Основные понятия управления проектами
Проектом называется совокупность распределенных во времени мероприятий или работ, направленных на достижение поставленной цели. Примерами проектов являются строительство зданий, комплексов, предприятий, освоение выпуска нового вида продукции, проведение модернизации производства, разработка программного продукта и т.д.
Проект обладает определенными свойствами .
- Проект всегда имеет четко определенную цель, которая выражается в получении некоторого результата. Достижение этого результата означает успешное завершение и окончание проекта. Например, для проекта строительства здания результатом является само здание, принятое в эксплуатацию.
- Проект имеет четко очерченное начало, которое совпадает с началом первой работы, направленной на достижение поставленной цели. Начало может задаваться директивно, либо рассчитываться в результате составления плана работ по проекту.
- Проект имеет четко очерченный конец, который совпадает с концом последней работы, направленной на получение заданного результата. Как и начало, конец проекта может задаваться директивно, или рассчитываться при составлении плана работ. Например, для проекта строительства здания конец проекта совпадает с датой акта сдачи/приемки его в эксплуатацию.
- Проект исполняется командой, в состав которой входит руководитель проекта, менеджеры, исполнители. Помимо основной команды в нем могут участвовать сторонние исполнители, команды и организации, которые привлекаются на временной основе для выполнения отдельных работ.
- При реализации проекта используются материальные ресурсы. Их номенклатура и количество определяются характером проекта и входящих в него работ. Так при строительстве дома используются песок, щебень, цемент, кирпич и т.п.
- Проект имеет бюджет. Стоимость проекта складывается из стоимости израсходованных материальных ресурсов, затрат по оплате труда реализующей его команды и прочих расходов, связанных с особенностями конкретных видов работ.
- Проект имеет ограничения трех видов.
- Ограничения по бюджету устанавливают предельную стоимость всего проекта или отдельных видов работ.
- Ограничения по времени задают предельные сроки окончания либо всего проекта, либо некоторых работ. Например, тестовые испытания должны проводиться в присутствии представителя заказчика, который будет присутствовать в заданный период времени.
- Ограничения по ресурсам определяются ограниченным составом команды или графиками поступления материальных ресурсов.
Сетевое планирование и управление
Структурное планирование. Календарное планирование. Оперативное управление.
Структурное планирование
Структурное планирование включает в себя несколько этапов:
- разбиение проекта на совокупность отдельных работ, выполнение которых необходимо для реализации проекта;
- построение сетевого графика, описывающего последовательность выполнения работ;
- оценка временных характеристик работ и анализ сетевого графика.
Основную роль на этапе структурного планирования играет сетевой график.
Сетевой график – это ориентированный граф, в котором вершинами обозначены работы проекта, а дугами – временные взаимосвязи работ.
Сетевой график должен удовлетворять следующим свойствам .
- Каждой работе соответствует одна и только одна вершина. Ни одна работа не может быть представлена на сетевом графике дважды. Однако любую работу можно разбить на несколько отдельных работ, каждой из которых будет соответствовать отдельная вершина графика.
- Ни одна работа не может быть начата до того, как закончатся все непосредственно предшествующие ей работы. То есть если в некоторую вершину входят дуги, то работа может начаться только после окончания всех работ, из которых выходят эти дуги.
- Ни одна работа, которая непосредственно следует за некоторой работой, не может начаться до момента ее окончания. Другими словами, если из работы выходит несколько дуг, то ни одна из работ, в которые входят эти дуги, не может начаться до окончания этой работы.
- Начало и конец проекта обозначены работами с нулевой продолжительностью. Такие работы называются вехами и обозначают начало или конец наиболее важных этапов проекта.
Пример . В качестве примера рассмотрим проект "Разработка программного комплекса". Предположим, что проект состоит из работ, характеристики которых приведены в табл.2.1.
Сетевой график для данного проекта изображен на рис.2.1. На нем вершины, соответствующие обычным работам, обведены тонкой линией, а толстой линией обведены вехи проекта.
Рис. 2.1. Сетевой график проекта
Сетевой график позволяет по заданным значениям длительностей работ найти критические работы проекта и его критический путь.
Критической называется такая работа, для которой задержка ее начала приведет к задержке срока окончания проекта в целом. Такие работы не имеют запаса времени. Некритические работы имеют некоторый запас времени, и в пределах этого запаса их начало может быть задержано.
Критический путь – это путь от начальной к конечной вершине сетевого графика, проходящий только через критические работы. Суммарная длительность работ критического пути определяет минимальное время реализации проекта.
Нахождение критического пути сводится к нахождению критических работ и выполняется в два этапа.
- Вычисление раннего времени начала каждой работы проекта. Эта величина показывает время, раньше которого работа не может быть начата.
- Вычисление позднего времени начала каждой работы проекта. Эта величина показывает время, позже которого работа не может быть начата без увеличения продолжительности всего проекта.
Критические работы имеют одинаковое значение раннего и позднего времени начала.
Обозначим – время выполнения работы , – раннее время начала работы , – позднее время начала работы . Тогда
где – множество работ, непосредственно предшествующих работе . Раннее время начальной работы проекта принимается равным нулю.
Поскольку последняя работа проекта – это веха нулевой длительности, раннее время ее начала совпадает с длительностью всего проекта. Обозначим эту величину . Теперь принимается за позднее время начала последней работы, а для остальных работ позднее время начала вычисляется по формуле:
Здесь – множество работ, непосредственно следующих за работой .
