6.4. Корректировка сетевых графиков

Эффективность построения сетевого графика, представ­ляющего собой вариант плана производства работ, проверя­ют на основе анализа результатов расчета параметров. Гра­фик отражает результаты выбора методов производства и использования фронта работ, взаимосвязи различных работ, выполняемых последовательно или параллельно.

Расчет параметров сети позволяет получить необходи­мую информацию для анализа целесообразности выбранных решений.

Поскольку критические работы не имеют ни общего, ни частного резерва времени, то это позволяет проверить пра­вильность расчета и определения критического пути. Для ос­тальных, некритических работ имеются резервы, которые мо­гут быть использованы для улучшения графика работ.

Оптимизация сетевого графика может быть проведена по времени и ресурсам. Процесс оптимизации сетевого гра­фика иногда называют его корректировкой, подразумевая под этим последовательное улучшение сети с целью дости­жения заданного срока или равномерного распределения (с учетом имеющихся ограничений) различных видов ре­сурсов.

На основе расчета критического пути можно сравнить продолжительность выполнения всей программы работ с ди­рективным сроком и нормой продолжительности строитель­ства.

Метод планирования и управления комплексами работ только по критерию «время» в современных условиях стано­вится недостаточным. Успех выполнения сложных разрабо­ток зависит не только от четкой координации работ во вре­мени, но и от того, насколько правильно распределены необ­ходимые для достижения поставленной цели ресурсы под­разделений, осуществляющих эти работы.

В отдельных случаях эти возможности могут оказать решающее влияние на создание системы. Поэтому при пла­нировании современных разработок не менее важен учет данных, характеризующих размеры имеющихся ресурсов и их рациональное распределение.

В связи с этим приведение параметров разработанного (исходного) сетевого графика в соответствие с заданными ограничениями рекомендуется производить в два этапа. Алгоритм, реализующий методику оптимизации сетевого гра­фика, представлен в виде блок-схемы на рис. 6.17.

Составленный сетевой график следует корректировать в первую очередь по критерию «время». Для этого сначала не­обходимо выполнить анализ оптимальности сетевого графи­ка, который проводится по результатам поиска особых путей сетевого графика.

Каждый сетевой график имеет в своем составе два осо­бых пути: критический и наикратчайший. Критическим пу­тем является путь, имеющий наибольшую продолжитель­ность среди других возможных путей сетевого графика.

Наикратчайшим путем является путь, который, в отли­чие от критического пути, имеет наименьшую продолжи­тельность во всем сетевом графике.

В настоящем учебнике предлагаются рациональные ме­тодики поиска особых путей сетевых графиков. Рациональ­ность данных методик заключается в том, что они позволяют найти критический и наикратчайший пути сетевого графика без перебора всех возможных вариантов. Последнее позволя­ет в короткие сроки осуществить решение двух основных за­дач сетевого планирования: задачу анализа оптимальности уже готового сетевого графика и задачу его оптимизации по длительности, в случае, если сетевой график оказывается не­оптимальным.

Следует подчеркнуть, что применение предложенных методик, во-первых, позволяет точно судить об оптимально­сти сетевых графиков любой сложности, а во-вторых, способ­ствует сокращению затрат на сетевое планирование в целом, прежде всего за счет сокращения длительности разработки оптимальных сетевых графиков.

Для поиска критического и наикратчайшего пути воз­можно использовать одну и ту же методику. Данная методика заключается в последовательном выборе от исходного собы­тия до завершающего тех работ, которые имеют нулевые об­щие и частные резервы времени.

Если произвести расчет параметров заданного сетевого графика по установленным правилам, но заменяя известные длительности работ на те же значения с отрицательным зна­ком (длительности всех работ будут меньше нуля), то наи­кратчайший путь сетевого графика станет подчиняться всем свойствам критического пути, что можно доказать, используя правило сравнения отрицательных чисел.

Данное правило заключается в том, что одно отрица­тельное число считается больше другого, если абсолютное значение первого меньше абсолютного значения второго.

Поскольку длительность наикратчайшего пути по абсо­лютному значению наименьшая среди длительностей всех других путей сетевого графика, то на основании указанного правила отрицательная длительность наикратчайшего пути будет наибольшей среди отрицательных длительностей ос­тальных путей. Тогда наикратчайший путь, состоящий из работ с отрицательными длительностями, будет критическим, при условии, что все остальные пути также состоят из работ с отрицательными длительностями.

Таким образом, чтобы определить величину наикрат­чайшего пути, необходимо заново пересчитать параметры се­тевого графика, но при отрицательных значениях длительно­стей работ. Пример поиска наикратчайшего пути сетевого графика с применением электронной таблицы MS Excel по­казан на рис. 6.18. Критический и наикратчайший пути в расчетной таблице выделены светлой штриховкой.

На понятиях особых путей основан наиболее простой и распространенный критерий оптимальности сетевого графи­ка, формализуемый следующим образом:

где К_напр - коэффициент напряженности наикратчайшего пути;

Т_max - длительность критического пути, дн.;

T_min- длительность наикратчайшего пути, дн.

Из критерия (6.14) следует, что некоторый рассматри­ваемый сетевой график принимается оптимальным, если отношение длительности его наикратчайшего пути к дли­тельности его критического пути не менее 0,7 или, что то же самое, если длительность наикратчайшего пути отличается от длительности критического пути не более чем на 30%.

Для нахождения продолжительности наикратчайшего пути, необходимой при анализе оптимальности сетевого графика по критерию (6.14), не обязательно суммировать длительности всех принадлежащих ему работ. Она уже из­вестна из рассчитанных при отрицательных длительностях работ параметров сетевого графика и равна, как и для лю­бого критического пути, сроку свершения завершающего события.

Естественно, что данный срок свершения имеет отрица­тельное значение, поэтому для нахождения фактической дли­тельности наикратчайшего пути требуется менять это значе­ние на противоположное.

После выполнения анализа оптимальности необходимо сократить продолжительность критического пути. Ниже при­водится один из способов оптимизации сетевого графика по длительности.

Для оптимизации сети по длительности принципиаль­ную важность имеет задача перераспределения ресурсов с одних работ на другие, в результате чего при неизменной трудоемкости работ происходит увеличение длительности первых и уменьшение длительности вторых. В основе реше­ния указанной задачи лежит анализ работ и установление взаимосвязей между ними. Последнее является основным фактором сокращения длительности сети.

В первую очередь принимаются меры по сокращению продолжительности работ, находящихся на критическом пу­ти. Это достигается: перераспределением всех видов ресур­сов, как временных (использование резервов времени некри­тических путей), так и трудовых, материальных, энергетиче­ских; сокращением трудоемкости критических работ за счет передачи части работ на другие пути, имеющие резервы вре­мени; параллельным выполнением работ критического пути; изменением состава работ и структуры сети.

В процессе сокращения продолжительности работ кри­тический путь может измениться, и в дальнейшем процесс оптимизации будет направлен на сокращение продолжитель­ности работ нового критического пути, и так будет продол­жаться до получения удовлетворительного результата. В идеале длина любого из полных путей может стать равной длине критического пути. Тогда все работы будут вестись с равным напряжением, а срок выполнения проекта сущест­венно сократится. Дополнительно о методах оптимизации се­тевого графика можно узнать в работах [12; 19; 38; 45].

Поиск особых путей сетевого графика дает не только возможность проверки его оптимальности, но и позволяет рационально выполнить его оптимизацию по длительности. Последнее заключается в том, что если знать, как проходят особые пути сетевого графика, то можно в целях оптимиза­ции правильно перераспределить трудовые ресурсы, а имен­но - перенести ресурсы с работ, принадлежащих наикрат­чайшему пути, на работы, принадлежащие критическому пу­ти, и тем самым уравнять длительности этих путей для обес­печения выполнения критерия оптимальности (формула (6.14)).

Описанный выше способ позволяет:

• ограничивать число работ, подлежащих сокращению, за счет выбора для этих целей более выгодных критических зон;

• исключить многократный пересчет сетевого графика, связанный с появлением каждого нового критического пути, и ограничиться однократным пересчетом сроков свершения событий и расчетом оптимизированного сетевого графика.

Например, анализируя критический и наикратчайший пути сетевого графика на рис. 6.18, представляется возмож­ным произвести выбор работ, на которых более целесообраз­но произвести сокращение их продолжительности. Для этой цели необходимо сократить продолжительность ряда крити­ческих работ, перебрасывая на них часть трудовых ресурсов с работ, имеющих частный резерв времени, выполняемых од­новременно с данной работой и использующих рабочих той же профессии, что можно предположить, поскольку органи­зация специализированная.

