Метод сетевого планирования в управлении современным предприятием

Размещено на http://www.allbest.ru/

МЕТОД СЕТЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ В УПРАВЛЕНИИ СОВРЕМЕННЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ

ВВЕДЕНИЕ

В управлении инновационными процессами, протекающими на базе хозяйствующих субъектов, прогнозирование и планирование выступают в качестве основополагающей деятельности, обеспечивающей теоретически обоснованное оптимальное решение поставленной практической задачи.

Поэтому во избежание ненужных потерь и общего снижения стоимости и качества проекта особенно важно принять эффективное решение именно на этой стадии его реализации. Для решения этой задачи реально может быть рекомендована методика сетевого моделирования производственной деятельности, успешно используемая на протяжении уже нескольких десятков лет.

Сетевой график может отражать не только протекание процесса во времени, но также и расходование финансовых, материальных и трудовых ресурсов на отдельные взаимосвязанные работы. Соответственно, для более полного представления о процессе желательно составить на него графики различных типов.

1. НАЗНАЧЕНИЕ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ЛАБАРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Данная лабораторная работа предназначена для студентов факультета экономики и менеджмента и, в первую очередь, менеджеров, изучающих текущее планирование; для инженеров-программистов, моделирующих оптимальное управление различными процессами; а также для студентов других инженерных специальностей, изучающих вопросы планирования, организации и управления производственной деятельности.

Выполнение настоящей лабораторной работы формирует у обучающихся практические навыки расчета параметров и приемов последующего анализа сетевого графика.

Целью работы является освоение методики расчета и анализа параметров сетевой модели.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1) ознакомиться с понятийным аппаратом сетевого планирования и управления;

2) изучить теоретический материал, содержащий сведения о типах сетевых моделей, способах их представления, а также о показателях, характеризующих поведение сетевой модели в условиях неопределенности;

3) рассмотреть пример расчета параметров сетевой модели;

4) самостоятельно проработать индивидуальное задание;

5) представить соответствующим образом оформленный отчет о выполнении лабораторной работы.

2. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

2.1 Терминология, базовые понятия и определения

Сетевое планирование и управление (СПУ) - это «система планирования и управление разработкой крупных народнохозяйственных комплексов, научными исследованиями, строительством реконструкцией и т.д.»

Сетевая модель представляет собой описание комплекса работ, отражающее их длительность, а также логическую последовательность и взаимосвязь. Графически сетевая модель изображается в виде сетевого графика, основными элементами которого являются события и работы. Составленный на его основе план-график используется в дальнейшем для проведения оптимизации.

Цель использования сетевых графиков в управлении сложными динамическими системами заключается в обеспечении определенных оптимальных показателей. В зависимости от предъявляемых к сетевой модели требований и конкретных условий ими могут быть: минимальное время выполнения комплекса работ, минимальная стоимость разработки, равномерная загрузка исполнителей и т.д.

Наибольшее практическое распространение среди них получили сетевые графики, которые и представляют предмет нашего дальнейшего изучения.

Сетевой график- это информационно-динамическая модель, представляющая собой полное графическое отображение структуры сетевой модели и являющееся разновидностью ориентированных графов.

Существует три типа сетей:

1) «вершины-события» или «сетевая модель с работами на дугах» (обозначение АоА - Activities on arrows). Как правило, такой тип сети называют IJ - сетью;

2) «вершины- работы» или «сетевая модель с работами в узлах» (обозначение АоN - Activities on Nodes);

3) смешанные сети.

Дальнейшее рассмотрение сетевых моделей будем вести на примере сетей типа «вершины- события».

Структура IJ сети отличается от структур сети любого другого типа наличием, помимо событий и работ, еще одного элемента сетевой модели: фиктивной работы.

Работа- процесс, неделимая часть комплекса действий, требующая затрат времени и иных видов ресурсов. Работа необходима для решения какой-либо конкретной задачи, поэтому ее успешное выполнение приводит к достижению заранее определенных формализованных результатов т- событий. На сетевом графике в IJ сетях работа изображается сплошной стрелкой.

Событие- фиксированный момент времени, свидетельствующий одновременно как об окончании выполнения одной или нескольких предшествующих работ, так и о начале выполнения одной или нескольких последующих работ. На графике типа « вершины- события» изображается в виде окружности.

Любая однозначная непрерывная последовательность событий и работ в сетевом графике называется путем (обозначение L ij ).

Путь от исходного события до завершающего называется полным (обозначение L ic).

Максимальный по продолжительности полный путь называется критическим путем (L кр)

Подкритический путь - полный путь, продолжительность которого отличается от продолжительности критического пути больше, чем на заданную величину «Е». Подкритический путь выделяют, поскольку в результате оптимизации сетевого графика он может стать критическим.

Фиктивная работа - элемент структуры сетевого графика IJ сети, только указывающий на наличие логической связи отдельных (связанных с ее помощью) событий, то есть она показывает, что начало выполнения какой-либо последующей работы или работ непосредственно зависит от результатов выполнения предшествующей работы или работ. Продолжительность фиктивной работы равна нулю. На графике она изображается штриховой стрелкой.

Введение фиктивной работы обусловлено правилами построения сетевого графика, которые требуют, чтобы два последовательных события соединялись единственной работой.

2.2 Правила построения сетевого графика

Все работы и события сетевого графика упорядочены в соответствии с технологической последовательностью выполнения всего комплекса работ по проекту. С учетом этой последовательности каждому событию в IJ сети присваивается определенный персонифицированный цифровой код.

При построении сетевых графиков необходимо руководствоваться следующими правилами:

1) кодирование осуществляется по мере реализации комплекса работ последовательно в направлении от исходного события до завершающего;

2) события сетевого графика следует кодировать так, чтобыкод предыдущего события был меньше кода последующего;

3) сетевой график изображается линейно, как правило, слева направо или сверху вниз от исходного события I до завершающего С. При этом изображение предыдущего события должно быть левее/выше, чем изображение последующего;

4) необходимо свести к минимуму или исключить вовсе взаимные пересечения стрелок при изображении сетевого графика;

6) в сети не должно быть событий и работ, имеющих одно и тоже обозначение;

7) если для начала некоторой работы необходимо и достаточно лишь частичное выполнение предыдущей работы, то эта работа должна быть разбита на несколько самостоятельных работ;

8) в IJ сети необходимо исключить все события - «тупики», кроме завершающего, которые не являются началом выполнения последующих работ;

9) в IJ сети необходимо исключить все события- «хвосты», кроме исходного, в которые не входит ни одна работа, так как они являются результатом выполнения предшествующих работ;

10) в сети необходимо исключить наличие замкнутых контуров, т.е. необходимость повторного выполнения одной и той же работы;

11) если существует необходимость в изображении параллельно выполняемых работ между двумя событиями в IJ сети, то для этого должны быть введены дополнительные события и фиктивные работы так, например, как это показана на рисунке 1;

12) Если некоторая работа, например «С», следует за двумя параллельными работами «А» и «В», а работа «D» только за «В» так, как это показано на рисунке 2, то в этом случае необходимо ввести фиктивную работу ( на рисунке 2 ей соответствует работа с кодом «2-3»

С

А

В

D

2.3 Временные характеристики сетевой модели и их обозначение

Методика сетевого моделирования предполагает использование нескольких методов расчета и анализа сетевой модели, а именно ее временных параметров, к которым относятся:

- продолжительность работы - t i j

- ранее начало работы - t ^рн i j

- ранее окончание работы - t ^ро i j

- позднее начало работы - t ^пн i j

- позднее окончание работы - t ^по i j

- ранний срок свершения события - Т^р i, Т^р j

- поздний срок свершения события - Т^п i, Т^п j

- продолжительность критического пути - t кр или t (L кр)

- резерв события - R i, R j

- полный резерв работы - R^п i j

- независимый резерв (резерв первого рода) - R^н i j или R¹ i j

- свободный резерв ( резерв второго рода) - R^св i j или R² i j

Продолжительность (t i j )- календарное время, затрачиваемое для выполнения данной работы.

