Сетевое планирование

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Общая характеристика работы Планирование и управление комплексом работ по проекту представляет собой сложную и, как правило, противоречивую задачу. Оценка временных и стоимостных параметров функционирования системы, осуществляемая в рамках этой задачи, производится различными методами. Среди существующих большое значение имеет метод сетевого планирования. Методы сетевого планирования – методы, основная цель которых заключается в том, чтобы сократить до минимума продолжительность проекта. Они основываются на разработанных практически одновременно и независимо друг от друга методах критического пути (CPM) и оценки и пересмотра планов (PERT). Методы сетевого планирования широко и успешно применяются для оптимизации планирования и управления сложными разветвленными комплексами работ, которые требуют участия большого числа исполнителей и затрат ограниченных ресурсов.

Тема исследования методов сетевого планирования является актуальной, т.к. графическое изображение не только дает представление о сложном процессе, но и позволяет осуществить разностороннее исследование системы управления проектом.

Предметом исследования являются задачи сетевого планирования и управления, а объектом – методы их решения.

Целью работы является систематизация материала по методам сетевого планирования и их применение к расчету числовых характеристик сетевых графиков.

Задачи  исследования:

1. рассмотреть основные понятия и постановку задачи сетевого планирования;
2. изучить методы и этапы сетевого планирования;
3. привести примеры решения содержательных задач сетевого планирования, в том числе с применением прикладных программ (TORA и PER).

Практическая  значимость работы: материалы этой работы могут быть использованы в качестве учебно-методического пособия по дисциплине: «Теория графов» и «Экономико-математическое моделирование».

Структура работы: титульный лист, бланк задания на работу, аннотация, содержание, введение, основная часть, заключение, список использованных источников.

Курсовая работа состоит из трех глав. В первой главе  рассматривается основные понятия  и задачи сетевого планирования. Во второй главе исследуются методы сетевого планирования. В третьей главе приведены примеры расчета основных характеристик сетевого графика в прикладных программах, таких как TORA и PER.

Объём работы – 39 страниц.

 

1 ПОСТАНОВКА  ЗАДАЧИ СЕТЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ

1.1 Задача сетевого планирования

 

Сетевое планирование – метод управления, который основывается на использовании математического аппарата теории графов и системного подхода для отображения и алгоритмизации комплексов взаимосвязанных работ, действий или мероприятий для достижения четко поставленной цели [1].

Сетевое планирование позволяет определить, во-первых, какие  работы или операции из числа многих, составляющих проект, являются «критическими» по своему влиянию на общую календарную продолжительность проекта и, во-вторых, каким образом построить наилучший план проведения всех работ по данному проекту с тем, чтобы выдержать заданные сроки при минимальных затратах.

Сетевое планирование основываются на разработанных практически  одновременно и независимо методе критического пути (СРМ – Critical Path Method) и методе оценки и пересмотра планов (PERT – Program Evaluation and Review Technique) [2].

Методы сетевого планирования применяются для оптимизации  планирования и управления сложными разветвленными комплексами работ, требующими участия большого числа  исполнителей и затрат ограниченных ресурсов.

Основная цель сетевого планирования – сокращение до минимума продолжительности проекта.

Задача сетевого планирования состоит в том, чтобы  графически, наглядно и системно отобразить и оптимизировать последовательность и взаимозависимость работ, действий или мероприятий, обеспечивающих своевременное и планомерное достижение конечных целей. Для отображения и алгоритмизации тех или иных действий или ситуаций используются экономико-математические модели, которые принято называть сетевыми моделями, простейшие из них – сетевые графики. С помощью сетевой модели руководитель работ или операции имеет возможность системно и масштабно представлять весь ход работ или оперативных мероприятий, управлять процессом их осуществления, а также маневрировать ресурсами.

Важная особенность  СПУ (сетевого планирования и управления) заключается в системном подходе к вопросам организации управления, согласно которому коллективы исполнителей, принимающие участие в комплексе работ и объединенные общностью поставленных перед ними задач, несмотря на разную ведомственную подчиненность, рассматриваются как звенья единой сложной организационной системы.

Использование методов сетевого планирования способствует сокращению сроков создания новых объектов на 15-20%, обеспечению рационального  использования трудовых ресурсов и  техники.

В основе сетевого планирования лежит построение сетевых диаграмм. Сетевая диаграмма (сеть, граф сети, PERT-диаграмма) – графическое отображение работ проекта и зависимостей между ними. В СПУ под термином "сеть" понимается полный комплекс работ и вех проекта с установленными между ними зависимостями.

Выделяют два  типа сетевых диаграмм – сетевая модель типа "вершина-работа" и "вершина-событие" или "дуги-работы".

Сетевые диаграммы  первого типа отображают сетевую  модель в графическом виде как  множество вершин, соответствующих работам, связанных линиями, представляющими взаимосвязи между работами. Так же этот тип диаграмм называют диаграммой предшествования – следования (рисунок 1).