Схематично вычисления раннего и позднего времени начала изображены, соответственно, на рис. 2.2 и рис.2.3.
Рис. 2.2. Схема вычисления раннего времени начала работы
Рис. 2.3. Схема вычисления позднего времени начала работы
Пример . Найдем критические работы и критический путь для проекта "Разработка программного комплекса", сетевой график которого изображен на рис.1, а длительности работ исчисляются днями и заданы в табл.1.
Сначала вычисляем раннее время начала каждой работы. Вычисления начинаются от начальной и заканчиваются конечной работой проекта. Процесс и результаты вычислений изображены на рис.2.4.
Результатом первого этапа помимо раннего времени начала работ является общая длительность проекта .
На следующем этапе вычисляем позднее время начала работ. Вычисления начинаются в последней и заканчиваются в первой работе проекта. Процесс и результаты вычислений изображены на рисунке 2.5.
Рис. 2.4. Вычисление раннего времени начала работ
Рис. 2.5. Вычисление позднего времени начала работ
Сводные результаты расчетов приведены в табл.2.2. В ней выделены заливкой критические работы. Критический путь получается соединением критических работ на сетевом графике. Он показан пунктирными стрелками на рис.2.6.
Рис. 2.6. Критический путь проекта
После вычисления величин и для каждой работы вычисляется резерв времени :
Эта величина показывает, насколько можно задержать начало работы без увеличения длительности всего проекта.
Для критических работ резерв времени равен нулю. Поэтому усилия менеджера проекта должны быть направлены в первую очередь на обеспечение своевременного выполнения этих работ.
Для некритических работ резерв времени больше нуля, что дает менеджеру возможность маневрировать временем их начала и используемыми ими ресурсами. Возможны такие варианты.
- Задержка начала работы на величину, не превышающую резерв времени, а требуемые для работы ресурсы направляются для выполнения работ критического пути. Это может дать уменьшение длительности критической работы и проекта в целом;
- Недогрузка некритической работы ресурсами. В результате длительность ее увеличивается в пределах резерва времени, а освободившийся ресурс задействуется для выполнения критической работы, что также приведет к уменьшению длительности ее и всего проекта.
В приведенном в примере проекте работы 3, 4 и 9 имеют резерв времени согласно табл.2.
Практическое занятие по структурному планированию
Целью занятия является получение навыков составления сетевых графиков, расчета раннего и позднего времени начала работ, нахождения критического пути.
Форма занятия – практическое занятие с использованием рабочей тетради.
Продолжительность – два академических часа.
Пример составления и расчета сетевого графика
Предположим, что мы составляем проект Внедрение бухгалтерской системы для небольшой бухгалтерии, содержащей порядка 10 рабочих мест.
Пример 1. Проект включает в себя следующие работы, представленные в таблице. Построить сетевой график выполнения комплекса работ.
Решение. Работам a 1 и a 2 не предшествуют никакие работы, следовательно, на графике они изображаются дугами, выходящими из исходного события (1), которое означает момент начала выполнения проекта. Работе a 3 предшествует работа a 1 , поэтому на графике дуга a 3 непосредственно следует за дугой a 1 . Событие (2) означает момент окончания работы a 1 и начала работ, которым она предшествует. Работе a 4 предшествуют работы a 1 и a 2 . На графике эта зависимость отражается с помощью введения фиктивной работы (2, 3). Моментом свершения события (3) будет момент, к которому будут выполнены работы a 1 и a 2 и может начинаться работа a 4 . Аналогично с учетом взаимосвязей изображаются на графике все остальные работы. Завершающее событие (6) означает момент выполнения всего проекта.
Правила, используемые при построении сетевого графика.
1) в сетевых графиках не должно быть «тупиков», т.е. событий, из которых не выходит ни одна работа (за исключением завершающего события);
2) в сетевых графиках не должно быть и событий (кроме исходящего), которым не предшествует хотя бы одна работа;
3) при построении сетевых графиков нельзя допускать, чтобы два смежных события были связаны двумя или большим числом количеством работ, что чаще всего бывает при изображении параллельно выполняемых работ. Эта ошибка приводит к путанице из-за того, что две различные работы будут иметь одно и то же обозначение. Чтобы избежать этого, рекомендуется ввести дополнительные события и связать его с последующим зависимостью или фиктивной работой;
4) в сети не должно быть замкнутых циклов, т.е. цепей, соединяющих некоторые события с ними же самими;
5) кроме того, если какие-либо сложные работы могут быть начаты до полного окончания непосредственно предшествующей им работы, то последняя изображается как ряд последовательно выполняемых работ, каждая из которых завершается определенным событием.
6) если для выполнения одной из работ необходимо получение результатов всех работ, входящих в предшествующее для нее событие, а для другой работы достаточно получить результат только одной или нескольких из этих работ, то должно быть дополнительно введено новое событие, а также фиктивная работа, связывающая новое событие с прежней.
Построенный с соблюдением этих правил график является сетевой моделью выполнения проекта. При этом сначала обычно составляются частные сетевые графики, охватывающие работы по отдельным, имеющим самостоятельное значение частям общего комплекса работ, а затем путем «сшивания» получается комплексный (сводный) график, охватывающий всю совокупность работ, подлежащих выполнению.
