Đề Tài: Điều Hành Dự Án Bằng Phương pháp PERT-CPM và Ứng Dụng Giải Bài Toán Lập Lịch Thi Công Công Trình ppt

03/25/14
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
•
Đề Tài: Điều Hành Dự Án Bằng
Phương pháp PERT-CPM và Ứng
Dụng Giải Bài Toán Lập Lịch Thi
Công Công Trình
•
Giáo Viên Hướng Dẫn:
•
Đỗ Như An
•
Sinh Viên:
•
Đàm Văn Khởn
03/25/14
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

03/25/14
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHIỆM VỤ
-
Tìm hiểu phương pháp PERT-PCM (phương pháp
sơ đồ mạng lưới).
-
Ứng dụng giải bài toán lập lịch thi công công trình.
+ Lưu trữ lịch 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 lịch thi công các hạng mục tối ưu nhất
03/25/14
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.
03/25/14
•
Trước kia để điều hành dự án người ta thường
dùng biểu đồ Gantt (Gantt bar chart), là một đồ

thị gồm các đường kẻ ngang, biểu thị điểm
khởi công và kết thúc hoạt động.
•
Nhược điểm của biểu đồ là không xác định
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).
03/25/14
•
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.
03/25/14
•

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 định
(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).
03/25/14
•
Phương pháp điều hánh dự
án PERT-CPM gồm ba pha
(tức là ba khâu)
•
Kế hoạch
•
Điều hành
•
Kiểm tra điều chỉnh.
03/25/14
•
Pha kế hoạch
Có nội dung là lập một sơ đồ mạng lưới (arrow

network diagram hoặc arrow diagram), tương tự
một đồ thị có hướng. Pha này mở đầu bằng việc tách
dự án thành nhiều hoạt động riêng và định thời gian
hoàn thành chúng. Trong mạng, mỗi cung có hướng
biểu diễn hoạt động và cả sơ đồ mạng biểu thị mối
quan hệ giữa các hoạt động. Mỗi nút biểu thị 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.
03/25/14
•
Pha đầu của phương pháp PERT-CPM là lập kế
hoạch thể hiện ở một sơ đồ mạng lưới, biểu diễn
như một đồ thị 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.
03/25/14
03/25/14
•
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.
03/25/14
•
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
03/25/14
•
Pha kiểm tra
Bao gồm việc sử dụng sơ đồ mạng lưới, và
biểu đồ thời gian để theo dõi và báo cáo
định kì tiến triển của dự án. Nếu cần thì
phải phân tích lại và xác định sơ đồ mới cho
phần dự án còn lại.
03/25/14
•
Sau khi dùng phương pháp điều hành dự án
PERT – CPM xác định 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.
03/25/14
Cơ Sở Lý Thuyết Về Đồ Thị
•
Lý thuyết độ thị là một lĩnh vực nghiên cứu đã có từ
lâu và có nhiều ứng dụng hiện đại
•
Đồ thị được sử dụng để giải các bài toán trong nhiều
lĩnh vực khác nhau. Chẳng hạn, đồ thị có thể sử

dụng để xác định 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 thị…
•
Chúng ta có thể xác định xem hai máy tính trong
mạng có thể trao đổi thông tin được với nhau không
nhờ mô hình đồ thị của mạng máy tính
03/25/14
•
Định Nghĩa Về Đồ Thị
•
Đồ thị là một cấu trúc rời rạc bao gồm các
đỉnh và các cạnh nối các đỉnh này.
•
Chúng ta phân biệt các loại đồ thị khác
nhau bởi kiểu và số lượng cạnh nối hai đỉnh
nào đó của đồ thị
03/25/14
•
Đơn đồ thị 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 thị 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 thị 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).
03/25/14
•
Đơn đồ thị 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 thị 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.
03/25/14
Biểu Diễn Đồ Thị Trên Máy Tính
•
Ma trận kề, Ma trận trọng số.
•
Xét đơn đồ thị 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 thị G là (0, 1) ma trận A = {a
ij
: i,j = 1, 2,…
,n}với các phần tử được xác định 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:
03/25/14
•
Các tính chất của ma trận kề:
+ Rõ ràng ma trận kề của đồ thị 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 thị 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.
03/25/14
•
Danh sách cạnh (cung).
+ Trong trường hợp đồ thị thưa (đồ thị có số cạnh m thỏa
mãn bất đẳng thức m < 6n) người ta thường dùng cách
biểu diễn đồ thị dưới dạng danh sách cạnh.
+ Trong cách biểu diễn đồ thị bởi danh sách cạnh (cung)
chúng ta sẽ lưu trữ danh sách tất cả các cạnh (cung) của
đồ thị vô hướng (có hướng). Mỗi cạnh (cung) e = (x, y)
của đồ thị sẽ tương ứng với hai biến Dau[e], Cuoi[e].
Như vậy, để lưu trữ đồ thị ta cần sử dụng 2m đơn vị bộ
nhớ. Nhược điểm của cách biểu diễn này là để xác định
những đỉnh nào của đồ thị 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 thị).
03/25/14
•

Danh sách kề.
+ Trong rất nhiều vấn đề ứng dụng của lý thuyết đồ
thị, cách biểu diễn đồ thị 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 thị
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…
03/25/14
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).
03/25/14
+ Ta có thể xây dựng đồ thị có hướng n đỉnh biểu diễn
hạn chế về trình tự thực hiện các công việc sau: mỗi
đỉnh của đồ thị tương ứng với một công việc, nếu
công việc i phải được thực hiện trước công đoạn j
thì trên đồ thị có cung (i, j), trọng số trên cung này
được gán bằng t[i].