第04章 网络计划技术.docx
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第04章网络计划技术
第四章网络计划技术
第一节概述
一、网络计划的产生和发展
从20世纪初，H·L甘特创造了“横道图法”，人们都习惯于用横道图表示工程项目进度计划。
随着现代化生产的不断发展，项目的规模越来越大，影响因素越来越多，项目的组织管理工作也越来越复杂。
为了适应对复杂系统进行管理的需要，20世纪50年代，在美国相继研究并使用了两种进度计划管理方法，即关键线路法（CritialPathMethod，简称CPM）和计划评审技术（ProgramEvaluationandReviewTechnique，简称PERT）。
国外多年实践证明，应用网络计划技术组织与管理生产一般能缩短时间20％左右，降低成本10％左右。
当前，世界各国都非常重视现代管理科学，网络计划技术已被许多国家认为是当前最为行之有效的、先进的、科学的管理方法。
我国从20世纪60年代中期，在华罗庚教授倡导下，开始在国民经济各部门试点应用网络计划技术。
为了进一步推进网络计划技术的研究、应用和教学，1992年我国发布了《网络计划技术》（GB/T13400.1~3－92）三个国家标准（术语、画法和应用程序），将网络计划技术的研究和应用提升到新水平。
行业标准《工程网络计划技术规程》（JGJ/T121－99）的发布必将进一步推动工程网络计划技术的发展和应用水平的提高。
二、网络计划的特点
网络计划技术既是一种科学的计划方法，又是一种有效的生产管理方法。
与横道图计划管理方法相比，网络计划技术具有如下特点：
1.网络计划把整个施工过程中各有关工作组成一个有机的整体，因而能全面而明确地反映出各工序之间的相互制约和相互依赖的关系，能够清楚地看出全部施工过程在计划中是否合理。
2.网络计划可以通过时间参数计算，能够在工作繁多、错综复杂的计划中，找出影响工程进度的关键工作；便于管理人员集中精力抓住施工中的主要矛盾，确保按期竣工，避免盲目抢工。
因为，在通常的情况下，当计划内有10项工作时，关键工作只有3～4项，占30～40%；有100项工作时，关键工作只有12～15项，占12～15%；有5000项时，关键工作也不过150～160项，占3～4%；据说世界上曾经有过10000项工作的计划，其中关键工作只占1～2%。
3.通过利用网络计划中反映出来的各工作的机动时间，可以更好地运用和调配人力与设备，节约人力、物力，达到降低成本的目的。
4.通过对计划的优劣比较，可在若干可行性方案中选择最优方案。
5.在计划的执行过程中，当某一工作因故提前或拖后时，能从计划中预见到它对其他工作及总工期的影响程度，便于及早采取措施以充分利用有利的条件或有效地消除不利的因素。
6.它还可以利用现代化的计算工具——计算机，对复杂的计划进行绘图、计算、检查、调整与优化。
网络计划的缺点是从图上很难清晰地看出流水作业的情况，也难以根据一般网络图算出人力及资源需要量的变化情况。
从以上我们可以看出，网络计划技术的最大特点就在于它能够提供施工管理所需的多种信息，有利于加强工程管理。
所以，网络计划技术已不仅仅是一种编制计划的方法，而且还是一种科学的工程管理方法。
它有助于管理人员合理地组织生产，使他们做到心中有数，知道管理的重点应放在何处，怎样缩短工期，在哪里挖掘潜力，如何降低成本。
在工程管理中提高应用网络计划技术的水平，必能进一步提高工程管理的水平。
第二节双代号网络计划
双代号网络计划是目前我国建筑业应用较为广泛的一种网络计划表达形式，它是由若干表示工作的箭线（Arrow）和节点（Node）所构成的网状图形，其中每一项工作都用一根箭线和两个节点来表示，每一个节点都编以号码，箭线前后两个节点的号码即代表该箭线所表示的工作，“双代号”的名称即由此而来。
一、双代号网络图的组成
