李四福 諸克軍 王德銀

摘要：隨著現(xiàn)代工程項目日趨復雜，網(wǎng)絡計劃技術已成為大型工程項目管理必不可少的工具和手段。在分析比較傳統(tǒng)計劃方法與網(wǎng)絡計劃技術的基礎上，針對網(wǎng)絡計劃技術應用過程中存在的問題，從三個方面討論了網(wǎng)絡計劃的關鍵技術及其應用復雜性，包括網(wǎng)絡圖繪制、網(wǎng)絡計劃優(yōu)化和工程信息化管理，有利于認清問題本質(zhì)，抓住問題關鍵，提高網(wǎng)絡計劃技術的應用水平。

關鍵詞：大型工程項目；網(wǎng)絡計劃圖；時間一資源優(yōu)化；工程信息化管理

中圖分類號：F204

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0169(2010)05-0090-05

工程網(wǎng)絡計劃技術產(chǎn)生于20世紀中葉，是一種幫助人們分析工作活動規(guī)律，揭示任務內(nèi)在矛盾的科學方法，在縮短工期、降低成本和提高企業(yè)施工管理水平等方面效果顯著，已被許多國家公認為當前最為行之有效的管理方法。1965年華羅庚教授將其引入我國，至今已有近50年的歷史。我國在理論研究方面，經(jīng)過引進、跟蹤、積累和完善已取得了一些卓有成效的研究成果，在一些國家級的大型項目中得到了較好的應用，產(chǎn)生了良好的社會和經(jīng)濟效益。但在大量的地方建筑企業(yè)中的應用狀況卻并不十分理想，能夠切實用于指導施工實際的網(wǎng)絡計劃為數(shù)較少，整體研究開發(fā)和實際應用水平仍然較低；特別是應用的片面性現(xiàn)象比較嚴重，掩蓋了網(wǎng)絡計劃技術的本來面目，喪失了其應有的魅力和作用。

那么，是哪些因素制約了這種先進管理方法的推廣應用，如何把這一優(yōu)秀的計劃方法最優(yōu)化、最快捷、最方便地用于工程施工實踐，成為當前亟待解決的關鍵問題。為此，有必要從網(wǎng)絡計劃方法的本質(zhì)人手，探討其應用的關鍵技術及其復雜性。筆者針對網(wǎng)絡計劃技術的應用現(xiàn)狀，從技術視角著重分析了網(wǎng)絡計劃技術應用的三個核心問題：網(wǎng)絡圖繪制、網(wǎng)絡計劃優(yōu)化和工程信息化管理，有利于認清問題本質(zhì)，抓住問題關鍵，提高網(wǎng)絡計劃技術的應用水平。

一、傳統(tǒng)橫道計劃方法與網(wǎng)絡計劃技術

(一)傳統(tǒng)橫道計劃方法的局限性

一項工作計劃不論其性質(zhì)和規(guī)模如何，在執(zhí)行過程中總會存在一些相互影響的因素，制訂計劃就是協(xié)調(diào)這些因素。對于一項簡單的工程項目，當工序簡單且為數(shù)不多時，由于它們之間的關系比較清楚，因此可把計劃歸納為幾條簡要的說明，一般采用的方法是橫道計劃法(甘特圖)。甘特圖因具有直觀、簡單、易繪、易懂等特點，所以長期以來人們習慣于采用它編制施工計劃和安排生產(chǎn)任務(如圖1所示)。

然而，這種圖解并沒有詳細說明不同工序之間的相互制約關系，不能直接進行定量分析和計算，不便于進度計劃的優(yōu)化和調(diào)整，更難以統(tǒng)籌安排眾多的工程項目以及年、季、月計劃。比如，需要排除某一事故或修改某項工序時，就無法知道這些工序的延誤對其他工序和整個工程任務的影響。其次，企業(yè)中人員眾多和專業(yè)不同，當工序增多和問題復雜時，計劃制訂人員和計劃執(zhí)行人員之間的溝通與交流會變得異常困難。第三，沒有表明生產(chǎn)成本對工期或工期對生產(chǎn)成本的影響，即無法事先了解最低費用的工期，也就無法在執(zhí)行計劃時對費用

可見，隨著科學技術的進步，工程項目的規(guī)模和復雜性持續(xù)增加，傳統(tǒng)的計劃方法由于其自身的局限性，無法滿足現(xiàn)代工程的復雜性管理需求，需要有一種新型的編制計劃的方法和計劃表達方式。

