Управлять процессом планирования и ходом выполнения работы - задача не из лёгких. Очевидно, наиболее правильно в этом случае будет применение методов сетевого планирования и управления (СПУ).
Методы СПУ разработаны как математические методы построения моделей исследования операций. Разработка метода доведена до рабочих компьютерных программ и нам остаётся научиться ими пользоваться применительно к нашей работе по поиску идей. Использование методов СПУ вы будете осваивать на практических занятиях. Методы СПУ основаны на моделировании процессов с помощью сетевых графиков и представляют собой совокупность расчётных методов, организационных и контрольных мероприятий по планированию и управлению комплекса работ. Система СПУ позволяет:
формировать календарный план реализации некоторого комплекса работ;
выявлять и мобилизовывать резервы времени, трудовые, материальные и денежные ресурсы;
осуществлять управление комплексом работ по принципу «ведущего звена» с прогнозированием и предупреждением возможных срывов в ходе работ;
повышать эффективность управления в целом при четком распределении ответственности между руководителями разных уровней и исполнителями работ.
Сетевая модель представляет собой план выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ (операций), заданного в специфической форме сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком. Элементами сетевой модели являются события и работы.
Сетевой график - это модель достижения поставленной цели, причем цель является моделью, динамично приспособленной для анализа вариантов достижения цели, для оптимизации плановых заданий, для внесения изменений и т.п.
Метод работы с сетевыми графиками - сетевое планирование - базируется на теории графов. В переводе с греческого граф (grafpho - пишу) представляет систему точек, некоторые из них соединены линиями - дугами (или ребрами). Это топологическая (математическая) модель взаимодействующих систем. С помощью графов можно решать не только задачи сетевого планирования, но и другие задачи. Метод сетевого планирования применяется при планировании проведения комплекса взаимосвязанных работ. Он позволяет наглядно представить организационно-технологическую последовательность выполнения работ и установить взаимосвязь между ними. Кроме этого, он позволяет обеспечить координацию операций различной степени сложности и выявить операции, от которых зависит продолжительность всей работы (т.е. организационного мероприятия), а также сосредоточить внимание на своевременном выполнении каждой операции.
Сетевой метод - это система приемов и способов, позволяющих на основе применения сетевого графика (сетевой модели) рационально осуществлять весь управленческий процесс, планировать, организовывать, координировать и контролировать любой комплекс работ, обеспечивая эффективное использование денежных и материальных ресурсов. Применение этого метода позволяет улучшить:
планирование, обеспечивая его комплексность, непрерывность, создавая условия для улучшения определения требуемых ресурсов и распределения уже имеющихся ресурсов;
финансирование работ, т.к. появляются способы более точного расчет себестоимости работ, их трудоемкости и формирования нормативно-справочной базы;
структуру системы управления путем четкого определения и распределения задач, прав, обязанностей;
организацию процедур координации и контроля за ходом работ на базе оперативной и точной информации, а также оценку выполнения плана.
Сетевой график - это информационная модель, отображающая процесс выполнения комплекса работ, направленных на достижение единой цели. Цель сетевого планирование - воздействие на управление, а управление призвано поддерживать рациональный режим работы, восстанавливать нарушенное состояние подвижного равновесия динамических систем, обеспечивая слаженную работу всех ее звеньев. При этом управление системой ведется по ряду параметрам: времени, стоимости, ресурсам, технико-экономическим показателям. Однако наиболее распространенными являются системы с параметром «время».
Процесс управления при представлении управляемой системы в виде модели существенно упрощается. Основой сетевого планирования и управления является сетевой график, отражающий технологическую и логическую взаимосвязь всех операций предстоящей работы. Он состоит из трех составных частей (главных понятий), таких как «работа», «событие» и «путь».
«Работа» - это любой процесс, требующий затрат времени и ресурсов или только времени. Если на выполнение работы не требуется ресурсов, а затрачивается лишь время, то они называются «ожиданием». Работу на сетевом графике обозначают сплошной стрелкой (дугой графа), над которой числом обозначается продолжительность выполнения данной работы. Существует фиктивная работа (ожидание, простая зависимость) - работа, не требующая затрат времени, труда и средств. На графике она отображается пунктирной стрелкой.
Работы в виде стрелки (тогда граф называется ориентированным, или орграфом) на графике не являются векторами, поэтому вычерчиваются без масштаба. Каждая работа начинается и кончается «событием», которое обозначается кружочком, в котором цифра обозначает название (имя) данного события. Событие - это результат выполнения одной или нескольких работ, являющийся необходимым для начала последующих работ. Предшествующее событие является отправной точкой для работы (причиной), а последующее событие - ее результатом.
События в отличие от работ совершаются в определенные моменты времени, не используя при этом никаких ресурсов. Начало выполнения комплекса работ есть начальное событие. Момент завершения всех работ есть конечное событие.
Любой сетевой график имеет одно исходное (начальное) и одно завершающее (конечное) событие. Любая работа - стрелка - соединяет только два события.
Событие, из которого стрелка выходит, называется предшествующим данной работе, а событие, в которое стрелка входит, является - последующим. Одно и то же событие, кроме исходного и завершающего, является по отношению к одной работе предшествующим, а к другой - последующим. Такое событие называется промежуточным. События могут быть простыми и сложными. Простые события имеют только одну входящую и одну выходящую работу.
Сложные события имеют несколько входящих или несколько выходящих работ. Деление событий на простые и сложные имеет большое значение при расчете сетевых графиков. Событие считается свершившимся, когда будет закончена самая длинная по продолжительности из всех входящих в него работ.
