Область применения сетевых моделей реферат
Обновлено: 02.07.2024
Цель работы — описать и усвоить, что, в общем, представляет собой сетевое планирование и управление (СПУ).
Для достижения поставленной цели следует решить следующие задачи:
осветить историю СПУ,
показать, в чём состоит сущность и назначение СПУ,
дать определение основным элементам СПУ,
указать правила построения и упорядочения сетевых графиков,
описать временные показатели СПУ,
дать правила оптимизации сетевого графика,
показать построение сетевого графика в масштабе времени.
Содержание
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 3
1 Введение 4
2 Сетевое планирование и управление 5
2.1 История сетевого планирования и управления 5
2.2 Сущность и назначение сетевого планирования и управления 8
2.3 Основные элементы сетевого планирования и управления 9
2.4 Порядок и правила построения сетевых графиков 12
2.5 Упорядочение сетевого графика 14
2.6 Понятие о пути 16
2.7 Временные параметры сетевых графиков 17
2.8 Анализ и оптимизация сетевого графика 22
2.9 Построение сетевого графика в масштабе времени 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 28
Прикрепленные файлы: 1 файл
Среди событий сетевой модели выделяют исходное и завершающее события. Исходное событие не имеет предшествующих работ и событий, относящихся к представленному в модели комплексу работ. Завершающее событие не имеет последующих работ и событий.
Если в сетевой модели нет числовых оценок, то такая сеть называется структурной. Однако на практике чаще всего используют сети, в которых заданы оценки продолжительности работ, а также оценки других параметров, например трудоёмкости, стоимости и т.п.
2.4 Порядок и правила построения сетевых графиков
Сетевые графики составляются на начальном этапе планирования. Вначале планируемый процесс разбивается на отдельные работы, составляется перечень работ и событий, продумываются их логические связи и последовательность выполнения, работы закрепляются за ответственными исполнителями. С их помощью и с помощью нормативов, если таковые существуют, оценивается продолжительность каждой работы. Затем составляется (сшивается) сетевой график. После упорядочения сетевого графика рассчитываются параметры событий и работ, определяются резервы времени и критический путь. Наконец, проводятся анализ и оптимизация сетевого графика, который при необходимости вычерчивается заново с пересчётом параметров событий и работ.
При построении сетевого графика необходимо соблюдать ряд правил.
В этом случае рекомендуется ввести фиктивное событие и фиктивную работу, при этом одна из параллельных работ замыкается на это фиктивное событие. Фиктивные работы изображаются на графике пунктирными линиями (рис. 2.4.1).
- В сети рекомендуется иметь одно исходное и одно завершающее событие. Если в составленной сети это не так, то добиться желаемого можно путём введения фиктивных событий и работ.
Рисунок 2.4.1 - Примеры введения фиктивных событий
Фиктивные работы и события необходимо вводить в ряде других случаев. Один из них — отражение зависимости событий, не связанных с реальными работами. Например, работы А и Б (рис. 2.4.1, а) могут выполняться независимо друг от друга, но по условиям производства работа Б не может начаться раньше, чем окончится работа А. Это обстоятельство требует введения фиктивной работы С.
Другой случай — неполная зависимость работ. Например работа С требует для своего начала завершения работ А и Б, на работа Д связана только с работой Б, а от работы А не зависит. Тогда требуется введение фиктивной работы Ф и фиктивного события 3’, как показано на рис. 2.4.1, б.
Кроме того, фиктивные работы могут вводиться для отражения реальных отсрочек и ожидания. В отличие от предыдущих случаев здесь фиктивная работа характеризуется протяжённостью во времени.
Если сеть имеет одну конечную цель, то программа называется одноцелевой. Сетевой график, имеющий несколько завершающих событий, называется многоцелевым и расчет ведется относительно каждой конечной цели. Примером может быть строительство жилого микрорайона, где ввод каждого дома является конечным результатом, и в графике по возведению каждого дома определяется свой критический путь.
2.5 Упорядочение сетевого графика
Предположим, что при составлении некоторого проекта выделено 12 событий: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 24 связывающие их работы: (0, 1), (0, 2), (0, 3), (1, 2), (1, 4), (1, 5), (2, 3), (2, 5), (2, 7), (3, 6), (3, 7), (3, 10), (4, 8), (5, 8), (5, 7), (6, 10), (7, 6), (7, 8), (7, 9), (7, 10), (8, 9), (9, 11), (10, 9), (10, 11). Составили исходный сетевой график 1 (рис. 2.5.1).
