Проект - это деятельность, смыслом которой является эффективное достижение цели в условиях ограничения времени и ресурсов. Целью может быть открытие своего дела, исследование, создание новых систем, модернизация процесса производства или строительство дома.
Методы сетевого планирования позволяют завершить проект и достичь цели по возможности за минимум времени. Каким образом? Сетевой метод помогает выбрать оптимальную последовательность действий, работ, обоснованно распределить ресурсы, повысить эффективность управленческих функций.
Сетевое планирование. Что это?
Методы сетевого планирования широко применяются при создании планов на перспективу, производственных моделей, проектов для долгосрочного применения. Сети или планы по созданию нового продукта, повышению конкурентоспособности состоят из раздела с общей продолжительностью цикла производства и разделов, описывающих конкретные направления, требуемые ресурсы.
Составление плана и анализ сети осуществляются поэтапно:
- разработка модели сетевого планирования, комплекса действий;
- математические расчеты для определения важности конкретных операций.
Графики-сети
Сетевые планы содержат экономические вычисления, аналитику в графической форме, решения руководства, среднесрочные и перспективные планы. Преимущества графиков-сетей кроются не только в наглядном изображении, но и в возможной подготовке моделей, изучении и повышении эффективности проектов.
Сетевое планирование, сетевые графики - это изображения системы взаимосвязанных действий в логической последовательности. Они отражают период работ, позволяют улучшать готовый график на компьютере и практикуются в управлении.
Объединенные в график элементы, описывающие увязку поэтапных рабочих действий, именуются ориентированным графом.
Где внедряется сетевое планирование?
Планы-сети используются во многих сферах и позволяют осуществлять:
- НИОКР;
- проектирование технологий;
- производство опытных и серийных образцов;
- ремонтные работы и модернизирование оборудования;
- строительные и монтажные работы;
- инновационную деятельность;
- рыночные исследования;
- бизнес-планирование;
- управление и перестановку кадров.
Задачи, решаемые методом сетей
Состояние современного рынка подталкивает руководство к постоянной работе над многими текущими и стратегическими вопросами. Разнообразные задачи сетевого планирования способствуют повышению эффективности управления.
Управленческие задачи, решение которых осуществляется методом сетевых планов | Другие задачи, решаемые сетевым методом |
Выбор целей развития организации и отделов с учетом внешней среды. | Эффективное распределение и рациональное применение ресурсов. |
Формулировка взаимоувязанных со стратегией заданий для подразделений. | Составление прогнозов по поэтапному выполнению работы, корректировка сроков. |
Привлечение к проектированию опытных исполнителей, ответственных за определенный этап работы. | Экономический анализ применяемых технологий и способов выполнения заданий. |
Внесение изменений в планы-графики с учетом условий рынка. | Применение компьютеров для расчетов, обработки информационных данных и моделирования. |
Осуществление увязки стратегии и целей краткосрочного уровня. | Оперативное получение информации о проделанной работе. |
Граф
Методы сетевого планирования и управления основаны на применении комплексного изображения предполагаемых работ в форме графа, схемы, состоящей из установленных точек (вершин), объединенных отрезками (ребрами). Если их направления обозначены стрелками, схема именуется ориентированным графом.
Графы имеют разнообразные наименования: от лабиринтов до диаграмм. Теоретическое изучение сетей опирается на ряд понятий.
Термин графической теории | Значение термина |
Чередование ребер в последовательности, при которой их концы являются началом для следующих дуг. |
|
Путь, в котором вершина сходится с точкой конца. |
|
Ребра, дуги | Работы, производственные этапы, результативные действия. |
Вершины, точки | Событие, результат, итог выполненных действий. |
Сетевой график | Ориентированный граф без контуров с ребрами, отмеченными характерными числами. |
Действия и события
Сетевое планирование проекта связано с изображением последовательности работ и выполненных результативных действий (событий). Процессы подразделяются на три категории:
- действительные работы, конкретные действия;
- работы фиктивного характера, не требующие каких-либо действий (связи или зависимости между событиями), изображаются пунктиром;
- работы-ожидания, не связанные с применением ресурсов (остывание полуфабрикатов, затвердевание деталей, застывание бетона).
Итог выполненной работы или момент решения задачи обозначается событием. Например, цель определена, план готов, задача выполнена, оплата продукции переведена, денежные средства поступили на счет, готовая продукция произведена. События классифицируются как:
- Начало или исход.
