Сетевое и календарное планирования проекта. Сетевое планирование и управление
Основные элементы сетевого планирования и управления
Сетевое планирование и управление - это совокупность расчётных методов, организационных и контрольных мероприятий по планированию и управлению комплексом работ с помощью сетевого графика (сетевой модели).
Под комплексом работ мы будем понимать всякую задачу, для выполнения которой необходимо осуществить достаточно большое количество разнообразных работ.
Для того чтобы составить план работ по осуществлению больших и сложных проектов, состоящих из тысяч отдельных исследований и операций, необходимо описать его с помощью некоторой математической модели. Таким средством описания проектов является сетевая модель.
Сетевая модель - это план выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ, заданного в форме сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком .
Главными элементами сетевой модели являются работы и события .
Термин работа в СПУ имеет несколько значений. Во-первых, это действительная работа - протяжённый во времени процесс, требующий затрат ресурсов (например, сборка изделия, испытание прибора и т.п.). Каждая действительная работа должна быть конкретной, чётко описанной и иметь ответственного исполнителя.
Во-вторых, это ожидание - протяжённый во времени процесс, не требующий затрат труда (например, процесс сушки после покраски, старения металла, твердения бетона и т.п.).
В-третьих, это зависимость , или фиктивная работа - логическая связь между двумя или несколькими работами (событиями), не требующими затрат труда, материальных ресурсов или времени. Она указывает, что возможность одной работы непосредственно зависит от результатов другой. Естественно, что продолжительность фиктивной работы принимается равной нулю.
Событие - это момент завершения какого-либо процесса, отражающий отдельный этап выполнения проекта . Событие может являться частным результатом отдельной работы или суммарным результатом нескольких работ. Событие может свершиться только тогда, когда закончатся всё работы, ему предшествующие. Последующие работы могут начаться только тогда, когда событие свершится. Отсюда двойственный характер события : для всех непосредственно предшествующих ему работ оно является конечным, а для всех непосредственно следующих за ним - начальным. При этом предполагается, что событие не имеет продолжительности и свершается как бы мгновенно. Поэтому каждое событие, включаемое в сетевую модель, должно быть полно, точно и всесторонне определено, его формулировка должна включать в себя результат всех непосредственно предшествующих ему работ.
Рисунок 1. Основные элементы сетевой модели
При составлении сетевых графиков (моделей) используют условные обозначения. События на сетевом графике (или, как ещё говорят, на графе ) изображаются кружками (вершинами графа), а работы - стрелками (ориентированными дугами):
Событие,
Работа (процесс),
Фиктивная работа - применяется для упрощения сетевых графиков (продолжительность всегда равна 0).
Среди событий сетевой модели выделяют исходное и завершающее события. Исходное событие не имеет предшествующих работ и событий, относящихся к представленному в модели комплексу работ. Завершающее событие не имеет последующих работ и событий.
Существует и иной принцип построения сетей - без событий. В такой сети вершины графа означают определённые работы, а стрелки - зависимости между работами, определяющие порядок их выполнения. Сетевой график «работы–связи» в отличие от графика «события–работы» обладает известными преимуществами: не содержит фиктивных работ, имеет более простую технику построения и перестройки, включает только хорошо знакомое исполнителям понятие работы без менее привычного понятия события.
Вместе с тем сети без событий оказываются значительно более громоздкими, так как событий обычно значительно меньше, чем работ (показатель сложности сети , равный отношению числа работ к числу событий, как правило, существенно больше единицы). Поэтому эти сети менее эффективны с точки зрения управления комплексом. Этим и объясняется тот факт, что в настоящее время наибольшее распространения получили сетевые графики «события–работы».
Если в сетевой модели нет числовых оценок, то такая сеть называется структурной . Однако на практике чаще всего используют сети, в которых заданы оценки продолжительности работ, а также оценки других параметров, например трудоёмкости, стоимости и т.п.
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 и с помощью нормативов, если таковые существуют, оценивается продолжительность каждой работы. Затем составляется (сшивается ) сетевой график. После упорядочения сетевого графика рассчитываются параметры событий и работ, определяются резервы времени и критический путь . Наконец, проводятся анализ и оптимизация сетевого графика, который при необходимости вычерчивается заново с пересчётом параметров событий и работ.
При построении сетевого графика необходимо соблюдать ряд правил.
В сетевой модели не должно быть «тупиковых» событий, то есть событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события . Здесь либо работа не нужна и её необходимо аннулировать, либо не замечена необходимость определённой работы, следующей за событием для свершения какого-либо последующего события. В таких случаях необходимо тщательное изучение взаимосвязей событий и работ для исправления возникшего недоразумения.
В сетевом графике не должно быть «хвостовых» событий (кроме исходного), которым не предшествует хотя бы одна работа . Обнаружив в сети такие события, необходимо определить исполнителей предшествующих им работ и включить эти работы в сеть.
В сети не должно быть замкнутых контуров и петель, то есть путей, соединяющих некоторые события с ними же самими . При возникновении контура (а в сложных сетях, то есть в сетях с высоким показателем сложности, это встречается довольно часто и обнаруживается лишь при помощи ЭВМ) необходимо вернуться к исходным данным и путём пересмотра состава работ добиться его устранения.
Любые два события должны быть непосредственно связаны не более чем одной работой-стрелкой . Нарушение этого условия происходит при изображении параллельно выполняемых работ. Если эти работы так и оставить, то произойдёт путаница из-за того, что две различные работы будут иметь одно и то же обозначение. Однако содержание этих работ, состав привлекаемых исполнителей и количество затрачиваемых на работы ресурсов могут существенно отличаться.
В этом случае рекомендуется ввести фиктивное событие и фиктивную работу , при этом одна из параллельных работ замыкается на это фиктивное событие. Фиктивные работы изображаются на графике пунктирными линиями.
