双代号时标网络图在构建工业机器人工作站中的应用

刘良斌，彭 雯，张志田，赵自鹏

(湖南工业职业技术学院，湖南 长沙 410208)

在建设工程领域，工程常见的时间管控方式有：横道图、流水施工图和时标网络图。横道图的特点是：简单直观、工期一目了然，但其无法反映各项工作之间的逻辑关系，也无法显示关键线路和关键工作[1]。当发生工作延期时，利用横道图控制工程进度具有一定局限性，须考虑利用其他施工组织方法[2]。双代号时标网络图的优点是各项工作的持续时间一目了然，各项工作之间的先后顺序清晰明确，能反映工作的各项时间参数，并能反映出各种分部分项工程之间错综复杂的逻辑关系[3-6]。

传统软件设计的项目工期管控方法，如“计划评审技术”“甘特图”等，不能直观的表示某项任务的紧迫性，是否会影响到软件开发周期，且没有专用的软件进行任务规划。

工业机器人由于成本较高，在开发与设计之前，一般需要通过仿真软件进行建模，并验证可行性。以robotstudio软件为载体，ABB的IRB14000机器人为对象，建立了一个茶艺工作站。在工业机器人工作站的建设中，分别绘制了横道图和双代号时标网络图，并对比了两种软件开发组织方法在工期调整中的差异。

1 工作站任务分解

将工作任务分解为建模、仿真和声音的录制三个模块：建模采用SolidWorks软件对机器人表演用到的茶壶、公道杯等建模；机器人的运动路径与smart组件的搭建通过robotstudio软件实现；声音的录制并处理成分段的声音，以达到通过smart组件实现声音的调用。

将工作站的流程进行简化分解为以下几个部分：机器人依次展示洁具；赏茶、投茶；洗茶泡茶三个过程。茶艺工作站效果图如图1所示。

图1 茶艺工作站效果图

2 任务规划与横道图的绘制

根据各部件的制作难度初步确定各个部件制作需要的时间，如表1所示。

表1 任务耗时统计

表1（续）

根据表1，可以得出各项任务的甘特图，采用ccproject软件绘制横道图代替软件进程管理的甘特图，机器人茶艺工作站横道图如图2所示。

图2 机器人茶艺工作站横道图

根据横道图可以大概得到两位同学的任务分配，如表2所示。

表2 A、B两位同学的任务分工

3 双代号时标网络图的绘制

由于在横道图中无法直观表示各个工作之间的先后工作关系，在任务分配的过程中，存在一定的随意性，对任务完成情况的把控也比较困难。基于这种情况，尝试采用时标网络图的形式将工作任务进行重新绘制[7]。

在绘制网络图前，应该将任务开始之前完成的工作确定好，也即确定好紧前工作。紧前工作是网络图中某些工作开始前必须完成的工作。

根据先后顺序，可以得到：

①任务11是任务9的紧前工作；

②任务2是任务14的紧前工作；

③任务3是任务17的紧前工作；

④任务8是任务20的紧前工作；

⑤任务16、19、22是任务12的紧前工作。

根据这些工作的先后顺序，可以制作出反应工作情况的时标网络图，如图3所示。

图3 机器人茶艺工作站双代号时标网络图

图2中易得，本项目有3条关键线路：

1→3→5→6→7→9→10→12→14→15→16

1→3→5→8→9→10→12→14→15→16

1→3→5→8→11→12→14→15→16现在将工作任务分配给两个人，在规定的17天内完成工作站的搭建和宣传视频的录制过程。工作任务从上至下，从左至右的分配结果如下：

A同学：任务11、任务2、任务3、任务8、任务4、任务1、任务22、任务12。

B同学：任务10、任务16、任务19、任务9、任务14、任务15、任务17、任务18、任务20、任务21。

4 缩短开发周期

根据双标号时标网络图的原则，如果想缩短项目开发时间，则需要想办法减少关键线路上的时间，方案有5种：

①缩短“任务11”“任务2”“任务12”这三个公共关键线路上的任务的制作时间，可以对缩短项目开发时长起到关键性的作用。

②缩短任务3或者任务14、任务15的制作时间；

③缩短任务17或任务18的制作时间；

④最多缩短任务20或任务21的制作时间；

⑤当缩短任务20或任务21的制作时间大于1天时，应同时缩短任务1或任务4的制作时间，才会缩短总项目制作时间。

根据双代号时标网络图可以得到，任务需要19天才能完成。故，需要缩短项目任务时长2天，根据前面提到的5种方案，通过增加其他同学帮助的方式，将任务12的工作时长缩短为1天；任务14、任务13均缩短1天，改进后的网络图4所示。

图4 改进后的双代号时标网络图

为了保证按期交出作品，需要实时监控学生制作作品的进度，如果时间不够，不能及时完成任务，需要及时通过增派人手，首先保证关键线路上工作的按期完成。

5 结论

对工业机器人茶艺工作站的设计任务分别用横道图（甘特图）和双代号时标网络图两种方法对工期进行管控。工作任务均采用建筑领域常用的“西西网络图绘制软件”进行绘制。通过对比可以得出，横道图可以清晰明了地表示各项任务的用时，但不能显示各项任务之间的先后顺序。而双代号时标网络图可以通过实线（实际工作）、虚线（虚工作）清楚的表达各任务之间的先后顺序。并且可以直观的看出影响整个项目进度的关键线路。通过减少关键线路和多条非关键线路上的工作时长，最终将项目总的工作时长从19天缩短至17天，按期完成了任务。

双代号时标网络图在软件设计或工程应用领域中可以快速找出关键的工作，并通过调整，实现工期的缩短，是切实可行的软件项目任务规划方法。