- Предшествующие, последующие.
- Конечные, промежуточные или завершающие.
- Простые, сложные.
Считается, что графики «вершины-работы» имеют больше преимуществ, так как они удобнее, естественнее и проще в использовании, чем «вершины-события».
Этапы планирования сети
Сетевое планирование |
|
| Разделение совокупности работ на этапы осуществляет руководитель двумя методами. Горизонтальный метод предполагает разбивку совокупности на элементы. Вертикальный способ - деление с учетом управленческой структуры, задействованной в проекте. |
| Менеджеры или рядовые работники на своем участке действий подробно описывают этапы, суть работ и событий. |
| Менеджеры или рядовые работники на своем участке готовят график, сообщают руководству о ходе работ, привлекают сотрудников отделов. Требуется подробная детализация графов с совокупностью всех действий и их увязкой. |
| Построение общего графика осуществляют с первого события (круг с номером) до конечного, слева направо. Действия обозначают стрелками, над которыми отмечают срок решения задачи. |
| Учитываются нормативы, особенности и характер работы в организации. |
Основы построения графа-сети
Рассмотрим основы построения графа-сети по типу «вершина-событие». Сетевое планирование и управление в российских компаниях опирается в большинстве своем на графы именно данного типа.
- Все действия поочередно заключаются между событиями, обозначаются номером. Например, рыночные исследования на графе отмечаются цифрами 3 - 4.
- Тупиковые события не допустимы, лучше, если преобладают завершающие. Появление тупиков говорит о неточности схемы или проблемном применении рабочего результата.
- Необходимо наличие только одного начального события.
- Замкнутые контуры, соединения события следующего за предыдущим, не допустимы.
- Увязка стоящих рядом событий не может изображаться двумя и более действиями.
Плановые параметры
Любой рабочий процесс, рассмотренный в графике-сети, осуществляется при доступе к ресурсам. Расход времени, показатели стоимости конкретных работ и их объединения являются главными параметрами в схеме-сети.
Сетевое планирование и управление предполагает выделение ряда временных значений:
- период работы над этапами проекта ;
- критический путь;
- временные резервы на совершение событий.
Критическим путем именуется самая большая по временным расходам цепочка работ, начавшаяся в первом событии и завершаемая в последнем. События и рабочие действия обозначаются цифрами. Путь (рисуется жирной линией) может выглядеть так: 11 - 12 - 14 - 16 - 17; составит 24 человеко-дня.
Временные резервы на совершение действий становятся временными промежутками, обозначающими дополнительный срок, в который планируется уложить завершение события. Определяется он как разница поздних и ранних сроков.
Оценка времени
При составлении общего графика устанавливается промежуток времени на совершение каждой операции. Ограничиться одним значением календарно-сетевое планирование не позволяет. Осуществляется определение минимума времени (Тмин), максимума (Тмакс) и вероятного значения (Твер) продолжительности каждого действия. Период обозначается человеко-часами, человеко-днями.
Оценка временного периода по принципу вероятности не принимается как норматив в виду своей необъективности. Ожидаемое время (Тож) на выполнение каждого этапа работ обрабатывается на основе статистической формулы.
Тож = (Тмин + 4 Твер + Тмакс) / 6 |
Рассчитанное, усредненное время ожидаемого срока действий указывается на схеме-сети или в таблице с цифровыми данными. Найденный для каждого этапа период времени используется при следующих вычислениях.
Оптимизация схем-сетей
Достигнет ли организация запланированных целей? Ответ на данный вопрос будет найден при проведении анализа модели сети. Анализ социального и экономического уровня эффективности итога работ дает возможность оптимизировать сетевое планирование.
Пример долгосрочного планирования практически всегда связан с факторами внешней и внутренней среды фирмы. Для учета разных условий, влияний применяют оптимизацию в частном и общем порядке.
Частная оптимизация - это подход, подразумевающий минимизацию совокупного срока на совершение всех действий с неизменной стоимостью проекта, или, наоборот, снижение цены до минимума с неизменным общим временем на проект. Оптимизация в комплексе - это вариант с соразмерной, оптимальной увязкой расходов и сроков.
