Luân văn Điều hành dự án bằng phương pháp PERT-CPM và ứng dụng giải bài toán lập trình thi công công trình

01/27/14
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
•
Đề Tài: Điều Hành Dự Án Bằng
Phương pháp PERT-CPM và Ứng
Dụng Giải Bài Toán Lập Lòch Thi
Công Công Trình
•
Giáo Viên Hướng Dẫn:
•
Đỗ Như An
•
Sinh Viên:
•
Đàm Văn Khởn
01/27/14
Nội Dung Đề Tài
•
ĐIỀU HÀNH DỰ ÁN BẰNG PHƯƠNG
PHÁP PERT-CMP
•
CƠ SỞ VỀ LÝ THUYẾT ĐỒ THỊ
•
BÀI TOÁN LẬP LỊCH THI CÔNG CÔNG
TRÌNH
•
CÀI ĐẶT BÀI TOÁN
•
KẾT LUẬN
•
LỜI CẢM ƠN

01/27/14
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHIỆM VỤ
-
Tìm hiểu phương pháp PERT-PCM (phương pháp
sơ đồ mạng lưới).
-
Ứng dụng giải bài toán lập lòch thi công công
trình.
+ Lưu trữ lòch thi công các dự án
+ Cho biết thời gian bắt đầu một dự án và thời gian
kết thúc của dự án
+ Thêm một số hạng mục khi dự án đang được thi
công
+ Bỏ một số hạng mục khi dự án đang thi công
+ Đưa ra lòch thi công các hạng mục tối ưu nhất
01/27/14
ĐIỀU HÀNH DỰ ÁN BẰNG
PHƯƠNG PHÁP PERT- CPM
•
Dự án (Project) là một tập hợp các hoạt
động (Activity) liên quan với nhau và phải
được thực hiện theo một thứ tự nào đó cho
đến khi hoàn thành toàn bộ các hoạt động.
•
Hoạt động được hiểu như là một việc đòi
hỏi thời gian, và nguyên liệu (Resource)
để hoàn thành.
01/27/14
•
Trước kia để điều hành dự án người ta

thường dùng biểu đồ Gantt (Gantt bar chart),
là một đồ thò gồm các đường kẻ ngang, biểu
thò điểm khởi công và kết thúc hoạt động.
•
Nhược điểm của biểu đồ là không xác đònh
được quan hệ giữa các hoạt động, nên không
áp dụng được cho các dự án lớn (large-scale
project), đòi hỏi đặt kế hoạch (planning),
điều hành thực hiện (scheduling) va kiểm tra
(controlling) một cách hệ thống và hiệu quả,
thậm chí phải tối ưu hoá hiệu quả (về thời
gian và tiết kiệm nguyên liệu).
01/27/14
•
Vì vậy, gần như đồng thời vào năm 1956-1958,
hai phương pháp kế hoạch, điều hành và kiểm tra
dự án đã ra đời
•
Phương pháp đường găng hoặc phương pháp đường
tới hạn (Critical path method, viết rắt là CPM)
được E.I.du Pont de Nemous và công ty xây dựng
của ông đưa ra.
•
. Phương pháp thứ hai có tên là Kỹ thuật xem xét
và đánh giá dự án (Project evaluation and review
technique, viết tắt là PERT) là kết quả nghiên cứa
của một công ty tư vấn theo đặt hàng của hải quân
Mỹ, dùng để điều hành các hoạt động nghiên cứu
và phát triển chương trình tên lửa đối cực.
01/27/14

•
Hai phương pháp được hình thành độc lập nhưng
rất giống nhau, cùng nhằm vào mục đích điều
hành thời gian là chính.
•
Sự khác nhau chính là trong CPM thời gian ước
lượng cho công việc, được coi là tất đònh
(Deterministic), còn trong PERT có thể là ngẫu
nhiên (Probabilistic).
•
Ngoài ra CPM có tính đến quan hệ thời gian.
Ngày nay, khi đã phát triển lên, hai phương pháp
được coi là một, dưới một tên chung là Phương
pháp điều hành dự án PERT-CPM, hoặc Phương
pháp sơ đồ mạng lưới hoặc hệ thống kiểu PERT
(PERT-type system).
01/27/14
•
Phương pháp điều hánh dự
án PERT-CPM gồm ba pha
(tức là ba khâu)
•
Kế hoạch
•
Điều hành
•
Kiểm tra điều chỉnh.
01/27/14
•
Pha kế hoạch

