多項(xiàng)目資源受限網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃方法研究論文(PDF 62頁).pdf

華中科技大學(xué) 碩士學(xué)位論文 多項(xiàng)目資源受限網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃方法研究 姓名 時正偉 申請學(xué)位級別 碩士 專業(yè) 熱能工程 指導(dǎo)教師 黃勇理 2011 01 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 I 摘要 企業(yè)的管理水平很大程度上影響著企業(yè)的經(jīng)營狀況 適合企業(yè)的管理模式會提高勞 動生產(chǎn)率 提高贏利水平 而不合適的管理模式則會阻礙企業(yè)的發(fā)展 在勞動密集型企 業(yè)中 工人的勞動狀態(tài)決定著工作的持續(xù)時間 而人的行為習(xí)慣和心理因素又帶來了很 多不確定性 如何管理工程的進(jìn)度 使得項(xiàng)目在合同期內(nèi)完成這個問題常常困擾著企業(yè) 管理者 當(dāng)前常用的管理方法是關(guān)鍵路徑法和計(jì)劃評審技術(shù) 這種基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的 項(xiàng)目管理方法曾經(jīng)為企業(yè)的進(jìn)度管理和任務(wù)分配提供了理論基礎(chǔ) 而隨著柔性化等生產(chǎn) 要求的提出 項(xiàng)目要求工期控制更嚴(yán)格 投入資金更少 生產(chǎn)方式更靈活 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò) 計(jì)劃技術(shù)已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的管理需求 基于約束理論的關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理技術(shù)的出現(xiàn)和 廣泛應(yīng)用 為解決了這一問題指明了方向 關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理與傳統(tǒng)方法最大的區(qū)別在于考慮了資源的約束 把資源的約束附加 到工序約束上 通過緩沖區(qū)的設(shè)置和管理 減少管理中不確定因素和人為因素導(dǎo)致的工 期延期 本文是首先對關(guān)鍵鏈管理技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析 結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和實(shí)際需 要 使用啟發(fā)式算法來尋找關(guān)鍵鏈 用 Matlab 工具編寫了算法實(shí)現(xiàn)程序 取得了很好 的計(jì)算效果 使用根方差法來設(shè)置緩沖區(qū) 并給出了項(xiàng)目緩沖區(qū)和匯流緩沖區(qū)的設(shè)置方 法 針對于多項(xiàng)目的計(jì)算 提出了基于資源分配現(xiàn)狀的方法設(shè)置產(chǎn)能緩沖 并通過考察 緩沖區(qū)消耗與項(xiàng)目進(jìn)度的比例 改進(jìn)現(xiàn)有緩沖區(qū)管理方法 對于勞動密集型企業(yè)的實(shí)際狀況 本文對某企業(yè)的生產(chǎn)模式進(jìn)行了詳盡的分析 找 出整個生產(chǎn)流程的制約因素 即瓶頸 通過改善瓶頸 重新安排生產(chǎn)模式 提高生產(chǎn)效 率 并用 Project 項(xiàng)目管理軟件建立單項(xiàng)目和多項(xiàng)目案例 用兩種啟發(fā)式方法進(jìn)行計(jì)算 比較不同情況下的計(jì)算結(jié)果性能 給出了理論分析 本文的研究將會為企業(yè)的生產(chǎn)管理 提供理論依據(jù) 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 資源受限調(diào)度 關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理 多項(xiàng)目管理 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù) 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 II Abstract Management mode has a great impact on the enterprise s efficiency a good management mode will increase productivity improve profitability while a poor management mode will hinder the development of enterprise In the labor intensive enterprise the working status of workers determines the duration of the work and the workers habits and psychological factors bring a lot of uncertainty How to manage the progress of a project making the project be completed during the contract period often perplex business managers The current methods commonly used are Critical Path Method CPM and Program Evaluation Review Technique PERT the network planning technology provide a theoretical basis for enterprise s progress management and task assignment With the proposal of flexible production project requires that duration more stringent less capital investment production patterns more flexible Traditional network planning technology management has been unable to meet current demand with the emergence and widespread application of Critical Chain Project Management CCPM techniques based on the Theory of Constraints TOC this method becomes the main solution The main difference between Critical Chain Project Management and the traditional methods is it takes resource constraints into account attach resource constraints to the process constraints set up and manage the buffers to reduce the project duration extension caused by uncertainty and human factors of management This thesis is started with an introduction of the CCPM taking into