Система методов сетевого планирования и управления. Сетевые методы планирования и управления

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:

1. осуществлять слаженное, обоснованное и оперативное планирование критических бизнес-процессов;
2. выбирать оптимальную продолжительность процесса;
3. определять и использовать имеющиеся резервы;
4. оперативно корректировать план работ в зависимости от изменений внешних факторов;
5. полностью внедрить системный подход на производстве;
6. 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

Во многих областях экономики, технологии, проектирования, строительства, научных исследований важное значение имеют задачи оптимизации распределения ресурсов (трудовых, финансовых и др.). Особую значимость приобретают эти задачи в условиях реализации новых проектов, когда выполняется огромное количество взаимозаменяемых операций, в работу вовлекается множество работников, предприятий, организаций, так как в этих случаях управление работами усложняется новизной разработки, трудностью точного определения сроков и затрат ресурсов на том или ином этапе. Высокоэффективными инструментами для решения таких задач являются сетевые методы и модели.

Основные понятия сетевого моделирования

Сетевой моделью (другие названия: сетевой график, сеть) называется экономико-математическая модель, отражающая комплекс работ (операций) и событий, связанных с реализацией некоторого проекта (научно-исследовательского, производственного и др.), в их логической и технологической последовательности и связи. Анализ сетевой модели, представленной в графической или табличной (матричной) форме, позволяет, во-первых, более четко выявить взаимосвязи этапов реализации проекта и, во-вторых, определить наиболее оптимальный порядок выполнения этих этапов в целях, например, сокращения сроков выполнения всего комплекса работ. Таким образом, методы сетевого моделирования можно отнести к методам принятия оптимальных решений.

Математический аппарат сетевых моделей базируется на теории графов. Графом называется совокупность двух конечных множеств: множества точек, которые называются вершинами , и множества пар вершин, которые называются ребрами. Представление о графе можно получить, если рассмотреть некоторый геометрический многогранник, например куб; в кубе можно выделить два конечных множества, состоящих соответственно из восьми вершин и двенадцати ребер.

Если рассматриваемые пары вершин являются упорядоченными, т.е. на каждом ребре задается направление, то граф называется ориентированным; в противном случае - неориентированным. Последовательность неповторяющихся ребер, ведущая от некоторой вершины к другой, образует путь. Граф называется связным, если для любых двух его вершин существует путь, их соединяющий; в противном случае граф называется несвязным. В экономике чаще всего используется два вида графов: дерево и сеть. Дерево представляет собой связный граф без циклов, имеющий исходную вершину (корень) и крайние вершины; пути от исходной вершины к крайним вершинам называются ветвями. Сеть - это ориентированный конечный связный граф, имеющий начальную вершину (источник ) и конечную вершину (сток). Таким образом, сетевая модель представляет собой граф вида "сеть".

В экономических исследованиях сетевые модели возникают при моделировании экономических систем и процессов методами сетевого планирования и управления (СНУ).

Объектом управления в системах сетевого планирования и управления являются коллективы исполнителей, располагающие определенными ресурсами и выполняющие заданный комплекс операций, который призван обеспечить достижение намеченной цели, например разработку нового изделия, строительство объекта и т.п.

Основой СНУ служит сетевая модель (СМ), в которой моделируется совокупность взаимосвязанных работ и событий, отображающих процесс достижения определенной цели. Она может быть представлена в виде графика или таблицы.

Основными понятиями СМ являются следующие: работа, событие, путь. На рис. 3.7 графически представлена СМ, состоящая из 5 событий (кружочки) и 6 работ (стрелки); продолжительность выполнения работ в некоторых единицах времени указана над стрелками.

Рис. 3.7.

Работа характеризует материальное действие, требующее использования ресурсов, или логическое, требующее лишь взаимосвязи событий. При графическом распределении работа изображается стрелкой, которая соединяет два события. Ома обозначается парой заключенных в скобки чисел (i,j), где i - номер события, из которого работа выходит, a j - номер события, в которое она входит. Работа не может начаться раньше, чем свершится событие, из которого она выходит. Каждая работа имеет определенную продолжительность t(i,j). Например, запись t (2, 5) = 9 означает, что работа (2, 5) имеет продолжительность 9 единиц времени (см. рис. 3.7). К работам относятся также такие процессы, которые не требуют ни ресурсов, ни времени выполнения. Они заключаются в установлении логической взаимосвязи работ и показывают, что одна из них непосредственно зависит от другой и не может выполняться, прежде чем эта другая будет завершена; такие работы называются фиктивными и на графике изображаются пунктирными стрелками.