Раннее и позднее начало работы определяют допустимый временной интервал свершения предшествующего ей события.

Раннее и позднее окончание работы определяют допустимый интервал, то есть не вызывающий изменения продолжительности критического пути (см. ниже), временной интервал свершения следующего за ней события.

Ранний срок свершения события показывает, какой срок необходим для выполнения всех работ, предшествующих данному событию.

Поздний срок свершения события - это такой срок наступления данного события, превышение которого на время t вызовет аналогичную задержку наступления завершающего события.

Резерв события - интервал времени, характеризующий максимально возможное отклонение фактического срока свершения данного события от раннего срока его свершения, не вызывающего при этом увеличение продолжительности критического пути. Он показывает, на какое время возможно отклонения окончания или начала предыдущей или последующей работ соответственно.

Продолжительность критического пути определяется как максимальная продолжительность всех событий и работ, составляющих полный путь и, в то же время, он показывает минимальное время, которое необходимо для выполнения всего комплекса работ.

Полный резерв работы ( или полный резерв времени выполнения работы)- максимально допустимый ( т.е. не влекущий при этом изменение продолжительности критического пути) промежуток времени для изменения начала или окончания выполнения данной работы.

Независимый резерв ( или независимый резерв времени выполнения работы, или частный резерв первого рода) - запас времени, который может быть использован для работ, непосредственно следующих за событием, результирующим данную работу; показывает, какая часть полного резерва работы может быть использована для увеличения времени выполнения данной работы при условии, что это не вызовет изменения позднего срока свершения события, которым начинается данная работа, т.е. не вызовет изменения общей продолжительности всего комплекса работ.

Свободный резерв ( или свободный резерв выполнения работы, или частный резерв второго рода) - запас времени, который может быть использован для работ, непосредственно предшествующих событию, с которого начинается данная работа; показывает, какая часть полного резерва работы может быть использована для увеличения времени выполнения данной работы при условии, что это не вызовет изменения раннего срока свершения события, результирующего выполнение данной работы и, следовательно, не вызовет изменения общей продолжительности всего запланированного комплекса работ.

Необходимо отметить, что параметры событий сетевого графика контролирует руководитель, отвечающий за комплекс выполняемых работ, а параметры работ сетевого графика контролирует оперативный руководитель, отвечающий за выполнение отдельно взятых работ.

Аксиома: резервы работ и резервы событий, лежащих на критическом пути сетевой модели, равны нулю.

3. СПОСОБЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ СЕТЕВОЙ МОДЕЛИ

Расчет параметров сетевой модели заключается в вычислении ее временных характеристик, указанных ранее в подразделе 2.3. Результаты расчетов используются в дальнейшем для осуществления анализа составленной модели.

Временные параметры сетевой модели могут быть рассчитаны разными способами, но для практического применения в настоящей лабораторной работе в качестве основного используется аналитический способ расчета.

Данный способ определения временных характеристик сетевой модели заключается в последовательном их нахождении посредством формул. Временные параметры для каждого события и каждой работы определяются постепенно путем прямого и обратного прохождения по сетевой модели, то есть по направлению от исходного события до завершающего и наоборот.

Вначале определяются сроки свершения и резервы всех событий. Ранний срок свершения исходного события всегда ( по определению) равен нулю. Ранние сроки события, следующие за исходным, определяются перебором возможных вариантов:

Т^р j = max ( Т^р i + t i j ) (1)

Поздние сроки всех событий рассматриваемой сетевой модели определяются исходя из условий следующей формулы:

Т^п i = min ( Т^п j - t i j ) (2)

Для дальнейших расчетов необходимо воспользоваться аксиомой, приведенной в разделе 2.3 При этом отметим, что резерв любого события определяется как значение разности позднего и раннего сроков свершения, соответствующих событий:

R i = Т^п I - Т^р i (3)

Если полученное значение разности отрицательно, это означает, что сетевой график был построен неверно, либо неверно выполнены расчеты.

