Сетевое планирование

Международный университет природы,общества и человека
«Дубна»
Кафедра системного анализа и управления
Реферат по дисциплине
«Разработка управленческих решений»
на тему:
«Сетевое управление
и планирование»
Выполнил: студент
Шадров К.Н., гр. 4111
Проверил:
Бугров А.Н.
Дубна, 2003

Содержание
 TOC o «1-3» h z u Введение… PAGEREF _Toc64727386 h 3
История сетевого планирования и управления… PAGEREF _Toc64727387 h 4
Сущность и назначение сетевого планирования и управления… PAGEREF _Toc64727388 h 6
Основные элементы сетевого планирования и управления… PAGEREF _Toc64727389 h 7
Порядок и правила построения сетевых графиков… PAGEREF _Toc64727390 h 9
Упорядочение сетевого графика… PAGEREF _Toc64727391 h 11
Понятие о пути… PAGEREF _Toc64727392 h 13
Временные параметры сетевых графиков… PAGEREF _Toc64727393 h 14
Анализ и оптимизация сетевого графика… PAGEREF _Toc64727394 h 19
Построение сетевого графика в масштабе времени… PAGEREF _Toc64727395 h 22
Заключение… PAGEREF _Toc64727396 h 24
Используемые источники… PAGEREF _Toc64727397 h 25
Введение
Актуальность данной работыобусловлена необходимостью грамотного управления крупными народнохозяйственнымикомплексами и проектами, научными исследованиями, конструкторской и технологическойподготовкой производства, новых видов изделий, строительством и реконструкцией,капитальным ремонтом основных фондов путём применения сетевых моделей.
Цель работы — описать и усвоить,что, в общем, представляет собой сетевое планирование и управление (СПУ).
Для достижения поставленной цели следует решить следующие задачи:
Ø 
Ø 
Ø 
Ø 
Ø 
Ø 
Ø 
История сетевого планирования иуправления
Методики сетевого планирования были разработаны в конце 50-х годов в США.В 1956 г. М. Уолкер из фирмы «Дюпон», исследуя возможности более эффективного использованияпринадлежащей фирме вычислительной машины Univac, объединил свои усилия с Д.Келли из группы планирования капитального строительства фирмы «Ремингтон Рэнд».Они попытались использовать ЭВМ для составления планов-графиков крупныхкомплексов работ по модернизации заводов фирмы «Дюпон». В результате был созданрациональный и простой метод описания проекта с использованием ЭВМ.Первоначально он был назван методом Уолкера-Келли, а позже получил название метода критического пути — МКП (или CPM— CriticalPathMethod).
Параллельно и независимо в военно-морских силах США был создан методанализа и оценки программ PERT (ProgramEvaluation and Review Technique). Данный метод был разработанкорпорацией «Локхид» и консалтинговой фирмой «Буз, Аллен энд Гамильтон» дляреализации проекта разработки ракетной системы «Поларис», объединяющего около3800 основных подрядчиков и состоящего из 60 тыс. операций. Использованиеметода PERT позволило руководству программы точно знать, что требуется делать вкаждый момент времени и кто именно должен это делать, а также вероятностьсвоевременного завершения отдельных операций. Руководство программой оказалосьнастолько успешным, что проект удалось завершить на два года раньше запланированногосрока. Благодаря такому успешному началу данный метод управления вскоре сталиспользоваться для планирования проектов во всех вооруженных силах США. Методикаотлично себя зарекомендовала при координации работ, выполняемых различнымиподрядчиками в рамках крупных проектов по разработке новых видов вооружения.
Крупные промышленные корпорации начали применение подобной методикиуправления практически одновременно с военными для разработки новых видов продукциии модернизации производства. Широкое применение методика планирования работ наоснове проекта получила в строительстве. Например, для управления проектомсооружения гидроэлектростанции на реке Черчилль в Ньюфаундленде (полуостровЛабрадор). Стоимость проекта составила 950 млн. долларов. Гидроэлектростанциястроилась с 1967 по 1976 г. Этот проект включал более 100 строительныхконтрактов, причем стоимость некоторых из них достигала 76 млн. долларов. В1974 году ход работ по проекту опережал расписание на 18 месяцев и укладывалсяв плановую оценку затрат. Заказчиком проекта была корпорация Churchill Falls Labrador Corp., котораядля разработки проекта и управления строительством наняла фирму Acress Canadian Betchel.
