项目网络图就是利用图示技术来表示项目活动及其逻辑关系(依赖关系),它是活动排序过程的输出结果。该图可以包括整个项目的全部细节(但那样可能使网络图非常复杂和难以看清楚),也可以包含一个或多个总体性活动(概要性活动)。网络图应附有简要的绘制说明,介绍活动排序的基本方法以及其他需要网络图使用者知道的基本信息。
网络图模板(Network Templates)是制作项目网络图经常使用的工具,它利用以前项目的网络图作为绘制新项目网络图的模板,通过修订这些模板来获得新项目网络图。利用这种标准化的网络图(网络图模板)不仅可以加快项目网络图的制作,还提供了以往类似项目的经验教训。这些标准网络图可以覆盖整个项目,或者只利用其中的一部分。网络图的一部分通常被称作子网络或网络片段(Subnet or Fragments)。当项目包括几个一样的或者几乎一样的组成成分时,子网络特别有用。例如,对一个高层的房地产项目进行网络图制作时,每一楼层其实就是子项目,描述这个子项目的网络图就可以被视为子网络。
需要说明的是,网络图反映了项目必须进行的活动。因此要完成项目,所有的活动都必须完成,而不是其中的某些路径,那样是无法到达终点的。有了网络图,就可以进行活动进度估算,网络图与进度计划中的关键路径法(CPM)和网络评审技术(PERT)有很大关系。
下面就依次介绍一下这几种主要的网络图。
(一)四种网络图
1.前导图法(PDM)
图4-3 利用PDM/AON法绘制的项目网络图
前导图法(PDM,Precedence Diagramming Method)是编制项目网络图的一种方法,它利用节点代表活动,用节点间箭头表示活动的相关性,图4-3表示了一个用PDM法编制的简单的网络图。这种方法也叫节点表示活动法(AON,Activity On Node)或者单代号网络图。在使用前导图法的过程中,当有多个活动不存在前导活动的时候,通常就虚构一个活动,例如在图上增加一个“开始”节点,把这些活动表示成从这个虚构的“开始”节点引出来。类似地,当多个活动没有后续活动时,通常也虚构一个“终止”节点,把这些活动表示成会聚于一个叫做“终止”的节点上。这纯粹是为了图形的美观、简洁和易于看懂。当然在估计这些虚构活动的时间时,取值都是“0”。
前导图法的画法是:用节点代表一个活动,用箭线表明活动之间的相互关系,箭头指向表明了活动流程的方向,如图4-4所示。因此,前导图法的显著特点就是用节点表示活动,而且在节点里还可以列出有关活动的丰富信息,比如用一个代号来表示活动,用一个数字来表示此项活动的用时等。这个节点既可以用圆圈表示,也可以用三角、方框等各种几何图形来表示。
图4-4 利用PDM/AON法表现两个活动及其相互关系
用前导图法来绘制项目网络图,既可用手工进行,也可用计算机来实现。通过用节点代表活动、箭线代表活动的顺序并连接起各个节点,它可以表现出FS、SS、FF、SF四种类型的逻辑关系。我们再次介绍一下这四种相关的前驱关系:
●结束—开始:某项活动必须结束,然后另一项活动才能开始。
●结束—结束:某项活动结束前,另一项活动必须结束。
●开始—开始:某项活动必须在另一项活动开始前开始。
●开始—结束:某项活动结束前,另一活动必须开始。
就PDM法来讲,结束—开始是最常见的逻辑关系,开始—结束关系极少使用(也许只有职业进度计划工程师使用)。对于某些项目管理软件,如果用开始—开始、结束—结束或开始—结束关系也会产生混乱的结果,因为这些项目管理软件编制时并没有对这三种类型的相关性加以考虑。
对于上文所述四种逻辑关系,如果标上时间间隔将能够更加精确地描述活动之间的关系。具体如下面4个图所示。
表示两个活动之间正常的结束—开始型关系,但在设计结束和施工开始之间有8周的时间间隔。