双代号网络图主要由工作、节点和线路三个要素组成。
1.工作（Activity）
⑴工作又称工序、活动，是指计划按需要粗细程度划分而成的一个消耗时间或也消耗资源的子项目或子任务。
①在双代号网络图中的工作用箭线表示，见图4－1，图中i为箭尾节点，表示工作的开始；j为箭头节点，表示工作的结束。
工作的名称写在箭线的上面，完成工作所需要的时间写在箭线的下面（如图4－1（a）所示）。
若箭线垂直向下画或垂直向上画，工作名称应书写在箭线左侧，工作持续时间书写在箭线右侧（如图4－1（b）所示）。
i
②即使不消耗人力、物力，但要消耗时间的活动过程仍然是工作。
例如混凝土浇筑后的养护过程，几乎不消耗资源，但需要时间去完成，仍然是工作。
③工作根据一项计划（或工程）的规模不同其划分的粗细程度，大小范围也有所不同。
如对于一个规模较大的建设项目来讲，一项工作可能代表一个单位工程或一个构筑物；而对于一个单位工程，一项工作可能只代表一个分部或分项工作。
④在无时标的网络图中，箭线的长短并不反映该工作占用时间的长短。
原则上讲，箭线的形状可以任意画，可以是水平直线，也可以画成折线或斜线，但不得中断。
在同一张网络图上，箭线的画法要求统一，图面要求整齐醒目，最好画成水平直线或带水平直线的折线，箭线优先选用水平走向，其方向尽可能由左向右画出。
⑵按照网络图中工作之间的相互关系，可将工作分为以下几种类型：
①紧前工作（frontcloselyactivity）如图4－2所示,在网络图中，相对于工作i－j而言，紧排在本工作i－j之前的工作h－i，称为工作i－j的紧前工作，即h－i完成后本工作即可开始；若不完成，本工作不能开始。
在双代号网络图中，工作与其紧前工作之间可能有虚工作。
平行工作
②紧后工作（backcloselyactivity）如图4－2所示，在网络图中，紧排在本工作i－j之后的工作j－k称为工作i－j的紧后工作，本工作完成之后，紧后工作即可开始。
否则，紧后工作就不能开始。
③平行工作（concurrentactivity）如图4－2所示，在网络图中，可以和本工作i－j同时开始和同时结束的工作，如图中的工作i－d就是i－j的平行工作。
④先行工作（precedingactivities）自起点节点顺着箭头方向至本工作开始节点之前各条线路上的所有工作，称为本工作的先行工作。
⑤后续工作（succeedingactivities）本工作结束节点之后顺着箭头方向至终点节点之前各条线路上的所有工作，称为本工作的后续工作。
绘制网络图时，最重要的是明确各工作之间的紧前或紧后关系。
只要这一点弄清楚了，其他任何复杂的关系都能借助网络图中的紧前或紧后关系表达出来。
j
⑶虚工作（dummyactivity）不消耗时间和资源的工作称为虚工作，即虚工作的持续时间为零。
通常用虚箭线表示，如图4－3（a）所示，当虚箭线很短，在画法上不易表示时，可采用工作持续时间为零的实箭线标识，如图4－3（b）。
虚工作实际上是用来表示工作间逻辑关系的一种符号。
2.节点（node）
①在网络图中箭线的出发和交汇处通常画上圆圈，用以标志该圆圈前面一项或若干项工作的结束和允许后面一项或若干项工作开始的时间点称为节点（也称为结点、事件）。
D
6
②在网络图中，节点不同于工作，它只标志着工作的结束和开始的瞬间，具有承上启下的衔接作用，而不需要消耗时间或资源。
如图4－4中的节点2，它表示工作A的结束时刻和工作C的开始时刻。
节点的另一个作用如前所述，在网络图中，一项工作可以用其前后两个节点的编号表示。
如图4－4中，工作E可用节点“3－5”表示。
③箭线出发的节点称为开始节点（precedingnode），箭线进入的节点称为完成节点（succeedingnode），表示整个计划开始的节点称为网络图的起点节点（startnode），表示整个计划最终完成的节点称为网络图的终点节点（endnode），其余称为中间节点。
所有的中间节点都具有双重的含义，既是前面工作的完成节点，又是后面工作的开始节点（如图4－5（a）所示）
4
④在一个网络图中可以有许多工作通向一个节点，也可以有许多工作由同一个节点出发（见图4－5（b））。
我们把通向某节点的工作称为该节点的紧前工作，这些箭线称为内向箭线；把从某节点出发的工作称为该节点的紧后工作，这些箭线称为外向箭线。
3.线路（path）
网络图中从起点节点开始，沿箭线方向连续通过一系列箭线与节点，最后到达终点节点所经过的通路，称为线路。
每一条线路都有自己确定的完成时间，它等于该线路上各项工作持续时间的总和，称为线路时间。
以图4－4为例，列表计算如下：
表4－1网络图线路时间计算表
如表4－1所示：
图4－4中共有5条线路，其中第三条线路即1－3－4－6的时间最长，为16天，象这样在整个网络线路中线路时间最长的线路称为关键线路（也称主要线路），位于关键线路上的工作称为关键工作。
关键工作完成的快慢直接影响整个计划工期的实现。
因此为了醒目，关键线路一般用粗线（或双箭线、红箭线）来表示。
在网络图中关键线路有时不止一条，可能同时存在几条关键线路，即这几条线路上的持续时间相同且是线路持续时间的最大值。
但从管理的角度出发，为了实行重点管理，一般不希望出现太多的关键线路。
关键线路并不是一成不变的。
在一定的条件下，关键线路和非关键线路可以相互转化。
例如当采用了一定的技术组织措施，缩短了关键线路上各工作的持续时间就有可能使关键线路发生转移，使原来的关键线路变成非关键线路，而原来的非关键线路却变成关键线路。
位于非关键线路的工作除关键工作外，其余称为非关键工作，它具有机动时间（既时差），非关键工作也不是一成不变的，它可以转化为关键工作；利用非关键工作的机动时间可以科学的、合理的调配资源和对网络计划进行优化。
二、双代号网络图的绘制
（一）项目的分解
任何一个工程项目都是由许多具体工作和活动所组成的。
所以，要绘制网络图，首要的问题是将一个项目根据需要分解成一定数量的独立工作和活动，其粗细程度可以根据网络计划的作用加以确定，宏观控制的网络计划，可以分解得粗一些；具体实施的网络计划，可以分解得细一些。
项目分解和工艺、方法的确定是密切相关的。
对于较复杂的项目，项目分解是一项深入细致的工作，通常是在工艺和方法确定的基础上进行的。
项目分解的结果是要明确工作的名称、工作的范围和内容等。
施工项目结构分解的方法主要有：
⑴按实施过程进行分解
对于一个完整的施工项目来说，必然有一个实施的全过程。
按实施过程进行分解即可得到项目的实施活动。
常见的施工项目分为：
施工准备工作、地基基础工程、主体工程、机械和电气设备安装、附属设施、装饰工程和竣工验收等。
按实施过程进行分解并非在项目结构图的最低层，通常在第2层或第3层。
例如：
某土建施工项目中共有准备工作、地基基础工程、土方及外防水、地下结构、上部结构、附属设施、竣工验收7个二级项目单元。
其分解形式见图4－6。
图4－6某土建施工项目结构分解图
⑵按平面或空间位置进行分解
对于一个项目、子项目可以按几何形体分解。
例如图4－6中地下结构按平面位置分解为地基承台底板、电梯井、墙柱、框架结构、现浇钢筋混凝土板、楼梯等三级项目单元。
⑶按功能进行分解
功能是建好后应具有的作用，它常常是在一定的平面和空间上起作用的，所以有时又被称为“功能面”。
工程项目的运行实质是各个功能作用的组合。
一般房屋建筑都具备建筑和主体结构这2个主要功能。
而其它的功能与建筑用途有关．例如：
图4－6所示娱乐城可能划分为娱乐和服务的功能，如图的第4级项目单元框架结构的施工准备区、桑拿区、保龄球管区、健身房区等。
⑷按要素进行分解
一个功能面分为各个专业要素，分解时必须有明显的专业特征。
如在图4－6的第4级各功能面上还可再分为配电及控制室等要素。
同时，这些要素还可以进一步分解为子要素，如配电室可分为供电系统和照明系统等。
在对施工项目进行结构分解时，这些方法的选择是有针对性的，应符合工程的特点和项目自身的规律性，以实现项目的总目标。
（二）工作的逻辑关系分析及其表示方式。
在网络计划中，正确的表示各工作间的逻辑关系是一个核心问题。
那么什么是逻辑关系呢？
逻辑关系就是各工作在进行作业时，客观上存在的一种先后顺序关系。
工作的逻辑关系分析是根据施工工艺和施工组织的要求，确定各道工作之间的相互依赖和相互制约的关系，以方便绘制网络图。
这种逻辑关系可归纳为两大类：
1.工艺关系。
图4－7某混凝土工程双代号网络图
它是由施工工艺或工作程序决定的工作之间的先后顺序关系。
如图4－7中，支模1→扎筋1→混凝土1。
这种关系是受客观规律支配的，一般是不可改变的。
当一个工程的施工方法确定之后，工艺关系也就随之被确定下来。
如果违背这种关系，将不可能进行施工，或会造成质量、安全事故，导致返工和浪费。
2.组织关系
它是在施工过程中，由于组织安排需要和资源（劳动力、机械、材料和构件等）调配需要而规定的先后顺序关系。
如图4－7中，支模1→支模2；扎筋1→扎筋2等为组织关系。
这种关系不是由工程本身决定的而是人为的。
组织方式不同，组织关系也就不同，所以它不是一成不变的。
但是不同的组织安排，往往产生不同的组织效果，所以组织关系不但可以调整，而且应该优化。
这是由组织管理水平决定的，应该按组织规律办事。
为便于绘图和计算，逻辑关系分析完成之后，应根据工作（分部分项工程、工作）间的工艺关系编制成一张明细表。
例如表4－2为某钢筋混凝土工程分部分项明细表。
表4－2某钢筋混凝土工程划分三个施工段时工作表
工作名称
工作代号
紧前工作
工作时间
工作名称
工作代号
紧前工作
工作时间
支模1
A
一
2
浇注混凝土2
F
C，E
1
绑钢筋1
B
A
2
支模3
G
D
2
浇注混凝土1
C
B
1
绑钢筋3
H
G，E
2
支模2
D
A
3
浇注混凝土3
I
F，H
1
绑钢筋2
E
B，D
3
3.各种逻辑关系的正确表示方法
在网络图中，各工作之间在逻辑上的关系是变化多端的。
表4－3所列的是网络图中常见的一些逻辑关系及其表示方法。
表4－3网络图中各工作逻辑关系表示方法
序号
工作之间的逻辑关系
网络图表示方法
说明
1
有A、B两项工作按照顺序施工方式进行
A
B
B工作依赖着A工作，A工作约束着B工作的开始
2
有A、B、C三项工作同时开始
A
B
C
A
B
C
A、B、C三项工作称为平行工作
3
有A、B、C三项工作同时结束
A、B、C三项工作称为平行工作
4
有A、B、C三项工作只有在A完成后，B、C才能开始
A
B
C
A工作制约着B、C工作的开始，B、C为平行工作
5
有A、B、C三项工作，C工作只有在A、B完成后才能开始
A
B
C
C工作依赖着A、B工作，A、B为平行工作
6
有A、B、C、D四项工作只有当A、B完成后C、D才能开始
A
B
C
D
j
通过中间节点ｊ正确地表达了A、B、C、D之间的关系
7
有A、B、C、D四项工作A完成后C才能开始，A、B完成后D才能开始
A
B
C
D
D与A之间引入了逻辑连接（虚工作）只有这样才能正确表达它们之间的约束关系
8
有A、B、C、D、E五项工作，A、B完成后C开始,B、D完成后E开始
A
C
B
E
D
j
i
k
虚工作i－j反映出C工作受到B工作的约束；虚工作i－k反映出E工作受到B工作的约束
9
有A、B、C、D、E五项工作，A、B、C完成后D才能开始，B、C完成后E才能开始
A
B
C
D
E
0
这是前面序号1、5情况通过虚工作联接起来，虚工作表示D工作受到B、C工作的制约
10
有A、B两项工作分三个施工段，平行施工
A1
A2
A3
B1
B2
B3
每个工种工程建立专业工作队，在每个施工段上进行流水作业，不同工种之间用逻辑搭接关系表示
（三）虚箭线在双代号网络图中的应用
通过前面介绍的各种工作逻辑关系的表示方法，可以清楚地看出，虚箭线不是一项正
式的工作，而是在绘制网络图时根据逻辑关系的需要而增设的。
虚箭线的作用主要是帮助正确表达各工作间的关系，避免逻辑错误。
1.虚箭线在工作的逻辑连接方面的应用
D
绘制网络图时，经常遇到图4－8中的情况，A工作结束后可同时进行B、D两项工作。
C工作结束后进行D工作。
从这四项工作的逻辑关系可以看出，A的紧后工作为B，C的紧后工作为D，但D又是A的紧后工作，为了把A、D两项工作紧前紧后的关系表达出来，这时就需要引人虚箭线。
因虚箭线的持续时间是零，虽然A、D间隔有一条虚箭线，又有两个节点，但二者的关系仍是在A工作完成后，D工作才可以开始。
2.虚箭线在工作的逻辑“断路”方面的应用
绘制双代号网络图时，最容易产生的错误是把本来没有逻辑关系的工作联系起来了，使网络图发生逻辑上的错误。
这时就必须使用虚箭线在图上加以处理，以隔断不应有的工作联系。
产生错误的地方总是在同时有多条内向和外向箭线的节点处，画图时应特别注意，只有一条内向或外向箭线之处是不易出错的。
例：
某工程由支模板、绑钢筋、浇混凝土等三个分项工程组成，它在平面上划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个施工阶段，已知其双代号网络图如图4－9所示，试判断该网络图的正确性。
浇Ⅱ
判断网络图的正确与否，应从网络图是否符合工艺逻辑关系要求，是否符合施工组织程序要求，是否满足空间逻辑关系要求三个方面分析。
由图4－9可以看出，该网络图符合前两个方面要求，但不满足空间逻辑关系要求，因为第Ⅲ施工段的支模板不应受到第Ⅰ施工段绑钢筋的制约，第Ⅲ施工段绑钢筋不应受到第Ⅰ施工段浇混凝土的制约，这说明空间逻辑关系表达有误。
在这种情况下，就应采用虚工作在线路上隔断无逻辑关系的各项工作，这种方法就是“断路法”。
上述情况如要避免，必须运用断路法，增加虚箭线来加以分隔，使支模Ⅲ仅为支模Ⅱ的紧后工作，而与钢筋Ⅰ断路；使钢筋Ⅲ仅为钢筋Ⅱ的紧后工作，而与浇筑混凝土Ⅰ断路。
正确的网络图应如图4－10所示。
这种断路法在组织分段流水作业的网络图中使用很多，十分重要。
3.两项或两项以上的工作同时开始和同时完成时，必须引进虚工作，以免造成混乱。
图4－11虚箭线的应用之三
一个箭线和与其相关的节点只能代表一项工作，不允许代表多项工作。
例如图4－11（ａ）中，A、B两项工作的箭线共用①、②两个节点，l－2代号既表示A工作又可表示B工作，代号不清，就会在工作中造成混乱。
而图4－11（b）中，引进了虚箭线，即图中的2－3，这样1－2表示A工作，1－3表示B工作，前面那种两项工作共用一个双代号的现象就消除了。
4.虚箭线在不同工程项目的工作之间互相有联系时的应用
在不同工程项目之间，施工过程中的某些工作可能会有联系时，也可引用虚箭线来表示它们的相互关系。
例如在两条平行施工的作业线（或两项工程）施工中，绘制网络图时，把两条作业线分别排列在两条水平线上，如果两条作业线上某些工作要利用同一台机械或由某一工人班组进行施工时，这些联系就应用虚箭线来表示。
如图4－12所示。
乙流水线
图4－12中，甲流水线的B工作需待A工作和乙流水线的E工作完成后才能开始；乙工程的G工作需待F工作和甲流水线的B工作完成后才能开始。
从以上我们可以看出，在绘制双代号网络图时，灵活的应用虚箭线是非常重要的，但应用又要恰如其分，不得滥用，因为每增加一条虚箭线，一般就要相应地增加节点，这样不仅使图面繁杂，增加绘图工作量，而且还要增加时间参数计算量。
（四）绘制双代号网络图的基本规则
网络计划技术在建筑施工中主要用来编制建筑施工企业或工程项目生产计划和工程施工进度计划。
因此，网络图必须正确的表达整个工程的施工工艺流程和各工作开展的先后顺序以及它们之间相互制约、相互依赖的约束关系。
