Содержание

Теоретические основы

1. Сетевое планирование. Сущность. История развития.
2. Жизненный цикл проекта
3. Теоретические основы применения метода сетевого планирования

Практическая  часть

1. Пример расчета на конкретном предприятии

Рекомендательная  часть 
 
 

Введение

  Актуальность данной работы обусловлена необходимостью грамотного управления крупными народнохозяйственными комплексами и проектами, научными исследованиями, конструкторской и технологической подготовкой 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:

• осветить историю СПУ,
• показать, в чём состоит сущность и назначение СПУ,
• дать определение основным элементам СПУ,
• указать правила построения и упорядочения сетевых графиков,
• описать временные показатели СПУ,
• дать правила оптимизации сетевого графика,
• показать построение сетевого графика в масштабе времени.

     Сетевое планирование – метод управления, основанный на использовании математического  аппарата теории графов и системного подхода для отображения и  алгоритмизации комплексов взаимосвязанных  работ, действий или мероприятий  для достижения четко поставленной цели.

     Разработаны в начале 50-х г. ХХ в в США. В 1956 г. М.Уолкер из фирмы "Дюпон", исследуя возможности более эффективного использования принадлежащей 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 крупных комплексов работ по модернизации заводов фирмы "Дюпон". В результате был создан рациональный 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 - Critical Path Method).

     Параллельно и независимо в военно-морских  силах США был создан метод  анализа и оценки программ PERT (Program Evaluation and Review Technique). Данный метод был  разработан корпорацией "Локхид" и консалтинговой фирмой "Буз, Аллен  энд Гамильтон" для реализации проекта разработки ракетной системы "Поларис", объединяющего около 3800 основных подрядчиков и состоящего из 60 тыс. операций. Использование метода PERT позволило руководству программы  точно знать, что требуется делать в каждый момент времени и кто  именно должен это делать, а также  вероятность своевременного завершения отдельных операций. Руководство  программой оказалось настолько  успешным, что проект удалось завершить  на два года раньше запланированного срока. Благодаря такому успешному  началу данный метод управления вскоре стал использоваться для планирования проектов во всех вооруженных силах  США. Методика отлично себя зарекомендовала  при координации работ, выполняемых  различными подрядчиками в рамках крупных  проектов по разработке новых видов  вооружения.

     Крупные промышленные корпорации начали применение подобной методики управления практически  одновременно с военными для разработки новых видов продукции и модернизации производства. Широкое применение методика планирования работ на основе проекта  получила в строительстве. Например, для управления проектом сооружения гидроэлектростанции на реке Черчилль в Ньюфаундленде (полуостров Лабрадор). Стоимость проекта составила 950 млн. долларов. Гидроэлектростанция строилась  с 1967 по 1976 г. Этот проект включал более 100 строительных контрактов, причем стоимость  некоторых из них достигала 76 млн. долларов. В 1974 году ход работ по проекту опережал расписание на 18 месяцев  и укладывался в плановую оценку затрат. Заказчиком проекта была корпорация Churchill Falls Labrador Corp., которая для разработки проекта и управления строительством наняла фирму Acress Canadian Betchel.

     По  существу, значительный выигрыш по времени образовался от применения точных математических методов в  управлении сложными комплексами работ, что стало возможным благодаря  развитию вычислительной техники. Однако, первые ЭВМ были дороги и доступны только крупным организациям. Таким  образом, исторически первые проекты  представляли из себя грандиозные по масштабам работ, количеству исполнителей и капиталовложениям государственные  программы.

     Первоначально, крупные компании осуществляли разработку программного обеспечения для поддержки  собственных проектов, но вскоре первые системы управления проектами появились  и на рынке программного обеспечения. Системы, стоявшие у истоков планирования, разрабатывались для мощных больших  компьютеров и сетей мини-ЭВМ.

     Основными показателями систем этого класса являлись их высокая мощность и, в то же время, способность достаточно детально описывать  проекты, используя сложные методы сетевого планирования. Эти системы  были ориентированы на высокопрофессиональных менеджеров, управляющих разработкой  крупнейших проектов, хорошо знакомых с алгоритмами сетевого планирования и специфической терминологией. Как правило, разработка проекта  и консультации по управлению проектом осуществлялись специальными консалтинговыми  фирмами.

     Этап  наиболее бурного развития систем для  управления проектами начался с  появлением персональных компьютеров, когда компьютер стал рабочим  инструментом для широкого круга  руководителей. Значительное расширение круга пользователей управленческих систем породило потребность создания систем для управления проектами  нового типа, одним из важнейших  показателей таких систем являлась простота использования. Управленческие системы нового поколения разрабатывались  как средство управления проектом, понятное любому менеджеру, не требующее  специальной подготовки и обеспечивающее легкое и быстрое включение в  работу. Time Line принадлежит именно к  этому классу систем. Разработчики новых версий систем этого класса, стараясь сохранить внешнюю простоту систем, неизменно расширяли их функциональные возможности и мощность, и при  этом сохраняли низкие цены, делавшие системы доступными фирмам практически  любого уровня.

     В настоящее время в США уже  сложились глубокие традиции использования  систем управления проектами во многих областях жизнедеятельности. Причем, основную долю среди планируемых проектов составляют небольшие по размерам проекты. Например, исследования, проведенные еженедельником InfoWorld , показали, что пятидесяти процентам пользователей в США требуются системы, позволяющие поддерживать планы, состоящие из 500 - 1,000 работ и только 28 процентов пользователей разрабатывают расписания, содержащие более 1,000 работ. Что касается ресурсов, то 38 процентам пользователей приходится управлять 50 - 100 видами ресурсов в рамках проекта, и только 28 процентам пользователей требуется контролировать более чем 100 видов ресурсов. В результате исследований были определены также средние размеры расписаний проектов: для малых проектов - 81 работа и 14 видов ресурсов, для средних - 417 работ и 47 видов ресурсов, для крупных проектов - 1,198 работ и 165 видов ресурсов. Данные цифры могут служить отправной точкой для менеджера, обдумывающего полезность перехода на проектную форму управления деятельностью собственной организации. Как видим, применение системы управления проектами на практике может быть эффективным и для очень небольших проектов.

     Естественно, что с расширением круга пользователей  систем проектного менеджмента происходит расширение методов и приемов  их использования. Западные компьютерные журналы регулярно публикуют  статьи, посвященные системам для  управления проектами, включающие советы пользователям таких систем и  анализ использования методики сетевого планирования для решения задач  в различных сферах управления.

     Жизненный цикл проекта.

     Любой проект проходит через определенные фазы в своем развитии. Стадии жизненного цикла проекта могут различаться  в зависимости от сферы деятельности и принятой системы организации  работ. Однако, у каждого проекта  можно выделить начальную (прединвестиционную) стадию, стадию реализации проекта  и стадию завершения работ по проекту. Это может показаться очевидным, но понятие жизненного цикла проекта  является одним из важнейших для  менеджера, поскольку именно текущая  стадия определяет задачи и виды деятельности менеджера, используемые методики и  инструментальные средства.

     Руководители  проектов разбивают цикл жизни проекта  на этапы различными способами. Например, в проектах по разработке программного обеспечения часто выделяются такие  этапы как осознание потребности  в информационной системе, формулирование требований, проектирование системы, кодирование, тестирование, эксплуатационная поддержка. Однако, наиболее традиционным является разбиение проекта на четыре крупных  этапа: формулирование проекта, планирование, осуществление и завершение.

     Формулирование  проекта по существу подразумевает  функцию выбора проекта. Проекты  инициируются в силу возникновения  потребностей, которые нужно удовлетворить. Однако, в условиях дефицита ресурсов невозможно удовлетворить все потребности  без исключения. Приходится делать выбор. Одни проекты выбираются, другие отвергаются. Решения принимаются  исходя из наличия ресурсов, и в  первую очередь финансовых возможностей, сравнительной важности удовлетворения одних потребностей и игнорирования  других, сравнительной эффективности  проектов. Решения по отбору проектов к реализации тем важнее, чем масштабнее предполагается проект, поскольку крупные  проекты определяют направление  деятельности на будущее (иногда на годы) и связывают имеющиеся финансовые и трудовые ресурсы.

     Определяющим  показателем здесь является альтернативная стоимость инвестиций. Иными словами, выбирая проект "А", а не проект "В", организация отказывается от тех выгод, которые мог бы принести проект "В".

     Для сравнительного анализа проектов на данном этапе применяются методы проектного анализа, включающие в себя финансовый, экономический, коммерческий, организационный, экологический, анализ рисков и другие виды анализа проекта. Системы для планирования и управления проектами на этой стадии как правило  используются в ограниченном виде, поэтому, мы не будем более подробно останавливаться на данных методах  в этой книге.

     Планирование. Планирование в том или ином виде производится в течении всего  срока реализации проекта. В самом  начале жизненного цикла проекта  обычно разрабатывается неофициальный  предварительный план - грубое представление  о том, что потребуется выполнить  в случае реализации проекта. Решение  о выборе проекта в значительной степени основывается на оценках  предварительного плана. Формальное и  детальное планирование проекта  начинается после принятия решения  о его реализации. Определяются ключевые точки (вехи) проекта, формулируются  задачи (работы) и их взаимная зависимость. Именно на этом этапе используются системы для управления проектами, предоставляющие руководителю проекта  набор средств для разработки формального плана: средства построения иерархической структуры работ, сетевые графики и диаграммы  Гантта, средства назначения и гистограммы  загрузки ресурсов.

     Как правило план проекта не остается неизменным, и по мере осуществления  проекта подвергается постоянной корректировке  с учетом текущей ситуации.

     Осуществление. После утверждения формального  плана на менеджера ложиться задача по его реализации. По мере осуществления  проекта руководители обязаны постоянно  контролировать ход работ. Контроль заключается в сборе фактических  данных о ходе работ и сравнении  их с плановыми. К сожалению, в  управлении проектами можно быть абсолютно уверенным в том, что  отклонения между плановыми и  фактическими показателями случаются  всегда. Поэтому, задачей менеджера  является анализ возможного влияния  отклонений в выполненных объемах  работ на ход реализации проекта  в целом и в выработке соответствующих  управленческих решений. Например, если отставание от графика выходит за приемлемый уровень отклонения, может  быть принято решение об ускорении  выполнения определенных критических  задач, за счет выделения на них большего объема ресурсов.

     Завершение. Рано или поздно, но проекты заканчиваются. Проект заканчивается когда достигнуты поставленные перед ним цели. Иногда окончание проекта бывает внезапным  и преждевременным, как в тех  случаях, когда принимается решение  прекратить проект до его завершения по графику. Как бы то ни было, но когда  проект заканчивается, его руководитель должен выполнить ряд мероприятий, завершающих проект. Конкретный характер этих обязанностей зависит от характера  самого проекта. Если в проекте использовалось оборудование, надо произвести его  инвентаризацию и, возможно, передать его для нового применения. В случае подрядных проектов надо определить, удовлетворяют ли результаты условиям подряда или контракта. Может  быть необходимо составить окончательные  отчеты, а промежуточные отчеты по проекту организовать в виде архива.

     Наиболее  известны практически одновременно и независимо разработанные метод  критического пути - МКП и метод  оценки и пересмотра планов - PERT.

     Применяются для оптимизации планирования и  управления сложными разветвленными комплексами  работ, требующими участия большого числа исполнителей и затрат ограниченных ресурсов.  
 
 
 
 
 
 
 

     Основная  цель сетевого планирования - сокращение до минимума продолжительности проекта.

     Задача  сетевого планирования состоит в  том, чтобы графически, наглядно и  системно отобразить и оптимизировать последовательность и взаимозависимость  работ, действий или мероприятий, обеспечивающих своевременное и планомерное  достижение конечных целей. Для отображения  и алгоритмизации тех или иных действий или ситуаций используются экономико-математические модели, которые  принято называть сетевыми моделями, простейшие из них - сетевые графики. С помощью сетевой модели руководитель работ или операции имеет возможность  системно и масштабно представлять весь ход работ или оперативных  мероприятий, управлять процессом  их осуществления, а также маневрировать  ресурсами.

     Наиболее  распространенными направлениями  применения сетевого планирования являются:

• целевые научно-исследовательские и проектно-конструкторские разработки сложных объектов, машин и установок, в создании которых принимают участие многие предприятия и организации;
• планирование и управление основной деятельностью разрабатывающих организаций;
• планирование комплекса работ по подготовке и освоению производства новых видов промышленной продукции;
• строительство и монтаж объектов промышленного, культурно-бытового и жилищного назначения;
• реконструкция и ремонт действующих промышленных и других объектов;
• планирование подготовки и переподготовки кадров, проверка исполнения принятых решений, организация комплексной проверки деятельности предприятий, объединений, строительно-монтажных организаций и учреждений.

     Использование методов сетевого планирования способствует сокращению сроков создания новых объектов на 15-20%, обеспечению рационального  использования трудовых ресурсов и  техники.

     По  сравнению с традиционными методами планирования и управления сетевые  модели имеют ряд преимуществ:

• наиболее полная взаимосвязь между работами при определенной технологической последовательности;
• акцентирование внимания руководителей на работах, от которых зависит срок выполнения всей программы;
• максимальное сокращение влияния случайных или «волевых» факторов с возможностью анализа вариантов и выбора оптимального;
• осуществление четкого контроля за ходом выполнения работ и предотвращение нарушения плановых сроков;
• возможность применения ЭВМ для расчетов параметров сетевой модели.