表示的是开始—开始型关系,其含义是从设计开始之时有5周的时间间隔,然后施工才能开始,如果去掉时间间隔5周就意味着设计可以与施工同时开始。
表示的是结束—结束型关系,其含义是施工要等设计完成后11周才能结束。
表示的是开始—结束型关系,具体含义是施工至少要在设计开始后20周才能完成。
如果网络图设计者想同时表示施工须在设计开始后一段时间之后才能开始,以及施工要等设计结束一段时间之后才能结束,则用单代号网络图描述如下:
另外,在上面诸图中,方框中只提供了一种信息,即对活动的描述。前已述及,为了能够描述更多的有关活动的信息,方框可画成下面的形式,明确活动的负责人、显示活动序号和持续时间估计等更多的信息。不过在手工绘图时,如果都包含这么多的信息,那绘图就很麻烦,占用的纸面非常大,而且美观性也大受影响。
上面这种方框的表现形式并不是唯一的表现形式,根据描述信息的需要,方框的表现形式也可以做很多变化。
2.箭线图法(ADM)
箭线图法(ADM,Arrow Diagramming Method)是项目网络图的另一种图示方法,它用箭线表示活动,用节点连接箭线以示相关性。这种网络图又叫双代号网络图(AOA,Activity On Arrow)。虽然它比PDM法较少使用,但在某些应用领域仍是一种可供选择的工具。
ADM一般仅利用结束—开始(FS)这种逻辑关系,并且必要时用虚工作线(虚活动,Dummy Activities)表示活动间逻辑关系。虚活动表示的是活动间的依赖关系,它实际上不是项目的一项活动,并不消耗资源,也没有历时。ADM法也是既可以用手工绘制,也可以在计算机上实现。图4-5提供了一个用ADM/AOA网络图法绘制的项目网络图。从图中可见,“开始”和“结束”是我们虚构的两个活动,意在表明项目有一个明确的开始和结束时点。中间的虚线(从D到C)表示什么呢?
从图中可见,活动A实际是在节点2和节点3之间的活动,活动E在节点4和节点6之间的活动,因此在这种网络图中我们可以有两种表示活动的方法。但是我们怎么在图上表示出活动C必须在活动D和活动B同时完成后才可以开始呢?这时我们可以在节点4和节点5之间增加一个虚活动。
图4-5 利用ADM/AOA法绘制的项目网络图
为帮助读者更好地理解ANM/AOA这种网络图绘制方法,下面我们再举一个例子来加以说明。
举例:某项目的网络图如图4-6所示。该图使用的就是箭线图法(ADM)或双代号网络图法(AOA)。
图4-6 举例:利用ADM/AOA法绘制项目网络图
该项目网络图采用的就是箭线图法或双代号网络图法——用箭线/两个节点表示活动,节点作为连接点与箭线方向共同反映活动的顺序和相互关系。
注意这张网络图的主要组成要素。字母A、B、C、D、E、F、G、H、I、J代表了项目中需要进行的活动,实际上也是用两个节点之间的箭线来表示活动,这些活动来自工作分解结构和以前介绍过的活动分解与定义过程。节点序号和箭线结合在一起也能够显示出活动排序或任务之间的关系。例如,活动A必须在活动D之前完成,活动D必须在活动H之前完成,等等。另外,阿拉伯数字表示了这些活动需要消耗的时间。
箭线图的画法是:用圆圈(节点,当然也可以用方块儿等其他几何图形来表示)代表一个事件(Event),用连接两个节点的箭线代表一个活动。这里,事件仅仅是满足一定条件的时间点,例如一个或多个活动的开始或完成,其特点是不需要花费任何时间和消耗任何资源,瞬时发生。事件的典型例子如“提供起草的报告”、“设计的开始”。我们以前谈到的里程碑(Milestone)实际上就是一种事件,是项目中的重大事件或关键事件,是可交付的成果,因此里程碑不需要消耗资源。活动(Activity)则占用时间和资源,如“制定报告格式”、“确定新产品的原料”等。根据箭线图法的符号可知,箭线图法的显著特点是活动在箭线上。