Рыночные условия заставляют учитывать при планировании сети максимальную прибыль, минимальные потери ресурсов и времени, производительность персонала.
Итак, оптимизирование графика-сети - это повышение эффективности всех управленческих функций. Задачей оптимизации является сокращение расходов, получение прибыли при ограничениях плана.
Заключение
Методы сетевого планирования и управления в отечественных организациях могут активно применяться для разрешения многих сложных вопросов, задач. Графы применимы для бизнес-планирования, моделирования, формирования и разработки краткосрочных, среднесрочных, стратегических планов.
Графики-сети дают возможность объединить производственные средства и ресурсы: материальные, трудовые, финансовые; указать желаемые и реально действующие условия. Сетевое планирование поможет не просто выявить требуемый объем ресурсов для будущего проекта, но и рационально осуществить их применение уже сегодня.
Исходя из функции маркетинга (организации производственного процесса) поиски более эффективных способов планирования сложных процессов привели к созданию принципиально новых методов сетевого планирования и управления (СПУ).
Система методов СПУ – система методов планирования и управления разработкой крупных народнохозяйственных комплексов, научными исследованиями, конструкторской и технологической подготовкой производства, новых видов изделий, строительством и реконструкцией, капитальным ремонтом основных фондов путем применения сетевых графиков.
СПУ основано на моделировании процесса с помощью сетевого графика и представляет собой совокупность расчетных методов, организационных и контрольных мероприятий по планированию и управлению комплексом 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.
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 (комплексов) является сетевая модель.
6.2. Сетевая модель и ее основные элементы
Сетевая модель представляет собой план выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ (операций), заданного в специфической форме сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком. Отличительной особенностью сетевой модели является четкое определение всех временных взаимосвязей предстоящих работ.
Главными элементами сетевой модели являются события и работы.
Работа – протяженный во времени процесс, требующий затрат ресурсов (например, сборка изделия, испытание прибора и т.п.). Каждая действительная работа должна быть конкретной, четко описанной и иметь ответственного исполнителя.
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 все 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.
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.
События на сетевом графике (или, как еще говорят, на графе) изображаются кружками (вершинами графа), а работы - стрелками (ориентированными дугами), показывающими связь между работами. Пример фрагмента сетевого графика представлен на рис. 6.1.
Введение
Глава I. Понятие и сущность сетевого планирования и управления
1.1. Сущность сетевых методов планирования и управления
1.2. Элементы и виды сетевых моделей
Глава II. Практическое применение моделей сетевого планирования и управления
2.1. Методы сетевого планирования и управления
2.2. Сетевой график
Заключение
Литература
Введение
В современных условиях все более сложными становятся социально-экономические системы. Поэтому решения, принимаемые по проблемам рационализации их развития, должны получать строгую научную основу на базе математико-экономического моделирования.
Одним из методов научного анализа является сетевое планирование.
В России работы по сетевому планированию начались в 1961-1962 гг. и быстро получили широкое распространение. Широко известны труды Антонавичуса К. А., Афанасьева В. А., Русакова А. А., Лейбмана Л. Я., Михельсона В. С., Панкратова Ю. П., Рыбальского В. И., Смирнова Т. И., Цоя Т. Н. и других. , ,
От многочисленных исследований отдельных аспектов сетевых методов планирования и управления был осуществлен переход к системному использованию новой методологии планирования. В литературе и практике все более широко закреплялось отношение к сетевому планированию не только как к методу анализа, но и как к развитой системе планирования и управления, приспособленной для очень широкого круга проблем.
За годы практического использования в России и за рубежом сетевое планирование показало эффективность в самых различных сферах экономического и организационного анализа.
Необходимость использования методов сетевого планирования в исследовании систем управления объясняется многим разнообразием моделей планирования: графики и таблицы, физические модели, логические и математические выражения, машинные модели, имитационные модели.
Особый интерес представляет сетевой метод формализованного представления систем управления, который сводится к построению сетевой модели для решения комплексной задачи управления. Основой сетевого планирования является информационная динамическая сетевая модель, в которой весь комплекс расчленяется на отдельные, четко определенные операции (работы), располагаемые в строгой технологической последовательности их выполнения. При анализе сетевой модели производится количественная, временная и стоимостная оценка выполняемых работ. Параметры задаются для каждой входящей в сеть работы их исполнителем на основе нормативных данных либо своего производственного опыта.
