Сетевые методы планирования и управления в проектировании и производстве

Из истории сетевого моделирования.

В современных условиях при реализации многих проектов выполняются сотни, а порой тысячи взаимосвязанных работ. Координировать деятельность работников, выполняющих данные работы, опираясь только на опыт и интуицию практически невозможно. Решение этой проблемы нашли в использовании методов сетевого моделирования.

Сетевые модели сложных комплексов работ были разработаны и начали использоваться совсем недавно, в 50-х годах нашего столетия.

Впервые сетевая модель была применена в США при создании баллистических ракет “ПОЛАРИС”, предназначенных для оснащения атомных подводных лодок американского военно-морского флота.

В сложном комплексе работ при этом участвовало свыше 6 000 фирм, работы выполнялись на территории 48 штатов Америки, а сетевая модель включала в себя более 10000 событий.

Первая и наиболее распространенная система планирования и управления в США носит название “ПЕРТ”.

Преимущества, полученные в результате ее применения, оказались настолько значительными, что в США ни одна строительная фирма не ведет строительства без использования системы “ПЕРТ” или ее разновидностей. Ни одна фирма не получает правительственного контракта на выполнение новых заказов, если она не освоила систему “ПЕРТ”.

Американские экономисты подсчитали, что сети позволяют приблизительно на 30-35% сократить продолжительность работ.

В нашей стране разработаны несколько иные системы планирования и управления, коротко называемые “СПУ”. В основе этих систем тоже лежат сетевые графики. Системы “СПУ” были успешно применены, например, при сооружении Челябинского блюминга-автомата, Камаза и др.

.1. Основные понятия сетевого моделирования

При разработке сложного промышленного изделия выполняется большой комплекс работ, которые поручаются отдельным специалистам, группам специалистов, опытным цехам и т.д.. И здесь возникают следующие вопросы:

• Как наилучшим образом организовать отдельные работы, чтобы разработку закончить в наиболее короткий срок?

• Как распределить рабочую силу, материалы, финансы, чтобы вся работа обошлась наиболее дешево?

• Как поступить, если в процессе выполнения работ окажется, что какие-то исполнители не укладываются в срок?

• Как узнать, где в данный момент самый ответственный участок работы?

• С какого участка работы в данный момент можно взять людей, не срывая сроков выполнения всего комплекса работ?

Явно, что в данном случае интуиции руководителя недостаточно. Необходим другой подход, опирающийся на научные достижения в области организации производства.

Таким достижением является сетевое моделирование, в основе которого лежит изображение планируемого комплекса работ в виде графа.

• Граф  это схема, состоящая из заданных точек (вершин), соединенных определенной системой линий.

• Отрезки, соединяющие вершины, называются ребрами (дугами) графа.

• Ориентированным называется граф, на котором стрелкой указаны направления всех его ребер, то есть для каждого ребра указано, какая из двух его граничных вершин является начальной, а какая  конечной.

• Сетевая модель представляет собой информационную модель, в которой показывается, что, в какой последовательности, за какое время необходимо выполнить, чтобы обеспечить окончание всех работ не позднее заданного срока.

В основе сетевой модели используются три основных элемента (понятия):

• РАБОТА  это любой процесс, действие, приводящее к достижению определенного результата (события).

Термин "работа" может иметь различные значения:

• Действительная работа, требующая затрат времени и ресурсов. Действительная работа изображается стрелкой (рис.2.5.2).

• Затрачиваемое на работу время указывается над стрелкой (в днях). Ни длина стрелки, ни ее направление не имеют значения. Желательно только выдерживать направление стрелок так, чтобы исходное событие располагалось слева в сетевой модели, а завершающее − справа.

• Номер события у острия стрелки обычно бывает больше номера у ее окончания.

• Ожидание  процесс, не требующий затрат труда, но занимающий время (процесс сушки, остывания, затвердения и т.д., изображается на сетевой модели, как действительная работа);

• Фиктивная работа  логическая связь между двумя или несколькими работами (событиями), не требующая затрат труда, материальных ресурсов и времени; она указывает, что возможность начала одной работы непосредственно зависит от результата другой; продолжительность фиктивной работы равна нулю.

• Фиктивная работа изображается пунктирной стрелкой, над которой проставляется нуль (2.5.2).

• ПУТЬ  любая последовательность работ, в которой конечное событие одной работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы.

В сетевой модели следует различать несколько видов путей:

• полный путь или просто путь  от исходного события до завершающего события;

• путь, предшествующий данному событию  от исходного события до данного;

• путь, последующий за данным событием  от данного события до завершающего;

• критический путь − путь между исходным и завершающим событием, имеющий наибольшую продолжительность (критический путь в сетевой модели выделяется жирной линией).

• СОБЫТИЕ  момент завершения какого-либо процесса.

Событие может являться частным результатом отдельной работы или суммарным результатом нескольких работ.

Конечный результат любой работы важен не только как факт окончания данной работы, но и как необходимое условие для начала следующих работ.

Событие может свершиться только тогда, когда закончатся все работы, ему предшествующие. Последующие работы могут начаться только тогда, когда событие свершится. Событие не имеет продолжительности во времени.

В сетевой модели событие изображается кружком, в котором указывается порядковый номер или шифр события (рис.2.5).

а) действительные б) фиктивные

работы работы

Рисунок 2.5. Изображение событий и работ в сетевой модели.