如图4-7所示,该图包括2个活动(活动A、B)和3个事件(事件1、2、3)。可见,在双代号网络图中,每个节点仅代表一个事件,表示指向它的活动的结束,离开它的活动的开始。一条箭线代表一个活动,每条箭线始于一个节点,表示活动的开始;终于另一个节点,表示活动的结束。表示活动的箭线通过表示事件的圆圈连接起来。另外,需要说明的是,箭线的长度并不与活动的持续时间成正比。
图4-7 利用ADM/AOA法表现两个活动及其相互关系
另外,由于活动是通过节点联系起来的,因此双代号网络图所表示的活动之间的逻辑关系只能是结束-开始型。为了正确地描述活动之间的各种逻辑关系,双代号网络图必要时需要引入虚活动(Dummy Activity),它没有历时,不需要资源,用虚箭线表示。通过引入虚活动,可以间接地将其他三种活动间的逻辑关系表示出来,感兴趣的读者可以进一步阅读参考资料。
另外,与单代号网络图相似的是,双代号网络图的箭线也可以画成多种形式,这样可以表述更多的关于活动的信息。但这种箭线的表现形式在手工绘制时一样会使图形复杂化,当然也不是唯一的表现形式。如图4-8所示。
图4-8 包含更多信息的双代号网络图表示法
在实际工作当中,项目管理者使用双代号网络图(AOA)还是使用单代号网络图(AON),在很大程度上取决于个人的偏好。这两种网络表示方法都可以用于商业性的计算机软件包中。但是一般说来,双代号网络图较难绘制,但是可以清楚地识别各项事件(里程碑)。
使用这两种形式得出的结果应该是一致的,所以使用哪种方法都没有问题。不过,不同的人可能会有自己的偏好。在早期,人们热衷于使用箭线式网络图,到后来,人们发现节点式网络图更直观、更容易,因而得到了更加广泛的应用。节点式网络图的优点表现在以下几方面:
●用节点表示工作更加简单、直观。
●画网络图时更加灵活和方便,可以很方便地将所有的活动画在节点上,然后用箭头连接逻辑关系。(www.daowen.com)
●用节点式网络图编写软件比较容易,因此许多项目管理软件采用这种表达方式。虽然有的软件也支持箭线式网络图,但往往是根据节点式网络图转换而来的。
●节点式网络图很容易与甘特图进行转换。在甘特图中,横道表示节点,竖道表示逻辑关系。
3.其他网络图方法(如图形审评技术GERT等)
网络计划技术是用网络计划对任务的工作进度进行安排和控制,以保证实现预定目标的科学的计划管理技术。网络计划是在网络图上加注工作的时间参数等而编制的进度计划。所以,网络计划主要由两大部分组成,即网络图和网络参数。网络图是由箭线和节点组成的用来表示工作流程的有向的、有序的网络图形。网络参数是根据项目中各项工作的延续时间和网络图所计算的工作、节点、线路等要素的各种时间参数。
网络计划技术的种类与模式很多,但以每项工作的延续时间和逻辑关系来划分,可归纳为四种类型,如表4-1所示。
表4-1 网络计划技术的类型
资料来源:白思俊主编:《现代项目管理》,机械工业出版社,第82页。
图形评审技术GERT(Graphical Evaluation and Review Technique)引入了工作执行完工概率的概念,是一种可以对逻辑关系进行条件性和概率性处理的网络分析技术。所以在应用此项工具时,一项工作的完成结果可能有多种情况。
条件图方法等模型允许非前后排序活动的存在,诸如一个环(例如某试验须重复多次)或条件分支(如一旦检查中发现错误,设计就要返工修改),而PDM法和ADM法均不允许闭环和条件分支的出现。
4.网络图模板/参考样板