При имитационном динамическом моделировании строится модель, адекватно отражающая внутреннюю структуру моделируемой системы; затем поведение модели проверяется на ЭВМ на сколь угодно продолжительное время вперед. Это дает возможность исследовать поведение как системы в целом, так и ее составных частей. Имитационные динамические модели используют специфический аппарат, позволяющий отразить причинно–следственные связи между элементами системы и динамику изменений каждого элемента. Модели реальных систем обычно содержат значительное число переменных, поэтому их имитация осуществляется на компьютере.
Таким образом, тема исследования методов сетевого планирования является актуальной, т.к. графическое представление не только дает представление о сложном процессе, но и позволяет осуществить разностороннее исследование системы управления проектом.
Исходя из приведенных аргументов актуальности и темы работы, можно сформулировать цель работы – освещение методов сетевого планирования и управления в исследовании социально-экономических и политических процессов.
Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:
1. Проведен анализ сетевого планирования и управления.
2. Выявлена сущность сетевых методов планирования и управления
3. Рассмотрены виды методов сетевого планирования и управления, изучена область их применения.
4. Рассмотрены основы практического применения методов сетевого планирования и управления.
Предметом исследования моей курсовой работы является методология сетевого планирования и управления.
Объектом моей курсовой работы является сфера применения методологии сетевого планирования и управления.
Глава I . Понятие и сущность сетевого планирования и управления
1.1. Сущность сетевых методов планирования
Сетевое планирование - это комплекс графических и расчетных методов организационных мероприятий, обеспечивающих моделирование, анализ и динамическую перестройку плана выполнения сложных проектов и разработок, например, таких как:
· строительство и реконструкция каких-либо объектов;
· выполнение научно-исследовательских и конструкторских работ;
· подготовка производства к выпуску продукции;
· перевооружение армии.
Характерной особенностью таких проектов является то, что они состоят из ряда отдельных, элементарных работ. Они обусловливают друг друга так, что выполнение некоторых работ не может быть начато раньше, чем завершены некоторые другие.
Основная цель сетевого планирования и управления - сокращение до минимума продолжительности проекта.
Задача сетевого планирования и управления состоит в том, чтобы графически, наглядно и системно отобразить и оптимизировать последовательность и взаимозависимость работ, действий или мероприятий, обеспечивающих своевременное и планомерное достижение конечных целей.
Для отображения и алгоритмизации тех или иных действий или ситуаций используются экономико-математические модели, которые принято называть сетевыми моделями, простейшие из них - сетевые графики. С помощью сетевой модели руководитель работ или операции имеет возможность системно и масштабно представлять весь ход работ или оперативных мероприятий, управлять процессом их осуществления, а также маневрировать ресурсами.
Во всех системах сетевого планирования основным объектом моделирования служат разнообразные комплексы предстоящих работ, например социально-экономические исследования, проектные разработки, освоение, производство новых товаров и другие плановые мероприятия.
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;
· четко отобразить объем и структуру решаемой проблемы, выявить с любой требуемой степенью детализации работы, образующие единый комплекс процесса разрешения проблемы; определить события, совершение которых необходимо для достижения заданных целей;
· выявить и всесторонне проанализировать взаимосвязь между работами, так как в самой методике построения сетевой модели заложено точное отражение всех зависимостей, обусловленных состоянием объекта и условиями внешней и внутренней среды;
· широко использовать вычислительную технику;
· быстро обрабатывать большие массивы отчетных данных и обеспечивать руководство своевременной и исчерпывающей информацией о фактическом состоянии реализации программы;
· упростить и унифицировать отчетную документацию.
Диапазон применения СПУ весьма широк: от задач, касающихся деятельности отдельных лиц, до проектов, в которых участвуют сотни организаций и десятки тысяч людей.
Сетевая модель представляет собой описание комплекса работ (комплекса операций, проекта). Под ним понимается всякая задача, для выполнения которой необходимо осуществить достаточно большое количество разнообразных действий. Это может быть создание любого сложного объекта, разработка его проекта и процесс построения планов реализации проекта.
Использование методов сетевого планирования способствует сокращению сроков создания новых объектов на 15-20%, обеспечению рационального использования трудовых ресурсов и техники.