Рисунок 2. Примеры введения фиктивных событий
Фиктивные работы и события необходимо вводить в ряде других случаев. Один из них - отражение зависимости событий, не связанных с реальными работами. Например, работы А и Б (рисунок 2, а) могут выполняться независимо друг от друга, но по условиям производства работа Б не может начаться раньше, чем окончится работа А. Это обстоятельство требует введения фиктивной работы С.
Другой случай - неполная зависимость работ. Например работа С требует для своего начала завершения работ А и Б, на работа Д связана только с работой Б, а от работы А не зависит. Тогда требуется введение фиктивной работы Ф и фиктивного события 3’, как показано на рисунке 2, б.
Кроме того, фиктивные работы могут вводиться для отражения реальных отсрочек и ожидания. В отличие от предыдущих случаев здесь фиктивная работа характеризуется протяжённостью во времени.
Если сеть имеет одну конечную цель, то программа называется одноцелевой. Сетевой график, имеющий несколько завершающих событий, называется многоцелевым и расчет ведется относительно каждой конечной цели. Примером может быть строительство жилого микрорайона, где ввод каждого дома является конечным результатом, и в графике по возведению каждого дома определяется свой критический путь.
Упорядочение сетевого графика
Предположим, что при составлении некоторого проекта выделено 12 событий: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 24 связывающие их работы: (0, 1), (0, 2), (0, 3), (1, 2), (1, 4), (1, 5), (2, 3), (2, 5), (2, 7), (3, 6), (3, 7), (3, 10), (4, 8), (5, 8), (5, 7), (6, 10), (7, 6), (7, 8), (7, 9), (7, 10), (8, 9), (9, 11), (10, 9), (10, 11). Составили исходный сетевой график 1.
Упорядочение сетевого графика заключается в таком расположении событий и работ, при котором для любой работы предшествующее ей 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.
Разобьём исходный сетевой график на несколько вертикальных слоёв (обводим их пунктирными линиями и обозначаем римскими цифрами).
Поместив в I слое начальное событие 0, мысленно вычеркнем из графика это событие и все выходящие из него работы-стрелки. Тогда без входящих стрелок останется событие 1, образующее II слой. Вычеркнув мысленно событие 1 и все выходящие из него работы, увидим, что без входящих стрелок остаются события 4 и 2, которые образуют III слой. Продолжая этот процесс, получим сетевой график 2.
Сетевой график 1. Неупорядоченный сетевой график
Сетевой график 2. Упорядочение сетевого графика с помощью слоёв
Теперь видим, что первоначальная нумерация событий не совсем правильная: так, событие 6 лежит в VI слое и имеет номер, меньший, чем событие 7 из предыдущего слоя. То же можно сказать о событиях 9 и 10.
Сетевой график 3. Упорядоченный сетевой график
Изменим нумерацию событий в соответствии с их расположением на графике и получим упорядоченный сетевой график 3. Следует заметить, что нумерация событий, расположенных в одном вертикальном слое, принципиального значения не имеет, так что нумерация одного и того же сетевого графика может быть неоднозначной.
Понятие о пути
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 - любой путь, начало которого совпадает с исходным событием сети, а конец - с завершающим.
Наиболее продолжительный полный путь в сетевом графике называется критическим . Критическими называются также работы и события, находящиеся на этом пути.
На сетевом графике 4 критический путь проходит через работы (1;2), (2;5), (5;6), (6;8) и равен 16. Это означает, что все работы будут закончены за 16 единиц времени. Критический путь имеет особое значение в системе СПУ, так как работы этого пути определят общий цикл завершения всего комплекса работ, планируемых при помощи сетевого графика. Зная дату начала работ и продолжительность критического пути, можно установить дату окончания всей программы. Любое увеличение продолжительности работ, находящихся на критическом пути, задержит выполнение программы.
Сетевой график 4. Критический путь
На стадии управления и контроля над ходом выполнения программы основное внимание уделяется работам, находящимся на критическом пути или в силу отставания попавшим на критический путь. Для сокращения продолжительности проекта необходимо в первую очередь сокращать продолжительность работ, лежащих на критическом пути.
Введение
Глава I. Понятие и сущность сетевого планирования и управления
1.1. Сущность сетевых методов планирования и управления
1.2. Элементы и виды сетевых моделей
Глава II. Практическое применение моделей сетевого планирования и управления
2.1. Методы сетевого планирования и управления
2.2. Сетевой график
Заключение
Литература
Введение
В современных условиях все более сложными становятся социально-экономические системы. Поэтому решения, принимаемые по проблемам рационализации их развития, должны получать строгую научную основу на базе математико-экономического моделирования.
Одним из методов научного анализа является сетевое планирование.
В России работы по сетевому планированию начались в 1961-1962 гг. и быстро получили широкое распространение. Широко известны труды Антонавичуса К. А., Афанасьева В. А., Русакова А. А., Лейбмана Л. Я., Михельсона В. С., Панкратова Ю. П., Рыбальского В. И., Смирнова Т. И., Цоя Т. Н. и других. , ,
От многочисленных исследований отдельных аспектов сетевых методов планирования и управления был осуществлен переход к системному использованию новой методологии планирования. В литературе и практике все более широко закреплялось отношение к сетевому планированию не только как к методу анализа, но и как к развитой системе планирования и управления, приспособленной для очень широкого круга проблем.
За годы практического использования в России и за рубежом сетевое планирование показало эффективность в самых различных сферах экономического и организационного анализа.
Необходимость использования методов сетевого планирования в исследовании систем управления объясняется многим разнообразием моделей планирования: графики и таблицы, физические модели, логические и математические выражения, машинные модели, имитационные модели.
Особый интерес представляет сетевой метод формализованного представления систем управления, который сводится к построению сетевой модели для решения комплексной задачи управления. Основой сетевого планирования является информационная динамическая сетевая модель, в которой весь комплекс расчленяется на отдельные, четко определенные операции (работы), располагаемые в строгой технологической последовательности их выполнения. При анализе сетевой модели производится количественная, временная и стоимостная оценка выполняемых работ. Параметры задаются для каждой входящей в сеть работы их исполнителем на основе нормативных данных либо своего производственного опыта.