Непрерывная технологическая последовательность работ (цепь) от первого события до последнего называется путем. Такой путь является полным путем. Полных путей может быть несколько. Длина пути определяется суммой продолжительности лежащих па нем работ. Используя метод графиков, можно определить каждый из путей. Это достигается последовательным выявлением элементов каждого пути.
В результате сравнения различных путей выбирают путь, на котором продолжительность всех содержащихся работ наибольшая. Этот путь носит название «критический путь». Он определяет время, необходимое для выполнения всего плана, на который составлен график. Именно от работ, лежащих на критическом пути, и их продолжительности зависит конечный срок выполнения плана.
Критический путь - основа оптимизации плана. Для того чтобы сократить срок выполнения всего плана, необходимо уменьшить продолжительность выполнения тех работ, которые находятся на критическом пути.
Все полные пути, продолжительность которых меньше критического, называются некритическими. Они обладают резервами времени. Под резервами времени понимаются допустимые сдвиги сроков совершения событий и выполнения работ, не меняющие сроков наступления завершающего события.
Резервы времени бывают полные и свободные. Полный резерв времени - это срок, на который можно перенести начало работы или увеличить ее продолжительность при неизменной длине критического пути. Полный резерв времени определяют как разность между поздним и ранним началом работы или между поздним и ранним окончанием работы.
Работы критического пути полного резерва времени не имеют, т.к. их ранние параметры равны поздним. Использование полного резерва времени на других некритических путях приводит к тому, что путь, к которому принадлежал запас времени, становится критическим.
Свободным резервом времени называется срок, на который можно перенести начало работы или увеличить ее продолжительность при условии, что ранние начала последующих работ не изменяются. Этот резерв времени используют в том случае, когда в одно событие входит две и более работ. Свободный резерв времени определяют как разность раннего начала последующей работы и раннего окончания рассматриваемой работы.
Резерв времени позволяет увеличить продолжительность выполнения работ или же начать их несколько позднее, а также дает возможность маневрировать внутренними финансовыми, материальными и трудовыми ресурсами (деньгами, количеством техники, численностью работников, временем начала работ).
Анализируя сетевые графики, можно заметить, что они отличаются не только количеством событий, но и числом взаимосвязей между ними. Сложность сетевого графика оценивается коэффициентом сложности. Коэффициент сложности представляет собой отношение количества работ сетевого графика к количеству событий и определяется по формуле:
К = Р / С, (3)
где К - коэффициент сложности сетевого графика;
Р и С - количество работ и событий, ед.
Сетевые графики, имеющие коэффициент сложности от 1,0 до 1,5, являются простыми, от 1,51 до 2,0 - средней сложности, более 2,1 - сложными.
Приступая к построению сетевого графика, следует установить:
Какие работы должны быть завершены ранее, чем начнется данная работа;
Какие работы могут быть начаты после завершения данной работы;
3. Какие работы могут выполняться одновременно с данной работой. Кроме того, надо придерживаться общих положений и правил:
сеть вычерчивается слева направо (это же направление имеют и стрелки-работы);
каждое событие с большим порядковым номером изображается правее предыдущего;
график должен быть простым, без лишних пересечений;
все события, кроме завершающего, должны иметь последующую работу (в сети не должно быть события, кроме исходного, в которое не входила бы ни одна работа);
один и тот же номер события нельзя использовать дважды;
в сетевом графике ни один путь не должен проходить дважды через одно и то же событие (если такие пути обнаружены, то это свидетельствует об ошибке);
если начало какой-либо работы зависит от окончания двух предшествующих работ, выходящих из одного события, тогда между событиями - окончаниями этих двух работ - вводится фиктивная работа (зависимость).
Использование сетевых моделей способно оказать существенную помощь в планировании и осуществлении мероприятий в рамках инновационного менеджмента, поэтому ими нельзя пренебрегать.
Под сетевым планированием и управлением (СПУ) принято понимать графическое изображение комплекса взаимосвязанных проектных работ, отражающее их логическую последовательность, взаимозависимость и планируемую продолжительность с целью его использования в оперативном управлении ходом работ при реализации проекта.
Сетевое планирование и управление основывается на (разработанных практически одновременно и независимо друг от друга) двух методах: методе критического пути МКП (СРМ- Critical Path Method) и методе оценки и пересмотра планов ПЕРТ (.PERT - Program Evaluation and Review Technique).
Планирование и управление в системах СПУ осуществляется с помощью сетевого графика (плана, модели).
Сетевой график (план, модель, сеть) - графическое изображение комплекса взаимосвязанных проектных работ (технологических операций), выполняемых в определенной последовательности.
На рис. 10.1 представлен упрощенный календарный план (линейный график Ганта) строительства и монтажа оборудования насосной станции. Этот же план можно изобразить в другой, необычной форме - графической (в форме графов, рис. 10.2).
Основными элементами сетевого графика являются работы (связи) и события, условно изображаемые соответственно стрелками и кружками, например, событие 1 или событие 3. Каждая работа имеет одно начальное и одно конечное событие и обозначается (кодируется) номерами этих событий, например работа 1-2 или работа 2-5 (см. колонку «код работ» на рис. 10.1).
Рис. 10.2.
Событие в сетевом графике отображает только факт получения (достижения) результата предшествующей работы (работ) и условие начала следующей за ним работы (работ). Например, событие 2 означает, что строительство здания насосной станции завершено и начаты установка насосов и устройство заземления. В сети всегда существует одно исходное (начальное) и одно (или несколько) завершающее событие, все остальные - промежуточные. Цифры внутри кружка обозначают порядковые номера событий и нумеруются произвольно.
