網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃時(shí)間參數(shù)計(jì)算及關(guān)鍵線路的確定
4.網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃時(shí)間參數(shù)計(jì)算及關(guān)鍵線路的確定
網(wǎng)絡(luò)圖的繪制僅完成了網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃編制的第一項(xiàng)任務(wù),更重要的任務(wù)是網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃時(shí)間參數(shù)的計(jì)算,這是網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃實(shí)施、優(yōu)化、調(diào)整的基礎(chǔ)。
4.1網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃時(shí)間參數(shù)的組成
網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃時(shí)間參數(shù)可歸納為三類:
(1)節(jié)點(diǎn)參數(shù)
根據(jù)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間內(nèi)涵,節(jié)點(diǎn)參數(shù)主要有兩個(gè):
①節(jié)點(diǎn)最早時(shí)間,是指該節(jié)點(diǎn)的內(nèi)向工作已完成,外向工作可以開始的最早時(shí)刻,即以該節(jié)點(diǎn)為開始節(jié)點(diǎn)的各項(xiàng)工作的最早開始時(shí)間,用ETi表示。
②節(jié)點(diǎn)最遲時(shí)間,是指在不影響總工期的前提下,以該節(jié)點(diǎn)為完成節(jié)點(diǎn)的各項(xiàng)工作的最遲完成時(shí)間,用LTi表示。
(2)工作參數(shù)
工作參數(shù)是網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃最為重要的時(shí)間參數(shù),可歸納為四種類型:基本參數(shù)、最早時(shí)間、最遲時(shí)間和時(shí)差。
①工作的基本參數(shù)。工作的基本參數(shù)是工作持續(xù)時(shí)間,用Dij表示。
②最早時(shí)間。工作的最早時(shí)間有兩個(gè):
a.工作最早開始時(shí)間:指該工作的各緊前工作已全部完成,本工作有可能開始的最早時(shí)刻,用ESij表示。由此可見,工作的最早開始時(shí)間與表示該工作的箭尾節(jié)點(diǎn)的最早時(shí)間是相等的,即ESij=ETi。
b.工作最早完成時(shí)間:指各緊前工作完成后,本工作有可能完成的最早時(shí)刻,用EFij表示。顯然,EFij=ESij+Dij。
③最遲時(shí)間。工作的最遲時(shí)間也有兩個(gè),即工作最遲開始時(shí)間和最遲完成時(shí)間。
a.工作最遲開始時(shí)間:指在不影響整個(gè)項(xiàng)目按期完成的前提下,本工作必須開始的最遲時(shí)刻,用LSij表示。LSij=LFij-Dij。
b.工作最遲完成時(shí)間:指在不影響整個(gè)項(xiàng)目按期完成的前提下,本工作必須完成的最遲時(shí)刻,用LFij表示。工作的最遲完成時(shí)間與表示該工作的箭頭節(jié)點(diǎn)的最遲時(shí)間是相等的,即LFij=LTj。
④時(shí)差。工作的時(shí)差是指在一定的前提條件下,工作可以機(jī)動(dòng)使用的時(shí)間。根據(jù)前提條件的不同,時(shí)差可分為總時(shí)差和自由時(shí)差兩種。
a.工作總時(shí)差:是指在不影響總工期的前提下,本工作可以利用的機(jī)動(dòng)時(shí)間,用TFij表示,如圖6.15所示。
圖6.15 工作總時(shí)差示意圖
由圖可見,TFij=LFij-EFij=LSij-ESij。
總時(shí)差是一個(gè)非常重要的時(shí)間參數(shù),在網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的資源優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃調(diào)整等方面都要使用總時(shí)差。
