Сетевое планирование и управление. Методы сетевого планирования

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.

СПУ представляет собой систему методов и моделей планирования и управления разработкой сложных взаимосвязанных комплексов работ: крупных народно-хозяйственных комплексов, комплексных целевых программ (например, программа подготовки к олимпиаде «Сочи-2014»), технической подготовки производства на крупных промышленных предприятиях, планов строительства и реконструкции жилых и промышленных комплексов и т.п.

СПУ основано на моделировании процесса с помощью построения сетевого графика, отображающего планируемый комплекс работ.

Система СПУ позволяет:

Формировать календарный план реализации некоторого комплекса работ;

Выявлять и мобилизовать резервы времени, трудовые, материальные ресурсы и денежные ресурсы;

Осуществлять управление комплексом работ по принципу «ведущего звена» с прогнозированием и предупреждением возможных срывов в ходе работ.

Сетевая модель представляет собой план выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ (операций), заданную в специфической форме сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком . Сетевой график – это ориентированный граф без контуров, отражающий логическую взаимосвязь всех операций (работ).

Главными элементами сетевой модели являются события и работы.

Работа (операция) – это активный процесс, требующий затрат ресурсов (например, сборка изделия, рытье котлована и т.п.), либо пассивный процесс(ожидание) – протяженный во времени процесс, не требующий затрат ресурсов (например, процесс сушки после покраски, процесс твердения бетона и т.п.). Кроме активных и пассивных работ выделяются фиктивные работы – логические зависимости (связи) между работами и (или) событиями, не требующие затрат времени и ресурсов.

Событие – это результат (промежуточный или конечный) выполнения одной или нескольких работ. Событие может свершиться только тогда, когда закончатся все работы, предшествующие этому событию. Последующие работы могут начаться только тогда, когда событие свершится. Предполагается, что событие не имеет продолжительности и совершается как бы мгновенно.

Среди событий сетевой модели выделяют исходное и завершающее события. Исходное событие не имеет предшествующих работ и событий, относящихся к рассматриваемому комплексу работ (это событие – начало всего комплекса работ). Завершающее событие не имеет последующих работ и событий (это событие – окончание всего комплекса работ).

События на сетевом графике изображаются кружками (вершинами графа), и работы – стрелками (ориентированными дугами графа).

Путь – любая непрерывная последовательность (цепь) работ и событий.

Полный путь – любой путь, начало которого совпадает с исходным событием, а конец – с завершающим.

Критический путь – наиболее продолжительный полный путь в сетевом графике. Этот путь не имеет резервов и включает самые напряженные работы комплекса. Все остальные работы (не лежащие на критическом пути) являются некритическими и имеют резервы времени, которые позволяют передвигать сроки их выполнения, не влияя на общую продолжительность работ.

Все события и работы в сетевом графике нумеруются. При этом работы удобно нумеровать двумя числами: первое число – номер события из которого исходит работа, второе число – номер события, к которому приводит работа.

При построении сетевых моделей необходимо соблюдать следующие правила:

1. Сеть вычерчивается слева направо, и каждое событие с большим номером изображается правее (или на одном уровне) предыдущего. Ориентация стрелок, изображающих работы, также в основном должна быть слева направо. При этом каждая работа должна выходить из события с меньшим номером и входить в событие с большим номером.

2. Два события могут быть объединены только одной работой. Для изображения параллельных работ вводятся промежуточные события и фиктивные работы.

3. В сети не должно быть тупиков, то есть событий (кроме завершающего), из которых не выходит ни одна работа.

4. В сети не должно быть событий (кроме исходного), которым не предшествует хотя бы одна работа.

5. В сети не должно быть замкнутых контуров, состоящих из взаимосвязанных работ, образующих замкнутую цепь.

Отметим, что над стрелками, обозначающими работы, в сетевом графике обычно указывается их (работ) продолжительность.

Приведем пример построения сетевого графика. П

Пусть речь идет об издании книги некоторого автора некоторым издательством. Упрощенная последовательность процессов (работ), приводящая к реализации проекта издания книги представлена в таблице 7.1.

Таблица 7.1. Исходные данные процесса издания книги.

Процесс (работа)	Предшествующие процессы, которые должны быть выполнены до начала данного	Длительность (недели)
	-
	-
C: Разработка обложки книги	-
D: Подготовка иллюстраций	-
	A,B
	E
	F
	D
I: Подготовка печатных форм	G,H
	C,I

Сетевой график, отображающий комплекс работ по изданию книги представлен на рисунке 7.1 (Красным выделен критический путь, расчет произведен ниже)

Рис.7.1. Сетевой график комплекса работ по изданию книги.