Работа - отдельный процесс, выполнение которого связано с затратами времени и ресурсов (стоимостных, материальных и др.). Продолжительность работ во времени проставляется над стрелкой в сутках (часах, неделях и т.д.). По характеру потребления времени и ресурсов различают три вида работ:
- работа, требующая затрат и времени и ресурсов;
- ожидание - процесс, требующий только затрат времени (например, твердение бетона);
- фиктивная работа - логическая связь (зависимость) между двумя или несколькими работами, не требующая ни времени, ни ресурсов, но указывающая, что возможность начала одной работы непосредственно зависит от результатов другой. Фиктивная работа (зависимость) изображается на графике пунктирной стрелкой. Непрерывная последовательность выполнения нескольких работ
в сетевом графике образует путь, который обозначается номерами событий, через которые он проходит (например, путь 1 -4-5). Его длина равна сумме продолжительности работ, составляющих этот путь.
Путь, имеющий наибольшую длину (от начального до конечного события), называется критическим. На графике он изображается жирной линией (см. рис. 10.2).
Критический путь - максимальный по продолжительности путь от начального до конечного события сетевого графика. Работы, лежащие на этом пути, также называются критическими. Покажется нелогичным, но именно наибольшая длительность критического пути определяет наименьшую общую продолжительность работ по проекту в целом. Длительность выполнения всего проекта в целом может быть сокращена за счет сокращения длительности работ, лежащих на критическом пути. Соответственно любая задержка выполнения работ критического пути повлечет увеличение длительности проекта.
Используемый в сетевом планировании и управлении метод критического пути (МКП) позволяет рассчитать возможные календарные графики выполнения комплекса работ на основе описанной логической структуры сети и оценок продолжительности выполнения каждой работы, определить критический путь для проекта в целом.
Правила построения сетевого графика. При построении сетевого графика руководствуются правилами, основные из которых сводятся к следующему:
- сетевой график выполняется без масштаба, он должен быть простым, без лишних пересечений;
- работы-стрелки могут иметь произвольную длину, наклоны и направлены слева направо;
- в графиках не должно быть замкнутых контуров, то есть необходимо, чтобы работы не возвращались к тем событиям, из которых вышли;
- в сети нельзя допускать «тупиков», то есть событий, из которых не выходит ни одной работы, если это событие не является для данной сети завершающим (конечным);
- в сети не должно быть событий (за исключением начального), в которые не входит ни одной работы.
Элементы графика на чертеже располагают в таком порядке, чтобы они изображали логическую последовательность выполнения отдельных работ, тем самым определяя направление перехода от одного события к другому (от одной работы к другой) или очередность свершения событий на данном пути.
Расчет сетевого графика. Цель расчета сетевого графика - выявление резервов времени работ, которые позволяют сократить продолжительность выполнения всего комплекса работ при его планировании и оптимизации графика; маневрировать ресурсами при оперативном управлении ходом работ при реализации проекта.
Расчет графика по времени (по временным параметрам) заключается в определении критического пути, резервов времени событий и работ. В заключение расчета делается проверка и выводы. Для определения критического пути выписываются все возможные пути графика, устанавливается продолжительность каждого из них суммированием продолжительности работ, входящих в данный путь.
Временные параметры сетевого графика можно рассчитывать различными способами. Способы ручного счета (табличный, секторный, аналитический и др.) используются для небольших сетевых графиков. Для расчета сетевых графиков с количеством событий более двадцати, как правило, используется специальное программное (компьютерное) обеспечение.
Временные параметры сетевого графика и их расчет. К временным параметрам относятся: резерв времени события, ранний и поздний сроки свершения события, ранние и поздние сроки начала и окончания работ, резерв времени работы.
Резерв времени события - такой промежуток времени, на который может быть отсрочено свершение этого события без нарушения сроков завершения комплекса работ в целом. Определяется как разность между поздним и ранним сроками свершения события.
Ранний срок свершения события - срок, необходимый для выполнения всех работ, предшествующих данному событию. Он определяется продолжительностью максимального из всех путей (или работ), предшествующих данному событию.
Поздний срок свершения события - такой срок свершения события, превышение которого вызовет аналогичную задержку наступления завершающего события. Он находится вычитанием из продолжительности критического пути продолжительности максимального пути (или работы), следующего заданным событием.
Резерв времени работы - отрезок времени, в пределах которого можно изменить сроки начала и окончания данной работы (и свершения события) без нарушения срока окончания всего комплекса работ. В сетевом планировании различают полный, свободный и частные резервы времени работ.
Полный резерв времени работы - максимальный период, на который можно увеличить продолжительность данной работы, не изменяя при этом продолжительности критического пути. Он определяется как разность между поздним и ранним сроками начала работы или поздним и ранним сроками окончания работы.
Ранний срок начала работы совпадает с ранним сроком свершения начального для данной работы события.
Поздний срок начала работы равен разности между поздним сроком свершения конечного события для данной работы и продолжительностью работы.
Ранний срок окончания работы равен сумме раннего срока свершения начального для данной работы события и продолжительности работы.
Поздний срок окончания работы совпадает с поздним сроком свершения конечного для данной работы события. У отдельных работ, помимо полного резерва времени, может быть свободный и частный резервы времени.
В табл. 10.1 и 10.2 приводятся результаты расчета сетевого графика, изображенного на рис. 10.2.
Таблица 10.1
Расчет событий сетевого графика (рис. 10.2)
|
Номер события |
Сроки свершения событий |
Резерв времени событий, сут. |
|
Таблица 10.2
Расчет работ сетевого графика (рис. 10.2)
|
Продолжительность работы, сут. |
Срок начала работ |
Срок окончания работ |
Полный резерв времени работ, сут. |
|||
Оптимизация сетевого графика. Под оптимизацией сетевого графика следует понимать сокращение продолжительности критического пути за счет резервов времени работ, если она (продолжительность) оказывается больше директивной (заданной).
Если первоначальный вариант сетевого графика не обеспечивает соблюдение директивных (заданных) сроков, то производится изменение планируемых параметров сетевой модели для уменьшения планируемого срока выполнения всего комплекса работ. Существуют следующие возможные пути (методы) уменьшения планируемого срока выполнения всего комплекса работ: замена последовательного выполнения работ параллельными (там, где это возможно по условиям технологии); перераспределение ресурсов между работами - передача рабочей силы, механизмов и прочего с работ ненапряженных путей (имеющих резерв) на работы критического пути.
Результатом оптимизации должна стать корректировка и пересчет сетевого графика.
Оптимизационные задачи в сетевом планировании не имеют строгого аналитического решения вследствие нелинейного характера зависимости времени выполнения работ и количества работников, занятых на этих работах, и решаются эвристически, в соответствии с опытом и интуицией менеджера, проводящего оптимизацию. В то же время указанные способы оптимизации дают удовлетворительные результаты.
Разработка сетевых графиков проектов требует времени и, следовательно, средств. Но стоит ли заниматься этими разработками? Ответ, безусловно, положительный, исключение составляют лишь незначительные и непродолжительные по времени проекты. Сетевой график легко понять, так как он является наглядной графической формой представления последовательности работ проекта. Когда сетевой график разработан, он легко поддается модификации и изменению, если во время осуществления проекта происходит что-то непредвиденное. Например, если случается задержка с доставкой материалов, необходимых для выполнения какой-то работы, последствия этого могут быть быстро оценены и весь проект пересмотрен за несколько минут с помощью компьютера. Информация, полученная в процессе пересмотра сетевого плана, может быть быстро передана всем участникам проекта.
Сетевой график несет важную информацию, раскрывая внутренние связи проекта. Он служит основой для календарного планирования работ и использования оборудования; облегчает взаимодействие всех менеджеров и исполнителей в процессе достижения установленных целей по времени, стоимости и качеству работ проекта; позволяет сделать приблизительную оценку продолжительности проекта, а не просто определить дату завершения проекта по чьему-либо желанию. Сетевой график дает возможность оценить периоды, в течение которых выполнение работ может начинаться и заканчиваться, а также время допустимой задержки их выполнения. Он создает основу для расчета потоков финансового обеспечения проекта; позволяет определить, какие работы являются «критическими» и, следовательно, должны выполняться строго по графику, чтобы проект был завершен в запланированные сроки; показывает, какие работы необходимо пересмотреть, если требуются более сжатые сроки для своевременного выполнения проекта.
Существуют и другие причины, по которым следует уделить пристальное внимание сетевому графику проекта. Сетевой график минимизирует риски, связанные с выполнением проекта. Часто на практике высказываются суждения, что три четверти времени процесса управления проектом занимает составление его сетевого графика. Возможно, это преувеличение, но оно свидетельствует о понимании руководителями проекта важности этой работы .
Вывод
Таким образом, в главе 10 изложены классические методы (подходы) планирования и управления инновационно-инвестиционными и другими проектами. Наибольший интерес представляют методы сетевого планирования с расчетом параметров сетевого графика (плана реализации проекта). Однако, несмотря на солидную историю и сроки применения на практике метода критического пути (МКП) и метода оценки и пересмотра планов (ПЕРТ), они остаются актуальными в настоящее время, так как позволяют достаточно объективно прогнозировать высокую результативность и эффективность в управлении реализацией инновационных и других проектов.
- См.: Наумов Л.Ф., Захарова Л.Л. Указ. соч. С. 141 - 149.
Сетевое планирование - это одна из форм графического отражения содержания работ и продолжительности выполнения стратегических планов и долгосрочных комплексов проектных, плановых, организационных и других видов деятельности предприятия. Наряду с линейными графиками и табличными расчетами сетевые методы планирования находят широкое применение при разработке перспективных планов и моделей создания сложных производственных систем и других объектов долгосрочного использования. Сетевые планы работ предприятий по созданию новой конкурентоспособной продукции содержат не только общую длительность всего комплекса проектно-производственной и финансово-экономической деятельности, но и продолжительность и последовательность осуществления отдельных процессов или этапов, а также потребность необходимых экономических ресурсов.
Впервые планы-графики выполнения производственных процессов были применены на американских фирмах Г. Ганттом. На линейных или ленточных графиках по горизонтальной оси в выбранном масштабе времени откладывается продолжительность работ по всем стадиям, этапам производства. Содержание циклов работ изображается по вертикальной оси с необходимой степенью их расчленения на отдельные части или элементы. Цикловые или линейные графики обычно применяются на отечественных предприятиях в процессе краткосрочного или оперативного планирования производственной деятельности. Основным недостатком таких планов-графиков является отсутствие возможности тесной взаимоувязки отдельных работ в единую производственную систему или общий процесс достижения запланированных конечных целей предприятия (фирмы).
В отличие от линейных графиков сетевое планирование служит основой экономических и математических расчетов, графических и аналитических вычислений, организационных и управленческих решений, оперативных и стратегических планов, обеспечивающих не только изображение, но и моделирование, анализ и оптимизацию проектов выполнения сложных технических объектов и конструкторских разработок и т.д. Под сетевым планированием принято понимать графическое изображение определенного комплекса выполняемых работ, отражающее их логическую последовательность, существующую взаимосвязь и планиру емую продолжительность, и обеспечивающее последующую оптимизацию разработанного графика на основе экономико-математических методов и компьютерной техники с целью его использования для текущего управления ходом работ. Сетевая модель комплекса называется ориентированным графом. Он представляет множество соединенных между собой элементов для описания технологической зависимости отдельных работ и этапов предстоящих проектов. Сетевые модели или графики предназначены для проектирования сложных производственных объектов, экономических систем и всевозможных работ, состоящих из большого числа различных элементов. Для простых работ обычно используются линейные или цикловые графики.