Наиболее эффективными областями применения сетевых методов планирования и управления является управление крупными целевыми программами, научно-техническими разработками и инвестиционными проектами, а также сложными комплексами социальных, экономических и организационно-технических мероприятий на федеральном и региональных уровнях.
1.2. Элементы и виды сетевых моделей
Сетевые модели состоят из трех следующих элементов:
· Работа (или задача)
· Событие (вехи)
· Связь (зависимость)
Работа ( A ctivity) – это процесс, который необходимо выполнить для получения определенного (заданного) результата, как правило, позволяющего приступить к последующим действиям. Термины "задача" (Task) и "работа" могут быть идентичны, однако в некоторых случаях задачами принято называть выполнение действий, выходящих за рамки непосредственного производства, например "Экспертиза проектной документации" или "Переговоры с заказчиком". Иногда понятие "задача" используют для отображения работ самого низкого уровня иерархии.
Термин «работа» используется в широком смысле слова, и может иметь следующие значения:
· действительная работа , то есть трудовой процесс, требующий затрат времени и ресурсов;
· ожидание – процесс, требующий времени, но не потребляющий ресурсы;
· зависимость или «фиктивная работа» - работа, не требующая времени и ресурсов, но указывающая, что возможность начала одной работы непосредственно зависит от результатов другой.
Выполнение комплексных научных исследований, а также проектирование и строительство промышленных, сельскохозяйственных и транспортных объектов требуют календарной увязки большого числа взаимосвязанных работ, выполняемых различными организациями. Составление и анализ соответствующих календарных планов представляют собой весьма сложную задачу, при решении которой применяются так называемые методы сетевого планирования. По существу, этот метод дает возможность определить, во-первых, какие работы или операции из числа многих, составляющих проект, являются «критическими» по своему влиянию на общую календарную продолжительность проекта и, во-вторых, каким образом построить наилучший календарный план проведения всех работ по данному проекту с тем, чтобы выдержать заданные сроки при минимальных затратах.
Модели сетевого планирования и управления (модели СПУ) предназначены для планирования и управления сложными комплексами работ (проектами), направленными на достижение определенной цели в заданные сроки (строительство, разработка и производство сложных объектов и др.).
За рубежом система СПУ известна как система РЕRТ (Рrоgram Еvaluation and Review Тechnique - метод анализа и оценки программ) или СРМ (Critical Рath Мethod - метод критического пути).
Сетевой моделью (СМ) называется экономико-математическая модель, отражающая весь комплекс работ и событий, связанных с реализацией проекта в их логической и технологической последовательности и связи.
В СПУ применяются связные, ориентированные графы без циклов, имеющие одну начальную и одну конечную вершину.
Основные понятия сетевой модели: событие, работа, путь.
Работа характеризует любое действие, требующее затрат времени или ресурсов. Работами считаются и процессы, не требующие затрат времени и ресурсов, а устанавливающие зависимости выполнения работ. Такие работы называются фиктивными. Работа обозначается парой чисел (i,j) где i - номер события, являющимся начальным для данной работы, j - номер события, являющимся конечным для данной работы, в которое она входит. Работа не может начаться раньше, чем свершится событие, являющееся для нее начальным. Каждая работа имеет свою продолжительность t(i,j). Работы на графах обозначаются дугами (стрелками), фиктивные работы обозначаются пунктирными стрелками.
Событиями называются начало или завершение одной или нескольких работ. Они не имеют протяженности во времени. Событие совершается в тот момент, когда оканчивается последняя работа, входящая в него. На графе события изображаются кружками, внутри которых записывается номер события. В моделях СПУ имеется одно начальное событие (номер 0), одно конечное событие или завершающее (номер N) и промежуточные события (номер i). В графической интерпретации сетевой модели работы представляются дугами, а события - вершинами графа.
Путь - цепочка следующих друг за другом работ (дуг), соединяющих начальную и конечную его вершины. Полный путь L - путь, начало которого совпадает с начальным событием сети, а конец - с завершающим. Продолжительность пути определяется суммой продолжительностей составляющих его работ. Путь, имеющий максимальную продолжительность, называют критическим (обозначение L кр ). Продолжительность критического пути обозначается как t кр _. Работы, принадлежащие критическому пути, называются критическими. Их несвоевременное выполнение ведет к срыву сроков всего комплекса работ.
