6. Модели сетевого планирования и управления
6.1. Назначение и области применения сетевого планирования и управления
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.
- 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.
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.
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, требующей 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 краски, 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 приведен график задачи моделирования и построения оптимального плана некоторого экономического объекта. Чтобы решить эту задачу, необходимо провести следующие работы: А – 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 работу 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 и Д.
В сетевой модели, представленной на рисунке, 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.
Но 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 рисунке, представлен в виде сети «работы – связи» (см.рис.2).
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 мене 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».
Сетевая модель и её основные элементы
С математической точки зрения сетевой график— это связный взвешенный ориентированный граф без петель и контуров. Иногда сетевой график называют сетью. Основными понятиями сетевого планирования являются понятия работы и события. Работа – это любые действия , сопровождающиеся затратами ресурсов и времени и приводящие к определённым результатам. То есть, в сетевом планировании это понятие используется в широком смысле. Это и действительная работа, и ожидание, и зависимость или фиктивная работа, т. е. логическая связь между двумя или несколькими работами (событиями), не требующими затрат труда, ресурсов, времени. Фиктивная работа указывает, что возможность одной работы, непосредственно зависит от результатов другой. Естественно продолжительность фиктивной работы принимается равной нулю.
Событие – результат завершения одной или нескольких работ, отражающий отдельный этап выполнения проекта. Любая работа на сети может быть определена двумя событиями, между которыми она находится. 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. Предполагается, что событие не имеет продолжительности и свершается как бы мгновенно. Работы на сети изображаются дугами, а события – вершинами сети.
Порядок и правила построения сетевых графиков
Сетевые графики составляются на начальном этапе планирования. Построение и использование сетевых графиков производится в следующем порядке.
Вначале планируемый процесс разбивается на отдельные работы, составляется перечень работ и событий, продумываются их логические связи и последовательность выполнения, работы закрепляются за ответственными исполнителями.
Затем составляется сетевой график. При необходимости проводится его упорядочение, далее 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 сетевом графике рекомендуется иметь одно исходное и одно завершающее событие (по аналогии с рассмотренным ранее понятием сети).
Если это не так, то необходимо вводить фиктивные события и работы
(рис.1).
2. В сетевом графике не должно быть «хвостовых» событий (кроме исходного), которым не предшествует хотя бы одна работа (рис.2). Обнаружив в сети такое событие, необходимо определить исполнителей предшествующих им работ и включить эти работы в сеть.
Рис. 1.14
3. В сетевом графике не должно быть «тупиковых» событий, т.е. событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события (рис.3).
Рис. 1.15
Здесь работа (1,3) или не нужна и её необходимо аннулировать, или не замечена необходимость определенной работы, следующей за событием 3.
Необходимо внимательное изучение взаимосвязей событий и работ для исправления сетевого графика.
4. В сетевом графике не должно быть циклов, контуров и петель (рис.4).
Рис.1.16
При возникновении циклов и контуров, что довольно часто встречается в сложных сетях, необходимо вернуться к исходным данным и путем пересмотра состава работ добиться их устранения.
5.Любые два события должны быть связаны не более чем одной работой стрелкой. То есть, не должно быть параллельно выполняемых работ. Они или объединяются или вводятся фиктивные события и работы, которые изображаются на сетевом графике пунктиром (рис. 5). а) б)
Руководствуясь данными правилами, приступим к практическому
изучению вопросов построения и использования сетевых графиков в
соответствии с рассмотренным выше порядком.