Моделирование комплекса технологически связанных работ

СЕТЕВЫЕ МЕТОДЫПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ

(СПУ)

Методические указания к задаче по СПУ

МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМПЛЕКСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ СВЯЗАННЫХ РАБОТ

Основные области применения сетевого планирования управления(СПУ) – комплексы операций (работ) или процессов, часть работ в которых может протекать параллельно другим работам: проектные, опытно-кон­структорские (ОКР) и научно-исследовательские работы (НИР); строительство производственных и гражданских сооружений; соз­дание новых производственных мощностей; освоение уже создан­ных; внедрение новых технологий и новых типов продуктов; раз­личного вида ремонт; модернизация и техническое перевооруже­ние предприятий; организационно-административные мероприятия (подготовка и проведение конгрессов, конференций, выборов); разработка сложных документов, например договора о взаимо­действии между операторами или бизнес-плана и другие типы процессов.

Основная цель применения СПУ заключается в том, чтобы до-минимума сократить общую продолжительность работ над про­ектом, а затем контролировать их выполнение.

В основе СПУ лежат две предпосылки. Во-первых, возмож­ность изображения любого комплекса технологически взаимосвя­занных работ в виде сетевой модели (сетевого графика). Во-вторых, воз­можность оценить время выполнения работ с достаточной точно­стью и определенностью.

Остановимся на основных моментах, связанных с построением сетевых моделей комплекса операций.

Сетевая модель изобража­ется в виде ориентированного графа, состоящего из стрелок и кружков, и называемого сетевым графиком (СГ). Главными элемен­тами сетевого графика являются события и работы. Событие – это состояние, момент достижения промежуточной или конечной цели разработки. Событие не имеет протяженности во времени. На сетевых графиках события изображаются кружками.

Термин «работа» в СГ может иметь три значения:

1) действительная работа, т. е. трудовой процесс, требующий затрат времени и других ресурсов, например рытье траншеи под кабель, закладка фундамента здания телефонной станции, создание чертежей ка­кого-либо прибора и т. д.;

2) ожидание – процесс, не требующий затрат иных ресурсов, кроме времени, т. е. имеющий длительность, например, ожидание отвердения бетона при закладке фундамента. Следующий этап работ, технологически связанных с этой работой, не может начаться, пока она не будет выполнена;

3) фиктивная работа, которая вводится в сетевую модель для обозначе­ния связи между двумя событиями, когда реального производст­венного процесса между этими двумя событиями нет, но имеется логическая связь, из-за которой возможность начала одной ра­боты непосредственно зависит от результатов другой. Такая ра­бота не имеет длительности, и ресурсы на нее не расходуются.

На СГ действительная работа и ожи­дание изображаются сплошными стрелками, ориентированными справа налево, фиктивная работа изображается пунктирной стрелкой.

Каждая работа имеет предшествующее событие и определен­ным событием завершается (иначе: начальное и конечное события).

Отношения очередности работ, в основном, определяются осо­бенностями технологии. Ясно, что нельзя начать монтаж оборудо­вания станции до окончания строительства здания. Вместе с тем, в ряде случаев отношения следования определяются из других соображений: качест­ва, эффективности либо требований техники безопасности и др.

Процесс построения СГ включает несколько этапов.

Первый этап заключается в определении целей и ограничений проекта. Цель, как правило, – не превысить максимальную стоимость или допус­тимые сроки. Ограничения – соблюдение технических условий и других нормативных актов, состав и количество работников, за­действованных в проекте, сроки поставки материалов и оборудо­вания и т. д.

Второй этап заключается в определении списка работ, определении их длительности и выявлении порядка следования.

Третий этап – построение модели, упорядочение ее, расчет па­раметров и нахождение критического пути (КП).

Критический путь в СГ (КП) это последовательная цепочка операций (работ) от начального события до конеч­ного, самая длительная по срокам (при этом наблюдатель, условно говоря, движется внутри сети).

Начальное – это такое событие, в которое не входит ни одна из работ. – такое, из которого не выходит ни одна из работ.

Конечное Есть и другой взгляд на КП, как бы со стороны. В этом случае КП – это минимальный промежуток времени, в течение которого весь комплекс работ может быть закончен.

