Календарно сетевой график проекта. Календарно-сетевое планирование, учет выполнения и анализ инвестиционно-строительных проектов с помощью MS Project и PlanBridge. Метод сетевого моделирования

Под сетевым планированием и управлением (СПУ) принято понимать графическое изображение комплекса взаимосвязанных проектных работ, отражающее их логическую последовательность, взаимозависимость и планируемую продолжительность с целью его использования в оперативном управлении ходом работ при реализации проекта.

Сетевое планирование и управление основывается на (разработанных практически одновременно и независимо друг от друга) двух методах: методе критического пути МКП (СРМ- Critical Path Method) и методе оценки и пересмотра планов ПЕРТ (.PERT - Program Evaluation and Review Technique).

Планирование и управление в системах СПУ осуществляется с помощью сетевого графика (плана, модели).

Сетевой график (план, модель, сеть) - графическое изображение комплекса взаимосвязанных проектных работ (технологических операций), выполняемых в определенной последовательности.

На рис. 10.1 представлен упрощенный календарный план (линейный график Ганта) строительства и монтажа оборудования насосной станции. Этот же план можно изобразить в другой, необычной форме - графической (в форме графов, рис. 10.2).

Основными элементами сетевого графика являются работы (связи) и события, условно изображаемые соответственно стрелками и кружками, например, событие 1 или событие 3. Каждая работа имеет одно начальное и одно конечное событие и обозначается (кодируется) номерами этих событий, например работа 1-2 или работа 2-5 (см. колонку «код работ» на рис. 10.1).

Рис. 10.2.

Событие в сетевом графике отображает только факт получения (достижения) результата предшествующей работы (работ) и условие начала следующей за ним работы (работ). Например, событие 2 означает, что строительство здания насосной станции завершено и начаты установка насосов и устройство заземления. В сети всегда существует одно исходное (начальное) и одно (или несколько) завершающее событие, все остальные - промежуточные. Цифры внутри кружка обозначают порядковые номера событий и нумеруются произвольно.

Работа - отдельный процесс, выполнение которого связано с затратами времени и ресурсов (стоимостных, материальных и др.). Продолжительность работ во времени проставляется над стрелкой в сутках (часах, неделях и т.д.). По характеру потребления времени и ресурсов различают три вида работ:

• работа, требующая затрат и времени и ресурсов;
• ожидание - процесс, требующий только затрат времени (например, твердение бетона);
• фиктивная работа - логическая связь (зависимость) между двумя или несколькими работами, не требующая ни времени, ни ресурсов, но указывающая, что возможность начала одной работы непосредственно зависит от результатов другой. Фиктивная работа (зависимость) изображается на графике пунктирной стрелкой. Непрерывная последовательность выполнения нескольких работ

в сетевом графике образует путь, который обозначается номерами событий, через которые он проходит (например, путь 1 -4-5). Его длина равна сумме продолжительности работ, составляющих этот путь.

Путь, имеющий наибольшую длину (от начального до конечного события), называется критическим. На графике он изображается жирной линией (см. рис. 10.2).

Критический путь - максимальный по продолжительности путь от начального до конечного события сетевого графика. Работы, лежащие на этом пути, также называются критическими. Покажется нелогичным, но именно наибольшая длительность критического пути определяет наименьшую общую продолжительность работ по проекту в целом. Длительность выполнения всего проекта в целом может быть сокращена за счет сокращения длительности работ, лежащих на критическом пути. Соответственно любая задержка выполнения работ критического пути повлечет увеличение длительности проекта.

Используемый в сетевом планировании и управлении метод критического пути (МКП) позволяет рассчитать возможные календарные графики выполнения комплекса работ на основе описанной логической структуры сети и оценок продолжительности выполнения каждой работы, определить критический путь для проекта в целом.

Правила построения сетевого графика. При построении сетевого графика руководствуются правилами, основные из которых сводятся к следующему:

• сетевой график выполняется без масштаба, он должен быть простым, без лишних пересечений;
• работы-стрелки могут иметь произвольную длину, наклоны и направлены слева направо;
• в графиках не должно быть замкнутых контуров, то есть необходимо, чтобы работы не возвращались к тем событиям, из которых вышли;
• в сети нельзя допускать «тупиков», то есть событий, из которых не выходит ни одной работы, если это событие не является для данной сети завершающим (конечным);
• в сети не должно быть событий (за исключением начального), в которые не входит ни одной работы.

Элементы графика на чертеже располагают в таком порядке, чтобы они изображали логическую последовательность выполнения отдельных работ, тем самым определяя направление перехода от одного события к другому (от одной работы к другой) или очередность свершения событий на данном пути.

Расчет сетевого графика. Цель расчета сетевого графика - выявление резервов времени работ, которые позволяют сократить продолжительность выполнения всего комплекса работ при его планировании и оптимизации графика; маневрировать ресурсами при оперативном управлении ходом работ при реализации проекта.

Расчет графика по времени (по временным параметрам) заключается в определении критического пути, резервов времени событий и работ. В заключение расчета делается проверка и выводы. Для определения критического пути выписываются все возможные пути графика, устанавливается продолжительность каждого из них суммированием продолжительности работ, входящих в данный путь.

Временные параметры сетевого графика можно рассчитывать различными способами. Способы ручного счета (табличный, секторный, аналитический и др.) используются для небольших сетевых графиков. Для расчета сетевых графиков с количеством событий более двадцати, как правило, используется специальное программное (компьютерное) обеспечение.

Временные параметры сетевого графика и их расчет. К временным параметрам относятся: резерв времени события, ранний и поздний сроки свершения события, ранние и поздние сроки начала и окончания работ, резерв времени работы.

Резерв времени события - такой промежуток времени, на который может быть отсрочено свершение этого события без нарушения сроков завершения комплекса работ в целом. Определяется как разность между поздним и ранним сроками свершения события.