Событиями называются результаты выполнения одной или нескольких работ. Они не имеют протяженности во времени. Событие свершается в тот момент, когда оканчивается последняя из работ, входящая в него. События обозначаются одним числом и при графическом представлении СМ изображаются кружком (или иной геометрической фигурой), внутри которого проставляется его порядковый номер (i = 1, 2,... N). В СМ имеется начальное событие (с номером 1), из которого работы только выходят, и конечное событие (с номером N), в которое работы только входят.

Путь в СМ - это цепочка следующих друг за другом работ, соединяющих начальную и конечную вершины, например, в приведенной на рис. 3.7 модели путями являются L 1 = (1, 2, 5), L 2 = (1, 4, 5) и др. Продолжительность пути определяется суммой продолжительностей составляющих его работ. Путь, имеющий максимальную длину, называют критическим и обозначают L кр, а его продолжительность - t кр Работы, принадлежащие критическому пути, называются критическими. Их несвоевременное выполнение ведет к срыву сроков всего комплекса работ.

Библиографическое описание:

Нестеров А.К. Сетевое планирование [Электронный ресурс] // Образовательная энциклопедия сайт

Основное назначение методологии сетевого планирования в управлении сократить до минимума продолжительность проекта. С помощью сетевых моделей руководитель может системно оценивать текущий и перспективный ход запланированных операций, за счет чего возможно управление процессом реализации проекта в целом. Календарно-сетевое планирование позволяет также рационально оперировать имеющимися в распоряжении ресурсами.

Цель и задачи сетевого планирования

Основная цель сетевого планирования следует из его назначения: построить модель реализации проекта на основе формирования комплекса работ, задания их очередности, определить необходимые ресурсы и задачи, которые должны быть решены для завершения проекта. В итоге необходимо добиться сокращения до минимума продолжительности проекта.

Метод сетевого планирования позволяет координировать деятельность участников проекта, определить порядок, согласно которому должны выполняться запланированные работы, операции, действия. При этом основу составляет продолжительность каждой операции, действия, которые должны быть определены с учетом потребностей в материальных, трудовых и финансовых ресурсах.

– это метод управления, основанный на математическом аппарате теории графов и системного подхода, преследует задачи объективного построения плана операций на заданный период времени за счет алгоритмизации взаимосвязанных работ. Благодаря такому подходу достигается поставленная цель.

Применение методологии сетевого планирования в управлении предполагает формализацию структуры операций в информационно-табличном виде, на основе чего осуществляется структуризация операций по отрезкам времени и группировка параллельных операций для оптимального выполнения всего проекта в целом. На основе этого осуществляется построение таблицы операций, в которую сводятся все значимые данные по каждой операции в соответствии с формализованной структурой операций и группами параллельных операций. Результатом является построение сетевой диаграммы, которая подлежит корректировке в случае несоответствия запланированных действий общему сроку их выполнения, либо отдельным промежуткам времени внутри общей временной структуры проекта.

Задачи сетевого планирования:

1. Определить перечень критических работ или операций (т.е. таких операций, которые имеют наибольшее влияние на общую продолжительность проекта);
2. Построить сетевой план проекта таким образом, чтобы все запланированные работы и операции были произведены с соблюдением заданных сроков и минимальных затратах.

Единица такой сетевой модели – операция (работа или задача), которая означает какую-либо деятельность, в результате выполнения которой будут достигнуты определенные результаты.

Результатом сетевого планирования является графическое отображение последовательности операций, выполнение которых приведет к достижению конечной цели проекта. Основным способом отображения являются сетевые экономико-математические модели. Для управленческой деятельности наиболее подходят . С помощью сетевой модели формируется возможность системного представления всех операций и условия для управления процессом осуществления проекта. При необходимости метод сетевого планирования позволяет маневрировать ресурсами в рамках модели для достижения конечной цели.

Часто руководители склонны опираться лишь на личный опыт, который ограничен и субъективен. Такой ограниченный уровень компетентности редко помогает в динамичном окружении, а иногда может принести прямой вред.