Упорядочение сетевого графика заключается в таком расположении событий и работ, при котором для любой работы предшествующее ей событие расположено левее и имеет меньший номер по сравнению с завершающим эту работу событием. Другими словами, в упорядоченном сетевом графике все работы-стрелки направлены слева направо: от событий с меньшими номерами к событиям с большими номерами.
Разобьём исходный сетевой график на несколько вертикальных слоёв (обводим их пунктирными линиями и обозначаем римскими цифрами).
Поместив в I слое начальное событие 0, мысленно вычеркнем из графика это событие и все выходящие из него работы-стрелки. Тогда без входящих стрелок останется событие 1, образующее II слой. Вычеркнув мысленно событие 1 и все выходящие из него работы, увидим, что без входящих стрелок остаются события 4 и 2, которые образуют III слой. Продолжая этот процесс, получим сетевой график 2 (рис. 2.5.2).
Рисунок 2.5.1 - Неупорядоченный сетевой график
Рисунок 2.5.2 - Упорядочение сетевого графика с помощью слоёв
Теперь видим, что первоначальная нумерация событий не совсем правильная: так, событие 6 лежит в VI слое и имеет номер, меньший, чем событие 7 из предыдущего слоя. То же можно сказать о событиях 9 и 10.
Рисунок 2.5.3 - Упорядоченный сетевой график
Изменим нумерацию событий в соответствии с их расположением на графике и получим упорядоченный сетевой график 3 (рис. 2.5.3). Следует заметить, что нумерация событий, расположенных в одном вертикальном слое, принципиального значения не имеет, так что нумерация одного и того же сетевого графика может быть неоднозначной.
2.6 Понятие о пути
Одно из важнейших понятий сетевого графика — понятие пути. Путь — любая последовательность работ, в которой конечное событие каждой работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы. Среди различных путей сетевого графика наибольший интерес представляет полный путь — любой путь, начало которого совпадает с исходным событием сети, а конец — с завершающим.
Наиболее продолжительный полный путь в сетевом графике называется критическим. Критическими называются также работы и события, находящиеся на этом пути.
На сетевом графике 4 (рис. 2.6.1) критический путь проходит через работы (1;2), (2;5), (5;6), (6;8) и равен 16. Это означает, что все работы будут закончены за 16 единиц времени. Критический путь имеет особое значение в системе СПУ, так как работы этого пути определят общий цикл завершения всего комплекса работ, планируемых при помощи сетевого графика. Зная дату начала работ и продолжительность критического пути, можно установить дату окончания всей программы. Любое увеличение продолжительности работ, находящихся на критическом пути, задержит выполнение программы.
Рисунок 2.6.1 - Критический путь
На стадии управления и контроля над ходом выполнения программы основное внимание уделяется работам, находящимся на критическом пути или в силу отставания попавшим на критический путь. Для сокращения продолжительности проекта необходимо в первую очередь сокращать продолжительность работ, лежащих на критическом пути.
2.7 Временные параметры сетевых графиков
Ранний (или ожидаемый) срок свершения события определяется продолжительностью максимального пути, предшествующего этому событию.
Задержка свершения события по отношению к своему раннему сроку не отразится на сроке свершения завершающего события (а значит, и на сроке выполнения комплекса работ) то тех пор, пока сумма срока свершения этого события и продолжительности (длины) максимального из последующих за ним путей не превысит длины критического пути.
Поэтому поздний (или предельный) срок свершения события равен разности максимального времени наступления последующего за работой события и времени работы до этого (будущего) события.
Резерв времени события определяется как разность между поздним и ранним сроками его свершения.
Резерв времени события показывает, на какой допустимый период времени можно задержать наступление этого события, не вызывая при этом увеличения срока выполнения комплекса работ.
Критические события резервов времени не имею, так как любая задержка в свершении события, лежащего на критическом пути, вызовет такую же задержку в свершении завершающего события.
Из этого следует, что для того, чтобы определить длину и топологию критического пути, вовсе не обязательно перебирать все полные пути сетевого графика и определять их длины. Определив ранний срок наступления завершающего события сети, мы тем самым определяем длину критического пути, а, выявив события с нулевыми резервами времени, определяем его топологию.