Có nội dung là lập một sơ đồ mạng lưới (arrow
network diagram hoặc arrow diagram), tương tự
một đồ thò có hướng. Pha này mở đầu bằng việc
tách dự án thành nhiều hoạt động riêng và đònh
thời gian hoàn thành chúng. Trong mạng, mỗi
cung có hướng biểu diễn hoạt động và cả sơ đồ
mạng biểu thò mối quan hệ giữa các hoạt động.
Mỗi nút biểu thò một biến cố hoặc sự kiện (event),
đánh dấu hoàn thành một số hoạt động (activity)
là các cung đi vào nút, và bắt đầu các hoạt động
ứng với các cung ra khỏi nút.
01/27/14
•
Pha đầu của phương pháp PERT-CPM là lập kế
hoạch thể hiện ở một sơ đồ mạng lưới, biểu diễn
như một đồ thò có hướng.
•
Ví dụ: hãy xét một dự án xây dựng một toà nhà.
Việc tách dự án thành các hoạt động như đào đất,
xây móng, xây tường thô, lợp mái, đặt đường dây
điện … là do kiến trúc sư hoặc kỹ sư xây dựng làm.
Dựa vào đó, người quản lý dự án lập được sơ đồ
mạng lưới như hình sau:
•
Các số bên cạnh cung là thời gian thực hiện hoạt
động đó.
01/27/14
01/27/14
•
Pha điều hành

Có nhiệm vụ xây dựng biểu đồ thời gian, chỉ rõ
thời điểm bắt đầu và kết thúc của mỗi hoạt động
và mối quan hệ giữa các hoạt động. Nói riêng,
điều quan trọng là phải tính chính xác các hoạt
động tới hạn, tức là găng (critical), cần chú ý đặc
biệt khi thực hiện, để toàn bộ dự án được hoàn
thành đúng hạn.
01/27/14
•
Pha điều hành có nhiệm phân tích các chỉ tiêu thời gian
và đưa ra các bảng và số liệu cần thiết trên sơ đồ mạng
lưới. Nếu trong dự án phải điều hành cả nguyên liệu
(hoặc nhân lực) thì phải xét cả các chỉ tiêu đó.
•
Chỉ tiêu ở đây là thời điểm sớm của biến cố là thời điểm
biến cố xảy ra khi mọi hoạt động trước nó được bắt đầu
sớm nhất có thể. Thời điểm sớm của biến cố i thường ký
hiệu là E
i
. Các E
i
được tính theo hướng tăng, tức là đi từ
nút khởi công theo thứ tự tăng của nút i.
•
Thời điểm muộn của biến cố j là thời điểm muộn nhất
mọi cung đi vào biến cố j đều hoàn thành mà không làm
thay đổi thời điểm kết thúc dự án sớm nhất có thể, ký
hiệu là L
j
. Đối lại với E

j
, các L
j
được tính theo hướng lùi
01/27/14
•
Pha kiểm tra
Bao gồm việc sử dụng sơ đồ mạng lưới,
và biểu đồ thời gian để theo dõi và báo
cáo đònh kì tiến triển của dự án. Nếu cần
thì phải phân tích lại và xác đònh sơ đồ
mới cho phần dự án còn lại.
01/27/14
•
Sau khi dùng phương pháp điều hành dự án
PERT – CPM xác đònh được sơ đồ mạng lưới,
các biểu đồ và bảng tính các chỉ tiêu và dự án
đang được tiến hành, người quản lý luôn phải
theo dõi, kiểm tra. Điều kiện lao động thực tế
có thể nhiều bất ngờ. Khi cần thiết có thể phải
dùng phương pháp PERT – CPM lại, dựa trên
các dữ liệu mới, để tính toán cho phần còn lai
của dự án. Sau đó điều hành dự án theo các
biểu đồ và bảng tính mới.
01/27/14
Cơ Sở Lý Thuyết Về Đồ Thò
•
Lý thuyết độ thò là một lónh vực nghiên cứu đã có
từ lâu và có nhiều ứng dụng hiện đại
•

Đồ thò được sử dụng để giải các bài toán trong
nhiều lónh vực khác nhau. Chẳng hạn, đồ thò có
thể sử dụng để xác đònh các mạch vòng trong vấn
đề giải tích mạch điện, có thể phân biệt các hợp
chất hóa học hữu cơ khác nhau với cùng công thức
phân tử nhưng khác nhau về cấu trúc phân tử nhờ
đồ thò…
•
Chúng ta có thể xác đònh xem hai máy tính trong
mạng có thể trao đổi thông tin được với nhau
không nhờ mô hình đồ thò của mạng máy tính
01/27/14
•
Đònh Nghóa Về Đồ Thò
•
Đồ thò là một cấu trúc rời rạc bao gồm các
đỉnh và các cạnh nối các đỉnh này.
•
Chúng ta phân biệt các loại đồ thò khác
nhau bởi kiểu và số lượng cạnh nối hai
đỉnh nào đó của đồ thò
01/27/14
•
Đơn đồ thò vô hướng G = (V,E) bao gồm V là tập hợp
các đỉnh và E là tập hợp các cặp không có thứ tự
gồm hai phần tử khác nhau của V gọi là các cạnh.
•
Đa đồ thò vô hướng G = (V,E) bao gồm là tập các
đỉnh, và E là họ các cặp không có thứ tự gồm hai
phần tử khác nhau của V gọi là các cạnh. Hai cạnh e