Сетевое планирование позволяет исключить влияние субъективных факторов на управление проектом, способствуя сокращению сроков реализации проекта минимум на 15-20%, рационализации использования имеющихся ресурсов и оптимизации затрат. При этом отдельные операции рассматриваются как отдельные элементы целостной системы, а исполнители выступают звеньями данной системы.

Методы сетевого планирования

Применяя (граф сети, PERT-диаграммы), следует учитывать следующие аспекты:

• сетевая диаграмма отражает полный комплекс работ и этапов проекта;
• на сетевом графике должны быть установлены зависимости между операциями;
• сетевые графики не являются блок-схемами;
• сетевые диаграммы содержат только операции и логические зависимости между ними (отсутствуют входы, процессы, выходы и т.д.);
• сетевые модели не допускают повторяющихся циклов, этапов, "петель" операций.

Сетевое планирование ориентировано на сокращение до минимума продолжительности проекта, для жтого могут применяться два метода:

1. Метод критического пути,
2. Метод оценки и пересмотра планов.

"Максимальный по продолжительности полный путь в сети называется критическим; работы, лежащие на этом пути, также называются критическими. Именно длительность критического пути определяет наименьшую общую продолжительность работ по проекту в целом" . Увеличение или сокращение времени выполнения операций критического пути ведет к росту и снижению продолжительности проекта соответственно. Метод критического пути предполагает расчет графиков работ, продолжительности каждой работы, чтобы определить критический путь проекта, а затем принять меры по его сокращению.

Метод оценки и пересмотра планов заключается в соблюдении графиков проектирования, производства, организации работ и других установленных сроков. Согласно этой методике, весь проект "разбивается" на ряд подзадач, и для каждой задачи оценивается время, необходимое для ее выполнения, каждой задаче также назначается приоритет выполнения. В зависимости от приоритета задачи и ее влияния на проект предпринимаются меры по оптимизации ее выполнения для снижения продолжительности проекта.

Таким образом, процесс сетевого планирования заключается в описании конкретного проекта или плана действий на заданный период в виде определенного комплекса мероприятий, задач, мер, процедур или работ.

При этом соблюдается объектная взаимосвязь между всеми процедурами и операциями, которые включены в структуру проекта или плана действий на заданный период. Развитие методик управления проектами в начале XXI века привело к тому, что в случае несоответствия реальной технологии выполнения работ сетевое планирование превращается в "формальную галочку", как следствие, дискредитируется сама идея использования технологий календарно-сетевого планирования.

Методика построения сетевых моделей

Сетевые диаграммы отображают сетевую модель конкретного проекта или плана действий на заданный период в виде множества вершин, которые соответствуют запланированным в рамках данного плана операциям и процедурам. Каждая вершина соединена с предшествующей и следующей вершинами логическими линиями, представляющими взаимосвязь между операциями. Исключение составляют начальная и финальная вершина, соответствующие первой и последней операции в рамках конкретного проекта или плана действий в заданном периоде.

Перед непосредственным построением сетевой диаграммы проводится работа по формированию операций в рамках конкретного проекта или плана действий на заданный период. Предварительно составляется формализованная структура операций в табличной форме.

На основании формализованной структуры операций проводится расчет календарного времени реализации плана действий, который осуществляется по календарю соответствующего года и периода, в котором планируется реализация данных операций. Если планируемые операции должны быть выполнены в определенный календарный период, например, месяц, то расчет осуществляется исходя из рабочих дней.

Например, с 01.09.2018 по 30.09.2018 каждая рабочая неделя включает в себя 5 рабочих дней, следовательно, расчет должен быть осуществлен исходя из наличия 20 дней на выполнение всех запланированных операций.

Распределение исполнителей в рамках формализованной структуры операций в сетевом планировании осуществляется на основе их функциональных обязанностей с соблюдением трех принципов:

1. Каждый отдел или конкретный сотрудник выполняет только те операции, которые предусмотрены его функциональными обязанностями. Привлекать специалистов на несоответствующую его полномочиям и обязанностям работу нельзя.
2. Регулярные и обязательные виды работ включаются в проект или план действий на заданный период в соответствии с их заданной периодичностью, например, еженедельной. Игнорирование их в рамках плана операций чревато несоблюдением запланированного срока.
3. Параллельные работы группируются в рамках всего проекта или плана действий на заданный период, либо по отдельным временным промежуткам. Например, если проект рассчитан на один календарный месяц, то целесообразно группировать параллельные работы в рамках рабочих недель при наличии такой возможности.

На основе проделанной работы по расчету календарного времени реализации проекта или плана действий на заданный период составляется структуризация операций по неделям и группировка параллельных работ.

Построение сетевой диаграммы

После структуризации операций осуществляется первичное планирование и построение сетевой модели в соответствии с запланированными операциями. Для этого составляется формуляр операций в виде таблицы, в которой содержатся следующие данные:

• последовательный перечень всех операций, которые должны быть выполнены в рамках проекта или плана действий на заданный период;
• по каждой операции должна быть указана ее продолжительность и количество исполнителей, которые задействованы в ее реализации;
• каждой операции, кроме начальной, должны соответствовать предшествующие операции.

Пример таблицы операций по проекту проведения конкурса на выбор лучшей школы города приведен в таблице.

Пример таблицы операций

	Наименование операции	Предыдущие операции	Продолжи-тельность, дни	Кол-во исполнителей, чел.
	Подписание распоряжения о проведении конкурса
	Регистрация школ
	Поиск помещения для проведения конкурса
	Отбор персонала для проведения конкурса
	Подготовка помещения
	Разработка плана проведения конкурса
	Инструктаж персонала
	Обустройство помещения перед проведением конкурса
	Проведение конкурса
	Подведение итогов конкурса

В соответствии с формализованной структурой операций и таблицы операций необходимо осуществить построение сетевой модели.

Воспользуемся данными по операциям из таблицы и представим сетевую диаграмму данных работ.

Пример построения сетевой диаграммы

В данной сетевой модели вершина представляет собой конкретную операцию, а линии – взаимосвязь между ними. В данной диаграмме в каждой вершине верхняя цифра обозначает номер операции, нижняя указывает на продолжительность данной операции в днях, неделях или иных единицах. Данный подход также называется построением диаграммы предшествования и следования и является наиболее распространенным представлением сетевых моделей в планировании.

Построение сетевых моделей по типу "вершина-работа" наиболее распространено в практике управления и активно применяется в сфере государственного и муниципального управления, в планировании на промышленных, производственных и коммерческих предприятиях различных отраслей экономики.

Критический путь, как видно из рисунка, составляют следующие операции: 1, 2, 6, 9 и 10.

Следовательно, длина критического пути составляет:

1+4+8+1+1=15 дней.

По результатам планирования и построения сетевой модели можно сделать один из двух выводов:

1. В случае, если сетевая модель и длина критического пути свидетельствуют о том, что вся совокупность операций по продолжительности укладывается в заданный срок, то считается, что реализация проекта или заданного плана действий будет произведена корректно.
2. В случае, если деятельность по реализации проекта или заданного плана действий не укладывается в отведенный для этого срок, производится корректировка сетевой модели.

Корректировка сетевой модели

Корректировка сетевой модели может проводиться и в первом случае, если имеется возможность для повышения эффективности реализации запланированных операций.

В сетевом планировании выделяют три способа корректировки модели:

1. изменение сроков выполнения критических операций за счет привлечения дополнительных ресурсов, в качестве которых могут выступать денежные средства, материалы или человеческие ресурсы;
2. изменение сроков выполнения критических операций за счет привлечения исполнителей, занятых на других операциях, при сохранении изначальных параметров ресурсов;
3. изменение сроков выполнения операций за счет совмещения их выполнения.

В первом случае корректировка сетевой модели осуществляется без изменения сетевой диаграммы. Данный подход чаще всего практикуется в тех случаях, когда для выполнения операций остаются свободные ресурсы, не задействованные в других операциях.

Во втором случае сетевая диаграмма также остается неизменной. Данный подход используется в тех случаях, когда возможно увеличить срок выполнения операций, не принадлежащих к критическому пути.

Третий случай применяется при невозможности использования дополнительных ресурсов и подразумевает повторное построение сетевой диаграммы.

После проведения корректировки осуществляется построение альтернативной сетевой модели.

Следует отметить, что в корректировке сетевой модели заключается фундаментальное назначение сетевого планирования. Благодаря построению сетевых моделей уже на ранней стадии планирования могут быть выявлены условия, свидетельствующие о том, что в заданные директивные сроки проект невозможно будет выполнить. Поэтому для получения приемлемых с точки зрения целей проекта сроков возможно осуществление коррекции расписания операций по принципу изменения продолжительности критических операций. Таким образом, если проект или заданный план действий не укладывается в директивные сроки, то предпринимается попытка сократить сроки выполнения критических операций за счет изменения их зависимости от первоначально заданных параметров их выполнения.

Литература

1. Черняк В.З., Довдиенко И.В. Методы принятия управленческих решений. – М.: Академия, 2013.
2. Мазур И.И., Шапиро В.Д., Ольдерогге Н.Г., Полковников А.В. Управление проектами. – М.: Омега-Л, 2012.
3. Новыш Б.В., Шешолко В.К., Шаститко Д.В. Экономико-математические методы принятия решений. – М.: Инфра-М, 2013.
4. Урубков А.Р., Федотов И.В. Методы и модели оптимизации управленческих решений. – М.: изд-во АНХ, 2011.
5. Сухачев К.А., Колосова Е.С. Практика применения технологий календарно-сетевого планирования. // Нефтегазовая вертикаль. – 2010. – №11 (240), июнь 2010. – С. 28-30.

Материал подготовлен с использование работы: webforum . land . ru .

Методики сетевого планирования были разработаны в конце 50-х годов в США.

Однако первые ЭВМ были дороги и доступны только крупным организациям. Таким образом, исторически первые проекты представляли из себя грандиозные по масштабам работ, количеству исполнителей и капиталовложениям государственные программы.

В настоящее время сложились глубокие традиции использования систем управления проектами во многих областях жизнедеятельности

Сущность и назначение сетевого планирования и управления

Недостатки линейного календарного графика в значительной мере устраняются при использовании системы сетевых моделей, которые позволяют анализировать график, выявлять резервы и использовать электронно-вычислительную технику.

Весь процесс находит отражение в графической модели, называемой сетевым графиком. В сетевом графике учитываются все работы от проектирования до ввода в действие, определяются наиболее важные, критические работы, от выполнения которых зависит срок окончания проекта. В процессе деятельности появляется возможность корректировать план, вносить изменения, обеспечивать непрерывность в оперативном планировании. Существующие методы анализа сетевого графика позволяют оценить степень влияния вносимых изменений на ход осуществления программы, прогнозировать состояние работ на будущее. Сетевой график точно указывает на работы, от которых зависит срок выполнения программы.

Основные элементы сетевого планирования и управления

Сетевое планирование и управление - это совокупность расчётных методов и контрольных мероприятий по планированию и управлению комплексом работ с помощью сетевого графика.

Сетевая модель - это план выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ, заданного в форме сети, графическое изображение которой называетсясетевым графиком .

Главными элементами сетевой модели являются работы и события .

Под событие понимается момент начала и момент окончания работы. Событие не имеет временной длительности.

Событие может свершиться только тогда, когда закончатся всё работы, ему предшествующие по сетевому графику. Для всех непосредственно предшествующих событию работ оно является конечным, а для всех непосредственно следующих за ним - начальным.

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.

Под работой понимается процесс, имеющий временную длительность.

Во-первых, это действительная работа - протяжённый во времени процесс, требующий затрат. Каждая действительная работа должна быть конкретной, чётко описанной и иметь ответственного исполнителя. Во-вторых.

Во вторых, это ожидание - протяжённый во времени процесс, не требующий затрат труда.

В-третьих, это зависимость , илификтивная работа - логическая связь между двумя или несколькими работами. Она указывает, что возможность одной работы непосредственно зависит от результатов другой. Фиктивная работа отражает только тот факт, что одна работа не может быть начата раньше, чет закончится другая работа. Продолжительность фиктивной работы принимается равной нулю.

Сетевая модель сетевого графика может задаваться в двух интерпретациях:

в виде событийного графа (графа, основанного на событиях; CRM-диаграмма) ;

в виде вершинного графа (графа, основанного на работах; PERT-диаграмма) .

Сетевые графики составляются на начальном этапе планирования. Вначале планируемый процесс разбивается на отдельные работы, составляется перечень работ и событий, продумываются их логические связи и последовательность выполнения, работы закрепляются за ответственными исполнителями. С их помощью и с помощью нормативов, если таковые существуют, оценивается продолжительность каждой работы. Затем составляется (сшивается ) сетевой график. После упорядочения сетевого графика рассчитываются параметры событий и работ, определяются резервы времени икритический путь . Наконец, проводятся анализ и оптимизация сетевого графика, который при необходимости вычерчивается заново с пересчётом параметров событий и работ.

Формирование событийного графа.

При формировании событийного графа используются следующие обозначения.

События в событийном графе изображаются кружками (вершины графа) с указанием номера события. Все вершины в пределах графа должны иметь разные номера. Нумеровать вершины можно в произвольном порядке без пропуска номеров, начиная с 1. Пример вершины-события приведен на рис. 5.11.

Рис. 5.11. Пример вершины событийного графа

Работы в событийном графе изображаются однонаправленными стрелками. Фиктивная работа изображается пунктирной линией. Эти линии в теории графов называются ребрами, а такой граф – направленным графом. Рядом с ребром необходимо указать длительность работы.

При формировании событийного графа нужно выполнить определенные требования:

граф должен иметь только одну начальную вершину;

граф должен иметь только одну конечную вершину;

в графе не должно быть петель, т. е. ребер с началом и концом в одной вершине;

в графе не должно быть циклов, т. е. путь из начальной вершины графа по стрелкам и любому пути всегда приводит к конечной вершине графа;

любые две вершины, т. е. два события, желательно должны иметь только одно ребро, т. е. одну работу. Это условие не обязательное.

Наиболее часто в сложной структуре графа делается ошибка с циклами. Эту ошибку невозможно обнаружить на компьютере и, поэтому надо очень внимательно готовить граф. Если в графе окажутся циклы, то программы сетевого планирования просто или зациклятся или выдадут неверный результат.

Пример событийного графа приведен на рис. 5.12.

Рис. 5.12. Пример событийного графа

Пример неверного графа с циклом приведен на рис. 5.13.

Рис. 5.13. Ошибочный граф с циклом

Сетевые графики на основе событийного графа получили наибольшее распространение. Это, прежде всего, связано с очень хорошей математической проработкой сетевого планирования на основе этих графов. Такие графы наиболее понятны профессионалам-математикам.

На практике используется изображение графа без указания номеров узлов и длительностей работ. Если в сетевой модели нет числовых оценок, то такая сеть называется структурной . Однако для расчетов необходимо использовать сети, в которых заданы оценки продолжительности работ, а также оценки других параметров, например трудоёмкости, стоимости и т. п.

Если сеть имеет одну конечную цель, то сеть называется одноцелевой . Сетевой график, имеющий несколько завершающих событий, называетсямногоцелевым . Многоцелевые сети и не могут быть рассчитаны по одному алгоритму. Расчет здесь ведется относительно каждой конечной цели. Примером может быть строительство жилого микрорайона, где ввод каждого дома является конечным результатом, и в графике по возведению каждого дома определяется свой критический путь. Однако, при раздельном расчете по каждой конечной цели могут оказаться не совпадающие в общей части графа критические пути. В связи с этим, если проект единый, то конечные узлы такого графа нужно соединить фиктивными работами. Направление ребра фиктивной работы указывается произвольным и от этого направления результат сетевого планирования не зависит.

В событийном графе нет необходимости указывать работу-ожидание. Если в ее указании есть острая необходимость, то такая работа указывается как обычная работа. Указание работы-ожидания может быть возможным в графе с несколькими началами и известными временными интервалами между этими началами.

Формирование вершинного графа.

Событийный граф не пользуется вниманием среди профессиональных экономистов, т. к. он им менее понятен, чем вершинный граф.

Вершинный граф строится на основе взаимодействия работ друг с другом. Вершиной в этом графе является работа, а ребром – связь одной работы с другой. Для экономистов такая структура понята, т.к. необходимо задавать связи одной работы с другой.

