第四章网络计划技术在矿井生产

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1、第四章第四章 网络计划技术在矿井生产网络计划技术在矿井生产准备中的应用准备中的应用重点重点关键路线法计划评审技术网络技术优化发展简史l19561956年，年，美国杜邦美国杜邦公司的沃克（公司的沃克（Morgan.R.WalkerMorgan.R.Walker）在兰德公）在兰德公司的凯利司的凯利（Janes.E.Kelly.Jr）协助下研究开发了利用计算协助下研究开发了利用计算机技术安排工程进度计划的新方法即关键线路法机技术安排工程进度计划的新方法即关键线路法（Critical Path Method），），简称简称CPM法。法。 l19581958年，美国海军武器规划局在研制年，美国海军武器规

2、划局在研制“北极星北极星”导弹潜艇导弹潜艇计划中采用了计划中采用了CPM法，并在此基础上形成了以数理统计学法，并在此基础上形成了以数理统计学为基础，以网络分析为主要内容，以计算机技术为手段的为基础，以网络分析为主要内容，以计算机技术为手段的新的计划管理方法即计划评审技术新的计划管理方法即计划评审技术（Program Evaluation and Review Technique），），简称简称PERT法法 。l前苏联从前苏联从19641964年起相继颁布了一系列有关制定、应用网络年起相继颁布了一系列有关制定、应用网络计划技术的条例和文件，规定在所有大型建设工程中都必计划技术的条例和文件，规定在

3、所有大型建设工程中都必须采用网络计划技术。须采用网络计划技术。 l日本在日本在19611961年正式从美国引进网络计划技术，年正式从美国引进网络计划技术，19681968年日本年日本建筑学会发表建筑学会发表网络施工进度和管理指南网络施工进度和管理指南，并在建筑业，并在建筑业中广泛推广使用。中广泛推广使用。l19631963年，在我国著名科学家钱学森等人的积极倡导下，网年，在我国著名科学家钱学森等人的积极倡导下，网络计划技术在我国开始推广应用。络计划技术在我国开始推广应用。19651965年，我国已故著名年，我国已故著名数学家华罗庚教授将网络计划技术与其他科学管理方法相数学家华罗庚教授将网络计划

4、技术与其他科学管理方法相结合，结合我国当时的国情，根据结合，结合我国当时的国情，根据“统筹兼顾、全面安排统筹兼顾、全面安排”的指导思想，在国民经济各部门中试点采用网络计划技术，的指导思想，在国民经济各部门中试点采用网络计划技术，并称其为并称其为“统筹方法统筹方法”， 网络计划技术的基本概念网络计划技术的基本概念 网络计划技术网络计划技术是应用网络计划对项目的是应用网络计划对项目的进度、资源、成本等方面进行适当的协调进度、资源、成本等方面进行适当的协调与安排，以保证项目目标顺利实现的一种与安排，以保证项目目标顺利实现的一种科学的计划管理技术。科学的计划管理技术。 网络计划网络计划是指用网络图表达

5、任务构成、是指用网络图表达任务构成、工作顺序并加注工作时间参数的进度计划。工作顺序并加注工作时间参数的进度计划。 网络图网络图是表达网络计划的基本工具和是表达网络计划的基本工具和手段，是网络计划的具体体现形式。网络手段，是网络计划的具体体现形式。网络图是由箭线和节点组成，用来表示工作流图是由箭线和节点组成，用来表示工作流程的有向、有序网状图形。程的有向、有序网状图形。网络计划技术的特点网络计划技术的特点l能够全面反映各工作之间的相互制约、相互依赖和相能够全面反映各工作之间的相互制约、相互依赖和相互衔接的逻辑关系。互衔接的逻辑关系。l能够通过时间参数计算找到关键线路，确定关键工作，能够通过时间参

6、数计算找到关键线路，确定关键工作，有利于项目管理者抓住项目实施中的关键环节，统筹有利于项目管理者抓住项目实施中的关键环节，统筹安排项目实施，避免项目建设在进度、成本和资源等安排项目实施，避免项目建设在进度、成本和资源等方面的失衡。方面的失衡。l能够利用计算机技术，在客观条件发生变化时，及时能够利用计算机技术，在客观条件发生变化时，及时对计划方案进行调整优化，尤其是对于复杂的计划方对计划方案进行调整优化，尤其是对于复杂的计划方案的调整优化更具有便利性。案的调整优化更具有便利性。l能够通过网络计划的优化，进行不同计划方案的比选，能够通过网络计划的优化，进行不同计划方案的比选，确定出适合项目的最优方