Расчет сетевого графика заключается в определении:

Ранних сроков свершения событий, ранних сроков начала и окончания работ;

Поздних сроков наступления событий, поздних сроков начала и окончания работ;

Резервов времени работ и событий, критического пути.

Введем следующие обозначения:

Тi р – ранний срок наступления события i ;

Тi п – поздний срок наступления события i ;

Тij рн – ранний срок начала работы ij ;

Тij ро – ранний срок окончания работы ij ;

Тij пн – поздний срок начала работы ij ;

Тij по – поздний срок окончания работы ij ;

R i – резерв времени события i ;

R ij – резерв времени работы ij ;

tij – продолжительность выполнения работы ij .

Алгоритм расчета параметров сетевого графика состоит из следующих основных этапов:

Этап 1. Двигаясь от исходного события к завершающему, определяются ранние сроки наступления событий, ранние сроки начала и окончания работ:

1.1 Ранний срок наступления исходного события полагается равным нулю: То р = 0.

Ранний срок начала всех работ, исходящих из исходного события также полагается равным нулю: Тоj рн = 0.

Ранний срок окончания работ, исходящих из исходного события определяется по формуле: Тоj ро = Тоj рн + tоj

1.2. Ранний срок наступления события j определяется по формуле:

Тj р = max { Тi р + tij }

Ранний срок наступления события j – это самый ранний срок, к которому завершаются все работы, предшествующие этому событию.

Ранний срок начала всех работ, исходящих из события j полагается равным раннему

сроку наступления события:: Тjk рн = Тj р

Ранний срок окончания работ, исходящих из события j определяется по формуле:

Тоj ро = Тоj рн + tоj

Этап 2. Двигаясь от завершающего события к исходному, определяются поздние сроки наступления событий, поздние сроки начала и окончания работ.

2.1. Для завершающего (конечного) события поздний срок его наступления полагается равным раннему, определенному на первом этапе:

Тk п = Тk р (здесь номером k обозначен номер завершающего события сети)

Для всех работ, входящих в завершающее событие (то есть для работ, результатом которых является завершающее событие сети) определяются поздние сроки начала и окончания по формулам:

2.2. Поздний срок наступления события i определяется по формуле:

Тi п = min { Тj п - tij }

Выбор минимального значения происходит по всем событиям {j}, которые непосредственно связаны с событием i через работы, то есть в сети есть работа ij.

Поздний срок наступления события i – это предельный срок, когда событие может наступить, не повлияв при этом на общий срок завершения всего комплекса работ.

Для всех работ, результатом которых является событие i, определяются поздние сроки начала и окончания по формулам:

Тik по = Тk п; Тik пн = Тik по – tik .

2.3. Для всех событий и работ определяются резервы времени:

Ri = Тi п – Тi р; Rij = Тij пн – Тij рн = Тij по – Тij ро

События и работы, резерв времени которых равен нулю , образуют критический путь . Именно работы, составляющие критический путь, определяют общую продолжительность всего комплекса, и любая задержка в их выполнении приводит к увеличению сроков выполнения всего комплекса работ.

События и работы, не лежащие на критическом пути, имеют резервы времени, отличные от нуля. Резерв показывает, на какой допустимый срок можно задержать наступление события, или на какой срок увеличить продолжительность выполнения работы, не вызывая при этом увеличения времени выполнения всего комплекса работ.

Рассчитаем сетевой график, представленный на рисунке 7.1, исходные данные которого представлены в таблице 7.1. Предварительно, с учетом построенного графика, обозначим работы с помощью двух чисел (первое число –номер события, из которого исходит работа, второе – номер события, к которому приводит работа), и заполним графы 1-3 таблицы 7.2. В последующих графах произведен расчет ранних и поздних сроков начала т окончания работ, а также резерва работ. Работы, составляющие критический путь выделены красным шрифтом.

Таблица 7.2. Расчет сетевого графика процесса издания книги.