Если сетевой график имеет единственный критический путь, то этот путь проходит через все критические события, то есть события с нулевыми резервами времени. Если критических путей несколько, то выявление их с помощью критических событий может быть затруднено, так как через часть критических событий могут проходить как критические, так и некритические пути. В этом случае для определения критических путей рекомендуется использовать критические работы.
Отдельная работа может начаться (и окончиться) в ранние, поздние или другие промежуточные сроки. В дальнейшем при оптимизации графика возможно любое размещение работы в заданном интервале, называемом продолжительностью работы.
Очевидно, что ранний срок начала работы совпадает с ранним сроком наступления предшествующего события.
Ранний срок окончания работы совпадает с ранним сроком свершения последующего события.
Поздний срок начала работы совпадает с поздним сроком наступления предшествующего события.
Поздний срок окончания работы совпадает с поздним сроком наступления последующего события.
Таким образом, в рамках сетевой модели моменты начала и окончания работы тесно связаны с соседними событиями соответствующими ограничениями.
Если путь не критический, то он имеет резерв времени, определяемый как разность между длиной критического пути и рассматриваемого. Он показывает, на сколько в сумме могут быть увеличены продолжительности всех работ, принадлежащих этому пути. Отсюда можно сделать вывод, что любая из работ пути на его участке, не совпадающем с критическим путём (замкнутым между двумя событиями критического пути), обладает резервом времени.
Среди резервов времени работ выделяют четыре разновидности.
Полный резерв времени работы показывает, на сколько можно увеличить время выполнения данной работы при условии, что срок выполнения комплекса работ не изменится.
Полный резерв времени работы равен резерву максимального из путей, проходящего через данную работу. Этим резервом можно располагать при выполнении данной работы, если её начальное событие свершится в самый ранний срок, и можно допустить свершение конечного события в его самый поздний срок.
Важным свойством полного резерва времени работы является то, что он принадлежит не только этой работе, но и всем полным путям, проходящим через неё. При использовании полного резерва времени только для одной работы резервы времени остальных работ, лежащих на максимальном пути, проходящем через неё, будут полностью исчерпаны. Резервы времени работ, лежащих на других (немаксимальных по длительности) путях, проходящих через эту работу, сократятся соответственно на величину использованного резерва.
Остальные резервы времени работы являются частями её полного резерва.
Частный резерв времени первого вида есть часть полного резерва времени, на которую можно увеличить продолжительность работы, не изменив при этом позднего срока её начального события. Этим резервом можно располагать при выполнении данной работы в предположении, что её начальное и конечное события свершаются в свои самые поздние сроки.
Частный резерв времени второго вида, или свободный резерв времени работы представляет часть полного резерва времени, на которую можно увеличить продолжительность работы, не изменив при этом раннего срока её конечного события. Этим резервом можно располагать при выполнении данной работы в предположении, что её начальное и конечное события свершатся в свои самые ранние сроки.
Свободным резервом времени можно пользоваться для предотвращения случайностей, которые могут возникнуть в ходе выполнения работ. Если планировать выполнение работ по ранним срокам их начала и окончания, то всегда будет возможность при необходимости перейти на поздние сроки начала и окончания работ.
Независимый резерв времени работы — часть полного резерва времени, получаемая для случая, когда все предшествующие работы заканчиваются в поздние сроки, а все последующие работы начинаются в ранние сроки.
Сетевое моделирование как один из наиболее эффективных инструментов при решении экономических задач. Знакомство с основными принципами и правилами построения сетевых графиков. Общая характеристика моделей управления проектами, рассмотрение особенностей.
| Рубрика | Экономико-математическое моделирование |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.05.2013 |
| Размер файла | 2,0 M |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Введение
сетевой моделирование экономический задача
В практике управления постоянно встречаются задачи, требующие анализа и интерпретации данных, связанных с ходом выполнения какого-либо проекта при условии многовариантности.
Сетевое моделирование является одним из наиболее эффективных инструментов при решении подобных задач. Использование сетевых моделей позволяет не только организовать работу таким образом, чтобы достичь оптимальных результатов с минимальной себестоимостью или минимальными сроками исполнения проекта, но и оперативно реагировать на непредвиденные изменения, дополняя и быстро корректируя модель.. В современной деловой среде актуальность проектного управления как метода организации и управления производством значительно возросла. Это обусловлено объективными тенденциями в глобальной реструктуризации бизнеса. Принцип концентрации производственно-экономического потенциала уступил место принципу сосредоточения на развитии собственного потенциала организации. Крупные производственно-хозяйственные комплексы конгломеративного типа быстро замещаются гибкими сетевыми структура-ми, среди участников которых доминирует принцип предпочтения использования внешних ресурсов внутренним (outsourcing). Поэтому производственная деятельность всё больше превращается в комплекс работ со сложной структурой используемых ресурсов, сложной организационной топологией, сильной функциональной зависимостью от времени и огромной стоимостью. Сетевое моделирование нашло место не только в экономических и управленческих дисциплинах. Оно широко используется в программировании, в различных отраслях промышленности для решения практических задач по распределению ресурсов, в химии для поиска оптимальных рецептур химических составов и т.д.