Следующие вычисления вызваны необходимостью узнать временные характеристики работ рассматриваемой сетевой модели:

t ^рн i j = Т^р I (4)

t ^по i j = Т^п j (5)

t ^ро i j = t ^рн i j + t i j = Т^р i + t i j (6)

t ^пн i j = t ^по i j - t i j = Т^п j - t i j (7)

Полный резерв работ, а также их частные резервы находятся из вычисления следующих разностей:

R^п i j = t ^по i j - t ^рн i j - t i j = Т^п j - Т^р i - t i j (8)

R¹ i j = Т^п j - Т^п i - t i j (9)

R² i j = Т^р j - Т^р I - t i j (10)

4. АНАЛИЗ СЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ

Полученная расчетным путем информация о сетевом графике является предметом последующего анализа для принятия эффективных управленческих решений.

Одним из наиболее распространенных способов анализа сетевой модели является расчет коэффициента напряженности пути ( обозначение - ), который характеризует напряженность сроков выполнения работ и позволяет оценить сложность выполнения в срок каждой группы последовательный работ, не лежащих на критическом пути:

К нп = (t [ L max] - t ^/ [ L кр])/ (t [ L кр] - t ^/ [ L кр]) (11)

t [ L max] - максимальная продолжительность пути, проходящего через данные работы;

t ^/ [ L кр] - продолжительность части критического пути, совпадающей с максимальным путем, проходящим через данные работы;

t [ L кр] - продолжительность критического пути.

5. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ СЕТЕВОГО ГРАФИКА

Рассмотрим пример осуществления расчета известных параметров работ и событий сетевого графика.

В таблице 1 приведены исходные данные для сетевой модели, отражающей технологическую последовательность и продолжительность работ, комплексно представляющих запланированный процесс работы.

Таблица 1

Исходные данные для построения сетевой модели

Код работы	Продолжительность, дни	Наименование работы
0 -1	6	Анализ предприятия как объекта управления, его целей и задач
1-2	5	Разработка директивных указаний по вопросам управления предприятием
2-3	10	Разработка систем выполнения функций управления
3-4	7	Документационное обеспечение
3-5	10	Проектирование структуры аппарата управления
4-6	8	Разработка процедур выполнения работ по всем функциям управления
5-8	9	Проектирование организации труда работников аппарата управления
6-7	6	Разработка технологии выполнения машинных операций ( алгоритмов, программ)
6-8	7	Разработка технологии трудовых операций и их элементов
7-8	0	Фиктивная работа

Для поиска искомых значений, на основе имеющихся исходных данных, необходимо представить их графическую интерпретацию.

Для осуществления расчетов параметров рассматриваемой сетевой модели изобразим ее с помощью сетевого графика (рисунок 1), в котором над работами в днях ( или других единицах измерения времени) указываются продолжительности их выполнения. В дальнейшем сетевой график может также использоваться при построении «сетевой карты» и для последующей оптимизации сети по критерию «ресурсы».

После графического изображения сетевой модели, на изображенном рисунке необходимо выделить критический путь.

На втором этапе выполнения работы необходимо рассчитать параметры событий сетевого графика: ранние и поздние сроки свершения событий, используя формулы (1) и (2), а также резервы событий, используя формулу (3). Результаты вычислений заносятся в отдельную таблицу 2.

Таблица 2

Параметры событий заданной сетевой модели

Код события	Ранний срок свершения события	Поздний срок свершения события	Резерв события
1	2	3	4
0	0	0	0
1	6	6	0
2 3	11 21	11 21	0 0
4	28	28	0
5	31	34	3
6	36	36	0
7	42	43	1
8	43	43	0

Данный этап начинается с определения ранних сроков свершения событий заданной сетевой модели от исходного события до завершающего (графа 2 таблицы 2). Затем в обратной последовательности - поздние сроки свершения ( графа 3 таблицы 2), при этом необходимо воспользоваться приведенной раннее аксиомой. В последнюю очередь заполняется графа 4 таблицы 2.