b.工作自由時(shí)差:是指在不影響其緊后工作最早開始的前提下,本工作可以利用的機(jī)動(dòng)時(shí)間,用FFij表示,如圖6.16所示。
圖6.16 工作自由時(shí)差示意圖
由圖可見,F(xiàn)Fij=ESjk-EFij=ETj-EFij。
在調(diào)整工作時(shí)間安排的時(shí)候,自由時(shí)差首先應(yīng)該被利用,同時(shí)自由時(shí)差在標(biāo)畫時(shí)間坐標(biāo)網(wǎng)絡(luò)時(shí)非常有用。
(3)線路參數(shù)
線路參數(shù)主要包括計(jì)算工期和計(jì)劃工期。
①計(jì)算工期:是指根據(jù)時(shí)間參數(shù)計(jì)算得到的工期,用Tc表示,可按下式計(jì)算:
Tc=max{EFin}
Tc=ETn=LTn
式中EFin——以終止節(jié)點(diǎn)(j=n)為箭頭節(jié)點(diǎn)的工作in的最早完成時(shí)間;
ETn——終止節(jié)點(diǎn)的最早時(shí)間;
LTn——終止節(jié)點(diǎn)的最遲時(shí)間。
計(jì)算工期也等于最大線路路長(zhǎng)。
②計(jì)劃工期Tp:是指按要求工期(Tr)和計(jì)算工期確定的作為實(shí)施目標(biāo)的工期。
當(dāng)規(guī)定了要求工期時(shí):Tp≤Tr;
當(dāng)未規(guī)定要求工期時(shí):Tp=Tc。
4.2關(guān)鍵工作及關(guān)鍵線路的確定
(1)關(guān)鍵工作的確定
關(guān)鍵工作是網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中總時(shí)差最小的工作。
若按計(jì)算工期計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù),則關(guān)鍵工作的總時(shí)差為0;
若按計(jì)劃工期計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù),則:
Tp=Tc時(shí),關(guān)鍵工作的總時(shí)差為0;
Tp>Tc時(shí),關(guān)鍵工作的總時(shí)差最小,但大于0;
Tp<Tc時(shí),關(guān)鍵工作的總時(shí)差最小,但小于0。
(2)關(guān)鍵線路的確定
①根據(jù)關(guān)鍵工作確定關(guān)鍵線路。首先確定關(guān)鍵工作,由關(guān)鍵工作所組成的線路就是關(guān)鍵線路。
②根據(jù)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)確定關(guān)鍵線路。凡節(jié)點(diǎn)的最早時(shí)間與最遲時(shí)間相等,或者最遲時(shí)間與最早時(shí)間的差值等于計(jì)劃工期與計(jì)算工期的差值,該節(jié)點(diǎn)就稱為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。關(guān)鍵線路上的節(jié)點(diǎn)一定是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),但關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)組成的線路不一定是關(guān)鍵線路。因此,僅憑關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)還不能確定關(guān)鍵線路。當(dāng)一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與多個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)相連時(shí),對(duì)其連接箭線需根據(jù)最大路徑的原則一一加以判別。
③根據(jù)自由時(shí)差確定關(guān)鍵線路。關(guān)鍵工作的自由時(shí)差一定最小,但自由時(shí)差最小的工作不一定是關(guān)鍵工作。若從起始節(jié)點(diǎn)開始,沿著箭頭的方向到終止節(jié)點(diǎn)為止,所有工作的自由時(shí)差都最小,則該線路是關(guān)鍵線路,否則就是非關(guān)鍵線路。
4.3網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃時(shí)間參數(shù)的計(jì)算方法