7、案。确定出适合项目的最优方案。l能够为项目管理提供较大的工程信息量，有利于项目能够为项目管理提供较大的工程信息量，有利于项目管理者把握项目建设进展状况，明确项目建设中的得管理者把握项目建设进展状况，明确项目建设中的得与失。与失。l它的实施步骤实施步骤为：l1绘制网络图；l2确定项目时间；l3确定关键线路；l4制定进度表。实施步骤实施步骤实施步骤实施步骤一、列出所有活动一、列出所有活动二、确定每个活动二、确定每个活动 的紧前工序的紧前工序网络图的类型7654321节点图箭示图节点图一、网络图的组成一、网络图的组成l( (一一) )网络图的基本要求包括：活动、事项、路径、活动网络图的基本要求包括：

8、活动、事项、路径、活动的延续时间、关键路径等。的延续时间、关键路径等。 1 1活动：是指需要耗用的时间、资源的劳动过程。活动：是指需要耗用的时间、资源的劳动过程。 2 2事项：事项：称节点，活动的开始和结束，以、表示 3 3路径：路径：指从起点至整个系统工程完工的终点m。 4 4活动的延续时间：活动的延续时间：指进行活动从开工到结束的时间。 5 5关键路径：关键路径：指所需时间最长的路径，总时间。 125a编制网络图编制的原则有向性箭线首尾必须有结点二点一线事项编号由小到大，由左至右源汇合一不允许无先行作业或无后续作业的中间事项1 1、有向性，、有向性， 且不能有回路且不能有回路123457

9、是回路，不符合规则是回路，不符合规则2、箭线首尾必须有结点编制网络图编制的原则1 1、网络只能有一个总起点和一个总终点、网络只能有一个总起点和一个总终点; ;12456789有两个总起点事项有两个总起点事项， ；三个总终点事项三个总终点事项，不符合规则。，不符合规则。编制网络图编制的原则3 3、二点一线21ab4 4、事项编号由小到大，由左至右编制网络图编制的原则5 5、虚拟活动的运用、虚拟活动的运用132ab避免两个活动有相同的起点和终点避免两个活动有相同的起点和终点; ; 帮助表示一些特殊的逻辑依赖关系。帮助表示一些特殊的逻辑依赖关系。132456789123456abcd编制网络图编制的

10、原则1234567891011121314要尽量避免弧的交叉要尽量避免弧的交叉编制网络图编制的原则示例示例369ABC11E5DF1142810671RQGGJIKPLLMSN1234567891011121314编制网络图编制的原则绘制网络图应注意的问题绘制网络图应注意的问题1 1层次清晰、重点突出层次清晰、重点突出2 2图面规整、流畅图面规整、流畅3 3合理使用虚工作合理使用虚工作示例56781挖123491011121314151718191620挖2挖4挖3垫1垫4垫3垫2砌1砌2砌3砌4填1填2填3填4按施工工艺排列按施工工艺排列网络时间网络时间l1 1 网络时间包括：网络时间包括：

11、l（1 1）各项工作作业时间）各项工作作业时间l（2 2）节点的最早开始时间（由其前面的工作控）节点的最早开始时间（由其前面的工作控制）制）l（3 3）节点的最迟结束时间（它限制后续工作，）节点的最迟结束时间（它限制后续工作，即它控制后续工作能否按期完成）即它控制后续工作能否按期完成）l（4 4）各项工作的最早开始与结束时间）各项工作的最早开始与结束时间l（5 5）各项工作的最迟开始与结束时间）各项工作的最迟开始与结束时间l（6 6）浮动时间（时差）浮动时间（时差）网络计划技术网络计划技术2网络时间的计算结点时间的计算结点最早开始时间结点最迟结束时间,()m a x( )ijE TjE Tit

12、( )ET j,( )min( )i jLT iLT jt( )LT i网络计划技术网络计划技术2网络时间的计算活动时间的计算活动的最早开始时间活动的最早完工时间( , )( )ES i jET i( , )ES i j,( , )( , )( )i ji jEF i jES i jtET it( , )EF i j网络计划技术网络计划技术2网络时间的计算活动的最迟开始时间活动的最迟完工时间,( , )( )i jLS i jLT jt( , )LS i j( , )( )LF i jLT j( , )LF i j网络计划技术网络计划技术3时差与关键路线活动总时差,( ,)( ,)( ,)(