Сетевая модель должна удовлетворяет следующим требованиям:
Не должно быть событий с одинаковыми номерами.
Для каждой работы (i,j)
должно выполняться i
Должны быть только одно начальное и одно конечное события.
Должны отсутствовать циклы, т.е. замкнутые пути, соединяющие событие с ним же самим.
При выполнении этих требований можно приступать к вычислениям числовых характеристик СМ. Исходные числовые данные СМ представляются в виде таблицы длительности выполнения каждой работы.
Характеристики элементов сетевой модели
При расчетах для сетевой модели определяются следующие характеристики ее элементов.
Характеристики событий
1. Ранний срок свершения события tp(0) = 0, tР(j) =тахi{tр(i) + t(ij)}, j=1--N характеризует самый ранний срок завершения всех путей, в него входящих. Этот показатель определяется «прямым ходом» по графу модели, начиная с начального события сети.
2. Поздний срок свершения события t п (N) = t р (N), t п (i) = min j {(t п (j)-t(ij)} , i=1--(N-1) характеризует самый поздний срок, после которого остается ровно столько времени, сколько требуется для завершения всех путей, следующих за этим событием. Этот показатель определяется «обратным ходом» по графу модели, начиная с завершающего события сети.
3. Резерв времени события R(T) = t п (i) - t р (i) показывает, на какой максимальный срок можно задержать наступление этого события, не вызывая при этом увеличения срока выполнения всего комплекса работ.
Резервы времени для событий на критическом пути равны нулю, R(i) = 0.
Характеристики работы (i,j)
Ранний срок начала работы: .
Ранний срок окончания работы:
Поздний срок начала работы:
Поздний срок окончания работы:
Резервы времени работ:
* полный резерв - максимальный запас времени, на который можно отсрочить начало или увеличить длительность работы без увеличения длительности критического пути. Работы на критическом пути не имеют полного резерва времени;
* частный резерв - часть полного резерва, на которую можно увеличить продолжительность работы, не изменив позднего срока ее начального события;
свободный резерв - максимальный запас времени, на который можно задержать начало работы или (если она началась в ранний срок) увеличит ее продолжительность, не изменяя ранних сроков начала последующих работ;
независимый резерв - - запас времени, при котором все предшествующие работы заканчиваются в поздние сроки, а все последующие - начинаются в ранние сроки. Использование этого резерва не влияет на величину резервов времени других работ.
Замечания . Работы, лежащие на критическом пути, резервов времени не имеют. Если на критическом пути L кр лежит начальное событие i работы (i,j), то R п (i,j)=R l (i,j). Если на L кр лежит конечное событие j работы (i,j), то R п (i,j)=R c (i,j). Если на L кр лежат и событие i, и событие j работы (i,j), а сама работа не принадлежит критическому пути, то R п (i,j)=R c (i,j)=R п (i,j)
Характеристики путей
Продолжительность пути равна сумме продолжительностей составляющих ее работ.
Резерв времени пути равен разности между длинами критического пути и рассматриваемого пути.
Резерв времени пути показывает, на сколько может увеличиться продолжительность работ, составляющих данный путь, без изменения продолжительности срока выполнения всех работ.
В сетевой модели можно выделить так называемый критический путь. Критический путь L кр состоит из работ (i,j), у которых полный резерв времени равен нулю R п (i,j)=0 , кроме этого, резерв времени R(i) всех событий i на критическом равен 0. Длина критического пути определяет величину наиболее длинного пути от начального до конечного события сети и равна. Заметим, что в проекте может быть несколько критических путей.
3. Коэффициент напряженности работ
Для оценки трудности своевременного выполнения работ служит коэффициент напряженности работ:
где t(L тах (i,j)) - продолжительность максимального пути проходящего через работу (i,j);
t " кр - продолжительность отрезка пути L тах (i,j), совпадающего с критическим путем.
Видно, что К н (i,j ) < 1. Чем ближе К н (i,j ) к 1, тем сложнее выполнить данную работу в установленный срок. Напряженность критических работ полагается равной 1. Все работы сетевой модели могут быть разделены на 3 группы: напряженные (К н (i,j) > 0,8), надкритические (0,6 < К н (i,j) < 0,8) и резервные (К н (i,j) < 0,6).
В результате перераспределения ресурсов стараются максимально уменьшить общую продолжительность работ, что возможно при переводе всех работ в первую группу.
