PERT计划评审技术

什么是PERT计划评审技术网络分析?

PERT的计算特点

PERT的基本要求 PERT网络分析法的工作步骤

五步求解PERT

PERT的作用 PERT的优缺点

 

 

 

PERT网络分析法

PERT网络分析法(计划评估和审查审技术，Program Evaluation and Review Technique)

什么是PERT网络分析?

PERT(Program Evaluation and Review Technique)即计划评审技术，最早是由美国海军在计划和控制北极星导弹的研制时发展起来的。PERT技术使原先估计的研制北极星潜艇的时间缩短了两年。

简单地说，PERT是利用网络分析制定计划以及对计划予以评价的技术，它能协调整个计划的各道工序，合理安排人力、物力、时间、资金，加速计划的完成。在现代计划的编制和分析手段上，PERT被广泛的使用，是现代化管理的重要手段和方法。

PERT网络是一种类似流程图的箭线图，它描绘出项目包含的各种活动的先后次序，标明每项活动的时间或相关的成本。对于PERT网络，项目管理者必须考虑要做哪些工作，确定时间之间的依赖关系，辨认出潜在的可能出问题的环节，借助PERT还可以方便地比较不同行动方案在进度和成本方面的效果。

构造PERT图，需要明确三个概念：事件、活动和关键路线。

事件（Events）表示主要活动结束的那一点；

活动（Activities）表示从一个时间到另一个事件之间的过程；

关键路线（Critical Path）是PERT网络中花费时间最长的事件和活动的序列。

 

PERT的基本要求

1.完成既定计划所需要的各项任务必须全部以足够清楚的形式表现在由事件与活动构成的网络中。事件代表特定计划在特定时刻完成的进度。活动表示从一个事件进展到下一个事件所必需的时间和资源。应当注意的是,事件和活动的规定必须足够精确,以免在监视计划实施进度时发生困难。

　　2.事件和活动在网络中须必按照一组逻辑法则排序,以便把重要的关键路线确定出来。这些法则包括后面的事件在其前面的事件全部完成之前不能认为已经完成不允许出现“循环”,就是说,后继事件不可有导回前一事件的活动联系。

　　3.网络中每项活动可以有三个估计时间。就是说,由最熟悉有关活动的人员估算出完成每项任务所需要的最乐观的、最可能的和最悲观的三个时间。用这三个时间估算值来反映活动的“不确定性”,在研制计划中和非重复性的计划中引用三个时间估算是鉴于许多任务所具有的随机性质。但是应当指出的是,为了关键路线的计算和报告,这三种时间估算应当简化为一个期望时间犷和一个统计方差σ,否则就要用单一时间估算法。

4.需要计算关键路线和宽裕时间。关键路线是网络中期望时间最长的活动与事件序列。宽裕时间是完成任一特定路线所要求的总的期望时间与关键路线所要求的总的期望时间之差。这样,对于任一事件来说,宽裕时间就能反映存在于整网络计划中的多余时间的大小。

 

PERT的计算特点

PERT首先是建立在网络计划基础之上的，其次是工程项目中各个工序的工作时间不肯定，过去通常对这种计划只是估计一个时间，到底完成任务的把握有多大，决策者心中无数，工作处于一种被动状态。在工程实践中，由于人们对事物的认识受到客观条件的制约，通常在PERT中引入概率计算方法，由于组成网络计划的各项工作可变因素多，不具备一定的时间消耗统计资料，因而不能确定出一个肯定的单一的时间值。

在PERT中，假设各项工作的持续时间服从β分布，近似地用三时估计法估算出三个时间值，即最短、最长和最可能持续时间，再加权平均算出一个期望值作为工作的持续时间。在编制PERT网络计划时，把风险因素引入到PERT中，人们不得不考虑按PERT网络计划在指定的工期下，完成工程任务的可能性有多大，即计划的成功概率，即计划的可靠度，这就必须对工程计划进行风险估计。

在绘制网络图时必须将非肯定型转化为肯定型，把三时估计变为单一时间估计，其计算公式为：

　　活动历时的三种估计：

悲观（P），最可能（M），乐观（O）。

悲观时间（Pessimistic time）——最坏情况。这一历时下的情况比计划的要差。

乐观时间（Optimistic time）——最好情况。这一历时下的情况比计划的要好。

最可能时间（Most Likely time）——应在这个历时左右估计。

（1）历时计算（Duration Calculation）

计算每个活动的平均历时。

计算每个活动标准差σ和方差（VARIANCE）。

计算项目的平均历时，它是每项活动历时均值的和。

计算项目方差（project VARIANCE），是每项活动方差之和。

计算项目标准差σ（STANDARD DEVIATION），是项目偏差的平方根。

记住下列PERT计算公式：

均值Te ＝（P + 4M + O）/6

三时估算法把非肯定型问题转化为肯定型问题来计算，用概率论的观点分析，其偏差仍不可避免，但趋向总是有明显的参考价值，当然，这并不排斥每个估计都尽可能做到可能精确的程度。为了进行时间的偏差分析(即分布的离散程度)，可用方差估算：