 

                  

Рисунок 1. Фрагмент сети «вершина-работа»

 

Другой тип сетевой диаграммы – сеть типа «вершина-событие». При данном подходе работа представляется в виде линии между двумя событиями (узлами графа), которые, в свою очередь, отображают начало и конец данной работы. PERT-диаграммы являются примерами этого типа диаграмм     (рисунок 2) [2].

 

                           

Рисунок 2. Фрагмент сети «вершина-событие»

 

1.2 Основные  понятия сетевого планирования

 

В основе сетевого планирования лежит преставление структуры  управляемого процесса в виде специального графа называемого сетевой моделью или сетью.

Сетевая модель (сеть) – это ориентированный граф без контуров и кратных дуг, элементам которого сопоставлены числа.

Если числа  сопоставленный только вершинам графа, то сетевая модель представляет собой отмеченный граф. Сопоставление чисел элементам графа означает задание на графе некоторой функции.

Диаграмма сетевой  модели называется сетевым графиком.

Основным элементом  сетевой модели является операции (работы) и события [3].

Работа – это некоторый процесс, приводящий к достижению определенного результата, требующий затрат каких-либо ресурсов и имеющий протяженность во времени [4].

По своей  физической природе работы можно  рассматривать как действие (например, заливка фундамента бетоном, составление заявки на материалы, изучение конъюнктуры рынка), процесс (пример - старение отливок, выдерживание вина, травление плат) и ожидание (процесс, требующий только затраты времени и не потребляющий никаких ресурсов; является технологическим (твердение цементной стяжки) или организационным (ожидание сухой погоды) перерывом между работами, непосредственно выполняемым друг за другом.

Работа по количеству затрачиваемого времени, может быть:

• действительная работа – операция, на осуществление которой необходимо затратить время или ресурсы;
• фиктивная работа – операция, на осуществление которой не требуется никаких затрат. Например, передача измененных чертежей от конструкторов к технологам, сдача отчета о технико-экономических показателях работы цеха вышестоящему подразделению [3].

Событие – это факт окончания одной или нескольких работ, необходимых и достаточных для начала следующих работ. Событие не является процессом и не имеет продолжительности. Наступление события соответствует моменту начала или окончания работ (моменту формирования определенного состояния системы).

Событие в сетевой  модели может иметь следующие  значения:

• исходное событие – начало выполнения комплекса работ;
• завершающее событие - достижение конечной цели комплекса работ;
• промежуточное событие (или просто событие) – результат одной или нескольких входящих в него работ;
• граничное событие – событие, являющееся общим для двух или нескольких первичных или частных сетей [5].

Путь – это любая последовательность работ в сети, в которой конечное событие каждой работы этой последовательности совпадает с начальным событием следующей за ней работы. Путь от исходного до завершающего события называется полным. Путь от исходного до данного промежуточного события называется путем, предшествующим этому событию. Путь, соединяющий какие-либо два события, из которых ни одно не является исходным или завершающим, называется путем между этими событиями [5].

Продолжительность пути определяется суммой продолжительностей составляющих его работ [6].

Путь, имеющий максимальную длину, называют критическим [2].

Для сетевой  модели типа «работы-вершины» используются такие обозначения, как веха – некое ключевое событие, обозначающее окончание одного этапа и начало другого; дуга – связь между работами.

Различают различные типы связей в сетевой модели:

• начальные работы;
• конечные работы;
• последовательные работы;
• работы (операции) дробления;
• работы (операции) слияния;
• параллельные работы.

При составлении  сетевых графиков (моделей) используют условные обозначения (рисунок 3).

 

      

Рисунок 3. Условные обозначения в сетевом графике

 

1.3 Правила построения  сетевых моделей

 

Процесс разработки сетевой модели включает в себя определение списка работ проекта, оценку параметров работ и определение зависимостей между работами.

При построении сетевого графика необходимо следовать  следующим

правилам:

• правило последовательности изображения работ: сетевые модели следует строить от начала к окончанию, т.е. слева направо;
• правило изображения стрелок. В сетевом графике стрелки, обозначающие работы, ожидания или зависимости, могут иметь различный наклон и длину, но должны идти слева направо, не отклоняясь влево от оси ординат, и всегда направляться от предшествующего события к последующему, т.е. от события с меньшим порядковым номером к событию с большим порядковым номером;
• правило пересечения стрелок. При построении сетевого графика следует избегать пересечения стрелок: чем меньше пересечений, тем нагляднее график;
• правило обозначения работ. В сетевом графике между обозначениями двух смежных событий может проходить только одна стрелка. Для правильного изображения работ можно ввести дополнительное событие и зависимость;
• правило расчленения и запараллеливания работ. При построении сетевого графика можно начинать последующую работу, не ожидая полного завершения предшествующей. В этом случае нужно "расчленить" предшествующую работу на две, введя дополнительное событие в том месте предшествующей работы, где может начаться новая;
• 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;
• 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);
• 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;
• 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;
• 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;
• правило учета непосредственных примыканий (зависимостей). В сетевом графике следует учитывать только непосредственное примыкание (зависимость) между работами;
• 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.
• 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 [7].