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统筹法 发表评论(0) 编辑词条

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统筹法(Overall Planning Method)

什么是统筹法 编辑本段回目录

  统筹法,它是以网络图反映、表达计划安排,据以选择最优工作方案,组织协调和控制生产(项目)的进度(时间)和费用(成本),使其达到预定目标,获得更佳经济效益的一种优化决策方法。

  1957年,美国化学公司Du Pont的M.R.Walker与Rand通用电子计算机公司的J.E.Kelly为了协调公司内部不同业务部门的工作,共同研究出关键路线方法(简记作 CPM).首次把这一方法用于一家化工厂的筹建,结果筹建工程提前两个月完成.随后又把这一方法用于工厂的维修,结果使停工时间缩短了47个小时,当年就 取得节约资金达百万元的要观效益。

  1958年,美国海军武器规划局特别规划室研制含约3000项工作任务的北极星导弹潜艇计划,参与的厂商达11000多家.为了有条不紊地实施如此复杂的 工作,特别规划室领导人W.Fazar积极支持与推广由专门小组创建的计划评审技术(简记作PERT).结果研制计划提前两个完成,取得了极大的成功。

  CPM在民用企业与PERT在军事工业中的显著成效,自然引起了普遍的重视.在很短的时间内,CPM与PERT就被应用于工业、农业、国防与科研等等复杂 的计划管理工作中,随后又推广到世界各国.在应用推广CPM与PERT的过程中,又派生出多种各具特点,各有侧重的类似方法.但是万变不离其宗,各种有所 不同的方法,其基本原理都源于CPM与PERT。

  CPMPERT两种方法实质上大同小异,因此,人们把CPM与PERT及其他类似方法统称为统筹法。

  网络计划技术最适用于大规模工程项目,工程愈大,非但人们的经验难以胜任,就是用以往的某些管理方法(例如反映进度与产量的线条图等方法)来进行计划控制也愈加困难.相反地在项目繁多复杂的情况下,网络计划是可以大显身手。

  1962年,我国科学家钱学森首先将网络计划技术引进国内。1963年,在研究国防科研系统SI屯子计算机的过程中,采用了网络计划技术,使研制任务提前完成.计算机的性能稳定可靠,随 后,经过我国数学家华罗庚对网络计划技术的大力推广,终于使这一科学的管理技术在中国生根发芽,开花结果,鉴于这类方法共同具有“统筹兼顾、合理安排”的 特点,我们又把它们称为统筹法,网络图也称统筹图,本节主要讲述统筹法的基本思想。

统筹法的基本思想 编辑本段回目录

  现在通过对例1的分析,来了解统筹法的基本思想。

  [例1] 设表1是某部件生产计划中有关项目的明细表。

  表1

项目工期(天)代号
设计锻模10A
制造锻模15B
生产锻模10C
制造木模25D
生产铸件15E
设计工装20F
制造工装40G

  作出该部件的生产计划流程图并加以分析,再提出使完工期缩短的改进措施。

  分析

  本例可称为“生产过程的优化问题”,衡量的数量指标是“完成工程的时间”越短越好.鉴于工厂生产的实际情况,可知明细表中所列各项目的先后顺序关系不允许 更动,也中可能对任一项目进行分解.例如,依照工艺过程,必须先制造木模,才能去生产铸件,这样就可得到图1 所示的生产计划流程的一个方案。

  Image:统筹法图1.gif

  图1

  表从图1中可见,A、D、F三个项目同时开工,随后分成三条支路.先考察上、中、下三条支路上各项目总共所费的时间,具体地说,有

  上支路 10+15+10=35

  中支部 25+15=40

  下支部 20+40=60

  比较之,可见F与G两个项目合成的下支部所花时间最长。该部件生产计划的完工期实质上受F与G两个项目工时的制约。

  设想一下,即使A、B、C、D、E都如期完工,但是由于F、G还在进行中,先完工的人员与设备如不及时利用只能闲置起来,造成所谓“窝工”现象,这就是生 产了浪费,要是有可能重新调配力量,适当地让A、B、C、D或D、E慢点完工,同时力求F、G快点完工,那么就可能缩短工程的完工期.于是可以采取如下措 施:把上支部或中支部上的资源(人员、设备等)适当抽调一部发到下支路上去,以加快完工期.当然,这里已设被抽调的资源适用于下支部上的项目。例如,设计 锻模(A)的人也要会设计工装(F)。从而可以去支援F。此外,从某项目上被抽调的资源数量必须适当,抽调过多,原项目的完工时间将大为延长,反过来又会 影响完工期。

  因此,时间最长的那条支路对于完工期起着关键的作用,所以被称为关键路线

  可见统筹法基本思想,简单地说就是:向关键路线要时间,向非关键路线要资源,以达到预期目标的最优。

  统筹法主要由互相关联的三部分内容组成:

  1、统筹图概念及绘图规划;

  2、统筹图各参数的计算法;

  3、统筹图的调整与优化。

统筹图的绘制 编辑本段回目录

  统筹图的结点都一律画成圆圈,实质上,统筹图上正是一个含时间因素的作业流程图。

  (一)术语与符号

  凡是要完成一项工作任务,都称为一项工程。为了将统筹图应用到编制工程的实施计划中,统筹图必须具备两个功能:

  (1)能完整而系统地反映出工程自始而终的全过程;

  (2)能确切而逻辑地表示出工程各方面的内在关系。

  因此,在研究和应用网络计划技术之前,先要熟悉有关的网络符号与工程术语。

  1、工序

  工程中各个环节上相对独立的活动称为工序。各道工序按照工艺技术或组织管理上的要求,逻辑地依序排列而组成一个工程;反之,对一个工程进行科学而合理的分解,就得出一道道工序,工序必定要消耗资源或时间,工序总假设为要消耗一定的时间或费用。

  工序以箭线来表示,在统筹图中,箭线的两侧分别标上该道工序的代号(标在上、左侧),与完成该工序所需要的时间数据(通常以h为单位称为工时,以d为单位称为工期,标在下、右侧)。

  为了确切而逻辑地表示工程中各方面的内在关系,有时必须在统筹图中人为地添设虚加的工序,称为虚工序.并且以虚箭线来表示,通常虚工序不写代号及时间数据 (或时间为0).实质上,虚工序的功能仅仅表示有关工序之间的逻辑关系(衔接,依存或制约等关系),它不消耗资源与时间.在具体实施计划时,虚工序并不出 现。

  2、结点

  工序开工这一事件称为该工序的开工结点,又称箭尾结点(即表示工序的箭线的起点):工序完工这一事件称为该工序的完工结点,又称箭头结点(即表示工序的箭 线的终点).两者统称为结点。每道工序的开工与完工的两个结点,称为该工序的相关结点.如果一道工序的完工结点同时为另一道工序的开工结点,那么这两道工 序称为相邻工序,且前者称为后者的紧前工序,后者称为前者的紧后工序.换言之,这样的结点即是紧前工序的完工结点又是紧后工序的开工结点.凡是以某结点为 开工或完工结点的工序都称为该结点的相关工序。

  结点以圆圈来表示,在统筹图中,由于结点反映在时间轴上是表现为一个时刻,所以我们在圆圈的内部标上结点的编号常用非负整数来表示。除了表示工程开工的始 终点与表示工程完工的终结点以外,统筹图中的其他结点都是其相邻工序(包括虚工序)的时间分界点。图1中的小圆圈就是尚未编号的结点。

  必须指出,虚工序的两个相关结点,虽然编号不同,但是实际上反映同一时刻,这是因为虚工序并不消耗时间之故。

  3、统筹图

  将表示工序的箭线与表示结点的圆圈组合起来,标上工序时间,就成为一个赋权的有向图,即统筹图。

  (二)绘制统筹图的方法

  1、统筹图中不能出现回路。也就是说在统筹图中不允许出现a为b的紧前工序,b为c的紧前工序,c为d的紧前工序,d又为a的紧工序的工序互为牵制的情况,因为这在实际情况中是不允许的。

  2、不能有两个工序同时有相同起点与相同终点。即一条箭线只能表示一个工序。

  3、统筹图中只能有一个起点和一个终点。

  4、引入虚工序,为了不违反第2和第3规划,有时需虚设工序。

  [例2] 一项工程的工序之间的关系如表2所示,其统筹图如图3

  Image:统筹法图2.jpg

  图2     图3

工序紧前工序
a――
b――
ca,b
dc

  工程中各个环节上相对独立的活动称为工序。

  如果一道工序的完工结点同时为另一道工序的开工结点,那么这两道工序称为相邻工序,且前者称为后者的紧前工序,后者称为前者的紧后工序。

  图2中a无紧前工序,b无紧前工序,c的起点为3,而结点3为工序a,b的终点,故c的紧前工序为a,b,同样d紧前工序也为a,b,与表 2给出工序关系不一致,故图2不是所求统筹图.在图3中,工序c的起点为4,而结点4为a的终点,也为虚工序的终点,由虚工序的 特点,相当于将结点3合并到结点4,但并不等于结点3与结点4重合,也与将结点4合并到结点3有别,所以结点4也为b的终点,于是工序c的紧前工序为a和 b。

  虽然图3正确地反映出表2给出工序关系,但不满足规划3,于是虚设一个工程起点0和终点7以及四上虚工序,得图4在一般的统筹图 中,如有一个以上的起点,我们可以虚设另一个点,然后以该点为虚工序的起点,原起点为虚工的终点,引若干虚工序,即可将统筹图化为一个起点.对于有一个以 上的终点的统筹图,可以类似地化到一个终点。

  进一步可以去掉不必要的虚工序,将图4简化为图5。

  Image:统筹法图4.jpg

     图4       图5

  5、平行作业

  如果有多个工序可以同时开工,而完工允许有先后,作业流程的这一环节称为平行作业,显见,平行作业最有利于缩短工程完工时间,所以只要有可能,应该尽量采用平行作业.下列给出了平行作业的画法。

  [例3] 设某工程的工序明细表如表3所示,其统筹图如图6。

  表6

工序工时紧前工序
A4
B3A
C5A
D2A
E2B,C,D

  工程中各个环节上相对独立的活动称为工序。

  如果一道工序的完工结点同时为另一道工序的开工结点,那么这两道工序称为相邻工序,且前者称为后者的紧前工序,后者称为前者的紧后工序。

  Image:统筹法图6.jpg

  图6

  在A完工后,B、C、D同时开工,并有一个公共的紧后工序E.此时按习惯画法,在平行作业的各工序中将工时最长的工序选出一个来(本你只有C是工时最长的 工序),把这个工序对应的箭线按排在统筹图平行作业环节的中间部位,箭头直指紧后工序的箭尾结点.在平行作业中的其他各工序的箭头结点后要添设虚工序对应 的箭线,虚箭线的箭头直指紧后工序的箭尾结点。

  6、交叉作业

  如果某种任务是多次重复多道工序的作业,那么可以把各次作业中的各道工序穿插起来进行。这样的工作方式称为交叉作业。交叉作业也非常有利于缩短工程完工时间,所以只要有可能,也应该尽量采用。

  [例4] 某农场有3000公顷土地,在夏收时同一块地土上必须先割(a工序),再耕地(b工序),最后播种(c工序)。若各工序工期均需12天。统筹图如图7,夏收需36天完成,显然赶为上时节。

  Image:统筹法图7.jpg

  图7

  实际上不可能等3000公顷全部收割完后再去耕地,同时另一作业队收割另一部分,几个工序交叉进行。如果将a=a1+a2,b=b1+b2,c=c1+c2,个工期为6天,各工序的相互关系如表4。此时统筹图如图8,夏收夏种需24天。

  表4

工序a1a2b1b2c1c2
紧前工序-a1a1a2,b1b1b2,c1

  Image:统筹法图8.jpg

  如果a=a1+a2+a3,b=b1+b2+b3,c=c1+c2+c3。各工期为4天,工序相互关系如表5,统筹图如图9:

  表5

工序紧前工序工序紧前工序
a1-b3a3,b2
a2a1c1b1
a3a2c2b2,c1
b1a1c3b3,c2
b2a2,b1  

  Image:统筹法图9.jpg

  图 9

  此时统筹图要复杂许多,但总工期缩短至20天,比没有交叉作业需36天少近一半时间。

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标签: 统筹法 CPM PERT 停工时间 关键路线 关键路线方法 工序 工艺过程 组织管理 经济效益 网络图

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