По форме обратной связи, у нас можно заказать выполнение аналогичной работы в авторском исполнении: .
Сетевые графики нужно строить с соблюдением следующих основных правил:
1. Направление стрелок при построении принимается слева направо, форма графика должна быть простой, без лишних пересечений. Не допускается повторять номера событий.
2. При выполнении параллельных работ, если одно событие служит начальным или конечным событием двух или более работ, вводятся дополнительные дуги, не соответствующие никаким работам комплекса. Дополнительные дуги изображаются штриховыми линиями (рис.28). Работа, ожидание и зависимость должны иметь собственный шифр в виде номера их начального и конечного событий.
Рис. 28. Изображение на сетевом графике параллельных работ:
а - неправильное;б - правильное
3. Если работа расчленяется на ряд участков (захваток), то она может быть представлена как сумма последовательно выполняемых работ (рис. 29).
Рис. 29. Изображение на сетевом графике работ, расчленяемых на участки (захватки)
4. Если две какие-либо работы В и Г непосредственно зависят от совокупного результата двух других работ А и Б, то эта зависимость изображается следующим образом (рис.30).
Рис. 30. Изображение на сетевом графике работ, зависящих от совокупного результата предшествующих
5. Если для начала работы В необходимо окончание работ А и Б, а работа Г может начаться непосредственно после окончания работы Б, то в сетевой график вводится дополнительное событие и связь (рис.31а).
Рис. 31. Изображение на сетевом графике работ, зависящих от предшествующей и совокупного результата предшествующих работ
6. Если для начала работ Б и В достаточно окончания работы А, работа Г может быть начата после окончания работы Б, а работа Д - после совокупного результата работ Б и В, то приметается следующее правило построения работ (рис.З 16).
7. Если работа Д может начаться после окончания работ А и Б и для начала работы В достаточно окончания работы А, а для начала работы Г - окончания работы Б, то на сетевой модели это изображают при помощи двух зависимостей, т.е. применяется следующее правило построения (рис.З1 в).
8. В сети не должно быть замкнутых контуров, то есть путей, выходящих из какого-то события и сходящихся к нему (рис. 32)
Рис. 32. Неправильное построение сетевого графика - имеется замкнутый контур
Путь, представляющий собой совокупность работ Г, Д, В, выходит из события 2 и входит в это же событие.
Наличие замкнутого контура (цикла) в сети свидетельствует об ошибке в принятой технологической последовательности работ или о неправильном изображении их взаимосвязи.
9. В сети не должно быть "тупиков", то есть событий, из которых не выходит ни одна, работа, если только это событие не является завершающим, и "хвостов" то есть событий, в которые пе входит ни одной работы, если эти события не являются исходными для данной сетевой модели (рис.33).
10. При разработке сетевых графиков на крупные объекты или комплексы для наглядности и лучшего контроля следует группировать работы отдельных исполнителей или технологические комплексы, части здания, при этом нужно соблюдать следующие правила:
а) нельзя вводить дополнительных событий, которых нет в детализированных графиках;
б) граничные события в детализированных и укрупненных графиках обязательно должны иметь одинаковые определения и один и тот же номер;
в) укрупнять следует только работы, принадлежащие одному исполнителю;
г) продолжительность укрупненной работы должна быть равна длине максимального пути укрупняемой группы детализированных работ.
Рис. 33. Неправильное построение сетевого графика - имеются "тупик" и "хвост"
Рис. 34. Примеры укрупнения сетевого графика:
а - до укрупнения; б - после укрупнения
11. При изображении на сетевой модели работ, не входящих непосредственно в технологический процесс строительства, но влияющих на осуществление его в установленные сроки (внешних работ, к которым относятся поставки строительных материалов, деталей, конструкций, технологического оборудования, технической документации), вводят дополнительные события и пунктирные стрелки. Такие работы графически выделяют утолщенной стрелкой с двойным кружком.
Рис.35. Изображение на сетевом графике внешних поставок:
а - неправильное; б - правильное
12. Номера событиям присваивают так, чтобы каждое последующее имело больший номер, чем предшествующее. Нумеруют (кодируют) события после окончательного построения сетевой модели, начиная с исходного, которому присваивают первый номер. Номера событиям присваивают в возрастающем порядке, используя "метод вычеркивания работ". После присвоения исходному событию первого номера вычеркивают все выходящие из него работы. Очередной номер получает событие, в которое не входит ни одна работа после вычеркивания. Если таких событий несколько, то номера присваивают в порядке расположения событий сверху вниз. Выходящие работы вычеркивают в порядке возрастания номеров событий.
Рис. 36. Кодирование событий с использованием «метода вычеркивания работ»
13. При организации поточного выполнения работ с разбивкой общего их фронта на отдельные участки (захватки) топологию сети строят в соответствии с безразрывным путем, принимая меры к устранению логических противоречий между работами путем введения нулевых связей между одноименными работами или процессами, выполняемыми на смежных захватках (рис. 37)
Рис. 37. Построение топологии сетевого графика при поточной организации работ:
а - матричный алгоритм с выделением безразрывного пути; б - топология сетевого графика на основе безразрывного пути
Представим себе ситуацию развития проекта капитального строительства на производственном предприятии. Проект успешно инициирован и полным ходом идут работы по его планированию. Сформирована и утверждена , план по вехам принят. Разработан первичный вариант календарного плана. Поскольку задача оказалась достаточно масштабной, куратор принял решение о разработке еще и сетевой модели. Расчет сетевого графика в прикладном аспекте его исполнения является предметом настоящей статьи.
