CN106408171A - 一种启发式的双代号网络图自动绘制方法 - Google Patents

一种启发式的双代号网络图自动绘制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种启发式的双代号网络图自动绘制方法，属于网络计划技术领域，该自动绘制方法包括如下步骤：(1)设计规范化的Excel工作簿数据格式，(2)自动绘制双代号网络图，(3)求解关键工序，(4)自动布局。本发明使用“Excel工作薄数据”作为双代号网络图自动绘制的数据源。使用Excel工作簿数据的好处是：不再单独运行一个自己制作的软件，而是使用现有的通用编辑软件进行数据录入，具有更好的实用性。本发明拥有“自动布局功能”，自动布局是双代号网络图自动绘制的关键一步，以将关键工序位于整个网络图中间的位置为原则进行规则化布局，这是将网络图布局成美观、简洁、直观的一种算法。本发明对双代号网络图中的虚工序做了处理。

Description

一种启发式的双代号网络图自动绘制方法
(一)技术领域
本发明涉及一种网络计划技术，具体地说是一种启发式的双代号网络图自动绘制方法。
(二)背景技术
网络计划技术就是采用网络图的形式表达各项工作的先后顺序和逻辑关系，通过计算分析各工作在网络计划中的地位，找出关键线路，按照一定的目标使网络计划不断完善，以选择最优方案，并在计划执行过程中进行有效的控制和调整，保证以较小的消耗取得最佳的经济效益和社会效益。目前在我国的工程施工中，双代号网络图是最为常用的一种表示工程进度计划的网络图，它是一种以箭线及其两端节点的编号来表示工作的网络图。
双代号网络图的优点是能够把项目或任务过程中的各有关工序组成一个有机整体，因而能全面而明确地反映出各工序之间的相互制约和相互依赖关系。它可以进行各种时间计算，能在计划中找出影响工程进度的关键工序，便于管理人员集中精力抓工作中的主要矛盾。通过利用网络计划中各工作的机动时间，可以更好地运用和调配人力与设备，节约人力、物力，达到降低成本的目的。在计划的执行过程中，当某一工作因故提前或拖后时，能从计划中预见到它对其他工作及总工期的影响程度，便于及早采取措施，利用有利的条件并有效地消除不利的因素。所以，双代号网络图不仅是一种编制计划的方法，而且还是一种科学的工程管理方法。它有助于管理人员合理地组织生产，知道管理的重点应放在何处、怎样缩短工期、如何降低成本等。
但是，双代号网络图在实际应用中所面临的最大问题是手工绘制效率低下，受此影响，后续基于双代号网络图的时间计算、规范性检查、调整和优化等都存在效率问题。
(三)发明内容
本发明的技术任务是针对双代号网络图在实际中的应用，提出一种启发式的双代号网络图自动绘制方法，它能够根据规范化的Excel工作簿数据启发式地自动绘制双代号网络图，解决自动绘制过程中的瓶颈问题，包括适合自动绘制的工序数据结构，虚工序的引入，求解关键线路和网络图的自动布局。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种启发式的双代号网络图自动绘制方法，它包括如下步骤：
(1)设计规范化的Excel工作簿数据格式
整个项目或任务流程由多个工序组成，每个工序包括ID、名称、紧前工序、持续时间、需要人数、所属专业、备注，除ID、名称、紧前工序外，其它工序根据实际需要来确定，工序之间的逻辑关系是通过各自的紧前工序来描述的。
(2)自动绘制双代号网络图
1)工序数据结构
包括箭线数据结构、线条样式数据结构、节点数据结构和节点圆样式数据结构。
所述箭线数据结构包括工序ID、工序名称、所属专业、需要人数、持续时间(小时)、最早开始时间、最迟开始时间、工序起始节点编号、工序结束节点编号、工序备注、箭线名称、箭线样式。
所述线条样式数据结构包括线框颜色、线框宽度、点划样式、阴影样式、文本格式、搭桥样式、搭桥宽度、搭桥高度、箭线起点样式、箭线终点样式。
所述节点数据结构包括节点编号、紧前工序名称、紧后工序名称、节点左上角X坐标、节点左上角Y坐标、节点圆的直径、节点样式。
所述节点圆样式数据结构包括线框颜色、线框宽度、线框样式、阴影样式、填充样式、文本格式。
2)引入虚工序
根据每个工序的紧前工序来判定是否需要引入虚工序，具体步骤如下：
a、从导入的Excel工作簿的第一行数据开始遍历每个工序的紧前工序集合；
b、如果该工序的紧前工序为空或只有一个紧前工序，则不需要引入虚工序；
c、如果该工序的紧前工序数目多于1个，则需要依据真子集标准逐一判断
每个紧前工序是否需要引入虚工序。方法是判断该紧前工序是否还是其它工序的紧前工序；
(c1)如果不是，则该紧前工序在这里是直接紧前工序，不需要引入虚工序；