Лекция 11
МОДЕЛИ СЕТЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ
Назначение и области применения сетевого планирования и управления
Поиски более эффективных способов планирования сложных процессов привели к созданию принципиально новых методов сетевого планирования и управления (СПУ).
Система методов СПУ - система методов планирования и управления разработкой крупных народнохозяйственных комплексов, научными исследованиями, конструкторской и технологической подготовкой производства, новых видов изделий, строительством и реконструкцией, капитальным ремонтом основных фондов путем применения сетевых графиков.
Первые системы, использующие сетевые графики, были применены в США в конце 50-х годов и получили названия СРМ (английская аббревиатура, означающая метод критического пути) и PERT (метод оценки и обзора программы). Система СРМ была впервые применена при управлении строительными работами, система PERT - при разработке систем "Поларис".
В России работы по сетевому планированию начались в 60-х годах. Тогда методы СПУ нашли применение в строительстве и научных разработках. В дальнейшем сетевые методы стали широко применяться и в других областях народного хозяйства.
СПУ основано на моделировании процесса с помощью сетевого графика и представляет собой совокупность расчетных методов, организационных и контрольных мероприятий по планированию и управлению комплексом работ.
Модели сетевого планирования и управления
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.
Диапазон применения СПУ весьма широк: от задач, касающихся деятельности отдельных лиц, до проектов, в которых участвуют сотни организаций и десятки тысяч людей (например, разработка и создание крупного территориально-промышленного комплекса).
Под комплексом работ (комплексом операций, или проектом) мы будем понимать всякую задачу, для выполнения которой необходимо осуществить достаточно большое количество разнообразных работ. Это может быть и строительство некоторого здания, корабля, самолета или любого другого сложного объекта, и разработка проекта этого сооружения, и даже процесс построения планов реализации проекта.
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 (комплексов) является сетевая модель.
Сетевая модель и ее основные элементы
Сетевая модель представляет собой план выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ (операций), заданного в специфической форме сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком. Отличительной особенностью сетевой модели является четкое определение всех временных взаимосвязей предстоящих работ.
Главными элементами сетевой модели являются события и работы.
Термин работа используется в СПУ в широком смысле. Во-первых, это действительная работа - протяженный во времени процесс, требующий затрат ресурсов (например, сборка изделия, испытание прибора и т.п.). Каждая действительная работа должна быть конкретной, четко описанной и иметь ответственного исполнителя.
Во-вторых, это ожидание - протяженный 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 все 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.
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.
События на сетевом графике (или, как еще говорят, на графе) изображаются кружками (вершинами графа), а работы - стрелками (ориентированными дугами), показывающими связь между работами. Пример фрагмента сетевого графика представлен на рис.1.
На рис. 2. а приведен сетевой график задачи моделирования и построения оптимального плана некоторого экономического объекта. Чтобы решить эту задачу, необходимо провести следующие работы: Л - сформулировать проблему исследования; Б - построить математическую модель изучаемого объекта; В - собрать информацию; Г - выбрать метод решения задачи; Д - построить и отладить программу для ЭВМ; Е - рассчитать оптимальный план; Ж - передать результаты расчета заказчику. Цифрами на графике обозначены номера событий, к которым приводит выполнение соответствующих работ.
Из графика, например, следует, что работы В и Г можно начать выполнять независимо одна от другой только после свершения события 3, т.е. когда выполнены работы А и Б; работу Д - после свершения события 4, когда выполнены работы А, Б и Г, а работу Е можно выполнить только после наступления события 5, т.е при выполнении всех предшествующих ему работ А, Б, В, Г» Д.
В сетевой модели, представленной на рис. 2 а нет числовых оценок. Такая сеть называется структурной. Однако на практике чаще всего используются сети, в которых заданы оценки продолжительности работ (указываемые в часах, неделях, декадах, месяцах и т.д. над соответствующими стрелками), а также оценки других параметров, например трудоемкости, стоимости и т.п. Именно такие сети мы будем рассматривать в дальнейшем.