1

và e
2
được gọi là cạnh lặp nếu chúng cùng tương ứng
với một cặp đỉnh.
•
Giả đồ thò vô hướng G = (V,E) bao gồm V là tập các
đỉnh, và E là họ các cặp không có thứ tự gồm hai
phần tử (không nhất thiết phải khác nhau) của V gọi
là các cạnh. Cạnh e được gọi là khuyên nếu có dạng
e = (u,u).
01/27/14
•
Đơn đồ thò có hướng G =(V,E) bao gồm V là
tập các đỉnh, và E là tập các cặp có thứ tự gồm
hai phần tử khác nhau của V gọi là các cung.
•
Đa đồ thò có hướng G= (V,E) bao gồm V là tập
các đỉnh, và E là họ các cặp có thứ tự gồm hai
phần tử khác nhau của V gọi là các cung. Hai
cung e
1
và e
2
tương ứng với cùng một cặp đỉnh
được gọi là cung lặp.
01/27/14
Biểu Diễn Đồ Thò Trên Máy Tính
•

Ma trận kề, Ma trận trọng số.
•
Xét đơn đồ thò vô hướng G = (V,E), với tầp đỉnh V=
{1, 2, …,n} tập cạnh E = {e
1
, e
2
,…, e
m
}. Ta gọi ma trận
kề của đồ thò G là (0, 1) ma trận A = {a
ij
: i,j = 1, 2,…
,n}với các phần tử được xác đònh theo quy tắc sau
đây:
•
a
ij
=0 nếu (i,j) ∉ E và a
ij
=1 nếu (i,j)∈ E, i,j =1, 2,…,n
•
Ví dụ: ma trận kề ở
đây là:
01/27/14
•
Các tính chất của ma trận kề:
+ Rõ ràng ma trận kề của đồ thò vô hướng là ma trận
đối xứng, tức là a[i, j]= a[j, i], i, j = 1, 2,…,n. Ngược
lại, mỗi (0, 1) – ma trận đối xứng cấp n sẽ tương

ứng chính xác đến cách đánh số đỉnh (còn nói là:
chính xác đến đẳng cấu), với một đơn đồ thò vô
hướng n đỉnh.
+ Tổng các phần tử trên dòng i (cột j) của ma trận
kề chính bằng bậc của đỉnh i (đỉnh j).
+ Nếu ký hiệu a
ij
p
, i,j = 1, 2,…, n. Là các phần tử của
ma trận A
p
= A.A….A. p là thừa số, khi đó a
ij
p
, i,j =
1, 2,…, n. cho ta số đường đi khác nhau từ đỉnh i
đến đỉnh j qua p –1 đỉnh trung gian.
01/27/14
•
Danh sách cạnh (cung).
+ Trong trường hợp đồ thò thưa (đồ thò có số cạnh m thỏa
mãn bất đẳng thức m < 6n) người ta thường dùng cách
biểu diễn đồ thò dưới dạng danh sách cạnh.
+ Trong cách biểu diễn đồ thò bởi danh sách cạnh (cung)
chúng ta sẽ lưu trữ danh sách tất cả các cạnh (cung)
của đồ thò vô hướng (có hướng). Mỗi cạnh (cung) e =
(x, y) của đồ thò sẽ tương ứng với hai biến Dau[e],
Cuoi[e]. Như vậy, để lưu trữ đồ thò ta cần sử dụng 2m
đơn vò bộ nhớ. Nhược điểm của cách biểu diễn này là
để xác đònh những đỉnh nào của đồ thò là kề với một

đỉnh cho trước chúng ta phải làm cỡ m phép so sánh
(khi duyệt qua danh sách tất cả các cạch của đồ thò).
01/27/14
•
Danh sách kề.
+ Trong rất nhiều vấn đề ứng dụng của lý thuyết đồ
thò, cách biểu diễn đồ thò dưới dạng danh sách kề
là cách biểu diễn thích hợp nhất được sử dụng.
+ Trong cách biểu diễn này, với mỗi đỉnh v của đồ
thò chúng ta lưu trữ danh sách các đỉnh kề với nó,
mà ta sẽ ký hiệu là Ke(v), tức là Ke(v)={u∈V: (v,
u) ∈ E} khi đó vòng lặp thực hiện với mỗi một
phần tử trong danh sách này theo thứ tự các phần
tử được xắp xếp như sau:
For u∈ Ke(v) do…
01/27/14
BÀI TOÁN LẬP LỊCH THI
CÔNG CÔNG TRÌNH
•
Bài Toán:
+ Việc thi công một công trình lớn được chia ra làm n
công đoạn, đánh số từ 1 đến n. có một số công đoạn
mà việc thực hiện nó chỉ được tiến hành sau khi
một số công đoạn nào đó đã hoàn thành. Đối với
mỗi công đoạn i biết t[i] là thời gian cần thiết để
hoàn thành nó (i = 1, 2, n).
01/27/14
+ Ta có thể xây dựng đồ thò có hướng n đỉnh biểu
diễn hạn chế về trình tự thực hiện các công việc
sau: mỗi đỉnh của đồ thò tương ứng với một công

việc, nếu công việc i phải được thực hiện trước
công đoạn j thì trên đồ thò có cung (i, j), trọng số
trên cung này được gán bằng t[i].