     Применение  сетевых моделей для организации  и управления строительно-монтажными работами позволяет в значительной степени сокращать сроки возведения различных объектов, снижая при этом стоимость строительства.

     Сетевые модели составляются для простых  и сложных процессов. В моделях  простых процессов рассматриваются  трудоемкость и продолжительность  выполняемых работ с определением возможного сокращения последней. Модели сложных процессов отражают вопросы  планирования материально-технических  ресурсов и времени с целью  определения их наиболее экономичных  соотношений.

     Если  сетевая модель охватывает до 200...300 работ, расчет ее может выполняться  вручную (определение затрат времени, материально-технических ресурсов, технико-экономических показателей). При большем количестве работ  расчет становится громоздким и оперативность  модели теряется. В таких случаях  параметры модели рассчитывают на ЭВМ  по специальным программам.

     Всякий  намеченный комплекс работ, необходимых  для достижения некоторой цели, называют проектом. Проект (или комплекс работ) подразделяется на отдельные работы. Каждая отдельная работа, входящая в комплекс (проект), требует затрат времени. Некоторые работы могут  выполняться только в определенном порядке. При выполнении комплекса  работ всегда можно выделить ряд  событий, то есть итогов какой-то деятельности, позволяющих приступить к выполнению следующих работ. Если каждому событию  поставить в соответствие вершину  графа, а каждой работе — ориентированное  ребро, то получится некоторый граф. Он будет отражать последовательность выполнения отдельных работ и  наступление событий в едином комплексе. Если над ребрами проставить время, необходимое для завершения соответствующей работы, то получится  сеть. Изображение такой сети называют сетевым графиком. Сетевой график состоит из двух типов основных элементов: работ и событий. Работа представляет собой выполнение некоторого мероприятия (например, погрузка боезапаса или  переход корабля в пункт базирования). Этот элемент сетевого графика связан с затратой времен и расходом ресурсов. Поэтому работа всегда имеет начало и конец. Кроме того, каждая работа должна иметь определение, раскрывающее ее содержание (например, уяснение боевой задачи, приготовление корабля к походу и т.д.). 

     На  сетевом графике работа изображается стрелкой, над которой проставляется  ее продолжительность или затрачиваемые  ресурсы, или то и другое одновременно. Работа, отражающая только зависимость  одного мероприятия от другого, называется фиктивной работой. Такая работа имеет нулевую продолжительность (или нулевой расход ресурсов) и  обозначается пунктирной стрелкой.

     Начальная и конечная точки работы, то есть начало и окончание некоторого мероприятия (например, окончание приготовления  корабля к бою), называются событиями. Следовательно, событие, в отличие  от работы, не является процессом и  не сопровождается никакими затратами  времени или ресурсов.

     Событие, следующее непосредственно за данной работой, называется последующим событием по отношению к рассматриваемой  работе. Событие, непосредственно предшествующее рассматриваемой работе, называется предшествующим.

     Наименования "предшествующий" и "последующий" относятся также и к работам. Каждая входящая в данное событие  работа считается предшествующей каждой выходящей работе, и наоборот, каждая выходящая работа считается последующей  для каждой входящей.

     Из  определения отношения "предшествующий—последующий" вытекают свойства сетевого графика.

     Во-первых, ни одно событие не может произойти  до тех пор, пока не будут закончены  все входящие в него работы. Во-вторых, ни одна работа, выходящая из данного  события, не может начаться до тех  пор, пока не произойдет данное событие. И, наконец, ни одна последующая работа не может начаться раньше, чем будут  закончены все предшествующие ей.

     Событие обозначается кружком с цифрой внутри, определяющей его номер.

     Из  всех событий, входящих в планируемый  процесс, можно выделить два специфических  — событие начала процесса, получившее название исходного события, которому присваивается нулевой номер, и  событие конца процесса ( завершающее  событие), которому присваивается последний  номер. Остальные события нумеруются так, чтобы номер предыдущего  события был меньше номера последующего.

     Для нумерации событий применяется  следующий способ. Вычеркиваются  все работы, выходящие из события  с номером "0", и просматриваются все события, в которых оканчиваются эти вычеркнутые работы. Среди просмотренных находятся события, которые не имеют входящих в них работ (за исключением уже вычеркнутых). Они называются событиями первого ранга и обозначаются (вообще, в произвольном порядке) числами натурального ряда, начиная с единицы (на рис. 1.1 это событие 1). Затем вычеркиваются все работы, выходящие из событий первого ранга, и среди них находятся события, не имеющие входящих работ (кроме вычеркнутых). Это — события второго ранга, которые нумеруются следующими числами натурального ряда (например, 2 и 3 на рис. 1.1). Проделав таким способом  шаг, определяют события -го ранга , и просматривая события, в которых эти работы заканчиваются, выбирают события, не имеющие ни одной входящей в них работы (кроме вычеркнутых). Это события -го ранга, и нумеруются они последовательными числами натурального ряда, начиная с наименьшего, еще не использованного числа при предыдущей нумерации на -м шаге. 