Прежде сделаем следующее замечание . В рассмотренных примерах сетевые графики состояли из работ и событий. Однако может быть и иной принцип построения сетей - без событий. В такой сети вершины графа (например, изображенные прямоугольниками) означают определенные работы, а стрелки - зависимости между этими работами, определяющие порядок их выполнения. В качестве примера сетевой график "события - работы" задачи моделирования и построения оптимального плана некоторого экономического объекта, приведенный на рис. 2 а, представлен в виде сети "работы - связи" на рис. 2 б. А сетевой график "события - работы" той же задачи, но с неудачно составленным перечнем работ, представлен на рис. 2 в.
Следует отметить, что 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 (при отсутствии в целом принципиальных различий между двумя формами представления сети) в настоящее время наибольшее распространение получили сетевые графики "события - работы".
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 оценивается длительность 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 пересчетом параметров событий и работ.
При построении сетевого графика необходимо соблюдать ряд правил.
1. В сетевой модели не должно быть "тупиковых" событий, т.е. событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события (рис. 3 а). Здесь либо работа (2, 3) не нужна и ее необходимо аннулировать, либо не замечена необходимость определенной работы, следующей за событием 3 для свершения какого-либо последующего события. В таких случаях необходимо тщательное изучение взаимосвязей событий и работ для исправления возникшего недоразумения.
2. В сетевом графике не должно быть "Хвостовых" событий (кроме исходного}, которым не предшествует хотя бы одна работа (событие 3 - на рис. 3 б). Здесь работы, предшествующие событию 3, не предусмотрены. Поэтому событие 3 не может свершиться, а следовательно, не может быть выполнена и следующая за ним работа (3, 5). Обнаружив в сети такие события, необходимо определить исполнителей предшествующих им работ и включить эти работы в сеть.
3. В сети не должно быть замкнутых контуров и петель, т.е. путей, соединяющих некоторые события с ними же самими (рис. 3 в, г).
Представим себе, что в сетевом графике, изображенном на рис 2 а, работы Б и Д при формулировании первоначального списка работ мы объединили бы в одну работу Б 1 . Тогда получили бы сетевой график, представленный на рис 2в. Событие означает, что к работе Б", которую нельзя выполнить до выбора метода расчета (работа Г), а выбор метода расчета нельзя начинать до окончания построения модели (событие 3"). Другими словами, в сети образовался простейший контур: 2"->3"->2".
При возникновении контура (а в сложных сетях, т.е. в сетях с высоким показателем сложности, это встречается довольно часто и обнаруживается лишь при помощи ЭВМ) необходимо вернуться к исходным данным и путем пересмотра состава работ добиться его устранения. Так, в нашем примере потребовалось бы разделение работы Б" на Б и Д.
4. Любые два события должны быть непосредственно связаны не более чем одной работой-стрелкой.
Нарушение этого условия происходит при изображении параллельно выполняемых работ (рис. 3 д). Если эти работы так и оставить, то произойдет путаница из-за того, что две различные работы будут иметь одно и то же обозначение (7, 2); обычно принято под (i , у) понимать работу, связывающую <-е событие с j-м событием. Однако содержание этих работ, состав привлекаемых исполнителей и количество затрачиваемых на работы ресурсов могут существенно отличаться.
В этом случае рекомендуется ввести фиктивное событие (событие 2" на рис. 3 ё) и фиктивную работу (работа 2", 2), при этом одна из параллельных работ (7, 2) замыкается на это фиктивное событие. Фиктивные работы изображаются на графике пунктирными линиями.
5. В сети рекомендуется иметь одно исходное и одно завершающее событие. Если в составленной сети это не так (см рис. 3 ж), то добиться желаемого можно путем введения фиктивных событий и работ, как это показано на рис. 3 з.
Фиктивные работы и события необходимо вводить и в ряд* других случаев. Один из них - отражение зависимости событий не связанных с реальными работами. Например, работы А и 1 (рис. 3 и) могут выполняться независимо друг от друга, но п< условиям производства работа Б не может начаться раньше, чем окончится работа А. Это обстоятельство требует введения фик- тивной работы С.
Другой случай - неполная зависимость работ. Например, работа С требует для своего начала завершения работ А и Б, но работа Д связана только с работой Б, а от работы А не зависит. То гда требуется введение фиктивной работы Ф и фиктивного события 3", как показано на рис. 3 к.
Кроме того, фиктивные работы могут вводиться для отражения реальных отсрочек и ожидания. В отличие от предыдущих случаев здесь фиктивная работа характеризуется протяженностью во времени.