Сетевое планирование и управление программными проектами

     7) Правило запрещения замкнутых  контуров (циклов, петель). В сетевой модели недопустимо строить замкнутые контуры — пути, соединяющие некоторые события с ними же самими, т.е. недопустимо, чтобы один и тот же путь возвращался в то же событие, из которого он вышел.

     8) Правило запрещения тупиков. В  сетевом графике не должно быть тупиков, т.е. событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события (в многоцелевых графиках завершающих событий несколько, но это особый случай).

     9) Правило запрещения хвостовых  событий. В сетевом графике не должно быть хвостовых событий, т.е. событий, в которые не входит ни одна работа, за исключением начального события.

     10) Правило изображения дифференцированно-зависимых  работ. Если одна группа работ  зависит от другой группы, но  при этом одна или несколько работ имеют дополнительные зависимости или ограничения, при построении сетевого графика вводят дополнительные события.

     11) Правило изображения поставки. В  сетевом графике поставки (под  поставкой понимается любой результат,  который предоставляется "со  стороны", т.е. не является результатом работы непосредственного участника проекта) изображаются двойным кружком либо другим знаком, отличающимся от знака обычного события данного графика. Рядом с кружком поставки дается ссылка на документ (контракт или спецификацию), раскрывающий содержание и условия поставки.

     12) Правило учета непосредственных  примыканий (зависимостей). В сетевом  графике следует учитывать только  непосредственное примыкание (зависимость)  между работами.

     13) Технологическое правило построения сетевых графиков. Для

построения  сетевого графика необходимо в технологической 

последовательности  установить:

     • какие работы должны быть завершены  до начала данной работы;

     • какие работы должны быть начаты после  завершения данной работы;

     • какие работы необходимо выполнять одновременно с выполнением данной работы.

     14) Правила кодирования событий  сетевого графика. Для кодирования  сетевых графиков необходимо  пользоваться следующими правилами.

• все события графика должны иметь свои собственные номера.
• кодировать события необходимо числами натурального ряда без пропусков.
• номер последующему событию следует присваивать после присвоения номеров предшествующим событиям.
• стрелка (работа) должна быть всегда направлена из события с меньшим номером в событие с большим номером.

     Наиболее  распространенными направлениями  применения сетевого планирования являются:

• целевые научно-исследовательские и проектно-конструкторские разработки сложных объектов, машин и установок, в создании которых принимают участие многие предприятия и организации;
• планирование и управление основной деятельностью разрабатывающих организаций;
• планирование комплекса работ по подготовке и освоению производства новых видов промышленной продукции;
• строительство и монтаж объектов промышленного, культурно-бытового и жилищного назначения;
• реконструкция и ремонт действующих промышленных и других объектов;
• планирование подготовки и переподготовки кадров, проверка исполнения принятых решений, организация комплексной проверки деятельности предприятий, объединений, строительно-монтажных организаций и учреждений.

     Методы  сетевого планирования используются при  планировании сложных комплексных  проектов, например, таких как:

1. Строительство и реконструкция каких-либо объектов;
2. Выполнение научно-исследовательских и конструкторских работ;
3. Подготовка производства к выпуску продукции;
4. Перевооружение армии;
5. Развертывание системы медицинских или профилактических мероприятий.

 

1.2 Методы сетевого планирования

     Существуют  разные методы сетевого планирования.

     Модели, в которых взаимная последовательность и продолжительности работ заданы однозначно, называются детерминированными сетевыми моделями. К наиболее популярным детерминированным моделям относятся метод построения диаграмм Ганта и метод критического пути (CPM).

     Если  о продолжительности каких-то работ  заранее нельзя задать однозначно или  если могут возникнуть ситуации, при  которых изменяется запланированная  заранее последовательность выполнения задач проекта, например, существует зависимость от погодных условий, ненадежных поставщиков или результатов научных экспериментов, детерминированные модели неприменимы. Чаще всего такие ситуации возникают при планировании строительных, сельскохозяйственных или научно-исследовательских работ. В этом случае используются вероятностные модели, которые делятся на два типа:

• неальтернативные – если зафиксирована последовательность выполнения работ, а продолжительность всех или некоторых работ характеризуется функциями распределения вероятности;
• альтернативные – продолжительности всех или некоторых работ и связи между работами носят вероятностный характер.

     К наиболее распространенным методам  вероятностного сетевого планирования относятся:

• метод оценки и анализа программ (PERT);
• метод имитационного моделирования или метод Монте-Карло;
• метод графической оценки и анализа программ (GERT).

     Одним из наиболее распространенных способов наглядного представления производственного  процесса или проекта во времени является линейный или ленточный календарный график - Диаграмма Ганта.

     Диаграмма Ганта — горизонтальная линейная диаграмма, на которой задачи проекта  представляются протяженными во времени  отрезками, характеризующимися датами начала и окончания, задержками и, возможно, другими временными параметрами.