Целью курсовой работы является исследование сетевого моделирования, изучение основных принципов и правил построения сетевых графиков и их анализа, а также приобретение практических навыков расчета сетевых моделей.
Теоретико-методическое описание сетевых моделей
Графом называется совокупность двух конечных множеств:
множества точек, которые называются вершинами, и множества пар вершин, которые называются ребрами. Если рассматриваемые пары вершин
являются упорядоченными, т. е. на каждом ребре задается направление, то граф называется ориентированным; в противном случае -- неориентированным. Последовательность неповторяющихся ребер, ведущая от некоторой вершины к другой, образует путь.
Граф называется связным, если для любых двух его вершин существует путь, их соединяющий; в противном случае граф называется несвязным. В экономике чаще всего используются два вида графов: дерево и сеть. Дерево представляет собой связный граф без циклов, имеющий исходную вершину (корень) и крайние вершины; пути от исходной вершины к крайним вершинам называются ветвями.
Основными элементами СГ являются:
Событие -- это момент завершения какого-либо процесса, отражающий отдельный этап выполнения проекта. Событие может являться частным результатом отдельной работы или суммарным результатом нескольких работ. Событие может свершиться только тогда, когда закончатся все работы, ему предшествующие. Последующие работы могут начаться только тогда, когда событие свершится. Отсюда двойственный характер события: для всех непосредственно предшествующих ему работ оно является конечным, а для всех непосредственно следующих за ним -- начальным. При этом предполагается, что событие не имеет продолжительности и свершается как бы мгновенно. Поэтому каждое событие, включаемое в сетевую модель, должно быть полно, точно и всесторонне определено, его формулировка должна включать в себя результат всех непосредственно предшествующих ему работ.
Среди событий сетевой модели выделяют события:
Исходное событие не имеет предшествующих работ и событий, относящихся к представленному в модели комплексу работ.
Завершающее событие не имеет последующих работ и событий. События на сетевом графике (или, как еще говорят, на графе) изображаются кружками (вершинами графа), а работы -- стрелками (ориентированными дугами), показывающими связь между работами.
Работа - это протяженный во времени процесс, требующий затрат трудовых и материальных ресурсов. Каждой работе соответствует одно начальное и одно конечное событие.
Исходное и завершающее события - это начальное и конечное события для всего комплекса рассматриваемых работ. Исходному событию приписывается номер 0 или 1, конечному n.
Рис.1.1. Обозначение элементов графа
Различают три вида работ:
1. Действительная работа - протяженный во времени процесс, требующий затрат ресурсов (например, сборка изделия, испытание прибора и т.п.)- Каждая действительная работа должна быть конкретной, четко описанной и иметь ответственного исполнителя.
2. Ожидание-- это протяженный во времени процесс, не требующий затрат труда (например, процесс сушки после покраски, старения металла, твердения бетона и т.п.).
3. Фиктивная работа - это зависимость или фиктивная работа -- логическая связь между двумя или несколькими работами (событиями), не требующими затрат труда, материальных ресурсов или времени. Она указывает, что возможность одной работы непосредственно зависит от результатов другой. Естественно, что продолжительность фиктивной работы принимается равной нулю. В детерминированных задачах не учитываются изменения продолжительности работы I , которые могут оказывать существенное влияние на срок завершения производственного принесен.
По количеству сетей, описывающий исследуемый комплекс операций, различают односетевые и многосетевые модели. По количеству конечных целей, для достижения которых осуществляется комплекс операций, сетевые модели подразделяются на одноцелевые (с одним завершающим событием) и многоцелевые (с несколькими завершающими событиями). По количеству исходных событий или операций различают сеть с одним исходным событием (одной исходной операцией) и несколькими исходными событиями (несколькими исходными операциями). По количеству операций, составляющий комплекс, сетевые модели подразделяются на большого объема (свыше 10 000 операций), среднего объема (от 1500 до 10 000 операций) и малого объема (до 1500 операций)
Рис. 1.2. Классификация сетевых моделей
Следует, отметить, что с помощью фиктивных операций многосетевая многоцелевая модель с несколькими исходными событиями (операциями) всегда может быть преобразована в ондосетевую одноцелевую модель с одним исходным событием.