13、,)( ,)()( )ijS ijLS ijE S ijLF ijE F ijLTjtE T i( , )S i j网络计划技术网络计划技术3时差与关键路线活动单时差,( , )( , )( , )( )( , )( )( )i ji jR i jES j kEF i jET jES i jtET jET it( , )R i j时间参数的计算时间参数的计算时差的计算时差的计算 总总 时时 差差: TFi-j=LSi-j ES i-j 或或 TFi-j=LFi-j EF i-j 自自 由由 时时 差差: FFi-j=ESj-kESi-jDi-j=ESj-kEFi-j jEFj-kESj-kIF

14、i-jDj-kijjkFFi-jDi-jEFi-jESi-jTFLSj-kLFi-jDi-jDj-kLFj-kLSi-jTFi-jiki-j网络计划技术网络计划技术3时差与关键路线关键路线 确定关键路线的方法有： 最长路线法、时差法、破圈法。 关键路线上作业时间之和称为工期。网络计划技术网络计划技术4网络计算方法 一般结点200个以下，调整次数较少时，可人工计算。 结点200个以上，人工计算量很大，费时间，且容易出错，可采用计算机软件，如Project 98，Project 2000。网络计划技术网络计划技术4网络计算方法人工计算方法主要有图上计算法表上计算法（又称表格法）矩阵法工程工序代号作

15、业时间/d最早开始与结束时间/d最迟开始与结束时间/d时差/d关键路线原工作面回采A1600600600新切眼掘进A218018264426新辅运巷掘进A3121830445626小面端头支架回撤通道A423032565826辅运斜巷掘进A5123244587026回收掘进溜槽（皮带）A624446707226铺网、上绳、顶板打锚杆A74606460640扩回撤通道A82646664660工作面上下出口抹角A91666766670撤小面端部支架A102676967690接机尾A111697069700小面调整A121707170710小面回采A1317718871880综采设备搬家倒面A141

16、0708072822设备安装A156808682882工作面铺网上绳、顶板打锚杆A1637477858811撤小面端头支架放普通支架A172889088900接机尾A181909190910大面调整A191919291920商业中心建设活动持续时间表商业中心建设活动持续时间表活动活动 紧前活动紧前活动 需要时间需要时间(周周)A 设计设计20B 批准批准 10C 招标招标A, B 8D 建设建设C24E 外装修外装修D 8F 谈判谈判A,B14G 签约签约F10H 区域分割区域分割D, G 6I 内装修内装修 H12J 进驻进驻I, E 6ABCDGHEFJI314591062871020 8

17、24 861410612 0202028523452587076587052524276282020 0 活动活动 开始开始 时间时间 结束时间结束时间 机动时间机动时间 最早最早 最晚最晚 最早最早 最晚最晚A 设计设计 0 02020 0B 批准批准 010102010C 招标招标20202828 0D 建设建设28285252 0 E 外装修外装修5262607010 F 谈判谈判20283442 8 G 签约签约34424452 8 H 分区分区52525858 0 I 内装修内装修58587070 0 J 进驻进驻70707676 0 总总单时差单时差0100010080002 2

18、计划评审（技）术计划评审（技）术l它与关键线路法的差别是工作时间的不确定。l计划评审（技）术中的每项工作作业时间是不肯定型的l常用“三点估计法”预测估计每项工作作业时间tij 。计划评审（技）术计划评审（技）术l一、计划评审术中常用的预期工作时间（三点一、计划评审术中常用的预期工作时间（三点估计法确定、平均完成工作时间）估计法确定、平均完成工作时间） 1 1、最可能的时间最可能的时间 （Most Probable Time） t m； 2 、最长（悲观的）估计时间、最长（悲观的）估计时间 （Pessimistic Estimate Time）t p； 3 、最短（乐观的）估计时间、最短（乐观的

19、）估计时间 （Optimistic Estimate Time）t o。二、计划评审术的实施二、计划评审术的实施l这三个时间相差越小，说明估计的越可靠。知道了这三个时间的变化大小，就能知道实现te的可靠性大小。l根据统计学理论可知：工期te实现的可靠性为50%；工期to实现的可靠性很小；工期tp能可靠的实现。l用方差或标准差来衡量实现te的可靠性大小。l1 1 首先根据首先根据toto、tmtm、tptp，求出，求出 tete、vtvt、stst。l2 2 求关键路线求关键路线 可以用上面讲到的三种方法求出。l3 3、求项目完成的概率、求项目完成的概率 由于te、Vt、St都是随机变量，不十分

