网络计划的优化是指通过不断改进网络计划的初始可行方案,并满足既定的约束条件,按照一定的度量指标(时间、费用、资源)寻求最佳方案。
网络计划的优化包括工期成本优化和资源优化。资源的优化分为有限资源-最短工期的优化和固定工期-平衡资源的优化。
1.时间限制-成本优化
在一定范围内,工程的施工费用随着工期的变化而变化,在工期与费用之间存在着最优解的平衡点。工期-成本优化是指以最低的项目成本为目标,满足工期要求的施工方案调整过程。
通常,工期-费用优化是在网络的计划工期长于规定工期或需要加快施工进度时进行的。
(1)项目工期-成本曲线
项目成本包括两部分:直接成本和间接成本。在一定时间范围内,项目的直接成本随着建设周期的增加而减少,间接成本随着建设周期的增加而增加。它们与工期的关系曲线见下图。
项目工期-成本曲线
(2)工作成本曲线的持续时间
工作持续时间与直接成本的关系曲线如下图所示。
当一项工作的持续时间缩短时,相应的直接成本就会增加。为简单起见,工作持续时间和直接成本之间的关系通常用一条直线来表示。
费率是指为了缩短每台机组的工作持续时间而需要增加的直接费用。
(3)工期-成本优化原则
工期-费用优化主要在于寻找不同工期下的最小直接费用之和。
(1)为了缩短工期,把成本增加到最低,首先要用最小的成本率缩短关键工作的工期。
②缩短所选关键工作的持续时间时,缩短值必须符合不能压缩到非关键工作中,且缩短的持续时间不应小于最短持续时间的原则。
③如果有两条以上的关键线路,那么每条线路都需要缩短工期,这样工期就可以相应缩短。
(4)工期-成本优化步骤
①计算每项工作的费用率。
②根据正常工作时长找出关键工作和关键线路。
③在关键工作中,找出费用率(或综合费用率)最低的关键工作或一组关键工作,以缩短其持续时间。
④计算最优计划工期和总成本。
⑤重复2-4步,直到达到规定要求。
2.资源优化
所谓资源,是指完成任务所需的人力、材料、机械设备和资金。
资源优化就是改变工作的开始时间,使资源按时间的分布符合优化的目标。
资源优化可分为“资源有限,工期最短”和“工期固定,资源均衡”两种类型。
资源有限工期最短的优化是指在资源有限的条件下,保证每项工作的日常资源需求不变,工期最短的施工计划过程。
固定工期和资源平衡的优化是指在工期不变的情况下,尽可能平衡资源需求的过程。
(1)资源有限,工期最短
假设一个项目需要s种不同的资源。已知每天可提供的资源数量分别为R1(t)、R2(t)、… Rs(t)。完成每个进程只需要一种资源,设置为第k种资源。单位时间的资源需求(强度)用Rt表示,假设Rt为常数。在满足资源供给的情况下,完成过程i-j的持续时间为tij,.可根据极差原理确定最优方案,即网络计划资源动态曲线中任意资源周期[ta,tb]的日资源消耗总量Rk应小于或等于计划的日资源限额Rt,即满足Rk≤Rt。
分析步骤:
a .根据网络的逻辑关系和各工序的运行持续时间,画出时标网络图和各工序最早开工对应的资源需求动态图。
B.逐一检查总资源需求。如果不满足供应限制的要求,则需要调整计划。直到所有内部资源的总需求满足供给极限的要求。
(2)各时期资源分析和工艺计划调整的原则。
a、第一个时期,假设在[t0,t1]时期,当总资源需求不满足极限要求时:
按键操作:根据资源需求,将数字从大到小排序。
非关键线路操作:按照总时差降序排列。如果总时差相等,则根据工序的每日资源需求按降序排列。
按照数字从小到大的顺序,将每天需要的资源分配给位于该时间段内的工序,以不超过可能的供应数量为限。如果剩下的进程不能分配资源,就转移到t1开始。
B.在其他时间段,假设已经计算了第K步,如果时间段[t0,tk]内流程的日资源需求之和没有超过供给限制,则继续计算第K+1步。
在前一步右移后,绘制新的时标网络图和资源需求动态图;其次,检查周期[tk,tk+1]内的总资源需求是否超过供给极限,如果是,按照以下原则调整[tk,tk+1]内的进程:
当每个进程不允许中断时:在tk之前开始,在tk之后结束的进程按照新的总时间差与开始时间到tk+1的距离之差的递增顺序进行编号,相同差的进程按照其日资源的递减顺序进行编号。
资源约束和最短工期优化实例
假设项目只需要一种资源,单位时间的资源需求是不变的。
R i-j - △框内工作的每日(单位时间)资源需求
持续时间
假设:每天可能供应的资源数量:Rt=12个单位,时间段[0,2],[2,4],[4,5]超过可能供应的约束。
1)研究第一个时间段[τ0=0,τ1=2]
有0-1,0-2,0-3的工作。根据资源优先分配的原则,它们的优先顺序如表所示。
2)研究期[τ1=2,τ2=5]。
工作是0-2,0-3,1-3,1-4。
3)时间段[τ2=5,τ3=8]
有0-2,1-3,1-4的工作。
4)以此类推,最终可以得到下图所示的近似解。
资源满足约束条件要求(Rt=12),工期17天,延长3天。
3.工期固定,资源均衡。
找出关键线路的长度和非关键线路的总时差;
按照最早阶段时间的顺序从右到左优化;
按照最早阶段时间的顺序,从右到左继续优化。