Работа в вершинном графе задается вершиной графа, т.е. в виде окружности, как и в стрелочном графе. Все вершины нумеруются, начиная с 1 и без пропуска номеров. Граф не должен иметь вершин с одинаковыми номарами. Рядом с вершиной указывается длительность работы. Фиктивные работы в вершинном графе не задаются, т. к. здесь это не имеет смысла.

Связь одной работы с другой задается направленным ребром графа. Ребро такого графа отражает только факт связи двух работ и, поэтому на ребре не указывается никакой длительности и ребра не нумеруются.

Пример вершинного графа, соответствующего событийному графу рис. 5.12, приведен на рис. 5.14.

Рис. 5.14. Пример вершинного графа

Примечательно то, что вершинный граф легко получить на основании событийного графа. Для этого надо в событийном графе ребро мысленно представить точкой и нарисовать взаимодействие полученных точек на основании событийного графа. Получить же, наоборот, событийный граф на основании вершинного - очень не просто. В связи с этим лучше всего первым изображать событийный граф.

В вершинном графе может быть несколько начальных и конечных вершин-работ. Единственным условием корректности графа является нулевое время начала всех начальных работ и одно время завершения всех конечных работ. Многоцелевой вершинный граф задать, в отличие от событийного, невозможно без дополнительных словесных пояснений. Этот факт продемонстрирован на рис. 5.15.

Рис. 5.15. Пример многоцелевого событийного графа и соответствующего вершинного

Как следует из рис. 5.15, в вершинном графе нет однозначности в неодновременном окончании всех работ и, поэтому будет считаться, что работы заканчиваются одновременно.

Сетевое планирование на основе вершинного графа имеет более сложную математическую реализацию в общем случае. Расчет критического пути сетевого графика, с одной стороны, здесь имеет более простой алгоритм реализации. С другой стороны, вычисление ранних о поздних начальных и конечных времен в вершинном графе реализуется со значительно более непонятным и сложным алгоритмом.

Сети на основании работ 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.

Поиск более эффективных способов планирования сложных процессов привели к необходимости использования моделей сетевого планирования и управления (СПУ). СПУ основано на моделировании процесса с помощью сетевого графика (сетевой модели). Сетевая модель и её основные элементы.
Сетевая модель представляет план выполнения некоторого комплекса работ.
Главными элементами сетевого графика является события и работа.
События – это завершение, какого либо процесса, отражающий отдельный этап выполнения проекта. На сетевом графике событие изображается кружком. Временные параметры сетевых графиков, коэффициенты напряжённости работы, анализ и оптимизация сетевого графика
ЗАДАЧА
Пусть для некоторого комплекса работ установлены оценки для каждой работы на уровне нормативных продолжительностей и срочного режима, а также даны стоимости. Информация представлена в таблице.
Таблица 1.

	Нормативный режим		Срочный режим
	Продолжительность, дни	Стоимость, м/р	Продолжительность, дни	Стоимость, м/р
(1,2)	3	6	2	11
(1,3)	5	8	3	12
(1,4)	4	7	8	9
(2,5)	10	25	8	30
(3,5)	8	20	6	24
(3,6)	15	26	12	30
(4,6)	13	24	10	30
(5,7)	3	15	6	25
(6,7)	4	10	3	15

Построить график данного комплекса работ.

• временные характеристики сетевого графика при нормальном режиме работ;
• найти критический путь;
• полные резервы времени;
• временные характеристики сетевого графика при срочном режиме работ;
• найти критический путь;
• полные резервы времени;
• определить стоимость работ.

Решение:
Рассчитаем временные характеристики для нормативного режима.
К временным характеристикам относятся ранние и поздние сроки наступления события. Ранний срок наступления события рассчитывается по формуле:
tp(j) =mac ((t p (i) +t (ij)), где
t p (j) –ранний срок наступления предшествующего I события.
t (ij)- работа.

t p(1)= ma х (tp(1)=0)
t p(2)= ma х (tp(1)+ tp(1,2)) =0+3=3
t p(3)= ma х ((tp(1)+ tp(1,3))=0+5=5
t p(4)= ma х (tp(1)+ tp(1,4))=0+4=4
t p(5)= ma х ((tp(4)+ tp(4,5)) =(2+10);(5+9)=14
t p(6)= ma х (tp(4)+ tp(4,6); tp(3)+ tp(3,6))=(4+13):(5+15)=20
t p(7)= ma х (tp(5)+ tp(5,7); tp(6)+ tp(6,7)=(14+8)(20+4)=24.