account the research situation and actual needs we use heuristic algorithms to locate the critical chain use the Matlab tool to code the algorithm procedure and obtain good calculation results And use the root square error method RSEM to set the buffer for multi project case set the capacity buffer by the allocation of resources Propose an improved buffer management method and by detecting the ratio of buffer consumption and project progress For the actual situation of labor intensive enterprise this paper analysis production mode detailed and identifies constraints of the production process bottlenecks by rational utilization of the bottleneck change the production model to improve production efficiency Use the project management software to establish single project case and multi project case using two heuristic methods to calculate and compare the results this study will provide enterprises a theoretical basis for production management Key word resource constrained schedule Critical Chain Project Management multi project management network planning technology 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及 取得的研究成果 盡我所知 除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外 本論文不包 含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果 對本文的研究做出 貢獻(xiàn)的個人和集體 均已在文中以明確方式標(biāo)明 本人完全意識到本聲明 的法律結(jié)果由本人承擔(dān) 學(xué)位論文作者簽名 日期 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 即 學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版 允許 論文被查閱和借閱 本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部 分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索 可以采用影印 縮印或掃描等復(fù)制手段 保存和匯編本學(xué)位論文 保 密 在 年解密后適用本授權(quán)書 本論文 不保密 請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打 學(xué)位論文作者簽名 指導(dǎo)教師簽名 日期 年 月 日 日期 年 月 日 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 1 1 緒論 1 1 研究背景與意義 隨著時代的發(fā)展 科技的進(jìn)步 人們所從事的各項(xiàng)活動的規(guī)模越來越大 涉及到的 人員越來愈多 人員結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜 工作時間要求更精確 資金的需求壓力更大 單 純的依靠管理人員個人的能力與經(jīng)驗(yàn) 來管理復(fù)雜多變的項(xiàng)目已經(jīng)不再可能 這要求人 們對于活動采用系統(tǒng)化的角度來看待 用科學(xué)的方法來進(jìn)行管理 把科學(xué)更好的融入到 管理的過程中 自從泰勒 1911 年創(chuàng)立管理科學(xué)理論以來 1 人們漸漸的意識到了管理的重要性 開始使用各種方法來管理項(xiàng)目 管理科學(xué)取得了長足的發(fā)展 尤其是二十世紀(jì)五十年代以 后 項(xiàng)目管理的廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展 使得管理科學(xué)邁上了新的臺階 美國最先把項(xiàng)目 管理的方法運(yùn)用到了軍事等大型的工程的管理過程中 并取得了很好的效果 關(guān)鍵路徑 法 Critical Path Method CPM 和計(jì)劃評審技術(shù) Performance Evaluation and Review Techniques PERT 相繼出現(xiàn) 為項(xiàng)目管理奠定了理論基礎(chǔ) 由于這兩種方法有相同的理 論基礎(chǔ)和方法目標(biāo) 被合稱為關(guān)鍵路徑法CPM PERT 1965 年 著名數(shù)學(xué)家華羅庚 2 首先在我國推廣網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃方法 并把這些理論運(yùn)用到 生產(chǎn)調(diào)度和計(jì)劃安排當(dāng)中 取得了巨大的成功 用結(jié)構(gòu)化的思路來分解復(fù)雜的工程項(xiàng)目 并對項(xiàng)目中不同緊迫程度的工作安排不同的執(zhí)行順序 使得最重要的工作最先完成 把 任務(wù)分配這一原本依靠管理者經(jīng)驗(yàn) 個人能力來完成的工作用更為科學(xué)的方法進(jìn)行管理 和實(shí)施 縮短了平均項(xiàng)目的工期 提高了項(xiàng)目可行性 確保了項(xiàng)目施工的質(zhì)量 節(jié)約了 項(xiàng)目資源 增強(qiáng)了項(xiàng)目進(jìn)度的控制力度 提高了工作效率 降低了項(xiàng)目的成本和費(fèi)用 為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了不可磨滅的貢獻(xiàn) 可以說 我國在工程項(xiàng)目施工領(lǐng)域取得的進(jìn) 展 是建立在網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃方法的發(fā)展之上的 隨著信息技術(shù)的發(fā)展 生產(chǎn)技術(shù)的提高 尤其是柔性化制造的概念的提出和流行 對制造行業(yè)提出了更高的要求 要求企業(yè)能夠更快的適應(yīng)市場的變化 以更小的代價 使用更有限的資源來實(shí)現(xiàn)更加靈活多樣化的生產(chǎn) 這對于當(dāng)前使用的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃方法提出 了巨大的挑戰(zhàn) 因?yàn)闊o論是 CPM 還是 PERT 方法 都是建立在不考慮資源約束 僅僅 考慮整個項(xiàng)目的時間結(jié)構(gòu)的前提下 對生產(chǎn)的進(jìn)行安排和調(diào)度 而這與柔性化的要求是 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 2 直接沖突的 在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境中 資源總是有限的 使用的資源越多 消耗的費(fèi)用越 多 因此資源不是無限的 這就導(dǎo)致了項(xiàng)目的執(zhí)行計(jì)劃因?yàn)橘Y源的限制而被打亂 項(xiàng)目 無法在計(jì)劃工期內(nèi)完成 從而使的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的實(shí)際效果大打折扣 這樣所導(dǎo)致的問題有 項(xiàng)目超期 資源的利用率低 項(xiàng)目的成本高 這些問題是由于網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的理論體系 無法真實(shí)反映生產(chǎn)的實(shí)際情況所導(dǎo)致的 需要更加先進(jìn)的管理理念來解決這些問題 資源約束項(xiàng)目調(diào)度問題 Resource constrained project scheduling problem RCPSP 的 提出和被廣泛的關(guān)注 正是人們對于資源的分配和運(yùn)用更加重視的結(jié)果 這種類型的調(diào) 度項(xiàng)目問題 不單單考慮時間的約束 而且考慮了資源的約束 在合理利用有限資源的 前提下實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的最優(yōu)化 3 有限的資源的使用情況 特別是一些核心資源 多工 作共享資源 這些資源使用情況是不是很合理 是否優(yōu)先用來完成關(guān)鍵工作 是否存在 浪費(fèi) 是否超出了系統(tǒng)可用數(shù)量 會對整個項(xiàng)目的執(zhí)行情況產(chǎn)生很大的影響 以色列物理學(xué)家Eli Goldratt在 The goal 4 一書中首先提出了約束理論 Theory Of Constraint TOC 該方法為資源受限的管理帶來了契機(jī) 他認(rèn)為 影響整個項(xiàng)目的效率 的是某些關(guān)鍵的環(huán)節(jié) 稱為系統(tǒng)的瓶頸 只有不斷的改進(jìn)瓶頸的使用情況 才能改善整 個項(xiàng)目的執(zhí)行情況 隨后 Goldratt又完成了 It s Not Luck 和 The Critical Chain 兩 書 進(jìn)一步完善了TOC思想 并把TOC思想用于了項(xiàng)目管理的過程中 形成了關(guān)鍵鏈項(xiàng) 目管理 Critical Chain Project Management CCPM 方法 關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理以關(guān)鍵鏈 Critical Chain CC 取代了關(guān)鍵路徑作為安排工作的標(biāo)準(zhǔn) 關(guān)鍵鏈?zhǔn)窃陉P(guān)鍵路徑的基礎(chǔ)上加入對于資源的要求 結(jié)合資源的限制生成更符合實(shí)際情 況的調(diào)度方案 同時把活動執(zhí)行過程中的安全時間提取出來 集中起來形成緩沖區(qū) 從 而減少學(xué)生綜合癥 墨菲現(xiàn)象等因?yàn)槿藗兊男睦硪蛩睾头止げ幻鞔_而帶來的時間上的延 誤 隨著對于CCPM研究的深入 人們對于CCPM的認(rèn)識越來越全面 實(shí)現(xiàn)方法也趨于 多樣化 CCPM成為解決資源受限項(xiàng)目調(diào)度的重要方法 在一些歐美發(fā)達(dá)國家 CCPM 已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用 5 而在我國 這方面的研究剛處于起步階段 距離實(shí)際的應(yīng)用 還有一定的距離 而CCPM對我國項(xiàng)目管理水平提高有很重要的價值 因此這方面的研 究有著廣闊的研究背景 有重大的理論意義和實(shí)際意義 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 3 1 2 課題應(yīng)用背景 本研究所做的工作是針對某電氣成套設(shè)備企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)場景進(jìn)行的 成套配電企 業(yè)的產(chǎn)品為低壓配電設(shè)備 把高壓線路的電壓轉(zhuǎn)化為中低壓用電 并進(jìn)行保護(hù)和分配 成套配電設(shè)備的類型包括高壓類變電柜 低壓類變電柜 箱式變電站 三箱及智能電網(wǎng) 自動化設(shè)備等產(chǎn)品 無論是低壓還是高壓產(chǎn)品 在應(yīng)用中總是組合在一起使用 也經(jīng)常 是以幾個柜子為整體進(jìn)行生產(chǎn)和銷售的 故我們以一個成套的產(chǎn)品作為管理的對象 此 類型的企業(yè)是典型的勞動密集型企業(yè) 其工作流程相對固定 有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性和嚴(yán)格的 先后順序 同時涉及的人員也較多 人力資源的管理是否高效 生產(chǎn)的安排是否優(yōu)化 將會直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益 所以必須重視企業(yè)的管理 企業(yè)所進(jìn)行的生成活動主要是元件的機(jī)加工和裝配 機(jī)械化程度較低 主要由工人 手工完成 手工勞動并不是一個規(guī)范化的生產(chǎn) 它有著很多不確定性的因素和不可預(yù)知 的因素 生產(chǎn)中最重要的要素工作時間就是無法確定的 所以這種生產(chǎn)與 Job shop 類型 的機(jī)械化生產(chǎn)有著本質(zhì)的區(qū)別 Job shop 的方法在本項(xiàng)目中也無法使用 一項(xiàng)工作的持 續(xù)時間受工人的工作狀態(tài) 資源使用狀況和其他多種外界條件的影響 單單是完全準(zhǔn)確 地預(yù)計(jì)一項(xiàng)工作的工時就是一個很困難的事情 更何況在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的各種生產(chǎn)的調(diào) 配和人員的安排 因此并沒有一個完全解決此類問題的科學(xué)理論 當(dāng)前企業(yè)并沒有一套很完善科學(xué)的生產(chǎn)管理方法 這項(xiàng)工作主要由車間主任依靠個 人經(jīng)驗(yàn)來完成 他在安排生產(chǎn)的過程中并沒有考慮資源的約束和對整個結(jié)構(gòu)的影響 僅 僅依照工作流程把不同的工作分配給不同的員工 我們可以把這樣的管理歸為 CPM 網(wǎng) 絡(luò)管理 但比 CPM 管理還要缺乏對關(guān)鍵路徑的認(rèn)識和保護(hù) 還不是一個完備的 CPM 管 理體系 因此 當(dāng)前生產(chǎn)安排和調(diào)度計(jì)劃中存在以下問題 1 生產(chǎn)超期 這是生產(chǎn)管理中遇到的最嚴(yán)重的問題 管理者并沒有對每個具體的工作環(huán)節(jié)制定具 體的時間計(jì)劃 沒有明確要求某一項(xiàng)工作在什么時間完成 工人并沒有很強(qiáng)的時間觀念 做一項(xiàng)工作所用的時間是由他的工作狀態(tài)和當(dāng)時的生產(chǎn)情況確定 當(dāng)員工身體狀態(tài)不 好 工作效率低下時 極有可能導(dǎo)致某一項(xiàng)工作的執(zhí)行時間超過預(yù)期 卻沒有相關(guān)補(bǔ)救 措施來彌補(bǔ) 所以整個項(xiàng)目執(zhí)行的不確定性很大 在工作任務(wù)繁重時 頻繁的需要員工 加班工作 對于不同的工作并沒有不同的劃分 瓶頸工作和瓶頸資源的概念并沒有提出 瓶頸利用率是非常低的 常常因?yàn)榈却恢匾ぷ鞫幱诳臻e狀態(tài) 這樣的管理方式很 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 4 不科學(xué) 整個項(xiàng)目工期沒有準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)和嚴(yán)格的控制 經(jīng)常會發(fā)生超期 2 資源利用率低 由于安排工作的時候并沒有考慮到它們是否使用資源 資源是否可用 也沒有確定 不同的工作使用資源的優(yōu)先級 所以多項(xiàng)工作同時使用某一項(xiàng)資源時 需要通過競爭來 獲得使用權(quán) 可能存在這不恰當(dāng)?shù)母偁?使得資源并沒有合理利用 當(dāng)工期緊張任務(wù)繁 重時 或大家工作進(jìn)度相同時 都需要使用有限的資源 資源無法滿足生產(chǎn)的需求 為 了確保生產(chǎn)按期完成 需要加大投放的資源數(shù)量 當(dāng)度過這一段資源緊張時期后 各項(xiàng) 工作都不再使用資源 資源又會處于空閑狀態(tài) 這樣資源的利用數(shù)量并不平均合理 利 用率有限 即使投入大量的資源也得不到應(yīng)有的效果 最為典型的例子是車間內(nèi)的數(shù)控 折彎機(jī) 由于數(shù)量有限 只有幾臺 而每一臺柜子的生產(chǎn)都需要 所以經(jīng)常在某一時段 機(jī)器不夠用 而另一時段卻無人使用 3 工人等待時間長 當(dāng)前任務(wù)的分配有著很大的隨機(jī)性 并沒有完善的計(jì)劃體系 工人的工作安排常常 是不恰當(dāng)?shù)?當(dāng)工作進(jìn)入交叉節(jié)點(diǎn)時 前面工作可能未完成 而安排工人在此時段進(jìn)行 加工 那么工人只能等待緊前工序的完成 或者資源因?yàn)椴⒉豢捎?導(dǎo)致工作需要暫停 工人處于等待狀態(tài) 這個等待時間經(jīng)常會等待很久 雖然工人的工作時間很長 但工人 實(shí)際在工作的時間卻很短 有效工作時間與工作時間不成比例 當(dāng)前的做法是當(dāng)工人等 待時 轉(zhuǎn)而進(jìn)行其他柜子的工作 這可能會導(dǎo)致原來工作的拖延 這實(shí)際上就是把等待 延后 并沒有根本解決等待的問題 反而會導(dǎo)致執(zhí)行順序的亂混和工期的拖延 4 資源的需求量大 這個問題原因產(chǎn)生于第二點(diǎn) 當(dāng)工期逼近 而工作的實(shí)際進(jìn)度并沒有很好的跟上的 時候 為了趕進(jìn)度 必須要投入更加大量的人力和物力資源 延長工作時間 這些其實(shí) 并不是需要的 而是計(jì)劃不完善帶來的惡果 這對企業(yè)的資金鏈要求更高 這與我們的 目標(biāo)是沖突的 這種種的問題導(dǎo)致的最終結(jié)果是 工廠并沒發(fā)揮完全的生產(chǎn)潛能 生產(chǎn)率不高 如 果能夠改進(jìn)計(jì)劃 同一時間內(nèi)產(chǎn)品的產(chǎn)量會增加 所需要的資源量會減少 為此 我們 用關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理的方法來管理該企業(yè)的項(xiàng)目調(diào)度管理工作 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 5 1 3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)外對于關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理方法的研究始于 1997 年 高德拉特在 關(guān)鍵鏈 一書 中把約束思想引入項(xiàng)目管理的實(shí)踐中來 開啟了管理學(xué)新的方向 他最先意識到資源的限制對整個項(xiàng)目執(zhí)行過程的約束和影響 把資源約束提高到工 作固有的時間約束關(guān)系的層次上 把資源約束與 CPM PERT 中的關(guān)鍵路徑結(jié)合起來 形 成關(guān)鍵鏈 以此作為安排工程進(jìn)度的依據(jù) 并考慮了人們在實(shí)際工作中可能產(chǎn)生種種心 理活動 如學(xué)生綜合癥 墨菲定律等 秉承 項(xiàng)目各個局部工作最優(yōu)并不是最優(yōu) 只有 整個項(xiàng)目最優(yōu)才是最優(yōu) 的思想 提出了把項(xiàng)目的安全時間從各個工作的提取出來 匯 集到一起 形成整個項(xiàng)目的安全時間 稱為緩沖區(qū) 他把每個工作的工作時間削減至 50 概率完成工作的時間 并把每個工作因此而削減的時間集中起來 累計(jì)到緩沖區(qū)當(dāng)中 這種方法是緩沖區(qū)設(shè)置最原始的方法 后來被人們發(fā)展為剪貼法 其后眾多的學(xué)者投入到關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理的研究中 努力把這項(xiàng)研究推廣到更多的范 圍和更具體的實(shí)際情況中 但并沒有技術(shù)性很強(qiáng)的理論和適用性很好的方法 沒有形成 統(tǒng)一的結(jié)論 當(dāng)前主要的研究方向和熱點(diǎn)是 關(guān)鍵鏈求解方法和緩沖區(qū)的設(shè)置 用CCPM 進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目的管理 首先要確定項(xiàng)目的關(guān)鍵鏈 由于問題的規(guī)模會隨著工作數(shù)目的增 加呈幾何級數(shù)的增長 此類型的問題并沒有多項(xiàng)式時間的解法 是NP難問題 6 無法用 解析方法求解 所以現(xiàn)在的求解方法主要為啟發(fā)式方法和智能方法 不同的方法有的計(jì) 算步驟不同 其效果也不同 眾多學(xué)者從事著這方面的研究 另一個熱點(diǎn)是緩沖區(qū)的設(shè) 置 7 由于緩沖區(qū)的大小和位置與整個項(xiàng)目的實(shí)際執(zhí)行情況密切相關(guān) 直接關(guān)系到整個 項(xiàng)目的工期 當(dāng)前的主要研究方法是建立一個模擬的項(xiàng)目 并設(shè)置相關(guān)的參數(shù) 用Crystal Ball軟件來實(shí)現(xiàn)蒙特卡洛方法 8 的仿真 然后觀察緩沖區(qū)能夠在多大程度上滿足不同的 工況數(shù)據(jù) 如果能夠很好的適應(yīng)不同情況 則說明該緩沖區(qū)方法優(yōu)秀 Hoel 9 通過蒙特卡羅實(shí)驗(yàn)計(jì)算實(shí)際的案例 得出緩沖區(qū)的設(shè)置方法 他認(rèn)為項(xiàng)目的 緩沖區(qū)的大小設(shè)定與項(xiàng)目按照計(jì)劃完成的概率有關(guān) 輸入緩沖區(qū)的大小可也為工作的自 由時間 Kolisch 10 把調(diào)度分為了串行調(diào)度機(jī)制 SSS 和并行調(diào)度機(jī)制 PSS 串行調(diào)度機(jī)制以 任務(wù)為任務(wù)目標(biāo) 并行調(diào)度機(jī)制以時間為任務(wù)目標(biāo) 其解的結(jié)構(gòu)形式也有所不同 在此 基礎(chǔ)上 他比較了不同情況下兩種方法的解的情況 這項(xiàng)研究這對于選擇不同的方法有 著指導(dǎo)意義 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 Hartmann 11 選擇了智能鄰域搜索法中的遺傳算法作為求解資源受限問題的方法 用 隨機(jī)鍵和優(yōu)先規(guī)則來表示算法 用串行機(jī)制生成遺傳算子 用啟發(fā)式方法生成一個初始 解 通過一定代數(shù)的遺傳操作生成最后的近似最優(yōu)解 6 的 2002 年 萬偉和蔡晨 12 13 分析了在一種資源約束的情況下 用ACTIM啟發(fā)式算法 求出關(guān)鍵鏈 并提出了一種基于彈性系數(shù)K緩沖區(qū)計(jì)算方法 項(xiàng)目緩沖 m B mmm B m B PBbaK 匯流緩沖 mmm B m C