Процесс (работа)	Номер работы	Длит. (недели)	Тij рн	Тij ро	Тij по	Тij пн	Rij
A: Прочтение рукописи редактором	0,1
B: Пробная верстка отдельных страниц	0,2
C: Разработка обложки книги	0,7
D: Подготовка иллюстраций	0,3
Фиктивная работа	1,2
E: Просмотр автором редакторских правок	2,4
F: Верстка (создание макета книги)	4,5
G: Проверка автором макета книги	5,6
H: Проверка автором иллюстраций	3,6
I: Подготовка печатных форм	6,7
J: Печать и брошюровка книги	7.8

После изучения данного раздела следует выполнить задачи 6,7 контрольной работы № 6

ЛИТЕРАТУРА

1. Экономико-математические модели и методы: учебно-практическое пособие/Под ред. С.И. Макарова, С.А. Севастьяновой. – М.: КНОРУС,2009

2. Орлова И.В. Экономико-математические методы и модели: компьютерное моделирование.- М.: Вуз. учеб., 2010

3. Мадера А.Г. Математические модели в управлении. -М.: РГТУ, 2007

4. Бразовская Н.В. Математические методы принятия управленческих решений. -Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2009

5. Вагнер Г. Основы исследования операций: В Зт. – М.: Мир, т. 1 1972, т. 2,3 – 1973

6. Вентцель Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология. – М.: Наука, 1988

Менеджер проекта на этапе планирования часто сталкивается с ситуацией, когда одних структуры, плана по вехам и недостаточно для разработки календарного плана проекта. Такое возникает для весьма крупных проектных задач, где содержательную часть планируемых работ требуется осуществить наиболее рационально, снизив при этом расход временных ресурсов. На помощь проектному менеджеру может прийти сетевое планирование как инструментальное решение, реализуемое по стандартному оптимизационному алгоритму.

Метод сетевого моделирования

Сетевое планирование и управление получило активное развитие с 50-х годов прошлого века сначала в США, затем в других развитых странах и в СССР. Такие методы сетевого планирования, как CPM, PERT позволили существенно поднять «планку» проектного управления в направлении оптимизации временных и содержательных параметров графиков работ. Это дало возможность разрабатывать расписания проектных задач на основе более эффективной методологии сетевого моделирования, вобравшей в себя весь лучший опыт (схема методов календарного планирования приведена ниже). Сетевая диаграмма имеет различные названия, среди них:

сетевой график;
сетевая модель;
сеть;
граф сети;
стрелочная диаграмма;
PERT-диаграмма, и т.д.

Визуально сетевая модель проекта представляет собой графическую схему последовательного комплекса работ и связей между ними. Стоит заметить, что система планирования и управления проектом целостно отображается в графической форме состава операций, их временных протяженностей и взаимосвязанных событий. Основой метода построения модели служит раздел математики, именуемый теорией графов, сформировавшийся в начале 50-х – конце 60-х годов.

Методы календарного планирования и управления проектам

В модели сетевого планирования и управления под графом понимается геометрическая фигура, включающая бесконечное или конечное множество точек и линий, соединяющих между собой эти линии. Граничные точки графа называют его вершинами, а ориентированные в направлениях соединяющие их точки – ребрами или дугами. Сетевая модель в свой состав включает именно ориентированные графы.

Вид ориентированного графа

Разберем другие основные понятия сетевой модели проекта.

Работа – часть производственного или проектного процесса, имеющая начало и окончание в форме количественно описываемого результата, требующая затрат времени и других ресурсов. Работа отражается на диаграмме в форме однонаправленной стрелочной линии. Формой работ мы можем считать операции, мероприятия и действия.
Событие – факт завершения работ, результат которых необходим и достаточен для начала реализации следующих операций. Вид события на модели отражается в форме кружков, ромбиков (вехи) или других фигур, внутри которых помещается идентификационный номер события.
Веха представляет собой работу с нулевой продолжительностью и обозначает важное, значимое событие в проекте (например, утверждение или подписание документа, акт окончания или начала проектного этапа и т.п.).
Ожидание – это процедура, которая не потребляет никаких ресурсов, кроме затрат времени. Отображается как линия со стрелкой на конце с отметкой длительности и указанием наименования ожидания.
Фиктивная работа или зависимость – вид технологической и организационной связи работ, не требует никаких усилий и ресурсов, в том числе затрат времени. На сетевой диаграмме показывается как пунктирная стрелка.

Варианты связей и отношение предшествования

Сетевые методы планирования строятся по моделям, в которых проект представляется как целостная совокупность взаимосвязанных работ. Данные модели во многом формируются типом и видом связей между операциями реализации проекта. С позиции типа различаются жесткие, мягкие и ресурсные связи. Видовое различие взаимосвязанности операций основано на отношения предшествования. Рассмотрим основные типы связи.