Сетевые графики служат не только для планирования разнообразных долгосрочных работ, но и их координации между руководителями и исполнителями проектов, а также для определения необходимых производственных ресурсов и их рационального использования. Сетевое планирование может успешно применяться в различных сферах производственной и предпринимательской деятельности, таких, как:
- выполнение маркетинговых исследований;
- проведение научно-исследовательских работ;
- проектирование опытно-конструкторских разработок;
- осуществление организационно-технологических проектов;
- освоение опытного и серийного производства продукции;
- строительство и монтаж промышленных объектов;
- ремонт и модернизация технологического оборудования;
- разработка бизнес-планов производства новых товаров;
- реструктуризация действующего производства в условиях рынка;
- подготовка и расстановка различных категорий персонала;
- управление инновационной деятельностью предприятия и т.п. Применение сетевого планирования в современном производстве способствует достижению следующих стратегических и оперативных задач:
- 1) обоснованно выбирать цели развития каждого подразделения предприятия с учетом существующих рыночных требований и планируемых конечных результатов;
- 2) четко устанавливать детальные задания всем подразделениям и службам предприятия на основе их взаимоувязки с единой стратегической целью в планируемом периоде;
- 3) привлекать к составлению планов-проектов будущих непосредственных исполнителей основных этапов предстоящих работ, имеющих производственный опыт и высокую квалификацию;
- 4) более эффективно распределять и рационально использовать имеющиеся на предприятии ограниченные ресурсы;
- 5) осуществлять прогнозирование хода выполнения основных этапов работ, сосредоточенных на критическом пути, и своевременно принимать необходимые плановые и управленческие решения по корректировке сроков;
- 6) проводить многовариантный экономический анализ различных технологических методов и последовательных путей выполнения работ, а также распределения ресурсов с целью достижения запланированных результатов;
- 7) производить необходимую корректировку планов-графиков выполнения работ с учетом изменения внешнего окружения, внутренней среды и других рыночных условий;
- 8) использовать для обработки больших массивов справочнонормативной информации, выполнения текущих расчетов и построения сетевых моделей современную компьютерную технику;
- 9) оперативно получать необходимые плановые данные о фактическом состоянии хода работ, издержках и результатах производства;
- 10) обеспечивать в процессе планирования и управления работами взаимодействие долгосрочной общей стратегии с краткосрочными конкретными целями предприятия.
Таким образом, применение системы сетевого планирования способствует разработке оптимального варианта стратегического плана развития предприятия, который служит основой оперативного управления комплексом работ в ходе его осуществления. Основным плановым документом в этой системе является сетевой график, или просто сеть, представляющий информационно-динамическую модель, в которой отражаются все логические взаимосвязи и результаты выполняемых работ, необходимых для достижения конечной цели стратегического планирования. В сетевом графике с необходимой степенью детализации изображается, какие работы, в какой последовательности и за какое время предстоит выполнить, чтобы обеспечить окончание всех видов деятельности не позже заданного или планируемого периода.
В основе сетевого моделирования лежит изображение планируемого комплекса работ в виде ориентированного графа. Граф - это условная схема, состоящая из заданных точек (вершин), соединенных между собой определенной системой линий. Отрезки, соединяющие вершины, называются ребрами (дугами) графа. Ориентированным считается такой граф, на котором стрелками указаны направления всех его ребер, или дуг. Графы носят название карт, лабиринтов, сетей и диаграмм. Исследование этих схем проводится методами теории, получившей название «теория графов». Она оперирует такими понятиями, как пути, контуры и др. Путь - это последовательность дуг, или работ, когда конец каждого предыдущего отрезка совпадает с началом последующего. Контур означает такой конечный путь, у которого начальная вершина или событие совпадает с завершающим, конечным. Другими словами, сетевой график - это ориентированный граф без контуров, дуги, или ребра которого имеют одну либо несколько числовых характеристик. На графике ребрами считаются работы, а вершинами - события.
Работами называются любые производственные процессы или иные действия, приводящие к достижению определенных результатов, событий. Работой следует считать и возможное ожидание начала последующих процессов, связанное с перерывами или дополнительными затратами времени. Работа-ожидание требует обычно затрат рабочего времени без использования ресурсов, например, остывание нагретых заготовок, затвердевание бетона, естественное «старение» корпусных деталей и т.д. Кроме действительных работ и работ-ожиданий, существуют фиктивные работы или зависимости. Фиктивной работой считается логическая связь или зависимость между какими-то конечными процессами или событиями, не требующая затрат времени. На графике фиктивная работа изображается пунктирной линией.
Событиями считаются конечные результаты предшествующих работ. Событие фиксирует факт выполнения работы, конкретизирует процесс планирования, исключает возможность различного толкования итогов выполнения различных процессов и работ. В отличие от работы, как правило, имеющей свою продолжительность во времени, событие представляет только момент свершения планируемого действия, например, цель выбрана, план составлен, товар произведен, продукция оплачена, деньги поступили и т.д. События бывают начальными или исходными, конечными или завершающими, простыми или сложными, а также промежуточными, предшествующими или последующими и т.д.