为此在绘制网络图时必须遵循一定的规则。
1.双代号网络图必须正确的表达已确定的逻辑关系。
绘制网络图之前，要正确确定工作之间顺序，明确各工作之间的衔接关系，根据工作的先后顺序逐步把代表各项工作的箭线连接绘制成网络图。
各工作间的逻辑关系是否表示正确，是网络图能否反映工程实际的关键。
如果逻辑关系错了，网络图中各种时间参数的计算就会发生错误，关键线路和工程总工期的确定也将随之发生错误。
6
2.在网络图中严禁出现循环回路。
在网络图中，从一个节点出发沿着某一条线路移动，又回到原出发节点，即在网络图中出现了闭合的循环路线，称为循环回路。
如图4－13中的2－3－4－2，就是循环回路。
它表示的网络图在逻辑关系上是错误的，在工艺关系上是矛盾的。
3.双代号网络图中，在节点之间严禁出现带双箭头或无箭头的连线。
图4－14错误的工作箭线画法
（a）双向箭头；（b）无箭头
用于表示工程计划的网络图是一种有序的有向图，沿着箭头指引的方向进行，因此一条箭线只有一个箭头，不允许出现方向矛盾的双箭头和无方向的无箭头箭线，如图4－14所示即为错误的工作箭线画法，因为工作进行的方向不明确，因而不能达到网络图有向的要求。
4.网络图中，严禁出现没有箭头节点或没有箭尾节点的箭线，如图4－15所示。
k
5.当网络图的某些节点有多条内向箭线或多条外向箭线时，为使图形简洁，在不违背“一项工作应只有唯一的一条箭线和相应的一对节点编号”的规定的前提下，可采用母线法绘图。
使多条箭线经一条共用的母线线段从节点引出如图，4－16（ａ）所示；或使多条箭线经一条共用的母线线段引入节点，如图4－16（ｂ）所示。
当箭线线型不同（如粗线、细线、虚线、点划线或其它线型等）时，可在母线引出的支线上标出。
图4－17交叉箭线画法示意图
图4－16母线法绘图示意
6.绘制网络图时，箭线不宜交叉，当交叉不可避免时，不能直接相交画出，可选用过桥法或指向法。
如图4－17所示。
7.在网络图中，应只有一个起点节点；在不分期完成任务的网络图中，应只有一个终点节点；而其它所有节点均应是中间节点。
如图4－18（ａ）所示的网络图中①、③节点均没有内向箭线故可认为这两个节点都是起点节点，这是不允许的。
如果遇到了这种情况，应根据实际的施工工艺流程增加一个虚箭线，如图4－18（ｂ）才是正确的；在不违背第3条规则的情况下也可将没有紧前工作的节点全部并入网络图的起点，如在本例中，可将多余的节点3删除，而直接把1、5两个节点用箭线连接起来。
如图4－18（ｃ）所示。
图4－18起点节点示意图
如图4－19（ａ）所示的网络图中出现了两个没有箭线向外引出的节点5和节点7。
它们造成了网络逻辑关系的混乱，1－5工作何时结束？
1－5工作对后续工作有什么样的制约关系？
表达不清楚，这在网络图中是不允许的。
如果遇到这种情况应加入虚箭线调整。
如图4－19（ｂ）才是正确的；在不违背第3条规则的情况下也可将没有紧后工作的节点5删除直接将节点1和节点6连接起来。
7
以上是绘制网络图应遵循的基本规则。
这些规则是保证网络图能够正确反映各项工作之间相互制约关系的前提，我们要熟练掌握，灵活运用。
（五）网络图的编号
按照各道工作的逻辑顺序将网络图绘好之后，就要给节点进行编号。
编号的目的是赋予每道工作一个代号，便于网络图进行时间参数的计算。
当采用电子计算机来进行计算时，工作代号就显得更为必要。
1.网络图的节点编号应遵循以下规则
⑴一条箭线的箭尾节点的号码应小于箭头节点的号码（即ｉ＜ｊ），节点编号时应先编起点节点的代号，用我们打算使用的最小数，以后的编号每次都应比前一代号大。
而且，只有指向一个节点的所有工作的箭尾节点全部编好代号，那么这个节点才能编一个比所有已编号码都大的代号。
⑵在一个网络计划中，所有的节点都不能出现
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