Ишченко Информатсионно-аналитические модели проектов сетевое планирование 2014

УДК 005.84(07) ББК 65.050.2я7 И 98

Ищенко Н. И. Информационноаналитические модели проектов: сетевое планирование и управление ( СПУ) (Начальный курс) . М.:

НИЯУ МИФИ, 2014. 84 с.

Предлагаемое учебно-методическое пособие является логическим дополнением к материалам лекционных и семинарских занятий по учебному курсу «Инфор- мационно-аналитические модели проектов». Пособие также окажет помощь при самостоятельной подготовке студентов к практическим занятиям по курсу «Программные средства управления проектами», поскольку его теоретический материал тесно увязан с логикой моделирования и расчетом сетевых моделей, используемых современными программными комплексами.

Пособие не содержит ряд вопросов, которые можно было бы отнести к теории и практике сетевого планирования и управления, поскольку по замыслуавтора его материал является дополнительной информацией к лекционным и семинарским занятиям в соответствии с программой учебного курса.

Большое количество контрольных вопросов и заданий, предлагаемых в конце пособия, послужит закреплению теоретических знаний и выработке практических навыков моделирования и расчета сложных комплексов работ при планировании и реализации проектов.

Подготовлено в рамках Программы создания и развития НИЯУ МИФИ.

Рецензент канд. техн. наук В.А. Лагутин

Редактор Е.Г. Станкевич

Подписано в печать 20.11.2014. Формат 60х84 1/16.

Печ. л. 5,25. Уч.-изд. л. 5,25. Тираж 100 экз.

Изд. № 006-1. Заказ № 26.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». 1154409, Москва, Каширское ш., 31.

ООО «Клаб Принт».

127018, Москва, Марьиной Рощи 3-й проезд, д. 40, корп. 1.

4.4.Определение работ, составляющих критический путь

Глава 5. СЕТЕВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ПРИ СЛУЧАЙНЫХ

5.2. Расчет вероятности выполнения комплекса работ в заданный

ВВЕДЕНИЕ

Постоянное усложнение научно-исследовательских проектноконструкторских, строительно-монтажных и других производственных процессов вызывает объективную необходимость усовершенствования процесса управления и, в первую очередь, его первого этапа процесса планирования. Опыт показывает, что использование новейших методов планирования, в частности математических методов, с использованием современной информационной технологии может обеспечить высокую эффективность процесса управления. В связи с этим, появившаяся в практике управления система сетевого планирования и управления (СПУ), наиболее полно отвечает задаче достижения наибольшей эффективности научно-производственной деятельности.

Система СПУ может применяться практически во всех областях деятельности, начиная от постановки театральных спектаклей, строительства детского сада до осуществления космических полетов. Причем целесообразно отметить следующее обстоятельство: чем сложнее планируемый процесс, тем эффективнее действие методов сетевого планирования [10].

Методики сетевого планирования были разработаны в конце 50-х годов в США. В 1956 г. [5] 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» для реализации проекта разработки ракетной системы

4

«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 использовать подобную методику 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 дол. Гидроэлектростанция строилась с 1967 по 1976 г. Этот проект включал более 100 строительных контрактов, причем стоимость некоторых из них достигала 76 млн дол. 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. Крупные компании первоначально осуществляли разработку программного обеспечения для поддержки собственных проектов, но вскоре первые системы управления

5

проектами появились и на рынке программного обеспечения. Системы, стоявшие у истоков планирования, разрабатывались для мощных больших компьютеров и сетей мини-ЭВМ. Основными показателями систем данного 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 лёгкое и быстрое включение в работу [2]. В России работы по сетевому управлению начались в 1960-х годах. Тогда методы СПУ нашли применение в строительстве и научных разработках. В дальнейшем сетевые методы стали широко применяться и в других областях народного хозяйства

Название метода — «сетевое планирование и управление» — не совсем правильно, поскольку планирование является функцией управления. Но так как на практике это название приобрело права гражданства, то будем придерживаться этого названия, т.е. метода СПУ.

Применение вычислительной техники (ВТ) в СПУ неизмеримо повышает качество и оперативность управления. Но следует сказать, что и при отсутствии ВТ СПУ также является достаточно эффективным инструментом управления.

6

Несмотря на эффективность методов СПУ, их внедрение в практику управления испытывает определенные трудности. Эти трудности прежде всего вызваны отсутствием единого понимания и единых принципов использования эффективных формализмов в системах управления современного предприятия.

Глава 1. СИСТЕМЫ ОРГАНИЗАЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ

1.1. Определение системы управления

Каждая научно-исследовательская, проектная или строительная организаций, как и любое другое производственное предприятие, не может нормально функционировать, не осуществляя особого рода деятельности — управления. Всякий совместный труд, осуществляемый в сравнительно крупном масштабе, нуждается в большей или меньшей степени в управлении.

Что такое управление? Что понимается под процессом управления? По определению академика Берга, управление — процесс перевода сложной динамической системы из одного состояния в другое путем воздействия на ее переменные [3].

Процесс управления — это процесс постоянного восстановления нарушаемого равновесия некоторой системы и приведение этой системы в режим работы, предусмотренный планом.

Все системы управления предполагают наличие основных элементов:

1)управляемой подсистемы или объекта управления;

2)окружающей среды, где действует данная система;

3)управляющей подсистемы (устройства, органа управления, воздействующего на объект управления или систему).

Рассмотрим эти три элемента.

1.1.1. Управляемая подсистема

Под управляемой подсистемой (объект управления) может пониматься: группа предприятий, предприятие, технологический процесс, проект, научно-исследовательская работа и т.д.

7

Современное состояние управляемой системы отличается динамичным характером, большим масштабом, большим числом участвующих организаций — исполнителей (элементов), причем организации и исполнители взаимосвязаны в строгой технологической последовательности.

Все работы выполняются для достижения единой конечной цели.

Сложность любой системы определяется количеством входящих в её состав элементов и связей между элементами.

Динамичность системы проявляется в постоянной смене запланированных связей и факторов, т.е. любой процесс непрерывно изменяется и никогда не стоит на месте.

1.1.2. Окружающая среда

Окружающая среда, в которой находится объект управления, постоянно воздействует на систему (объект) и создает некоторую неопределенность (стохастичность) в управляемой системе (объекте). В процессе любой работы возникают возмущения, непредвиденные обстоятельства, которые не зависят от участников системы, и задачей управления является поддержание заданного режима работы системы для быстрейшего достижения планируемой конечной цели с наименьшими затратами.

1.1.3.Управляющая подсистема

Влюбой управляющей системе (совокупность органов управления) осуществляются, как правило, следующие четыре элемента процесса управления:

измерение и передача информации о состоянии предмета управления (т.е. передача сообщений об отклонениях в системе от плана);

преобразование информации при помощи ручного или машинного метода;

формирование команд управления, т.е. выработка рекомендаций о ликвидации так называемых узких мест и принятие решений;

8

передача в управляемую систему команд управления и контроль за их исполнением.

Важнейший вопрос — соотносительность двух подсистем: управляющей и управляемой. Эта соотносительность является, по существу, критерием единства системы управления, критерием ее эффективности. Главное в процессе управления социальноэкономическим объектом — воздействие на процесс производства, воздействие на его элементы. В этом смысле и следует понимать «процесс перевода системы управления в новое состояние», ибо в самой системе управления всегда имеются потенциальные возможности для изменения соотношений ее элементов, для установления такого соотношения элементов в данный период, которое бы являлось оптимальным, т.е. обеспечивало бы реализацию намеченной для производства цели с наименьшими затратами [6].

1.2. Классификация систем организационного управления

Системы организационного управления могут классифицироваться по следующим признакам [7]:

назначение системы управления;

параметры управления;

технический уровень системы;

вид используемой модели.

По назначению системы управления делятся на одноцелевые и многоцелевые:

одноцелевые — системы, в которых весь комплекс работ имеет одну конечную цель.

Например, изготовление опытного образца.

многоцелевые — системы, в которых одновременно ведутся работы по нескольким взаимосвязанным комплексам, имеющим свои отдельные конечные цели.

Например, управление деятельностью крупной корпорацией или заводом имеет несколько целей: выполнение установленного плана производства по внедрению новой техники, по производительности труда и др.

9

По параметрам управления системы управления подразделяют на системы контролирующие:

время, т.е. система контролируется с точки зрения достижения конечного результата к определенному сроку;

стоимость, т.е. система контролируется с точки зрения минимальной стоимости при соблюдении всех остальных ограничений;

ресурсы (трудовые, материальные), т.е. система контролирует достижения конечного результата при ограниченных материальных либо трудовых ресурсах;

технико-экономические показатели, т.е. система контроли-

рует достижение конечного результата при заданных величинах, например прибыль;

качество продукции (например, по сетевому графику можно определить узловые для качества работ точки, подлежащие контролю, при установлении соответствия параметров системы заданным ограничениям будет обеспечено надлежащее качество выполнения установленного задания).

В настоящее время в зарубежной и отечественной практике наиболее распространены системы организационного управления с конечным параметром (критерием) — «время». Это вызвано в том числе и тем, что системы с данным параметром наиболее теоретически разработаны. Кроме того, параметр «время» — обобщающий показатель — учитывает, как правило, и трудоемкость и стоимость работ, поэтому он на сегодня в какой-то мере вполне удовлетворителен [5].

По техническому уровню системы организационного управления должны быть основаны на современных технических средствах с широким использованием современных программных средств.

По видам используемых моделей при решении задач планирования и управления комплексом работ системы разделяются на системы, использующие линейные или сетевые модели.

Любой процесс управления для более эффективного воздействия на ход выполнения поставленной задачи должен быть представлен в виде модели, которая отражала бы весь процесс разра-

10