По существу, значительный выигрыш по времени образовался от применения точныхматематических методов в управлении сложными комплексами работ, что сталовозможным благодаря развитию вычислительной техники. Однако первые ЭВМ были дорогии доступны только крупным организациям. Таким образом, исторически первыепроекты представляли из себя грандиозные по масштабам работ, количеству исполнителейи капиталовложениям государственные программы.
Первоначально, крупные компании осуществляли разработку программногообеспечения для поддержки собственных проектов, но вскоре первые системыуправления проектами появились и на рынке программного обеспечения. Системы,стоявшие у истоков планирования, разрабатывались для мощных больших компьютерови сетей мини-ЭВМ.
Основными показателями систем этого класса являлись их высокая мощностьи, в то же время, способность достаточно детально описывать проекты, используясложные методы сетевого планирования. Эти системы были ориентированы навысокопрофессиональных менеджеров, управляющих разработкой крупнейших проектов,хорошо знакомых с алгоритмами сетевого планирования и специфической терминологией.Как правило, разработка проекта и консультации по управлению проектомосуществлялись специальными консалтинговыми фирмами.
Этап наиболее бурного развития систем для управления проектами начался споявлением персональных компьютеров, когда компьютер стал рабочим инструментомдля широкого круга руководителей. Значительное расширение круга пользователейуправленческих систем породило потребность создания систем для управленияпроектами нового типа, одним из важнейших показателей таких систем являласьпростота использования. Управленческие системы нового поколения разрабатывалиськак средство управления проектом, понятное любому менеджеру, не требующееспециальной подготовки и обеспечивающее лёгкое и быстрое включение в работу. Time Line принадлежит именнок этому классу систем. Разработчики новых версий систем этого класса, стараясьсохранить внешнюю простоту систем, неизменно расширяли их функциональныевозможности и мощность, и при этом сохраняли низкие цены, делавшие системы доступнымифирмам практически любого уровня.
В настоящее время сложились глубокие традиции использования системуправления проектами во многих областях жизнедеятельности. Причем, основнуюдолю среди планируемых проектов составляют небольшие по размерам проекты.Например, исследования, проведенные еженедельником InfoWorld, показали, что пятидесятипроцентам пользователей в США требуются системы, позволяющие поддерживать планы,состоящие из 500-1 000 работ и только 28 процентов пользователейразрабатывают расписания, содержащие более 1 000 работ. Что касаетсяресурсов, то 38 процентам пользователей приходится управлять 50-100 видамиресурсов в рамках проекта, и только 28 процентам пользователей требуетсяконтролировать более чем 100 видов ресурсов. В результате исследований былиопределены также средние размеры расписаний проектов: для малых проектов — 81работа и 14 видов ресурсов, для средних — 417 работ и 47 видов ресурсов, длякрупных проектов — 1 198 работ и 165 видов ресурсов. Данные цифры могутслужить отправной точкой для менеджера, обдумывающего полезность перехода напроектную форму управления деятельностью собственной организации. Как видим,применение системы управления проектами на практике может быть эффективным идля очень небольших проектов.
Естественно, что с расширением круга пользователей систем проектногоменеджмента происходит расширение методов и приемов их использования. Западные отраслевыежурналы регулярно публикуют статьи, посвященные системам для управленияпроектами, включающие советы пользователям таких систем и анализ использованияметодики сетевого планирования для решения задач в различных сферах управления.
В России работы по сетевому управлению начались в 60-х годах. Тогдаметоды СПУ нашли применение в строительстве и научных разработках. В дальнейшемсетевые методы стали широко применяться и в других областях народногохозяйства.Сущность и назначение сетевогопланирования и управления
Чем сложнее и больше планируемая работа или проект, тем сложнее задачиоперативного планирования, контроля и управления. В этих условиях применениекалендарного графи­ка не всегда может быть достаточно удовлет­ворительным,особенно для крупного и сложного объекта, посколь­ку не позволяет обоснованно иоперативно планировать, выбирать оптимальный вариант продолжительности выпол­ненияработ, использовать резервы и корректировать график в хо­де деятельности.
Перечисленные недостатки линейного календарного графика в значительноймере устраняются при использовании системы се­тевых моделей, которые позволяютанализировать график, выяв­лять резервы и использоватьэлектронно-вычислительную технику. Применение сетевых моделей обеспечиваетпродуманную деталь­ную организацию работ, создает условия для эффек­тивногоруководства.
