XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2022
Сетевое моделирование помогает осуществить рациональное планирование крупных сложных проектов, в которое включено множество различных, взаимосвязанных между собой работ. В современной бизнес-среде актуальность управления проектами как метода организации и управления производством значительно выросла.
Рассмотрим актуальность и необходимость сетевого моделирования в анализе и практическом применении.
Современные экономические системы демонстрируют высокую степень взаимосвязанности. Характер взаимоотношений может быть самым разным, например, взаимосвязь между определенными процессами или имущественные отношения между предприятиями. Сетевые модели в самом широком смысле, представляющие собой набор узлов и соединений, являются хорошим представлением экономических систем.
Определение оптимального управления комплексом работ при создании информационной системы является актуальной задачей. Для решения данной проблемы используется сетевое моделирование.
Сетевые модели обладают наглядностью и позволяют определить оптимальное управление комплексом работ. Особенностью сетевого моделирования является то, что мы рассматриваем объект управления как единый комплекс взаимосвязанных операций, направленных на достижение цели.
Сетевое моделирование — один из методов научного планирования и управления для выполнения крупномасштабных работ с высокой вероятностью соблюдения определенных сроков.
При планировании сетевого производства:
— видна цепочка работ, от которых зависит своевременная реализация проекта;
— существуют простые математические зависимости, которые позволяют выполнять вычисления;
— после завершения составления плана сети будут выявлены резервы, которые могут быть использованы в рамках проекта, и, следовательно, продолжительность и стоимость будут сокращены.
Достоинство ИС с использованием сетевого моделирования заключается в увеличении производительности труда, так как значительно ускоряется процесс планирования предстоящих работ, тем самым снижая финансовые затраты при создании информационных систем за счет соблюдения требований по времени на комплекс работ, предусмотренных в заказе проекта.
Сетевые методы позволяют нам решать задачи планирования крупных ирригационных систем, компьютерных комплексов, транспортных систем, систем связи, практических задач, связанных с хранением, распределением товаров, календарным планированием выполняемых работ (графики сетевых проектов), заменой оборудования, контролем затрат, транспортировкой, системами очередей, обеспечением ритма производственного процесса, управлением запасами, распределением рабочей силы, внедрением операционных систем, внедрением систем управления базами данных с большими объемами информации и т.п. По сравнению с другими методами оптимизации сетевые алгоритмы позволяют решать задачи со значительно большим числом переменных и ограничений.
Преимуществами сетевого типа данных являются возможность эффективной реализации с точки зрения стоимости и эффективности памяти, отсутствие дублирования данных в разных элементах модели. Сетевые модели более удобны для пользователя по сравнению с иерархическими, так как доступ к данным практически не имеет ограничений и возможен для объекта любого уровня. Они более универсальны. Допускаются все виды требований. Сетевая модель предоставляет большие возможности с точки зрения допустимости формирования произвольных соединений.
Недостатками сетевой модели данных являются сложность и грубость схемы базы данных, построенной на ее основе, а также сложность понимания и реализации обработки информации в базе данных обычным пользователем. Кроме того, в сетевой модели данных контроль целостности связи нарушается из-за допустимости установления произвольных соединений между записями.
Анализ комплекса работ позволяет оценить возможности структуры модели, определить степень сложности каждой работы, загруженность исполнителей на всех этапах комплекса работ.
Преимущества планирования при помощи сетевых моделей и управления обеспечивают своевременную корректировку процесса управления и работы различных руководящих органов, эффективное предвидение в будущем и адекватное влияние на ход работы. Также предусмотрены необходимые условия для использования опыта, творческих способностей человека на этапах постановки задач, корректировки их решений и оценки конечных результатов. Сотрудники отдела освобождены от рутинной деятельности.
Использование компьютерной графики при организации и проведении оперативных совещаний позволяет своевременно решать возникающие вопросы с высоким уровнем четкости, убедительности и объективности.
Тема 3 Сетевые методы в экономике.
Сетевая модель – это графическое представление плана выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ (операций), заданного в специфической форме сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком.
Построение сетевой модели поволяет проанализировать все работы и внести улучшения в структуру модели до начала ее реализации.
Составляется календарный график, определяющий начало и окончание каждой работы, а также взаимосвязи с другими работами. Календарный гарфик выявляет критические работы, которым нужно уделять особое внимание, чтобы закончить все работы в директивный срок. Для некритических работ календарный график позволяет установить резервы времени с целью эффективного использования трудовых и финансовых ресурсов.
В сетевом моделировании имеются два основных элемента: работа и событие.
Работа – это активный процесс, требующий затрат ресурсов, либо пассивный процесс (ожидание), приводящий к достижению намеченого результата.
Фиктивная работа – это связь между результатами работ (событиями), не трубующая затрат времени и ресурсов.