На четвертом этапе можно попытаться уменьшить величину КП за счет резервов времени и недоиспользуемых ресурсов работ, не ле­жащих на КП, путем использования на работах критического пу­ти, если позволяет технология (освободившуюся уборщицу нельзя использовать как монтажника оборудования. На пятом этапе следует построить календарный график или график Ганнта (разобраться самостоятельно).

Прежде, чем перейти к более подробному рассмотрению этапов, следует отметить, что широкое использование персональных ком­пьютеров дало мощный импульс применению СПУ для анализа мелких и средних по масштабам проектов, так как уменьшилась стоимость этого анализа.

В целях овладения методом построение графика и расчеты его параметров осуществим «вручную».

Цель работы – определить продолжительность критического пути.

Предположим, что работы по проекту уже выявлены, известна также их последовательность и взаимосвязи, что находит отражение в матрице связности работ, см. задание ПЗ 2. Матрица – квадратная, и по строкам и по столбцам отражаются одни и те же работы.

На основании этой таблицы составляется сетевой график.

Рисуем первый кружок. Присваиваем ему номер 1. Со­бытие 1 является начальным, ему никакая работа не предшест­вует. Поскольку временной процесс принято разворачивать слева направо, то событие 1 поместится в левой части графика, а по­следнее событие – в правой. Все остальные события, пока не пронумеро­ванные, разместятся между этими двумя пока произвольным об­разом. Все события соединяют работами (их еще называют дугами). Из первого со­бытия выходят три работы: А, Б и В, так как им не предшествует ни одна из работ таблицы, о чем свидетельствуют нули в соответ­ствующих столбцах. Проводим вправо три стрелки и завершаем их кружками.

После работы А следует 5 работ, что видно из первой строки матрицы связности. Показываем их дугами, выходящими из собы­тия, которым завершена работа А. При этом работы Б и Г закан­чиваются в одном событии, из которого выходит работа П. Про­должая дальше работу с матрицей, получаем первоначальный ва­риант графика.

Первоначальный вариант сетевого графика, который содержит 16 работ и 11 событий, подвергается анализу с целью выяснения, выполняются ли следующие обязательные требования к структуре сети, а именно:

если событие не является начальным или завершающим, в не­го должны «входить», а из него – «выходить» работы;

каждая работа должна иметь как предшествующее, так и за­вершающее событие (начальное и конечное);

на графике не должно быть изолированных участков, не свя­занных работами с остальной частью сети;

в сети не должно быть замкнутых контуров и пе­тель так как работа не может начинаться и заканчи­ваться в одном и том же событии;

любые два события должны быть связаны не более чем одной работой. Если на графике обнаружены такие работы, необходимо ввести дополнительное событие (события) и/или фиктивные работы;

если две работы, например, какие-то Х и Умогут вы­полняться независимо друг от друга, но для их выполнения тре­буется одно и то же оборудование, и работа У не может начаться, пока не закончится работа Х и не освободится соответствующее оборудование, то вводится фиктивная работа С;

если работа, например, Сне может начаться, пока не завер­шится работа А и В, но работа D связана только с работой В, а от работы А не зависит, тогда вводятся дополнительное событие и фиктивная работа F.

После анализа сетевого графика его следует упорядочить, т. е, так расположить события, чтобы предшествующие им события находились левее. Таким образом, в сетевом графике образуются: вертикальные ряды событий.

Для упорядочения сетевого графика помимо названных выше, исполь­зуются следующие приемы. Начальное событие вместе с вы­ходящими из него работами мысленно вычеркивается, и отыски­вается событие, которое оказывается без входящих работ. Оно получает номер 2 и помещается во второй вертикальный ряд. За­тем событие 2 и выходящие из него работы также мысленно вы­черкиваются, снова события без входящих работ нумеруются. Эти события составляют тре­тий вертикальный ряд. Таким же образом получа­ются все остальные ряды. При этом работы можно обозначать с помощью номеров событий, между которыми они лежат. Без упорядочения сетевого графика дальнейшая работа с ним была бы затруднена.

Можно детализировать или наоборот укрупнить первоначаль­ный вариант графика. Так, совокупность однородных работ мож­но заменить одной комплексной работой, если они могут быть рассмотрены как встроенный в более общую сеть график. Естественно, что возможно обрат­ное преобразование, т. е. задана некая работа 2 — 8, которая мо­жет быть представлена целым комплексом более частных работ.