(c2)如果是：
(c21)当那个工序的紧前工序集合是该工序紧前工序集合的真子集，则该紧前工序在这里就不是直接紧前工序，需要引入虚工序；
(c22)当那个工序的紧前工序集合不是该工序紧前工序集合的真子集，则该紧前工序在这里就是直接紧前工序，不需要引入虚工序。
d、经过步骤c的处理，会出现并行工序，包括实工序之间的并行和实虚工序之间的并行，具体处理方法是：
d1)对于实工序之间的并行，引入虚工序；
d2)对于实工序与虚工序的并行，直接删除虚工序。
(3)求解关键工序
求解双代号网络图的关键工序采用图论中有向无环图的关键路径求解算法，只是需要将工序持续时间作为路径长度，即整个项目或任务过程中最长持续时间路径上的工序都是关键工序，它们的最早开始时间和最迟开始时间相等。
(4)自动布局
自动布局以将关键工序位于整个网络图中间的位置为原则进行规则化布局，即首先在将关键工序按照先后顺序，依次摆放于电子画布中间位置；然后采用常用的经纬线布局方法对其它非关键工序进行局；最后，按照代号位置从左到右，从上到下的原则，对节点编号由小到大重新进行编制。
本发明的一种启发式的双代号网络图自动绘制方法与现有技术相比，所产生的有益效果是：
1)本发明使用“Excel工作簿数据”作为双代号网络图自动绘制的数据源。
使用Excel工作簿数据的好处是：不再单独运行一个自己制作的软件，而是使用现有的通用编辑软件进行数据录入，具有更好的实用性。
2)本发明拥有“自动布局功能”，自动布局是双代号网络图自动绘制的关键一步，这里以将关键工序位于整个网络图中间的位置为原则进行规则化布局。这是将网络图布局成美观、简洁、直观的一种算法。
3)本发明对双代号网络图中的虚工序做了处理。
(四)附图说明
附图1为本发明的流程示意图。
附图2为按照上述模板填写的规范化的施工流程数据样例。
(五)具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种启发式的双代号网络图自动绘制方法作以下详细地说明。
如附图所示，本发明的一种启发式的双代号网络图自动绘制方法，它包括如下步骤：
一、设计规范化的Excel工作簿数据格式
设计规范化的数据格式，目的就是使得计算机程序能够按照固定格式自动读取项目或任务流程数据，进而建立规范的数据结构，便于后续双代号网络图的自动绘制。
整个项目或任务流程由多个工序组成，每个工序包括ID、名称、紧前工序、持续时间、需要人数、所属专业、备注等属性，除ID、名称和紧前工序是必要的属性外，其它属性可以根据实际需要来确定，工序之间的逻辑关系是通过各自的紧前工序来描述的。
表1为规范化的Excel工作簿数据格式模板：
表1 Excel工作簿数据格式模板
图2为按照上述模板填写的规范化的施工流程数据样例。
二、自动绘制双代号网络图
1、工序数据结构
表2箭线数据结构
表3线条样式数据结构
表4节点数据结构
表5节点圆样式数据结构
2、引入虚工序
根据每个工序的紧前工序来判定是否需要引入虚工序，具体步骤如下：
1.从导入的Excel工作簿的第一行数据开始遍历每个工序的紧前工序集合；
2.如果该工序的紧前工序为空或只有一个紧前工序，则不需要引入虚工序；
3.如果该工序的紧前工序数目多于1个，则需要依据真子集标准逐一判断每个紧前工序是否需要引入虚工序。方法是判断该紧前工序是否还是其它工序的紧前工序；
1)如果不是，则该紧前工序在这里是直接紧前工序，不需要引入虚工序；
2)如果是，
a)当那个工序的紧前工序集合是该工序紧前工序集合的真子集，则该紧前工序在这里就不是直接紧前工序，需要引入虚工序；
b)当那个工序的紧前工序集合不是该工序紧前工序集合的真子集，则该紧前工序在这里就是直接紧前工序，不需要引入虚工序。
4.经过步骤3的处理，会出现并行工序，包括实工序之间的并行和实虚工序之间的并行，具体处理方法是：
1)对于实工序之间的并行，引入虚工序；
2)对于实工序与虚工序的并行，直接删除虚工序。
3、求解关键工序
从图论上讲，双代号网络图的本质是一个有向无环图，求解双代号网络图的关键工序可以采用图论中有向无环图的关键路径求解算法，只是需要将工序持续时间作为路径长度，即整个项目或任务过程中最长持续时间路径上的工序都是关键工序，它们的最早开始时间和最迟开始时间相等。
4、自动布局
自动布局是双代号网络图自动绘制的关键一步，这里以将关键工序位于整个网络图中间的位置为原则进行规则化布局，即首先在将关键工序按照先后顺序，依次摆放于电子画布中间位置；然后采用常用的经纬线布局方法对其它非关键工序进行局；最后，按照代号位置从左到右，从上到下的原则，对节点编号由小到大重新进行编制。