按計(jì)算過程來分,網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃時(shí)間參數(shù)的計(jì)算可分為按節(jié)點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算和按工作計(jì)算法計(jì)算兩種。就具體計(jì)算方法來說,有分析法、表算法、圖解法、計(jì)算機(jī)算法等。分析法是根據(jù)參數(shù)的含義,用公式進(jìn)行計(jì)算,所以該方法也稱為公式法。其他方法都是以分析法為基礎(chǔ),采用不同的計(jì)算手段進(jìn)行。
按節(jié)點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算時(shí)間參數(shù),其過程是:首先計(jì)算節(jié)點(diǎn)參數(shù),在此基礎(chǔ)上,計(jì)算其他參數(shù)。按工作計(jì)算法計(jì)算時(shí)間參數(shù),是從工作的最早開始時(shí)間算起,然后計(jì)算工作的其他參數(shù)和線路參數(shù),而不計(jì)算節(jié)點(diǎn)參數(shù)。
例6.2按照節(jié)點(diǎn)法計(jì)算例6.1(圖6.14)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間參數(shù)。
采用分析法計(jì)算。
第一步:計(jì)算節(jié)點(diǎn)參數(shù)。
①節(jié)點(diǎn)最早時(shí)間的計(jì)算。節(jié)點(diǎn)最早時(shí)間從網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的起始節(jié)點(diǎn)開始,順著箭線的方向,依次逐項(xiàng)計(jì)算。
網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃起始節(jié)點(diǎn)的最早時(shí)間的計(jì)算:如未規(guī)定最早時(shí)間,則其值應(yīng)等于0,即:
ET1=0
其他節(jié)點(diǎn)的最早時(shí)間的計(jì)算:當(dāng)節(jié)點(diǎn)j只有一條內(nèi)向箭線時(shí),其最早時(shí)間應(yīng)為該箭線箭尾節(jié)點(diǎn)的最早時(shí)間與該項(xiàng)工作的持續(xù)時(shí)間之和,即:
ETj=ETi+Dij
當(dāng)節(jié)點(diǎn)j有多條內(nèi)向箭線時(shí),其最早時(shí)間應(yīng)為各箭線箭尾節(jié)點(diǎn)的最早時(shí)間與相應(yīng)工作的持續(xù)時(shí)間之和的最大值,即:
ETj=max{ETi+Dij}
根據(jù)上述原理,計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的最早時(shí)間,結(jié)果如下:
ET1=0
ET2=ET1+D12=0+10=10
ET3=max{ET1+D13,ET2+D23}=max{0+50,10+30}=50
ET4=max{ET2+D24,ET3+D34}=max{10+20,50+60}=110
ET5=max{ET3+D35,ET4+D45}=max{50+50,110+0}=110
ET6=max{ET4+D46,ET5+D56}=max{110+50,110+30}=160
ET6是終止節(jié)點(diǎn)的最早時(shí)間,是所有節(jié)點(diǎn)最早時(shí)間的最大值,意味著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的完成。所以,終止節(jié)點(diǎn)的最早時(shí)間,也就是網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的計(jì)算工期,即Tc=ET6。
②節(jié)點(diǎn)最遲時(shí)間的計(jì)算。節(jié)點(diǎn)最遲時(shí)間的計(jì)算是從網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的終止節(jié)點(diǎn)開始,逆著箭線的方向依次逐項(xiàng)計(jì)算。
終止節(jié)點(diǎn)n的最遲時(shí)間LTn是在不影響工期的前提下,該節(jié)點(diǎn)應(yīng)發(fā)生的時(shí)間,其計(jì)算公式為:
若以不影響計(jì)算工期為前提,則:
LTn=Tc=ETn
式中ETn——網(wǎng)絡(luò)終止節(jié)點(diǎn)的最早時(shí)間。
若以不影響計(jì)劃工期為前提,則:
LTn=Tp
其他節(jié)點(diǎn)的最遲時(shí)間LTi的計(jì)算:當(dāng)節(jié)點(diǎn)i只有一條外向箭線時(shí),則該節(jié)點(diǎn)的最遲時(shí)間應(yīng)為該箭線的箭頭節(jié)點(diǎn)的最遲時(shí)間與其對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)間之差,即:
LTi=LTj-Dij
當(dāng)節(jié)點(diǎn)i有多條外向箭線時(shí),則其最遲時(shí)間應(yīng)分別計(jì)算取小值,即:
LTi=min{LTj-Dij}
根據(jù)上述原理,以不影響計(jì)算工期Tc為前提,計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的最遲時(shí)間,其結(jié)果如下:
LT6=Tc=ET6=160
LT5=LT6-D56=160-30=130
LT4=min{LT6-D46,LT5-D45}=min{160-50,130-0}=110
LT3=min{LT5-D35,LT4-D34}=min{130-50,110-60}=50
LT2=min{LT4-D24,LT3-D23}=min{110-20,50-30}=20
LT1=min{LT3-D13,LT2-D12}=min{50-50,20-10}=0
在以不影響計(jì)算工期為前提時(shí),網(wǎng)絡(luò)起始節(jié)點(diǎn)的最遲時(shí)間一定等于其最早時(shí)間且等于0。
第二步:計(jì)算工作參數(shù)。
①工作最早開始時(shí)間的計(jì)算。工作最早開始時(shí)間與其相應(yīng)的箭尾節(jié)點(diǎn)的最早時(shí)間相等,即ESij=ETi。
由此可得各工作的最早開始時(shí)間分別為:
ESl2=ETl=0
ESl3=ETl=0
ES23=ET2=10
ES24=ET2=10
ES34=ET3=50
ES35=ET3=50
ES45=ET4=110
ES46=ET4=110
ES56=ET5=110
②工作最早完成時(shí)間的計(jì)算。工作最早完成時(shí)間就等于其最早開始時(shí)間與其持續(xù)時(shí)間之和,即EFij=ESij+Dij,由此可得各工作的最早完成時(shí)間分別是:
EF12=ESl2+D12=0+10=10
EF13=ESl3+D13=0+50=50
EF23=ES23+D23=10+30=40
EF24=ES24+D24=10+20=30
EF34=ES34+D34=50+60=110
EF35=ES35+D35=50+50=100
EF45=ES45+D45=110+0=110
EF46=ES46+D46=110+50=160
EF56=ES56+D56=110+30=140
③工作最遲完成時(shí)間的計(jì)算。按節(jié)點(diǎn)計(jì)算法,工作的最遲完成時(shí)間就是相應(yīng)箭線箭頭節(jié)點(diǎn)的最遲時(shí)間,LFij=LTj。根據(jù)這一方法,各工作的最遲完成時(shí)間是:
LF56=LT6=160
LF46=LT6=160
LF45=LT5=130
LF35=LT5=130
LF34=LT4=110
LF24=LT4=110
LF23=LT3=50
LF13=LT3=50
LF12=LT2=20
④工作最遲開始時(shí)間的計(jì)算。工作最遲開始時(shí)間應(yīng)為其最遲完成時(shí)間與其持續(xù)時(shí)間之差,即LSij=LFij-Dij。根據(jù)上述原理,可計(jì)算出各工作的最遲開始時(shí)間:
LS56=LF56-D56=160-30=130
LS46=LF46-D46=160-50=110
LS45=LF45-D45=130-0=130
LS35=LF35-D35=130-50=80
LS34=LF34-D34=110-60=50
LS24=LF24-D24=110-20=90
LS23=LF23-D23=50-30=20
LS13=LF13-D13=50-50=0
LS12=LF12-D12=20-10=10