Мягкие связи. Им соответствует особая, «дискреционная» логика, дающая «мягкую» основу для выбора операций к размещению на диаграмму, диктуемого технологией. В то время как технология длительный период развивалась на протяжении многих циклов, вырабатываются правила делового оборота, не требующие дополнительной фиксации и планирования. Это экономит время, место модели, стоимость и не требует дополнительного контроля со стороны PM. Поэтому менеджер проекта сам решает, нужна ему такая выделенная операция, или нет.
Жесткие связи. Данный вид связей основан на технологической логике. Они предписывают выполнение конкретных действий строго после других, что сообразно с процессуальной логикой. Например, наладку оборудования можно осуществлять только после его монтажа. Тестирование недочетов технологии допустимо проводить, если сдача ее в опытную эксплуатацию произошла и т.д. Иными словами, принятая технология (неважно, в какой сфере она реализуется) жестко навязывает последовательность мероприятий и событий проекта, что и обуславливает соответствующий тип связи.
Ресурсные связи. В условиях назначения на один ответственный ресурс нескольких задач возникает его перегруженность, что может привести к удорожанию проекта. За счет подведения под менее критичную задачу дополнительного ресурса этого можно избежать, и такие связи называются ресурсными.

В момент формирования расписания проекта сначала применяются жесткие, а затем – мягкие связи. Далее, по необходимости, некоторые мягкие связи подлежат сокращению. Благодаря этому может быть достигнуто некоторое сокращение общей длительности проекта. В условиях перегруженности некоторых ответственных ресурсов из-за параллельных работ допустимо разрешение возникших конфликтов введением ресурсных связей. Однако следует контролировать, чтобы новые связи не привели к значительным изменениям общего плана.

Сопряженные работы как некая последовательность проектной задачи связаны друг с другом. Назовем их операциями А и В. Введем понятие отношения предшествования, которое рассматривается как некое ограничение на сроки и общую продолжительность, так как операция В не может начаться до момента окончания операции А. Это означает, что В и А связаны отношением простого предшествования, при этом вовсе не обязательно, чтобы В начиналось одномоментно с окончанием А. Например, отделочные работы начинаются после возведения крыши дома, но это не означает, что выполняться они должны в тот же момент, когда наступит указанное событие.

Метод сетевой модели номер один

Сетевое планирование и управление (СПУ) предполагает два варианта построения сетевой диаграммы проекта: «ребро – работа» и «вершина – работа». При первом варианте отображения диаграммы реализуются метод критического пути и метод PERT. Метод имеет и иное название – «вершина – событие», что, по сути отражает другую сторону единого содержания. В англоязычной интерпретации данный вариант построения сетевой модели по аббревиатуре называют АоА (Activity on Arrow Diagramming). Доминирующее место в методе занимают события проекта. События различают трех видов:

начальное событие;
промежуточное событие;
конечное событие.

Устройство проектной задачи таково, что в процессе ее реализации место есть только одному начальному и одному конечному событию. До начального события и после конечного события работы не выполняются. В момент конечного события проект считается завершенным. До наступления промежуточного события все входящие операции должны быть выполнены. Оно дает старт всем исходящим из него операциям. Фиктивные работы применяются после работ, если неизвестно, какая из них окажется последней.

Пример сетевой диаграммы метода «ребро – работа»

Сетевое планирование при построении сетевой диаграммы АоА руководствуется следующим набором основных правил.

Проектные события подлежат последовательной нумерации. Номера присваиваются событиям без пропусков.
Начального и конечного события должно быть только по одному.
Работа не может планироваться и размещаться в направлении события проекта, имеющего меньший номер, чем у исходного события.
Недопустима замкнутая последовательность операций, а линии стрелок размещаются в направлении слева-направо.
Двойные связи между событиями недопустимы.

Алгоритм формирования диаграммы следующий.

Разместить слева поля начальное событие.
Найти в списке работы, не имеющие предшественников, и разместить их итоговые события на диаграмме правее начального события без указания номеров.
Соединить стрелочными линиями работ начальное и только что размещенные события.
Из состава работ, которых еще нет на диаграмме, выбрать работу, для которой предшественник уже размещен.
Справа от предшествующего события вставить новое событие без номера и связать их выбранной работой.
С учетом отношения предшествования соединить фиктивной работой начальное событие размещенной работы и событие, размещенное на сетевом графике.