(二)網(wǎng)絡計劃技術的優(yōu)越性

網(wǎng)絡計劃技術的核心是提供了一種描述計劃任網(wǎng)絡計劃技術的出現(xiàn)，徹底克服了傳統(tǒng)橫道計劃方法(甘特圖)難以表達工序之間邏輯關系、不能直接進行定量分析和計算、不便于進度計劃的優(yōu)支出進行有效的監(jiān)督和控制。務中各項活動(工序)相互間邏輯關系的圖解模型(網(wǎng)絡圖)，通過網(wǎng)絡圖和相應的計算來反映整個項目的全貌(如圖2所示)?；c調(diào)整等方面的缺陷，成為現(xiàn)代項目進度計劃管理的核心技術。

利用網(wǎng)絡計劃的圖解模型和相關計算，可使整個項目及其各組成部分一目了然，使項目主管清楚地知道哪些是項目實施過程中的關鍵工作，哪些是非關鍵工作，有利于項目決策者憑此“向關鍵路線要工期，向非關鍵路線要資源”；有利于各部門圍繞一個明確的目標緊密配合，對偏離計劃軌道的行為及時進行整改，克服主觀隨意性、忙亂、窩工等現(xiàn)象，從而合理而有效地組織施工，達到以最少資源消耗來完成工程建設目標。

計劃評審技術(Program Evaluation and Re-view Technique，PERT)和關鍵路線法(CriticalPath Method，CPM)是兩種著名的網(wǎng)絡計劃方法。1957年，CPM方法使杜邦公司的維修停產(chǎn)的時間由過去的125小時降到74小時，一年就節(jié)約了100萬美元；1958年，杜邦公司利用CPM建造一所價值1000萬美元的化學工廠，確定的工期要比其他方法確定的工期縮短兩個月而不另外增加費用。1958年，美國海軍部使用PERT法，使制造北極星導彈的時間縮短了三年，節(jié)約了大量資金。20世紀60年代有42萬人參加，耗資400億美元的美國阿波羅載人登月計劃，就是利用PERT進行計劃、組織與管理的。正是網(wǎng)絡計劃技術在美國大型工程建設中的卓越成效，使之在較短時間內(nèi)得到廣泛的傳播和應用。加拿大、英國、法國、原西德、日本和原蘇聯(lián)等國相繼采用網(wǎng)絡計劃技術，應用于研究發(fā)展計劃、軍事演習、生產(chǎn)管理、建筑施工管理等，甚至用于戲劇演出、廣告宣傳等方面。

目前許多國家(包括我國在內(nèi))已明文規(guī)定，凡承包有關工程的單位，編制工程施工進度計劃應采用網(wǎng)絡計劃技術。1992年國家技術監(jiān)督局和國家建設部先后頒布了《網(wǎng)絡計劃技術》

(GB/T13400，192～GB/T13400，392)三個現(xiàn)行標準和《工程網(wǎng)絡計劃技術規(guī)程》(JGJ/T12199)行業(yè)標準，使我國工程網(wǎng)絡計劃技術在計劃的編制與控制管理的實際應用中有了一個可遵循的技術標準，保證了計劃的科學性，對提高工程項目的管理水平發(fā)揮了重大作用。

二、網(wǎng)絡計劃技術的復雜性分析

網(wǎng)絡計劃技術在解決大型復雜工程的計劃問題方面，與傳統(tǒng)計劃方法相比無疑具有明顯的技術優(yōu)勢，但如何將這種技術優(yōu)勢在企業(yè)工程施工實踐中有效地發(fā)揮出來，限于我國許多企業(yè)的現(xiàn)有技術條件和管理基礎，網(wǎng)絡計劃技術的應用依然面臨諸多的挑戰(zhàn)。從技術角度來講，網(wǎng)絡圖繪制、網(wǎng)絡計劃優(yōu)化與工程信息化管理則是檢驗其應用水平的重要標志，也一直是國內(nèi)外學者長期以來研究的課題。

(一)網(wǎng)絡圖繪制問題

網(wǎng)絡計劃技術應用的基礎是網(wǎng)絡圖，運用網(wǎng)絡計劃技術的關鍵也在于能否正確地繪制網(wǎng)絡圖以及繪圖的工作效率。網(wǎng)絡圖的種類雖然較多，但從網(wǎng)絡圖形的表達方式來說，主要分為單代號網(wǎng)絡圖和雙代號網(wǎng)絡圖。國外主要采用單代號網(wǎng)絡圖，而國內(nèi)普遍采用的是雙代號網(wǎng)絡圖。網(wǎng)絡圖繪制的復雜性主要表現(xiàn)在以下三個方面：

1.網(wǎng)絡圖形的不確定性及圖形結(jié)構(gòu)的隨意性。

在網(wǎng)絡圖的繪制過程中，除了要遵循網(wǎng)絡圖的繪制規(guī)則外，在何處增設虛工序以完整表達工序的先后邏輯關系也是構(gòu)造網(wǎng)絡圖時需要解決的問題。當工程規(guī)模較大、工序關系復雜時，由于網(wǎng)絡圖形的不確定性，如果直接用試探的辦法畫網(wǎng)絡圖，將會相當困難。由于圖形結(jié)構(gòu)的隨意性，如果網(wǎng)絡圖形的布點、連線考慮不周，很可能繪出來的就是一個蜘蛛網(wǎng)式的網(wǎng)絡圖，后續(xù)調(diào)整和修改將異常困難，有的甚至無法使用。

2.網(wǎng)絡時間參數(shù)計算的繁瑣性。時間參數(shù)的計算是網(wǎng)絡計劃調(diào)整和優(yōu)化的前提，計算時間參數(shù)的目的一是要確定關鍵線路，二是要確定非關鍵線路上的機動時間(或稱浮動時間、富裕時間)。由于需要計算的參數(shù)較多，涉及的時間參數(shù)包括最早開始時間、最遲開始時間、最晚結(jié)束時間、最早結(jié)束時間、總時差和自由時差等，加上計算過程比較繁瑣，人工計算容易出錯，而且哪一步出錯，都需要重新計算。

3.網(wǎng)絡圖需要頻繁調(diào)整以適應外部環(huán)境的變化。隨著工程進度的推進，資源、費用的變化，在工程實施過程中計劃變更時常發(fā)生，使得原已繪制好的網(wǎng)絡圖需要頻繁調(diào)整。在沒有計算機或計算機支撐力度不夠的應用環(huán)境下，限于人工的計算能力和繪圖速度，網(wǎng)絡圖繪制的工作效率是制約網(wǎng)絡計劃技術應用的主要障礙之一。

由于現(xiàn)有國內(nèi)外軟件在實現(xiàn)網(wǎng)絡圖自動繪制方面還存在諸多缺陷，加上網(wǎng)絡圖人工繪制過程的復雜性，就不難發(fā)現(xiàn)許多工程項目的網(wǎng)絡計劃應用，有的僅僅是迫于招標文件的要求所致，從頭到尾就只有一張網(wǎng)絡計劃圖的原因。

(二)網(wǎng)絡計劃優(yōu)化問題

未經(jīng)優(yōu)化的網(wǎng)絡計劃只是為工程的進度安排提供了一個基礎模型，只是根據(jù)各項工作既定施工方案及預估的持續(xù)時間正確反映邏輯關系的一個初始方案，它可能還存在著潛在的、尚未解決的矛盾和缺點。譬如在時間上可能超過決策者規(guī)定的時間期限，在資源上出現(xiàn)供需不均衡的矛盾等。因此，編制好的初始網(wǎng)絡計劃在付諸實施之前都要經(jīng)過優(yōu)化。然而，網(wǎng)絡計劃優(yōu)化同樣是網(wǎng)絡計劃技術應用中最核心和最復雜的問題之一，主要表現(xiàn)在以下三個方面：

1.優(yōu)化指標之間的制約性。工程項目是一個多目標的復雜系統(tǒng)，追求一種短工期、低成本、高質(zhì)量的理想目標顯然是不現(xiàn)實的。網(wǎng)絡計劃多目標優(yōu)化的矛盾性、不可公度性，以及決策者的偏好性和工程追求目標的不同性，如何做到合理兼顧、保證重點就顯得非常關鍵。譬如工期的壓縮往往會引起成本的提高和質(zhì)量的下降，這種情況主要考慮工期目標，而兼顧成本和質(zhì)量。一個質(zhì)量目標要求很高的項目，在工期與成本上很難達到最優(yōu)，此時應主要考慮質(zhì)量目標，而兼顧工期與成本。對于投資額受限制的項目，應在考慮投資目標實現(xiàn)的前提下，優(yōu)化質(zhì)量與工期。

2.優(yōu)化方法的多樣性。根據(jù)優(yōu)化目標的不同(工期、費用、資源)，目前存在著各種優(yōu)化理論和方法。典型的有0-1規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃法、分枝定界法、動態(tài)規(guī)劃法等數(shù)學規(guī)劃算法。這些方法大都集中于應用運籌學原理建立數(shù)學模型，提出計算方法。這對于小型網(wǎng)絡是適用的，但當網(wǎng)絡計劃中工作數(shù)目很多，且具有較多的決策節(jié)點時，約束方程和約束變量就會驟增，給問題的求解帶來較大的困難。為解決傳統(tǒng)方法的缺陷，一些學者將模糊理論引入決策網(wǎng)絡計劃中，有的還運用了模擬退火、遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法等人工智能算法，為解決網(wǎng)絡計劃的綜合優(yōu)化開辟了新的途徑。

3.模型構(gòu)建與求解的復雜性。隨著各種方法的提出，計算的結(jié)果越來越精確了，可靠性也較高，但是從理論上和數(shù)值計算的觀點看，方法的復雜性卻大大增加了。由于復雜的數(shù)學模型，繁瑣的求解過程，巨大的計算工作量，對工程管理者的數(shù)學和計算能力都提出了較高的要求。

正因為如此，在現(xiàn)實工程管理實踐中，很少企業(yè)利用網(wǎng)絡計劃技術進行工期優(yōu)化、費用控制和資源合理配置等工作。

(三)工程信息化管理問題

工程項目信息化管理，是適應近年來工程項目日趨擴大，技術日趨復雜，對工程質(zhì)量、工期、費用的控制日益嚴格的客觀需要，然而，由于種種原因，工程項目信息化管理仍亟待提高。

1.數(shù)據(jù)管理基礎。目前許多企業(yè)還延續(xù)著傳統(tǒng)的手工管理模式，對于龐大的工程數(shù)據(jù)，缺少統(tǒng)一組織的數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理基礎薄弱，導致數(shù)據(jù)的不一致性，數(shù)據(jù)質(zhì)量難以有效控制，數(shù)據(jù)共享和關聯(lián)程度不夠。

2.應用范圍。目前工程信息化管理主要集中在項目施工的前期，如招投標、施工組織設計。而在施工過程中的進度、質(zhì)量、成本控制方面的應用較少，項目施工管理仍然主要靠管理人員的經(jīng)驗和處理能力。

3.快速反應能力。當計劃實施過程中因環(huán)境干擾或者內(nèi)部意外變動時，由于缺乏有效的分析手段，導致計劃實施過程中相關部門之間溝通、協(xié)調(diào)和決策困難，組織管理措施上的快速反應能力下降，從而影響工程計劃進度。

4.軟件系統(tǒng)功能。由于國內(nèi)外企業(yè)的管理模式不同，信息化程度不同，使用習慣不同，國外軟件“水土不服”，國內(nèi)軟件“功能不全、自動化程度不高”的現(xiàn)象依然存在。

三、結(jié)語

網(wǎng)絡計劃技術通過對網(wǎng)絡的分析，找出關鍵工序、非關鍵工序和最短的計劃工期，然后根據(jù)需要進行必要的調(diào)整和優(yōu)化，以求人、財、物等資源在需要和可能之間不斷加以協(xié)調(diào)和均衡，成為大型工程進度計劃管理的有效方法。在工程施工實踐中要有效地發(fā)揮這種技術優(yōu)勢，就必須清楚地認識到它的應用復雜性以及各種不確定性因素的影響，為推廣應用網(wǎng)絡計劃技術創(chuàng)造良好的應用環(huán)境。

通過上述分析可以看出，網(wǎng)絡計劃技術的應用需要一種緊貼實際的信息系統(tǒng)來支撐。也就是說，只有實現(xiàn)了從施工任務書到網(wǎng)絡計劃的制定及優(yōu)化、再到網(wǎng)絡圖的自動繪制等全過程的計算機化，網(wǎng)絡計劃技術的優(yōu)越性才能有效地發(fā)揮。中國地質(zhì)大學(武漢)與平頂山天安煤業(yè)股份公司采用產(chǎn)學研多單位聯(lián)合開發(fā)模式，研究完成的煤礦重點工程一體化的網(wǎng)絡計劃集成應用系統(tǒng)，集工程數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡圖智能繪圖、時間一資源優(yōu)化、工程信息查詢與進度控制等功能于一體，在解決制約網(wǎng)絡計劃技術應用的關鍵技術方面做了有益的嘗試并取得良好的應用效果，限于篇幅，另文再表。

參考文獻：

[1]毛義華，工程網(wǎng)絡計劃的理論與實踐[M]，杭州：浙江大學出版社，2003，

[2]潘開靈，呂緒華，網(wǎng)絡計劃圖的工序關系及其復雜性研究[J]，經(jīng)濟數(shù)學，2000，(12)，

[3]張連營，王亮，呂文學，網(wǎng)絡計劃的模糊分析[J]，天津大學學報2004，(2)，

[4]石為人，李容，江道平，金艷，基于模擬退火算法的單機提前拖期模型[J]，重慶大學學報(自然科學版)，2005，(11)，

[5]黃凱明，莊鴻棉，用改進的遺傳算法實現(xiàn)網(wǎng)絡計劃優(yōu)化[J]，集美大學學報(自然科學版)，2006，(3)，

[6]孟建良，揚楷，龐春江，張江維，基于改進粒子群算法的網(wǎng)絡計劃工期一費用優(yōu)化[J]，計算機應用與軟件，2006，(2)，

[7]熊鷹，匡亞萍，基于蟻群算法的施工項目工期成本優(yōu)化[J]，系統(tǒng)工程理論與實踐，2007，(3)，

[8]彭開宇，工程項目信息化管理現(xiàn)狀分析及實施原則淺析[J]，科技創(chuàng)業(yè)，2005，(11)．