Рис. 1. 1.

     Сетевой график содержит конечное число событий. Поскольку в процессе вычеркивания движение осуществляется в направлении  стрелок (работ), никакое предшествующее событие не может получить номер, больший, чем любое последующее. Всегда найдется хотя бы одно событие  соответствующего ранга, и все события  получат номера за конечное число  шагов.

     Работа  обычно кодируется номерами событий, между  которыми они заключены, то есть парой , где  — номер предшествующего  события,  — номер последующего события.

     В одно и то же событие могут входить (выходить) одна или несколько работ. Поэтому свершение события зависит  от завершения самой длительной из всех входящих в него работ.

     Взаимосвязь между работами определяется тем, что  начало последующей работы обусловлено  окончанием предыдущей. Отсюда следует, что нет работ, не связанных началом и окончанием с другими работами через события.

     Последовательные  работы и события формируют цепочки (пути), которые ведут от исходного  события сетевого графика к завершающему. Например, путь  сетевого графика, показанного на (рис.1.1), включает в себя события и работы .

     На  основании изложенного можно  сказать, что ранг события — это  максимальное число отдельных работ, входящих в какой-либо из путей, ведущих  из нулевого (исходного) события в  данное. Так, события первого ранга  не имеют путей, состоящих более  чем из одной работы, ведущих в  них из 0 (например, событие 1 на рис.1.1). События второго ранга связаны с 0 путями, которые состоят не более чем из двух работ, причем для каждого события второго ранга хоть один такой путь обязательно существует. Например, на (рис.1.1) событие 4 — событие третьего ранга, так как пути, ведущие в это событие из 0, включают только три работы — и или и .

     Построенный таким образом сетевой график в терминах теории графов представляет собой направленный граф.

     На  рисунке изображен сетевой график. Граф, не содержащий циклов и имеющий  только один исток и только один сток, называется направленным графом. Сетевой график есть ориентированный  связный асимметрический граф с  одним истоком, одним стоком и  без циклов, то есть это направленный граф. При этом вершинами графа  служат события сетевого графика, а  дугами (ребрами) — работы сетевого графика.

     Продолжительность работы представляет собой, в терминах теории графов, длину дуги. Следовательно, длина пути  — это сумма  длин всех дуг, образующих данный путь, то есть , где символом  обозначается дуга, которая соединяет вершины  и  и направлена от вершины  к  вершине .

Правила построения сетевого графика

     Обычно  сетевой график строится от исходного  события к завершающему, слева  направо, то есть каждое последующее  событие изображается несколько  правее предыдущего.

     В планируемых процессах часто  встречаются сложные комплексные  связи, когда две или более  работ выполняются параллельно, но имеют общее конечное событие, или когда для выполнения одной  из работ необходимо предварительно выполнить несколько работ, а  для другой, выходящей из общего для них события, предварительным  условием является выполнение только одной из предшествующих работ и  т.д. Изображение в сетевой модели подобных параллельных или дифференцированно  зависимых работ выполняется  следующим образом.

     В случае, когда наступление события (например, 3 на рис.1.2) возможно в результате завершения двух работ и , но в то же время существует событие 4 (рис. 1.2), зависящее от завершения только одной из этих работ (например, ), вводится фиктивная работа  (см. рис. 1.2). 

Рис.1. 2. 

     Если  одно событие (например, 1 на рис. 1.3) служит началом двух (например,  и или нескольких работ, заканчивающихся в другом событии (3 на рис. 1.3)), то для их различия также вводится фиктивная работа  (см. рис. 1.3). С помощью фиктивной работы в сетевом графике могут быть отражены и двусторонние связи (зависимости). 

Рис.1. 3. 

     Пусть, например, имеются три процесса . При этом окончание процесса  зависит от результатов процессов  и . В этом случае возникают двусторонние зависимости, которые можно изобразить так, как показано на (рис. 1.4). 

Рис. 1.4.

     Другое  правило построения сетевого графика  заключается в том, что если несколько  работ может начаться не после  полного, а после частичного выполнения определенной работы, то последнюю  работу целесообразно представить  как сумму ее частей, расчлененных событиями. И в то же время, группу работ целесообразно представить одной работой, если в этой группе имеется по одному начальному и конечному событию.