Порядок и правила построения сетевых графиков
Сетевые графики составляются на начальном этапе планирования. Вначале планируемый процесс, разбивается на отдельные работы, составляется перечень работ и событий, продумываются их логические связи и последовательность выполнения, работы закрепляются за ответственными исполнителями. С их помощью оценивается длительность каждой работы. Затем составляется (сшивается) сетевой график. После упорядочения сетевого графика рассчитываются параметры событий и работ, определяются резервы времени и критический путь. Наконец, проводятся анализ и оптимизация сетевого графика, который при необходимости вычерчивается заново с пересчетом параметров событий и работ.
При построении сетевого графика необходимо соблюдать рад правил.
1. В сетевой модели не должно быть тупиковых" событий, т.е. событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события (рис. 1.2 а). Здесь либо работа (2, 3) не нужна и ее необходимо аннулировать, либо не замечена необходимость определенной работы, следующей за событием 3 для свершения какого-либо последующего события. В таких случаях необходимо тщательное изучение взаимосвязей событий и работ для исправления возникшего недоразумения.
2. В сетевом графике не должно быть "хвостовых" событий (кроме исходного), которым не предшествует хотя бы одна работа (событие 3 -- на рис. 1.3). Здесь работы, предшествующие событию 3, не предусмотрены. Поэтому событие 3 не может свершиться, а следовательно, не может быть выполнена и следующая за ним работа (3, 5). Обнаружив в сети такие события, необходимо определить исполнителей предшествующих им работ и включить эти работы в сеть.
3. В сети не должно быть замкнутых контуров и петель, т.е. путей, соединяющих некоторые события с ними же самими (рис. 1.3 в, г). Представим себе, что в сетевом графике, изображенном на рис, 1.3 а, работы Б (построение математической модели) и Д (построение и отладка программы для ЭВМ) при формулировании первоначального списка работ мы объединили бы в одну работу Б'. Тогда получили бы сетевой график, представленный на рис. 1.3 в.
Событие 2' означает, что можно переходить к работе Б', которую нельзя выполнить до выбора метода расчета (работа Г), а выбор метода расчета нельзя начинать до окончания построения модели (событие 3) Другими словами, в сети образовался простейший контур: 2'-3'-2'.
При возникновении контура (а в сложных сетях, т.е. в сетях с высоким показателем сложности, это встречается довольно часто и обнаруживается лишь при помощи ЭВМ) необходимо вернуться к исходным данным и путем пересмотра состава работ добиться его устранения. Так, в нашем примере потребовалось бы разделение работы Б' на Б и Д
4. Любые два события должны быть непосредственно связаны не более чем одной работой-стрелкой.
Нарушение этого условия происходит при изображении параллельно выполняемых работ (рис. 1.3 д). Если эти работы так и оставить, то произойдет путаница из-за того, что две различные работы будут иметь одно и то же обозначение (1, 2); обычно принято под i , j) понимать работу, связывающую i -е событие с i -м событием. Однако содержание этих работ, состав привлекаемых исполнителей и количество затрачиваемых на работы ресурсов могут существенно отличаться.
В этом случае рекомендуется ввести фиктивное событие (событие 2' на рис. 1.2 е) и фиктивную работу (работа 2 i ', 2), при этом одна из параллельных работ (1, 2') замыкается на это фиктивное событие. Фиктивные работы изображаются на графике пунктирными линиями.
5. В сети рекомендуется иметь одно исходное и одно завершающее событие. Если в составленной сети это не так (см. рис. 1.3 ж), то добиться желаемого можно путем введения фиктивных событий и работ, как это показано на рис. 1.3 з.