Ранний срок свершения события - срок, необходимый для выполнения всех работ, предшествующих данному событию. Он определяется продолжительностью максимального из всех путей (или работ), предшествующих данному событию.

Поздний срок свершения события - такой срок свершения события, превышение которого вызовет аналогичную задержку наступления завершающего события. Он находится вычитанием из продолжительности критического пути продолжительности максимального пути (или работы), следующего заданным событием.

Резерв времени работы - отрезок времени, в пределах которого можно изменить сроки начала и окончания данной работы (и свершения события) без нарушения срока окончания всего комплекса работ. В сетевом планировании различают полный, свободный и частные резервы времени работ.

Полный резерв времени работы - максимальный период, на который можно увеличить продолжительность данной работы, не изменяя при этом продолжительности критического пути. Он определяется как разность между поздним и ранним сроками начала работы или поздним и ранним сроками окончания работы.

Ранний срок начала работы совпадает с ранним сроком свершения начального для данной работы события.

Поздний срок начала работы равен разности между поздним сроком свершения конечного события для данной работы и продолжительностью работы.

Ранний срок окончания работы равен сумме раннего срока свершения начального для данной работы события и продолжительности работы.

Поздний срок окончания работы совпадает с поздним сроком свершения конечного для данной работы события. У отдельных работ, помимо полного резерва времени, может быть свободный и частный резервы времени.

В табл. 10.1 и 10.2 приводятся результаты расчета сетевого графика, изображенного на рис. 10.2.

Таблица 10.1

Расчет событий сетевого графика (рис. 10.2)

Таблица 10.2

Расчет работ сетевого графика (рис. 10.2)

Оптимизация сетевого графика. Под оптимизацией сетевого графика следует понимать сокращение продолжительности критического пути за счет резервов времени работ, если она (продолжительность) оказывается больше директивной (заданной).

Если первоначальный вариант сетевого графика не обеспечивает соблюдение директивных (заданных) сроков, то производится изменение планируемых параметров сетевой модели для уменьшения планируемого срока выполнения всего комплекса работ. Существуют следующие возможные пути (методы) уменьшения планируемого срока выполнения всего комплекса работ: замена последовательного выполнения работ параллельными (там, где это возможно по условиям технологии); перераспределение ресурсов между работами - передача рабочей силы, механизмов и прочего с работ ненапряженных путей (имеющих резерв) на работы критического пути.

Результатом оптимизации должна стать корректировка и пересчет сетевого графика.

Оптимизационные задачи в сетевом планировании не имеют строгого аналитического решения вследствие нелинейного характера зависимости времени выполнения работ и количества работников, занятых на этих работах, и решаются эвристически, в соответствии с опытом и интуицией менеджера, проводящего оптимизацию. В то же время указанные способы оптимизации дают удовлетворительные результаты.

Разработка сетевых графиков проектов требует времени и, следовательно, средств. Но стоит ли заниматься этими разработками? Ответ, безусловно, положительный, исключение составляют лишь незначительные и непродолжительные по времени проекты. Сетевой график легко понять, так как он является наглядной графической формой представления последовательности работ проекта. Когда сетевой график разработан, он легко поддается модификации и изменению, если во время осуществления проекта происходит что-то непредвиденное. Например, если случается задержка с доставкой материалов, необходимых для выполнения какой-то работы, последствия этого могут быть быстро оценены и весь проект пересмотрен за несколько минут с помощью компьютера. Информация, полученная в процессе пересмотра сетевого плана, может быть быстро передана всем участникам проекта.

Сетевой график несет важную информацию, раскрывая внутренние связи проекта. Он служит основой для календарного планирования работ и использования оборудования; облегчает взаимодействие всех менеджеров и исполнителей в процессе достижения установленных целей по времени, стоимости и качеству работ проекта; позволяет сделать приблизительную оценку продолжительности проекта, а не просто определить дату завершения проекта по чьему-либо желанию. Сетевой график дает возможность оценить периоды, в течение которых выполнение работ может начинаться и заканчиваться, а также время допустимой задержки их выполнения. Он создает основу для расчета потоков финансового обеспечения проекта; позволяет определить, какие работы являются «критическими» и, следовательно, должны выполняться строго по графику, чтобы проект был завершен в запланированные сроки; показывает, какие работы необходимо пересмотреть, если требуются более сжатые сроки для своевременного выполнения проекта.

Существуют и другие причины, по которым следует уделить пристальное внимание сетевому графику проекта. Сетевой график минимизирует риски, связанные с выполнением проекта. Часто на практике высказываются суждения, что три четверти времени процесса управления проектом занимает составление его сетевого графика. Возможно, это преувеличение, но оно свидетельствует о понимании руководителями проекта важности этой работы .

Вывод

Таким образом, в главе 10 изложены классические методы (подходы) планирования и управления инновационно-инвестиционными и другими проектами. Наибольший интерес представляют методы сетевого планирования с расчетом параметров сетевого графика (плана реализации проекта). Однако, несмотря на солидную историю и сроки применения на практике метода критического пути (МКП) и метода оценки и пересмотра планов (ПЕРТ), они остаются актуальными в настоящее время, так как позволяют достаточно объективно прогнозировать высокую результативность и эффективность в управлении реализацией инновационных и других проектов.

• См.: Наумов Л.Ф., Захарова Л.Л. Указ. соч. С. 141 - 149.

Сетевое планирование – метод, при котором используется графическое моделирование планируемого комплекса выполняемых работ, отражающее их логическую последовательность, существующую взаимосвязь и планируемую продолжительность, а затем оптимизация модели по двум критериям:

• – минимизация времени выполнения комплекса планируемых работ при заданной стоимости проекта;
• – минимизация стоимости всего комплекса работ при заданном времени выполнения проекта.

Для оптимизации сетевого графика используются два метода.

• Метод критического пути позволяет рассчитать возможные календарные графики выполнения комплекса работ на основе описанной логической структуры сети и оценок продолжительности выполнения каждой работы, определить критический путь проекта. Метод разработан в 1956 г. для составления планов-графиков крупных комплексов работ по модернизации заводов фирмы "Дюпон".
• PERT (Program Evaluation and Review Technique) – способ анализа задач, необходимых для выполнения проекта, в особенности анализа времени, которое требуется для выполнения каждой отдельной задачи, а также определения минимально необходимого времени для выполнения всего проекта. Метод разработан корпорацией "Локхид" и консалтинговой фирмой "Буз, Аллен энд Гамильтон" для реализации крупного проекта разработки ракетной системы "Поларис".

Рис. 2.2. :

И – исходные данные; С1...С6 – планируемые события (мероприятия); Р – результат

В современных системах управления сетевые методы планирования могут быть реализованы на высоком профессионально-техническом уровне в процессе применения программного обеспечения пакета Microsoft Office Project, обеспечивающего широкий спектр функциональных возможностей решения и анализа задач организации, планирования и управления самыми разнообразными процессами, проектами и производственными системами.

Сетевой метод планирования основан на построении сетевой модели, простейшую форму которой иллюстрирует рис. 2.2, как форме представления информации об управляемом комплексе работ.

Сетевая модель – это форма графического отражения содержания, продолжительности и последовательности выполнения мероприятий по реализации планов любого характера и назначения, а также потребностей в экономических ресурсах. В отличие от простых линейных графиков и табличных расчетов сетевые методы планирования позволяют разрабатывать и оптимизировать развитие сложных производственных систем в аспекте их долгосрочного использования.

Впервые планы-графики выполнения производственных процессов были применены на американских фирмах Г. Гантом. Тогда использовались линейные или ленточные графики (рис. 2.3), где по горизонтальной оси в выбранном масштабе времени откладывалась продолжительность работ по всем стадиям и этапам производства. Содержание циклов работ изображалось по вертикальной оси с необходимой степенью их расчленения на отдельные части или элементы. Цикловые или линейные графики обычно применялись в целях оперативно-календарного планирования производственной деятельности.

Рис. 2.3.

В основе сетевого моделирования лежит изображение планируемого комплекса работ в виде ориентированного графа.

Граф – условная схема, состоящая из заданных точек (вершин), соединенных между собой определенной системой линий. Отрезки, соединяющие вершины, называются ребрами (дугами) графа. Ориентированным считается такой граф, на котором стрелками указаны направления всех его ребер (или дуг). Графы носят название карт, лабиринтов, сетей и диаграмм. Исследование этих схем проводится методами теории, получившей название "теория графов". Она оперирует такими понятиями, как пути, контуры и др.

Путь – последовательность дуг (или работ), когда конец каждого предыдущего отрезка совпадает с началом последующего. Контур означает такой конечный путь, у которого начальная вершина или событие совпадает с завершающим, конечным. В теории графов сетевой график – это ориентированный граф без контуров, дуги (или ребра) которого имеют одну либо несколько числовых характеристик. На графике ребрами считаются работы, а вершинами – события.

Работа в плане представляет некоторую деятельность, которая необходима для достижения конкретных результатов (конечных продуктов нижнего уровня). Работа является основным элементом деятельности на самом нижнем уровне детализации плана, на се выполнение требуется время, которое может задержать начало выполнения других работ. Момент окончания работы означает факт получения конечного продукта (результата работы).

Иногда в качестве синонима понятия работы используется термин задача. Однако этот термин может принимать и другое формальное значение в специфических контекстах планирования. Например, в аэрокосмической и оборонной областях задача часто относится к верхнему суммарному уровню работ, который может содержать множественные группы пакетов работ.

Работа-ожидание – это событие, которое обычно не требует использования ресурсов. Кроме действительных работ и работ-ожиданий, существуют фиктивные работы или зависимости. Фиктивной работой считается логическая связь или зависимость между какими-то конечными процессами или событиями, не требующая затрат времени. На сетевом графике фиктивная работа изображается пунктирной линией.

Событиями считаются конечные результаты предшествующих работ. Событие фиксирует факт выполнения работы, конкретизирует процесс планирования, исключает возможность различного толкования итогов выполнения различных процессов и работ. В отличие от работы, требующей времени на ее совершение, событие представляется только моментом свершения планируемого действия, например цель выбрана, план составлен, товар произведен, продукция оплачена, деньги поступили и т.д. События бывают начальными или исходными, конечными или завершающими, простыми или сложными, а также промежуточными, предшествующими или последующими и т.д. Существуют три основных способа изображения событий и работ на сетевых графиках: вершины-работы, вершины-события и смешанные сети.

Веха – событие или дата в ходе осуществления проекта. Веха используется для отображения состояния завершенности тех или иных работ. В контексте сетевого планирования вехи используют для того, чтобы обозначить важные промежуточные результаты, которые должны быть достигнуты в процессе реализации плана. Последовательность вех называется планом по вехам. Даты достижения соответствующих вех образуют календарный план по вехам. Важным отличием вех от работ является то, что они не имеют длительности. Из-за этого свойства их часто называют событиями.

Сетевая диаграмма – графическое отображение работ проекта и их взаимосвязей. В планировании и управлении проектами под термином "сеть" понимается полный комплекс работ, событий и вех проекта с установленными между ними зависимостями – путями.

Сетевые диаграммы отображают сетевую модель в графическом виде как множество вершин, соответствующих работам, связанных линиями, представляющими взаимосвязи между работами. Этот граф, называемый сетью типа вершина-работа или диаграммой предшествования, является наиболее распространенным представлением сети на сегодняшний день (рис. 2.4).

Существует другой тип сетевой диаграммы, называемый "вершина-событие", который на практике используется реже. В этом случае работа представляется в виде линии между двумя событиями (узлами графа), которые, в свою очередь, отображают начало и конец данной работы (PERT- диаграммы являются примерами этого типа диаграмм).

Хотя в целом различия между этими двумя подходами представления сети незначительны, представление более сложных связей между работами сетью типа "вершина-событие" может быть достаточно затруднительно, что и является причиной более редкого использования данного типа (подобный сетевой график был представлен на рис. 2.2).

Сетевая диаграмма не является блок-схемой в том смысле, в котором это средство используется для моделирования деловых процессов. Принципиальным отличием от блок-схемы является то, что сетевая диаграмма моделирует только логические зависимости между элементарными работами. Она не отображает входы, процессы и выходы и не допускает повторяющихся циклов или петель.

Во всех сетевых графиках важным показателем служит путь.

Путь в сетевом графике – всякая последовательность работ (стрелок), связывающая между собой несколько событий.

Путь, соединяющий исходное и завершающее событие сети, считается полным, все другие – неполными. Каждый путь характеризуется своей продолжительностью, которая равняется сумме длительностей составляющих его работ. Полный путь, имеющий наибольшую продолжительность, называется критическим путем.

Критический путь – наиболее протяженная по времени последовательная цепочка работ, ведущих от исходного к завершающему событию.

Рис. 2.4. Сетевой график тина "вершина-работа"

Работы, лежащие на критическом пути, также называются критическими. Именно длительность критического пути определяет наименьшую общую продолжительность работ по проекту в целом. Длительность выполнения всего проекта может быть сокращена за счет сокращения длительности задач, лежащих на критическом пути. Соответственно, любая задержка выполнения задач критического пути повлечет увеличение длительности проекта. Основным достоинством метода критического пути является возможность манипулирования сроками выполнения задач, не лежащих на критическом пути, через выявление и использование резервов времени совершения событий.

Резерв времени выполнения события – промежуток времени, на который может быть отсрочено свершение события без нарушения планируемых сетевым графиком сроков окончания проектных работ.

Вычисляется временной резерв (или запас времени) как разность между самым ранним возможным сроком завершения работы и самым поздним допустимым временем ее выполнения. Управленческий смысл временного резерва заключается в том, что при необходимости урегулировать технологические, ресурсные или финансовые ограничения плана наличие резерва позволяет задержать работу на эго время без влияния на общую продолжительность реализации плана и продолжительность непосредственно связанных с ним задач. Работы, лежащие на критическом пути, имеют временной резерв, равный нулю. Это означает, что если расчетное время свершения какого-либо события, находящегося на критическом пути, будет задержано, то тем самым будут отодвинуты на этот же период планируемые сроки наступления завершающего события.

Важнейшими этапами сетевого планирования самых разнообразных производственных систем или иных экономических объектов являются:

• – расчленение комплекса работ (плана) на отдельные части: единичные работы-события осуществляются путем декомпозиции задач плана на подзадачи и т.д. Структура разбиения работ является изначальным инструментом для организации работ, обеспечивающим разделение общего объема работ по проекту в соответствии со структурой их выполнения в организации. На нижнем уровне детализации выделяются работы, соответствующие детализированным элементам деятельности, отображаемым в сетевой модели;
• – определение ответственных исполнителей каждой единичной работы;
• – построение сетевых графиков и уточнение содержания планируемых работ;
• – обоснование или уточнение времени выполнения каждой работы в сетевом графике;
• – оптимизация плана (сетевого графика).

Управляемыми факторами в сетевой модели являются:

• – продолжительность выполнения работ, которая зависит от большого числа как внутренних, так и внешних факторов и поэтому считается случайной величиной. Для установления длительности любых работ в сетевой модели можно пользоваться нормативными, расчетно-аналитическими, экспертными методами;
• – потребность в ресурсах, необходимых для выполнения всего комплекса работ или процессов. Планирование потребности различных ресурсов в сетевых моделях сводится в основном к разработке календарного плана поставки ресурсов, необходимых для выполнения предусмотренных комплексов работ.

Ресурсы – компоненты, обеспечивающие реализацию планов: исполнители, энергия, материалы, оборудование и т.д. Для выполнения каждой работы требуются определенные ресурсы. Процесс назначения и выравнивания ресурсов в сетевой модели позволяет проанализировать план, построенный с помощью метода критического пути, с тем чтобы обеспечить доступность и использование определенных ресурсов на протяжении всего времени выполнения проекта. Назначение ресурсов состоит в определении потребности каждой работы в различных типах ресурсов. Методики выравнивания ресурсов представляют собой, как правило, программно-реализованные эвристические алгоритмы планирования при ограниченных ресурсах. Эти средства помогают менеджеру создать реальное расписание плана с учетом его потребности в ресурсах и фактически доступных в данный момент времени ресурсов.

Ресурсная гистограмма – гистограмма, отображающая потребности проекта в конкретных ресурсах в определенный момент времени.

В зависимости от выбранного критерия оптимальности и имеющихся ограничений ресурсов задачи их рационального распределения в сетевой модели можно свести к минимизации отклонения от заданных моделью сроков выполнения проектных работ при соблюдении существующих ограничений по использованию производственных ресурсов. В итоге в процессе оптимизации сетевых графиков достигается улучшение процессов планирования, организации и управления комплексом работ в целях сокращения расходования экономических ресурсов и повышения финансовых результатов при заданных плановых ограничениях.

Завершается сетевое моделирование анализом реализуемости проекта:

• – логическая реализуемость: учет логических ограничений на возможный порядок выполнения работ во времени;
• – временно́й анализ: расчет и анализ временных характеристик работ (ранняя/поздняя, дата начала/окончания работы, полный, свободный временной резерв и др.);
• – физическая (ресурсная) реализуемость: учет ограниченности наличных или доступных ресурсов в каждый момент времени выполнения проекта;
• – финансовая реализуемость: обеспечение положительного баланса денежных средств как особого вида ресурса.

Сетевое планирование может успешно применяться в различных сферах производственной и предпринимательской деятельности, например:

• – выполнение маркетинговых исследований;
• – проведение научно-исследовательских работ;
• – проектирование опытно-конструкторских разработок;
• – осуществление организационно-технологических проектов;
• – освоение опытного и серийного производства продукции;
• – строительство и монтаж промышленных объектов;
• – ремонт и модернизация технологического оборудования;
• – разработка бизнес-планов производства новых товаров;
• – реструктуризация действующего производства в условиях рынка;
• – подготовка и расстановка различных категорий персонала;
• – управление инновационной деятельностью предприятия и т.п.

Календарное планирование - одно из ключевых понятий организации строительства, обеспечивает развитие проекта во времени, подобно тому, как стройгенплан обеспечивает развитие проекта в пространстве. Календарное планирование создает основу для управления ресурсами всех видов, для планирования работ и эффективности строительного производства. Календарный график является наглядным средством представления развития строительства во времени, удобен для определения расхода ресурсов. Однако рассчитывать по нему общую продолжительность строительства сложно, а иногда невозможно. Трудно также выделить важные и неважные для достижения конечного результата процессы. Для устранения этих недостатков в середине XX в. была разработана математическая модель развития проекта, получившая в строительстве название «сетевой график».

Задачи календарного планирования

Управление сроками строительства является прямой задачей руководителя любого ранга, служб заказчика и подрядчика, независимо от масштаба и вида строительства. При этом в сферу управления попадает целый ряд вопросов, включая финансовое и ресурсное планирование, контроль сроков и стоимости выполнения работ, корректировку технологии и последовательности работ. При управлении сроками может меняться продолжительность строительных работ и отдельных производственных операций, могут изменяться потребление ресурсов и затраты на строительство.

При корректировке сроков строительства теоретически может быть выгодно как уменьшение, так и увеличение продолжительности, поскольку есть факторы, улучшающие технико-экономические показатели как в том, так и в другом случае. Например, при сокращении продолжительности строительства сокращаются накладные расходы, уменьшается риск невыполнения договорных обязательств, а при увеличении продолжительности строительства сокращаются необходимый объем временных сооружений и количество одновременно привлекаемых работников на площадке (см. параграф 25.4). Таким образом, имеется некоторая оптимальная продолжительность работ. Однако в подавляющем большинстве случаев строительство запаздывает по отношению к оптимальному графику, поэтому сокращение продолжительности строительства является наиболее насущной задачей. Эта задача одинаково важна для инвестора, заказчика и подрядчика.

Второй задачей календарного планирования является улучшение равномерности расходования ресурсов. Наиболее важна эта задача для нерасхо- дуемых ресурсов (трудовых и технических), так как неравномерность их потребления сразу приводит к простоям и, как следствие, финансовым потерям. Впрочем, равномерность использования расходуемых ресурсов (материалов) также полезна, поскольку приводит к уменьшению размера складов и количества транспортных средств. При заданном максимальном размере расходования ресурсов (например, максимальном количестве квалифицированных рабочих) зачастую приходится уменьшать интенсивность их потребления за счет искусственного растягивания продолжительности работ. Наибольшее значение решение этой задачи имеет для подрядчиков.

Третьей задачей календарного планирования, которая решается в основном генеральным подрядчиком, является оптимальное распределение работ между субподрядчиками и подразделениями со своевременной подготовкой фронта работ, взаимной увязкой производственной деятельности, установлением понятных ориентиров и сдаточных этапов. При этом приходится интегрировать планово-распорядительные функции субподрядчиков в единую систему, устанавливать контроль сроков выполнения разнородных работ, создавать резервы как по производительности, так и по времени производства работ.

При постановке задачи выявления оптимального календарного плана возникает вопрос о критериях оценки качества разрабатываемых планов. Могут быть использованы различные критерии, наиболее важным из которых является минимум дисконтированных затрат, учитывающих различные эффекты от изменения продолжительности, интенсивности, последовательности работ. Одновременно могут быть использованы частные критерии сокращения продолжительности строительства, снижения трудозатрат, улучшение равномерности работ. В частности, для оценки равномерности может использоваться показатель неравномерности использования ресурсов (например, трудовых):

где R max и R c р - максимальная и средняя интенсивность использования ресурсов.

Таким образом, составление оптимального календарного плана является сложной многокритериальной задачей, в идеале решаемой с учетом интересов всех участников строительства. При этом календарный план, независимо от его вида, должен являться основой для разработки договорных сроков и выполняемых исполнителями объемов, для установления взаимных санкций и договорных условий.

План изложения и усвоения материала

6.1 Математические методы планирования проекта

6.2 Сетевое планирование проекта

6.3 Календарное планирование проекта

6.4 Оптимизация проекта

Математические методы планирования проекта

Такие математические методы, как моделирование, линейное, динамическое программирование, теория игр и другие, могут быть использованы для определения

оптимального плана, но в таких задачах число переменных и ограничений очень большое, поэтому не всегда можно использовать математические возможности, и тогда применяют итеративные методы, использующие эвристики, которая позволяет определить если не оптимальный план, то хотя бы приемлем.

Сетевое планирование проекта

Вместе с линейными графиками и табличными расчетами, сетевые методы планирования находят широкое применение при разработке перспективных планов и моделей создания сложных производственных систем и других объектов долгосрочного использования. Сетевые планы работ предприятия по созданию новой конкурентоспособной продукции содержат не только общую продолжительность всего комплекса проектно-производственной и финансово-экономической деятельности, но и продолжительность и последовательность осуществления отдельных процессов или этапов, а также потребность в необходимых экономических ресурсах.

Сетевое планирование - одна из форм графического отражения содержания работ и продолжительности выполнения планов и долгосрочных комплексов проектных, плановых, организационных и других видов деятельности предприятия, обеспечивает дальнейшую оптимизацию разработанного графика на основе экономико-математических методов и компьютерной техники.

Применение сетевого планирования помогает ответить на следующие вопросы:

1. Сколько времени требуется на выполнение всего проекта?

2. В течение какого времени должны начинаться и заканчиваться отдельные работы?

3. Какие работы является "критическими" и должны выполняться точно по графику, чтобы не сорвать сроки выполнения проекта в целом?

4. На какой срок можно отложить выполнение "некритических" работ, чтобы это не повлияло на сроки выполнения проекта?

Сетевое планирование заключается прежде всего в построении сетевого графика и вычислении его параметров.

Сетевая модель - множество соединенных между собой элементов для описания технологической зависимости отдельных работ и этапов будущих проектов. Основным плановым документом системы сетевого планирования является сетевой график , который представляет собой информационно-динамическую модель, которая отражает все логические взаимосвязи и результаты работ, необходимых для достижения конечной цели планирования.

Работами в сетевом графике называются любые производственные процессы или другие действия, которые приводят к достижению определенных результатов, событий. Работой следует считать и возможные ожидания начала следующих процессов, связанные с перерывами или дополнительными затратами времени.

Событиями называются конечные результаты предыдущих работ. Событие представляет собой момент завершения плановой действия. События бывают начальными, конечными, простыми, сложными, промежуточными, предшествующими, последующими и т. Д. на всех

сетевых графиках важным показателем является путь, определяющий последовательность работ или событий, в которой результат одной стадии совпадает с начальным показателем следующей за ней другой фазы. На любом графике принято различать несколько путей:

Полный путь от начальной до конечной события;

Путь, предшествующий данному событию от начальной;

Путь, следующий за данным событием до конечной;

Путь между несколькими событиями;

Критический путь от начальной до конечной события максимальной продолжительности.

Сетевые графики строятся слева направо графическим изображением проектных работ и определения логических связей между ними. В зависимости от способа изображения существуют такие виды сетевых графиков: стрелочные графики; графики предшествующего.

Стрелочные графики начали применяться в 50-х годах. Они выглядели изображение работы в виде стрелки, а связи между работами изображались в виде кругов и назывались событий, имевших порядковые номера (рис. 6.1).

Рис. 6.1. стрелочный график

Графики предшествующего начали использоваться в 60-х годах прошлого века. В отличие от стрелочных, работы представлены в виде прямоугольников, а стрелками обозначают логические связи (рис. 6.2).

Графики предшествующего имеют свои преимущества, поскольку такие графики легче создавать, сначала изобразив все прямоугольники - работы, а затем обозначив логические связи между ними. Для графиков предшествующего легче создавать компьютерные программы, которые сегодня используют. От графиков предшествующего проще перейти к диаграмм Ганта, которые являются формой календарного планирования.

Идея графического изображения взаимосвязей между работами не нова. Новыми являются метод оптимизации почасовых и стоимостных параметров, критический путь и обработка информации при использовании ЭВМ. Сочетание новых методов со старыми привело к созданию системы Перт (метод оценки и пересмотра планов). Благодаря Перт менеджеры быстро могут определить "узкие места" в исполнении графиков и распределить надлежащим образом ресурсы в целях ликвидации отставаний. Система Перт может быть реализована в нескольких вариантах:

Перт / час.

Перт / расходы.

Рис. 6.2. График предшествующего

Первый метод имеет следующие особенности: сетевой график, повременные оценки, определения резервов времени и критического пути, принятия, при необходимости, оперативных мер по корректировке графика.

Сетевой график Перт показывает последовательность этапов, необходимых для достижения поставленной цели. Он включает события, работы и зависимости.

Для каждой работы, как правило, требуется от одной до трех повременных оценок.

Первая проводится для критического пути.

Вторая определяет ожидаемый срок наступления любого события.

Третья оценка заключается в нахождении наиболее позднего из "поздних" сроков, при котором еще не задерживается выполнение всего проекта.

Метод "Перт / расходы" представляет собой дальнейшее развитие метода "Перт / час" в направлении оптимизации сетевых графиков по стоимости. Для него характерны следующие этапы:

1. Проведение структурного анализа работ по проекту.

2. Определение видов работ.

3. Построение сетевых графиков.

4. Установление зависимостей между продолжительностью работ и стоимости.

5. Периодическое корректировки сетки и оценок.

6. Контроль за ходом выполнения работ.

7. Проведение при необходимости мер, которые обеспечивали бы выполнение работ по плану.

Суммарные затраты разбиваются на элементы, пока они не достигают таких размеров, при которых возможно их планирование и контроль. Эти элементы являются стоимостью отдельных работ, при этом отдельным работам присваиваются стоимостные значения, позволяет суммировать стоимость групп работ на все уровни структуры работ.

Как отмечает А. Ильин, существует около 100 разновидностей метода Перт, но они имеют общие характеристики; к ним можно отнести такие особенности применения этого метода:

Система заставляет тщательно планировать проекты, для которых он применяется;

Перт дает возможность моделировать и экспериментировать;

Применение метода расширяет участие в планировании специалистов низшего уровня;

Повышает эффективность контроля;

Метод применяется для решения разноплановых плановых задач;

Для сложных сетей стоимость применения системы Перт с значительной, что является ограничением в применении ее на небольших объектах;

Неточность оценок снижает эффективность метода;

Если при осуществлении событий невозможно предсказать (как, например, в научных исследованиях), то система не может быть использована.

Сетевые модели широко используются на отечественных предприятиях при планировании подготовки производства и освоении новых изделий. Сетевое планирование позволяет не только определить потребности различных производственных ресурсов в будущем, но и координировать их рациональное использование на данный момент.

Важнейшими этапами сетевого планирования являются:

Распределение комплекса работ на отдельные части и их закрепление за исполнителями;

Выявление и описание каждым исполнителем всех событий и работ, необходимых для достижения поставленной цели;

Построение первичных сетевых графиков и уточнение содержания плановых работ;

Объединение отдельных частей сеток и построение сводного сетевого графика выполнения комплекса работ;

Обоснование или уточнение времени выполнения каждой работы в сетевом графике.

В начале сетевого планирования выпуска нового изделия необходимо выявить, какими событиями будет характеризоваться комплекс работ. Каждое событие должно устанавливать завершенность предыдущих действий. Все события и работы, входящие в заданного комплекса, рекомендуется перечислять в порядке их выполнения, однако некоторые из них могут выполняться одновременно.

Завершающим этапом сетевого планирования является определение продолжительности выполнения отдельных работ или совокупных процессов. Для установления продолжительности любых работ необходимо, прежде всего, пользоваться соответствующими нормативами или нормами трудовых затрат. А в случае отсутствия исходных нормативных данных, продолжительность всех процессов и работ может быть установлена различными методами, в том числе и с помощью экспертных оценок.

По каждой работе, как правило, дается несколько оценок времени: минимальная, максимальная и вероятная.

Полученная вероятная оценка времени не может быть принята как нормативный показатель времени выполнения каждой работы, поскольку в основном данная оценка является субъективной и во многом зависит от опыта ответственного исполнителя. Поэтому для определения времени выполнения каждой работы экспертные оценки подлежат статистической обработке.

На упрощенном графику изображен процесс освоения нового продукта является предметом планирования и охватывает период с момента появления замысла до проведения пробных продаж и продвижения товара на рынок.

График показывает последовательность операций по выпуску нового изделия на рынок. Моменты завершения этапов обозначены кружками, именуемых "событиями",

а отрезки времени между специфическими событиями изображены в виде стрелок и называются "работами".

Событие, происходящее в определенный момент, может зависеть как от единого события, так и от комплекса предыдущих взаимосвязанных событий. Ни одно событие не может происходить без завершения предыдущих операций.

Из графика видно, что наиболее длительный полный цикл планирования новой продукции включает такую последовательность событий: 1, 2, 3, 4, 5, 6,7, 8, 9, 10, 11, 12. На графике он изображен "жирной" линией. Цикл охватывает период с момента принятия решения о необходимости производства изделия до момента выпуска его на национальный рынок при условии, что все этапы планирования продукции происходят в четкой последовательности. Задержка в выполнении любой операции на этом пути ведет к отставанию от графика процесса планирования.

Однако предприятие может также пренебречь такими мерами, как испытание изделия с помощью потребителей (события 1, 2, 3, 4) или пробный продажа (события 5, 6, 7, 8, 9, 10) до принятия решения о немедленном выпуск изделия на рынок (события 1, 11, 12).

С целью упрощения сетевого графика, все возможные варианты освоения нового изделия на нем не показаны. Например, решение о выпуске изделия на рынок (событие 11) может быть принято после проведения испытаний (событие 4). В этом случае на графике следует провести линию с события 4 в событии 11. Во всех этих вариантах цикл освоения нового изделия значительно сокращается.

Как показывает опыт, наибольший рыночный успех с новым товаром приходит обычно к производителям, последовательно проходят весь цикл планирования, при этом потери от сокращения цикла могут быть значительными. Продолжительность всего цикла может быть сокращена, но при условии привлечения дополнительных ресурсов и приложения дополнительных усилий на критических Имам (например, при исследовании рынка или проведении пробных продаж).

Вообще, существует три типа сетевых моделей, которые используются для окладной проектов, а именно:

Модели типа "вершины - работы". Работы представлены в виде прямоугольников, связанных логическими зависимостями (рис. 6.3);

Рис. 6.3. Простая сетка типа "вершины-работы"

Модели "вершины - события" (каждая работа определяется номером - начало - окончание). Работа определяется стрелками между двумя узлами и номерами узлов, которые она связывает (рис. 6.4))

Рис. 6.4. Сетка типа "вершины - события"

Смешанные (работа представлена в виде прямоугольника (узла) или линии (стрелки)). Кроме того, существуют прямоугольники и линии, которые представляют работу: одновременные события и логические зависимости. Линии используются не для объединения прямоугольников в начале и окончаниях, а для отображения момента времени до, во время выполнения или после выполнения работы.

Продолжительность - это время выполнения работы.

Ранние и поздние даты. Эти даты могут быть определены на основе оценочных длительностей всех работ. Начало и окончание одной работы зависит от окончания другой. Таким образом, существует самая ранняя дата, когда работа может быть начата - дата раннего начала.

Дата раннего начала и оценочная продолжительность работы составляют дату раннего окончания. Если дата позднего начала отличается от даты раннего начала, то промежуток, во время которого работа может быть начата, называется резервом времени.

Алгоритм расчета сетевой модели

Ранние начало и окончание рассчитываются на этапе прямого прохода по сетке. Раннее начало первой работы равен 0, раннее окончание рассчитывается добавлением значения продолжительности работы. Раннее окончание превращается в следующей работе на раннее начало вычитанием опережения или добавлением опоздание, которые предусматривают зависимость "окончание начало". Для зависимости "начало-окончание" время начала превращается в окончание.

Дать позднего начала, позднего окончания, резерв времени рассчитываются при выполнении обратного прохода. Позднее окончания последней работы принимается равным ее раннем окончании.

Путем вычитания продолжительности работы подсчитывается позднее начало. Позднее начало превращается в позднее окончания предыдущей работы. Превращена дата начала или окончания принимается как новое время начала или окончания соответствии с типом зависимости.

Когда работа имеет две или более предыдущих работ, выбирается работа с наименьшим значением времени начала (после вычитания опоздания и добавления опережение). Процесс повторяется по всей сетке. Резерв времени первой и последней работы должен равняться 0.

Определение критического пути

Работы с нулевым резервом времени называются критическими, их продолжительность определяет продолжительность проекта в целом.

Критическая продолжительность - минимальная продолжительность, в течение которого может быть выполнен весь комплекс работ проекта.

Критический путь - путь в сеточной модели, длительность которого равна критической. Критический путь - это последовательность работ с нулевыми резервами времени.

Работы, лежащие на критическом пути, называются критическими работами.

Расчеты основных параметров сетевых графиков должны быть использованы при анализе и оптимизации сетевых стратегических планов.

Изучив материал главы, студент должен:

знать

• какую роль играет сетевое и календарное планирование в управлении проектом;
• основные принципы сетевого планирования;
• основные инструменты сетевого и календарного планирования;

уметь

• строить сетевые графы проекта;
• определять на основании сетевых графов длительность проекта, его критические операции;
• определять резервы времени для каждой операции;
• определять длительность выполнения операций на основе метода PERT;
• распределять ресурсы проекта с учетом их дефицитности;

владеть

• общепринятыми методами сетевого анализа;
• навыками составления сетевых графов, диаграмм Ганта;
• навыками определения длительности проекта;
• навыками формирования расписания проекта.

Ключевые термины: сетевой анализ, календарное планирование,

сетевой граф, критический путь, резерв времени, диаграмма Ганта.

Функции сетевого анализа в планировании проекта

Для успешной реализации проекта необходимо составить его реалистичное расписание , позволяющее распределить ресурсы и контролировать ход выполнения проекта. С этой целью составляются и анализируются сетевые модели проекта, определяющие конкретные взаимосвязи между задачами (пакетами работ). На основе сетевого анализа можно определить вероятную продолжительность выполнения работ, их стоимость, возможные размеры экономии времени или денежных средств, а также то, выполнение каких операций можно отложить без ущерба для расписания проекта в целом, а какие являются критическими, т.е. их задержка означает срыв сроков реализации всего проекта. Сетевое планирование является также базой для распределения ресурсов проекта, в том числе дефицитных.

Сетевой анализ осуществляется в последовательности, приведенной на рис. 8.1.

Рис. 8.1.

Первые три этапа составляют сущность сетевого анализа, а последний – календарного планирования. Как правило, процесс проходит несколько итераций.

Первый этап был описан нами в гл. 7. На втором этапе устанавливаются взаимосвязи между работами проекта, которые в рамках сетевого анализа называются операциями.

Можно выделить следующие типы зависимостей.

• 1. Обязательные зависимости – зависимости, которые внутренне (физически) присущи выполняемым работам (например, при строительстве дома нельзя настелить крышу раньше, чем будут возведены стены).
• 2. Зависимости по усмотрению – определяются командой проекта на основе их предпочтений или общепринятой практики. Такие зависимости следует строго документировать во избежание нарушения сроков реализации проекта.
• 3. Внешние зависимости – определяют взаимосвязи проектных и непроектных работ.

Для установления логических взаимосвязей между операциями составляется таблица предшествования, в которой каждой операции сопоставляется непосредственно предшествующая (предшествующие, если их несколько) операция.

Пример 8.1

Компания АВС заключила контракт на производство партии станков, которые должны быть использованы для производства определенного типа деталей. Ниже приведена таблица предшествования, где перечислены операции, которые необходимо выполнить в процессе разработки и производства этих станков.

Инструментом сетевого анализа выступают сетевые графы . Существуют различные типы сетевых графов, но наиболее часто используются стрелочные графы .

В стрелочных графах каждая операция обозначается буквой и представлена стрелкой, каждая операция начинается и заканчивается событием, имеющим определенный номер (рис. 8.2).

Рис. 8.2.

В процессе планирования следует учитывать, что многие операции будут выполняться одновременно, следовательно, одному событию могут соответствовать (начинаться или заканчиваться им) несколько операций. Событие не считается свершившимся, пока не закончатся все входящие в него операции. Операция, выходящая из некоторого события, не может начаться, пока не будут закончены все входящие в него операции. Так, на рис. 8.3 операция С не может быть начата до момента, пока не будут окончены работы А и В.

Рис. 8.3.

Иногда для изображения логической последовательности операций в графы вводятся так называемые фиктивные операции, изображаемые пунктирными стрелками и имеющие нулевую продолжительность. Они используются тогда, когда необходимо отразить, что некоторое событие не может появиться раньше другого события, а с помощью обычных стрелок, соответствующих действительным операциям, этого сделать нельзя. Такая ситуация показана на рис. 8.4. Операция С не может начаться раньше, чем завершится операция А, а работу D нельзя начинать раньше, чем завершатся операции А и В. События принято нумеровать так, чтобы номер конечного события был больше номеров предшествующих событий.

Рис. 8.4.

После того как на основе таблицы предшествования строится стрелочный граф, он, как правило, пересматривается с целью исключения ненужных фиктивных операций. Это можно сделать на основе следующего принципа – если единственная операция, выходящая из некоторого события, фиктивная, скорее всего, без нее можно обойтись.

Сетевой граф должен начинаться с единственного начального события (с него начинаются все операции, не имеющие предшествующих) и заканчиваться единственным конечным событием.

Пример 8.2

Построим сетевой граф для таблицы предшествования из примера 8.1.

После установления последовательности и логической взаимосвязи операций оценивается их продолжительность, а следовательно, и продолжительность всего проекта.

Помимо стрелочных графов, используют также вершинные графы (диаграммы предшествования), где узлы содержат операции проекта, а стрелки между ними характеризуют продолжительность операций (рис. 8.5).