Весь процесс находит отражение в графической модели, называемой сетевымграфиком. В сетевом графике учи­тываются все работы от проектирования до вводав действие, оп­ределяются наиболее важные, критические работы, от выполне­ниякоторых зависит срок окончания проекта. В процессе деятельности появляетсявозможность корректировать план, вно­сить изменения, обеспечивать непрерывностьв оперативном пла­нировании. Существующие методы анализа сетевого графика поз­воляютоценить степень влияния вносимых изменений на ход осу­ществления программы,прогнозировать состояние работ на будущее. Сетевой график точно указывает наработы, от которых за­висит срок выполнения программы.Основные элементы сетевогопланирования и управления
Сетевое планирование и управление— это совокупность расчётных методов, организационных и контрольных мероприятийпо планированию и управлению комплексом работ с помощью сетевого графика(сетевой модели).
Под комплексом работ мы будемпонимать всякую задачу, для выполнения которой необходимо осуществитьдостаточно большое количество разнообразных работ.
Для того чтобы составить план работ по осуществлению больших и сложныхпроектов, состоящих из тысяч отдельных исследований и операций, необходимоописать его с помощью некоторой математической модели. Таким средством описанияпроектов является сетевая модель.
Сетевая модель — это планвыполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ, заданного в форме сети,графическое изображение которой называется сетевымграфиком.
Главными элементами сетевой модели являются работы и события.
Термин работа в СПУ имеет несколько значений. Во-первых, это действительная работа — протяжённый вовремени процесс, требующий затрат ресурсов (например, сборка изделия, испытаниеприбора и т.п.). Каждая действительная работа должна быть конкретной, чётко описаннойи иметь ответственного исполнителя.
Во-вторых, это ожидание —протяжённый во времени процесс, не требующий затрат труда (например, процесссушки после покраски, старения металла, твердения бетона и т.п.).
В-третьих, это зависимость, илификтивная работа — логическая связьмежду двумя или несколькими работами (событиями), не требующими затрат труда,материальных ресурсов или времени. Она указывает, что возможность одной работынепосредственно зависит от результатов другой. Естественно, что продолжительностьфиктивной работы принимается равной нулю.
Событие — это момент завершениякакого-либо процесса, отражающий отдельный этап выполнения проекта. Событиеможет являться частным результатом отдельной работы или суммарным результатом несколькихработ. Событие может свершиться только тогда, когда закончатся всё работы, емупредшествующие. Последующие работы могут начаться только тогда, когда событиесвершится. Отсюда двойственный характерсобытия: для всех непосредственно предшествующих ему работ оно являетсяконечным, а для всех непосредственно следующих за ним — начальным. При этомпредполагается, что событие не имеет продолжительности и свершается как бы мгновенно.Поэтому каждое событие, включаемое в сетевую модель, должно быть полно, точно ивсесторонне определено, его формулировка должна включать в себя результат всехнепосредственно предшествующих ему работ.
Рисунок  SEQ Сетевой_график* ARABIC 1. Основные элементы сетевоймодели
 SHAPE * MERGEFORMAT
Зависимость
Событие
Событие
Действительная работа
При составлении сетевых графиков (моделей) используют условныеобозначения. 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 дляупрощения сетевых графиков (продолжительность всегда равна 0).
Среди событий сетевой модели выделяют исходное и завершающее события.Исходное событие не имеет предшествующих работ и событий, относящихся кпредставленному в модели комплексу работ. Завершающее событие не имеет последующихработ и событий.
Существует и иной принцип построения сетей — без событий. В такой сетивершины графа означают определённые работы, а стрелки — зависимости междуработами, определяющие порядок их выполнения. Сетевой график «работы–связи» вотличие от графика «события–работы» обладает известными преимуществами: несодержит фиктивных работ, имеет более простую технику построения и перестройки,включает только хорошо знакомое исполнителям понятие работы без менеепривычного 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 сточки зрения управления комплексом. Этим и объясняется тот факт, что внастоящее время наибольшее распространения получили сетевые графики«события–работы».