20、准确。 可以用：项目总工期Te和总标准偏差ST（等 于关键线路中各项工作的标准偏差之和）来 表示项目完成的概率。计划评审（技）术计划评审（技）术6-15-302-5-81-4-75-14-173-12-212-5-1452143统计计算表工作ij预期时间te标准偏差st方差vt1262413123924132434511351641645411计划评审（技）术计划评审（技）术3 3 网络计划的优化及应用网络计划的优化及应用l优化指的是按既定目标（时间最短；使用资源最少；成本最低；利润最大等），在一定约束条件下，寻找最优方案。l基本方法就是逐次优化则时差逐次减小，以至大部或全部消失。而每次优化后

21、，都要重新计算网络时间，重新确定关键线路，可以借助于计算机求解。一、时间优化一、时间优化l指在资源（人员、材料、设备、能源、资金等）有保证的条件下，寻求最短工期。l比较多的情况是关键路线的长度大子规定的期限，所以网络图时间优化的主要方向是缩短处于关键路线上各工序的完工时间或调整网络图的结构。 主要措施l (1)采取组织措施增加关键工序的人力、物力。如改一班作业为二班或三班作业，改单机作业为多机作业。采取适当的技术组织措施提高效率l (2)采用新设备、新工艺，提高效率。l (3)在关键工序上采用平行作业和交叉作业。l (4)在非关键路线的一些有机动时间的工序中挖潜，从其中抽出一些人力、物力支援关

22、键工序。这样，既可使关键工序提前完工，又不会影响本工序的按时完工。l (5)重新安排网络图的结构形式，减少时差，缩短总工期。8(5)3(2)1210(6)15(10)318(15)415(12)15(13)14(10)56ABCDEFHGES LS例题例题1：某工程网络图如下，要求计划工期：某工程网络图如下，要求计划工期40天，必要天，必要时按照时按照G B C H E D A F顺序调整顺序调整工期优化工期优化8(5)3(2)1210(6)15(10)318(15)415(12)15(13)14(10)56ABCDEFHG03153333484834331550工期=48天，应压缩天数ES

23、LS例题例题1：解（：解（1）：）：按照正常作业时间计算网络按照正常作业时间计算网络 关键线路关键线路AE G工期优化工期优化8(5)3(2)1210(6)15(10)318(15)415(12)15(13)14(10)56ABCDEFHG03153333484834331550ES LSTF=142222474714（12）3314（10）0例例题题1：解：解（2） 关键线路关键线路AE G ，选择压缩，选择压缩G压缩压缩天数天数T=Min(tb- ta,TF）= Min 15-12，14-10，1)=1天天工期优化工期优化8(5)3(2)1210(6)15(10)318(15)415(12

24、)15(13)14(10)56ABCDEFHG03153333484834331550ES LS042222474714（12）3312（10）12（12）4545例题例题1：解解（3） 同时压缩同时压缩G、H ，压缩天数，压缩天数T=Min(tb- ta,TF）= Min（ 14-12，14-10，0)=2天天工期优化工期优化解解（4） G、H不可压缩，只能压缩不可压缩，只能压缩A、E，按照顺序选按照顺序选E，压缩天数，压缩天数T= Min（ 18-15，3，22)=3天天8(5)3(2)1210(6)15(10)318(15)415(12)15(13)14(10)56ABCDEFHG031

25、53333484834331550ES LS002222474714（12）3312（10）12（12）454515（15）3030303042423解解（5） 压缩压缩A，压缩天数，压缩天数T= Min（ 15-10，2，2，19)=2天天8(5)3(2)1210(6)15(10)318(15)415(12)15(13)14(10)56ABCDEFHG03153333484834331550ES LS001922474714（12）3312（10）12（12）454515（15）30303030424213（10）1313282840403解解（6） 关键线路有六条，仅关键线路有六条，仅D工

26、作不是关工作不是关键工作键工作8(5)3(2)1210(6)15(10)318(15)415(12)15(13)14(10)56ABCDEFHG0350ES LS0170012（10）12（12）15（15）282813（10）1313282840403二、时间二、时间资源优化资源优化l指资源（人、财、物）一定时，寻求最短工期；或工期一定时，投入的资源最小。l对网络图调整的原则：l(1)优先保证关键作业相时差较小的作业对资源的需要量；l(2)充分利用时差，错开各工作的开始时间，错开资源使用的峰值期。l(3)在允许的情况下，也可以采用延长工作总工期的办法，以减少每日所需资源的数量。0223344

