统筹方法是运筹学的重要内容。所谓统筹,就是对工业、农业、科学研究等各项实际活动,进行统一筹划,合理安排,使得预订任务能有效的完成,例如完成最快,开支最省等。
PERT网络——规划评审技术
PERT网络——规划评审技术(Program Evaluation and Review Technique)
一项任务通常可分成若干个独立的子任务,这些子任务称为工序。一般情况下,不同工序都存在先后顺序,每道工序所需的时间也未必相同。可用一个有向图来描述完成任务的过程:
- 以一条有向边来表示一道工序,有向边上的权为此工序的(时间)长度;
- 有向边的起点和终点分别表示相应工序的开工和完工时间结点,称为事项;
- 前一工序的完工时间即为下一工序的开工时间。
PERT网络是有向图$G(V,E)$:
- $V$中存在起始顶点$s$与终止顶点$t$;
- $G$中无有向回路;
- $ {\forall} v {\in} V - { {s,t} } $,$v$在某条从$s$到$t$的有向道路上。
为方便叙述,引入几个参数:
$ET_j$——结点$j$的最早可能实现时间,即
$ES{ij}$——工序$(i,j)$的最早可能开始时间,即$ES{ij}=ET_i$
$EF_{ij}$——工序$(i,j)$的最早可能结束时间,即
例题求解
一任务如下图,求完成在整个任务的最短时间。
- $ET1=0$,$ES{12}=ES{13}=ER_1=0$,$EF{12}=ET1+t{12}=2$,$EF{13}=ET{1}=t_{13}=8$
- $ET2=EE{12}=2$,$EF{23}=ET_2+t{23}=2+2=4$,$EF{25}=ET_2+t{25}=2+8=10$
- $ET3=max{EF{13},EF{23}}=max{8,4}=8$,$EF{34}=ET3+t{34}=8+8=16$
- $ET4=EF{34}=16$,$EF{45}=ET_4+t{45}=16+3=19$,$EF{46}=ET_4+t{46}=16+4=20$
- $ET5=max{EF{25},EF{45}}=max{10,19}=19$,$EF{56}=ET5+t{56}=19+3=22$
- $ET6=max{EF{46},EF_{56}}=max{20,22}=22$
所以完成任务最短时间为$22$
最长路径为$1 \to 3 \to 4 \to 5 \to 6$,称为关键轨道。
关键轨道不唯一。欲缩短工期,必须把每条关键轨通上至少一条边的长度缩短。此方法也称为关键轨道方法CPM
(Critical Path Method)。