Фиктивные работы и события необходимо вводить и в ряде других случаев. Один из них -- отражение зависимости событий, не связанных с реальными работами. Например, работы А и Б (рис. 1.3 и) могут выполняться независимо друг от друга, но по условиям производства работа Б не может начаться раньше, чем окончится работа А, Это обстоятельство требует введения фиктивной работы С
Другой случай -- неполная зависимость работ. Например, работа С требует для своего начала завершения работ А и Б, но работа Д связана только с работой Б, а от работы А не зависит. Тогда требуется введение фиктивной работы Ф и фиктивного события 3', как показано на рис. 1.3 к
Кроме того, фиктивные работы могут вводиться для отражения реальных отсрочек и ожидания, В отличие от предыдущих случаев здесь фиктивная работа характеризуется протяженностью во времени.
ПУТЬ - это любая последовательность работ в сети, в которой конечное событие каждой работы этой последовательности совпадает с начальным событием следующей за ней работы.
Путь (L) от исходного до завершающего события называется полным.
Путь от исходного до данного промежуточного события называется путем, предшествующим этому событию.
Путь, соединяющий какие-либо два события i и j, из которых ни одно не является исходным или завершающим, называется путем между этими событиями.
Параметры сетевой модели. К основным параметрам сетевой модели относятся: а) критический путь; б) резервы времени событий; в) резервы времени путей и работ.
Критический путь - наибольший по продолжительности путь сетевого графика (Lкр.).
Изменение продолжительности любой работы, лежащей на критическом пути, соответствующим образом меняет срок наступления завершающего события.
При планировании комплекса работ критический путь позволяет найти срок наступления завершающего события. В процессе управления ходом комплекса работ внимание управляющих сосредотачивается на главном направлении - на работах критического пути. Это позволяет наиболее целесообразно и оперативно контролировать ограниченное число работ, влияющих на срок разработки, а также лучше использовать имеющиеся ресурсы.
Таким образом, методы сетевого моделирования относятся к методам принятия оптимальных решений. Так же система сетевого планирования и управления позволяет:
- формировать план выполнения некоторого комплекса работ;
- выявить трудовые, материальные и денежные ресурсы;
- осуществлять управление работами с прогнозированием и предупреждением возможных срывов.
Содержание работы
Введение
1. Сетевые модели планирования и управления
1.1 Система сетевого планирования и управления
1.2 Сетевое планирование в условиях неопределенности
2. Построение сетевой модели
Заключение
Список используемой литературы
Файлы: 1 файл
сетевые модели (мой реферат.doc
Федеральное агентство по образованию
Российский государственный торгово-экономический университет
Кафедра высшей математики
по экономико-математическим методам
Содержание
Введение
1. Сетевые модели планирования и управления
1.1 Система сетевого планирования и управления
1.2 Сетевое планирование в условиях неопределенности
2. Построение сетевой модели
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Современное разнообразие, многосвязность и взаимозависимость задач коммерческой деятельности вызывают большие трудности при планировании реальных сроков их выполнения.
Традиционные, сложившиеся методы планирования и управления иногда не обеспечивают выполнение операций в коммерческой деятельности в намеченные сроки и не позволяют определить оптимальные объемы ресурсов.
Необходимым свойством системы планирования и управления работами является способность оценить текущее состояние, учесть возможное состояние в будущем, предсказать дальнейший ход работ и таким образом предупредить от возможных ошибок, заранее оперативно воздействовать на ход комплекса работ в сжатые сроки и с наименьшими затратами.
Наиболее эффективны в настоящее время сетевые методы и модели, на базе которых созданы методы сетевого планирования и управления (СПУ). Такие системы предназначены для управления объектами особого типа и сложности, получившими название комплексов взаимосвязанных работ, коммерческих операций, разработок, которые требуют четкой координации взаимодействия множества исполнителей. СПУ позволяет осуществить надежную координацию всех звеньев и подразделений, участвующих в сложном комплексе.
Особенность СПУ заключается в том, что деятельность всех коллективов исполнителей рассматривается в целом как единый комплекс взаимосвязанных и взаимозависимых операций, направленных на достижение общей конечной цели. В данных операциях используются информационно-динамические модели особого вида, так называемые сетевой моделью логико-математического описания, позволяющая алгоритмизировать расчеты параметров этого процесса
Сетевой моделью (другие названия: сетевой график, сеть) называется экономико-компьютерная модель, отражающая комплекс работ (операций) и событий, связанных с реализацией некоторого проекта (научно-исследовательского, производственного и др.), в их логической и технологической последовательности и связи.
Анализ сетевой модели, представленной в графической или табличной (матричной) форме, позволяет,
во-первых, более четко выявить взаимосвязи этапов реализации проекта и
во-вторых, определить наиболее оптимальный порядок выполнения этих этапов в целях, например, сокращения сроков выполнения всего комплекса работ.