В результате поиска наикратчайшего пути работами, на основе которых может быть выполнена оптимизация исход­ного сетевого графика, являются: 1-5; 5-7; 7-8 и 8-11. Именно по ним проходит наикратчайший путь. Однако среди них можно выделить для процесса оптимизации только две рабо­ты, имеющие частные резервы времени в исходном сетевом графике (на рис. 6.18 они показаны темной штриховкой): 1-5 с резервом времени 8 дней и 8-11 с резервом времени 16 дней.

Каждое очередное принятое решение о перераспределе­нии трудовых ресурсов требует проверки на достижение опти­мального варианта. Окончательное решение, отвечающее тре­бованиям соблюдения заданного срока, принципа равнопоточности при выполнении работ на разных участках, наиболее це­лесообразного распределения трудовых ресурсов, принимается на основе многократного просчета сети. Этот процесс весьма трудоемкий, он сопровождается большим количеством вычис­лений, поэтому его рекомендуется выполнять на компьютере.

Просчитывание на компьютере нескольких вариантов решений и сравнение их между собой позволяет отыскать наилучший в данных условиях. Поэтому на данном этапе выполнения расчетно-аналитической работы целесообразно использовать табличный процессор MS Excel. Электронная таблица позволяет автоматически обновлять результаты оп­тимизации сетевого графика при изменении данных, харак­теризующих продолжительность работ и численность рабо­чих на них после перераспределения ресурсов. Для этого до­статочно на новый рабочий лист электронной таблицы ско­пировать вариант расчета исходного сетевого графика и на нем выполнять поиск оптимального варианта сети. При этом табличная форма расчета параметров сетевого графика авто­матически отреагирует новыми значениями продолжитель­ности критического и наикратчайшего путей.

Абсолютная величина первоначальных частных резер­вов времени работ постепенно уменьшается и в итоге по от­дельным работам может быть полностью исчерпана.

В условиях строительного производства учет потребно­стей основных ресурсов и задачи наиболее рационального их распределения имеют решающее значение для реальности плана и выполнения его с наименьшими затратами, а также для наиболее эффективного использования капитальных вложений.

В ходе выполнения комплекса работ занятость работни­ков оказывается неравномерной. Это приводит к завышению потребности в них с одновременным снижением среднего уровня занятости и, как следствие, к перерасходу заработной платы. Поэтому сетевые работы стремятся организовать та­ким образом, чтобы количество одновременно занятых ис­полнителей было минимальным, а потребность в них на про­тяжении всего срока выполнения работ - равномерной.

Корректировка сетевого графика по трудовым ресурсам осуществляется методом последовательного приближения, путем использования частных резервов времени. Во всех слу­чаях исходят из того положения, что трудоемкость работ - это величина неизменная. Корректировка может выполняться посредством передвижки выполнения работ на более поздние сроки в пределах резерва времени; увеличения продолжи­тельности работы в пределах тех же резервов времени с од­новременным уменьшением числа рабочих или одновремен­ным использованием предыдущих способов.

Анализ оптимальности сети по трудовым ресурсам осно­ван на проверке графика движения рабочих по показателю неравномерности использования рабочих (формула (5.1)).

Осуществляя корректировку сетевых графиков на объ­екты по времени и ресурсам, следует иметь в виду, что эта корректировка должна осуществляться комплексно и во взаимосвязи по всем объектам производственной программы строительно-монтажной организации.

Сетевой график удобно представлять в виде линейной диаграммы или так называемого графика Гантта, где на оси ординат располагается перечень работ сети, а ось абсцисс представляет собой шкалу времени.

Каждая работа сети в координатной плоскости «работа- время» изображается в виде отрезка, длина которого отража­ет длительность выполнения этой работы. Координаты нача­ла и конца отрезка по оси абсцисс - это ранние (поздние) временные характеристики работы, т. е. сроки ее раннего (позднего) начала и раннего (позднего) окончания. График Гантта удобен тем, что вертикальное сечение в конкретной точке на оси времени позволяет быстро выявить соответст­вующий фронт выполняемых работ.