　　方差＝ (P-O)2/36

标准差

标准差σ ＝（P - O）/ 6

　　

网络计划按规定日期完成的概率，可通过下面的公式和查函数表求得。

　　

式中，

Q为网络计划规定的完工日期或目标时间；

M为关键线路上各项工作平均持续时间的总和；

σ为关键线路的标准差；

λ为概率系数。

PERT网络分析法的工作步骤

开发一个PERT网络要求管理者确定完成项目所需的所有关键活动，按照活动之间的依赖关系排列它们之间的先后次序，以及估计完成每项活动的时间。这些工作可以归纳为5个步骤。

1. 确定完成项目必须进行的每一项有意义的活动，完成每项活动都产生事件或结果

2. 确定活动完成的先后次序

3. 绘制活动流程从起点到终点的图形，明确表示出每项活动及其它活动的关系，用圆圈表示事件，用箭线表示活动，结果得到一幅箭线流程图，我们称之为PERT网络

 

4. 估计和计算每项活动的完成时间

5. 借助包含活动时间估计的网络图，管理者能够制定出包括每项活动开始和结束日期的全部项目的日程计划。在关键路线上没有松弛时间，沿关键路线的任何延迟都直接延迟整个项目的完成期限。

案例分析

下面举一个例子来说明。假定你要负责一座办公楼的施工过程，你必须决定建这座办公楼需要多长时间。下表概括了主要事件和你对完成每项活动所需时间的估计。

建筑办公楼的PERT网络

完成这栋办公楼将需要50周的时间，这个时间是通过追踪网络的关键路线计算出来的。该网络的关键路线为：A-B-C-D-G-H-J-K，沿此路线的任何事件完成时间的延迟，都将延迟整个项目的完成时间。

PERT网络技术的作用

标识出项目的关键路径，以明确项目活动的重点，便于优化对项目活动的资源分配；

当管理者想计划缩短项目完成时间，节省成本时，就要把考虑的重点放在关键路径上；

在资源分配发生矛盾时，可适当调动非关键路径上活动的资源去支持关键路径上的活动，以最有效地保证项目的完成进度；

采用PERT网络分析法所获结果的质量很大程度上取决于事先对活动事件的预测，若能对各项活动的先后次序和完成时间都能有较为准确的预测，则通过PERT网络的分析法可大大缩短项目完成的时间。

 

五步求解PERT

在以往的项目建设中，编制项目进度计划常常采用甘特图（或称横道图）来表示，甘特图简单明了、形象直观，但不适合用于大型和复杂信息工程项目的建设和监理工作。

因为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成工期的影响；当实际进度与计划有偏差时也难以调整。另外，甘特图虽然直观清晰，但只是计算的结果，而一项工作什么时候开始，什么时候结束，却是需要通过计算来实现，甘特图并没有给出好的算法。

网络计划技术可以有效解决这些问题。目前应用比较广泛的两种计划方法是关键路径法（Critical Path Method，简称CPM）和计划评审技术（Program Evaluation and Review Technique，简称PERT）。

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，前者往往被称为肯定型网络计划技术，而后者往往被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，将两者有机结合，可以获得更显著的效果。

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，以及政策指令性影响等。因此，整体工程进度计划与控制大多采用非肯定型网络计划，即PERT网络模型。

信息工程项目应用网络计划技术的步骤如下：①绘制网络图；②网络计划计算；③求关键路径；④计算完工期及其概率；⑤网络计划优化。

步骤1：绘制ERP项目网络图

本文主要以某公司（中小型企业）ERP项目建设为例，讲述网络计划技术在信息工程项目监理工作进度控制中的应用。

（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1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。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，应当对每项工作列出文字说明，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。着重考虑的内容如下：

a. 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。

b. 组织关系的确定。对于无逻辑关系的项目工作，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。

c. 外部制约关系的确定。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。

d. 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1中各工作之间的逻辑关系，可绘制双代号网络图如图1所示

步骤2： 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。若工作时间估计的太短，则会在工作中造成被动紧张的局面；相反，就会使整个工程的工期延长。

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的，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，要把工作置于独立的正常状态下进行估计，要统盘考虑，不可顾此失彼。

估计工作时间的方法主要有：

a. 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。

b. 类比估计：类比估计意味着以先前的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。

c. 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。

d. 三个时间估计法：估计工作执行的三个时间，乐观时间a、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。