Следующий этап связан с вычислениями параметров работ сетевой модели с использованием вышеприведенных формул (4)-(10). Делая вычисления в той же последовательности, что и указанные формулы, полученные результаты необходимо свести в таблицу 3.

При заполнении таблицы 3 необходимо обратить внимание на полный резерв работы: его значение может быть меньше, чем сумма резервов первого и второго рода для аналогичной работы.

Таблица 3

Параметры работ заданной сетевой модели

Код работы	Продолжи- тельность работы	Раннее начало работы	Раннее окончание работы	Позднее начало работы	Позднее окончание работы	Полный резерв работы	Частный резерв работы 1 рода	Частный резерв работы 2 рода
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0-1	6	0	6	0	6	0	0	0
1-2	5	6	11	6	11	0	0	0
2-3	10	11	21	11	21	0	0	0
3-4	7	21	28	21	28	0	0	0
3-5	10	21	31	24	34	3	3	0
4-6	8	28	36	28	36	0	0	0
5-8	9	31	40	34	43	3	0	3
6-7	6	36	42	36	43	1	1	0
6-8	7	36	43	36	43	0	0	0
7-8	0	42	43	43	43	1	0	1

На четвертом этапе выполнения лабораторной работы необходимо:

- проанализировать структуру сетевого графика, трудоемкость выполнения каждой работы;

- проанализировать полученные на предыдущих этапах результаты вычислений;

- используя формулу 11 данных методических указаний, рассчитать коэффициенты напряженности для работ, лежащих на критическом пути, и для работ, не лежащих на критическом пути.

Теперь необходимо провести анализ сетевой модели, изображенной на рисунке 3. данный этап включает в себя два последовательных блока анализа: анализ коэффициентов напряженности работ, не лежащих на критическом пути. А также анализ резервов работ и событий для рассматриваемого сетевого графика.

1) Алгоритм первого аналитического блока состоит из следующих взаимосвязанных процедур:

А) необходимо вычислить коэффициенты напряженности для путей, не лежащих на критическом пути ( для рассматриваемого примера путь 0-1-2-3-4-6-8 является критическим, его продолжительность составляет 43 дня).

Коэффициент напряженности для пути 3-5-8, следую формуле (11), определяется следующим образом:

К3-5-8 =( 40-21)/(43-21) = 0,864

Коэффициент напряженности для пути 0-1-2-3-5-8 равен:

К0-1-2-3-5-8 =( 40-21)/(43-21) = 0,864

Коэффициент напряженности для пути 6-7-8

К6-7-8 = (42-36)/43-36 = 0,857

Значение коэффициента равное 1, указывает на то, что данная работа лежит на критическом пути.

Для данной сетевой модели продолжительность одного из ее полных путей: 0-1-2-3-4-6-8, - имеет максимальную продолжительность, то в этом случае каждый из них обладает свойствами и характеристиками критического пути.

Б) Необходимо сопоставить и сравнить напряженность различных путей ( исключая критический путь), выделить пути имеющие наибольшую и наименьшую напряженность.

В) Необходимо разработать и предложить мероприятия по обеспечению своевременного выполнения работ в соответствии с рассчитанными коэффициентами напряженности. Для рассматриваемого выше примера работы 3-4, 4-6, и 6-8, лежащие на критическом пути, рекомендуется выполнять с использованием персонального компьютера, обеспечивающего наибольшую точность и надежность выполнения.

2) С учетом сказанного в подразделе 2.3 отметим, что резервы событий контролирует руководитель, отвечающий за весь комплекс работ, а резервы работ контролирует оперативный руководитель.