При имитационном динамическом моделировании строится модель, адекватно отражающая внутреннюю структуру моделируемой системы; затем поведение модели проверяется на ЭВМ на сколь угодно продолжительное время вперед. Это дает возможность исследовать поведение как системы в целом, так и ее составных частей. Имитационные динамические модели используют специфический аппарат, позволяющий отразить причинно–следственные связи между элементами системы и динамику изменений каждого элемента. Модели реальных систем обычно содержат значительное число переменных, поэтому их имитация осуществляется на компьютере.
Таким образом, тема исследования методов сетевого планирования является актуальной, т.к. графическое представление не только дает представление о сложном процессе, но и позволяет осуществить разностороннее исследование системы управления проектом.
Исходя из приведенных аргументов актуальности и темы работы, можно сформулировать цель работы – освещение методов сетевого планирования и управления в исследовании социально-экономических и политических процессов.
Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:
1. Проведен анализ сетевого планирования и управления.
2. Выявлена сущность сетевых методов планирования и управления
3. Рассмотрены виды методов сетевого планирования и управления, изучена область их применения.
4. Рассмотрены основы практического применения методов сетевого планирования и управления.
Предметом исследования моей курсовой работы является методология сетевого планирования и управления.
Объектом моей курсовой работы является сфера применения методологии сетевого планирования и управления.
Глава I . Понятие и сущность сетевого планирования и управления
1.1. Сущность сетевых методов планирования
Сетевое планирование - это комплекс графических и расчетных методов организационных мероприятий, обеспечивающих моделирование, анализ и динамическую перестройку плана выполнения сложных проектов и разработок, например, таких как:
· строительство и реконструкция каких-либо объектов;
· выполнение научно-исследовательских и конструкторских работ;
· подготовка производства к выпуску продукции;
· перевооружение армии.
Характерной особенностью таких проектов является то, что они состоят из ряда отдельных, элементарных работ. Они обусловливают друг друга так, что выполнение некоторых работ не может быть начато раньше, чем завершены некоторые другие.
Основная цель сетевого планирования и управления - сокращение до минимума продолжительности проекта.
Задача сетевого планирования и управления 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.
Во всех системах сетевого планирования основным объектом моделирования служат разнообразные комплексы предстоящих работ, например социально-экономические исследования, проектные разработки, освоение, производство новых товаров и другие плановые мероприятия.
Система СПУ позволяет:
· формировать календарный план реализации некоторого комплекса работ;
· выявлять и мобилизовывать резервы времени, трудовые, материальные и денежные ресурсы;
· осуществлять управление комплексом работ по принципу «ведущего звена» с прогнозированием и предупреждением возможных срывов в ходе работ;
· повышать эффективность управления в целом при четком распределении ответственности между руководителями разных уровней и исполнителями работ;
· четко отобразить объем и структуру решаемой проблемы, выявить с любой требуемой степенью детализации работы, образующие единый комплекс процесса разрешения проблемы; определить события, совершение которых необходимо для достижения заданных целей;
· выявить и всесторонне проанализировать взаимосвязь между работами, так как в самой методике построения сетевой модели заложено точное отражение всех зависимостей, обусловленных состоянием объекта и условиями внешней и внутренней среды;
· широко использовать вычислительную технику;
· быстро обрабатывать большие массивы отчетных данных и обеспечивать руководство своевременной и исчерпывающей информацией о фактическом состоянии реализации программы;
· упростить и унифицировать отчетную документацию.
Диапазон применения СПУ весьма широк: от задач, касающихся деятельности отдельных лиц, до проектов, в которых участвуют сотни организаций и десятки тысяч людей.
Сетевая модель представляет собой описание комплекса работ (комплекса операций, проекта). Под ним понимается всякая задача, для выполнения которой необходимо осуществить достаточно большое количество разнообразных действий. Это может быть создание любого сложного объекта, разработка его проекта и процесс построения планов реализации проекта.
Использование методов сетевого планирования способствует сокращению сроков создания новых объектов на 15-20%, обеспечению рационального использования трудовых ресурсов и техники.
Наиболее эффективными областями применения сетевых методов планирования и управления является управление крупными целевыми программами, научно-техническими разработками и инвестиционными проектами, а также сложными комплексами социальных, экономических и организационно-технических мероприятий на федеральном и региональных уровнях.
1.2. Элементы и виды сетевых моделей
Сетевые модели состоят из трех следующих элементов:
· Работа (или задача)
· Событие (вехи)
· Связь (зависимость)
Работа ( A ctivity) – это процесс, который необходимо выполнить для получения определенного (заданного) результата, как правило, позволяющего приступить к последующим действиям. Термины "задача" (Task) и "работа" могут быть идентичны, однако в некоторых случаях задачами принято называть выполнение действий, выходящих за рамки непосредственного производства, например "Экспертиза проектной документации" или "Переговоры с заказчиком". Иногда понятие "задача" используют для отображения работ самого низкого уровня иерархии.
Термин «работа» используется в широком смысле слова, и может иметь следующие значения:
· действительная работа , то есть трудовой процесс, требующий затрат времени и ресурсов;
· ожидание – процесс, требующий времени, но не потребляющий ресурсы;
· зависимость или «фиктивная работа» - работа, не требующая времени и ресурсов, но указывающая, что возможность начала одной работы непосредственно зависит от результатов другой.
Управлять процессом планирования и ходом выполнения работы - задача не из лёгких. Очевидно, наиболее правильно в этом случае будет применение методов сетевого планирования и управления (СПУ).
Методы СПУ разработаны как математические методы построения моделей исследования операций. Разработка метода доведена до рабочих компьютерных программ и нам остаётся научиться ими пользоваться применительно к нашей работе по поиску идей. Использование методов СПУ вы будете осваивать на практических занятиях. Методы СПУ основаны на моделировании процессов с помощью сетевых графиков и представляют собой совокупность расчётных методов, организационных и контрольных мероприятий по планированию и управлению комплекса работ. Система СПУ позволяет:
формировать календарный план реализации некоторого комплекса работ;
выявлять и мобилизовывать резервы времени, трудовые, материальные и денежные ресурсы;
осуществлять управление комплексом работ по принципу «ведущего звена» с прогнозированием и предупреждением возможных срывов в ходе работ;
повышать эффективность управления в целом при четком распределении ответственности между руководителями разных уровней и исполнителями работ.
Сетевая модель представляет собой план выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ (операций), заданного в специфической форме сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком. Элементами сетевой модели являются события и работы.
Сетевой график - это модель достижения поставленной цели, причем цель является моделью, динамично приспособленной для анализа вариантов достижения цели, для оптимизации плановых заданий, для внесения изменений и т.п.
Метод работы с сетевыми графиками - сетевое планирование - базируется на теории графов. В переводе с греческого граф (grafpho - пишу) представляет систему точек, некоторые из них соединены линиями - дугами (или ребрами). Это топологическая (математическая) модель взаимодействующих систем. С помощью графов можно решать не только задачи сетевого планирования, но и другие задачи. Метод сетевого планирования применяется при планировании проведения комплекса взаимосвязанных работ. Он позволяет наглядно представить организационно-технологическую последовательность выполнения работ и установить взаимосвязь между ними. Кроме этого, он позволяет обеспечить координацию операций различной степени сложности и выявить операции, от которых зависит продолжительность всей работы (т.е. организационного мероприятия), а также сосредоточить внимание на своевременном выполнении каждой операции.
Сетевой метод - это система приемов и способов, позволяющих на основе применения сетевого графика (сетевой модели) рационально осуществлять весь управленческий процесс, планировать, организовывать, координировать и контролировать любой комплекс работ, обеспечивая эффективное использование денежных и материальных ресурсов. Применение этого метода позволяет улучшить:
планирование, обеспечивая его комплексность, непрерывность, создавая условия для улучшения определения требуемых ресурсов и распределения уже имеющихся ресурсов;
финансирование работ, т.к. появляются способы более точного расчет себестоимости работ, их трудоемкости и формирования нормативно-справочной базы;
структуру системы управления путем четкого определения и распределения задач, прав, обязанностей;
организацию процедур координации и контроля за ходом работ на базе оперативной и точной информации, а также оценку выполнения плана.
Сетевой график - это информационная модель, отображающая процесс выполнения комплекса работ, направленных на достижение единой цели. Цель сетевого планирование - воздействие на управление, а управление призвано поддерживать рациональный режим работы, восстанавливать нарушенное состояние подвижного равновесия динамических систем, обеспечивая слаженную работу всех ее звеньев. При этом управление системой ведется по ряду параметрам: времени, стоимости, ресурсам, технико-экономическим показателям. Однако наиболее распространенными являются системы с параметром «время».
Процесс управления при представлении управляемой системы в виде модели существенно упрощается. Основой сетевого планирования и управления является сетевой график, отражающий технологическую и логическую взаимосвязь всех операций предстоящей работы. Он состоит из трех составных частей (главных понятий), таких как «работа», «событие» и «путь».
«Работа» - это любой процесс, требующий затрат времени и ресурсов или только времени. Если на выполнение работы не требуется ресурсов, а затрачивается лишь время, то они называются «ожиданием». Работу на сетевом графике обозначают сплошной стрелкой (дугой графа), над которой числом обозначается продолжительность выполнения данной работы. Существует фиктивная работа (ожидание, простая зависимость) - работа, не требующая затрат времени, труда и средств. На графике она отображается пунктирной стрелкой.
Работы в виде стрелки (тогда граф называется ориентированным, или орграфом) на графике не являются векторами, поэтому вычерчиваются без масштаба. Каждая работа начинается и кончается «событием», которое обозначается кружочком, в котором цифра обозначает название (имя) данного события. Событие - это результат выполнения одной или нескольких работ, являющийся необходимым для начала последующих работ. Предшествующее событие является отправной точкой для работы (причиной), а последующее событие - ее результатом.
События в отличие от работ совершаются в определенные моменты времени, не используя при этом никаких ресурсов. Начало выполнения комплекса работ есть начальное событие. Момент завершения всех работ есть конечное событие.
Любой сетевой график имеет одно исходное (начальное) и одно завершающее (конечное) событие. Любая работа - стрелка - соединяет только два события.
Событие, из которого стрелка выходит, называется предшествующим данной работе, а событие, в которое стрелка входит, является - последующим. Одно и то же событие, кроме исходного и завершающего, является по отношению к одной работе предшествующим, а к другой - последующим. Такое событие называется промежуточным. События могут быть простыми и сложными. Простые события имеют только одну входящую и одну выходящую работу.
Сложные события имеют несколько входящих или несколько выходящих работ. Деление событий на простые и сложные имеет большое значение при расчете сетевых графиков. Событие считается свершившимся, когда будет закончена самая длинная по продолжительности из всех входящих в него работ.
Непрерывная технологическая последовательность работ (цепь) от первого события до последнего называется путем. Такой путь является полным путем. Полных путей может быть несколько. Длина пути определяется суммой продолжительности лежащих па нем работ. Используя метод графиков, можно определить каждый из путей. Это достигается последовательным выявлением элементов каждого пути.
В результате сравнения различных путей выбирают путь, на котором продолжительность всех содержащихся работ наибольшая. Этот путь носит название «критический путь». Он определяет время, необходимое для выполнения всего плана, на который составлен график. Именно от работ, лежащих на критическом пути, и их продолжительности зависит конечный срок выполнения плана.
Критический путь - основа оптимизации плана. Для того чтобы сократить срок выполнения всего плана, необходимо уменьшить продолжительность выполнения тех работ, которые находятся на критическом пути.
Все полные пути, продолжительность которых меньше критического, называются некритическими. Они обладают резервами времени. Под резервами времени понимаются допустимые сдвиги сроков совершения событий и выполнения работ, не меняющие сроков наступления завершающего события.
Резервы времени бывают полные и свободные. Полный резерв времени - это срок, на который можно перенести начало работы или увеличить ее продолжительность при неизменной длине критического пути. Полный резерв времени определяют как разность между поздним и ранним началом работы или между поздним и ранним окончанием работы.
Работы критического пути полного резерва времени не имеют, т.к. их ранние параметры равны поздним. Использование полного резерва времени на других некритических путях приводит к тому, что путь, к которому принадлежал запас времени, становится критическим.
Свободным резервом времени называется срок, на который можно перенести начало работы или увеличить ее продолжительность при условии, что ранние начала последующих работ не изменяются. Этот резерв времени используют в том случае, когда в одно событие входит две и более работ. Свободный резерв времени определяют как разность раннего начала последующей работы и раннего окончания рассматриваемой работы.
Резерв времени позволяет увеличить продолжительность выполнения работ или же начать их несколько позднее, а также дает возможность маневрировать внутренними финансовыми, материальными и трудовыми ресурсами (деньгами, количеством техники, численностью работников, временем начала работ).
Анализируя сетевые графики, можно заметить, что они отличаются не только количеством событий, но и числом взаимосвязей между ними. Сложность сетевого графика оценивается коэффициентом сложности. Коэффициент сложности представляет собой отношение количества работ сетевого графика к количеству событий и определяется по формуле:
К = Р / С, (3)
где К - коэффициент сложности сетевого графика;
Р и С - количество работ и событий, ед.
Сетевые графики, имеющие коэффициент сложности от 1,0 до 1,5, являются простыми, от 1,51 до 2,0 - средней сложности, более 2,1 - сложными.
Приступая к построению сетевого графика, следует установить:
Какие работы должны быть завершены ранее, чем начнется данная работа;
Какие работы могут быть начаты после завершения данной работы;
3. Какие работы могут выполняться одновременно с данной работой. Кроме того, надо придерживаться общих положений и правил:
сеть вычерчивается слева направо (это же направление имеют и стрелки-работы);
каждое событие с большим порядковым номером изображается правее предыдущего;
график должен быть простым, без лишних пересечений;
все события, кроме завершающего, должны иметь последующую работу (в сети не должно быть события, кроме исходного, в которое не входила бы ни одна работа);
один и тот же номер события нельзя использовать дважды;
в сетевом графике ни один путь не должен проходить дважды через одно и то же событие (если такие пути обнаружены, то это свидетельствует об ошибке);
если начало какой-либо работы зависит от окончания двух предшествующих работ, выходящих из одного события, тогда между событиями - окончаниями этих двух работ - вводится фиктивная работа (зависимость).
Использование сетевых моделей способно оказать существенную помощь в планировании и осуществлении мероприятий в рамках инновационного менеджмента, поэтому ими нельзя пренебрегать.
Сетевое планирование является одним из важнейших инструментов менеджмента, который используется в процессе разработки, принятия и реализации сложных решений.
Германский промышленный стандарт DIN 69900 определяет сетевое планирование как все приемы для анализа, описания, планирования процессов и управления ими на основе теории графов, при которых могут быть учтены время, издержки, ресурсы и другие влияющие параметры.
Сетевой план может рассматриваться как наиболее точный плановый инструмент, особенно полезный при больших и сложных проектах. Он имеет следующие основные достоинства: 1.
Составление сетевого плана вынуждает всех участников проекта внимательно продумать его ход, заблаговременно провести необходимые согласования и принять соответствующие решения. Это играет большую роль особенно в тех случаях, когда в выполнении проекта участвуют различные фирмы или разные подразделения одной фирмы. 2.
За счет графического представления работ сетевой план дает прекрасный обзор проекта и позволяет наглядно фиксировать его плановое течение. 3.
Вышеназванные достоинства облегчают контроль полноты планирования.
Каждый сетевой план представляет собой графическое изображение хода проекта, содержащее определенное число узлов и линий, их связывающих.
Эффективным инструментом в управлении проектом являются так называемые сетевые матрицы, которые представляют собой более высокий уровень научной разработки традиционных сетевых графиков. Сетевая матрица представляет собой графическое изображение процесса выполнения проекта, где все работы (управленческие и производственные) показаны в определенной технологической последовательности и необходимой взаимосвязи и зависимости. Сетевая матрица совмещается с календарно-масштабной сеткой времени. Строки матрицы указывают ступень управления, структурное подразделение или должностное лицо, выполняющее ту или иную работу; столбцы - этап и отдельные операции процесса управления проектом, протекающие во времени. Для примера на рис. 6.7 показан фрагмент сетевой матрицы разделения административных задач
Рис.6.7. Фрагмент сетевой матрицы
При построении сетевой матрицы используются три основных понятия: «работа» (включая ожидание и зависимости), «событие» и «путь». Под «работой» понимается трудовой процесс, требующий затрат времени и ресурсов. На графике работа изображается в виде сплошной стрелки. В понятие «работа» включается также и процесс ожидания, который не требует затрат труда и ресурсов, но требует времени. Чтобы отличать его от настоящей работы, его изображают пунктирной стрелкой с обозначением над ней продолжительности ожидания. Зависимость между двумя или несколькими событиями, которая не требует затрат времени и ресурсов, а только указывает на наличие связи между работами, т.е. то обстоятельство, что начало определенной работы (или работ) зависит от выполнения других работ, изображается пунктирной стрелкой без обозначения времени.
Под «событием» понимается результат выполнения всех работ, входящих в данное событие, позволяющий начинать последующие работы. На сетевой матрице событие обычно изображается в виде кружка.
Под «путем» понимается непрерывная последовательность работ, начиная от исходного события и кончая завершающим. Путь, имеющий наибольшую продолжительность, носит название критического и в матрице обозначается утолщенной или сдвоенной стрелкой.
С 1956 года разработано множество вариантов сетевого планирования, которые обычно объединяют в три группы: метод критического пути, метод PERT и метод Метра-потенциал.
Метод критического пути
На стрелке обычно отображается название работы, а под стрелкой - соответствующее время ее выполнения. Первый узел называют
Метод был разработан в США и получил название «метода критического пути» - Critical Path Method (CPM).B этом методе работы изображаются в виде стрелки, а зависимости между ними - в виде узлов (рис. 6.8).
начальным событием, второй - конечным событием. Узлам присваиваются порядковые номера.
Узел 1, к которому не подходят стрелки, называют стартовым узлом или стартовым событием. Если от узла 4 не отходит никакой стрелки, то его называют целевым событием. Эти два узла ограничивают старт и завершение проекта.
Работа D может начаться только после того, как будет закончена как работа А, так и работа С. Это символизируется узлом 3, условием для которого является завершение работ А и С. Таким образом, представляемые в узле зависимости могут восприниматься как состояния, которые должны быть достигнуты, чтобы могла быть начата последующая работа.
Для этих событий могут быть указаны и соответствующие временные рамки. Для этого предусмотрены две клетки. Первое число показывает самый ранний срок, когда событие может наступить (раннее окончание РК), второе - самый поздний допустимый срок, к которому событие должно обязательно наступить (позднее окончание ПК). Стартовое событие имеет раннее окончание РК=0.
При составлении сетевого плана сначала последовательно определяют раннее окончание каждого события. Поздние окончания событий определяются обратным счетом. Если две работы идут параллельно, т.е. начинаются и заканчиваются одинаковыми событиями, то для однозначного их представления вводится так называемая фиктивная работа (работа 5 на рис. 6.9).
Рис. 6.9. Отображение параллельных работ
Фиктивные работы имеют всегда нулевую продолжительность. Их вводят для наглядности представления работ и в том случае, когда многие работы завершаются (или начинаются) одним событием, даже если не все работы, которые начинаются, требуют завершения всех предшествующих работ. В примере на рис.6.10 введение фиктивной работы 5 позволяет продемонстрировать, что условием начала работы В является завершение работ А и С, а условием начала работы D является только завершение работы С.
Рис. 6.10. Фиктивная работа в сетевом плане
На рис. 6.11 в первой колонке представлены типичные ошибки при составлении сетевых планов, а во второй колонке представлены правильные решения.
Следует помнить, что при подсчете времени, и соответственно в сетевом плане, должны быть учтены и времена ожидания, например для сушки, отверждения бетона и т.п. Для этого в сетевом плане должны быть введены работы с соответствующей продолжительностью.
Метод Метра-потенциал
В разработанном во Франции методе МРМ (Metra-Potenzial- Methode) работы отображаются узлами, а их взаимосвязи - стрелками (рис.6.12). Узел при этом содержит всю информацию, касающуюся работы, а стрелки показывают только зависимости, т.е. предшествующие и последующие работы.
В прямоугольнике, отображающем работу, помещается ее порядковый номер, название и продолжительность. Кроме этого могут быть помещены короткие тексты, например, с указанием исполнителей A FA B FA SA SA работ. Далее наряду с продолжительностью работ указываются и свободные резервы времени, а также Рис" 612" Принцип метода Метра-потенциал ранше и поздШе времена
начала и окончания работ. Метод PERT
Другим вариантом сетевого плана является разработанный в начале 1960-х годов в управлении военно-морских сил США метод PERT (Programm Evaluation and Review Technique). Он был успешно использован в рамках управления проектом создания баллистических ракет. В этом проекте был целый ряд работ, требовавших научных исследований и разработок, длительность которых невозможно было оценить с приемлемой точностью. Метод PERT реализует вероятностный подход к определению продолжительности работ с использованием среднего значения ^-распределения:
fX {х) = ~г~-\ х“ 1 (1_ X)(1, хХ ’ Б(“, ()
где а, в > 0 - произвольные фиксированные параметры, и
Б(“, () - } х“-1 (1 - х)(-1 dx -
бета-функция.
По каждому рабочему пакету даются три оценки времени его выполнения: оптимистичное (а), наиболее вероятное (т) и пессимистичное (Ь), а среднее значение Т и стандартное отклонение 5 вычисляются по формулам
а + 4т + Ь _Ь - а Т - , ^ -
Обратим внимание на то, что в-распределение придает наибольший вес наиболее вероятному значению.
Далее сетевой план рассчитывается так же, как в методе СРМ. Ожидаемое время выполнения проекта в целом будет равно сумме средних значений времени выполнения работ, находящихся на критическом пути. Стандартное отклонение времени выполнения проекта можно определить как корень квадратный из суммы квадратов стандартных отклонений всех работ, лежащих на критическом пути.
Если продолжительность работ задана (например, заказчиком), то следует оценить вероятность уложиться в этот срок. Очевидно, что рассчитанное среднее время выполнения проекта будет достигаться в 50 % случаев. Для расчета вероятности соблюдения установленного срока, нужно вычислить разницу между этим сроком и рассчитанным средним значением. Разделив эту величину на стандартное отклонение, можем по статистическим таблицам определить искомую вероятность того, что проект будет завершен в требуемый срок.
Особенностью метода PERT является также то, что отображаются не сами работы, а наступление определенных событий в ходе проекта. Эти события представляются узлами, а взаимосвязи между ними стрелками. Такой сетевой план содержит по сравнению с двумя предыдущими меньше детальной информации и не приспособлен для того, чтобы непосредственно из него получать рабочие указания для отдельных процессов. Его применение целесообразно в тех случаях, когда либо еще не существует достаточной информации, либо желательно концентрированное представление плана для обеспечения лучшей обзорности. Например, если план используется для того, чтобы информировать другие подразделения предприятия о степени реализации проекта или о его текущем состоянии, то может иметь смысл пренебрежение деталями и концентрация на существенных событиях. Такие существенные события называют вехами.
Элементы трех рассмотренных вариантов сетевого плана могут и комбинироваться между собой. Так, к примеру, в Метра-потенциал методе могут дополнительно вводиться существенные вехи, которые в отличие от работ изображаются кружками. Тогда этими вехами маркируют определенные события, при которых проводится контроль состояния проекта, или отчитываются перед руководством предприятия или перед заказчиком.
Наряду с тремя рассмотренными сетевыми планами CPM, MPM и PERT в мире получили распространение также следующие их варианты и комбинации:
LESS - Least Cost Estimating and Scheduling;
CPS - Critical Path Scheduling;
CPPS - Critical Path Planning and Scheduling;
RAMPS - Ressource Allocation and Multi-Project Scheduling;
PCS - Project Control System.
Планирование времени выполнения работ
При известной продолжительности работ проекта и заданной дате его старта последовательным расчетом может быть определено время его завершения. Такой подход называют прогрессивным планированием времени. Аналогично при заданной дате завершения проекта обратным расчетом может быть определена самая поздняя дата, когда необходимо приступить к выполнению проекта. Этот подход носит название регрессивного планирования времени. Если расчет показывает, что в заданные сроки выполнения проекта уложиться не удается, то необходимо либо согласовать с заказчиком перенос срока завершения проекта, либо найти альтернативные решения, которые позволили бы выполнить работу за более короткие сроки.
Планирование времени выполнения проекта осложняется тем обстоятельством, что многие работы связаны с выполнением других работ. Германский промышленный стандарт DIN 69900 определяет работу как действие с фиксированным началом и фиксированным концом, которое дополнительно характеризуется тем, что после ее начала она выполняется без перерыва до конца.
Зависимости между отдельными работами могут быть вызваны разнообразными причинами, например:
технической необходимостью,
технологическими требованиями,
ограниченностью ресурсов,
законодательным регулированием,
требованиями властей,
организационными соображениями,
необходимостью обустройства строительной площадки,
решением руководства предприятия,
требованиями работодателя,
финансовыми соображениями.
Некоторые из этих причин почти не поддаются управлению, другие же в определенных рамках могут быть изменены либо путем переговоров, либо за счет дополнительных затрат.
Эта проблема может быть актуальной с самого начала проекта, когда в результате планирования выясняется, что полученные в результате расчета сроки неприемлемы. Она может стать актуальной и по ходу проекта, когда необходимо скомпенсировать накопившееся отставание от плановых сроков. Распространенной ошибкой при планировании времени является то, что численность работников планируется исходя из 100 % бюджета рабочего времени, хотя известно, что значительную часть времени они могут быть заняты делами, не относящимися к проекту.
Некоторые работы могут выполняться параллельно, но некоторые могут начинаться и выполняться только после полного или частичного завершения других работ. Поэтому перед непосредственным планированием времени на основе структурного плана проекта разрабатывают план процесса выполнения проекта, который отражает упомянутые взаимозависимости. Этот план, который может быть представлен в виде графа или таблицы, содержит информацию о том, какие работы связаны между собой и как их следует располагать во времени с учетом таких зависимостей. Для этого сначала на основе структурного плана проекта (СПП) все работы (рабочие пакеты) заносятся в таблицу работ. Затем каждая работа анализируется на предмет ее зависимости от других работ, и эти работы отмечаются в таблице как «предшествующие» или «последующие».
Объем действий или операций, объединяемых понятием «работа» обычно соразмеряют со связанным с ним риском (как в отношении времени, так и в отношении затрат). Так как риск большой работы трудно оценить и еще труднее с ним управляться, каждому руководителю проекта следует стремиться к тому, чтобы раздробить работы до определенного уровня. Этот уровень определяется степенью обзорности работ. При этом риск оказывается достаточно хорошо просчитываемым. Далее лица, ответственные за выполнение работы, должны позаботиться об этих рисках с помощью соответствующих предупредительных мер.
Определить все взаимосвязи в объемных и сложных проектах возможно только при систематическом подходе к их определению. На практике используются два основных метода. Наиболее употребительным является способ, в котором начинают с конца проекта и идут шаг за шагом к его началу. Для каждой конкретной работы определяют все предшествующие действия (работы), которые должны быть завершены, чтобы можно было приступить к выполнению данной работы. Другой, менее употребительный способ заключается в том, что начинают с первой от старта проекта работы и определяют все последующие работы, к которым можно приступать.
Следующей задачей является оценка длительности каждой работы. Для этого вначале выбирается некоторая практичная для данного проекта единица времени (дни, часы, недели и т.д.). Надежность оценки времени чрезвычайно важна для дальнейшего планирования времени. Поэтому относиться к этому делу надо серьезно и при необходимости для страховки привлекать к оценке экспертов или тех лиц, которые впоследствии будут отвечать за соблюдение этих сроков. По поводу того, определять оптимистичные, пессимистичные или средние сроки, существуют различные мнения. Это зависит прежде всего от конкретного проекта.
В качестве следующего шага для каждой работы определяется время ее раннего начала (РН) и время раннего окончания (РК). Это выполняется прямым счетом, начиная с момента старта проекта. Если ряд работ могут стартовать одновременно без предшествующих работ, то начинают с одной из этих работ. Работы, которые требуют завершения одной или более предшествующих работ, могут стартовать не ранее завершения самой поздней из них.
После определения ранних времен начала и окончания каждой работы нужно рассчитать самые поздние моменты, когда работа должна быть начата или, соответственно, закончена. Определение этих времен - позднего начала (ПН) и позднего окончания (ПК) - производится обратным счетом либо от определенного прямым счетом времени раннего окончания проекта, либо от заданного договором допустимого предельного срока окончания работ.
Поздний момент окончания работы (ПК) является одновременно поздним сроком начала последующей работы, иными словами, работа должна закончиться не позднее чем должна начаться последующая за ней работа, а при многих последующих работах не позднее чем должна начаться самая ранняя из них.
Сопоставляя сроки раннего начала и раннего окончания работ со сроками позднего начала и позднего окончания работ, можно определить очень важные для последующего маневра времена резерва работ. При этом различают общий резерв работы (ОР) и свободный резерв работы (СР). Их определение также происходит в два приема. Общий резерв времени работы определяется как
ОР = ПН - РН = ПК - РК, т.е. общий резерв представляет собой разность между сроком, не позднее которого работа должна быть закончена, и ранним возможным сроком ее окончания.
У ряда работ свободный резерв времени равен нулю. Если продолжительность работ оценена правильно и взаимозависимости работ установлены правильно, то это означает, что любая задержка одновременно приведет к смещению последующей работы, а соответственно, и к смещению срока завершения проекта в целом. Вследствие такой важности работ с нулевым резервом времени их называют также критическими.
Наличие общего резерва времени работы еще не означает, что его можно свободно использовать именно для этой работы, иначе могут оказаться без всякого резерва некоторые последующие работы. В связи с этим рассчитывается еще свободный резерв времени работы, который определяется как отрезок времени, на который может быть задержана работа, с условием, что последующая работа может быть все-таки начата в свое раннее начало.
Определение резервов времени дает в руки руководства проекта полезный инструмент. Свободные резервы времени предоставляют определенную свободу действий. Но даже тогда, когда свободный резерв времени равен нулю, но общий резерв времени больше нуля, опоздание в этих пределах еще возможно наверстать, если руководству проекта удастся отказаться от свободного резерва времени последующей работы.
Работы, у которых свободный и общий резервы времени равны нулю, лежат на так называемом критическом пути. Любые задержки на этом пути приводят к задержке окончания всего проекта, если, конечно, руководству проекта на последующих этапах за счет особых мер не удастся сократить время выполнения работ. Это, как правило, возможно лишь за счет привлечения дополнительных ресурсов и, соответственно, приносит дополнительные издержки. Если ранний срок окончания проекта по расчету выходит за пределы договорных сроков, то следует искать возможности сокращения времени выполнения работ, прежде всего тех, которые лежат на критическом пути.
Следующим шагом является привязка работ к календарю, где должны быть учтены выходные и праздничные дни, а порой и период отпусков.
Для более наглядного представления планирования времени используется диаграмма Г анта. Отдельные работы заносятся в строки, и в календарной части диаграммы отмечается их продолжительность, начиная со дня старта. Особое преимущество этой методики заключается в наглядности, благодаря которой в любой интересующий момент времени можно разобраться, какая работа должна быть уже начата или закончена. Если в последующем в диаграмме дополнительно отметить другим цветом фактические моменты начала и окончания работ, то можно ясно увидеть соответствие (или несоответствие) фактического и планового хода работ. Кроме того, хорошо видно, какие работы одновременно выполняются.
Такая диаграмма быстро и легко понимается несведущими в планировании работниками, и поэтому очень популярна. Каждый работник сам в состоянии составить такую диаграмму без обучения и особых указаний. Однако это обстоятельство иногда приводит к легковесному подходу к планированию работ. При быстром составлении диаграммы нередко пропускают существенные детали, следствием чего является появление иллюзорных планов работ. Нереалистичное планирование времени, в свою очередь, приводит к нереалистичному плану издержек. Практический опыт использования сетевого планирования, как справедливо подчеркивает Э.Вишневски ^. Wishnewski), весьма противоречив . С одной стороны, считается общепринятым, что составление и ведение сетевых планов является альфой и омегой управления проектами. Сетевые планы имеют то неоспоримое преимущество, что они наглядно представляют взаимозависимости работ. Кроме того они включают в себя расчет времени, а также расчет критического пути. Это, безусловно, является ценным вспомогательным средством при планировании проекта и управлении им.
С другой стороны, методика сетевого планирования предъявляет высокие требования к ноу-хау работников, его составляющих. В большинстве случаев сетевые планы составляются непосредственно исполнителями проекта. Причем эта работа выполняется сотрудниками, которые знают только основные положения сетевого планирования. Глубокого понимания техники сетевого планирования, как правило, у них нет.
Затраты времени на составление сетевого плана независимо от уровня познаний составителей всегда весьма значительны. Сетевой план только в том случае оказывается полезным, если он составлен качественно. Поскольку его составление требует детальной информации обо всех работах, необходима большая подготовка к его составлению. После первого прохода, когда обычно рассчитанный срок окончания проекта выходит за рамки договорных сроков, возникает необходимость оптимизации сетевого плана. Зачастую расчетный срок окончания проекта так далеко выходит за рамки договорных сроков, что приходится усиленно изыскивать различные резервы.
Практика показала, что во многих реализованных проектах, даже если для них удавалось тщательно, до деталей разработать сетевые планы, дальнейшее их отслеживание требовало колоссальных затрат времени. Если же для упрощения составляется только грубый сетевой план, все это «упражнение» служит только тому, чтобы удовлетворить клиента, который хочет его видеть.
В связи с указанным обычно один раз составленный сетевой план в ходе проекта больше (добровольно) не актуализируется. К примеру, когда НИИ высоких напряжений при ТПУ создавал имитатор ядерного взрыва «Репер Р/Т», сетевой график по настоянию Представительства Министерства обороны был составлен. Времени на изучение техники сетевого планирования и на составление самого сетевого графика было потрачено много. Реально же для управления проектом он не использовался. Поэтому, хотя сетевой план содержит очень важную для управления проектом информацию, его составление и поддержка далеко не всегда являются подходящим средством для управления проектом. Определенный выход из этого тупика представляет использование современных программных средств, из которых наиболее распространенным является Microsoft Project, который работает под оболочкой Windows, полностью совместим с MS-Office и, соответственно, может использовать MS-EXEL, базы данных MS-Access и текстовый редактор Word. 6.4.
