Сетевое планирование проектных разработок

Практическая работа №2

Сетевое планирование проектных разработок

I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью настоящей работы является получение знаний об основах оперативно-календарного планирования проектных разработок, а также овладение студентами методики построения и расчета сетевой модели, а также возможностями использования ее при управлении процессами подготовки производства инновационного продукта. Решение поставленной задачи предусматривает выполнение следующих действий:

a)      по предложенному перечню работ по разработке темы составить сетевую модель с последовательным изображением логической взаимосвязи работ и событий;

b)      определить продолжительность работ;

c)      определить расчетные параметры сетевой модели;

d)     определить возможных исполнителей работ по сетевой модели;

e)      на основании построенной сетевой модели разработать календарный график распределения работ в рамках НИОКР.

II. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.

Сетевое планирование и управление разработками представляет собой один из методов календарного планирования, направленного на решение задачи распределения работ каждого этапа тематического плана по календарным отрезкам времени с определением очередности и сроков их выполнения.

Метод сетевого планирования целесообразно использовать при осуществлении однотемных разработок. Сетевое планирование основано на графическом изображении определенного комплекса работ, отражающем их логическую последовательность, длительность и взаимосвязь, с последующей оптимизацией разработанного графика. Сетевая модель позволяет управлять процессом с системных позиций, а также более эффективно распределять потребные ресурсы.

Основная цель сетевого планирования - сокращение до минимума продолжительности проекта. Наиболее целесообразно использование метода сетевого планирования в области НИОКР, планировании комплекса работ по подготовке и освоению новых видов промышленной продукции, при проектировании строительства и монтажа объектов промышленного, культурного и др. назначения, а также в области управления персоналом и планировании кадровой политики.

Согласно статистическим данным, применение методов сетевого планирования обеспечивает снижение длительности цикла работ на 15-20%, а также сокращает объемы используемых технических, человеческих, финансовых и др. ресурсов.

              Сетевая модель представляет собой графическое динамическое изображение технологической последовательности и связи событий, которые представляют собой результат одной или нескольких работ. 

Работа представляет собой любой процесс, предшествующий свершению события. Работа в сетевой модели изображается стрелкой. Различают:

       работу действительную, т.е. требующую затрат труда и времени;

       работу-ожидание, требующую только затрат времени;

       работу фиктивную - логическая связь между двумя событиями, указывающую, что данные, полученные при свершении предшествующего события, необходимы для свершения последующего события. При этом затрат времени и ресурсов не происходит. Фиктивная работа изображается пунктирной стрелкой.

Все работы через промежуточные события ведут к завершающему событию, которое означает достижение цели, намеченной в программе.

Сроки выполнения работы зависят от:

       Трудоемкости работы.

       Численности  потребного персонала.

       Количества потребного оборудования и время их работы при выполнении НИОКР на станках с ЧПУ.

              Событие – это результат выполнения работы, оно не является процессом и не имеет продолжительности. То есть событие не может быть выражено во времени - оно представляет собой момент окончания входящей в него работы (наступления определенного состояния). В сетевой модели событие изображается кружком с указанием в нем номера события.

Различают две группы событий: для каждой работы – начальное и конечное, для все совокупности работ (проекта) – исходное и завершающее. Выделяют также  граничное событие — событие, являющееся общим для двух или нескольких первичных или частных сетей.

Любая непрерывная последовательность работ и событий образует пути сетевой модели.

                      Полный путь от исходного до завершающего события максимальной продолжительности называется критическим путем. Таким образом, продолжительность работ, лежащих на критическом пути, определяет общих цикл завершения всего комплекса работ.

              Сетевое планирование и управление предусматривает последовательное выполнение следующих этапов:

1.       Составление перечня работ, подлежащие выполнению для достижения конечной цели, например в ходе НИР.

2.       Установление топологии сети, то есть четкой последовательности и взаимосвязи работ.

3.       Построение сетевого графа или модели. При этом следуют следующим правилам:

a.       Длина стрелки, изображающей работу, не выражает времени выполнения работы (модель строится вне масштаба).

b.      Продолжительность работы проставляется в соответствующих временных оценках (днях, неделях, месяцах) над стрелкой. Для данной работы продолжительность работы измеряется в неделях.

c.       Нецелесообразно изображать на модели работы продолжительностью менее принятой единицы измерения (недели), так как такая детализация затрудняет текущее управление по сети.

d.      Сетевая модель строится слева направо: от исходного события к завершающему.

e.       Работы кодируются номерами начального (i-го) и конечного (j-го) события, причем код j-го события работы не может быть меньше кода i-го события работы.

f.        В сетевой модели не должно быть ни одного события, кроме исходного, в которое не входила бы ни одна работа.

g.      В сетевой модели не должно быть ни одного события, кроме завершающего, из которого не выходила бы ни одна работа.

h.      На сетевой модели не должно быть работ с одинаковыми кодами, т.е. с общими начальными и конечными событиями. Если n работ А1, А2 … Аn  начинаются и заканчиваются общими для данных работ событиями (см. рис.2.1.), то  для установления однозначного соответствия между этими работами и кодами вводится (n-1) фиктивных работ Bt (t = 1,2,… n-1) (см. рис.2.2.). Тогда работы будут иметь различные коды и правила построения модели соблюдены.

i.        При построении модели необходимо по возможности избегать пересечения стрелок.

j.        В технологической цепи не должно быть замкнутого контура.  

