Рассмотренные особенности планирования требуют, во-первых, надежной координации всех звеньев и подразделений, выполняющих тот или иной проектируемый комплекс работ, и, во вторых, использования методов оптимизации сроков, затрат и ресурсов, необходимых для реализации проекта. К наилучшим планово-координационным инструментам из известных в настоящее время относятся модели, на базе которых созданы системы сетевого планирования и управления (СПУ).
Работы по развитию и использованию СПУ получили большое распространение за рубежом. В нашей стране многими организациями и предприятиями также накоплен опыт применения систем СПУ. Они эффективно используются в разных отраслях при создании и освоении новой техники, при строительстве и пуске крупных объектов, ремонте уникальных агрегатов, координации крупных научно-исследовательских работ, реализации межотраслевых проектов. Следует в то же время отметить, что большим достижением использования СПУ в нашей стране является то, что с самого начала ее внедрения были приняты меры по обеспечению единообразия терминов, обозначений, методов расчетов, - словом, по максимальной унификации системы.
Система СПУ создана в первую очередь для планирования комплекса работ, носящих характер неопределенности. С помощью сетевых графиков и методов их расчета (рассмотренных ниже) успешно преодолеваются осложнения, связанные о неопределенностью в оценках времени, необходимого для выполнения отдельных работ, в сроках достижения промежуточных и конечного результатов, в потребных ресурсах.
Сетевые графики обеспечивают строгую увязку и координацию всех работ, входящих в комплекс проекта.
Определение величины затрат, связанных о выполнением исследовательских, конструкторских, технологических этапов, с изготовлением опытного образца, в значительной море облегчается при применении методов СПУ, поскольку становятся известными оценки времени с достаточной для стохастических процессов точностью. Подсчет количества и состава участников работы производится согласно ожидаемым затратам времени (или исходя из временных ограничений) на каждую работу. Определение после этого затрат на заработную плату, материалы, … осуществляется известными методами, а уровни накладных расходов берутся в соответствии с данными конкретного предприятия.
Особенно целесообразно использовать методологию СПУ, когда планируются комплексные разработки, имеющие вероятностный характер как по составу работ, так и по времени их выполнения.
Необходимым условием планирования и управления работами является возможность не только оценки текущего состояния, но и предсказания дальнейшего хода работ и, таким образом, воздействия на их выполнение (при этом имеется в виду, что весь комплекс работ выполнен в сжатые сроки и о наименьшими затратами).
График как элемент системы планирования и управления должен отражать те стороны выполняемых работ, которые являются существенными в отношении достижения конечных целей.
Основным элементом системы является сетевой график. Это плановая модель процесса, на которой можно провести эксперименты и выявить, к каким результатам приведет то или иное изменение сроков выполнения отдельных работ.
В системе используется графическое отражение логической последовательности, взаимосвязи и продолжительности работ.
Сетевые графики можно классифицировать по объему и степени детализации, по степени определенности, по числу достигаемых целей (результатов), по вероятности сроков выполнения отдельных приемов и работ.
По объему и степени детализации различают:
первичные,
частные,
комплексные сети.
По степени определенности:
детерминированные сети, когда известна конкретная цель разработки и основные процессы, ведущие к ее достижению,
стохастические сети, когда возможны альтернативные варианты хода выполнения работ.
По числу конечных целей модели подразделяются на:
одноцелевые, когда заключительный результат всего комплекса работ в сети является единственной целью данной работы.
многоцелевые, когда выполнение всего комплекса работ приводит к получению нескольких заключительных результатов, сеть в этом случае завершается несколькими событиями.
Исходя из признака вероятности сетевые модели могут создаваться как на основе нормативных данных о продолжительности включаемых в модель работ (детерминированные модели), так и на осаове вероятностной (предположительной) оценки их продолжительности (вероятностные сетевые модели). Кроме сроков выполнения работ, сетевье модели могут включать и другие важные данные: величину затрат на выполнение действий, наличие ресурсов и т.п.
СПУ состоит из следующих стадий:
предпроектной, включающей выбор объекта планирования;
создания сетевой модели, основанного на перечне всех работ и событий (промежуточных результатов);
оптимизации модели по установленным критериям (например, срокам или затратам);
управления с помощью сетевого графика на основе поступающей информации о ходе выполнения работ на данный период.
В данной работе рассматривается детерминированная одноцелевая модель. При исследовании рассматриваемой модели будут пройдены все стадии сетевого планирования и управления, включая выбор объекта планирования, создание сетевой модели, анализ и оптимизация.
Основным плановым документом в системах СПУ является сетевой график, представляющий собой информационно-динамическую модель, в которой отражаются взаимосвязи и результаты всех работ, необходимых для достижения конечной цели разработки. Кроме того, модель содержит и другие характеристики (временные, стоимостные, ресурсные), относящиеся к отдельным работам или ко всему комплексу. В сетевом графике детально или укрупненно показывается последовательность, время, условие, выполнение которого обеспечит окончание всех работ не позже заданного (директивного) срока. В основе сетевого моделирования лежит изображение планируемого комплекса работ в виде графа. Граф - это схема, состоящая из заданных точек (вершин), соединенных определенной системой линий. Отрезки, соединящие вершины, называются. ребрами (дугами) графа. Ориентированным нарывается, такой граф, на котором стрелкой указаны направления всех его ребер (дуг), т.е. для каждой дуги указано, какая из двух ее вершин является начальной, а какая - конечной.
Математическая теория графов оперирует понятием пути, под которым понимается такая последовательность ребер, когда конец каждого предыдущего ребра совпадает о началом последующего.
Сетевой график - это ориентированный граф без контуров, ребра которого имеют одну или несколько числовых характеристик. Понятие контура означает конечный путь, у которого начальная вершина совпадает с конечной.
Таким образом, в отличие от ленточного графика, где основным является только один элемент - работа, в сетевом графике, как правило имеются два основных элемента - работа и событие.
Работами называются любые процессы, действия, приводящие к достижению определенных результатов (событий).
Кроме работ действительных, требующих затрат времени, в сетевых моделях могут содержаться так называемые фиктивные работы (зависимости). Фиктивной работой (зависимостью) называется связь между отдельными результатами работ (событиями), не требующая затрат времени вообще или требующая минимальных затрат времени. К таким работам относится, в частности, передача по телефону необходимой информации.
Работа в сетевом графике изображается стрелкой. Каждая стрелка означает затраты времени, необходимого для выполнения соответствующей работы. Величина затрачиваемого на работу времени указывается над стрелкой. Для отображения на графике фиктивных работ используются пунктирные стрелки, над которыми время на указывается.
Событиями называются результаты производственных работ. Каждое событие может быть отправным моментом для начала последующих работ. В отличие от работы, имеющей обычно протяженность во времени, событие представляет собой только момент свершения работы (или работ).
Первоначальное событие в сети, не имеющее предшествующих событий и отражающее начало выполнения всего комплекса работ, включенных в данную сеть, называется исходным и обозначается символом J. Событие, которое не имеет последующих событий и отражает конечную цель комплекса работ, включенных в данную сеть, называется завершающим и обозначается символом C.
Любая последовательность работ в сетевом графике, в которой конечное событие одной работы совладает с начальным событием следующей за ней работы, называется путем.
В сетевом графике следует различать несколько видов путей:
от исходного события до завершающего события - полный путь, или просто путь;
от исходного события до данного - путь, предшествующий данному событию;
от данного события до завершающего - путь, последующий за данным событием;
путь между исходным и завершающим событием, имеющим наибольшую продолжительность - критический путь.
Все события и работы, которые необходимо выполнить для peaлизации проекта, необходимо систематизировать при составлении перечня событий и работ.
В перечне указываются кодовые номера и наименования событий, начиная с нулевого или первого, определяющего решение о начале работ, перечисляются работы, выходящие из каждого события, даются их коды. Код работы состоит из кодов начального и конечного для данной работы событий, следующие графы перечня предусматривают простановку оценок времени выполнения работ.