3.3 Методы организации работ по планированию

Распространенны­ми методами организации работ по планированию являются сете­вые методы и построение оперограмм.

3.3.1 Модели сетевого планирования и управления

Система методов сетевого планирования и управления (СПУ) – это система методов планирования и управления разработкой крупных комплексов, научными исследованиями, конструкторской и технологической подготовкой производства, новых видов изделий, строительством и реконструкцией путем применения сетевых графиков.

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 временых взаимосвязей предстоящих работ.

Основными элементами сетевой модели являются работы, фиктивные работы и события.

Термин работа используется в СПУ в широком смысле. Во-первых, это действительная работа – протяженный во времени процесс, требующий затрат ресурсов. Каждая действительная работа должна быть конкретной, четко описанной и иметь ответственного исполнителя.

Во-вторых, это ожидание – протяженный во времени процесс, не требующий затрат труда (процессы сушки после окраски, старения металла, твердения бетона и т.п.).

В-третьих, это зависимость или фиктивная работа – логическая связь между двумя или несколькими работами или событиями, не требующими затрат труда, материальных ресурсов или времени. Она указывает, что возможность одной работы непосредственно зависит от результатов другой. Продолжительность фиктивной работы равна нулю.

Событие – это момент завершения какого-либо процесса, отражающий отдельный этап выполнения проекта (разработка принципиальной схемы завершена).

По отношению к событиям называются непосредственно предшествующими (входящими) и непосредственно следующими (выходящими).

Событие, не имеющее входящих работ, называется исходным, а не имеющее выходящих работ – завершающим событием. Все остальные события называются промежуточными, среди которых особо выделяют контрольные события, представляющие повышенный интерес с точки зрения достижения конечного результата, и целевые события, означающие достижение определенной цели всего комплекса работ.

Событие не имеет продолжительности и свершается как бы мгновенно. Поэтому каждое событие должно быть полно, точно и всесторонне определено, его формулировка должна включать в себя результат всех непосредственно предшествующих ему работ.

Событие на сетевом графике изображаются кружками, а – работы стрелками, показывающими связь между работами; фиктивные работы – пунктирными стрелками. События обычно кодируются натуральными числами, а работы - шифрами начального и конечного событий.

На рисунке 5.2 представлен сетевой график разработки изделия.

Рисунок 5.2 - Сетевой график проектирования изделия

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 сетевой график. После упорядочения сетевого графика рассчитываются параметры событий и работ, определяются резервы времени и критический путь.

Затем проводится анализ и оптимизация сетевого графика, который при необходимости вычерчивается заново с пересчетом параметров событий и работ.

Правила построения сетевого графика:

1. В сетевой модели не должно быть «тупиковых» событий, то есть событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события.

2. В сетевой модели не должно быть «хвостовых» событий (кроме исходного), которым не предшествует хотя бы одна работа.

3. В сети не должно быть замкнутых контуров (рисунок 5.3), а также работ, имеющих одинаковые начальное и конечное события. Для двух работ, выполняемых параллельно, можно ввести дополнительное событие, например и фиктивную работу (рисунок 5.4).

Рисунок 5.3 - Наличие замкнутых контуров

Рисунок 5.4 - Введение фиктивной работы

4. Любые два события должны быть непосредственно связаны не более чем одной работой-стрелкой.

5. В сети рекомендуется иметь одно исходное и одно завершающее событие.

Сетевой график должен быть упорядочен.

Упорядочение сетевого графика заключается в таком расположении событий и работ, при котором для любой работы предшествующее событие расположено левее и имеет меньший номер по сравнению с завершающим эту работу событием. Другими словами, в упорядоченном сетевом графике все работы-стрелки направлены слева направо: от событий с меньшими номерами к событиям с большими номерами.

Одно из важнейших понятий сетевого графика – понятие пути.

Путь – любая последовательность работ, в которой конечное событие каждой работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы. Среди различных путей сетевого графика наибольший интерес представляет полный путь L – любой путь, начало которого совпадает с исходным событием сети, а конец – с завершающим.

Наиболее продолжительный полный путь в сетевом графике называется критическим. Критическими называются все работы и события, расположенные на этом пути.

Таким образом, построение сетевого графика осуществляется на основе предварительно составленных картотек событий и работ.

В сетевом планировании предполагается, что чем быстрее выполняется работа, тем дороже стоит ее выполнение. На это необходимо обращать внимание при планировании затрат.

Планирование затрат на выполнение конкретных работ осуществляется на основе результатов функционально-стоимостного анализа (ФСА).

В сетевых графиках рассчитываются следующие параметры: сроки свершения событий (и соответственно выполнения работ, продолжительность критического пути, резервы времени работ и событий. Эти параметры являются исходными для анализа и оптимизации сети.

Критический путь - это путь от исходного события сети до завершающего, имеющий наибольшую продолжительность. Его величина определяет сроки выполнения всего комплекса работ. Изменение продолжительности любой работы, лежащей на критическом пути, соответственно удлиняет или сокращает срок наступления завершающего события. В сети таких путей может быть не один, а несколько. В крупных сетях работ критического пути около 5% общего количества. Следовательно, сокращение только 5% работ сказывается на продолжительности всей разработки.

Коэффициент напряженности работы (i,j) равен коэффициенту напряженности пути максимальной продолжительности L_m, проходящему через работу (i,j):

. (5.1)

Величина коэффициентов напряженности лежит в пределах , достигая единицы только на критических работах. Чем ближе коэффициент напряженности к 1, тем сложнее выполнить данную работу в установленные сроки. Чем ближе коэффициент напряженности к 0, тем большим относительным резервом обладает максимальный путь, проходящий через данную работу.

Вычисленные коэффициенты напряженности позволяют дополнительно классифицировать работы по зонам. В зависимости от величины выделяют три зоны: критическую ( >0,8); подкритическую (0,6 0,8); резервную ( <0,6).

Оптимизация сетевого графика представляет собой процесс улучшения организации выполнения комплекса работ с учетом срока его реализации. Оптимизация проводится с целью сокращения длины критического пути, выравнивания коэффициентов напряженности работ, рационального использования ресурсов.

В первую очередь принимаются меры по сокращению продолжительности работ, находящихся на критическом пути. Способы сокращения продолжительности таких работ включают:

- перераспределение всех видов ресурсов, как временных (использование резервов времени некритических путей), так и трудовых, материальных, энергетических (например, перевод части исполнителей, оборудования с некритических путей на работы критического пути); при этом перераспределение ресурсов должно идти, как правило, из зон, менее напряженных, в зоны, объединяющие наиболее напряженные работы;

- сокращение трудоемкости критических работ за счет передачи части работ на другие пути, имеющие резервы времени;

- параллельное выполнение работ критического пути;

- просмотр топологии сети, изменение состава работ и структуры сети.

В процессе сокращения продолжительности работ критический путь может измениться, и в дальнейшем процесс оптимизации будет направлен на сокращение продолжительности работ нового критического пути, и так будет продолжаться до получения удовлетворительного результата. В идеале длина любого из полных путей может стать равной длине критического пути или по крайней мере пути критической зоны. Тогда все работы будут вестись с равным напряжением, а срок завершения проекта существенно сократится.

Оптимизация сетевого графика в зависимости от полноты решаемых задач может быть разделена на частную и комплексную. Видами частной оптимизации являются: минимизация стоимости всего комплекса работ при заданном времени выполнения проекта, минимизация времени выполнения разработки при заданной ее стоимости. Комплексная оптимизация - это нахождение оптимума в соотношениях величин затрат и сроков выполнения проекта.