网络图模板和网络参考样板是用各种标准网络来加速项目网络图的编制。网络的一部分叫子网络,当一个项目包含几个相同或几乎相同内容时,子网络特别有用(例如一个高层写字楼各楼层和房间的铺地板项目,一个新药品研究项目的临床试验,或一个软件工程的程序模块设计等)。
(二)绘制网络图
1.网络图的绘制规则
在介绍了网络图的基本类型以后,下面我们该看看怎样绘制网络图了。要编制一个合乎要求的网络图,大家都遵守必要的规则是不可或缺的。这包括:活动流向、约束性质、编号法则、首尾原则、循环和假设等。
(1)活动流向:在绘制网络图时应该按照时间的顺序从左向右依次展开,箭线从左至右指向(即使大家都明确时间顺序是从左向右,一般也不允许用直线来代替箭线),箭线可以交叉。
(2)约束性质:在相互制约的网络图中,只有当某项活动的全部紧前活动完成以后,后续活动才能开始,而不使用后续工作可以随着紧前活动的开始而分步开始的方式,例如数据的收集和录入。
(3)首尾原则:不论开始和结束,都只能有一个节点。当项目有多个起始点时,可引入虚活动节点,即引入额外的节点把所有这些节点连接起来,形象地表示从一个时间点开始。当项目有多个终结点时,应当采用共同的节点把它们连接起来,形象地表示大家同时有一个结束时间点。
(4)循环和假设:在本书所讲授的绘制网络图的方法中,均不出现项目的循环和假设情况。也就是说,不允许活动的连接出现循环,其原因是当项目网络图出现循环时,用我们介绍的方法将无法确定项目的整个工期。另外也不允许出现假设性条件。比如出现这样的描述:如果某活动成功的话,开始做下一个;如果没有成功,就不做了,等等。
2.网络图的编制步骤
网络图的编制过程其实就是网络模型的建立过程,它是利用网络图来进行网络计划,以实现对项目或者工程的时间以及资源的合理利用,并掌握项目全局情况的重要环节。网络图的编制可以分为以下三个步骤:
(1)确认活动列表
在这个步骤中,我们要借助工作分解结构和项目活动分解和定义所输出的活动清单,检查这些活动是否适合绘制到某个层次的网络图中。划分活动的详细程度应根据项目管理者的需要而定。如果仅供高层管理者使用,活动就可以综合一些;如果是供基层施工者使用,活动就应该划分得十分详细。同时还要注意,所有活动必须是可以独立进行的活动单元。如果几项活动都有相同的活动单元,不妨将此活动单元独立描述成一个活动,这样会使活动间的依赖关系更加清晰一些。
此阶段还有一项工作就是确定活动的准确名称以及赋予不同的编号。仅仅有活动名称是不够的。例如,“质量检查”这个活动可能在一个项目网络图中反复出现,单单用这个术语不能反映出总共有多少个这样的活动,以及在网络图中或在项目施工顺序中处于何种位置或在哪个阶段。因此必须给每个活动赋予一个独立的编号,既可以用阿拉伯数字,也可以用A、B、C、D等其他符号。
(2)确定活动之间的逻辑关系
在我们将项目逐步分解为具体活动的同时,还应该确定各个活动之间的逻辑关系。如前所述,我们采用的方法是要确定各个活动的紧前活动或者紧后活动。所谓紧前活动(有的说法也叫前序活动、前导活动),就是某个项目活动要开始的话,先期必须完成哪些活动。所谓紧后活动(有的说法也叫后序活动、后续活动),就是某项活动完成后紧接着就可以开始的活动。一般在绘制同一个网络图时,要介绍活动间的相互关系,最好自始至终只使用一种关系描述,要么用紧前关系,要么用紧后关系,得到的结果是一样的。当然,也可以先后使用这两种关系描述来验证网络图是否正确。
所以,在确定活动之间的先后顺序和相互关系时,对于每项活动我们首先必须明确以下问题:
●哪些活动必须安排在此项活动之前?换句话说,在进行此项活动之前,其他哪些活动必须先完成?
●哪些活动需要安排在此项活动之后?换句话说,在此项活动结束之前,哪些活动不能开始?
●哪些活动可以和此项活动同时进行?换句话说,哪些活动可以和此项活动在同一段时间内进行?