Таким образом, методы сетевого моделирования относятся к методам принятия оптимальных решений. Так же система сетевого планирования и управления позволяет:
- формировать план выполнения некоторого комплекса работ;
- выявить трудовые, материальные и денежные ресурсы;
- осуществлять управление работами с прогнозированием и предупреждением возможных срывов.
1. Сетевые модели планирования и управления
1.1 Система сетевого планирования и управления
Математический аппарат сетевых моделей базируется на теории графов.
Графом называется совокупность двух конечных множеств: множества точек, которые называются вершинами, и множества пар вершин, которые называются ребрами1. Если рассматриваемые пары вершин являются упорядоченными, т. е. на каждом ребре задается направление, то граф называется ориентированным; в противном случае — неориентированным. Последовательность неповторяющихся ребер, ведущая от некоторой вершины к другой, образует путь.
Граф называется связным, если для любых двух его вершин существует путь, их соединяющий; в противном случае граф называется несвязным.
В экономике чаще всего используются два вида графов: дерево и сеть.
Дерево представляет собой связный граф без циклов, имеющий исходную вершину (корень) и крайние вершины; пути от исходной вершины к крайним вершинам называются ветвями.
В экономических исследованиях сетевые модели возникают при моделировании экономических процессов методами сетевого планирования и управления.
Объектом управления в системах сетевого планирования и управления являются коллективы исполнителей, располагающих определенными ресурсами и выполняющих определенный комплекс операций, который призван обеспечить достижение намеченной цели, например, разработку туристического маршрута и его оптимизацию и т.п.
Основой сетевого планирования и управления является сетевая модель (СМ), в которой моделируется совокупность взаимосвязанных работ и событий, отображающих процесс достижения определенной цели. Она может быть представлена в виде графика или таблицы.
Основные понятия сетевой модели: событие, работа и путь.
Представим графически сетевую модель, состоящую из 11 событий и 16 работ, продолжительность выполнения которых указана над работами (рисунок 1).
Рисунок 1– Сетевая модель
Работа характеризует материальное действие, требующее использования ресурсов, или логическое, требующее лишь взаимосвязи событий. При графическом представлении работа изображается стрелкой, которая соединяет два события. Она обозначается парой заключенных в скобки чисел (i,j), где i – номер события, из которого работа выходит, а j – номер события, в которое она входит. Работа не может начаться раньше, чем свершится событие, из которого она выходит. Каждая работа имеет определенную продолжительность t (i,j) – например, запись t (2,5) = 4 означает, что работа (2,5) имеет продолжительность 5 единиц. К работам относятся также такие процессы, которые не требуют ни ресурсов, ни времени выполнения. Они заключаются в установлении логической взаимосвязи работ и показывают, что одна из них непосредственно зависит от другой; такие работы называются фиктивными и на графике изображаются пунктирными стрелками (см. работу (6,9)).
Событиями называются результаты выполнения одной или нескольких работ. Они не имеют протяженности во времени. Событие свершается в тот момент, когда оканчивается последняя из работ, входящая в него. События обозначаются одним числом и при графическом представлении сетевая модель изображаются кружком (или иной геометрической фигурой), внутри которого проставляется его порядковый номер (i = 1, 2, . n).
В сетевой модели имеется начальное событие (с номером 1), из которого работы только выходят, и конечное событие (с номером N), в которое работы только входят.
Путь это цепочка следующих друг за другом работ, соединяющих начальную и конечную вершины, например, в приведенной выше модели путями являются L1 = (1, 2, 3, 7, 10, 11), L2 = (1, 2, 4, 6, 11) и др.
Продолжительность пути определяется суммой продолжительностей составляющих его работ. Путь, имеющий максимальную длину, называют критическим и обозначают LKp, а его продолжительность – tкр. Работы, принадлежащие критическому пути, называются критическими. Их несвоевременное выполнение ведет к срыву сроков всего комплекса работ.
Cетевая модель имеют ряд характеристик, которые позволяют определить степень напряженности выполнения отдельных работ, а также всего их комплекса и принять решение о перераспределении ресурсов.
Перед расчетом сетевой модели следует убедиться, что она удовлетворяет следующим основным требованиям:
Объектами исследования методами СПУ являются крупные народнохозяйственные комплексы, научные исследования, конструкторская и технологическая подготовка производства новых видов изделий, строительство, реконструкция экономических объектов, капитальный ремонт основных фондов.