6. СОДЕРЖАНИЕ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

сетевой график модель неопределенность

Содержание лабораторной работы включает: построение сетевой модели, расчет ее параметров и анализ комплекса запланированных работ. Кроме того, результаты работы могут сверяться с фактическими результатами, полученными при решении поставленной задача с использованием персонального компьютера. В заключение составляется отчет о выполнении работы. Исходные данные для расчета представлены по десяти вариантам а приложении А.

При выполнении лабораторной работы следует соблюдать определенную ниже последовательность действий:

1) На основании данных приложения А для успешного выполнения индивидуального варианта задания необходимо, согласно известным правилам построения, представить графическую интерпретацию заданной сетевой модели.

2) Далее следует вычислить параметры событий заданной сетевой модели: ранние и поздние сроки свершения событий.

3) Затем необходимо рассчитать временные параметры для работ заданной сетевой модели( таблица 3)

4) Провести анализ сетевой модели на основе вычисления коэффициентов напряженности работ сетевой модели.

5) Сделать общий вывод по результатам выполненных расчетов

6) Ответить на контрольные вопросы

7) Оформить отчет о выполнении лабораторной работы.

7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1) Дайте определение сетевой модели.

2) Что понимается под работой, событием?

3) Назовите основные правила построения сетевого графика.

4) Охарактеризуйте понятие критического пути сетевого графика. Как он рассчитывается?

5) Назовите параметры работ сетевого графика.

6) Назовите параметры событий сетевого графика.

7) Каким образом и в какой последовательности осуществляется аналитический способ расчета параметров сетевого графика?

8) Охарактеризуйте понятие коэффициента напряженности пути.

8. ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

В состав отчета должны входить следующие компоненты:

1) Титульный лист;

2) Цель лабораторной работы и вариант индивидуального задания

3) Изображение сетевого графика

4) расчеты временных характеристик индивидуального задания

5) вывод о результатах выполненной работы

ПРИЛОЖЕНИЕ А ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ IJ - СЕТИ

1	Код работы	1-2	1-4	1-5	2-3	3-7	4-5	4-6	5-8	6-8	7-8
	Продолжительность работы	8	12	4	7	11	19	6	0	7	12
2	Код работы	1-2	1-3	1-4	2-5	3-4	4-6	5-6	5-8	6-7	7-8
	Продолжительность работы	17	21	12	9	8	7	15	12	11	7
3	Код работы	1-2	1-6	2-3	2-4	3-6	4-5	4-7	5-7	6-8	7-8
	Продолжительность работы	11	22	3	8	18	19	5	4	7	11
4	Код работы	1-2	1-3	1-4	2-5	3-5	4-6	5-7	5-8	6-7	7-8
	Продолжительность работы	13	11	8	2	0	4	15	9	18	20
5	Код работы	1-2	1-3	1-5	2-6	3-4	3-7	4-8	5-8	6-7	7-8
	Продолжительность- работы	4	3	8	17	9	12	1	10	11	12
6	Код работы	1-2	1-6	2-3	2-4	3-5	3-6	4-7	5-7	6-7	7-8
	Продолжительность работы	11	22	3	8	19	18	5	4	7	11
7	Код работы	1-2	1-3	1-4	2-3	2-7	3-5	3-7	4-7	5-6	6-7
	Продолжительность работы	8	21	12	16	12	8	12	14	14	12
8	Код работы	1-2	1-4	2-3	2-4	2-6	3-5	4-6	5-6	5-7	6-7
	Продолжительность	3	11	8	21	14	6	13	10	12	15
9	Код работы	1-2	1-4	2-3	2-5	2-7	3-5	3-6	4-6	5-7	6-7
	Продолжительность работы	7	11	15	19	8	10	12	9	10	10
10	Код работы	1-2	1-3	2-3	2-5	3-4	4-6	5-6	5-7	6-8	7-8
	Продолжительность работы	8	9	7	10	11	5	12	13	4	14

Размещено на Allbest.ru

...