明确了以上问题后,我们就可以界定各项活动之间的关系。但是仅仅在活动列表上说明这么多活动之间的关系可能不会很清晰,只有真正动手绘制网络图才能够表示出来,这也是使用网络图的好处之一。
需要引起注意的是,一项活动可以有多个紧前活动,也可以有多个紧后活动,这需要根据各个活动之间的具体逻辑关系来确定。另外,对于紧密相连的两项活动来说,紧前紧后关系是相对的。一项活动是另外一项活动的紧前活动,而另一项工作必然是该项活动的紧后活动。
(3)编制网络图并检查项目网络图的逻辑结构
明确了所有活动的紧前紧后关系以后,就可以着手绘制网络图了。绘制完毕后,为了得到最佳的项目网络图,还需要对所绘制的项目网络图的逻辑结构进行检查和验证。此时,通常需要对每一项活动及活动之间的关系进行审查,以保证所有活动都是必要的,所有活动之间的关系都是准确的。另外,在这一步骤中,应注意把项目网络图和工作分解结构对照起来,看看是不是存在一些不必要的项目活动,或者需要增加新的活动内容。
除此以外,在编制网络图的时候,我们还需要特别注意以下一些问题:
●网络图的起点和终点。因为一个项目只有一个开始时间和一个结束时间,所以一个网络图最好也只有一个开始活动节点和一个结束节点。如果几项活动同时开始或者同时结束,在网络图中可以将这几项活动的开始节点合并为一个节点,如图4-9所示。
图4-9 通过增加虚活动来调整网络图的起点和终点
●网络图是有方向的。在本书所讲的范围内,不应该出现循环回路。什么是循环回路?从网络图中某一节点出发,沿着某个路径出发,最后结果又回到该出发节点,所经过的路径就形成了循环回路。这时候,网络图所表示的逻辑关系就会出现混乱,各个工作之间的先后次序将无法判断。比如说,到底谁是谁的紧前活动呢?
●节点之间不能同时出现两次以上的关系箭头。如果有这种情况,必须引入虚活动。虚活动是为了表明相互依存的逻辑关系,消除活动与活动之间含混不清的现象而设置的,它既不消耗资源,也不占用时间。如图4-10所示。
图4-10 通过增加虚活动来表明活动之间的关系
●网络图中不能出现无箭头箭线和双箭头箭线。网络图中箭头所指的方向是表示活动进行的先后次序,如果出现无头箭线和双头箭线,活动先后顺序就会无法判断,会造成各个活动之间的逻辑关系混乱。
●网络图中不能出现无节点的箭线。无节点的箭线不符合网络图中关于活动的定义,如图4-11和图4-12所示。箭尾无节点的箭线和箭头无节点的箭线都是不允许出现的。
图4-11 箭尾无节点的箭线
图4-12 箭头无节点的箭线
●在同一个网络图的所有节点中,不能出现相同的编号。如果用数字编号,一般要求每根箭线箭头节点的编号要大于其箭尾节点的编号;用英语字母一般则要求按字母顺序从左至右来编号。
●不画无意义的箭线。箭线的含义在于表示两个活动之间的顺序关系,而且就是紧前紧后关系。只要这种关系表示清楚了,多余的箭线就没有意义了。如图4-13所示,中间的一道横线要表示什么意思呢?
图4-13 用多余的箭线来表明活动之间的关系
●适当的美学处理。当初步完成网络图的绘制时,还应当注意从美观的角度对网络图进行一下处理,如图4-14所作的调整,首先对齐基本对应的活动,然后再增加一个虚活动来表示项目的终止。
图4-14 网络图的美学处理
到此我们将有关项目网络图的基本概念、类型、绘制方法和注意事项都作了较为详尽的介绍,相信读者在做些练习之后对此会有更深刻的理解。能够绘制出项目网络图不仅是对项目时间管理前期计划准备工作的一次最好的检阅和总结,也为我们掌握项目全局状况和编制项目进度计划提供了很好的可视化管理工具。
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