График сетевого планирования

Основы метода сетевого планирования и управления программами были заложены Джеймсом Келли-младшим и Морганом Уолкером, разработавшими в 1957 г. метод критического пути, который первоначально применялся для управления программами строительства и промышленного производства. Далее этот метод был взят на вооружение военно-морским министерством США для календарного планирования научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ при создании ракет «Поларис», который получил название «метод оценки и пересмотра программ» (ПЕРТ). В настоящее время оба метода составляют единый метод сетевого планирования и управления (СПУ).

Сетевое планирование помогает определить совокупность взаимосвязанных операций, которые необходимо выполнить в установленном порядке, чтобы достигнуть поставленной в программе (проекте) цели. Под проектом понимается любой комплекс работ (операций), необходимый для достижения единой цели: постройка больницы, разработка сметы финансирования, проведение диагностики или лечения заболевания, слияние двух компаний и пр.

В небольших проектах по осуществлению ремонта, а также лечению или диагностике заболевания, может быть примерно 25—50 работ или видов деятельности, в то время как большие проекты (например, постройка больницы) могут состоять из сотен или даже тысяч таких работ.

В проекте операции логически упорядочены в том смысле, что одни нельзя начать раньше, прежде чем будут завершены другие. Операция программы обычно рассматривается как работа, для выполнения которой требуются затраты времени и ресурсов. Как правило, совокупность операций не повторяется.

В типичном проекте одни работы могут выполняться одновременно, в то время как другие обязательно должны производиться последовательно. Например, при строительстве УЗ фундамент должен быть заложен прежде, чем можно приступить к возведению каркаса здания. Однако на более поздней стадии строительства многие отделочные операции можно выполнять параллельно.

Календарное планирование начинается после разработки плана проекта, который представляет собой сетевой график, где каждая стрелка диаграммы обозначает работу.

Сетевые модели разрабатываются, как правило, в терминах работ и событий. Основной элемент — событие, которое не имеет продолжительности во времени, поскольку лишь подтверждает факт его совершения. Каждое событие характеризует начало или завершение работы, а работа означает действие, которое нужно совершить, чтобы перейти от одного события к другому. Событие обозначают кружком, а работы стрелками. Стрелки не имеют векторного смысла, их длина, угол наклона произвольны. Работа должна быть конкретной, ее продолжительность должна быть измерена (в часах, днях, годах), и она должна быть нанесена над стрелкой.

Даже большие и сложные стрелочные диаграммы нетрудно составить, если использовать последовательный метод их составления и относительно каждой работы ответить на следующие вопросы.

• 1. Какие работы непосредственно предшествуют данной работе?
• 2. Какие работы непосредственно следуют после нее?
• 3. Какие работы могут выполняться одновременно с ней?

Например, требуется заменить старый рентгеновский аппарат М новым оборудованием Е. Условимся считать снятие аппарата М одной работой. После снятия аппарата М устанавливается оборудование Е, значит, работа по установке оборудования Е будет следовать непосредственно за работой по снятию аппарата М. Теперь поставим вопрос, что еще должно предшествовать установке оборудования Е? Очевидно необходимо приобрести само оборудование Е, следовательно, в сетевой график надо ввести эту работу, которая логически предшествует установке данного оборудования. Однако имеется несколько различных типов оборудования, которые могли бы заменить аппарат М, поэтому необходимо сначала выбрать из них Е, прежде чем можно его приобрести. Выбор оборудования Е может производиться одновременно с демонтажем аппарата М.

Показанный на рис. 5.8 сетевой график показывает, что осуществление проекта можно начать одновременно с работой по снятию аппарата М и выбору оборудования Е. Нужно также обучить персонал работе на оборудовании Е — этот вид деятельности представляет собой последнюю работу, которая может выполняться одновременно с приобретением и установкой оборудования Е, но она не может производиться до выбора оборудования Е. Таким образом, получен план проекта, состоящий из пяти стрелок и включающий в себя пять действий.

Рис. 5.8. Логический ход работ на стрелочной диаграмме.

Данная диаграмма не требует, чтобы демонтаж аппарата М и выбор оборудования Е были начаты одновременно, а указывает на то, что эти работы могут полностью или частично совпадать во времени, но не на то, что это должно быть так. Именно такого рода информация часто опускается в ленточных графиках календарного планирования, хотя она весьма существенна для построения календарного плана выполнения проекта, исходя из продолжительности конкретных работ.

После представления проекта в виде сетевой модели приступают к составлению графика его выполнения при нормальной продолжительности всех работ. Для этого необходимо определить нормальную продолжительность каждой работы, т. е. наименьшее время выполнения работы без каких-либо дополнительных расходов для ее ускорения.

Для расчета нормального времени выполнения возьмем в качестве примера ранее выполненную стрелочную диаграмму (см. рис. 5.8) и зададимся некоторыми оценками времени, обозначающими нормальную продолжительность работ. Для этого над каждой стрелкой, обозначающей продолжительность работы, поставим число, показывающее нормальную продолжительность этого действия (например, в днях). Точки же, в которых сходятся такие действия, поменяем на кружочки с вписанными в них числами и назовем «событиями», соответственно пронумеровав их (рис. 5.9). Такой порядок облегчает поиск событий при чтении текста проекта и удобен для его компьютерной обработки.

Рис. 5.9. Сетевой график планирования.

Порядок совершения работ и событий следующий:

• • событие 1 представляет собой начало выполнения проекта, и для него принимается нулевое значение времени.
• • событие 2 не может произойти раньше, чем через три дня, значит, наиболее ранний срок (р. с.) совершения события равен трем дням; рядом с кружочком, обозначающим событие 2, запишем: р. с. = 3.
• • чтобы произошло событие 3, должны быть завершены работы 1 и 2, следовательно, р. с. совершения события 3 равен сумме продолжительности работы 1 (три дня) плюс продолжительность работы
• 2 (два дня), т. е. пяти дням (р. с. = 5);
• • событие 4 — окончание проекта — не может произойти до завершения работ 3 и 2 и не сможет быть выполнено раньше срока выполнения работ 1 и 2 (3 + 8 = 11 дней); работ 1, 2и4(3+ 2 + 4 = 9 дней); работ 1иЗ (3 + 4 = 7 дней), значит р. с. выполнения всех работ не может быть менее 11 дней (р. с. = 11).

Теперь зная р. с. выполнения проекта рассчитаем в обратном порядке поздний срок (п. с.) совершения каждого события:

• • п. с. события 2 равен разнице между р. с. выполнения всех работ (р. с. = 11) и р. с. выполнения события 2 (р. с. = 8), т. е. 11 — 8 = 3 дня, что совпадает с его р. с. выполнения (р. с. = п. с. = 3);
• • п. с. события 3 равен разнице между р. с. выполнения всех работ (11 дней) и выполнением события 3 (четыре дня), т. е. 11 — 4 = 7 дней (п. с. = 7).

Выполненные расчеты позволяют установить, что работы 1 и 2 являются критическими, образуя «критический путь» (от начала до завершения проекта), а все другие имеют резерв времени. Так, если работа 3 — покупка оборудования займет 3 или 4 дня (вместо заявленных двух), то такая задержка не повлияет на срок завершения проекта, но более длительный период сделал бы эту работу критической.

Под критическим путем понимается непрерывная последовательность работ и событий от начала и до конца проекта, требующая наибольшего времени для ее выполнения. Путь наибольший по длине определяет общую продолжительность выполнения проекта — как бы быстро не были завершены работы, лежащие на других путях, все равно приходится дожидаться окончания данного пути.

В нашем примере между событиями 1 и 4 проходит три пути: первый — через события 1, 2, 4; второй — через события 1, 3, 4; третий — через события 1, 2, 3, 4. Подсчитаем соответственно длину путей: первый 3 + 8 = 11 дней; второй 4 + 4 = 8 дней; третий 3 + 2 + 4 = 9 дней. Здесь самый длинный (критический путь) составляет 11 дней.

Разница между продолжительностью критического пути и продолжительностью любого другого пути называется резервным временем пути, которое показывает, на какой предельно допустимый период можно задержать совершение какого-либо события, не увеличивая при этом общий срок реализации проекта. В нашем случает это говорит о том, что без вреда для реализации проекта время выполнения работ можно задержать: на пути 2 — на три дня (11 — 8 = 3 дня), а на пути.

3 — на два дня (11 — 9 = 2 дня). Резерв времени имеется только в тех операциях, которые не лежат на критическом пути, и дает некоторую степень гибкости при календарном планировании работ.

В сложных проектах желательно определять и подкритические пути, за которыми нужно следить также тщательно, как и за критическими, так как задержки в выполнении подкритических работ могут превратить их в критические.

Примерный алгоритм расчета сетевых графиков планирования приведен на рис. 5.10.

Рис. 5.70. Алгоритм расчета сетевых графиков планирования.

Метод СПУ помогает осуществить экономию затрат труда и денежных средств, особенно при необходимости ускорить работы по проекту (например, при вводе в эксплуатацию УЗ). В таких случаях часто применяют сверхурочную оплату на всех работах, забывая о том, что их ускорение, экономия затрат труда и денег, а также избегание непроизводительного использования оборудования возможна только путем уменьшения критических путей, количество которых обычно составляет лишь 2—10% всех работ.

Чтобы отражать изменяющиеся реальные условия, план проекта должен быть динамичным, поэтому иногда возникает необходимость изменения сроков и порядка работ. В этих условиях стрелочные графики, упрощая пересчет сроков работ, имеют больше преимуществ перед ленточными диаграммами. Так, в ходе осуществления строительства завода стоимостью в 10 млн долл, в проекте возникли изменения, потребовавшие на 40% изменить план работ. Затраты на составление нового графика с помощью метода критического пути составили около 10% от затрат на составление первоначального графика, в то время, как затраты на составление ленточных графиков были бы почти такими же, как и для выполнения первоначального графика.

Метод СПУ дает возможность принимать ряд важных решений:

• • какие именно операции необходимы для выполнения проекта;
• • какие ресурсы нужны для выполнения каждой операции;
• • сколько времени должно занимать выполнение каждой операции;
• • когда должна выполняться каждая операция.

Преимущества метода СПУ состоит в том, что:

• • это дает исполнителям ясное представление о взаимосвязи различных действий и позволяет предотвратить неправильное понимание самого хода работ сотрудниками, занятыми реализацией проекта, что повышает их ответственность и уменьшает возможные убытки, которые часто вызываются неправильной организацией работы;
• • разработка календарных графиков производства работ осуществляется с поддержкой различных уровней иерархий;
• • с его помощью можно строить графики потребностей в ресурсах, а также расходования денежных средств на проект в целом и на отдельные виды работ, ресурсов, т. е. планировать ресурсное обеспечение;
• • при жестких временных ограничениях и ограниченных ресурсах осуществляется проигрывание различных вариантов планирования и находится наиболее удачный компромисс — «быстрее-дешевле»;
• • можно осуществить нахождение наиболее «экономного» варианта реализации проекта за счет его выполнения в различные сроки и привлечения других ресурсов;
• • можно провести анализ распределения затрат на элементы объекта, на работы различных типов в соответствии со структурой статей затрат;
• • он сокращает до минимума вероятность упущения в графике какой-либо части работы;
• • он может быть использован для планирования различных организационных мероприятий (получения информации, определения сроков ремонта или строительства, проведения диагностики и лечения, организации финансирования и пр.);
• • имеется возможность его интегрировать в корпоративные информационные системы, а также осуществлять импорт-экспорт данных в программы составления смет, в складские и бухгалтерские программы.

Часто объем расчетов в СПУ настолько велик, что требует применения ЭВМ, поэтому для решения подобных задач используется специальный класс программного обеспечения — системы календарного планирования и контроля реализации проектов, или, по-другому, системы управления проектами (СУП). Эти системы обеспечивают поддержку основных процессов временного, ресурсного и стоимостного планирования и контроля на основе алгоритмов сетевого планирования и метода критического пути.