的波动,使资源连续而均衡的分布。
减少资源需用量的波动,使资源连续而均衡的分布。
减少资源需用量的波动,使资源连续而均衡的分布。
TRtRm=1TRt工期固定,资源均衡即要求在工期固定的条件下寻求资工期固定,资源均衡即要求在工期固定的条件下寻求资源需求量大致平衡的方案。
源需求量大致平衡的方案。
衡量资源需求量不均衡程度可用方差衡量资源需求量不均衡程度可用方差表示,表示,越越小,说明资源需求越均衡。
小,说明资源需求越均衡。
基本思路基本思路在满足工期不变的条件下,通过利用在满足工期不变的条件下,通过利用非关键工作非关键工作的时差,的时差,调整工作的开始和结束时间,使资源需求在工期范围内尽可调整工作的开始和结束时间,使资源需求在工期范围内尽可能均衡。
能均衡。
优化顺序:
优化顺序:
从网络计划的结束节点开始,自右向左进行资源均从网络计划的结束节点开始,自右向左进行资源均衡调整。
若同一节点有多个内向工作,则先考虑开始时衡调整。
若同一节点有多个内向工作,则先考虑开始时间最晚的工作。
最早开始时间相同的,以时差较小者先间最晚的工作。
最早开始时间相同的,以时差较小者先调整,时差亦相同的,以每日资源消耗量最大的先调整。
调整,时差亦相同的,以每日资源消耗量最大的先调整。
优化实例优化实例如图所示的网如图所示的网络计划,若规定络计划,若规定工期为工期为14天,试天,试对其进行资源均对其进行资源均衡优化。
衡优化。
解:
解:
1、考虑以、考虑以节点为结束节点为结束节点的非关键工作节点的非关键工作因因ES46ES3-6故优先考虑工作故优先考虑工作36。
若工作若工作36右移右移1天,则天,则V1R11(R7r36)9(123)0因此工作因此工作36不必右移不必右移1天。
天。
若工作若工作36右移右移2天,则天,则V2R12(R8r36)5(123)4优化实例优化实例如图所示的网如图所示的网络计划,若规定络计划,若规定工期为工期为14天,试天,试对其进行资源均对其进行资源均衡优化。
衡优化。
因因V1V240故工作故工作36可右移可右移2天天同理,可以计算:
同理,可以计算:
V35(123)4V45(123)4因此工作因此工作36可以右移可以右移4天。
天。
由此可以得到新的网络图由此可以得到新的网络图优化实例优化实例如图所示的网如图所示的网络计划,若规定络计划,若规定工期为工期为14天,试天,试对其进行资源均对其进行资源均衡优化。
衡优化。
因因V1V240故工作故工作36可右移可右移2天天同理,可以计算:
同理,可以计算:
V35(123)4V45(123)4因此工作因此工作36可以右移可以右移4天。
天。
由此可以得到新的网络图由此可以得到新的网络图优化实例优化实例如图所示的网如图所示的网络计划,若规定络计划,若规定工期为工期为14天,试天,试对其进行资源均对其进行资源均衡优化。
衡优化。
再考虑工作再考虑工作46若右移若右移1天:
天:
V18(204)80由此可以得到新的网络图由此可以得到新的网络图若右移若右移2天:
天:
V28(84)4若右移若右移3天:
天:
V38(94)3由此可知,工作由此可知,工作46右移右移1天即可。
天即可。
优化实例优化实例如图所示的网如图所示的网络计划,若规定络计划,若规定工期为工期为14天,试天,试对其进行资源均对其进行资源均衡优化。
衡优化。
再考虑工作再考虑工作46若右移若右移1天:
天:
V18(204)80由此可以得到新的网络图由此可以得到新的网络图若右移若右移2天:
天:
V28(84)4若右移若右移3天:
天:
V38(94)3由此可知,工作由此可知,工作46右移右移1天即可。
天即可。
其余节点可依此类推,得到最终其余节点可依此类推,得到最终的优化网络图(近似)。
的优化网络图(近似)。
优化实例优化实例如图所示的网如图所示的网络计划,若规定络计划,若规定工期为工期为14天,试天,试对其进行资源均对其进行资源均衡优化。
衡优化。
再考虑工作再考虑工作46若右移若右移1天:
天:
V18(204)80由此可以得到新的网络图由此可以得到新的网络图若右移若右移2天:
天:
V28(84)4若右移若右移3天:
天:
V38(94)3由此可知,工作由此可知,工作46右移右移1天即可。
天即可。
其余节点可依此类推,得到最终其余节点可依此类推,得到最终的优化网络图。
的优化网络图。
优化实例优化实例如图所示的网如图所示的网络计划,若规定络计划,若规定工期为工期为14天,试天,试对其进行资源均对其进行资源均衡优化。
衡优化。
从初始网络计划从初始网络计划的劳动力动态曲的劳动力动态曲线和优化后的劳线和优化后的劳动力动态曲线可动力动态曲线可以看出,在工期以看出,在工期范围内的资源需范围内的资源需求量趋向均衡化。
求量趋向均衡化。
衡量资源曲线均衡性的指标除了方差以衡量资源曲线均衡性的指标除了方差以外,我们还可以用资源需求的不均衡系外,我们还可以用资源需求的不均衡系数来描述:
数来描述:
在上例中,在上例中,Rm11.85优化前,优化前,K1.7优化后,优化后,K1.35由此可见,经过资源优化,资源的需求趋于均衡化。
由此可见,经过资源优化,资源的需求趋于均衡化。