（2）工作最早开始时间

工作最早开始时间是到指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。

（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。

（4）时差的计算

时差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。

步骤3：求关键路径

关键路径有两种定义：

①在一条路径中，每个工作的时间之和等于工程工期，这条路径就是关键路径。

②若在一条路径中，每个工作的时差都是零，这条路径就是关键路径。

图1所示的网络图，关键路径所需时间＝3＋16＋10＋15＋1＋30＋15＝90天（图1中加黑部分）。

步骤4：计算完工期及其概率

设路径T的总时间（即路径T上各项目工作的时间和）为T（=∑t作业路径），标准差为σT，则在工期D内完工的概率为：

　　以表1和图1为例，关键路径D-F-G-I-J-K-L，T=90

步骤5：网络计划优化

在项目计划管理中，仅仅满足于编制出项目进度计划，并以此来进行资源调配和工期控制是远远不够的，还必须依据各种主、客观条件，在满足工期要求的同时，合理安排时间与资源，力求达到资源消耗合理和经济效益最佳这一目的，这就是进度计划的优化。优化的内容包括：时间（工期）优化；缩短工期，时间（工期）-成本优化。

（1）时间优化

工期优化包括两方面内容：一是网络计划的计算工期Tc超过要求工期Ts，必须对网络计划进行优化，使其计算工期满足要求工期，且保证因此而增加的费用最少；二是网络计划的计算工期远小于要求工期，也应对网络计划进行优化，使其计算工期接近于要求工期，以达到节约费用的目的。一般前者最为常见。

（2）时间（工期）-成本优化

CPM方法是解决时间—成本优化的一种较科学的方法。它包含两个方面的内容，一是根据计划规定的期限，规划最低成本；二是在满足成本最低的要求下，寻求最佳工期。

缩短工期的单位时间成本可用如下公式计算（参见图2）：

　　工期-成本优化的步骤是：

a. 求关键路径；

b. 对关键路径上的工作寻找最优化途径；

c. 对途径中K值小的工作进行优化；

d. 在优化时，要考虑坐邻右舍。

举例说明，参见图3：

a.如果仅考虑正常工期估计

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70000。因此关键路径是路径C-D，项目总工期为18，总成本是200000。

b.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87000。因此关键路径是路径C-D，项目总工期为15，总成本是259000。

c.用工期—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KA=6000，KB=10000，KC=5000，KD=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KC=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205000。

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已达到它的应急时间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211000。

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223000。

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，均已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。

d.工期-成本优化结果，如表2：

项目总工期减少l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l1000元；

项目工期减少3周，项目总成本将增加23000元。

在运用网络图做计划时，要体现一个系统分析的思想。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。其任务由多个部门承担，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。

双代号网络图的五个组成部分

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采用结束到开始的关系表示法。如图是双代号网络图的示例。

（1）事项（事件、结点）

事项是工程（计划）的始点、终点（完成点）或其各项工作的连接点（交接瞬间）。在网络图中，用箭线端部的圆圈或其它形式的封闭图形表示。

（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、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。

（3）先行工作和后续工作

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，则工作A叫作工作B的先行工作，工作B叫作工作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，则工作B和C叫作平行工作。

（5）虚拟工作

虚活动（工作）是只表示工作之间相互依存、相互制约、相互衔接的关系，但不需人力、物力、空间和时间的虚设的活动，一般用虚线边表示，虚拟工作的时间为零。

 

 

PERT的作用

1、标识出项目的关键路径，以明确项目活动的重点，便于优化对项目活动的资源分配；

　　2、当管理者想计划缩短项目完成时间，节省成本时，就要把考虑的重点放在关键路径上；

　　3、在资源分配发生矛盾时，可适当调动非关键路径上活动的资源去支持关键路径上的活动，以最有效地保证项目的完成进度；

4、采用PERT网络分析法所获结果的质量很大程度上取决于事先对活动事件的预测，若能对各项活动的先后次序和完成时间都能有较为准确的预测，则通过PERT网络的分析法可大大缩短项目完成的时间。

 

PERT的优缺点

优点

1.是一种有效的事前控制方法。

　　2.通过对进行时间网络分析可以使各级主管人员熟悉整个工作过程并明确自己负责的项目在整个工作过程中的位置和作用，增强全局观念和对计划的接受程度。

　　3.通过时间网络分析使主管人员更加明确其工作重点，将注意力集中在可能需要采取纠正措施的关键问题上，使控制工作更加富有有效。

4.是一种计划优化方法。

 

　　缺点

　　并不适用于所有的计划和控制项目，其应用领域具有较严格的限制。适用PERT法的项目必须同时具备以下条件：

　　1、事前能够对项目的工作过程进行较准确的描述；

　　2、整个工作过程有条件划分为相对独立的各个活动；

3、能够在事前较准确地估计各个活动所需时间、资源。