Организация и планирование машиностроительного производства (произв

буемых ресурсов. И, наконец, при выделенных ресурсах и установленных требованиях к качеству полученного решения предпочтение отдается ва­ рианту, обеспечивающему минимальные сроки выполнения проекта.

Возможна разработка интегрального критерия эффективности, вклю­ чающего все три (или иное количество) характеристики, степень относи­ тельной важности которых учитывается с помощью весовых коэффици­ ентов. Тогда

J = Z v x, >

i=l

где J — интегральный критерий эффективности проекта; х* — частный параметр, учитываемый при оценке проекта; а* — весовой коэффициент относительной важности параметра (Еа* = 1); i = 1 ...п, где п — число учи­ тываемых параметров.

В более сложных случаях вид интегрального критерия может быть представлен в виде корреляционной зависимости, например:

J = а0 + + а2х2г +...4-ajx‘’1+...+anx^",

где bi — показатель степени, учитывающий влияние i-ro показателя на критерий эффективности.

В зависимости от новизны проектных решений, состояния внешней и внутренней среды возможны разные исходы проектов, вероятность кото­ рых следует оценивать. При этом возникают следующие варианты ситуа­

Если разрабатываемый проект не имеет существенной новизны и не­ определенности, например при модернизации выпускаемой продукции, при планировании может использоваться нормативный метод. При этом с достаточной степенью вероятности применяются статистические данные по аналогичным базовым проектам.

В условиях неопределенности при разработке принципиально новых конструкторских, технологических, организационных или информаци­ онных проекто.в применяются вероятностные методы планирования, та­ кие как метод СПУ (сетевого планирования и управления).

1.8.2. Нормативный метод планирования инновационных процессов

При планировании инновационной деятельности нормативным методом рассчитываются с использованием имеющихся нормативов трудоемкость работ по всем стадиям и этапам, длительность отдельных этапов и всего проекта в целом, смета затрат.

Различают четыре основных вида нормативов:

•количественные (число листов определенного формата, число спе­ цификаций и т.д.);

•трудоемкости (количество нормо-часов на один лист, одну специ­ фикацию и т.д.);

• длительности циклов (по стадиям и этапам);

• затрат (руб/лист, руб/спецификацию и т.д).

Нормативы могут различаться по стадиям и этапам работ, по катего­ риям и группам сложности, по степени новизны конструкции. Для отне­ сения к группе сложности и новизны составляются соответствующие классификаторы. В некоторых отраслях методами корреляционного ана­ лиза разработаны уравнения регрессии, связывающие трудоемкость ра­ бот по стадиям и этапам работ с рассмотренными факторами.

На основе установленной трудоемкости работ может быть рассчитан цикл каждой стадии, каждого этапа процесса в календарных днях:

где tjri — трудоемкость стадии (этапа), чел-ч; ppa6.i— количество работ­ ников, одновременно выполняющих работы данной стадии (этапа); Тсы — продолжительность смены, ч.; KBH.j — коэффициент, учитывающий выполнение норм; Kfl.j — коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени на согласование, утверждение, внесение изменений в техническую документацию и другие работы, не предусмотренные нор­ мативами; Kpe*— коэффициент перевода рабочих дней в календарные, Креж = FK/Fh; FK— число календарных дней в плановом году; FH— число рабочих дней в плановом году.

Организация работ основывается на последовательном или парал­ лельно-последовательном выполнении стадий и этапов.

Последовательный метод организации работ заключается в том, что каждая последующая стадия или этап начинается только после полного завершения предшествующих, В этом случае общий цикл в календарных днях:

1.Разработка ТЗ

2.Разработка и утверж­ дение технического пред­ ложения

3.Разработка эскизного проекта:

-кинематические схе­ мы;

-общие виды;

-технико-экономичес­ кие расчеты;

-пояснительная запис­ ка

4.Разработка и утверж­ дение технического про­ екта:

-чертежи общих видов;

-прочностные расчеты;

-спецификация мате­ риалов и покупных из­ делий;

-технический проект

5.Разработка рабочей документации:

-изготовление и испы­ тание опытного образца;

-доработка конструк­ торской документации;

-рабочие чертежи де­ талей, сборные черте­ жи изделия;

-конструкторская спе­ цификация

где пэт — число стадий (этапов).