Существуют три основных способа изображения событий и работ на сетевых графиках: «вершины-работы», «вершины-события» и смешанные сети.
В сетях типа «вершины-работы» все процессы или действия представлены в виде следующих один за другим прямоугольников, связанных логическими зависимостями (рис. 4.1).
Рис. 4.1.
Как видно из сетевого графика, на нем изображена простая модель, или сеть, состоящая из пяти взаимосвязанных работ: А, Б, В, Г и Д. Исходной, или начальной, является работа А, за которой следуют промежуточные работы - Б, В и Г и далее завершающая работа Д.
В сетях типа «вершины-события» все работы или действия представлены стрелками, а события - кружками (рис. 4.2).
Рис. 4.2.
На этом сетевом графике отражен простой производственный процесс, включающий шесть взаимосвязанных событий: 0, 1,2, 3,
4 и 5. Начальным в данном случае является нулевое событие, завершающим - пятое, все остальные - промежуточные. Между каждым из двух событий заключено по одной действительной работе, изображенной в виде сплошной линии-стрелки. События 2 и 3 соединены между собой фиктивной работой, которая означает наличие между ними временной зависимости или логической связи. Иными словами, событие 3 не может быть завершено до окончания события 2.
В практике сетевого планирования на отечественных предприятиях более широкое распространение получили модели типа «вершины-события» (см. рис. 4.2). Однако в настоящее время на многих американских фирмах стали также применяться сети типа «вершины-работы» (см. рис. 4.1). Основное их преимущество заключается в следующем.
- 1. Работа в таких сетевых моделях выглядит более естественной, так как представляет собой схематично рабочее место исполнителя или специалиста.
- 2. Графическое изображение сетевой модели также представляется более удобным, поскольку имеется возможность нарисовать вначале все работы, а затем расставлять необходимые логические зависимости.
- 3. Написание прикладных программ для данных сетей тоже является более простым и менее трудоемким видом деятельности.
- 4. Сетевые графики типа «вершины-работы» более адаптированы к существующим в управлении проектами стандартам .
Во всех сетевых графиках важным показателем служит путь, определяющий последовательность работ или событий, в которой конечный процесс, или результат, одной стадии совпадает с начально ным показателем следующей за ней другой фазы. В любом графике принято различать несколько путей:
- ? полный путь от исходного до завершающего события;
- ? путь , предшествующий данному событию от начального;
- ? путь, следующий за данным событием до завершающего;
- ? путь между несколькими событиями;
- ? критический путь от исходного до конечного события максимальной продолжительности.
Сетевые модели могут быть весьма разнообразны как по организационной структуре производственной системы, так и по назначению сетевых графиков, а также используемым нормативным данным и средствам обработки информации. По организационной структуре различают внутрифирменные или отраслевые модели сетевого планирования, по назначению - единичного и постоянного действия. Сетевые модели бывают детерминированные, вероятностные и смешанные. В детерминированных сетевых графиках все работы стратегического проекта, их продолжительность и взаимосвязь, а также требования к ожидаемым результатам являются заранее определенными. В вероятностных моделях многие процессы носят случайный характер. В смешанных сетях одна часть работ является определенной, а другая - неопределенной. Модели могут быть также одноцелевые и многоцелевые.
При построении сетевых графиков необходимо учитывать все существующие реальные условия и конкретные характеристики работ на каждом предприятии.
Основные элементы сетевого планирования и управления
Сетевое планирование и управление - это совокупность расчётных методов, организационных и контрольных мероприятий по планированию и управлению комплексом работ с помощью сетевого графика (сетевой модели).
Под комплексом работ мы будем понимать всякую задачу, для выполнения которой необходимо осуществить достаточно большое количество разнообразных работ.
Для того чтобы составить план работ по осуществлению больших и сложных проектов, состоящих из тысяч отдельных исследований и операций, необходимо описать его с помощью некоторой математической модели. Таким средством описания проектов является сетевая модель.
Сетевая модель - это план выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ, заданного в форме сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком .
Главными элементами сетевой модели являются работы и события .
Термин работа в СПУ имеет несколько значений. Во-первых, это действительная работа - протяжённый во времени процесс, требующий затрат ресурсов (например, сборка изделия, испытание прибора и т.п.). Каждая действительная работа должна быть конкретной, чётко описанной и иметь ответственного исполнителя.
Во-вторых, это ожидание - протяжённый во времени процесс, не требующий затрат труда (например, процесс сушки после покраски, старения металла, твердения бетона и т.п.).
В-третьих, это зависимость , или фиктивная работа - логическая связь между двумя или несколькими работами (событиями), не требующими затрат труда, материальных ресурсов или времени. Она указывает, что возможность одной работы непосредственно зависит от результатов другой. Естественно, что продолжительность фиктивной работы принимается равной нулю.
Событие - это момент завершения какого-либо процесса, отражающий отдельный этап выполнения проекта . Событие может являться частным результатом отдельной работы или суммарным результатом нескольких работ. Событие может свершиться только тогда, когда закончатся всё работы, ему предшествующие. Последующие работы могут начаться только тогда, когда событие свершится. Отсюда двойственный характер события : для всех непосредственно предшествующих ему работ оно является конечным, а для всех непосредственно следующих за ним - начальным. При этом предполагается, что событие не имеет продолжительности и свершается как бы мгновенно. Поэтому каждое событие, включаемое в сетевую модель, должно быть полно, точно и всесторонне определено, его формулировка должна включать в себя результат всех непосредственно предшествующих ему работ.