⑤工作總時(shí)差的計(jì)算。工作總時(shí)差等于其最遲開始時(shí)間與最早開始時(shí)間之差,也等于最遲完成時(shí)間與最早完成時(shí)間之差。若按節(jié)點(diǎn)參數(shù)計(jì)算,則工作總時(shí)差可按以下公式計(jì)算:TFij=LFij-EFij=LSij-ESij
根據(jù)這一計(jì)算規(guī)則,可計(jì)算出各工作的總時(shí)差:
TF12=LF12-EF12=20-10=10
TF13=LF13-EF13=50-50=0
TF23=LF23-EF23=50-40=10
TF24=LF24-EF24=110-30=80
TF34=LF34-EF34=110-110=0
TF35=LF35-EF35=130-100=30
TF45=LF45-EF45=130-110=20
TF46=LF46-EF46=160-160=0
TF56=LF56-EF56=160-140=20
⑥工作自由時(shí)差的計(jì)算。按節(jié)點(diǎn)計(jì)算法,工作自由時(shí)差可按下述公式計(jì)算:
FFij=ESjk-EFij=ETj-EFij
按該公式計(jì)算,各工作的自由時(shí)差如下:
FF12=ET2-EF12=10-10=0
FF13=ET3-EF13=50-50=0
FF23=ET3-EF23=50-40=10
FF24=ET4-EF24=110-30=80
FF34=ET4-EF34=110-110=0
FF35=ET5-EF35=110-100=10
FF45=ET5-EF45=110-110=0
FF46=ET6-EF46=160-160=0
FF56=ET6-EF56=160-140=20
第三步:確定關(guān)鍵工作及關(guān)鍵線路。
根據(jù)節(jié)點(diǎn)參數(shù)確定:本例是按計(jì)算工期進(jìn)行計(jì)算的,所以,最早時(shí)間與最遲時(shí)間相
等的節(jié)點(diǎn)是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。由計(jì)算結(jié)果可見,關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)是:1、3、4、6。顯然,關(guān)鍵線路是1.3.4.6。關(guān)鍵線路上的所有工作都是關(guān)鍵工作,所以關(guān)鍵工作是:1—3、3—4、4—6。
例6.3按照工作計(jì)算法計(jì)算例6.1(圖6.14)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間參數(shù)。
采用分析法計(jì)算。
第一步:計(jì)算工作參數(shù)。
①計(jì)算工作最早開始時(shí)間。工作最早開始時(shí)間應(yīng)從網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的起始節(jié)點(diǎn)開始,順著箭線的方向依次計(jì)算。以起始節(jié)點(diǎn)i為箭尾節(jié)點(diǎn)的工作ij,當(dāng)未規(guī)定其最早開始時(shí)間時(shí),其值應(yīng)等于0,即:
ESij=0(i=1)
所以,ES12=0,ES13=0。
當(dāng)工作ij只有一項(xiàng)緊前工作hi時(shí),其最早開始時(shí)間應(yīng)為:
ESij=EShi+Dhi
式中,EShi——工作ij的緊前工作的最早開始時(shí)間;
Dhi——工作ij的緊前工作hi的持續(xù)時(shí)間。
若工作ij有多項(xiàng)緊前工作,則其最早開始時(shí)間應(yīng)為:
ESij=max{EShi+Dhi}
按上述公式計(jì)算其他各項(xiàng)工作的最早開始時(shí)間,其結(jié)果如下:
ES23=ES12+D12=0+10=10
ES24=ES12+D12=0+10=10
ES34=max{ES13+D13,ES23+D23}=max{0+50,10+30}=50
ES35=max{ES13+D13,ES23+D23}=max{0+50,10+30}=50
……
②計(jì)算最早完成時(shí)間。按工作計(jì)算法計(jì)算,工作最早完成時(shí)間就是其最早開始時(shí)間與持續(xù)時(shí)間之和,由此可得各工作的最早完成時(shí)間:
EF12=ESl2+D12=0+10=10
EF13=ESl3+D13=0+50=50
EF23=ES23+D23=10+30=40
EF24=ES24+D24=10+20=30
……