Если в сетевой модели нет числовых оценок, то такая сеть называется структурной. Однако на практике чащевсего используют сети, в которых заданы оценки продолжительности работ, а такжеоценки других параметров, например трудоёмкости, стоимости и т.п.Порядок и правила построениясетевых графиков
Сетевые графики составляются на начальном этапе планирования. Вначалепланируемый процесс разбивается на отдельные работы, составляется переченьработ и событий, продумываются их логические связи и последовательностьвыполнения, работы закрепляются за ответственными исполнителями. С их помощью ис помощью нормативов, если таковые существуют, оценивается продолжительностькаждой работы. Затем составляется (сшивается)сетевой график. После упорядочения сетевого графика рассчитываются параметрысобытий и работ, определяются резервы времени и критический путь. Наконец, проводятся анализ и оптимизация сетевогографика, который при необходимости вычерчивается заново с пересчётом параметровсобытий и работ.
При построении сетевого графика необходимо соблюдать ряд правил.
1.       В сетевой моделине должно быть «тупиковых» событий, то есть событий, из которых не выходит ниодна работа, за исключением завершающего события. Здесь либо работа ненужна и её необходимо аннулировать, либо не замечена необходимость определённойработы, следующей за событием для свершения какого-либо последующего события. Втаких случаях необходимо тщательное изучение взаимосвязей событий и работ дляисправления возникшего недоразумения.
2.       В сетевом графикене должно быть «хвостовых» событий (кроме исходного), которым не предшествуетхотя бы одна работа. Обнаружив в сети такие события, необходимо определитьисполнителей предшествующих им работ и включить эти работы в сеть.
3.       В сети не должнобыть замкнутых контуров и петель, то есть путей, соединяющих некоторые событияс ними же самими. При возникновении контура (а в сложных сетях, то есть всетях с высоким показателем сложности, это встречается довольно часто иобнаруживается лишь при помощи ЭВМ) необходимо вернуться к исходным данным ипутём пересмотра состава работ добиться его устранения.
4.       Любые два событиядолжны быть непосредственно связаны не более чем одной работой-стрелкой.Нарушение этого условия происходит при изображении параллельно выполняемыхработ. Если эти работы так и оставить, то произойдёт путаница из-за того, чтодве различные работы будут иметь одно и то же обозначение. Однако содержаниеэтих работ, состав привлекаемых исполнителей и количество затрачиваемых наработы ресурсов могут существенно отличаться.
В этом случае рекомендуется ввести фиктивноесобытие и фиктивную работу, приэтом одна из параллельных работ замыкается на это фиктивное событие. Фиктивныеработы изображаются на графике пунктирными линиями.
5.       В сетирекомендуется иметь одно исходное и одно завершающее событие. Если всоставленной сети это не так, то добиться желаемого можно путём введения фиктивныхсобытий и работ.
Рисунок 2. Примеры введения фиктивныхсобытий
 SHAPE  * MERGEFORMAT
С
2
1
3’
3
5
4
А
Б
Ф
2
1
3
3’
5
4
Б
С
А
Д
а
б
Фиктивные работы и события необходимо вводить в ряде других случаев. Одиниз них — отражение зависимости событий, не связанных с реальными работами. Например,работы А и Б (рисунок 2, а) могут выполняться независимо друг от друга, но поусловиям производства работа Б не может начаться раньше, чем окончится работаА. Это обстоятельство требует введения фиктивной работы С.
Другой случай — неполная зависимость работ. Например работа С требует длясвоего начала завершения работ А и Б, на работа Д связана только с работой Б, аот работы А не зависит. Тогда требуется введение фиктивной работы Ф ификтивного события 3’, как показано на рисунке 2, б.
Кроме того, фиктивные работы могут вводиться для отражения реальныхотсрочек и ожидания. В отличие от предыдущих случаев здесь фиктивная работахарактеризуется протяжённостью во времени.
Если сеть имеет одну конечную цель, то программа называется одноцелевой.Сетевой график, имеющий несколько завершающих событий, называется многоцелевыми расчет ведется относительно каждой конечной цели. Примером может бытьстроительство жилого микрорайона, где ввод каждого дома является конечнымрезультатом, и в графике по возведению каждого дома определяется свойкритический 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 графиказаключается в таком расположении событий и работ, при котором для любой работыпредшествующее ей событие расположено левее и имеет меньший номер по сравнениюс завершающим эту работу событием. Другими словами, в упорядоченном сетевомграфике все работы-стрелки направлены слева направо: от событий с меньшиминомерами к событиям с большими номерами.
Разобьём исходный сетевой график на несколько вертикальных слоёв (обводимих пунктирными линиями и обозначаем римскими цифрами).