Claims (6)

1.一种启发式的双代号网络图自动绘制方法，其特征在于，它包括如下步骤：
(1)设计规范化的Exccl工作簿数据格式
整个项目或任务流程由多个工序组成，每个工序包括ID、名称和紧前工序，工序之间的逻辑关系是通过各自的紧前工序来描述的；
(2)自动绘制双代号网络图
1)工序数据结构
包括箭线数据结构、线条样式数据结构、节点数据结构和节点圆样式数据结构；
2)引入虚工序
根据每个工序的紧前工序来判定是否需要引入虚工序，具体步骤如下：
a、从导入的Exccl工作簿的第一行数据开始遍历每个工序的紧前工序集合；
b、如果该工序的紧前工序为空或只有一个紧前工序，则不需要引入虚工序；
c、如果该工序的紧前工序数目多于1个，则需要依据真子集标准逐一判断每个紧前工序是否需要引入虚工序；方法是判断该紧前工序是否还是其它工序的紧前工序；
(c1)如果不是，则该紧前工序在这里是直接紧前工序，不需要引入虚工序；
(c2)如果是：
(c21)当那个工序的紧前工序集合是该工序紧前工序集合的真子集，则该紧前工序在这里就不是直接紧前工序，需要引入虚工序；
(c22)当那个工序的紧前工序集合不是该工序紧前工序集合的真子集，则该紧前工序在这里就是直接紧前工序，不需要引入虚工序；
d、经过步骤c的处理，会出现并行工序，包括实工序之间的并行和实虚工序之间的并行，具体处理方法是：
d1)对于实工序之间的并行，引入虚工序；
d2)对于实工序与虚工序的并行，直接删除虚工序；
(3)求解关键工序
求解双代号网络图的关键工序采用图论中有向无环图的关键路径求解算法，只是需要将工序持续时间作为路径长度，即整个项目或任务过程中最长持续时间路径上的工序都是关键工序，它们的最早开始时间和最迟开始时间相等；
(4)自动布局
自动布局以将关键工序位于整个网络图中间的位置为原则进行规则化布局，即首先在将关键工序按照先后顺序，依次摆放于电子画布中间位置；然后采用常用的经纬线布局方法对其它非关键工序进行局；最后，按照代号位置从左到右，从上到下的原则，对节点编号由小到大重新进行编制。
2.根据权利要求1所述的一种启发式的双代号网络图自动绘制方法，其特征在于，所述步骤(1)中每个工序还包括持续时间、需要人数、所属专业、备注中的一项或多项的结合，根据实际需要来确定。
3.根据权利要求1或2所述的一种启发式的双代号网络图自动绘制方法，其特征在于，所述箭线数据结构包括工序ID、工序名称、所属专业、需要人数、持续时间、最早开始时间、最迟开始时间、工序起始节点编号、工序结束节点编号、工序备注、箭线名称、箭线样式。
4.根据权利要求1或2所述的一种启发式的双代号网络图自动绘制方法，其特征在于，所述线条样式数据结构包括线框颜色、线框宽度、点划样式、阴影样式、文本格式、搭桥样式、搭桥宽度、搭桥高度、箭线起点样式、箭线终点样式。
5.根据权利要求1或2所述的一种启发式的双代号网络图自动绘制方法，其特征在于，所述节点数据结构包括节点编号、紧前工序名称、紧后工序名称、节点左上角X坐标、节点左上角Y坐标、节点圆的直径、节点样式。
6.根据权利要求1或2所述的一种启发式的双代号网络图自动绘制方法，其特征在于，所述节点圆样式数据结构包括线框颜色、线框宽度、线框样式、阴影样式、填充样式、文本格式。
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