Событие – это результат (промежуточный или конечный) выполнения одной или нескольких предшествующих работ.
Путь – это любая непрерывная последовательность (цепь) работ и событий.
Критический путь – это путь не имеещий резервов и включающий в себя самые напряженные работы комплекса. Работы расположенные на критическом пути называют критическими. Все остальные работы называют некритическими (ннапряженными) и обладают резервами времени, которые позволяют передвигать сроки проведения таких работ, на влияя на общую продолжительность выполнения всего комплекса работ.
При построении сетевых моделей необходимо соблюдать следующие правила:
1. Сеть вычеркивается слева направо, и каждое событие с большим порядковым номером изображается правее предыдущего. Стрелки, показывающие работы, также в основном должны быть направлены слева направо, при этом каждая стрелка должна выходить из узла с меньшим номером и входить в узел с большим номером.
2. Два соседних события могут объединяться лишь одной работой. Для изображения параллельных работ вводятся промежуточное событие и фиктивная работа.
3. В сети не должно быть тупиков, т.е. промежуточных событий, из которых не выходит ни одна работа.
4. В сети не должно быть промежуточных событий, которым не предшествует хотя бы одна работа.
5. В сети не должно быть замкнутых контуров, состоящих из взаимосвязанных работ, создающих замкнутую цепь.
Для правильной нумерации событий поступают следующим образом. Нумерация события начинается с исходного события, которому дается номер 1 или 0. Из исходного события 1 вычеркивают все последующие за ним работы, на оставшейся сети находят событие, которому не предшествует ни одна работа. Это событие получает номер 2. Затем вычеркивают работы, следующие за событием 2. И на оставшейся части сети вновь находят событие, которому не предшествует ни одна работа, ему присваивают номер 3, и так продолжается до завершаюшего события. См. пример.
Пример. Звездочками отмечены те работы, которые вычеркиваются.
1.Сетевые модели, отображающие динамический процесс во времени 2
Основным признаком современного производства является стохастичность процессов его функционирования и вероятностный характер всех параметров. Источником случайности при исследовании производства с помощью математических моделей может стать следующее обстоятельство. Реальное производство представляет собой сложную систему, состоящую их большого числа элементов, находящихся в тесном взаимодействии. При исследовании таких систем невозможно учесть все элементы и все связи элементов производства, и отказ от рассмотрения второстепенных элементов и связей сообщит результирующему действию оставшихся элементов системы характер случайности, хотя возможно, что первоначальная система имела детерминированную природу. Отсюда вытекает следующий вывод: современное производство должно иметь в качестве адекватной математической модели вероятностную модель.
Действительно, основное отличие разработки нового комплекса (например, в судостроении при планировании проектно-конструкторских работ) заключается в некоторой неопределенности объекта разработки, в наличии ситуаций, когда принятие решений, иногда альтернативных, необходимо в ходе решения проекта, в существовании выбора из множества исходов.
Таким образом, характерным признаком разработки объекта новой техники является то, что в своем развитии отдельные разработки делятся на поднаправления, образуя несколько исходов. В местах разветвлений возникают альтернативные события, в которых приходится принимать решения о вариантах дальнейшего развития разработки, т.е. производить выбор из множества исходов. Общих правил для выбора не существует, поэтому часто прибегают к методу последовательного приближения путем проб и построению такой модели, которая позволяла бы осуществить моделирование процесса выборки. Эти особенности процесса разработки и могут быть отображены вероятностной сетевой моделью, которая позволяет путем введения ветвящихся узлов смоделировать принятие решения в местах разветвления и оценить вероятность каждого исхода и время его реализации.
Все системы сетевого планирования и управления (СПУ) можно разделить по степени неопределенности исследуемой сетевой модели.
Детерминированныесетевые модели. Это модели с детерминированной топологией и детерминированной метрикой, программный аппарат данного вида моделей является разработанным.
Стохастические (вероятностные)сетевые модели, их можно разделить на следующие группы:
а) вероятностные сетевые модели, у которых детерминированная топология и вероятностная метрика;
б) вероятностные сетевые модели с вероятностной топологией и вероятностной метрикой. Такие сетевые модели в настоящее время еще редко используются несмотря на то, что этот вариант сетевой модели был бы наиболее приемлемым.
Альтернативныесетевые модели. Данные модели имеют при выполнении каждой работы список альтернатив – список работ, заменяющих выполнение данной работы. При построении сети учитываются не только возможные альтернативные варианты хода выполнения работ, но также и возможность получения конечной цели несколько отличного содержания, чем это было запланировано (например, создание объекта с несколько измененными в ту или иную сторону техническими характеристиками).
В данном курсе рассматривается только один класс из перечисленных – детерминированная сетевая модель, у которой и топология и метрика строго детерминирована.