27、45514100 05399321313二、时间二、时间资源优化资源优化日 程 进 度所需人数合计四 调三 调二 调（ 已 完 成 ）一 调71617151521161616181818182121 21 1515 17 18 18 18 18 16 16 16 16 771616161618181818171515212121 21 2424 17 18 18 18 18 16 16 16 771616161111181818252427271413121110987654321工人数总时差工作时间工作名调 前 人 数二、时间二、时间资源优化资源优化l网络技术更重要的是讲求经济效果，考虑费用

28、。 书中例子书中例子1 1 （调整时间求最低费用）（调整时间求最低费用） 的费用间接费用：与工期有关费用小有关，与工期无关的直接费用：与工程量大二、时间二、时间资源优化资源优化三、时间三、时间费用优化费用优化5-3(2)4-2(4)7-3(1)3-2(4)3421l优化步骤：优化步骤：l1求正常工作（未压缩前）时的总费用求正常工作（未压缩前）时的总费用l总费用=基价+压缩工期增加的直接费用+压缩工期后的间接费用l2压缩关键线路压缩关键线路l首先压缩增加直接费用最少的关键工作l3压缩增加直接费用最少的非关键工作的工期。压缩增加直接费用最少的非关键工作的工期。l4继续压缩增加的直接费用较低的工作继

29、续压缩增加的直接费用较低的工作三、时间三、时间费用优化费用优化l书中例子书中例子2 赶工优化（在节省费用的前提下求赶工优化（在节省费用的前提下求最多赶工期）：最多赶工期）：l l1求正常作业时的总工期及总费用（见表45）l总费用=直接费用+间接费用l求关键线路l2赶工优化l赶工即在关键线路上增加人力、设备等，以求缩短总工期。三、时间三、时间费用优化费用优化l赶工应注意的问题有：l（1）选赶工直接费用率（即每赶工单位时间所增加的直接费用）最低的工序为赶工对象；l（2）关键线路赶工后的总工期不小于其他线路总工期，即线路应闭合。（否则，不是关键线路了，不能赶工）；l（3）当出现二条以上关键线路时，要

30、同步赶工（才能闭合）；l（4）对于赶工费用率单位工期间接费用的工序，赶工时不考虑。三、时间三、时间费用优化费用优化l四、网络计划技术在生产组织管理中的应用四、网络计划技术在生产组织管理中的应用l网络计划技术在生产组织管理中主要用于：l1生产能力的核查；l2采掘计划的编排（包括人、财、物的安排）；l3生产组织的安排（如综采面搬家、设备大修、采掘工作面生产活动组织等）；l4基建工程及改扩建工程计划安排等。 三、时间三、时间费用优化费用优化l矿山生产组织管理中应用网络计划技术时应注矿山生产组织管理中应用网络计划技术时应注意以下问题：意以下问题：l1在编制采掘计划时，应贯彻“以掘保采”的 原则，以采面

31、接替时间作为控制时间；l2核定生产能力时，以最短线路为关键线路。l3井巷的施工顺序及各工序间的制约性很强 一定要符合三大规程有关规定；l4要考虑进度实现的可能性；l5尽快展开采面并尽早形成通风、运输系统 显得尤其重要。三、时间三、时间费用优化费用优化l书中例书中例1 1：用网络计划技术确定某矿一号井的综：用网络计划技术确定某矿一号井的综合生产能力。合生产能力。 l书中例2：应用网络计划技术编制某矿采煤三队的年度采掘接续计划。 三、时间三、时间费用优化费用优化作业一一 名词解释名词解释 调度工作、关键路线法、总时差、均衡生产、掘进率、“三违”、“三大规程”、“三量”二二 简答题简答题 1 调度工

32、作的特点有那些？ 2 矿井生产调度制度有那些？ 3 煤矿调度工作的方法？ 4 煤矿的综合平衡的内容主要包括那几个方面？ 5 煤矿按伤害程度和伤亡人数可分为哪几种事故？作业6 如何计算煤矿采掘的机械化程度？7 调度统计的范围和内容8 简述关键路线法的实施步骤？9 简述网络图的类型10 确定关键路线的方法有哪几种？11 计划评审技术常用三点估计法，分别指的是那几个时间？12 网络计划的优化内容包括那些12345610（8）50（20）30（15）20（15）60（30）50（30）50（25）30（20）1、在图上标出各工序的最早开始时间和最晚结束时间2、求关键路线3、要求工期100天，各工序不分顺序，进行工期优化作业