经营管理
郑如炎ꎬ张㊀昆
(海军装备部驻上海地区第一军事代表室ꎬ上海㊀２０１９１３)
㊀㊀摘要：通过绘制网络计划图㊁计算时间参数并指出关键线路ꎬ可以形成一个初始的网络计划方案ꎬ但一般会存在一些有待解决的矛盾与缺点ꎮ因此在满足既定约束条件下ꎬ为了设计一个工期短㊁质量好㊁成本低以及资源利用率高的计划方案ꎬ有必要对初始方案进行调整和修正ꎮ文章通过对网络计划图的工期调整㊁工期优化㊁资源优化㊁工期－费用优化等方面进行研究分析ꎬ提出可用于优化网络计划图的思路与方法ꎮ
关键词：网络计划ꎻ优化ꎻ船舶维修ꎻ工期ꎻ费用中图分类号:Ｕ６７２㊀㊀
文献标志码:Ａ㊀㊀
ｄｏｉ:１０.１３３５２/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１－８３２８.２０２０.０３.０１３
㊀㊀Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｂｙｄｒａｗｉｎｇｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｐｌａｎｄｉａｇｒａｍꎬｃａｌｃｕ
ｌａｔｉｎｇｔｈｅｔｉｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｐｏｉｎｔｉｎｇｏｕｔｔｈｅｋｅｙｌｉｎｅｓꎬａｎｉｎｉｔｉａｌｎｅｔｗｏｒｋｐｌａｎｓｃｈｅｍｅｃａｎｂｅｆｏｒｍｅｄꎬｂｕｔｔｈｅｒｅａｒｅｓｏｍｅｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｓａｎｄｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｔｏｂｅｓｏｌｖｅｄｉｎｇｅｎｅｒａｌ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｓｉｇｎａｐｌａｎｗｉｔｈｓｈｏｒｔｄｕｒａｔｉｏｎꎬｇｏｏｄｑｕａｌｉｔｙꎬｌｏｗｃｏｓｔａｎｄｈｉｇｈｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎꎬｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏａｄｊｕｓｔａｎｄｒｅｖｉｓｅｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｓｃｈｅｍｅｕｎｄｅｒｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅ￣ｓｅａｒｃｈａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｓｃｈｅｄｕｌｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔꎬｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎꎬｒｅｓｏｕｒｃｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄｔｉｍｅ￣ｃｏｓｔｏｐｔｉｍｉｚａ￣ｔｉｏｎꎬｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｉｄｅａｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｔｈａｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｓｃｈｅｄｕｌｅ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｎｅｔｗｏｒｋｐｌａｎｎｉｎｇꎻｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎꎻｓｈｉｐｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅꎻｄｕｒａｔｉｏｎꎻｃｏｓｔｓ作者简介：郑如炎(１９９３￣)ꎬ男ꎬ安徽滁州人ꎬ助理工程师ꎬ硕士ꎬ主要从事船舶总体建造工作ꎮ通信作者：张昆ꎬＥ－ｍａｉｌ:２７４２１２８５６＠ｑｑ.ｃｏｍ
㊀㊀安排船舶修理作业的计划方法一般包括绘制横道图方法以及网络计划图方法ꎮ其中网络计划图法[１]具有直观㊁可标明关键路线㊁可进行计算机分析等优点ꎬ所以在船舶修理作业中一般采用网络计划图方法安排船舶修理作用计划ꎮ随着网络计划方法[２]的发展ꎬ对网络计划图的优化逐渐成为修船领域所关注的热点ꎮ优化的目的就是通过工期㊁资源以及费用等网络计划优化ꎬ用最小的消耗获得最大的效益ꎮ
本文通过实例对网络计划图在工期调整㊁工期优化㊁资源优化㊁工期－费用优化[３]等方面的应用进行说明ꎮ
１㊀工期调整方法
假设以规定工期作为控制标准ꎬ可分为２种情
况进行讨论ꎮ第一种情况是当计算工期短于规定工期时ꎬ称网络计划有正时差ꎮ这时ꎬ可利用时差适当延长持续时间ꎬ降低资源消耗强度ꎮ第二种情况是当计算工期长于规定工期时ꎬ则出现负时差ꎬ这时要缩短关键线路上工作的持续时间ꎮ若网络计划图中有２条及以上的关键线路ꎬ或者调整进度计划重新计算导致关键线路发生了改变ꎬ并且计划工期超过了规定的工期ꎬ重复使用每次缩短后的持续时间计算新的时间参数ꎬ直到计划工期不再超过规定工期或不能调整为止ꎮ当计划工期不能满足规定要求时ꎬ应该考虑改变网络计划方案ꎬ或对网络计划工作的逻辑关系进行调整以缩短计划工期ꎮ
２㊀工期优化方法
工期优化[４]是指压缩网络计划的计算工期满
第３３卷㊀第３期２０２０年６月
中国修船
ＣＨＩＮＡＳＨＩＰＲＥＰＡＩＲ
Ｖｏｌ.３３Ｎｏ.３Ｊｕｎ.２０２０
足规定目标ꎬ或者在一定约束条件下将工期缩短的过程ꎮ在网络计划中ꎬ缩短工期可采用以下措施ꎮ
２.１㊀调整工作的组织关系
网络中的组织关系反映了工作中的可变顺序ꎮ如图１所示ꎬ当工作Ｋ和Ｓ的施工顺序可以交换时(其中①表示第一道工序ꎬ以此类推)ꎬ即利用其可变特性将持续时间从原有的２０ｄ缩短到１８ｄꎮ
12
2
计算机四级网络工程师13
4
4
3
K S F 35
G S G K F 10
5
5
3
5
（a ）工作顺序改变前
（b ）工作顺序改变后
10图１㊀工序调整
２.２㊀调整逻辑关系
可以根据网络计划的逻辑关系ꎬ合理调整网络结构ꎬ缩短工期ꎬ具体来说包括如下２种方式ꎮ
１)将串联作业改成并联作业ꎮ初始计划中先
进行工作Ａꎬ后进行工作Ｂꎮ若约束条件允许ꎬ可将工作Ａ㊁Ｂ同时进行ꎮ这就使得工作时间由原来的１０ｄ缩短到６ｄꎬ如图２所示ꎮ
1
1
3
2
32
A 6
B 4
B 4A 6
（a ）串联作业（b ）并联作业
图２㊀串联改变为并联
２)将串联作业改成交叉作业ꎮ初始计划中先
进行工作Ａꎬ再进行工作Ｂꎬ最后进行工作Ｃꎮ若约束条件允许ꎬ可将作业Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ交错进行ꎮ这就使得工作时间由原来的７０ｄ缩短到５５ｄꎬ如图３所示(其中为了区分串联作业工作Ａ㊁Ｂ㊁Ｃꎬ将并联作业工作对应拆分标记为Ａ１和Ａ２㊁Ｂ１和Ｂ２㊁Ｃ１和Ｃ２)ꎮ
２.３㊀压缩关键工作的时间
可以针对关键路径ꎬ通过压缩关键工作的持续时间ꎬ缩短工期ꎬ其主要步骤如下ꎮ
１)确定网络计划中的关键线路ꎬ并求出计划工期ꎮ按要求工期计算相应的缩短时间Ｔ:
Ｔ＝Ｔ１－Ｔ２ꎬ（a ）串联作业
（b ）交叉作业
A 40
B 20
C 10
A220
B110C15A120
B210
C25
图３㊀串联作业变更为交叉作业
式中ꎬＴ１㊁Ｔ２分别表示计算工期和要求工期ꎮ
２)按以下因素对缩短关键工作的持续时间进
行优先级选择:①对质量安全没有影响或者影响不大的工作ꎻ②资源比较充足ꎻ③所需成本最低ꎮ３)将优先缩短的关键工作压缩至最短持续时间ꎬ再出关键线路ꎮ
４)如计算工期没有满足要求ꎬ可重复以上步骤ꎬ直到满足要求或者不能再缩短为止ꎮ
５)如还是不能达到预期要求ꎬ这时可考虑改
变原网络计划图的网络结构方法(可参照２.１ꎬ
２.２措施)ꎮ
以某船小修为例ꎬ其局部一级网络计划图如图
４所示ꎬ图４中括号外数字为工作正常持续时间ꎬ括号内的数字为工作最短持续时间ꎬ其持续时间数据如表１所示ꎮ这里我们给出的数据仅仅作为参考ꎬ以便探讨说明工期优化的步骤ꎮ其中假设要求工期为５ｄꎮ
3
1
2
B 4（3）A 4（3）
D 3（2）C 4（3）
E 3（2）
图４㊀局部一级网络计划图表１㊀某船小修持续时间
ｄ
时间工作ＡＢＣＤＥ正常持续时间４４４３３最短持续时间
３
３
３
２
２㊀㊀１)求出在正常持续时间下的计算工期为７ｄꎮ
２)计算工期应该缩短的时间为２ｄꎮ
３)因为工作Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ正常与最短持续时间都
２０２０年第３期郑如炎ꎬ等：网络计划图优化方法研究
第３３卷
相等ꎬ工作Ｄ㊁Ｅ也是一样ꎬ所以先选择关键工作Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ进行缩短ꎮ
４)将关键工作Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ缩短至最短持续时间３ｄꎬ计算工期为６ｄꎬ缩短时间为１ｄꎮ
５)由于计算工期还是比要求工期大ꎬ需继续压缩ꎬ即考虑将关键工作Ｄ㊁Ｅ进行压缩ꎮ
６)将关键工作Ｄ㊁Ｅ缩短至最短持续时间
２ｄꎬ计算工期为５ｄꎬ满足要求工期ꎬ调整后的网络计划如图５所示ꎮ
3
1
2
B 3A 3
D 2C 3
E 2
图５㊀调整后的网络计划图
２.４㊀调整资源ꎬ缩短关键路线
利用时差ꎬ从非关键线路上进行挖掘ꎬ将某些资源调到关键线路上ꎬ从而增加人力和物力ꎬ进而缩短关键线路上的持续时间ꎮ
如图４所示ꎬ如果工作Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ以及工作Ｄ㊁
Ｅ的正常持续时间不同ꎬ即存在着关键工作与非关键工作ꎮ这里假设工作Ａ㊁Ｄ为关键工作ꎬ当将工作Ａ进行压缩后可能会变成非关键工作ꎬ这时需将其松弛ꎬ使之继续成为关键工作ꎬ其松弛时间介于正常持续
时间与最短持续时间之间ꎮ
３㊀资源优化方法
调整工期仅仅涉及到时间的安排ꎬ并没有将计划实现所应具备的物资条件考虑进去ꎮ而若工作进度安排不当ꎬ就会产生某些工作的资源供需矛盾ꎮ这就要求应该最大限度的降低成本ꎬ进而取得更好的经济利益ꎮ资源优化可分为以下两类问题ꎮ
３.１㊀资源有限ꎬ工期延长最短
解决工作资源冲突的步骤如下ꎮ
１)检查网络计划中工作是否存在资源冲突ꎮ
２)在冲突段ꎬ调整工作使用资源的使用顺
序ꎬ其应遵循工期增加最小的原则ꎬ直到满足资源限制为止ꎮ
３)调整网络计划ꎬ重新计算工作时间参数ꎮ
４)将资源成本增加量与工期成本增加量进行
比较分析ꎬ得到优选方案ꎮ
３.２㊀工期规定ꎬ资源均衡
将资源优先分配给关键工序和总时差较小的工序ꎬ并利用时差ꎬ错开时间ꎬ合理统筹协调ꎬ进而达到资源均衡㊁持续地被加以使用ꎮ衡量物资资源需求量均衡程度的指标有：极差㊁方差以及均衡系数ꎮ不同的指标对应不同的优选方案ꎬ我们应当合理选择方案ꎬ达到最优效率ꎮ本文主要讨论削峰法ꎬ其主要步骤如下ꎮ
１)计算网络计划的各个时间参数ꎬ绘制以最早开始时间为起点的网络计划图ꎮ２)出资源需求最大时间段及其最大资源强度ꎬ确定目标最大强度值ꎮ
３)进行比对调整ꎬ对于最大资源强度超过目
标最大强度值的时间段ꎬ对该时间段中的所有工作ꎬ主要针对非关键工作中的最早完成时间最短者以及最迟开始时间最长者进行统计：当最早完成的时间最小值等于最迟开始时间最大值ꎬ则对比调整结束ꎻ当最早完成的时间最小值小于最迟开始时间最大值ꎬ则应考虑将最迟开始时间最大值的工作开工时间调整为最早完成的时间最小值ꎮ
４)重复上述步骤ꎬ直至对比调整结束ꎮ
本文主要讨论第二种规定工期的资源均衡问
题ꎬ即给出一个关于某船的部分小修工程网络计划图的简单例子来说明削峰法的步骤ꎮ其初步网络计划图见图６ꎬ持续时间数据见表２ꎬ假设工期为
１２２ｄꎬ其在工作进行５０ｄ时ꎬＣ㊁Ｆ工作共用１台大型机器ꎬ而该机器仅能支持一项工作ꎬ而Ｃ工序仅在前期２３ｄ使用该机器ꎮ
1
2
3
4
3
22
A 20
B 30
C 72F 72
E 30
D 20G 20
H 102
图６㊀初步网络计划图
表２㊀利用削峰法计算的某船小修持续时间表
ｄ
时间工作
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
Ｆ
Ｇ
Ｈ正常持续时间２０３０７２２０３０７２２０１０２最短持续时间２０３０７２２０３０４９２０１０２最长持续时间
２０３０７２２０５３７２２０１０２２０２０年第３期
中国修船
第３３卷
㊀㊀１)由表２㊁图６知ꎬ其关键工序为Ａ－Ｂ－Ｃ工作ꎮ
２)确定资源需求最大的时间段为５０~７３ｄꎬ最大资源强度为２台机器ꎬ目标最大强度值为１台机器ꎮ
３)最大资源强度超过目标最大强度ꎬ即考虑将工作Ｆ适当推迟以避开工作Ｃ㊁Ｆ同时工作的资源冲突ꎮ
４)最大资源强度等于目标最大强度ꎬ即对比
调整结束ꎬ其调整后网络计划图如图７所示ꎮ
1
2
3
5
4
22
A 20
B 30
C 72F 72
E 53
D 20G 20
H 102
图７㊀调整后网络计划图
４㊀工期－费用优化方法
制定网络计划不仅要考虑工期㊁资源情况ꎬ还要考虑费用ꎮ工期－费用的优化[５]就是根据其相互的关系ꎬ对网络计划的时间与所需成本同时进行调整ꎬ以寻求最佳经济效益ꎬ即寻求费用最少的最优工期ꎮ工程项目的成本主要包括直接费用和间接费用两部分ꎮ在费用与工期的关系中ꎬ一般有最优工期ꎬ或者总费用较低的合理工期ꎬ而总费用与直接费用㊁间接费用的关系曲线则如图８所示ꎮ
费用/元
时间/d
总费用
直接费用间接费用
图８㊀费用关系图
㊀㊀工期－费用优化步骤为:①从工作的持续时间和费用关系中出使计划工期缩短ꎬ间接费用增加最少的工作ꎬ缩短其持续时间ꎮ②考虑间接费用随着工期缩短而减小的影响ꎬ利用工期变化引起直接费用㊁间接费用变化之和ꎬ求出总费用最小所对应的工期或规定工期对应的最小总费用ꎮ
工期－费用优化可采用的方法为渐进算法ꎬ即网络计划中的工作采用正常持续时间和成本ꎬ以关键工作的持续时间和费用关系为依据ꎬ将缩短关键工作持续时间的可能性和非关键工作时差之间的制约关系加以综合考虑ꎬ进而不断调整网络计划ꎬ得到一系列计算工期与总费用之间的关系和工作的进度安排ꎮ
５㊀结束语
网络计划图编制的科学性与规范性是舰船修期控制的必要保证ꎮ通过网络技术的优化ꎬ可以形成工期短㊁质量好㊁成本低以及资源利用率高的计划方案ꎮ随着大型网络的发展ꎬ手工优化已逐步向计算机自动化优化发展ꎬ本文为大型网络计划的优化提供思路与方法ꎬ进而可能在修船领域带来可观的经济效益ꎮ
参考文献
[１]闵少松ꎬ郑如炎ꎬ彭飞.舰船等级修理网络计划优化
与管理系统研究[Ｊ].中国修船ꎬ２０１６ꎬ２９(５):４７－５０.
[２]黄戈.网络技术在施工项目管理中的应用[Ｊ].甘肃
科技ꎬ２００８(１２):７９－８０.
[３]许海玲.网络计划图的优化在项目施工中的应用
[Ｊ].漳州职业大学学报ꎬ２００４(１):７７－７９.[４]高福聚.工程网络计划技术[Ｍ].北京：北京航空
航天大学出版社ꎬ２０１０.
[５]王林生.线性规划应用于工程网络图中时间－费用优
化[Ｊ].湖北工学院学报ꎬ２００１ꎬ１６(２):７２－７３ꎬ７８.
收稿日期:２０１９－１２－２５
无偿献血㊀从我做起救死扶伤㊀情暖人间
２０２０年第３期郑如炎ꎬ等：网络计划图优化方法研究第３３卷
发布评论