Сетевое планирование процессов – генеральный инструмент проектного управления. Оно помогает максимально эффективно использовать потенциал сотрудников компании, проводить инновационные разработки и выводить новые бренды на потребительский рынок.

Особенности

Сетевое планирование и управление позволяет определить примерную дату окончания проекта за счет анализа сроков выполнения его реализованных и нереализованных частей. В его основе лежит простое математическое моделирование комплексных мероприятий и точечных действий для решения какой-то одной конкретной задачи. Фактически планирование – это комплекс расчетных, организационных и графических методов, которые позволяют не только осуществлять качественную разработку проекта, но помогают перестроить его в режиме реального времени в зависимости от меняющихся внешних условий.

Оно позволяет равномерно распределить задачи с учетом:

ограниченности ресурсов (материальных и нематериальных);
регулярно обновляемой информации;
отслеживания сроков выполнения.

Такой способ минимизирует риски и исключит возможность появления дедлайна. В сетевом планировании широко развит системный подход. Нередко для запуска какого-либо проекта требуется работа сотрудников из разных подразделений предприятия (иногда даже привлекают специалистов на аутсорсе), поэтому только их слаженные действия в единой организационной системе позволит выполнить работу точно в срок.

Ключевой целью сетевого планирования в управлении является сокращение продолжительности проекта при условии сохранения параметров качества и объема продукции.

Сферы применения

Сетевые методы планирования бизнес-процессов и управления на предприятии пользуются популярностью в различных сферах деятельности. Наибольшее применение они нашли в тех проектах, в которых необходимо сначала придумать и создать новый продукт, а уже только потом предложить его потребителю. К таким сферам бизнеса относятся:

НИиОКР;
инновационная деятельность;
технологическое проектирование;
опытное производство;
автоматизация бизнес-процессов;
тестирование серийных образцов;
модернизация оборудования;
исследование конъюнктуры рынка;
кадровое управление и рекрутинг.

Решаемые задачи

Внедрение моделей сетевого планирования и управления на предприятии позволяет решить целый комплекс задач:

временной анализ проекта:
- расчет сроков выполнения работ;
- определение временных резервов;
- нахождение проблемных проектных участков;
- поиск критических путей решения проблем;
ресурсный анализ, позволяющий составить календарный план расходования имеющихся ресурсов;
моделирование проекта:
- определение состава требуемых работ;
- установление между ними взаимосвязи;
- построение иерархической бизнес-модели процессов;
- определение интересов всех участников проекта;
распределение имеющихся ресурсов:
- увеличение поступлений в зависимости от имеющихся потребностей;
- минимизация сроков и объемов поставляемых ресурсов в одной части проекта и их увеличение – в другой.

Но точная формулировка задач планирования и рационального управления зависит от отрасли, для которой разрабатывается бизнес-проект. В некоторых отраслях основным считается человеческий (нематериальный) ресурс, а его расходование зависит не только от вложенных предприятием средств на обучение и лицензирование, но и от личностного потенциала сотрудников, измерить который чрезвычайно сложно.

Инструментарий

Главными инструментами временного и ресурсного планирования считаются графики или диаграммы. Они позволяют визуально определить состояние выполняемых работ и зависимость между ними. Сетевой график планирования и эффективного управления показывает сроки выполнения операций, требуемые ресурсы и денежные расходы. Можно выделить две разновидности диаграмм:

моделирование проекта в виде множества вершин, связанных линиями, которые показывают взаимосвязи между работами;
отображение работы в виде линии между событиями («вершина-событие»).

Первый метод используется чаще, поскольку при сетевом планировании продуктивнее отталкиваться непосредственно от выполняемых работ и требуемых ресурсов, а не от точных сроков начала и окончания проекта.

Пошаговое построение сетевого графика

В рамках деятельности любой компании лучше всего строить график по методу критического пути. Этот способ построения имеет несколько ключевых пунктов:

формулировка цели планирования;
установление возможных ограничений (ресурсы, финансы);
определение состава действий, которые нужны для достижения цели (все действия оформляются отдельными файлами, загружаются в программу типа MS Visio или пишутся на обычных карточках);
для каждого действия отмечаются длительность выполнения, ресурсы, инструменты и ответственных лиц;
составление иерархии действий;
отображение взаимосвязи между операциями (в т.ч. по самым ранним и поздним срокам начала и окончания процесса);
вычисление резерва времени для каждого действия (разница между ранним и поздним началом или окончанием проекта);
определение критического пути, в котором нет временного резерва для каждого действия, т.е. все они выполняются слаженно, быстро и без перерывов.