Рисунок 1. Основные элементы сетевой модели
При составлении сетевых графиков (моделей) используют условные обозначения. События на сетевом графике (или, как ещё говорят, на графе ) изображаются кружками (вершинами графа), а работы - стрелками (ориентированными дугами):
Событие,
Работа (процесс),
Фиктивная работа - применяется для упрощения сетевых графиков (продолжительность всегда равна 0).
Среди событий сетевой модели выделяют исходное и завершающее события. Исходное событие не имеет предшествующих работ и событий, относящихся к представленному в модели комплексу работ. Завершающее событие не имеет последующих работ и событий.
Существует и иной принцип построения сетей - без событий. В такой сети вершины графа означают определённые работы, а стрелки - зависимости между работами, определяющие порядок их выполнения. Сетевой график «работы–связи» в отличие от графика «события–работы» обладает известными преимуществами: не содержит фиктивных работ, имеет более простую технику построения и перестройки, включает только хорошо знакомое исполнителям понятие работы без менее привычного понятия события.
Вместе с тем сети без событий оказываются значительно более громоздкими, так как событий обычно значительно меньше, чем работ (показатель сложности сети , равный отношению числа работ к числу событий, как правило, существенно больше единицы). Поэтому эти сети менее эффективны с точки зрения управления комплексом. Этим и объясняется тот факт, что в настоящее время наибольшее распространения получили сетевые графики «события–работы».
Если в сетевой модели нет числовых оценок, то такая сеть называется структурной . Однако на практике чаще всего используют сети, в которых заданы оценки продолжительности работ, а также оценки других параметров, например трудоёмкости, стоимости и т.п.
Порядок и правила построения сетевых графиков
Сетевые графики составляются на начальном этапе планирования. Вначале планируемый процесс разбивается на отдельные работы, составляется перечень работ и событий, продумываются их логические связи и последовательность выполнения, работы закрепляются за ответственными исполнителями. С их помощью и с помощью нормативов, если таковые существуют, оценивается продолжительность каждой работы. Затем составляется (сшивается ) сетевой график. После упорядочения сетевого графика рассчитываются параметры событий и работ, определяются резервы времени и критический путь . Наконец, проводятся анализ и оптимизация сетевого графика, который при необходимости вычерчивается заново с пересчётом параметров событий и работ.
При построении сетевого графика необходимо соблюдать ряд правил.
В сетевой модели не должно быть «тупиковых» событий, то есть событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события . Здесь либо работа не нужна и её необходимо аннулировать, либо не замечена необходимость определённой работы, следующей за событием для свершения какого-либо последующего события. В таких случаях необходимо тщательное изучение взаимосвязей событий и работ для исправления возникшего недоразумения.
В сетевом графике не должно быть «хвостовых» событий (кроме исходного), которым не предшествует хотя бы одна работа . Обнаружив в сети такие события, необходимо определить исполнителей предшествующих им работ и включить эти работы в сеть.
В сети не должно быть замкнутых контуров и петель, то есть путей, соединяющих некоторые события с ними же самими . При возникновении контура (а в сложных сетях, то есть в сетях с высоким показателем сложности, это встречается довольно часто и обнаруживается лишь при помощи ЭВМ) необходимо вернуться к исходным данным и путём пересмотра состава работ добиться его устранения.
Любые два события должны быть непосредственно связаны не более чем одной работой-стрелкой . Нарушение этого условия происходит при изображении параллельно выполняемых работ. Если эти работы так и оставить, то произойдёт путаница из-за того, что две различные работы будут иметь одно и то же обозначение. Однако содержание этих работ, состав привлекаемых исполнителей и количество затрачиваемых на работы ресурсов могут существенно отличаться.
В этом случае рекомендуется ввести фиктивное событие и фиктивную работу , при этом одна из параллельных работ замыкается на это фиктивное событие. Фиктивные работы изображаются на графике пунктирными линиями.
Рисунок 2. Примеры введения фиктивных событий
Фиктивные работы и события необходимо вводить в ряде других случаев. Один из них - отражение зависимости событий, не связанных с реальными работами. Например, работы А и Б (рисунок 2, а) могут выполняться независимо друг от друга, но по условиям производства работа Б не может начаться раньше, чем окончится работа А. Это обстоятельство требует введения фиктивной работы С.
Другой случай - неполная зависимость работ. Например работа С требует для своего начала завершения работ А и Б, на работа Д связана только с работой Б, а от работы А не зависит. Тогда требуется введение фиктивной работы Ф и фиктивного события 3’, как показано на рисунке 2, б.
Кроме того, фиктивные работы могут вводиться для отражения реальных отсрочек и ожидания. В отличие от предыдущих случаев здесь фиктивная работа характеризуется протяжённостью во времени.
Если сеть имеет одну конечную цель, то программа называется одноцелевой. Сетевой график, имеющий несколько завершающих событий, называется многоцелевым и расчет ведется относительно каждой конечной цели. Примером может быть строительство жилого микрорайона, где ввод каждого дома является конечным результатом, и в графике по возведению каждого дома определяется свой критический путь.
Упорядочение сетевого графика
Предположим, что при составлении некоторого проекта выделено 12 событий: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 24 связывающие их работы: (0, 1), (0, 2), (0, 3), (1, 2), (1, 4), (1, 5), (2, 3), (2, 5), (2, 7), (3, 6), (3, 7), (3, 10), (4, 8), (5, 8), (5, 7), (6, 10), (7, 6), (7, 8), (7, 9), (7, 10), (8, 9), (9, 11), (10, 9), (10, 11). Составили исходный сетевой график 1.
Упорядочение сетевого графика заключается в таком расположении событий и работ, при котором для любой работы предшествующее ей событие расположено левее и имеет меньший номер по сравнению с завершающим эту работу событием . Другими словами, в упорядоченном сетевом графике все работы-стрелки направлены слева направо: от событий с меньшими номерами к событиям с большими номерами.
Разобьём исходный сетевой график на несколько вертикальных слоёв (обводим их пунктирными линиями и обозначаем римскими цифрами).
Поместив в I слое начальное событие 0, мысленно вычеркнем из графика это событие и все выходящие из него работы-стрелки. Тогда без входящих стрелок останется событие 1, образующее II слой. Вычеркнув мысленно событие 1 и все выходящие из него работы, увидим, что без входящих стрелок остаются события 4 и 2, которые образуют III слой. Продолжая этот процесс, получим сетевой график 2.
Сетевой график 1. Неупорядоченный сетевой график
Сетевой график 2. Упорядочение сетевого графика с помощью слоёв
Теперь видим, что первоначальная нумерация событий не совсем правильная: так, событие 6 лежит в VI слое и имеет номер, меньший, чем событие 7 из предыдущего слоя. То же можно сказать о событиях 9 и 10.
Сетевой график 3. Упорядоченный сетевой график
Изменим нумерацию событий в соответствии с их расположением на графике и получим упорядоченный сетевой график 3. Следует заметить, что нумерация событий, расположенных в одном вертикальном слое, принципиального значения не имеет, так что нумерация одного и того же сетевого графика может быть неоднозначной.
Понятие о пути
Одно из важнейших понятий сетевого графика - понятие пути. Путь - любая последовательность работ, в которой конечное событие каждой работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы . Среди различных путей сетевого графика наибольший интерес представляет полный путь - любой путь, начало которого совпадает с исходным событием сети, а конец - с завершающим.
Наиболее продолжительный полный путь в сетевом графике называется критическим . Критическими называются также работы и события, находящиеся на этом пути.
На сетевом графике 4 критический путь проходит через работы (1;2), (2;5), (5;6), (6;8) и равен 16. Это означает, что все работы будут закончены за 16 единиц времени. Критический путь имеет особое значение в системе СПУ, так как работы этого пути определят общий цикл завершения всего комплекса работ, планируемых при помощи сетевого графика. Зная дату начала работ и продолжительность критического пути, можно установить дату окончания всей программы. Любое увеличение продолжительности работ, находящихся на критическом пути, задержит выполнение программы.
Сетевой график 4. Критический путь
На стадии управления и контроля над ходом выполнения программы основное внимание уделяется работам, находящимся на критическом пути или в силу отставания попавшим на критический путь. Для сокращения продолжительности проекта необходимо в первую очередь сокращать продолжительность работ, лежащих на критическом пути.
Что представляет собой и как функционирует сетевое планирование и управление? Это система, которая решает вопросы по планированию, управлению и разработке больших комплексов в народном хозяйстве, научным исследованиям, технологической и конструкторской подготовке к производству новых разновидностей изделий, реконструкции старых и строительству новых объектов, капитальному ремонту основных фондов при помощи сетевых графиков.
Сетевое планирование позволяет установить точную взаимосвязь между работами, которые планируются и результатами, которые можно благодаря выполнению этих работ получить. Также дает возможность оперативно рассчитать и скорректировать план любых работ. Сетевое планирование - основа для использования электронно-вычислительной техники в управлении производством и создании автоматических систем управления. Данная технология позволяет высвободить большой человеческий ресурс, занятый составлением стандартных планов для более
Сетевые заключаются в создании логической объекта, которым управляют в виде сетевой модели или графика, находящихся в памяти электронно-вычислительной машины и отражающих длительность и взаимосвязи всех процессов, происходящих при выполнении данного комплекса работ.
Вначале оптимизируется посредством средств вычислительной техники и прикладной математики, а после используется с целью и организации работ. На графике отражены события и работы. Событие характеризует либо начало, либо завершение определенной работы, а сама работа выражает действие, совершение которого необходимо для перехода от события, которое ей предшествует к последующему. На графике события изображаются в виде кружков, а работы, в виде стрелок, которые демонстрируют связь между событиями (также возможен обратный вариант изображения: работы - кружками, а связывающие их события - стрелками).
Сетевое планирование требует конкретного, четкого описания работ с указанием исполнителя каждой из них, указания времени, которое измеряется днями, неделями, декадами, месяцами и наносится над стрелкой. Временные оценки туда вносят ответственные исполнители соответствующих работ. Все работы, которые совершаются над графиком, в конечном итоге ведут к целепланированию. Сетевое планирование длительности работ требует использования не только нормативной документации, но и подтверждающих её опытных данных.
Но часто бывает так, особенно в случаях, когда ведется освоение новых видов продукции, что время исполнения невозможно выразить при помощи одной-единственной достоверной цифры. В таких случаях исполнитель должен дать три оценки:
1) Оптимистическая оценка. Минимальная продолжительность выполнения работ, возможная в наиболее благоприятствующих условиях, в случае, если никто и ничто не помешает её выполнению.
2) Пессимистическая оценка. Максимальное время, которое может потребоваться на выполнение работы, в случае возникновения трудностей.
3) Наиболее вероятная оценка. Показывает время, которое будет затрачено при нормальных условиях работы.
Одним из важнейших элементов в построении графика - продолжительность путей. Пути делятся на полные и критические. Полный путь - это линия, начало которой - исходное событие сети, а конец - её завершающее событие. Критический путь - наиболее длинный, характеризует собой длительность выполнения всех то есть то время, которое будет затрачено на достижение конечной цели.
Критический путь - самый важный показатель во всей системе сетевого программного управления и представляет собой основание для выбора наиболее подходящего плана и для организации контроля за ходом выполнения работ.