Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

УП_Г.Я.Горбовцов 2009

.pdf
Скачиваний:
84
Добавлен:
05.06.2015
Размер:
6.31 Mб
Скачать

Управление стоимостью проекта

Математическая модель для решения задачи минимизации затрат

Обозначения:

A – множество работ проекта,

Pi множество предшественников для работы i, yi величина сокращения времени работы i, T0 желательное время выполнения проекта,

ai удельные затраты на сокращение работы i (наклон), din нормальное время выполнения работы i,

dic критическое время выполнения работы i.

При данных обозначениях модель линейного программирования принимает сле- дующий вид:

F(Y) = общие затраты = прямые затраты при нормальной длительности +

(1)

+ прирост прямых затрат + косвенные затраты min

 

ESi - ES x + yx

dxn x Pi

(2)

yi din - dic

 

(3)

ES Fin = T 0

 

(4)

ESi 0 , yi 0 ,

i A

(5)

Теперь, для нашего примера, получим:

F(Y ) = 580 + (100 yA +100 yB +40 yC +140 yD +50 yE +30 yF) + 145 ES FIN min

ESC ES A + yA 8

yA 2

ES D ES A + yA 8

 

ES E ES B + yB 4

yB 2

ES F ESC + yC 2

yC 1

ES F ES E + yE 5

yE 4

ES Fin ES D + yD 10

yD 5

ES Fin ES F + yF

3

yF 2

ES Fin = T0

 

 

ESi 0 , yi 0 ,

i A

 

1. Для определения длительности проекта, при нормальной длительности всех операций, решим сначала следующую задачу:

81

Управление проектом

Параметры поиска решения: (нажмите кнопку Параметры)

В результате получим:

По значению ES FIN = 18 устанавливаем, что длительность проекта при нормаль-

ных длительностях всех операций составляет 18 дней. Теперь будем решать общую зада- чу при различных значениях T0 ={18,17,16 ...}пока не будет получено сообщение «Поиск не

может найти подходящего решения».

2. Общая задача:

82

Управление стоимостью проекта

Например, при T0 ={18}получим:

Пошаговые решения:

 

T0

YA

YB

YC

YD

YE

YF

F

 

Шаг 1

18

0

0

0

0

0

0

3190

 

Шаг 2

17

1

0

0

0

0

0

3145

Сокращается А

Шаг 3

16

2

0

0

0

0

0

3100

Сокращается А

Шаг 4

15

2

0

0

1

0

0

3095

Сокращается D

Шаг 5

14

2

0

0

2

0

0

3090

Сокращается D

Шаг 6

13

2

0

0

3

0

0

3085

Сокращается D

Шаг 7

12

2

0

0

4

0

0

3080

Сокращается D

Шаг 8

11

2

0

0

5

0

1

3105

Сокращаются D и F

При T0 ={10}получаем сообщение Поиска решений:

Следовательно, наша задача имеет решение в диапазоне от 18 до 11 дней. При T0 ={12}получаем оптимальный календарный план с общими затратами = 3080.

3. Минимизация общих затрат

Изменим знак ограничения на T0 , т.е. сделаем ES Fin 18:

83

Управление проектом

Заново решим нашу общую задачу:

Теперь сразу получаем оптимальное решение.

84

Управление рисками проекта

Тема 6.

Управление рисками проекта

В предыдущих разделах не учитывались вероятностные соображения, а предпола- галось, что продолжительность работы точно известна. На практике сроки выполнения операций обычно являются довольно неопределенными. Часто можно лишь выдвинуть некоторые предположения о том, сколько времени потребуется для выполнения каждой работы. Нельзя предусмотреть возможные трудности или задержки выполнения. Неоп- ределенность сроков выполнения операций означает, что общая продолжительность проекта также подвержена неопределенности. Выбор метода, позволяющего учесть эту неопределенность, зависит от типа проекта и природы неопределенности.

6.1. Метод PERT

Алгоритм, получивший наиболее широкое применение, называется методом оценки и пересмотра проектов (Project Evaluation and Review Technique – PERT).

Для каждой работы проекта принимаются три оценки продолжительности вы- полнения:

1)наиболее вероятное время выполнения m,

2)оптимистическая оценка времени а,

3)пессимистическая оценка времени в.

Наиболее вероятная (нормальная) оценка, характеризует усредненные условия выполнения операции и определяется как время выполнения работы при нормальных условиях.

Оптимистическая (минимальная) оценка, соответствует наиболее благоприятным условиям выполнения операции, когда все идет по плану.

Пессимистическая (максимальная) оценка, соответствует самым неблагоприят- ным условиям выполнения операции (нехватка рабочей силы, перебои в снабжении, ме- ханические поломки).

Оптимистическая и пессимистическая оценки задают размах колебаний продол- жительности работы под влиянием неопределенности. Поскольку обе эти оценки явля- ются лишь приемлемыми предположениями, фактическая продолжительность работы может лежать за пределами этого интервала, но вероятность такого события очень мала. В методе PERT принимается бета-распределение продолжительности работ с модой в точке m и концами в точках a и b.

 

 

 

Pert(3, 4.5, 9)

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

0.35

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

0.25

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

@RISK Trial Version

 

 

 

0.15

 

 

For Evaluation Purposes Only

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

0.05

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 

Рис. 6.1.

Функция плотности β-распределения

 

 

85

Управление проектом

 

 

 

Математическое ожидание работы приближенно определяется как

 

μ =

a + b + 4m

.

(1)

6

 

 

 

Этот расчет основан на статистической концепции β-распределения, согласно ко- торой наиболее вероятная оценка продолжительности операции m весит в 4 раза больше, чем оптимистическая a и пессимистическая b оценки продолжительности.

Поскольку фактическая продолжительность может отличаться от ожидаемой, не- обходимо знать дисперсию продолжительности работы. У большинства распределений крайние значения отстоят на три среднеквадратических отклонения от математического ожидания. Таким образом, размах распределения равен шести среднеквадратическим

отклонениям, т.е.

σ =

b a

.

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дисперсия продолжительности работы равна σ

2

b a

2

(2)

 

=

6

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вметоде PERT с помощью оценок продолжительности a, b, m по формулам (1) и

(2)вычисляется математическое ожидание и дисперсия для каждой работы. Так как про-

должительности работ являются случайными величинами, то и продолжительность про-

екта также является случайной величиной, и можно говорить о математическом ожидании продолжительности проекта и ее дисперсии.

В предположении, что сроки выполнения операций не зависят друг от друга, рас- пределение времени выполнения проекта в целом является нормальным (в силу цен-

тральной предельной теоремы), математическое ожиданиие (МО) нормального распре-

деления определяется как сумма математических ожиданий продолжительности крити- ческих операций, а дисперсия как сумма их дисперсий.

Полученное нормальное распределение можно использовать для оценки вероят- ности завершения проекта к заранее установленной дате.

Пример 6.1. Рассмотрим проект, состоящий из девяти работ с отношениями предшествования и оценками продолжительности, показанными в табл. 6.1.

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.1

 

 

 

 

 

 

 

Работа

Предшествующие

 

Оценка продолжительности

 

 

работы

оптимистическая наиболее вероятная пессимистическая

 

 

а

 

m

 

в

A

2

 

5

 

8

B

A

6

 

9

 

12

C

A

6

 

7

 

8

D

B, C

1

 

4

 

7

E

A

8

 

8

 

8

F

D, E

5

 

14

 

17

G

C

3

 

12

 

21

H

F, G

3

 

6

 

9

I

H

5

 

8

 

11

Вначале вычислим среднюю продолжительность и дисперсию для каждой работы. Полученные данные приведены в табл. 6.2.

86

Управление рисками проекта

Таблица 6.2

 

Ожидаемая

Среднеквадратическое

Дисперсия,

Работа

продолжительность,

отклонение,

 

μ

σ

σ2

A

5

1

1

B

9

1

1

C

7

1/3

1/9

D

4

1

1

E

8

0

0

F

13

2

4

G

12

3

9

H

6

1

1

I

8

1

1

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

E

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

13

 

 

 

.

нач

A 5

B

9

D 4

H 6

I 8

оконч.

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

7

G

12

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

Рис. 6.2. Сетевая модель проекта

С помощью ожидаемых продолжительностей работ выполняется расчет сети.

Activity

On Critical

Activity

Earliest

Earliest

Latest

Latest

 

 

 

Name

Path

Mean

Start

Finish

Start

Finish

TF

σ

σ^2

 

 

Time

 

 

 

 

 

 

 

A

yes

5

0

5

0

5

0

1

1

B

yes

9

5

14

5

14

0

1

1

C

no

7

5

12

7

14

2

1/3

1/9

D

yes

4

14

18

14

18

0

1

1

E

no

8

5

13

10

18

5

0

0

F

yes

13

18

31

18

31

0

2

4

G

no

12

12

24

19

31

7

3

9

H

yes

6

31

37

31

37

0

1

1

I

yes

8

37

45

37

45

0

1

1

 

Completion

Time = 45 days

 

 

 

 

 

 

Критический путь определяется как (A, B, D, F, H, I). Обозначим через Т продол- жительность проекта. Тогда ожидаемая продолжительность проекта равна сумме ожи- даемых продолжительностей критических работ A, B, D, F, H, I:

E(T) = 5 + 9 + 4 + 13 + 6 + 8 = 45 (дней).

87

Управление проектом

Дисперсия продолжительности проекта равна сумме дисперсий продолжительно- сти критических работ A, B, D, F, H, I:

D(T) = 1 + 1 + 1 + 4 + 1 + 1 = 9.

Среднеквадратическое отклонение продолжительности проекта равно σ(T) = 3 .

Вероятность завершения проекта

Внашем примере продолжительность проекта Т имеет нормальное распределение

сЕ(Т) = 45 и σ(T) = 3. В случае нормального распределения вероятность того, что значение случайной величины отличается от м.о. не более чем на одно среднеквадратическое от- клонение, равна 0,68. Следовательно, с вероятностью 0,68 продолжительность проекта со- ставит от 42 до 48 дней. Аналогично с вероятностью 0,997 продолжительность проекта Т

будет отличаться от среднего значения не более чем на три σ (от 36 до 54 дней).