Перед стартом моделирования
Методологический базис сетевого проектного планирования представлен на нашем сайте несколькими статьями. Я лишь сошлюсь на две из них. Это материалы, посвященные в целом и непосредственно . Если в ходе повествования у вас будут возникать вопросы, просмотрите ранее представленные осмысления, основная суть методологии в них изложена. В настоящей статье мы рассмотрим небольшой пример локальной части комплекса строительно-монтажных работ в рамках значительной проектной реализации. Расчеты и моделирование будем выполнять методом «вершина-работа» и классическим табличным способом («вершина-событие») с применением МКР (метода критического пути).
Построение сетевого графика мы начнем на основе первой итерации календарного плана, выполненного в форме диаграммы Ганта. Для целей наглядности предлагаю не учитывать отношения предшествования и максимально упростить последовательность действий. Хотя на практике такое бывает редко, представим в нашем примере, что операции выстроены в последовательность вида «окончание-начало». Ниже вашему вниманию представляются две таблицы: выписка из списка работ проекта (фрагмент из 15-ти операций) и список параметров сетевой модели, необходимый для представления формул.
Пример фрагмента списка операций инвестиционного проекта
Список параметров сетевой модели, подлежащих расчету
Пусть вас не пугает обилие элементов. Построение сетевой модели и расчет параметров достаточно просто выполнить. Важно тщательно подготовиться, иметь под рукой иерархическую структуру работ, линейный график Ганта – в общем, все, что дает возможность определиться с последовательностью и взаимосвязями действий. Еще в первые разы выполнения графика я рекомендую иметь перед собой формулы расчета требуемых значений. Они представлены ниже.
Формулы расчета параметров сетевого графика
Что нам потребуется определить в ходе построения графика?
- Раннее начало текущей работы, в которую входят несколько связей от предыдущих операций. Выбираем максимальное значение из всех ранних окончаний предыдущих операций.
- Позднее окончание текущего действия, из которого выходят несколько связей. Выбираем минимальное значение из всех поздних начал последующих действий.
- Последовательность работ, формирующих критический путь. У этих действий раннее и позднее начала равны, как и раннее и позднее окончание соответственно. Резерв такой операции равен 0.
- Полные и частные резервы.
- Коэффициенты напряженности работ. Логику формул резервов и коэффициента напряженности работы мы рассмотрим в специальном разделе.
Последовательность действий по моделированию
Шаг первый
Построение сетевого графика начинаем путем размещения прямоугольников задач последовательно слева-направо, применяя правила, описанные в предыдущих статьях. При выполнении моделирования методом «вершина-работа» основным элементом диаграммы выступает семисегментный прямоугольник, в составе которого отражены параметры начала, окончания, длительности, резерва времени и наименования или номера операций. Схема представления ее параметров показана далее.
Схема изображения работы на сетевом графике
Результат первого этапа построения сетевого графика
В соответствии с логикой последовательности операций с помощью специализированной программы, MS Visio или любого редактора размещаем образы работ в заданном выше формате. В первую очередь заполняем наименования выполняемых действий, их номера и длительность. Рассчитываем раннее начало и раннее окончание с учетом формулы раннего начала текущего действия в условиях нескольких входящих связей. И так проходим до завершающей фрагмент операции. При этом, в нашем примере проекта тем же графиком Ганта не предусмотрены исходящие связи от операций 11, 12, 13 и 14. «Подвешивать» их на сетевой модели недопустимо, поэтому мы добавляем фиктивные связи к конечной работе фрагмента, выделенные на рисунке синим цветом.
Шаг второй
Находим критический путь. Как известно, это путь, имеющий самую большую продолжительность действий, которые в него входят. Просматривая модель, мы выбираем связи между работами, имеющими максимальные значения раннего окончания действий. Намеченный критический путь выделяем стрелочками красного цвета. Полученный результат представлен на промежуточной схеме далее.
Схема сетевого графика с выделенным критическим путем
Шаг третий
Заполняем значения позднего окончания, позднего начала и полного резерва работ. Для выполнения расчета переходим к конечной работе и берем ее за последнюю операцию критического пути. Это означает, что поздние значения окончания и начала идентичны ранним, и от последней операции фрагмента мы начинаем двигаться в обратную сторону, заполняя нижнюю строку схематического представления действия. Модель выполнения расчета показана ниже на схеме.
Схема расчета поздних начал и окончаний вне критического пути
Итоговый вид сетевого графика
Шаг четвертый
Четвертым шагом алгоритма сетевого моделирования и расчетов выполняется вычисление резервов и коэффициента напряженности. Первым делом имеет смысл обратить внимание на полные резервы путей некритических направлений (R). Они определяются путем вычитания из продолжительности критического пути временной длительности каждого из этих путей, пронумерованных на схеме итогового сетевого графика.
- R пути под номером 1 = 120 – 101 = 19;
- R пути под номером 2 = 120 – 84 = 36;
- R пути под номером 3 = 120 – 104 = 16;
- R пути под номером 4 = 120 – 115 = 5;
- R пути под номером 5 = 120 – 118 = 2;
- R пути под номером 6 = 120 – 115 = 5.
Дополнительные расчеты модели
Выполнение расчета общего резерва текущей операции производится путем вычитания из значения позднего начала раннего начала или из позднего окончания раннего окончания (см. схему расчета выше). Общий (полный) резерв показывает нам возможность начала текущей работы позже или увеличения продолжительности на длительность резерва. Но нужно понимать, что пользоваться полным резервом следует с большой осторожностью, потому что работы, стоящие от текущего события дальше остальных, могут оказаться без запаса времени.
Помимо полных резервов в сетевом моделировании оперируют также и частными или свободными резервами, которые представляют собой разницу между ранним началом последующей работы и ранним окончанием текущей. Частный резерв показывает, есть ли возможность сдвинуть ранее начало операции вперед без ущерба для начала следующей процедуры и всему графику в целом. Следует помнить, что сумма всех частных резервных значений тождественна полному значению резерва для рассматриваемого пути.
Главной задачей выполнения вычислений различных параметров является оптимизация сетевого графика и оценка вероятности выполнения проекта в срок. Одним из таких параметров является коэффициент напряженности, который показывает нам уровень сложности реализовать работу в намеченный срок. Формула коэффициента представлена выше в составе всех расчетных выражений, применяемых для анализа сетевого графика.
Коэффициент напряженности определяется как разница между единицей и частного от деления полного резерва времени работы на разницу длительности критического пути и особого расчетного значения. Это значение включает ряд отрезков критического пути, совпадающих с максимально возможным путем, к которому может быть отнесена текущая операция (i-j). Далее помещен расчет частных резервов и коэффициентов напряженности работ для нашего примера.
Таблица расчета частных резервов и коэффициента напряженности
Коэффициент напряженности варьируется от 0 до 1,0. Значение 1,0 устанавливается для работ, находящихся на критическом пути. Чем ближе значение некритической операции к 1,0, тем труднее удержаться в плановых сроках ее реализации. После того, как значения коэффициента по всем действиям графика посчитаны, операции, в зависимости от уровня этого параметра, могут быть отнесены к категории:
- критической зоны (Кн более 0,8);
- подкретической зоны (Кн более или равно 0,6, но менее или равно 0,8);
- резервной зоны (Кн менее 0,6).
Оптимизация сетевой модели, нацеленная на сокращение общей продолжительности проекта, как правило, обеспечивается следующими мероприятиями.
- Перераспределение ресурсов в пользу наиболее напряженных процедур.
- Снижение трудоемкости операций, расположенных на критическом пути.
- Распараллеливание работ критического пути.
- Переработка структуры сети и состава операций.
Использование табличного метода
Общепризнанные ПП календарного планирования (MS Project, Primavera Suretrack, OpenPlan и т.п.) способны вычислять ключевые параметры сетевой модели проекта. Мы же в настоящем разделе табличным методом выполним настройку подобного расчета обычными средствами MS Excel. Для этого возьмем наш пример фрагмента проектных операций проекта в области СМР. Расположим основные параметры сетевого графика в столбах электронной таблицы.
Модель расчета параметров сетевого графика табличным способом
Преимуществом выполнения расчетов табличным способом является возможность простой автоматизации вычислений и избежание массы ошибок, связанных с человеческим фактором. Красным цветом будем выделять номера операций, располагающихся на критическом пути, а синим цветом отметим расчетные позиции частных резервов, превышающих нулевое значение. Разберем пошагово расчет параметров сетевого графика по основным позициям.
- Ранние начала операций, следующих за текущей работой . Алгоритм расчета настраиваем на выбор максимального значения из раннего времени окончания нескольких альтернативных предыдущих действий. Взять, например, операцию под номером 13. Ей предшествуют работы 6, 7, 8. Из трех ранних окончаний (71, 76, 74 соответственно) нам нужно выбрать максимальное значение – 76 и проставить его в качестве раннего начала операции 13.
- Критический путь . Выполняя процедуру расчета по пункту 1 алгоритма, мы доходим до конца фрагмента, найдя значение продолжительности критического пути, которая в нашем примере составила 120 дней. Значения наибольших ранних окончаний среди альтернативных действий обозначают операции, лежащие на критическом пути. Отмечаем эти операции красным цветом.
- Поздние окончания операций, предшествующих текущей работе . Начиная с концевой работы начинаем движение в обратную сторону от действий с большими номерами к операциям с меньшими. При этом из нескольких альтернатив исходящих работ выбираем наименьшее знание позднего начала. Поздние начала вычисляем как разницу между выбранными значениями поздних окончаний и продолжительности операций.
- Резервы операций . Вычисляем полные (общие) резервы как разницу между поздними началами и ранними началами либо между поздними окончаниями и ранними окончаниями. Значения частных (свободных) резервов получаем в результате вычитания из числа раннего начала следующей операции раннего окончания текущей.
Мы рассмотрели практические механизмы составления сетевого графика и расчета основных параметров временной продолжительности проекта. Таким образом, вплотную приблизились к исследованию возможностей анализа, проводимого с целью оптимизации сетевой модели и формирования непосредственно плана действий по улучшению ее качества. Настоящая тема занимает немного места в комплексе знаний проект-менеджера и не так уж и сложна для восприятия. Во всяком случае, каждый РМ обязан уметь воспроизводить визуализацию графика и выполнять сопутствующие расчеты на хорошем профессиональном уровне.
→ Строительное производство
Методика составления сетевых графиков
Сетевые графики строятся по определенным правилам и в соответствующем порядке на основе некоторых исходных документов и данных. Порядок построения сети может быть разный, но во всех случаях рекомендуется придерживаться ряда общих положений и выработанных практикой правил, приемов. Прежде всего сеть вычерчивается слева направо, работы-стрелки при этом могут иметь произвольную длину и наклон, но общее направление их должно быть именно слева направо. Вначале строится сеть в черновом варианте без нумерации событий (рис. 20.3), после чего эта сеть подвергается упорядочению; в процессе упорядочения в нее добавляются все упущенные и неучтенные работы и взаимосвязи. Пример упорядоченной сети графика приведен на рис. 20.4. Стрелки не должны взаимно пересекаться, лучше несколько сместить событие или изобразить в виде ломаной линии, как это показано на рис. 20.5, а, б.
В практике строительного производства встречается много случаев, когда две или более работ имеют начальное и конечное события, но различную продолжительность, как, например, санитарно-технические и электромонтажные работы в гражданском здании. Они выполняются обычно совмещенно, но не всегда одновременно, после готовности каркаса или стен, а заканчиваются к моменту начала малярных работ.
Рис. 20.3. Первичная схема модели
Рис. 20.4. Схема Рабочей сетевой
Рис. 20.5. Примеры построения сетевой модели
Рис. 20.6. Схема модели при параллельных работах
Если взять две параллельные работы А и £, то их следует изображать так, как показано на рис. 20.5, в, г, а на рис. 20.5, д показано неправильное изображение параллельных работ.
Ркс. 20.7. Привязка поставки материалов и конструкций к сетевой модел
При выполнении параллельных работ приходится вводить дополнительное (промежуточное) событие 6 и зависимость в виде холостой связи 6-7 (рис. 20.б). Как видно из рис. 20.6, ХХ.б, одно событие служит на-чалом двух и более работ, а другое - окончанием.
Кроме отдельных работ и технологических перерывов на сетевом графике изображаются всевозможные поставки материально-технических ресурсов, оборудования и технической документации. Поставки являются внешними работами к процессу производства. Внешние поставки изображаются сплошной стрелкой с индексом П, идущей от события в виде двойного кружка с нулевым обозначением к событию 8, 5 или 12, с которого начинается потребление материалов, полуфабрикатов, сборных конструкций или оборудования (рис. ХХ.7,в). Если от данного события 12 начинается не одно, две работы 12-13 и 12-14 (рис. ХХ.7,а), а соответствующая поставка О предназначена только для работы 12- 13, соединять событие О с событием 12 стрелкой нельзя, нужно ввести промежуточное событие 13’ и фиктивную связь 12-13’ (рис. ХХ.7,б). Продолжительность поставки определяется с момента заявки до момента прибытия материалов, конструкций или оборудования на объект.
В сетевых графиках приходится отражать организационные мероприятия, связанные с организацией потока и разбивкой общего фронта работ на захватки. Зависимость организационного характера выражается в последовательном переходе бригад рабочих и перемещении оборудования с захватки на захватку.
Пример. Допустим, имеются три работы, связанные между собой технологической последовательностью: отрывка траншей, устройство фундаментов и кладка стен здания. Каждая работа в графике считается самостоятельной, имеющей свои предшествующие и последующие события (рис. 20.8,а).
Рис. 20.8. Схемы сетевой модели при позахватноа системе производства работ
При выполнении этих работ используем принцип поточности, для чего организуем две захватки. На захватках рабочими определенной профессии последовательно выполняются соответствующие работы. Графически связь между отдельными видами работ изображается с помощью фиктивных связей. С помощью этих связей (зависимостей) показывается переход одной профессии бригад рабочих с захватки на захватку при выполнении земляных работ для рытья траншеи, устройства фундаментов и кладки стен. И в самом деле, после отрывки траншеи на захватке землекопы или электросварщики переходят на вторую захватку. В это время на захватке в траншее ведется устройство фундаментов путем бутобетонной кладки или монтажа элементов сборного фундамента и т. д.
Предположим, что имеем другую работу - укладку труб с целью устройства наружного водопровода. Укладка труб непосредственно связана с разработкой грунта. Для выполнения работ делим на этом фронте работы на три захватки. Графически сетевая модель для этих работ будет иметь вид, изображенный на (рис. 20.8,б). Здесь к фиктивным связям относятся 2-5, 3-6 и 4-7; земляные работы разбиты на три части соответственно трем частям работы по укладке труб.
Отрывку траншеи и укладку труб можно графически изобразить в другом варианте (рис. 20.8,в).
При построении сетевых графиков применяются односторонние и двухсторонние связи. Односторонние связи между работами изображаются путем использования фиктивной работы. Если после окончания двух работ а я б можно начать работу с, а начало работы d зависит только от окончания работы Ь, то вводится фиктивная связь и дополнительное событие 3’ (рис. 20.9,а). При наличии пяти работ: а, Ь, с, d, e имеются следующие взаимосвязи: работа с начинается после окончания работ а и Ь, а работа е - после окончания работ bud. Графически эту зависимость нужно изобразить так, как показано на рис. ХХ.9, б, но не по рис. ХХ.9, в (здесь работа с зависит не только от работ а и Ь, но и от работы d, что противоречит условию).
Если после окончания двух работ а и Ь можно начать работу с, а начало работы d зависит только от окончания работы а и начало работы е- от окончания работы Ь, то на сети эти зависимости изображаются в.следующем виде (рис. ХХ.9,г).
Двухсторонняя связь возникает при условии, если последующие работы начинаются до полного окончания предшествующей работы; эта зависимость показана на рис. ХХ.10, а. Здесь каждый процесс Л, £, С представлен как сумма последовательно выполненных одноименных работ: первые два процесса А и В развиваются самостоятельно и независимо друг от друга, а третий С выполняется по мере окончания первых двух.
Рис. 20.9. Схемы сетевой модели при односторонней связи между работами
Очевидно, каждый процесс выполняется на трех захватках (участках) и зависимость процесса С от процессов А и В имеет двухстороннюю холостую связь.
Двухсторонняя связь возникает также при большом числе процессов и поточном их выполнении на нескольких участках.
Пример показа двухсторонней связи при поточном строительстве изображен на рис. 20.10, б, где показано выполнение четырех процессов на трех участках.
Рис. 20.10. Схемы сетевой модели при двухсторонней связи между работами
Рис. 20.11. Схемы холостой связи а определения критического пути
Здесь сеть имеет неправильное построение. Чтобы правильно отразить технологические и организационные связи, вводятся промежуточные события и холостые связи (вариант виг). Схема сети в сложнее схемы г; ее упрощают за счет уменьшения числа собы тий и холостых связей (вариант г).
Число и направление промежуточных (холостых) связей оказывают влияние на длину критического пути.
Пример. Имеется сеть из 4 работ, 4 событий и одной холостой связи от события 2 к событию 3 (рис. ХХ.11, а). Критический путь проходит по событиям 1, 3, 4 и равен 9+7=16 дн. Холостая связь в этом случае не оказывает никакого влияния, так как путь через эту связь будет меньше критического 5+0+7 16 дн.
Рис. 20.12. Схемы сетевой модели до укрупнения, после укрупнения
При построении сети следует обращать внимание на недопустимость в сетевых графиках замкнутых контуров, тупиковых и хвостовых событий. Тупик в сети- это событие, из которого не выходит ни одной работы. Наличие замкнутых контуров, тупиков и хвостовых событий, событий свободно повисших указывает на ошибку в исходных данных или о неверном построении сети.
Если сетевой график охватывает большой комплекс работ, то возникает необходимость его укрупнения (упрощения) за счет замены совокупности однородных работ одной составной работой. Такая замена возможна тогда, когда какая-либо группа работ имеет одно начальное и одно конечное событие.
Пример. Для пояснения возьмем сетевой график, изображенный на рис. 20.12, а. В этом графике группу работ между событиями 3 и 6, 6 и 13 можно укрупнить. При укрупнении сетевой модели следует иметь в виду, что временная оценка графика ведется по наибольшему пути.
Например, между событиями 3 и 6 имеется пять работ: 3-4, 3-5, 4-5, 4-6 и 5-6. Принимая наибольший путь 6+8+ +9=14 дн. и работы 7-10, 10-12, 12-13 в укрупненной сети представлены в виде одной работы 7-13 продолжительностью 8+3+7=16 дн. Таким образом, сохранены граничные события
При укрупнении сетевых графиков нельзя вводить в него события, которых нет в детальных сетевых графиках (сеть на рис. XX. 12, а является детальной).
Обычно укрупнению подвергаются такие работы, которые закреплены за одним ответственным исполнителем или подразделением. Каждый исполнитель или подразделение составляет первичную или частичную сеть на определенный закрепленный за ним комплекс работ. Нужно полагать, что в сети одного исполнителя появляются события (граничные), в которых нуждаются другие исполнители, и наоборот. Для того чтобы координировать действия отдельных исполнителей или подразделений, необходимо объединить частные сетевые графики в один общий. Процесс объединения многих частных сетевых графиков в один общий называется сшиванием сетевого графика. При сшивании выявляются и устраняются все случаи несогласованности между отдельными участками сети.
В строительстве крупного здания и сооружения принимают участие генподрядчик и субподрядные специализированные строительные организации. Каждая специализированная организация разрабатывает свой частный сетевой график, а генподрядчик составляет сетевой график на свой комплекс работ и сводный сетевой график. Иногда полезно иметь сводный сетевой график производства всех строительных, монтажных и специальных работ с выделением субподрядных организаций.
8 каждом частном графике нумерация событий применяется своя. Однако каждой организации для нумерации событий сети выделяется заранее определенное число номеров: первой от 0 до 100, второй - от 101 до 150, для третьей - от 151 до 200 и т. д. Каждая специализированная организация может принять и свои условные обозначения для событий. Вместо кружков могут быть приняты прямоугольники, квадраты, трапеции, овалы и др. Введение условных обозначений дела
ет сводный сетевой график более наглядным и позволяет каждой организации быстро находить свои раооты и их связи на общей сети.
Рис. 20.13. Схема объединевной сетевой модели
Рис. 20.14. Схема свободной сетевой модели с выделением работ субподрядных организаций
Рис. 20.15. Сетевая модель с расчетными параметрами
При сшивании сетевого графика необходимо придерживаться следующего правила: внутри события проставляются два номера-сверху старый (частной сети), а снизу новый порядковый номер (сводной сети). На рис. 20. 13 представлена нумерация объединяемых сетей в один график. Сшивание сетей вручную является трудоемкой работой, и потому для крупных объектов строительства с числом событий более 200 построение и корректирование сетевых графиков выполняют ЭВМ по специально разработанной программе. Граничные события отдельных первичных сетей вводятся в память машины, которая сшивает их и делает перенумерацию событий.
Схема сводного сетевого графика с выделением субподрядных организаций изображена на рис. XX. 14. Из данного графика видно, что в строительстве объекта принимают участие четыре организации: генподрядчик и три субподрядные организации: ЭМ-3 (электромонтажное управление), СМУ-9 (строительно-монтажное управление) и МУ-8 (монтажное управление).
На рис. 20. 15 представлен сетевой график с нанесением критического пути. В данном сетевом графике между начальным и конечным событиями имеется несколько полных путей, помещенных в табл. ХХ.2. В этой таблице помещены также продолжительности работ; на графике они размещены под стрелками. Критический путь равен наибольшей сумме продолжительностей работ: 1-2, 2-3, 3-7, 7-8, 8-9. Все работы по сетевому графику закончатся на 36-й день. Если взять путь 1_4-6-8-9, то его общая продолжительность равна 22 дн. Этот путь имеет запас времени 36-22=14 дн. Данный запас времени можно использовать для увеличения продолжительности некритических работ и освобождения материально-технических ресурсов для выполнения критических работ.
Исходные данные для составления сетевого графика. Исходным документом для составления сетевого графика является перечень работ и материально-технических ресурсов, который составляется на основе: – норм продолжительности строительства объекта и директивного срока; – проектно-сметной документации (проектное задание и рабочие чертежи) на строительство объекта или комплекса зданий и сооружений; – проекта организации строительства (ПОС) и проекта производства работ (ППР)„ технологических карт;
действующих выпусков ЕНиР на строительно-монтажные и специальные работы; – данных о продолжительности выполнения отдельных видов работ при строительстве аналогичных объектов; – сведений о сложившейся структуре и наличии ресурсов строительно-монтажных организаций, материально-технической базе строительства (мощности бетонных заводов, заводов сборного железобетона, парке машин, механизмов и т. д.);
-данных о технологии и организации строительства аналогичных объектов; – даты начала строительства.
При составлении сетевого графика производства работ решаются следующие вопросы: – устанавливается номенклатура и технологическая последовательность строительно-монтажных и специальных работ; – определяется потребность в людских и материально-технических ресурсах по отдельным видам работ: – устанавливается начальное и конечное события; – определяются критический путь и запасы времени; – сопоставляется фактически установленный срок строительства с нормативным по СНиП.
За начальное событие принимается при составлении ПОС начало проектирования, при составлении ППР - начало проектирования или начало производства работ, при составлении учебного (курсового или дипломного) проекта - начало работ.
При разработке сетевого графика необходимо прежде всего наметить укрупненную схему исходного сетевого графика с ограниченным количеством событий. Такая схема является обязательной для выдачи заданий ответственным исполнителям на составление отдельных участков сетевого графика. Эта схема дает возможность ответственным исполнителям установить взаимосвязь с другими участками графика, определять входы и выходы отдельных участков графика, определять комплекс работ других исполнителей и т. п. Эта схема, наконец, служит основой при сшивке единого графика из частных сетей.
Если схема исходного сетевого графика не соблюдает сроки строительства, то производится его оптимизация путем повторного или многократного планирования и расчета, пока график не будет удовлетворять: директивным срокам.
Для возможного сокращения критического пути (срока строительства) необходимо определить сокращенную продолжительность работ за счет введения двухсменной работы и увеличения числа рабочих на критических работах, разбивки работ на захватки и введение параллельно нескольких работ, установления дополнительных машин, пересмотра технологии производства работ. Увеличение ресурсов для работ критического пути осуществляется за счет перераспределения ресурсов с работ некритических путей и иногда за счет привлечения дополнительных ресурсов извне.
Методика расчета сетевых моделей. Следующим этапом при составлении сетевого графика является его расчет. Расчет сетевого графика заключается в определении следующих его параметров: продолжительности критического пути и работ, лежащих на нем: наиболее ранних из возможных и наиболее поздних из допустимых сроков начала и окончания работ; всех видов за- А пасов времени для работ, не лежащих на критическом пути; календарных дат.
Параметры сетевого графика рассчитываются вручную и на электронно-вычислительных машинах.
Расчет сетевых графиков вручную производится аналитическим, табличным или графическим методом.
Аналитический метод расчета сетевого графика основан на использовании формул и непосредственно связан с определением понятий расчетных параметров сети и с расчетной схемой.
Табличный метод расчета сетевой модели основан на применении разнообразных форм таблиц и приемов их заполнения; характеризуется большой наглядностью и комплектностью. В отличие от табличной формы расчета всех рабочих параметров сети графический метод выполняется непосредственно на самом графике. Существует несколько способов графического метода расчета сетевых графиков: многосекторный, четырехсекторный, способы квадрата и овала, числителя и знаменателя, с применением масштабного сетевого графика.
Для того чтобы лучше проследить методику расчета, возьмем готовый простой сетевой график, изображенный на рис. 20.17. Данный сетевой график состоит из шести событий и девяти обезличенных работ, из них одна фиктивная; продолжительности работ в днях указаны под стрелками.
Пример. Методику расчета данного сетевого графика покажем в технологической последовательности.
