20.4.5网络计划技术在信息应用系统进度监理中的应用

    1.网络计划技术的概念

工程项目是指相互关联的许多工作的组合。这些工作按特定次序进行，各项工作有前后承接关系。而信息应用系统项目还具有结构复杂、投资较大、需求设计变更较频繁、不可预见因素多、管理复杂等特点。在以往的信息项目建设中，常使用甘特图(或称横道图)编制进度计划，简单明了，形象直观。但它不适合用于大型和复杂信息应用系统工程的项目的建设和监理工作。因为大型和复杂信息应用系统项目进度控制监理工作的

主要任务是审核项目进度计划、协调资源、监督计划实施、控制进度计划变更、保证资源足额投入，在保证工期的条件下，使总费用控制在预算之内。由于甘特图不反映各项工作之间的逻辑关系，因而难以确定某项工作推迟对完工期的影响，当实际进度与计划有偏差时也难以调整。况且，甘特图虽然直观清楚，但它只是计算的结果，而一项工作什么时候开始，什么时候结束，却是需要计算实现的，甘特图并没有给出好的算法。所以在信息应用系统工程项目监理工作的进度控制过程中，有必要运用网络计划技术。

    关键路线法(Critical Path Method CPM)和计划评审技术(Program Evaluation andReview Technique } PERT)是两种目前应用比较广泛的计划方法。CPM和PERT是独立发展起来的计划方法，两者的主要区别在于:CPM是以经验数据为基础来确定各项工作的时间，而PERT则把各项工作的时间作为随机变量来处理。所以，前者往往称为肯定型网络计划技术，而后者往往称为非肯定型网络计划技术。前者是以缩短时间、提高投资效益为目的，而后者则能指出缩短时间、节约费用的关键所在。因此，将两者有机的结合，可以获得更显著的效果。

    网络计划技术的主要特点是:

    (1)直观性强，可形象反映工程全貌;

    (2)主次、缓急清楚，便于抓住主要矛盾;

    (3)可利用非关键路线上的工作潜力，加速关键工作进程，因而可缩短工期，降低工程成本;

    (4)可估计各项工作所需时间和资源;

    (5)便于修改;

    (6)可运用计算机运算和画图，缩短计划编制时间。

    信息工程项目建设过程中不可预见的因素较多，如新技术、需求变化、到货延迟等在施工组织中也常常会涉及，且受许多政策指令性工期影响时还必须给出某项任务完成的可能性。因此，整体工程进度计划与控制采用网络计划技术时大多属于非肯定型网络计划，即PERT网络模型，不仅在工序持续时间上要考虑随机因素，而且要应用概率理论算出指令工期完成的可能性大小，从而找出完成可能性最大的工期，以提高工程进度计划与控制的可靠性。

    信息工程项目应用网络计划有五个步骤组成:

    (1)绘制网络图;

    (2)网络计划计算;

    (3)求关键线路;

    (4)计算完工期及其概率:

(5)网络计划优化。

    本节主要以某公司(中小型企业)ERP项目建设中采用网络图对各子工作进行工期的计算，监理在整体项目的进度控制中运用网络计划技术为场景，论述网络计划技术在信息应用系统项目监理工作进度控制中的应用。

    2.网络图

    1)网络图的组成

网络图是用来表示工作流程的有向、有序的网状图形，由箭线和节点组成。网络图有多种表示方式，最常见的有双代号网络(Activity-On-Arrow network ， AOA)和单代号网络(Activity-On-Node network,  AON)，双代号网络是一种用箭线表示工作、节点表示工作相互关系的网络图方法，在我国这种方法应用较多。双代号网络计划一般仅使用结束到开始的关系表示方法，因此为了表示所有工作之间的逻辑关系往往需要引入虚工作加以表示，国内该方面的软件较多。图20.7是双代号网络图的示例。

 (1)事项(事件、节点)

    工程(计划)的始点、终点(完成点)或其各项工作的连接点(交接瞬间)。网络图中箭线端部的圆圈或其他形式的封闭图形。在双代号网络图中，它表示一个事件。节点编号依据下列原则确定:

    ·节点表示事项时间大致顺序，自左向右自上向下排列;

    ·一般以正整数表示;

    ·一个节点只有一个编号;

    ·各节点不允许重复使用一个编号;

    ·右边的节点编号大于做边的节点编号。

    (2)工作(作业、活动)

    工作是指一项有具体内容的，需要人力、物力、财力，并占用一定空间和时间才能完成的活动过程。例如需求分析、软件架构设计、代码编写、单元测试等。工作由节点和边组成。如图20.7所示，工作从节点i开始，到节点J结束，则前者叫做工作始点，后者叫做工作终点。

    (3)先行工作和后续工作

如果在工作A完成后才可以开始工作B，如图20.8所示，则工作A叫做工作B的先行工作，工作B叫做工作A的后续工作。

4)平行工作

如果工作A结束后，工作B和C可以同时开始进行，如图20.9所示，则工作B和C叫做平行工作。

(5)虚拟工作

虚拟工作是指只表示工作之间相互依存、相互制约、相互衔接的关系，但不需要人力、物力、空间和时间的虚设的活动。例如有A, B, X, Y四项工作如图20.10所示，其逻辑关系为:A是X的先行工作，A和B同时是Y的先行工作，这时就需要用到虚拟工作来表示。如图中连接节点2和5的虚线边即表示虚拟工作，虚拟工作的时间为零。

(6)网络图的绘制原则

·网络图是有方向的，不允许出现回路，图20.11就是一个错误的网络图。

·直接连接两个相邻节点之间的活动只能有一个，图20.12中左图就是错的。

 ·一个工作不能在两处出现。

·箭线首尾必有节点，不能从箭线中间引出另一条箭线，如图20.13所示。

·网络图必须只有一个网络始点和一个终点，如图20.14所示。

·各项活动之间的衔接必须按逻辑关系进行。

2)绘制网络图

某公司(中小企业)实施ERP项目，按照实施厂商的快速实施方法，监理在进度控制工作中采用网络计划技术，第一步就是要绘制网络图:

    (1)定义各项工作(作业)

 恰当地确定各项工作范围，以使网络图复杂程度适中。

    (2)编制工作表

首先是根据实施厂商的实施方法和业主单位的实际情况，制定ERP项目工作清单(如表20-3所示)，并确定各项工作的先行工作。在工作定义过程中，应考虑有关项目和项目目标的定义、说明以及历史资料。类似项目的历史资料可以在计划编制时避免遗漏某些现在想不到但实际上却必须进行的活动。工作定义过程结束时要提交的成果之一就是工作清单。工作清单必须包括本项目范围内的所有工作，应当对每项工作给出文字说明，保证项目成员准确完整地理解该项工作。

 其次，进行项目描述，项目的特性通常会影响到工作排序的确定，在工作排序的确定过程中更应明确项目的特性。

    再次，确定或估计各项工作时间，估算的方法在后面介绍。

    最后，表明各项工作之间的逻辑关系。应着重考虑以下几个方面:

    ·强制性逻辑关系的确定。这是工作排序的基础。逻辑关系是工作之间所存在的        内在关系，通常是不可调整的，一般主要依赖于技术方面的限制，因此确定起来较为明确，通常由技术人员同管理人员的交流就可完成。

    ·组织关系的确定。对于无逻辑关系的那些项目工作，由于其工作排序具有随意        性，从而将直接影响到项目计划的总体水平。这种关系的确定通常取决于项目管理人员的知识和经验，它的确定对于项目的成功实施是至关重要的。

    ·外部制约关系的确定。在项目工作和非项目工作之间通常会存在一定的影响，        因此在项目工作计划的安排过程中也需要考虑到外部工作对项目工作的一些制约及影响，这样才能充分把握项目的发展。

    ·实施过程中的限制和假设。为了制定良好的项目计划，必须考虑项目实施过程        中可能受到的各种限制，同时还应考虑项目计划制定所依赖的假设和条件。

    (3)根据工作清单和工作关系绘制网络图

根据表20-3中工作间的逻辑关系可绘制双代号网络图如图20.15所示，图中粗线表示关键线路。

 3.网络计划计算

    1)工作时间估计

工作延续时间的估计是项目计划制定的一项重要的基础工作，它直接关系到各事项、各工作网络时间的计算和完成整个项目任务所需要的总时间。若工作时间估计得太短，则会在工作中造成被动紧张的局面:相反，若工作时间估计得太长，就会使整个工程的完工期延长。

    网络中所有工作的进度安排都是由工作的延续时间来推算，因此，对延续时间的估计要做到客观正确。这就要求在对工作做出时间估计时，不应受到工作重要性及工程完成期限的影响，要在考虑到各种资源、人力、物力、财力的情况下，把工作置于独立的正常状态下进行估计，要做统盘考虑，不可顾此失彼。估计工作时间的方法主要有以下几种。

    (1)专家判断

    专家判断主要依赖于历史的经验和信息，当然其时间估计的结果也具有一定的不确定性和风险。

    (2)类比估计

    类比估计意味着以先前类似的实际项目的工作时间，来推测估计当前项目各工作的实际时间。当项目的一些详细信息获得有限的情况下，这是一种最为常用的方法，类比估计可以说是专家判断的一种形式。

    (3)单一时间估计法

    估计一个最可能工作实现时间，对应于CPM网络。

    (4)三个时间估计法

    估计工作执行的三个时间，乐观时间“、悲观时间b、正常时间c，对应于PERT网络:

                        期望时间 t = (a + 4c + b)/6

    这个公式实际上是一种加权平均。它假定c的可能性是a和b的两倍，于是c与a的平均值为(a+2c)l3} c与b的平均值为(2c+b)l3，二者加以平均得1/2 ((a+2c)l3+(2c+b)/3)=(a+4c+b)/6。

在PERT网络模型中还要计算工序持续时间的方差(σ²)以衡量时间的分散程度，其计算公式为:

 2)工作最早开始时间

    工作最早开始时间是指到某个节点前的工作全部完成所需要的时间，它是本项工作刚刚能够开始的时间。如果早于此时间，前面的工作完不成，本项工作不能开始，这个时间称做本项工作的最早开始时间。

    (1)表示方法

ES〔节点号码)        ES_(i):作业i一J箭尾节点最早开始时间

ES_(j):作业i －j箭头节点最早开始时间

(2)计算规则

由始点开始，由左至右计算

 3)工作最迟开始时间

工作最迟开始时间是指某项工作为保证其后续工作按时开始，它最迟必须开始的时间。如果本想工作完成晚于此时间开始，就将影响到它以后的工作，使整个工期脱期，这个时间称为本想工作最迟开始时间。

(1)表示方法

LF(节点号码)　　　　LF_(i):作业i－j箭尾节点最迟结束时间

LF_(j):作业i－j箭头节点最迟结束时间

(2)计算规则

由始点开始，由右至左计算

 4)时差的计算

    是指在不影响整个任务完工期的条件下，某项工作从最早开始时间到最迟开始时间，中间可以推迟的最大延迟时间。它表明某项工作可以利用的机动时间，因此也叫松弛时间、宽裕时间。

    (1)节点时差

                              S_(i)=LF_(i)－ES_(i)

    (2)作业时差

      总时差:一在不影响总工期，即不影响其紧后作业最迟开始时一间的前提下，作业        可推迟开始的一段时间。

·单时差:在不影响紧后作业最早开始时间的前提下，可推迟的时间。

·单时差:在不影响紧后作业最早开始时间的前提下，可推迟的时间。

4.求关键线路

关键线路有两种定义。

·在一条线路中，每个工作的时间之和等于工程工期，这条线路就是关键线路。

·若在一条线路中，每个工作的时差都是零，这条线路就是关键线路。

图20.15所示的网络图，关键路径所需时一间=3+16十10+15-f-1+30十15=90天(图

中加黑部分)。

    5.计算完工期及其概率

设路线T的总时间(即线路T上各项目工作的时间和)为T(=Σ_{t作业路线})，标准差为σ_T，则在工期D内完工的概率为:

以表20-3和图20. 1 5为例，关键线路D-F-G-I-J-K-L,  T=90

以表20-3和图20. 1 5为例，关键线路D-F-G-I-J-K-L,  T=90

工期一成本优化的步骤是:

(1)求关键线路;

(2)对关键线路上的工作寻找最优化途径;

    (3)对途径中K值小的工作进行优化;

(4)在优化时，要考虑左邻右舍。

例如:(参见图20.17)

   ·如果紧考虑正常工期估计。

    则路径A-B的工期是16，成本是130000;路径C-D的工期是18，成本是700000因此关键路径是路径C-D，项目总工期为18，总成本是200000a

    ·如果全部活动均在它们各自的应急时间内完成。

    则路径A-B的工期是11，成本是172000;路径C-D的工期是15，成本是870000因此关键路径是路径C-D，项目总工期为15，总成本是259000。

    ·用时间(工期)一成本平衡法压缩那些使总成本增加(斜率)最少的活动的工期，确定项目最短完成时间。

第一次压缩，由于关键路径的工期决定着项目的总工期，所以取路径C-D进行优化。计算得K_A=6000， K_B=10000  K_C=5000， K_D=6000。为了将项目的工期从18周减至17周，针对关键路径C-D。确定关键路径上哪项活动能以最低的“斜率”(成本被加速)，可以看出K_C =5000最小，因此将活动C的工期压缩1周。得出项目周期17周，总成本为2050000。

第二次压缩，为了再缩短一个时间段，从17周缩短至16周，必须再次找出关键路径，两路径的工期分别是A-B为16周，C-D为17周，因此关键路径仍是C-D，它必须再次被减少。这时，虽然活动C比活动D的“斜率”(每周加速成本)低，但活动C己达到它的应急时间—9周了。因此，仅有的选择是加速活动D的进程。将活动D的工期压缩1周，项目工期为16周，总成本为2110000

    第三次压缩，再次将项目工期缩短1周，从16周降至15周。有两条关键路径。为了将项目总工期从16周减至15周，必须将每个路径都加速1周。路径A-B压缩活动A，路径C-D压缩活动D，项目周期15周，总成本2230000

    第四次压缩，从15周降至14周。有两条相同的关键路径。必须将两条路径同时加速1周。路径C-D，均己达到它们的应急时间。加速路径A-B的进程会毫无意义。停止优化过程。

    ·时间(工期)一成本优化结果

时间(工期)一成本优化对照表见表20-4。

 项目总工期减少1周，项目总成本将增加5000元;

    项目工期减少2周，项目总成本将增加11000元;

    项目工期减少3周，项目总成本将增加23000元。

    7.结束语

    在运用网络图做计划时，要体现系统分析的思想。信息工程项目实施是由多种工作按一定层次组成的复杂系统。其任务由多个方面、多个部门承担和影响，因而各项控制活动只有组成一个既明确分工，又相互协调配合、紧密衔接的有机整体才能达到既定的风险、进度、费用控制目标。运用系统控制的思想，在对信息工程项目进度控制分解的基础上要注重综合管理，在分工的基础上也要注重协调，这样才能把项目的进度控制好。

    实践证明，利用网络计划技术计划并控制工程进度，不仅可解决项目计划与实施管理中的许多问题，而且对技术复杂、投资多、队伍庞大的大型信息工程项目网络技术是缩短工期、提高经济效益的最佳办法。