Можно также вычислить вероятность завершения проекта к определенному сроку. Например, руководителю нужно знать вероятность осуществления проекта за 50 дней, т.е. требуется вычислить Р (Т ≤ 50). Эту вероятность можно найти с помощью таблицы для нормированного нормального распределения с нулевым м.о. и σ = 1. Согласно тео-

рии вероятностей случайная величина Z = T E(T) имеет нормальное распределение с

σ(T)

нулевым м.о. и σ = 1. Следовательно,

50

45

 

Р (Т ≤ 50) = P ( Z

) = P (Z 1,67) = 0,9522.

3

 

 

 

 

Таким образом, вероятность того, что проект будет закончен за 50 дней, составляет 0,9522. Допустим, что необходимо знать вероятность завершения проекта на 4 дня рань- ше, чем ожидается. Это означает, что требуется вычислить

Р (Т ≤ 41) = P ( Z

41

45

) = P (Z –1,33) = 0,0912.

3

 

 

 

 

Следовательно, вероятность того, что проект будет закончен через 41 день, состав- ляет всего 0,0912.

Пример 6.2

 

 

 

 

 

Таблица 6.3

 

 

 

 

 

 

Операция

Предшествующие

 

Оценка продолжительности

 

операции

 

 

 

 

 

 

оптимистическая,

наиболее вероятная,

пессимистическая,

 

 

а

 

m

в

A

10

 

22

28

B

A

4

 

4

10

C

A

4

 

6

14

D

B

1

 

2

3

E

C, D

1

 

5

9

F

C, D

7

 

8

9

G

E, F

2

 

2

2

88

Управление рисками проекта

C

 

 

 

F

A

 

 

 

G

B

 

 

D

E

 

 

 

 

 

Рис. 6.3

 

 

 

 

 

Таблица 6.4

 

 

 

 

Работа

 

Ожидаемая продолжительность,

Дисперсия,

 

 

 

μ

σ2

A

 

21

9.00

B

 

5

1.00

C

 

7

2.78

D

 

2

0.11

E

 

5

1.78

F

 

8

0.11

G

 

2

0.00

Критические пути: {ACFG} и {ABDFG}.

Поскольку в данном примере два критических пути, необходимо принять реше- ние, какие дисперсии следует использовать, чтобы максимально точно определить веро- ятность выполнения проекта в заданный срок. Традиционный подход заключается в ис- пользовании пути с наибольшей суммарной дисперсией, поскольку в этом случае внима- ние управленческого персонала будет направлено на операции, которые имеют большой разброс оценок продолжительности.

Так как в нашем примере для критического пути {ACFG} σ2ср = 11,89 , а для

критического пути {ABDFG} σ2ср = 10,22 , то для определения вероятности за- вершения проекта должны быть использованы дисперсии операций A, C, F и H.

89

Управление проектом

Предположим, что менеджер хочет узнать, насколько вероятно завершить проект за 35 недель.

Это означает, что менеджер проекта имеет лишь 19%-й шанс выполнить проект в 35-недельный срок. Обратите внимание, что данная степень вероятности характеризует, по сути, только критический путь {ACFG}. Поскольку в сетевом графике есть еще один критический путь, а также другие пути, которые в ходе реализации проекта тоже могут стать критическими, фактическая вероятность выполнения проекта за 35 недель будет меньше 0,19.

6.2. Имитационное моделирование

Цель имитационного моделирования создать среду или устройство, позволяющие путем эксперимента получить нужную информацию об объектах окружающего мира, не общаясь непосредственно с этими объектами. При проведении количественного анализа имитация является основой экспериментов, проводимых на математических моделях.

Имитационные модели часто используются для анализа решений, принимаемых в условиях риска, т.е. для анализа моделей, в которых поведение (или значение) некоторых факторов заранее не известно. Такие факторы называются случайными величинами (пе- ременными). Поведение случайных величин описывается распределением вероятностей. Этот тип имитации иногда называют методом Монте-Карло.

Предположим теперь, что продолжительность задачи является случайной величи- ной, подчиненной нормальному распределению. Нормальное распределение играет большую роль в имитационных моделях. В Excel есть встроенная функция НОРМОБР, которая позволяет получить значение нормально распределенной случайной величины. Например, чтобы получить значение нормально распределенной случайной величины со средним 1000 и стандартным отклонением 100, надо применить формулу Excel =

НОРМОБР(СЛЧИС(); 1000; 100).

Пример 6.3. «Снеси Построй»

 

 

 

 

Таблица 6.5

 

 

 

 

 

Стадия

Описание

Ожидаемая

Последова-

Предшест-

 

 

длительность

тель

венник

 

 

(дней)

 

 

A

Установить взрывные заряды

5

D

 

B

Эвакуировать окружение

4

D

 

C

Подготовить колонну грузовиков

3

E

 

D

Взорвать здание

1

E

A,B

E

Разобрать развалины и вывезти

7

F, G

C,D

 

строительный мусор

 

 

 

 

 

F

Вырыть котлован

12

H, I

E

G

Подвести коммуникации

15

I

E

90