СПУ представляет собой совокупность расчетных методов, организационных и контрольных мероприятий по планированию и управлению комплексом работ.
Система СПУ позволяет:
- формировать календарный план реализации комплекса работ;
- выявлять резервы времени, трудовые, материальные и стоимостные ресурсы;
- осуществлять управление комплексом работ с прогнозированием и предупреждением возможных срывов в ходе работ;
- повышать эффективность управления в целом при четком распределении ответственности между руководителями разных уровней и исполнителями работ.
Комплекс работ (комплекс операций, проект) – всякая задача, для выполнения которой осуществляют разнообразные работы. Например, строительство здания, сборка самолета.
Основные этапы СПУ:
1. Составление перечня работ проекта, определение их логических связей и последовательности выполнения, закрепление работ за ответственными исполнителями, оценивание длительностей работ.
2. Реализация проекта в виде сетевого графика.
3. Упорядочение сетевого графика, расчет параметров работ, определение резервов времени и критического пути.
4. Анализ и оптимизация сетевого графика.
5. Составление временного графика реализации проекта.
Сетевая модель, ее основные элементы
Основой СПУ является сетевая модель.
Сетевой моделью называется экономико-математическая модель, отражающая для реализации некоторого проекта комплекс работ и событий, а также их логические и технологические последовательности и связи. Анализ сетевой модели, представленной в графической или табличной форме, позволяет:
- четко выяснить взаимосвязи этапов реализации проекта;
- определить наиболее оптимальный порядок выполнения этих этапов (например, для сокращения сроков выполнения всего комплекса работ).
Значит методы сетевого моделирования относятся к методам принятия оптимальных решений.
Математический аппарат сетевых моделей базируется на теории графов. Граф – это совокупность двух конечных множеств: множества точек, которые называются вершинами, и множества пар вершин, которые называются ребрами. Если рассматриваемые пары вершин являются упорядоченными, т.е. на каждом ребре задается направление, то граф называется ориентированным; в противном случае – неориентированным. Последовательность неповторяющихся ребер, ведущая от некоторой вершины к другой, образует путь. Граф называется связным, если для любых двух его вершин существует путь, их соединяющий; в противном случае граф называется несвязным. В экономике используются два вида графов: дерево и сеть. Дерево представляет собой связный граф без циклов, имеющий исходную вершину (корень) и крайние вершины; пути от исходной вершины к крайним вершинам называются ветвями. Сеть – это ориентированный конечный связный граф, имеющий начальную вершину (источник) и конечную вершину. Таким образом, сетевая модель представляет собой граф вида „ сеть”.
Сетевая модель в графическом изображении называется сетевым графиком. Ее отличительная особенность – четкое определение всех временных взаимосвязей предстоящих работ. Главные элементы сетевой модели – события и работы.
Термин работа используется в СПУ в широком смысле:
- это действительная работа – протяженный во времени процесс проекта, требующий затрат ресурсов (например, сборка изделия);
- это ожидание – протяженный во времени процесс, не требующий затрат труда (например, процесс сушки после покраски);
- это зависимость или фиктивная работа – логическая связь между двумя или несколькими работами (событиями), не требующими затрат труда, материальных ресурсов или времени. Эта связь указывает на тот факт, что возможность выполнения одной работы непосредственно зависит от результатов другой. Ее продолжительность принимается равной нулю (0).
Событие – это момент завершения какого-либо процесса, отражающий отдельный этап выполнения проекта. Событие устанавливает отношение предшествования среди процессов проекта. Оно может свершиться лишь тогда, когда закончатся все работы, ему предшествующие. Последующие работы могут начаться лишь тогда, когда событие свершится. Отсюда, двойственный характер события: для всех непосредственно предшествующих ему работ оно является конечным, а для всех непосредственно следующих за ним – начальным. При этом предполагается, что событие не имеет продолжительности и совершается как бы мгновенно.
В сетевой модели выделяют такие события:
- исходное – не имеет предшествующих работ и событий;
- завершающее – не имеет последующих работ и событий.
События на сетевом графике изображаются кружками (вершинами графа), а работы – стрелками (ориентированными дугами), указывающими связь между работами.
Принято под кодом (i ,j) понимать работу, связывающую i-е событие с j-м событием. На рис. 4.1 показан фрагмент сетевого графика.
Читайте также: