Сущность СПУ. Сетевая модель и ее элементы

Основные недостатки линейного способа планирования:

1) невозможно показать взаимосвязь отдельных элементов работ, следовательно, трудно оценить значимость каждой отдельной работы для достижения конечной цели;

2) трудно спрогнозировать непредвиденные сбои в процессе разработки и отсрочки вызываемые задержкой выполнения смежных работ;

3) невозможно прогнозировать результаты различных вариантов решения, направленных на изменение первоначального плана работ, трудно спланировать параллельность выполнения работы и равномерность загрузки исполнителей;

4) трудно скорректировать график выполнения работы в связи с изменением сроков выполнения какой-либо работы.

Указанные недостатки устраняются системой сетевого планирования и управления (СПУ), которая представляет собой комплекс расчетных и графических методов, организационных мероприятий и контрольных- приемов, которые обеспечивают моделирование процессов разработки и позволяют осуществлять анализ и динамическую перестройку плана выполнения разработки.

Цель СПУ – выявление резервов времени и материальных ресурсов, скрытых в нерациональной организации труда, прогнозирование и предупреждение возможных сбоев графика выполнения работ, повышение эффективности управления ходом работ и возможность оптимизации плана разработки.

Оптимизация плана разработки может проводиться по следующим критериям:

1) минимальное время выполнения всего комплекса работ,

2) минимальная стоимость разработки,

3) максимальная экономия каких-либо ресурсов,

4) равномерного распределение ресурса в в течении всего процесса разработки.

Системы СПУ различаются между собой по следующим признакам:

1) по важности и объему разработки,

2) по числу сетей отражающих объект,

3) по объему сетевой модели,

4) по контролируемым параметрам,

5) по ресурсным ограничениям.

Наиболее распространенная система СПУ – система оптимизации по времени процесса разработки без учета прочих ресурсов. Эта система позволяет сократить сроки разработки, произвести увязку всех работ во времени, выявить решающую цепочку по фактору времени и сосредоточить внимание на ее организации, увязать работу всех подразделений, участвующих в разработке.

Элементы сетевой модели

Основной документ сетевого планирования и управления – это сетевой график (граф, сеть), который представляет собой информационную модель отображающую взаимосвязь всех работ, которые необходимы для достижения конечной цели. Весь комплекс работ выполняется в виде графа. Граф – это схема, состоящая из заданных точек (вершин), соединенных определенной системой линий (ребер, дуг). Граф называется ориентированным, если стрелками указаны направления его ребер.

В теории графов используются такие понятия, как:

путь – последовательность ребер, в которой конец предыдущего ребра совпадает с началом последующего,

· контур – это замкнутый путь, у которого начальная вершина совпадает с конечной.

Исходя из указанных понятий, сетевой график – это ориентированный граф без контуров, ребра которого имеют числовую характеристику. Ребра графа обозначают работы, а вершины графа – события. Работа – это действие, приводящее к достижению определенных результатов. На графе работа обозначается стрелкой без масштаба.

Работы подразделяются на:

· действительные – трудовой процесс, который требует затрат времени и других ресурсов,

· ожидание – процесс, не требующий затрат труда, но проходящий во времени и имеющий временную размерность,

· фиктивные – означает логическую связь между двумя действительными работами, на которую не требуется затрат труда и затрат времени. Она указывает на возможность начала какой – либо работы только по результатам другой.

Событие – это результат произведенной работы или нескольких работ. Событие не имеет временной размерности означает только момент свершения работы (например, опытный образец изготовления). На графе событие обозначается в виде круга или другой геометрической фигуры.

Разновидности событий:

исходное событие для данного комплекса работ – событие, не имеющее предшествующих работ (I),

· завершающее событие для данного комплекса работ – событие, не имеющее последующих работ,

· начальное событие для данной работы – событие, с которого начинается выполнение данной работы,

· промежуточное событие – любой достигнутый результат, который дает возможность выполнить последующие одну или несколько работ,

· предшествующее событие – событие, которое располагается в сети непосредственно перед данным событием,

последующее событие – событие, которое располагается в сети непосредственно после данного события.

Путь – это любая последовательность работ, в которой конечное событие одной работы совпадает с начальным событием последующей работы.

Различают:

- полный путь – от исходного события до завершающего,

- путь, предшествующий данному событию – от исходного события до данного,

- путь, последующий за данным событием – от данного события до завершающего,

- путь между событиями,

- критический путь – полный путь, имеющий наибольшую продолжительность.

Пример сетевого графика

Путь 0 – 1 – 2 – 5 – критический. Критический путь – путь между исходным и завершающим событием, имеющий наибольшую продолжительность, обозначается на графе двойной стрелкой. Главная особенность критического пути - отсутствие резервов времени. Остальные пути называются ненапряженными, так как имеют резервы времени.

Методика СПУ

Сетевое планирование и управление осуществляется в два последовательно проводимых этапа:

этап 1 – составление исходного плана.

этап 2 – оперативное управление ходом выполнения работ.

Первый этап включает в себя следующий перечень работ:

1. Определение структуры разработки, назначение руководителей и ответственных исполнителей,

2. Выявление всех событий и работ, необходимых для выполнения разработки,

3. Определение времени выполнения каждой работы,

4. Составление (сшивание) первичных сетей и сводной сети,

5. Определение в сети критического пути и резервов времени,

6. Анализ сети и ее оптимизация,

7. Утверждение показателей исходного плана.

Сшивание первичных сетей

«Первичная сеть» - это сетевая модель, разработанная на комплекс работ, закрепленных за данным ответственным исполнителем. Сшивание первичных сетей производится сверху вниз по уровням иерархии от исходного события к завершающему.

Сводная сеть – это весь комплекс работ по данной разработке, включая все организации-исполнители. Для осуществления сшивания устанавливаются граничные события для каждой первичной сети, то есть такие события, которые связаны с работами других ответственных исполнителей.

Граничные события подразделяются на:

- входные события, которые показывают, какие результаты работ и к какому моменту времени необходимо получить данному ответственному исполнителю от других,

- выходные события – результаты комплекса работ, которые данный ответственный исполнитель должен предать другим.

Нумерация событий в сводной сети – сквозная, следовательно, для каждой первичной сети дается диапазон номеров событий.

Параметры сети:

- продолжительность критического пути,

- резервы времени и работ.

Определение продолжительности критического пути позволяет определить срок окончания разработки. Все остальные пути в сети имеют меньшую продолжительность во времени, следовательно, называются напряженными путями. Их свойство – наличие резервов времени на участках, не совпадающих с критическим путем. Критический путь не имеет резервов времени. Резерв времени – это такой промежуток времени, на который может быть отсрочено данное событие, без нарушения сроков завершения в целом.

R_i = T_ni - T_pi,

где R_i – резерв времени i-го события,

T_ni – поздний срок свершения i-го события,

T_pi – ранний срок свершения i-го события.

T_ni и T_p_i определяются по максимальному из путей, проходящих через данное событие.

T_pi = t[L_max(I-i)],

t- время пути,

L_max – максимальный путь от исходного до i-го события.

T_ni = t(L_кр) - t[L_max(I-c)],

где L_кр – критический путь,

t[L_max(I-c)] – максимальный путь от –го события до завершающего.

События, имеющие нулевой резерв времени, находятся на критическом пути.

Резервы времени работ

Полный резерв времени работы характеризует максимальное количество времени, на которое можно увеличить продолжительность данной работы, не изменяя продолжительности критического пути. Полный резерв времени для работы i - j определяется:

R_nij = T_nj – T_pi - t_ij,

где T_nj – поздний срок свершения конечного события,

T_pi – ранний срок свершения начального события,

t_ij - продолжительность работы.

Свойство полного резерва – его частичное или полное использование для увеличения одной работы ненапряженного пути ведет к уменьшению полных резервов остальных работ этого пути, так как полный резерв принадлежит всем работам данного ненапряженного пути.

Свободный резерв времени работы характеризует максимальное количество времени, на которое можно увеличить продолжительность работы или отсрочить ее начало, не изменяя при этом ранних сроков наступления последующих работ. Свободный резерв работы i - j определяется:

R_cij = T_pj – T_pi - t_ij,

T_pj – ранний срок свершения конечного события,

T_pi – ранний срок свершения начального события.

Резерв времени пути показывает предельно допустимое увеличение продолжительности данного пути

R(L_i) = t(L_кр) – t(L_i),

где R(L_i) – резерв времени i-го пути,

t(L_кр) – продолжительность критического пути,

t(L_i) – продолжительность i-го пути.

Анализ сетевой модели

Анализ сетевой модели включает в себя оценку:

- целесообразности структуры сетевого графа,

- загрузку исполнителей на всех этапах разработки,

- возможности смещения начала работ некритических путей,

- вероятности свершения событий в заданные сроки.

1 этап анализа:

- осуществляется пересмотр топологии сети с целью устранения лишних работ,

- проверяется целесообразность уровня детализации работ,

- рассматривается возможность параллельного выполнения работ.

2 этап анализа:

- проводится классификация работ по величинам полных и свободных резервов времени,

- определяется степень трудности выполнения в срок каждой группы работ некритического пути по коэффициенту напряженности работ:

К_{напр-ти} _ij = (t(L_max) – t’(L_кр)) / (t(L_кр) – t’(L_кр)),

где

К_{напр-ти} _ij - коэффициент напряженности работы ij,

L_max – продолжительность некритического пути, проходящего через данную работу,

t(L_кр) – продолжительность критического пути,

t’(L_кр) – участок критического пути, проходящего через данную работу.

Этап анализа -

заключается в учете потребностей основных видов ресурсов, причем под ресурсами понимаются те параметрами разработки, которые влияют на сроки ее выполнения. Работы анализируемого комплекса классифицируются по видам ресурсов, при этом ресурсами одного вида считаются те, которые одинаково влияют на сроки выполнения работ независимо от их физической природы. Затем составляются графики распределения потребляемых ресурсов каждого вида во времени. Графики перестраиваются с целью достижения равномерного потребления данного ресурса или достижения заданного значения ресурса на каждом этапе.

Этап анализа -

выполняется расчет вероятности сроков выполнения работ критического пути, с учетом влияния на эти сроки работ, расположенных на некритических путях.

Функционирование СПУ

Главная задача применения сетевой модели – это соблюдение сроков и пропорций расходования ресурсов в процессе проведения комплекса работ.

Управление процессом разработки с помощью сетевых моделей заключается в следующем:

- создание органов СПУ,

- создание потоков входной информации от ответственных исполнителей в органы СПУ,

- организация и обработки и анализа входной информации,

- своевременная перестройка графиков,

- создание потоков выходной информации от органов СПУ к ответственным исполнителям.

Контрольные вопросы.

1. Недостатки линейных графиков календарного планирования .

2. Показатели оптимизации планов посредством СПУ.

3. Основные элементы сетевой модели.

4. Разновидности работ и событий.

5. Понятие и виды путей в сетевом графе.

6. Основные правила построения сетевого графа.

7. Как определяется структура разработки?

8. Назвать методы определения времени выполнения работ.

9. Как проводится расчет параметров сети?

10. Основные правила сшивания первичных сетей.

11. Виды оптимизации сетевой модели.

12. Этапы анализа сетевого графика.