Рис.2.1. Пример построения сети, когда несколько работ имеют одни и те же  начальные и конечные события

Рис.2.2 Пример введения фиктивных работ

4. Определение продолжительности работ

Одним из наиболее важных этапов составления сетевой модели является получение правильных оценок продолжительности работ.

Сетевые модели могут иметь детерминированную, стохастическую и смешанную структуру. В детерминированных моделях все работы, их взаимосвязи, продолжительности и требования к ожидаемым конечным результатам строго определены. Тогда для планирования продолжительности (длительности) работ используют установленные нормы времени, а при их отсутствии – систему экспертных вероятностных оценок. В стохастических моделях работы и их параметры носят вероятностный характер. В смешанных моделях часть работ детерминировано, а часть являются стохастическими. 

Для расчета продолжительности отдельных работ сетевой модели (tij) необходимо использовать формулу (2.1):

                    (2.1)

где Т'нир - расчетная длительность цикла выполнения НИР,  дней (см. формулу 1.4.);

                   Уоi  - удельный вес каждого этапа в общей трудоемкости НИР;

       α - норма продолжительности работ в % (приложение 2 ИБ);

       5 - продолжительность рабочей недели (5 дней).

5. Расчет параметров сетевой модели. К основным параметрам сетевой модели относятся:

       сроки выполнения работы, а именно – ранний tpi и поздний tпi сроки свершения события;

       резервы времени по событиям Ri

       резервы времени по работам

       критический путь

Эти параметры являются исходными для получения ряда дополнительных характеристик, а также для анализа сети или составленного плана разработки.

При небольших размерностях сетевых моделей (до 100 событий) параметры событий рассчитываются графическим методом.

              На модели событие изображается кружком, который делится на 4 сектора, в которых отмечается значение соответствующего параметра:

N – номер события;

Tpi – ранние сроки свершения i-го события;

Tni – поздние сроки i-го события;

Ri – резерв времени i-го события.

Порядок расчетов графическим методом:

1.       Ранний  срок свершения исходного события принимается равным нулю, Tpi = 0.

2.       Осуществляется «проход» по графическому изображению сетевой модели от исходного события к завершающему и последовательно определяются ранние сроки свершения событий по формуле Tpj = max (Tpi + tij ), где tij - продолжительность работы. То есть ранний срок любого конечного события определяется максимальной суммой раннего срока свершения события Tpi  , работы ij  и продолжительности этой работы tij.

3.       Поздний срок свершения завершающего события принимается равным полученному значению его раннего срока свершения: Tpi =Tni

4.       Осуществляется «проход» по сетевой модели от завершающего события к исходному и последовательно определяются поздние сроки свершения событий по формуле Тпi=min(Тпj-tij). То есть поздний срок свершения события определяется минимальной разностью между поздним сроком свершения конечного события работы  ij и продолжительностью работы tij..

5.       Определяются резервы времени событий  Ri.= Tni – Tpi

6.       Определяется критический путь Tкр как последовательность работ, соединяющих события с нулевыми резервами времени.

Сократить продолжительность критического пути можно следующим образом:

       Изменение топологии модели с целью замены последовательного выполнения работ на параллельное там, где это допускается характером технологии и организационных условий выполнения работы.

       Перераспределение ресурсов между работами сетевой модели, состоящем в том, что часть ресурсов (рабочая сила, оборудование, финансовые средства и т.п.) снимается с работ, не принадлежащих критическому пути и имеющих большие резервы времени, и распределяются на работы критического пути.

       Ужесточение оценки производительности работ.

6. Построение календарного графика распределения работ

              Календарное распределение работ решает следующие задачи:

       определение календарных сроков выполнения работ для контроля их соблюдения;

       выявление календарного распределения загрузки персонала во времени и выравнивание ее за счет варьирования сроками выполнения работ, лежащих на ненапряженных путях.

Решение первой задачи осуществляется путем построения календарного графика. На графике все действительные работы изображаются горизонтальными линиями, соотнесенными со шкалой времени. Одновременно выполняемые работы отражаются параллельными линиями. 

На графике двойными линиями показываются работы, лежащие на критическом пути. Все остальные пути (ненапряженные) показываются по обе стороны от критического.

Над линией работ указывается количество недель, соответствующее продолжительности их выполнения. Под линией работ в кодированном виде приводится перечень участвующих в ней исполнителей. Код имеет двойственную расшифровку: место в коде определяет профессию исполнителя, значение кода - количество исполнителей данной профессии. Наиболее распространенное построение кода имеет следующий вид: на первом месте слева направо - старшие научные сотрудники, на втором - младшие научные сотрудники, на третьем -инженеры, на четвертом - техники, на пятом - лаборанты. Например, код 12132 расшифровывается так: один старший научный сотрудник, два младших научных сотрудника, один инженер, три техника, два лаборанта.

В соответствии с установленными календарными сроками выполнения работ должна определяться и, если необходимо, выравниваться загрузка всех исполнителей

III. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. На основании заданного в исходных данных перечня работ по разработке установить логическую последовательность их выполнения и в соответствии с правилами построить сетевую модель.