Очевидно, завершающее 7-е событие может наступить через 24 дня от начала выполнения всего комплекса работ. Поздний срок наступления события определяется по формуле:
tп(i)=min (tп(j)-t(ij))

Для расчёта t п(i) для комплекса будем считать, что самый поздний срок наступления 7-го события равен 24 дня, т.е. раннему сроку наступления 7-го события, тогда будем иметь:
tп(7)=min(24) =24
tп(6)=min(tп(7) - t(5,7)=(24-4)=20
tп(5)=min(24-4)=20
tп(4)=min(20-13)=7
tп(3)=min((16-9);(20-15) =5
tп(2)= min (16-10)=6
tп(1)= min (6-3; 5-5;7-4)=0


Р(i)=tp(j) - t п (i)
Р(1) =0-0=0
Р(2)=6-3=3
Р(3)=5-5=0
Р(4)=7-4=3
Р(5)=16-12=2
Р(6)=20-20=0
Р(7)=24-24=0

Полученные резервы времени показывают на какое время можно задержать наступление того или иного события, не вызывая опасности срыва выполнения комплекса работ. Те события, которые не имеют резервов времени, находятся на критическом пути.
Критический путь это наиболее продолжительный путь сетевого графика, который ведёт к завершению комплекса работ.
Находим пути и их длительности для данного комплекса работ:
1) 1-2-5-7 его стоимость: 3+10+8=21.
2) 1-3-5-7 его стоимость 5+9+8=22
3) 1-3-6-7. его стоимость: 5+15+4=24
4) 1-4-6-7. его стоимость: 4+13+4=21.
Критический путь: (1,3)-(3,6)-(6,7)
Резервы времени для работ, находящихся на критическом пути равны нулю.
(1,3)=0; (3,6)=0; (6,7)=0,
Рассчитаем временные характеристики сетевого графика при срочном режиме работ. Ранний срок наступления события рассчитывается по формуле:
tp(j) =maх((tp(i) +t(ij)), где
tp(j) –ранний срок наступления предшествующего I события.
t(ij)- работа.

Для расчёта t p (j) для данного комплекса будем считать, что ранний срок наступления 1-го события равно tp(1)=0, тогда для последующих событий будем иметь:
tp(1)= maх (t p(1)=0
tp(2)= maх (tp(1)+ tp(1,2)) =0+2=2
tp(3)= maх ((tp(1)+ tp(1,3))=0+3=3
tp(4)= maх (tp(1)+ tp(1,4))=0+8=8
tp(5)= maх ((tp(4)+ tp(4,5)) =(2+8);(3+6)=10
tp(6)= maх (tp(2)+ tp(2,5); tp(3)+ t p(4,6))=(3+12):(8+10)=18
tp(7)= maх (tp(5)+ tp(5,7); tp(6)+ t p(6,7)=(15+3);(18+3)=21. Очевидно, завершающее 7-е событие может наступить через 21 день от начала выполнения всего комплекса работ.
Поздний срок наступления события определяется по формуле:
tп(7)=min(22) =24
tп(6)=min(t п (7)- t(5,7)=(21-3)=18
tп(5)=min(21-6)=15
tп(4)=min(18-10)=8
tп(3)=min((16-6);(19-15) =4
tп(2)= min (15-8)=7
tп(1)= min (15-2; 20-8;8-8)=0

Полученный результат говорит о том, что расчёты произведены правильно.
Резервы времени определяем как разность между поздними и ранними сроками по формуле:
Р(i) =t p(j) - t п (i)
Р(1) =0-0 =0
Р(2)=7-2=5
Р(3)=8-8=14
Р(4)=8-8 =0
Р(5)=12-8=4
Р(6)=18-18=0
Р(7)=22-22= 0
Найдём все пути: и их длительности.
1) 1-2-5-7 его стоимость: 3+8+6=16.
2) 1-3-5-7 его стоимость 3+6+6=15
3) 1-3-6-7. его стоимость:3+12+3=18
4) 1-4-6-7. его стоимость: 8+10+3=21.
Очевидно, что на критическом пути резервов времени нет.
Критический путь (1-3-6-7). Его длительность равна 21.