Поместив в Iслое начальное событие 0, мысленно вычеркнем из графика этособытие и все выходящие из него работы-стрелки. Тогда без входящих стрелокостанется событие 1, образующее IIслой. Вычеркнув мысленно событие 1 и все выходящие из него работы, увидим, чтобез входящих стрелок остаются события 4 и 2, которые образуют III слой. Продолжая этот процесс,получим сетевой график 2.
Сетевой график 1. Неупорядоченный сетевой график
 SHAPE * MERGEFORMAT
1
2
3
4
5
6
10
7
8
9
11
Сетевой график 2. Упорядочение сетевого графика спомощью слоёв
 SHAPE * MERGEFORMAT
II
IV
V
VI
VII
VIII
IX
III
I
11
1
4
2
3
5
7
6
8
10
9
Теперь видим, что первоначальная нумерация событий не совсем правильная:так, событие 6 лежит в VIслое и имеет номер, меньший, чем событие 7 из предыдущего слоя. То же можно сказатьо событиях 9 и 10.
Сетевой график 3. Упорядоченный сетевой график
 SHAPE * MERGEFORMAT
2
1
3
5
4
7
6
8
9
10
11
Изменим нумерацию событий в соответствии с их расположением на графике иполучим упорядоченный сетевой график 3. Следует заметить, что нумерациясобытий, расположенных в одном вертикальном слое, принципиального значения неимеет, так что нумерация одного и того же сетевого графика может бытьнеоднозначной.Понятие о пути
Одно из важнейших понятий сетевого графика — понятие пути. Путь — любая последовательность работ, вкоторой конечное событие каждой работы совпадает с начальным событием следующейза ней работы. Среди различных путей сетевого графика наибольший интереспредставляет полный путь — любойпуть, начало которого совпадает с исходным событием сети, а конец — сзавершающим.
Наиболее продолжительный полный путь в сетевом графике называется критическим. Критическими называютсятакже 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 единицвремени. Критический путь имеет особое значение в системе СПУ, так как работыэтого пути определят общий цикл завершения всего комплекса работ, планируемыхпри помощи сетевого графика. Зная дату начала работ и продолжительностькритического пути, можно установить дату окончания всей программы. Любоеувеличение продолжительно­сти работ, находящихся на критическом пути, задержитвыполнение программы.
Сетевой график 4. Критический путь

На стадии управления и контроля над ходом вы­полнения программы основноевнимание уделяется работам, находящимся на критическом пути или в силуотставания попавшим на критический путь. Для сокращения продолжительностипроекта необходимо в первую очередь сокращать продолжительность работ, лежащихна критическом пути.Временные параметры сетевыхграфиков
Ранний (или ожидаемый) сроксвершения события определяется продолжительностью максимального пути,предшествующего этому событию.
Задержка свершения события по отношению к своему раннему сроку неотразится на сроке свершения завершающего события (а значит, и на срокевыполнения комплекса работ) то тех пор, пока сумма срока свершения этого событияи продолжительности (длины) максимального из последующих за ним путей непревысит длины критического пути.
Поэтому поздний (или предельный)срок свершения события равен разности максимального времени наступленияпоследующего за работой события и времени работы до этого (будущего) события.
Резерв времени событияопределяется как разность между поздним и ранним сроками его свершения.
Резерв времени события показывает, на какой допустимый период времениможно задержать наступление этого события, не вызывая при этом увеличения срокавыполнения комплекса работ.
Критические события резервов времени не имею, так как любая задержка всвершении события, лежащего на критическом пути, вызовет такую же задержку всвершении завершающего события.
Из этого следует, что для того, чтобы определить длину и топологиюкритического пути, вовсе не обязательно перебирать все полные пути сетевогографика и определять их длины. Определив ранний срок наступления завершающегособытия сети, мы тем самым определяем длину критического пути, а, выявив событияс нулевыми резервами времени, определяем его топологию.
Если сетевой график имеет единственный критический путь, то этот путьпроходит через все критические события, то есть события с нулевыми резервамивремени. Если критических путей несколько, то выявление их с помощьюкритических событий может быть затруднено, так как через часть критических событиймогут проходить как критические, так и некритические пути. В этом случае дляопределения критических путей рекомендуется использовать критические работы.
Отдельная работа может начаться (и окончиться) в ранние, поздние илидругие промежуточные сроки. В дальнейшем