③計(jì)算最遲完成時(shí)間。工作最遲完成時(shí)間的計(jì)算從網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的終止節(jié)點(diǎn)開始,逆著箭線的方向依次逐項(xiàng)計(jì)算。以終止節(jié)點(diǎn)為箭頭節(jié)點(diǎn)的工作的最遲完成時(shí)間LFin的計(jì)算。
若以不影響計(jì)劃工期為前提,則Lfin=Tp;
若以不影響計(jì)算工期為前提,則Lfin=Tc。
本例以不影響計(jì)算工期為前提進(jìn)行計(jì)算,所以:
LF46=LF56=Tc=max{Efin}=160
其他工作的最遲完成時(shí)間應(yīng)按下式進(jìn)行計(jì)算:
LFij=min{LFjk—Djk}
式中,LFjk——工作ij的各項(xiàng)緊后工作jk的最遲完成時(shí)間;
Djk——工作ij的各項(xiàng)緊后工作jk的持續(xù)時(shí)間。
根據(jù)上述公式,本例其他各項(xiàng)工作的最遲完成時(shí)間分別是:
LF45=LF35=min{LF56—D56}=160—30=130
LF34=LF24=min{LF46—D46,LF45—D45}=min{160—50,130—0}=110
……
④計(jì)算最遲開始時(shí)間。工作的最遲開始時(shí)間等于該工作的最遲完成時(shí)間與持續(xù)時(shí)間之差。根據(jù)這一規(guī)則,可計(jì)算各項(xiàng)工作的最遲開始時(shí)間:
LS56=LF56-D56=160-30=130
LS46=LF46-D46=160-50=110
LS45=LF45-D45=130-0=130
LS35=LF35-D35=130-50=80
……
⑤計(jì)算工作總時(shí)差。按工作計(jì)算法計(jì)算,工作總時(shí)差等于其最遲開始時(shí)間與最早開始時(shí)間之差,也等于其最遲完成時(shí)間與最早完成時(shí)間之差。所以,各項(xiàng)工作的總時(shí)差應(yīng)為:
TF12=LF12-EF12=20-10=10
TF13=LF13-EF13=50-50=0
TF23=LF23-EF23=50-40=10
TF24=LF24-EF24=110-30=80
……
⑥計(jì)算工作自由時(shí)差。自由時(shí)差實(shí)際上是指在此時(shí)間范圍內(nèi),變動(dòng)工作開始時(shí)間或增加其持續(xù)時(shí)間而不影響其緊后工作最早開始時(shí)間。自由時(shí)差是獨(dú)立的,它的利用不會(huì)影響其他工作的完成時(shí)間。
當(dāng)工作ij有緊后工作jk時(shí),其自由時(shí)差應(yīng)為:
FFij=ESjk-EFij
終止節(jié)點(diǎn)(j=n)為箭頭節(jié)點(diǎn)的工作,其自由時(shí)差應(yīng)按網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的工期確定,即:
FFin=Tp(或Tc)-Efin
根據(jù)上述計(jì)算方法,可計(jì)算出各項(xiàng)工作的自由時(shí)差:
FF12=ES23-EF12=10-10=0
FF13=ES34-EF13=50-50=0
FF23=ES34-EF23=50-40=10
FF24=ES45-EF24=110-30=80
……
第二步:確定關(guān)鍵工作及關(guān)鍵線路。
本例中,由于按計(jì)算工期進(jìn)行計(jì)算,故總時(shí)差為0的工作即為關(guān)鍵工作。所以關(guān)鍵工作是:1—3、3—4、4—6;關(guān)鍵線路是:1—3—4—6。
以上計(jì)算示例所采用的計(jì)算方法是分析計(jì)算法,對(duì)于簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃一般可采用圖上計(jì)算法。圖上計(jì)算法是依據(jù)分析計(jì)算法的時(shí)間參數(shù)關(guān)系式,直接在網(wǎng)絡(luò)圖上進(jìn)行計(jì)算的一種比較直觀、簡(jiǎn)便的方法。一般將計(jì)算的結(jié)果標(biāo)在圖上,其標(biāo)注方法如圖6.17,本例計(jì)算結(jié)果如圖6.18所示。
圖6.17 圖上計(jì)算法網(wǎng)絡(luò)參數(shù)標(biāo)注方法
圖6.18 圖上計(jì)算法計(jì)算結(jié)果
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