     Диаграмма Ганта представляет собой график, в котором процесс представлен  в двух видах. В левой части проект представлен в виде списка задач (работ, операции) проекта в табличном виде с указанием названия задачи и длительности ее выполнения, а часто и работ, предшествующих той или иной задаче. В правой части каждая задача проекта, а точнее длительность ее выполнения, отображается графически, обычно в виде отрезка определенной длины с учетом логики выполнения задач проекта, рис.1.  

      

     Рис. 1. Диаграмма Ганта. 

     В верхней, правой части диаграммы  Ганта располагается шкала времени. Длина отрезка и его расположение на шкале времени определяют время  начала и окончания каждой задачи. Кроме того, взаимное расположение отрезков задач показывает, следуют ли задачи одна за другой или происходит их параллельное выполнение.

     Наиболее  широко график Ганта использовался  в строительстве. В качестве расписания работ график Ганта вполне пригоден, но когда возникает необходимость  изменения структуры работ, приходится все работы пересматривать заново, учитывая все многообразие возможных технологических связей между ними. И чем сложнее работы, тем сложнее использовать график Ганта. Тем не менее даже после появления сетевых моделей график Ганта продолжает использоваться как средство представления временных аспектов работ на конечных стадиях календарного планирования, когда продолжительность проекта оптимизирована с помощью сетевых моделей. График Ганта может также использоваться для элементарного контроля работ. Он используется для отражения текущего состояния проекта (статуса проекта) с точки зрения соблюдения сроков.

     Циклограмма представляет собой линейную диаграмму продолжительности работ, которая отображает работы в виде наклонной линии в двухмерной системе координат, одна ось которой изображает время, а другая — объемы или структуру выполняемых работ.

     Циклограммы активно использовались до 80-х годов  XX века в основном в строительной отрасли, особенно при организации поточного строительства. Существуют циклограммы ритмичного и неритмичного потока. Равноритмичным потоком называют такой поток, в котором все составляющие потоки имеют единый ритм, т.е. одинаковую продолжительность выполнения работ на всех захватках, рис.2.

     

     Рис. 5. Циклограмма а) равноритмичного и б) неритмичного потока. 

     В настоящее время циклограммы  практически не используются в управленческой практике как по причине недостатков, указанным ниже, так и по причине  неактуальности поточного строительства.

     Эти модели просты в исполнении и наглядно показывают ход работы. Однако они не могут отразить сложности моделируемого процесса — форма модели вступает в противоречие с ее содержанием. Основными недостатками являются:

     • отсутствие наглядно обозначенных взаимосвязей между отдельными работами (зависимость работ, положенная в основу графика, выявляется только один раз в процессе составления графика (модели) и фиксируется как неизменная; в результате такого подхода заложенные в графике технологические и организационные решения принимаются обычно как постоянные и теряют свое практическое значение после начала их реализации);

     • негибкость, жесткость структуры  линейного графика, сложность его  корректировки при изменении  условий (необходимость многократного  пересоставления графика, которое, как правило, из-за отсутствия времени не может быть выполнено);

     • невозможность четкого разграничения ответственности руководителей различных уровней (информация, поступившая о ходе разработки, содержит в себе на любом уровне слишком много сведений, которые трудно оперативно обработать);

     • сложность вариантной проработки и  ограниченная возможность прогнозирования  хода работ.

     Метод критического пути позволяет рассчитать возможные календарные графики выполнения комплекса работ на основе описанной логической структуры сети и оценок продолжительности выполнения каждой работы, определить критический путь для проекта в целом.

     В основе метода лежит определение  наиболее длительной последовательности задач от начала проекта до его окончания с учетом их взаимосвязи. Задачи лежащие на критическом пути (критические задачи) имеют нулевой резерв времени выполнения и в случае изменения их длительности изменяются сроки всего проекта. В связи с этим при выполнении проекта критические задачи требуют более тщательного контроля, в частности, своевременного выявления проблем и рисков, влияющих на сроки их выполнения и, следовательно, на сроки выполнения проекта в целом. В процессе выполнения проекта критический путь проекта может меняться, так как при изменении длительности задач некоторые из них могут оказаться на критическом пути.

     Метод критического пути исходит из того, что длительность операций можно  оценить с достаточно высокой  степенью точности и определенности.

     Основным  достоинством этого метода является возможность манипулирования сроками выполнения, не лежащих на критическом пути.

     Календарное планирование по МКП требует определенных входных данных. После их ввода производится процедура прямого и обратного прохода по сети и вычисляется выходная информация, рис.3.

     

     Рис. 3. Расчет по методу критического пути

     Для расчета календарного графика по МКП требуются следующие входные  данные:

     - набор работ;

     - зависимости между работами;

     - оценки продолжительности каждой  работы;

     - календарь рабочего времени проекта  (в наиболее общем случае возможно задание собственного календаря для каждой работы);

     - календари ресурсов;

     - ограничения на сроки начала  и окончания отдельных работ  или этапов;

     - календарная дата начала проекта.

     Прямой  расчет – определение минимально возможного времени реализации проекта начинается с работ, не имеющих предшественников. В ходе его определяется ES (ранний старт) и EF (ранний финиш). Ранние начала и ранние окончания работ определяются последовательно, слева направо по графику, то есть от исходного события сети к завершающему.

     Используются  формулы: