ПРИЛОЖЕНИЯ. Методика сетевого планирования НИР

Приложение 1

Методика сетевого планирования НИР

Большая сложность и комплексность научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, одновременное участие многих исполнителей, необходимость параллельного выполнения работ, зависимость начала многих работ от результатов других, значительно осложняет планирование разработки. Наиболее удобными в этих условиях являются системы сетевого планирования и управления, основанные на применении сетевых моделей планируемых процессов, допускающих использование современной вычислительной техники, позволяющих быстро определить последствия различных вариантов управляющих воздействий и находить наилучшие из них. Они дают возможность руководителям своевременно получать достоверную информацию о состоянии дел, о возникших задержках и возможностях ускорения хода работ, концентрируют внимание руководителей на “критических” работах, определяющих продолжительность проведения разработки в целом, заставляют совершенствовать технологию и организацию работ, непосредственно влияющих на сроки проведения разработки, помогают составлять рациональные планы работ, обеспечивают согласованность действий исполнителей.

Планирование научно-исследовательских работ с применением сетевого метода ведётся в следующем порядке:

- составляется перечень событий и работ;

- устанавливается топология сети;

- строится сетевой график по теме;

- определяется продолжительность работ (t_ож);

- рассчитываются параметры сетевого графика;

- определяется продолжительность критического пути;

- проводится анализ и оптимизация сетевого графика, если это необходимо.

В перечне событий и работ указывают кодовые номера событий и их наименование, в последовательности от исходного события к завершающему, при расположении кодовых номеров и наименований работ перечисляются все работы, имеющие общее начальное событие.

Исходные данные для расчета получают методом экспертных оценок. Для работ, время выполнения которых неизвестно, исполнитель или другие специалисты, привлекаемые в качестве экспертов, дают в соответствие с принятой системой три или две вероятностные оценки продолжительности:

- t_min - минимальную;

- t_max - максимальную;

- t_нв - наиболее вероятную или только первые две.

Эти величины являются исходными для расчёта ожидаемого времени t_ож по формуле (1).

T_ож= (1)

После построения графика и выбора необходимых исходных данных рассчитывают параметры сети: сроки совершения событий, резервы времени, продолжительность критического пути. Расчёт параметров сети наиболее удобно выполнять табличным методом, если число событий не превышает 100 - 150. Этому условию соответствует проводимая разработка.

Для описания сети в “терминах событий” используются следующие понятия.

Ранний срок наступления события (T_pi) - минимальный срок, необходимый для выполнения всех работ, предшествующих данному событию, равен продолжительности наибольшего из путей, ведущих от исходного события 1 к данному (формула (2)).

t_pi= (2)

Критический путь сети (Т_кр) - максимальный путь от исходного события 1 до завершающего события С.

Поздний срок наступления события (T_ni) - максимально допустимый срок наступления данного события, при котором сохраняется возможность соблюдения ранних сроков наступления последующих событий, равен разности между продолжительностью критического пути и наибольшего из путей, ведущих от завершающего события данному (формула (3)).

t_ni= (3)

Все события в сети, за исключением событий, принадлежащих критическому пути, имеют резерв времени (R_i), приведённый в выражении (4).

R_i=t_ni-t_pi (4)

Резерв времени события показывает, на какой предельный срок можно задержать наступление этого события, не увеличивая общего срока окончания работ (т.е. продолжительности критического пути).

При описании сети “в терминах работ” определяют ранние и поздние сроки начала и окончания работ (формулы (5) - (8)).

ранний срок начала:

t_рнi,j=t_pi (5)

поздний срок начала:

t_рнi,j=t_поi,j-t_i,j (6)

ранний срок окончания:

t_роi,j=t_рнi,j+t_i,j (7)

поздний срок окончания:

t_поi,j=t_nj (8)

Работы сетевой модели могут иметь два вида резервов времени: полный (R_пi,j) и свободный (R_ci,j). Полный резерв показывает, на сколько может быть увеличена продолжительность данной работы или сдвинуто её начало так, чтобы продолжительность максимального из проходящих через неё путей не превысила критического пути. Полный резерв, если он не использован до конца при выполнении данной работы, частично может быть перераспределён и между другими работами, лежащими на данном пути. Полный резерв рассчитывается по формуле (9).

R_ni,j=t_поi,j-t_роi,j (9)

Свободный резерв показывает максимальное время, на которое можно увеличить продолжительность данной работы или изменить её начало, не меняя ранних сроков начала последующих работ.

Он является независимым резервом времени данной работы, т.к. использование его не меняет величины свободных резервов остальных работ сети.

Свободный резерв рассчитывается по формуле (10).

R_свi,j=t_pj-t_pi-t_i,j (11)

В соответствии с вышеизложенной методикой приведём планирование внедрения процессного подхода.

Перечень событий и работ по каждому этапу приводится в таблице 1.

Оформление документации и подготовка к сдаче разработки. В таблице 1 приведен перечень событий и работ, имеющих место при разработке АРМ РД.

Таблица 1.Перечень событий и наименование работ (фрагмент)

Номер события	Событие	Код работы	Наименование работы
	Решение о внедрении процессного подхода принято	0-1	Создание группы разработчиков проекта
	Группа разработчиков проекта создана	1-2	Изучение требований МС ИСО 9001-2000 к процессному подходу
	Требования МС ИСО 9001-2000 к процессному подходу группой разработчиков проекта изучены	2-3	Определение процессов и их применения в организации

На основании перечня событий и работ построен сетевой график работ.

Кружки на сетевом графике обозначают события, стрелки – работы, номер над стрелкой – время, необходимое для выполнения данной работы. Каждый кружок, изображающий событие, делится на четыре сектора. В верхнем секторе располагается номер события, в левом секторе – ранний срок наступления события, в правом секторе – поздний срок окончания события. В нижнем секторе располагается резерв времени наступления события.

Для определения полного резерва времени работы надо из числа в правом секторе конечного события вычесть число в левом секторе начального события и продолжительность работы между конечным и начальным событиями. Для определения свободного резерва надо из числа в левом секторе конечного события вычесть число в левом секторе начального события и продолжительность работы.

Расчет параметров сетевого графика удобно производить, последовательно заполняя таблицу параметров сети по определенным правилам.

Расчет ожидаемого времени выполнения работы производится по формуле (1) с использованием минимальной и максимальной вероятностных оценок продолжительности работ.

Раннее начало работ, выходящих из исходного события, равно нулю, а раннее окончание этих работ равно их продолжительности. Раннее начало последующих работ определяется путем выбора максимального из сроков раннего окончания предшествующих работ.

Раннее окончание каждой работы определяется по формуле (7) и фактически равно сумме величин раннего начала и продолжительности данной работы.

Продолжительность критического пути определяется после нахождения сроков раннего начала работ и раннего окончания работ, которые ведут к завершающему событию. Найденная величина заносится в графу позднего срока окончания работ для всех работ, ведущих к завершающему событию.

Заполнение графы позднего срока окончания работ, кроме ее последней строки производится снизу вверх следующим образом: находятся все работы, последующие за рассматриваемой, и определяются разности между поздним окончанием этих работ и их продолжительностью. Минимальная из полученных величин заносится в графу позднего срока окончания работ.

Данные графы позднего срока начала работ находятся как разность позднего окончания этих работ и их продолжительности.

Полный и свободный резервы времени определяются по формулам (9) и (10) соответственно.

Параметры сетевого графика представлены в таблице 2.

Таблица 2.Параметры сетевого графика (фрагмент)

Код работы	ti,j	tрнi,j	tпнi,j	tроi,j	tпоi,j	Rni,j	Rсi,j
0-1
1-2
2-3
и т.д.

3 Оптимизация сетевого графика

Выяснение резерва времени по всем работам служит источником для сокращения критического пути, следовательно, и срока выполнения задания.

Следует обратить особое внимание на:

- работы, лежащие на некритических путях, продолжительность которых близка к критическому. Работы, лежащие на подкритических путях могут стать критическими при сокращении критического пути;

- - работы с наибольшими резервами времени. Именно с этих работ можно временно перебросить исполнителей на критический путь с целью его сокращения. При этом резервы времени на этих работах уменьшаются.

Таким образом, для оптимизации сетевого графика следует перераспределить трудовые и материальные ресурсы, отняв часть ресурсов с работ, имеющих наибольшие резервы времени, на работы, лежащие на критическом пути. С этой целью сетевой график строится в осях «критический путь – резервы времени» для графического определения наибольших резервов времени.

Расчеты продолжительности работ, подвергнутых перераспределению ресурсов, сводятся в таблицу 3.

Таблица 3. Результаты оптимизации сетевого графика.

Код работы, с которой передаются ресурсы i,j	Продолжительность работы ti,j	Число работников	Код работ, на которые передаются ресурсы m,n	Продолжительность работы tm,n	Число работников
до ti,j	после t1i,j	до Рi,j	после Рi,j	до tm,n	после t1m,n	до Рm,n	после Р1m,n
12-13					4-5
13-16					11-16
14-15					7-10
11-23					22-23

пример 1

Пример сетевого планирования НИР и определения ее эффективности

при разработке «Стандарта предприятия»