Цикл работ можно уменьшить либо за счет сокращения цикла выпол­ нения отдельных стадий, либо за счет частичного совмещения времени их выполнения. При этом соблюдаются следующие правила:

юз

—если последующая стадия (этап) более длительная, ее можно начи­ нать практически почти одновременно с предыдущей;

—если последующая стадия менее длительная, ее начало следует сдвинуть вправо по шкале времени по отношению к началу связанной с ней предшествующей стадией.

Минимально возможный цикл работ при совмещении по времени ста­ дий (этапов)

(этапов) работ (в зависимости от конкретных условий величина может варьироваться в пределах 0,3 -г 0,7).

Цикл работ нужно сопоставить с директивным сроком, устанавливае­ мым заказчиком, причем расчетный цикл должен быть меньше директив­ ного или, в крайнем случае, равен ему.

Приведенные формулы используются для создания укрупненной ма­ тематической модели планирования цикла инновационных проектов.

Для координации во времени всех стадий и этапов составляются (с учетом возможного совмещения времени их выполнения) ленточные или сетевые графики, позволяющие отразить календарные сроки начала и окончания, циклы стадий и этапов, а также цикл всего проекта.

Для контроля сроков может быть использован ленточный график, на котором наносятся параллельные линии, отражающие фактическое вы­ полнение по срокам тех или иных стадий и этапов работ. Контроль ком­ плектности подготовки, проводимый бюро (или отделом) планирова­ ния подготовки работ, удобно отражать на графиках, один из вариан­ тов которых (для технологической подготовки производства) показан на рис. 1.15.

1.8.3. Вероятностный метод планирования инновационных процессов

Традиционные методы планирования не могут отразить не­ определенность, присущую научно-исследовательским работам, началь­ ным этапам проектно-конструкторских работ, результатам испытания опытных образцов и т.д. Затруднена и автоматизация планово-учетных работ.

Эти недостатки в значительной мере ликвидируются в системах сете­ вого планирования и управления. СПУ — один из методов кибернетиче­ ского подхода к управлению сложными динамическими системами с це-

лью обеспечения определенных оптимальных показателей в условиях не­ определенности. Такими показателями в зависимости от заданных требо­ ваний могут быть: минимальное время выполнения всего комплекса работ, минимальная стоимость разработки, максимальная экономия ре­ сурсов и др.

Наиболее распространенной является система СПУ, в которой в со­ став входной информации включаются только данные о временных пара­ метрах и отсутствуют данные о стоимости работ и ресурсов, т.е. система, с помощью которой производится оптимизация по времени процесса вы­ полнения комплекса работ, описываемых одной сетью. Рассмотрим эту систему применительно к инновационной деятельности, связанной с ос­ воением выпуска новой продукции.

Основным плановым инструментом в системе СПУ является сетевой график (сетевая модель), представляющий собой информационно-анали­ тическую модель, в которой изображаются взаимосвязи и результаты всех работ, необходимых для достижения конечного результата.

В терминах теории графов сетевой график — это ориентированный граф без контуров, ребра которого имеют одну или несколько числовых характеристик. Ребрами изображаются на графе работы, а вершины гра­ фа— события (реже, наоборот).

Работами называются любые процессы, действия, приводящие к достижению определенных результатов (событий). Кроме работ действи­ тельных, т.е. требующих затрат времени, существуют фиктивные работы (зависимости). Фиктивная работа — связь между какими-то результата­ ми работ (событиями), не требующая затрат времени, или работы, зани­ мающие время, существенно меньшее одного рабочего дня (например, телефонный разговор).

Работа в сетевом графике изображается стрелкой, длина которой не зависит от продолжительности работы. Действительная — сплошной стрелкой с указанием над ней времени в днях или неделях, фиктив­ ная — пунктирной. Ни длина стрелки, ни ее направление не имеют значе­ ния. Желательно только выдерживать общее направление стрелок так, чтобы исходное событие располагалось слева, а завершающее — справа. Номер события, из которого выходит работа, должен быть меньше номе­ ра события, в которое работа входит. Для этого используется специаль­ ный алгоритм, основанный на ранжировании работ.

Событиями называются результаты проведенных работ. Формули­ ровка события всегда записывается в свершенной форме, не допускаю­ щей различного толкования (т.е. что-то сделано, заказано, сообщено и т.д.). Каждое событие может быть отправным моментом для начала по­ следующих работ. Протяженности во времени событие не имеет.

Любое промежуточное событие, за которым начинается данная рабо­ та (работы), называется н а ч а л ь н ы м и обозначается символом i. Любое промежуточное событие, которому непосредственно предшеству­ ют данные работы (работа), называется к о н е ч н ы м и обозначается символом). Первоначальное событие в сети, не имеющее предшествую­ щих ему событий, т.е. отражающее начало выполнения всего комплекса работ, называют и с х о д н ы м и обозначают символом J. Событие, ко­ торое не имеет последующих событий и отражает конечную цель ком­ плекса работ, называют з а в е р ш а ю щ и м и обозначают символом С.

Любая последовательность работ в сетевом графике, в которой конеч­ ное событие одной работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы, называется путем. В сетевом графике различают несколь­ ко видов путей:

• от исходного события до завершающего события (Ln) — полный путь Ln(J -г С);

•от исходного события до данного — путь, предшествующий данно­ му событию L(J -г- i);

•от данного события до завершающего — путь, последующий за

данным событием L(i ч- С);

•между двумя какими-то промежуточными событиями i и j — путь между событиями L(i -s-j);

•максимальный по продолжительности путь между исходным и за­ вершающим событиями — критический путь (Ькр).

Система СПУ функционирует последовательно в трех режимах: предварительного планирования, исходного планирования, оперативно­ го управления ходом работ.

При п р е д в а р и т е л ь н о м п л а н и р о в а н и и определяют­ ся структура разработки, взаимосвязи, последовательность выполнения отдельных стадий и этапов, состав и взаимосвязи организаций-соиспол- нителей, ориентировочные сроки поставок, потребности в основных ре­ сурсах и инвестициях. Принятый вариант согласовывается с организа- циями-соисполнителями и заказчиком и утверждается руководящими ор­ ганами.

В процессе и с х о д н о г о п л а н и р о в а н и я выполняются следующие основные этапы:

—расчленение всего комплекса работ и выдача ответственным ис­ полнителям заданий на составление фрагментов сводной сетевой модели

ввиде первичной модели на порученный объем работ; составленная и рассчитанная первичная сетевая модель передается в службу СПУ;

—построение и расчет сетевых моделей (так называемых частных) для данной организации или предприятия;

Ру ко во д и тел ь

пр о ек та

Рис. 1.16. «Дерево системы» — иерархическая структура системы руководства проектом

— построение, расчет, анализ и оптимизация сводной сетевой модели по всему комплексу работ;

-г-разработка необходимых плановых документов.

Рассмотрим более детально характеристику работ на каждой стадии. На стадии исходного планирования весь комплекс работ расчленяет­

ся на составные части, каждая из которых закрепляется за определенным руководителем или ответственным исполнителем. Ответственными ис­ полнителями назначаются специалисты, осуществляющие руководство отдельным этапом и несущие за него персональную ответственность.

Число уровней руководства обычно устанавливается путем построе­ ния иерархической структуры системы («дерева системы») (рис. 1.16). За каждым «кружком» каждого уровня закрепляется руководитель или от­ ветственный исполнитель. Для каждого кружка строится своя (первич­ ная, частная или сводная) сеть. Одной из основных особенностей СГГУяв­ ляется то, что оценки и выводы нижестоящего руководителя являются ос­ новой для планирования на более высоком уровне руководства. Поэтому разработка и построение сетевых графиков идут «снизу» — от ответст­ венных исполнителей и до высшего уровня руководства.

При построении первичных сетевых графиков удобно предваритель­ но составить перечень событий и работ (табл. 1.17). При этом ставятся не­ сколько основных вопросов: какие работы могут (должны) быть законче­ ны прежде, чем можно начать данную работу; какие работы можно вести параллельно с данной; возможность начала каких работ зависит от завер­ шения данной? Поэтому первоначальный вариант перечня может су­ щественно отличаться от окончательного, часто выявляемого после построения самой сети, на которой лучше выявляются допущенные ошибки.

Рис. 1.17. Сетевой график проектирования и изготовления стенда

полняются параллельно, общий срок проектирования и изготовления стенда будет зависеть от продолжительности максимального по време­ ни— критического пути.

По каждой работе сетевого графика ответственный исполнитель оп­ ределяет время ее выполнения. Для повторяющихся работ, встречавших­ ся в прошлом, по которым имеются статистические данные или нормати­ вы, устанавливается среднестатистическая или нормативная продолжи­ тельность в соответствии с обычными методами нормирования. Однако большая новизна объектов приводит к неопределенности в оценке време­ ни выполнения отдельных работ, поскольку ответственные исполнители не могут воспользоваться справочниками нормировщика или статистиче­ скими данными и дать детерминированную оценку времени. В этих слу­ чаях они дают три или две вероятностные оценки времени.

В системе с тремя оценками от ответственного исполнителя получа­ ют минимальную, максимальную и наиболее вероятную оценки времени: tmin — время, необходимое для выполнения работы при наиболее благо­ приятном стечении обстоятельств; tmax — время, необходимое для выпол­ нения работы при наиболее неблагоприятном стечении обстоятельств; tHB— продолжительность, имеющая место при нормальных, обычных условиях выполнения данной работы. Эти оценки являются исходными для расчета ожидаемого времени выполнения работы, которое представ­ ляет собой математическое ожидание случайной величины времени вы­ полнения работ.

Поэтому для более полной характеристики распределения случайной величины в теории вероятностей используется понятие дисперсии, т.е. меры неопределенности, связанной с данным распределением (квадрат отклонения случайной величины от ее математического ожидания). Если

дисперсия невелика, то имеется уверенность относительно завершения данной работы вовремя. От значений дисперсий отдельных работ крити­ ческого пути зависит неопределенность срока окончания всей разработки в целом.

При принятом в СПУ законе бета-распределения дисперсия:

=[(tMX- t min)/6 ]2

И to* =(tmin + 4 tH., + tmMl) /6 .

С небольшой долей погрешности — для дисперсий 0,01 (tmax - tmjn)2, а для ожидаемого времени (tmax - tmin) /90 можно принять, что

=0,04(tmMtmin)2 и to* =(3tmjn + 2tnux) / 5 .

Поскольку оценка наиболее вероятного времени представляет для от­ ветственного исполнителя психологически наибольшие трудности, вто­ рой вариант получил довольно широкое распространение.

Ожидаемое время, рассчитанное по статистическим данным, норма­ тивам или вероятностным оценкам, проставляется в сетевом графике (рис. 1.17) над стрелками.

К основным расчетным параметрам сетевого графика относятся вели­ чина критического пути, резервы времени событий и работ. Эти парамет­ ры — исходные данные для анализа и оптимизации сети.

Резервы времени существуют в сетевом графике во всех случаях, ко­ гда имеются пути разной продолжительности. Резерв времени события Ri — это такой промежуток времени, на который может быть отсрочено наступление этого события без нарушения сроков завершения разработ­ ки в целом. Он определяется как разность между поздним Tn.i и ранним Tp.i сроками наступления события:

Ri “Tnj ~~ Tp.i .

Наиболее поздний из допустимых сроков Tn.i — это такой срок насту­ пления события, превышение которого вызовет аналогичную задержку наступления завершающего события. Наиболее ранний из возможных сроков наступления события Tpi — срок, необходимый для выполнения всех работ, предшествующих данному событию.

Ранний Tp.j и поздний Tn.i сроки наступления событий определяются по максимальному из путей, проходящих через данное событие, причем Tp.j равно продолжительности максимального из предшествующих дан­ ному событию путей, a Tn.i является разностью между продолжительно­ стями критического пути T(LKp), и максимального из последующих за данным событием путей, т.е.

ПО