FBbK a 并用一個實(shí)例驗(yàn)證了這種方 法的性能 其后 他們又把這種方法推廣到兩種資源受限的情況下 他們的案例雖然很 簡單 并不能很好的說明問題 但這種方法卻產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響 很多人使用這種方法 來進(jìn)行緩沖區(qū)的設(shè)置 白思俊 14 15 16 通過多年的研究 對常有的啟發(fā)式方法進(jìn)行比較分析 他先把 30 多種常用的啟發(fā)式方法進(jìn)行分類比較 介紹了各自的特點(diǎn) 然后通過工期比率 比率和 差值率三項(xiàng)度量指標(biāo)來考核各種方法的實(shí)際效果 并研究了它們的回歸曲線方程 他的 研究結(jié)果對我們在工作中如何選擇啟發(fā)式方法和確定不同方法性能有著指導(dǎo)意義 劉士新等 17 18 總結(jié)現(xiàn)有的研究現(xiàn)狀 用啟發(fā)式規(guī)則生產(chǎn)關(guān)鍵鏈 并解決PSPLIB 19 中的算例作為對方法的驗(yàn)證 他們用基于優(yōu)先規(guī)則的啟發(fā)式方法生成工期最小的近似方 法 然后按照一定的移動規(guī)則生成半積極調(diào)度計(jì)劃 最后比較計(jì)劃中最晚 最早開始時間 來識別關(guān)鍵鏈 他們的緩沖區(qū)設(shè)置方法也有創(chuàng)新之處 緩沖區(qū)的大小 min jki BSb r cf 為工作的自由時間 為工作用跟方差方法計(jì)算的緩沖區(qū) 他們最大的貢獻(xiàn)是考慮 了在制品數(shù)量 Work In Process WIP 這個因素 雖然很多的研究都把降低在制品水平作 為內(nèi)在的技術(shù)需求 但并沒有明確的方法和具體的行動 劉等人并把這個因素作為了目 標(biāo)函數(shù)的一部分加以考慮 這使得CCPM的方法更具理論價值和實(shí)際意義 k b i rcf 楊雪松 胡昊分 20 析了傳統(tǒng)項(xiàng)目管理的級聯(lián)效應(yīng) 多任務(wù)工作和行為效應(yīng)的問題 提出了五步驟法關(guān)鍵鏈管理方法 并把關(guān)鍵鏈調(diào)度 同步化 緩沖管理應(yīng)用于多項(xiàng)目管 理 并建立了實(shí)際案例 用虛擬方法進(jìn)行了求解 該文中的對多個項(xiàng)目的處理方法值得 我們借鑒 1 4 論文主要內(nèi)容 本文所涉及內(nèi)容是建立在某電力生產(chǎn)企業(yè)的基礎(chǔ)之上的 所進(jìn)行各項(xiàng)研究都是為了 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 7 安排在實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問題 目的是結(jié)合實(shí)際的資源情況對原有的生產(chǎn)調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化 和改進(jìn) 使得編排的生產(chǎn)計(jì)劃更加符合實(shí)際情況 可用性更好 可行性更高 取得好的 實(shí)際效果 改善企業(yè)的生產(chǎn)效率 增加企業(yè)的收益 基于此種原則 我在研究方法的選擇上進(jìn)行了一定的取舍 即選擇最實(shí)用 最符合 生產(chǎn)情況的方法 而不是選擇技術(shù)上最優(yōu)的方法 目前關(guān)鍵鏈項(xiàng)目管理的理論和方法正 處于研究之中 雖然有很多形式不同內(nèi)容新穎的科學(xué)方法的提出 但實(shí)際并沒有可以遵 循的可以解決各種問題的方法和路子 各種理論都有其優(yōu)勢和用武之地 但也面臨著實(shí) 際應(yīng)用的考驗(yàn) 在機(jī)械制造領(lǐng)域 由于工作時間相對固定 流程簡單 人們的研究比較 深入 已經(jīng)有一些商業(yè)的軟件開始應(yīng)用 并且取得了一定的效果 但在勞動密集型企業(yè) 情況要復(fù)雜的多 本研究首先考察企業(yè)的生產(chǎn)狀況 對現(xiàn)有的生產(chǎn)模式進(jìn)行分析 結(jié)合約束思想對生 產(chǎn)模式進(jìn)行了改進(jìn) 重新劃分員工的職責(zé) 對項(xiàng)目的基本流程進(jìn)行概況 建立網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃 在網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃方法的基礎(chǔ)上 對資源進(jìn)行了分類 考慮相應(yīng)資源約束 用啟發(fā)式方法生成 關(guān)鍵鏈調(diào)度方法 并比較不同啟發(fā)方法所得結(jié)果的優(yōu)劣 分析產(chǎn)生這樣結(jié)果的深層理論 原因 此部分功能主要是通過作者編寫的 Matlab 程序?qū)崿F(xiàn)的 這也是本研究向?qū)嶋H應(yīng) 用所做的貢獻(xiàn) 并對多項(xiàng)目的管理方法加以討論 用多項(xiàng)目結(jié)合的案例進(jìn)行分析 最后 選擇合適的緩沖區(qū)方法進(jìn)行設(shè)置 本文共分為五章 第一章介紹了本文的研究背景 研究的意義 所面臨的實(shí)際生產(chǎn)狀況和需要 對國 內(nèi)外的方法和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述和討論 確定了研究的思路和技術(shù)路線 第二章描述了網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的理念和理論基礎(chǔ) 分析關(guān)鍵路徑法的主要弊端 提出 關(guān)鍵鏈方法 并對此方法進(jìn)行詳細(xì)的描述和分析 給出實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵鏈方法的具體步驟 以 及緩沖區(qū)設(shè)置及管理方法 第三章分析了實(shí)際企業(yè)的管理方法 對現(xiàn)有的生產(chǎn)模式進(jìn)行改變 建立從實(shí)際中抽 象出來的案例 用 Matlab 編程實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵鏈管理 第四章建立了單項(xiàng)目案例和多任務(wù)案例 分別用兩種方法進(jìn)行任務(wù)安排 比較兩種 方法的優(yōu)劣 分析其理論原因 最后給出緩沖區(qū)設(shè)置方法 第五章總結(jié)全文 對以后的發(fā)展做出展望 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 8 2 項(xiàng)目管理及網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù) 2 1 項(xiàng)目管理概述 2 1 1 項(xiàng)目的定義和特點(diǎn) 項(xiàng)目一詞日益頻繁的出現(xiàn)在人們的經(jīng)濟(jì)活動中 項(xiàng)目管理理念也日趨普及 作為項(xiàng) 目管理的對象 項(xiàng)目有著明確的含義 項(xiàng)目管理學(xué)會 PMI 對項(xiàng)目的定義是 為完成某 一獨(dú)特的產(chǎn)品或服務(wù)所做的臨時性性努力 比較具體的定義為 21 項(xiàng)目是指在一定的 約束條件下 主要是限定時間 限定資源 具有明確目標(biāo)的一次性任務(wù) 項(xiàng)目是一項(xiàng) 特定的任務(wù) 是在特定的環(huán)境 時期 人員 組織結(jié)構(gòu)下完成的 必須要在有限的資源 條件限制和規(guī)定的時期內(nèi)完成 并且任務(wù)結(jié)果需要符合數(shù)量 質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)要求 中 國項(xiàng)目管理知識體系與國際項(xiàng)目管理專業(yè)資質(zhì)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn) C PMBOK C NCB 認(rèn)為 從 最廣泛的含義來講 項(xiàng)目是一個特殊的將被完成的有限任務(wù) 它是在一定的時間內(nèi) 滿 足一系列特定目標(biāo)的多項(xiàng)相關(guān)工作的總稱 項(xiàng)目的范疇可謂非常廣泛 大到衛(wèi)星 大橋的大型項(xiàng)目 小到商品的交易 都可以 看成項(xiàng)目 主要的 規(guī)范的項(xiàng)目大多是由一定的合同約定 職責(zé)明確 時間確定的各種 工程 開發(fā)或投資等行為 項(xiàng)目具有如下特征 1 一次性 項(xiàng)目不是一個重復(fù)的工作 而是為達(dá)成某種目的而進(jìn)行的一次活動 有其明確的開始時間和完成時間 2 獨(dú)特性 每個項(xiàng)目都有其獨(dú)特的內(nèi)容和不可再現(xiàn)的環(huán)境 沒有完全相同的項(xiàng)目 3 多目標(biāo)明性 項(xiàng)目的總目標(biāo)是唯一的 但完成這個項(xiàng)目 必須要要考慮到成本 質(zhì)量和進(jìn)度這三個要素 處理好三者的關(guān)系 這部分內(nèi)容在后文有詳細(xì)論述 4 生命周期性 整個項(xiàng)目是有一個明確的生命周期的 包括它的準(zhǔn)備 開始 實(shí) 施和結(jié)束階段 所有的活動都在有限的時間內(nèi)完成 5 相互依賴性 項(xiàng)目組內(nèi)的各個成員部門是有密切關(guān)系的 作用于共同的目標(biāo) 完成不同的分工 彼此之間相互依賴 6 沖突性 項(xiàng)目的資源是有限的 各個部門之間在資源的使用上會發(fā)生競爭 爭 奪有限的資源 這需要管理者對有限的資源有較好的分配方法 本文正是針對 此而進(jìn)行深入的研究 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 2 1 2 項(xiàng)目管理理論 項(xiàng)目管理的理念和方法起源于二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后 產(chǎn)生于 北極星 導(dǎo)彈計(jì)劃 等大型的軍事項(xiàng)目 隨著關(guān)鍵路徑法 CPM 和計(jì)劃評審技術(shù) PERT 的廣泛應(yīng)用而逐漸成 熟 項(xiàng)目管理的發(fā)展非常迅速 目前 已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)的實(shí)踐活動中 項(xiàng)目管理 Project Management PM 就是項(xiàng)目的管理者 在有限的資源約束下 運(yùn) 用系統(tǒng)的觀點(diǎn) 方法和理論 對項(xiàng)目涉及的全部工作進(jìn)行有效地管理 即從項(xiàng)目的投資 決策開始到項(xiàng)目結(jié)束的全過程進(jìn)行計(jì)劃 組織 指 揮 協(xié)調(diào) 控制和評價 以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的目標(biāo) 22 項(xiàng)目管理是多個領(lǐng)域知識的綜合 是管理理 論 生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)踐的結(jié)合 通過圖 2 1 我們 可以看到 要想對項(xiàng)目進(jìn)行完善的管理 需要具備 多方面的知識 必須要與實(shí)際的生產(chǎn)過程密切結(jié)合 23 由于項(xiàng)目管理涉及到整個項(xiàng)目在生命周期運(yùn) 作過程中的方方面面 全面的管理著項(xiàng)目的各個環(huán)節(jié) 故項(xiàng)目管理的知識體系也是極其 復(fù)雜的 1996 年 美國管理學(xué)會發(fā)布了項(xiàng)目管理知識體系大綱 24 據(jù)此 把項(xiàng)目管理 分為項(xiàng)目整體管理 項(xiàng)目范圍管理 項(xiàng)目進(jìn)度管理 項(xiàng)目成本管理 項(xiàng)目質(zhì)量管理 項(xiàng) 目人力資源管理 項(xiàng)目溝通管理 項(xiàng)目風(fēng)險管理和項(xiàng)目采購管理 如表 2 1 所示 圖 2 1 項(xiàng)目管理知識結(jié)構(gòu) 項(xiàng)目管理的這九個部分相互依存 相互制約和相互影響 其最終的目標(biāo)是在有限的 時間內(nèi) 在預(yù)算的范圍內(nèi)完成各項(xiàng)工作 同時要確保整個工程的質(zhì)量 由于整個項(xiàng)目管 理的體系是極其復(fù)雜和龐大的 我們要從每一個方面對項(xiàng)目進(jìn)行管理是一個很龐大的工 程 而我們所關(guān)注的要點(diǎn)是如何安排工作 分配任務(wù) 使得項(xiàng)目的進(jìn)度在可控的范圍之 內(nèi) 同時盡可能的縮短整個項(xiàng)目的工期 減小實(shí)施過程的風(fēng)險 所以我們主要的工作就 是進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)度管理 本文的研究基本處于項(xiàng)目進(jìn)度管理的理論和實(shí)際范疇之內(nèi) 2 1 3 項(xiàng)目進(jìn)度管理 項(xiàng)目的進(jìn)度管理是制定合理的 經(jīng)濟(jì)的進(jìn)度計(jì)劃 使整個項(xiàng)目能夠在規(guī)定的時間內(nèi) 完成 在執(zhí)行的過程中監(jiān)控項(xiàng)目的執(zhí)行情況 檢查實(shí)際進(jìn)度是否按計(jì)劃進(jìn)行 如果出現(xiàn) 偏差 找出原因采取必要的措施 保證項(xiàng)目能夠按時完成 9 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 表 2 1 項(xiàng)目管理主要內(nèi)容 項(xiàng) 目 管 理 10 項(xiàng) 目 整 體 管 理 項(xiàng) 目 范 圍 管 理項(xiàng) 目 進(jìn) 度 管 理 活 動 定 義 活 動 排 序 活 動 歷 時 估 算 進(jìn) 度 計(jì) 劃 進(jìn) 度 控 制 項(xiàng) 目 核 準(zhǔn) 項(xiàng) 目 范 圍 規(guī) 劃 項(xiàng) 目 范 圍 定 義 項(xiàng) 目 范 圍 確 認(rèn) 范 圍 變 更 控 制 項(xiàng) 目 計(jì) 劃 制 定 項(xiàng) 目 計(jì) 劃 實(shí) 施 綜 合 變 更 控 制 項(xiàng) 目 成 本 管 理 項(xiàng) 目 質(zhì) 量 管 理 項(xiàng) 目 人 力 資 源 管 理 資 源 規(guī) 劃 成 本 估 算 成 本 預(yù) 算 成 本 控 制 質(zhì) 量 規(guī) 劃 質(zhì) 量 保 證 質(zhì) 量 控 制 組 織 規(guī) 劃 人 員 招 聘 團(tuán) 隊(duì) 建 設(shè) 項(xiàng) 目 風(fēng) 險 管 理 項(xiàng) 目 溝 通 管 理項(xiàng) 目 采 購 管 理 風(fēng) 險 管 理 規(guī) 劃 風(fēng) 險 識 別 風(fēng) 險 分 析 風(fēng) 險 應(yīng) 對 措 施 風(fēng) 險 監(jiān) 控 采 購 規(guī) 劃 詢 價 與 招 標(biāo) 供 方 選 擇 合 同 管 理 采 購 合 同 收 尾 溝 通 規(guī) 劃 信 息 傳 輸 績 效 報 告 管 理 收 尾 從表 2 2 可以看出 進(jìn)度管理主要包含的內(nèi)容有活動的定義 活動的排序 活動歷 時估算 進(jìn)度計(jì)劃和進(jìn)度控制 這同時也是進(jìn)行進(jìn)度管理的一個簡單的流程 我們逐一 介紹各部的工作內(nèi)容 1 活動的定義 項(xiàng)目是一個紛繁復(fù)雜的整體 我們?yōu)榱朔奖愎芾?將項(xiàng)目按照其內(nèi)在 結(jié)構(gòu)或?qū)嵤┻^程的順序進(jìn)行逐層分解 分解成相對獨(dú)立的 內(nèi)容單一的 易于成本 核算與檢查的工作單元 并把這些部分的工作職責(zé)進(jìn)行明確 這就是我們常說的工 作分解結(jié)構(gòu) Work Breakdown Structure WBS WBS 不單是進(jìn)度管理的基礎(chǔ) 在整 個項(xiàng)目管理中也有重要的地位 有了工作分解和活動定義 才能把不同的工作分給 對應(yīng)的員工 才能明確工作范圍 各司其職 2 活動的排序 項(xiàng)目的各個工作單元之間存在著強(qiáng)烈的邏輯關(guān)系 后面工作是建立在 前面工作完成的基礎(chǔ)上來執(zhí)行的 而不能打亂這種順序 這就形成了網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中緊 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 前 緊后約束關(guān)系 這是不可改變的約束關(guān)系 在活動定義的基礎(chǔ)上把各個單元按照 緊前緊后關(guān)系聯(lián)系起來 形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 這樣就可以使用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃進(jìn)行管理 3 活動歷時估算 每項(xiàng)工作的執(zhí)行都需要消耗一定的時間 而這個時間的確定是一個 十分困難的問題 尤其是對于不是規(guī)范化生產(chǎn)的項(xiàng)目 例如本研究中的勞動密集型 企業(yè) 完成一項(xiàng)工作消耗的時間取決于工人的熟練程度和工作的狀態(tài) 所以不同工 人所需時間會有很大的差異 即使是同一名工人完成一項(xiàng)工作的時間也有差異 但 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的要求 必須要對每一項(xiàng)工作的執(zhí)行時間有一個認(rèn)識和界定 否 則整個項(xiàng)目的工期就無法確定 一般是對一項(xiàng)工作進(jìn)行大量的實(shí)踐 求出統(tǒng)計(jì)規(guī)律 形成專家系統(tǒng) 來預(yù)計(jì)一項(xiàng)工作的執(zhí)行時間 關(guān)鍵路徑法把工作的時間看成一個固定 值 而計(jì)劃評審法則是把工作的持續(xù)時間看成一個時間范圍 服從Beta分布 并給 出三個估計(jì)值 最樂觀時間a 最可能時間m 悲觀時間b 通過三點(diǎn)估算求出平均 值 近似的工期為6 近似方差為6 在此基礎(chǔ)上進(jìn)行 工作的安排 模糊網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃 4 dam b 22 3ba 25 則是把工作時間認(rèn)為是一個模糊數(shù) 活動時間的估算 與工作安排方法是密切相關(guān)的 對于持續(xù)時間有著怎樣的認(rèn)識 就會有其對應(yīng)的任 務(wù)分配方法 本研究是建立在關(guān)鍵路徑法基礎(chǔ)上的 把工作的持續(xù)時間看成是固定 值 具體方法后文有詳細(xì)介紹 4 進(jìn)度計(jì)劃 進(jìn)度計(jì)劃是對項(xiàng)目制定合理的計(jì)劃和工作日程 其主要安排不同工作的 執(zhí)行順序 使得項(xiàng)目的持續(xù)時間符合工期要求 這是整個進(jìn)度管理中最重要的部分 也是本文討論的主要內(nèi)容 最早人們用甘特圖的方法來制定項(xiàng)目的計(jì)劃 其后演變 為關(guān)鍵路徑法和計(jì)劃評審技術(shù) CPM PERT 資源受限項(xiàng)目管理中 必須考慮資源的 約束 因此為不同的工作制定了不同的優(yōu)先級 確保項(xiàng)目中處于瓶頸的工作能夠順 利完成 不會因?yàn)橘Y源的因素而推遲 5 進(jìn)度控制 為了防止計(jì)劃在執(zhí)行過程中遇到意外 我們還要對計(jì)劃實(shí)時的監(jiān)控隨時 的調(diào)整 使得實(shí)際的工期在計(jì)劃之內(nèi) 早期人們在制定計(jì)劃時并不考慮意外的發(fā)生 而是在發(fā)生突發(fā)事件時重新生成整個計(jì)劃 如果意外頻發(fā) 我們需要不停的制定新 的計(jì)劃 這樣工作量十分巨大 計(jì)劃動蕩不定 反而無法預(yù)計(jì)工程的工期 合適的 安排工作 而后人們采用動態(tài)窗口的方法動態(tài)生成計(jì)劃 26 一次只生成窗口大小的 計(jì)劃 窗口隨著時間的推移而滾動 計(jì)劃也隨著窗口的滾動而逐步完善 當(dāng)緩沖區(qū) 的概念提出后 這方面的管理顯得更為簡單 只需要把不確定的時間都預(yù)留到緩沖 11 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 12 區(qū)內(nèi)即可 在計(jì)劃變動的基礎(chǔ)上 還要建立應(yīng)急機(jī)制 采取相應(yīng)的行動 來消除故 障 同時考察意外對工期的影響 更改原來的執(zhí)行策略 加快執(zhí)行進(jìn)度 把意外帶 來的影響降低至最小 項(xiàng)目能夠按期完成 2 2 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù) 2 2 1 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)概述 在網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)出現(xiàn)之前 人們用甘特圖 Gantt chart 來管理施工項(xiàng)目 這種方法以 各項(xiàng)工作的先后順序?yàn)橐罁?jù) 把工作的開始時間 結(jié)束時間和工作時間等參數(shù) 畫在時 間軸上 組成一張工程的執(zhí)行圖紙 便于管理人員考察整個項(xiàng)目的執(zhí)行情況 由于甘特 圖只是對工程執(zhí)行情況的展示 并沒揭示出不同工作之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系 故無法提供 計(jì)劃安排方面的幫助 但甘特圖簡單明了的展示了各項(xiàng)工作的進(jìn)展情況 所以無論用何 種方法進(jìn)行進(jìn)度管理 其計(jì)算結(jié)果還是用甘特圖來表示 本文的計(jì)算結(jié)果亦是如此 1957 年 美國杜邦公司在化工項(xiàng)目的維修過程中首先使用了關(guān)鍵路徑法 使得停工 時間極大的縮短 取得了很好的效益 1958 年 美國海軍用計(jì)劃評審技術(shù)管理北極星導(dǎo) 彈計(jì)劃 處理各個分包商 供應(yīng)商之前的復(fù)雜關(guān)系 使工期大為縮短 這些項(xiàng)目的成功 標(biāo)志著網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的成熟 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)是在整個項(xiàng)目進(jìn)行工作結(jié)構(gòu)分解的基礎(chǔ)上 用網(wǎng)絡(luò)圖的形式把分解后 的工作聯(lián)系起來 建立明確的時間約束關(guān)系 通過關(guān)鍵路徑的計(jì)算和分析 對項(xiàng)目進(jìn)行 安排和規(guī)劃 其思想是向關(guān)鍵路徑要時間 向非關(guān)鍵路徑要資源 關(guān)鍵路徑上的工作優(yōu) 先級別最高 最先開始執(zhí)行 而非關(guān)鍵路徑上的工作處于從屬地位 在關(guān)鍵路徑工作執(zhí) 行的間隙完成 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖結(jié)構(gòu)的不同 可以把網(wǎng)絡(luò)圖分為單代號網(wǎng)絡(luò)圖和雙代號網(wǎng)絡(luò) 圖 根據(jù)工作時間估算方法的不同 可以分為關(guān)鍵路徑法 CPM 和計(jì)劃評審技術(shù) PERT 不同的方法有著不同的應(yīng)用范圍 本文的網(wǎng)絡(luò)圖的結(jié)構(gòu)式單代號網(wǎng)絡(luò)圖 工作時間的選 擇是關(guān)鍵路徑法 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)深入到人們生活的各個角落 極大的改變了人們的 生活方式 也使得管理各種復(fù)雜 大型的工程項(xiàng)目成為了可能 也使得項(xiàng)目管理的方法 更加多樣化 應(yīng)用范圍更加廣泛 出現(xiàn)了多種新穎的管理手段 如圖形評審技術(shù) GERT 隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) QGERT 風(fēng)險評審技術(shù) VERT 直到最近的關(guān)鍵鏈法 CC 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 2 2 2 關(guān)鍵路徑法 用關(guān)鍵路徑法對項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化和管理 核心的步驟是求出整個網(wǎng)絡(luò)圖的關(guān)鍵路徑 因?yàn)殛P(guān)鍵路徑?jīng)Q定著整個項(xiàng)目的工期長短 同樣也決定著項(xiàng)目中工作的執(zhí)行順序 要想 縮短項(xiàng)目的工期 就必須要縮短關(guān)鍵路徑的長度 關(guān)鍵路徑其實(shí)是整個網(wǎng)絡(luò)圖中最長的 一條路徑 但事實(shí)上 我們并不是通過求路徑的長度計(jì)算關(guān)鍵路徑的 首先介紹網(wǎng)絡(luò)圖中的時間參數(shù) 一項(xiàng)工作的執(zhí)行情況如圖 2 2 所示 27 圖 2 2 活動時間軸 工序工期 D 進(jìn)行此項(xiàng)工序所需要消耗的時間 在關(guān)鍵路徑法中 工序的工期是固 定的 無論在怎樣的條件下完成這項(xiàng)工序 所需要的時間是一定工序的開始時間和結(jié)束 時間的差值其實(shí)就是工序的執(zhí)行所需時間 就是項(xiàng)目的工期 工序最早開始時間 EST 緊前工作全部完成 并且資源可用的條件下 工序可能的 最早開始時間 項(xiàng)目首工序的最早開始 EST 0 工序的最早開始時間等于其緊前工作的 最早結(jié)束時間 如果該工序有多項(xiàng)緊前工作 則最早開始時間等于緊前工作集中最早結(jié) 束時間的最大值 1 max ii ESTEFT 工序最晚開始時間 LST 在不影響整個項(xiàng)目工期的前提下 工序可能的最晚開始時 間 工序最早結(jié)束時間 EFT 工序最早可能的結(jié)束時間 也就是在最早開始時間的情況 下 工序的結(jié)束時間 工序最晚結(jié)束時間 LFT 在不影響整個項(xiàng)目工期的前提下 工序可能的最晚結(jié)束時 間 最后一項(xiàng)工序的最早結(jié)束時間等于其最晚結(jié)束時間 一項(xiàng)工序的最晚結(jié)束時間等于 其緊后工序的最晚開始時間 如果該工序由多項(xiàng)緊后工序 則最晚結(jié)束時間等于緊后工 序集中最晚開始時間的最小值 1 min ii LFTLST 工序總時差 TF 即工序最早開始時間與最晚開始時間的差值 也就是工序在不 影響總工程的進(jìn)度情況下 最多可擁有的自由時間 也就是說在總時差內(nèi)開始工作 13 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 都不會影響項(xiàng)目的進(jìn)度 在網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中 如果一項(xiàng)工序的總時差為零的 那么該工序位于關(guān)鍵路徑上 由總 時差為零工序組成的路徑即為項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑 我們計(jì)算每一項(xiàng)工序最早開始時間和晚 開始時間 求取差值得到工序的總時差 并判斷其是否為零 把等于零的工序提出出來 我們就得到了項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑 28 在 project 中建立一個項(xiàng)目 把每個工序的任務(wù)信息包括任務(wù)名稱 工期 開始時間 完成時間 前置任務(wù)和資源名稱 填入到對應(yīng)的工作中 然后把任務(wù)的前置任務(wù)的序號 填寫正確 就可以建立一張網(wǎng)絡(luò)圖 建立完成網(wǎng)絡(luò)圖后 我們點(diǎn)擊視圖頁面 查看詳細(xì) 甘特圖 紅色部分所示就是項(xiàng)目的關(guān)鍵路徑 這種方法簡單易行 但效果并不是很好 而且缺乏與現(xiàn)有程序的互動方式 無法為后續(xù)的計(jì)算服務(wù) 故用 Matlab 編寫相應(yīng)程序 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃關(guān)鍵路徑圖的繪制 其流程如圖 2 2 設(shè)最初工作開始時間為0 建立為待執(zhí)行工作集tc 正在執(zhí)行工作集td已完成工作集tf和時間集合ew 某工作的緊前工序的最早開始時間加上該工作的工期加入ew 求出ew的最大值 即為該工作的最早開始時間 Length tc td 0 是 該工作加入tf 移出td 后續(xù)工作加入tc ew清零 最后一項(xiàng)工序的最晚開始時間等于其最早開始時間 td 最后工序 tc 0 tf 0 某工作的緊后工作集的最晚開始時間減去某工作的工期加入ew 求出ew的最小值 即為某工作的最晚開始時間 是 該工作加入tf 移出td 后續(xù)工作加入tc ew清零 求出最早開始時間與最晚開始時間差為零的工序 否 否 Length tc td 0 圖 2 3 關(guān)鍵路徑法實(shí)現(xiàn)流程圖 14 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 2 2 3 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)主要弊端 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)作為經(jīng)典項(xiàng)目管理的主要手段 給管理帶了極大的便利 有效的縮短 項(xiàng)目總工期 但在實(shí)際執(zhí)行的過程中 依然經(jīng)常發(fā)生項(xiàng)目超期的問題 有統(tǒng)計(jì)表明 有 40 的項(xiàng)目無法按期完成 29 為什么我們用了先進(jìn)的管理理念 P3 Project等管理軟件 依然會產(chǎn)生超期現(xiàn)象呢 主要是由于在進(jìn)行項(xiàng)目安排 制定進(jìn)度計(jì)劃過程中 并未考慮 實(shí)際執(zhí)行中可能遇到的問題 以及人們不可避免的心理因素 主要體現(xiàn)在以下幾個方面 1 學(xué)生綜合癥 如果老師給學(xué)生安排一篇論文的寫作任務(wù) 在三周之內(nèi)完成 學(xué)生實(shí)際是怎么做的 呢 他會抓緊每一刻時間來寫作么 高特拉德告訴我們 學(xué)生并不會一開就開始寫作 而是拖到第三周才開始 然后盡量的趕工 如果出現(xiàn)一點(diǎn)意外 那么這個學(xué)生有可能就 無法按