3333费用优化(工期费用优化(工期费用优化(工期费用优化(工期-成本优化)成本优化)成本优化)成本优化)(11)工程费用与工期的关系)工程费用与工期的关系)工程费用与工期的关系)工程费用与工期的关系T(工期)(工期)TN正常工期正常工期TC(费用)(费用)直间总TLTNT最优工期最优工期TL最短最短工期工期(22)工作直接费与持续时间的关系)工作直接费与持续时间的关系)工作直接费与持续时间的关系)工作直接费与持续时间的关系直接费直接费直接费直接费持续时间曲线持续时间曲线持续时间曲线持续时间曲线C(直接费)(直接费)CCCNDCDND优化步骤:
优化步骤:
按工作正常持续时间确定计算工期及关键线路按工作正常持续时间确定计算工期及关键线路按工作正常持续时间确定计算工期及关键线路按工作正常持续时间确定计算工期及关键线路计算各工作的直接费用率计算各工作的直接费用率计算各工作的直接费用率计算各工作的直接费用率:
在各可行方案中寻求最佳方案进行调整在各可行方案中寻求最佳方案进行调整在各可行方案中寻求最佳方案进行调整在各可行方案中寻求最佳方案进行调整(有备用资源、保证质量、安全前提下,费率或组合费率最低者)(有备用资源、保证质量、安全前提下,费率或组合费率最低者)(有备用资源、保证质量、安全前提下,费率或组合费率最低者)(有备用资源、保证质量、安全前提下,费率或组合费率最低者)确定合理的压缩时间确定合理的压缩时间确定合理的压缩时间确定合理的压缩时间(关键工作不能压缩成为非关键工作)关键工作不能压缩成为非关键工作)关键工作不能压缩成为非关键工作)关键工作不能压缩成为非关键工作)重复以上步骤,直到优化点出现重复以上步骤,直到优化点出现重复以上步骤,直到优化点出现重复以上步骤,直到优化点出现(费率差(费率差(费率差(费率差=直接费直接费直接费直接费-间接费间接费间接费间接费00)计算变化的费用及总费用计算变化的费用及总费用计算变化的费用及总费用计算变化的费用及总费用Ci-j=CCi-j-CNi-jDNi-j-DCi-j单位单位:
万元万元间接费率:
间接费率:
0.8万万/周周048162218工期工期:
Tn=22周周工程总费用工程总费用:
CT=43.8万万第一次优化第一次优化:
CP:
-可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作(组合)直接费率(组合)直接费率(组合)直接费率(组合)直接费率
(1)1-3C=1.0
(2)3-4C=0.2(3)4-5+4-6C=0.7+0.5=1.2(4)4-6+5-6C=0.5+0.2=0.7优劣顺序优劣顺序优劣顺序优劣顺序:
(2)-(4)-
(1)-(3):
(2)-(4)-
(1)-(3)048132016第一次优化:
工作第一次优化:
工作3-4缩短缩短3周,为周,为D3-4=5周周(工作(工作3-4变成了非关键工作,将其延长,使之仍为关键工作)变成了非关键工作,将其延长,使之仍为关键工作)048142016即第一次优化即第一次优化:
T=Min(D3-4,TF3-5)=Min(3,2)=2第二次优化:
第二次优化:
CP:
-可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作(组合)直接费率(组合)直接费率(组合)直接费率(组合)直接费率
(1)1-3C=1.0
(2)3-4+3-5C=0.2+0.8=1.0(3)3-4+5-6C=0.2+0.2=0.4(4)4-6+5-6C=0.5+0.2=0.7(5)3-5+4-5+4-6C=0.8+0.7+0.5=2.0优劣顺序优劣顺序优劣顺序优劣顺序:
(3)-(4)-
(1)-
(2)-(5):
(3)-(4)-
(1)-
(2)-(5)048131916即第二次优化即第二次优化:
工作工作3-4和和5-6同时压缩同时压缩1周周工作工作4-5被动变成非关键工作被动变成非关键工作第三次优化:
第三次优化:
CP:
-(工作(工作4-5被动变成非关键工作)被动变成非关键工作)-可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作可行方案:
压缩工作(组合)直接费率(组合)直接费率(组合)直接费率(组合)直接费率
(1)1-3C=1.0
(2)3-5+4-6C=0.8+0.5=1.3(3)4-6+5-6C=0.5+0.2=0.7优劣顺序优劣顺序优劣顺序优劣顺序:
(3)-
(1)
(2):
(3)-
(1)
(2)04813181643.843.842.142.1万万45.245.2工期工期(周周)43.043.022221818151526.626.633.233.231.031.0费用费用(万万)总费用总费用直接费直接费间接费间接费17.617.614.414.4121227.727.7工期工期:
T*=18周周工程总费用工程总费用:
42.1万万工期缩短工期缩短:
18成本降低成本降低:
3.9
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- 五节 网络 计划 优化