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网络的时间计算

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网络的时间计算

    

    网络计划技术是从控制时间,合理安排时间进度,寻求一项工程最佳完成时间开始的。一项工程或一件生产任务总是在一定的时间和空间内进行的。因此,正确地制定计划并进行有效地控制,必须对一项工程或任务所需时间进行科学地估计。在网络图中所指的时间,一是指活动的延续时间,二是指活动开始与结束的时间。具体内容包括:作业时间、结点时间、作业开始与结束时间、时差。

    1.作业时间计算

    作业时间指的是使用或消耗资源完成一项活动所需要的时间,也就是一项活动的延续时间。作业时间具体采用什么单位,应随任务的性质而定。一般来说,作业时间就是这些活动所需的工时定额。估计并确定作业时间一般有以下两种方法。

    (1)单一时间估计法。关键路径法(CPM)对各项活动的作业时间,仅确定一个时间值。估计时,应以完成各项活动可能性最大的作业时间为准。这种方法适用于在有类似的工时资料或经验数据可资借鉴,且完成活动的各有关因素比较确定的情况下使用。

    (2)三种时间估计法。计划评审技术(PERT)包含了概率分析,它对每项活动进行三种时间估计而不是一种。这三种时间估计值分别如下。

    第一,最乐观时间,用a表示,指当每项活动都无一例外地顺利完成时,活动完成的最小可能时间。这种可能性很小,其概率仅设定为1%。

    第二,最保守时间,用b表示,指当每项活动都未能顺利进行时,活动完成的可预计到的最大可能时间。这种可能性也很小,其概率仅设定为1%。

    第三,最可能时间,用m表示,指在一般正常情况下的最大可能完成任务的时间。

    PERT技术假设项目中各项作业的实际活动时间服从β概率分布,如图10-5所示。β分布向右侧倾斜,时间估计更容易超过均值,而不是少于均值。经验显示,对于项目活动时间估计往往会超过最可能的时间或者最好的时间估计,因为人们总是对时间估计过于乐观。因此,实际的时间经常会超过最有可能的时间,而不是在此之前就完成。根据经验,通过三种时间估计可以计算完成某项活动的期望(平均或折中)持续时间)和方差),计算公式分别为

    

图10-5 PERT活动时间

    

    上面的公式中,预期完工时间是三种估计时间的加权平均,权重分别为1、4、1,分母的6就是权重之和。但在方差的公式中,6这个取值来自乐观时间与悲观时间距均值各有三个标准差的偏离这一假设。

    假设TE

    是整个项目的总完成时间,则计算如下

    

    式中 σ2——TE的方差。

    假设项目完成时间是服从正态分布的。这个假设基于中心极限定理,即在一般情况下,随机时间倾向于服从正态分布。项目完成的概率通过计算指定完成时间与期望完成时间之间的正态标准差的大小,然后利用正态概率分布表就可以查到。其计算公式为

    

    式中 TX ——项目指定完成时间。

    【例10-2】PERT网络和每项活动的三种时间估计值(箭线下方的三个数字)如图10-6所示。计算在12个单位时间内完成项目的概率。

    

图10-6 某项目的网络

    解:依据网络图中给出的各项活动三种时间估计值,计算每项活动的期望时间和方差,如表10-3所示。

表10-3 某项目各项活动的期望时间和方差

    这个网络图中有两条路径:分别是A→B→M→D(时间为9.17单位)和A→C→D(时间为10.5单位,是关键路径)。项目完成时间的方差是关键路径上各项活动方差之和,即

    

    假设项目的完成时间服从正态分布,均值为10.5,标准差==1.342。项目在12天内完成或更少的时间内完成的概率是通过正态标准差来计算的。

    

    根据正态概率分布表,就可以得出12单位时间内完成项目的概率(Z=1.12)为0.8686。

    2.结点时间计算

    结点本身并不占用时间,它只是表示某项活动应在某一时刻开始或结束。因此,结点时间有两个,即结点最早开始时间和最迟结束时间。

    其计算方法是从始结点开始,自左至右顺着网络图的箭线方向逐个结点进行计算,其中始结点的最早开始时间为

    

    中间结点的最早开始时间的计算有两种情况。

    第一,如果到达某一结点的箭线只有一条,其计算公式为

    

    第二,如果到达某一结点的箭线有两条或两条以上,则该结点的最早开始时间的计算公式为

    

    式中 ——箭尾结点的最早开始时间;

     ——箭头结点的最早开始时间;