Преимущества использования

Первый сетевой график был применен в 50-х годах прошлого столетия, но до сих пор он не теряет своей актуальности. Это связано с его несомненными преимуществами. Ведь с помощью диаграмм можно:

осуществлять слаженное, обоснованное и оперативное планирование критических бизнес-процессов;
выбирать оптимальную продолжительность процесса;
определять и использовать имеющиеся резервы;
оперативно корректировать план работ в зависимости от изменений внешних факторов;
полностью внедрить системный подход на производстве;
применять компьютерные технологии, которые увеличивают скорость и качество построения сетевых моделей.

Методы планирования

В рамках управления проектами используются различные методы сетевого планирования. Применение определенных технологий связано с изменяемыми или неизменяемыми параметрами выполняемых работ.

Детерминированные сетевые модели

Детерминированными моделями называют те проекты, в которых последовательность и продолжительность работ признана однозначной вне зависимости от факторов внешней среды. Они позволяют воссоздать идеальный процесс, к которому следует стремиться при реальной проектной деятельности. Существует несколько методов построения детерминированных моделей:

двухмерная циклограмма, где одна ось отвечает за время, а вторая – за объем работ;
диаграмма Гантта, в котором проект представлен в графическом и в табличном виде;
метод сетевого графика, позволяющий решить задачи производства за счет рационального использования ресурсов или сокращения времени проектирования.

Вероятностные модели

Эти методы применяются в тех случаях, когда точно неизвестна продолжительность и очередность выполняемых работ. Чаще всего это связано с сильной зависимостью от факторов внешней среды:

погодных условий;
надежности поставщиков;
государственной политики;
результатов экспериментов и опытов.

Существуют альтернативные и не альтернативные вероятностные модели. Для их построения используют следующие методы:

PERT (для оценки и анализа программ);
Монте-Карло (имитационное моделирование этапов проекта);
GERT (программный анализ и оценка с помощью графики).

Дополнительные методы

Также существуют дополнительные модели графического построения:

матричный метод диагональной таблицы (с ориентацией на определенные события);
секторный метод, где круг, обозначаемый выполняемым действием, делят на несколько секторов, которые показывают наиболее ранние и поздние даты начала и окончания работ;
четырехсекторный метод.

Использование определенных методов построения связано с целями и задачами планирования. Также каждая компания может разработать свою сетевую модель и интегрировать ее в проект.

Заключение

Главная задача сетевого планирования и управления на предприятии заключается в уменьшении продолжительности выполнения проекта, а не в его увеличении. Поэтому для эффективной работы следует применять только те методики и технологии, которые будут понятны сотрудникам.

Сетевые графики

Система методов сетевого планирования и управления (СПУ) – совокупность методов планирования разработки народнохозяйственных комплексов, научных исследований, конструкторских и технологических работ, разработки новых изделий, строительства и реконструкции, капитального ремонта основных фондов посредством применения сетевых графиков.

Система СПУ позволяет:

формировать календарный план реализации некоторого комплекса работ;

выявлять и мобилизовать 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 принимают участие сотни организаций и десятки тысяч людей. Модели сетевого планирования и управления предназначены для составления плана выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ (операций). Этот план задается специфическим образом – в виде сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком, а четкое определение всех временных взаимосвязей предстоящих работ является отличительной особенностью сетевых моделей.

Особенности СПУ:

Системный подход к решению вопросов управления

Использование сетевой модели

Возможность применения ЭВМ

Применение СПУ:

Капитальное строительство, в т.ч. ЛЭП и др. энергообъектов

Капитальные ремонты

Разработка и выпуск новой техники

Проектирование

Организация и проведение массовых мероприятий (съездов)

Другие сложные комплексы взаимозависимых параллельно-последовательных работ.

Назначение при планировании и управлении :

Облегчает установление связей между исполнителями сложного комплекса работ

Способствует обозримости всех его частей

Способствует выявлению и устранению особо напряжённых участков

Позволяет осуществить плановое прогнозирование и анализ хода выполнения работ

Позволяет обнаруживать отставание на решающих участках работы

Способствует оптимизации планирования и сокращению сроков всего комплекса работ и затрат на его проведение

Характеристики сетевого графика делятся на входные и выходные.