    ——该条箭线所代表的作业或活动的作业时间;

    i取值从1到n,j取值从1到n,n为终结点的代码。

    【例10-3】以图10-4所示网络图中的数据为基础,计算各个结点的最早开始时间。

    解:各个结点的最早开始时间计算如下:

    (2)结点最迟结束时间)。结点的最迟结束时间指的是进入该结点的各项活动必须最迟完工的时间,若不能按时完工将影响后续活动的开工时间和完工时间,从而使整个项目不能在计划期限内完成。

    其计算方法是从终结点开始,自右至左逆着网络图的箭线方向逐个结点进行计算,其中终结点的最迟结束时间等于其最早开始时间,即

    

    中间结点的最迟结束时间的计算也分两种情况。

    第一,如果由某一结点引出的箭线只有一条,则该结点的最迟结束时间的其计算公式为

    

    第二,如果由某一结点引出的箭线有两条或两条以上,则该结点的最迟结束时间的计算公式为

    

    式中 ——箭头结点的最迟结束时间;

    ——箭尾结点的最迟结束时间。

    【例10-4】以图10-4所示网络图中的数据为基础,计算各个结点的最迟结束时间。

    解:各个结点的最迟结束时间计算如下:

    

    3.作业开始与结束时间计算

    作业开始与结束时间包括作业最早开始时间、作业最早结束时间、作业最迟结束时间和作业最迟开始时间。

    (1)作业最早开始时间)。作业最早开始时间指的是某项作业最早可能开始的时间。它等于代表该作业的箭线箭尾结点的最早开始时间。其计算公式为

    【例10-5】以图10-4所示网络图中的数据为基础,计算各项活动的最早开始时间。解:各项活动的最早开始时间计算如下:

    

    (2)作业最早结束时间)。作业最早结束时间指的是某项作业最早可能结束的时间。某作业的最早结束时间等于该作业的最早开始时间加上它的作业时间。计算公式为

    【例10-6】以图10-4所示网络图中的数据为基础,计算其中两项活动的最早结束时间。

    解:某些活动的最早结束时间计算如下

    

    其他作业的最早结束时间在这里不一一计算。

    (3)作业最迟结束时间)。作业最迟结束时间是指某作业必须结束的最迟时间。它等于代表该作业的箭线箭头结点的最迟结束时间。计算公式为

    【例10-7】以图10-4所示网络图中的数据为基础,计算其中两项活动的最迟结束时间。

    解:某些活动的最迟结束时间计算如下

    

    其他作业的最迟结束时间在这里不一一计算。

    (4)作业最迟开始时间)。作业最迟开始时间是指某作业必须开始的最迟时间。某作业的最迟开始时间等于该作业的最迟结束时间减去它的作业时间。计算公式为

    

    【例10-8】以图10-4所示网络图中的数据为基础,计算其中两项活动的最迟开始时间。

    解:某些活动的最迟开始时间计算如下

    

    其他作业的最迟开始时间在这里不一一计算。

    4.时差和关键路径

    (1)活动总时差。活动总时差是指在不影响整个项目完工时间的前提下,某项活动最迟开工时间与最早开工时间的差。它表明该项活动开工时间允许推迟的最大限度,也称为“宽裕时间”或“富余时间”。设活动(I,j)的总时差为TFi.j,则其计算公式为

    

    活动总时差的计算如表10-4所示。

    (2)活动单时差。活动单时差是指在不影响下一个活动的最早开工时间的前提下,该活动的完工期可能有的机动时间,又称为“自由富余时间”。设活动(I,j)的单时差为

    EFi.j,则其计算公式为

    

    式中 ——工序(i-j)的紧后工序(j-k)最早开始时间。

    活动单时差的计算如表10-4所示。

    时差表明各项活动的机动时间,即有时间潜力可以利用。时差愈大,说明时间潜力也愈大。网络图的精髓就在于利用时差来规定和调整整个项目的进度,以求提高效率。

    (3)关键路径。在一个网络图中,总时差为零的活动为关键活动,时差为零的结点称为关键结点。一个从始结点到终结点,沿箭线箭头方向由时差为零的活动所组成的路径就是关键路径。

    某公司新建办公室网络项目的关键路径为:A→B→G,如表10-4所示。

表10-4 某公司新建办公室项目网络时间参数

    关键路径通常是从始结点到终结点时间最长的路径,要想缩短整个项目的工期,必须在关键路径上想办法,即缩短关键路径上的作业时间。反之,若关键路径工期延长,则整个项目的完工期将延长。

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