Входными называются характеристики, на основе которых строится сетевой график (устанавливаются руководителем разработки )

К входным характеристикам относятся:

порядок выполнения работ

длительность каждой работы (дни, недели, месяцы)

Выходные характеристики – их расчёт производится исходя из входных характеристик.

К выходным характеристикам относятся:

длительность

ранние и поздние параметры начал и окончаний работ комплекса

Для определения длительности разработки рассчитывают длину всех путей сетевого графика.

Критическим называется путь наибольшей длины. Он соответствует максимальной (критической) длительности всего комплексаТКР

Работы, лежащие на критическом пути называют критическими Подкритическими - длина пути которых близка к максимальной (критической). Главное внимание руководителя сосредотачивается на критических работах, чтобы не допустить нарушения сроков выполнения всего комплекса работ

Ранним началом работы называется самый ранний срок начала её выполнения, не противоречащий сетевой модели. Он определяется как сумма макси-мальных длительностей всех предшествующих работ

Ранним окончанием работы называется сумма раннего ее начала и длительности самой работы:

Поздним началом работы называется самый поздний срок начала её выполнения, не нарушающий длительности всей разработки. Он определяется как разность критического пути и максимальной длительности последующих работ, уменьшенная на длительность самой работы:

Поздним окончанием работы называется сумма позднего ее начала и длительности самой работы:

Полным резервом работы называется разность ее позднего и раннего начала:

Свободным резервом работы называется разность минимального раннего начала последующих работ и раннего окончания данной работы:

Коэффициентом плотности называется отношение минимального пути сетевого графика к критическому. С помощью этого коэффициента оценивается качество сетевого графика.

Достоинства сетевых графиков:

Наглядность производственного процесса

Количественное измерение показателей улучшенных планов и предсказания последствий. Своевременно выявляются узкие места и слабые звенья

Детализация всего комплекса

Расчет времени, необходимого для выполнения каждого этапа Создаются наилучшие условия для координации работы многих исполнителей и наилучшего использования ресурсов

Оптимизация сетевого графика.

Оптимизация сетевых графиков заключается в определении резервов работ и принятии мер по их использованию, а также перерасчёте графика и вычислении новых резервов (мин). При этом крайне важна стоимость работ, так как сокращение сроков может вызвать дополнительные затраты.

Оптимизация сетевых моделей может производится до выполнения всего комплекса работ либо в процессе выполнения. Цель оптимизации – повысить плотность сетевого графика.

Оптимизация путем перераспределения средств

Задачей оптимизации путем перераспределения средств является переброска сил и средств с одной работы на другую с целью повышения эффективности использования рабочей силы. Оптимизация полученных диаграмм проводится с учетом образовавшегося резерва времени на некоторых этапах работ путем уменьшения количества максимально необходимого рабочего персонала.

Оптимизация путем привлечения дополнительных средств

Задачей оптимизации путём привлечения дополнительных средств является определение того, какие дополнительные средства и в какие работы следует вложить, чтобы общий срок выполнения работ сетевого графика и расход дополнительных средств был минимален. Метод «время–затраты» заключается в установлении оптимального соотношения между продолжительностью и стоимостью работ.

Четырехсекторный метод расчета параметров сетевых графиков.

Обозначим рассматриваемое в данный момент событие сетевого графика через . Тогда все предшествующие ему события можно обозначить через, а последующие – через(рис. 1). События, следующие после, обозначим через. Исходя из этих условных обозначений, можно записать алгоритм расчета сетевой модели.

Обозначение элементов сетевого графика

Для расчета каждое событие графика делится на четыре сектора. В верхнем секторе записывается номер данного события. В левом секторе – наиболее ранний возможный срок совершения данного события, а в правом – наиболее поздний допустимый срок его совершения. В нижнем секторе записывается номер того из предшествующих событий, которое указывает на направление пути наибольшей продолжительности, ведущего к данному событию. Указание в нижнем секторе даст возможность самым простым образом определить критический путь сетевого графика – после расчета ранних сроков совершения событий.

Четырехсекторная система

Срок совершения исходного события принимается за нуль и, следуя логике сети и заданным оценкам времени работ, производится расчет сети слева направо, от исходного события сети к завершающему. При этом, определяется наиболее ранний возможный срок совершения каждого события:

где
– продолжительность соответствующей работы.

Таким образом, определяется ранний срок наступления завершающего события сетевого графика, т.е. продолжительность пути. Направление критического пути находят справа налево, от завершающего события к исходному, следуя указаниям в нижнем секторе каждого события.

Расчет поздних сроков совершения событий производится последовательно справа налево, от конца к началу. Принимается, что ранний и поздний сроки наступления завершающего события совпадают, т.е.
.

Тогда для каждого события
.

Для всех критических событий ранние и поздние сроки совершения совпадают, т.е. эти события не имеют резерва времени:
.

Проведенный расчет позволяет выявить критический путь и подкритическую зону сетевого графика и сосредоточить на этих работах внимание руководителя.

Расчет времени совершения событий позволяет простейшим способом определить ранние возможные и поздние допустимые сроки начала и окончания работ и резервы времени работ. Ранний возможный срок начала каждой работы есть ранний срок совершения ее начального события:

;

Поздний допустимый срок окончания каждой работы есть поздний срок свершения ее конечного события:

;

Сроки раннего окончания и позднего начала каждой работы находятся следующим образом:

Затем для каждой работы определяется полный, или общий, резерв времени и свободный, или частный. Полный резерв времени работа
– это тот запас времени, который можно использовать на данной работе без ущерба для конечного срока всего комплекса работ, но при этом в зависимости от степени использования этого запаса времени сроки выполнения последующих работ становятся все более напряженными. Полное использование этого запаса приводит к тому, что последующие работы лишаются резерва времени, т.е. делаются критически. Напротив, свободный, или частный, резерв времени работы
есть запас времени, использование которого никак не влияет на последующие работы, т.е. позволяет выполнять последующие работы в их ранние возможные сроки. Расчет этих резервов времени производится следующим образом:

;
.

Построение линейной диаграммы.

Линейная диаграмма – графическое отображение информации, связанной с расписанием работ. При построении линейной диаграммы проекта каждая работа изображается отрезком, параллельным оси времени. Длина его равна продолжительности работы. При наличии фиктивной работы нулевой продолжительности она изображается точкой. События и, начало и конец работы, соответствуют концам отрезка. Отрезки располагают один за другим, слева направо в порядке возрастания индекса, а при одном и том же– один над другим в порядке возрастания индекса. По линейной диаграмме проекта можно определить критическое время, критический путь, а также резервы времени всех работ. Критическое время выполнения данного проекта равно, таким образом, координате правого конца самого длинного из отрезков на диаграмме. Другими словами, линейная диаграмма это привязка расчетных параметров графика к календарю.

По графику движения рабочей силы можно оценить эффективность использования рабочей силы.

Рассмотрим построение линейной диаграммы на примере заданного сетевого графика.

Сетевой график

Линейная диаграмма и график движения рабочей силы

Как правило, детализация графика работ по ТОиР и модернизации должна быть достаточной для управления трудовыми ресурсами (бригады, ключевые исполнители) и нетрудовыми ресурсами (машины и механизмы). Поэтому длительность работ в таком графике должна измеряться часами, а сама работа может соответствовать одной или нескольким технологическим операциям. Таким образом, количество работ в детальном графике работ по ТОиР и модернизации довольно велико (Например, среднестатистический график ремонта одного энергоблока АЭС состоит из 15000 работ). Подобный график хорош для детального управления ресурсами, но излишне подробен для укрупненного анализа развития проекта. Поэтому в СУП ТОиР и модернизации возникает понятие многоуровневого календарно-сетевого графика.

График 1-го уровня определяет сроки выполнения основных этапов ТОиР и модернизации по нескольким объектам (эксплуатирующим организациям) и управление распределением бюджета между проектами, общую стоимость работ.

График 2-го уровня определяет сроки выполнения основных этапов работ по проекту ТОиР и содержит описание укрупненной технологии, контролируются сроки и текущая стоимость выполнения подрядных договоров, контроль наличия у подрядчика необходимых трудовых и нетрудовых ресурсов.

График 3-го уровня содержит детальную технологию выполнения работ по ТОиР и модернизации. управление ресурсами подрядной организации или собственных ремонтных подразделений эксплуатирующей организации. В данный график вводятся фактические данные о выполнении работ.

На основании актуальных данных графика 3-го уровня актуализируются графики 2-го и 1-го уровней.

С использованием многоуровневых графиков становится возможным решать основные проблемы , возникающие при управлении проектомТОиР и модернизации.