2015-07-21
5406
Поиски более эффективных способов управления сложными системами привели к созданию принципиально новых методов сетевого планирования и управления ТЭП. При этом методы СПУ основаны на моделировании процессов с помощью сетевых графиков и представляют собой совокупность расчетных методов, организационных и контрольных мероприятий по планированию и управлению комплексом взаимосвязанных работ.
Так в практике планирования различных технологических процессов, связанных с эксплуатацией ракетных комплексов, большое распространение получили сетевые модели (графики), ориентированные на события (сети СРМ).
Сетевая модель представляет собой план выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ (операций), заданного в специфической форме сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком. При этом отличительной особенностью сетевой модели является четкое определение всех временных взаимосвязей предстоящих работ.
Главными элементами и понятиями сетевой модели являются события, работы, путь.
|
|
|
Термин «работа» используется в сетевых моделях в широком смысле и может иметь следующие значения:
во-первых, это действительная работа под которой понимаетсяпротяженный во времени процесс, требующий затрат ресурсов (например, сборка изделия, испытание прибора и т.п.);
во-вторых, это ожидание, то есть протяженный во времени процесс, не требующий затрат труда (например, процесс сушки после покраски, твердения бетона, вентиляции и т.п.);
в-третьих, это зависимость, или фиктивная работа, логическая связь между двумя или несколькими работами (событиями), не требующими затрат труда, материальных ресурсов или времени, но указывающая, что возможность начала одной работы непосредственно зависит от результатов выполнения другой.
Конечный результат любой работы важен не только как факт окончания данной работы, но и как необходимое условие для начала выполнения следующей за ней работы (операции). Очевидно, что если какая-либо работа может быть начата только после окончания некоторых других работ, то в этом случае необходимым условием для ее начала является окончание всех этих работ. Факт выполнения указанных условий принято называть термином «событие». При этом событие, в отличие от работы, не является процессом, а определяет факт получения конечных результатов всех предшествующих ему работ и готовность к началу непосредственно следующих за ним работ.
Таким образом, событие — это момент завершения какого-либо процесса, отражающий отдельный этап выполнения ТЭП. 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 временной 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 исходное и завершающее события.
Исходное событие не имеет предшествующих работ и событий, относящихся к представленному в модели комплексу работ, и представляет собой формулировку условия для начала работ по выполнению данного процесса.
Завершающее событие не имеет последующих работ и событий и отражает конечную цель технологического процесса.
События на сетевом графике (или, как еще говорят, на графе) изображаются кружками (вершинами графа), а работы — стрелками (ориентированными дугами), показывающими связь между работами. При этом действительные работы и работы типа «ожидание» изображаются на сетевом графике сплошными стрелками, а фиктивные работы – пунктирными. Всякая работа (стрелка) может соединять только два события и отражает процесс перехода от одного события к другому. Событие, непосредственно предшествующее данной работе, является для нее начальным событием, а следующее за ней - конечным событием (см. рис. 2).
Одним из важнейших понятий сетевого графика, которое связанно с исходным и завершающим событиями сетевой модели ТЭП, является 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 L — 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, расположенные на этом пути.
Критический путь имеет особое значение в системе сетевого планирования и управления, так как работы этого пути определяют общий цикл завершения всего комплекса работ, планируемых при помощи сетевого графика. Следовательно, для сокращения общей продолжительности ТЭП необходимо в первую очередь сокращать продолжительность работ, лежащих на критическом пути.
При построении сетевого графика (рис. 6) необходимо соблюдать ряд правил, которые позволяют корректно, точно и однозначно формализовать технологические процессы методами СПУ.
1. В сетевой модели не должно быть "тупиковых" событий, то есть событий, из которых не выходит ни одна работа, за исключением завершающего события (рис. 6а, см. событие 4).
2. В сетевом графике не должно быть "хвостовых" событий (кроме исходного события), которым не предшествует хотя бы одна работа (см. событие 4 на рис. 6б). 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, то есть путей, соединяющих некоторые события с ними же самими (см. рис. 6в, г). При возникновении контура необходимо вернуться к исходным данным и путем пересмотра состава работ добиться его устранения.
4. Любые два события должны быть непосредственно связаны не более чем одной работой-стрелкой. Нарушение этого условия происходит при изображении параллельно выполняемых работ (рис. 6д). Невыполнение этого условия приведет к тому, что две различные работы будут иметь одно и то же обозначение (1, 2), так как обычно принято под (i, j) понимать работу, связывающую i -е событие с j -м событием. В то время, как содержание этих работ, состав привлекаемых исполнителей и количество затрачиваемых на них ресурсов могут существенно отличаться.
|
|
|
 |
Если из одного события выходят несколько работ и они должны закончиться в одном и том же событии, то для их различия рекомендуется ввести фиктивное событие(см. рис. 6е, событие 21) и фиктивную работу (21, 2), при этом однаиз параллельных работ (1, 21) замыкается на это фиктивное событие.
5. В сети рекомендуется иметь одно исходное и одно завершающее событие. Если же в составленной сети это не так (см. рис. 6ж), то добиться желаемого можно путем введения фиктивных событий и работ, как это показано на рис. 6з.
Фиктивные работы и события необходимо вводить и в ряде других случаев:
а) при отражении зависимости событий, не связанных с реальными работами. Например, работы А и B (см. рис. 6и) могут выполняться независимо друг от друга, но по условиям производства работа B не может начаться, раньше, чем окончится работа А. Это обстоятельство требует введения фиктивной работы С;
б) при неполной зависимости работ. Например, работа С требует для своего начала завершения работ А и B, но работа D связана только с работой B, а от работы А не зависит. Тогда требуется введение фиктивной работы E и фиктивного события 31, как показано на рис. 6к;
в) фиктивные работы могут вводиться для отражения реальных отсрочек и ожидания. При этом, в отличие от предыдущих случаев, фиктивная работа будет характеризоваться протяженностью во времени.
Одним из важных понятий при определении объема ТЭП и пространственно-временных связей между его элементами (работами, операциями) является понятие «структура сетевого графика».
В общем случае структура сетевого графика отображает в удобном и весьма наглядном виде весь объем работ с требуемой степенью их детализации, последовательность и условия их выполнения, а также позволяет проводить качественный и количественный анализ эксплуатационного процесса в целом. При этом сетевые графики технологических эксплуатационных процессов могут иметь различные формы представления - полигональная (рис. 7) и ортогональная (рис. 8).
|
|
|
Следует отметить, что более экономной и наглядной является полигональная форма (поли – много, гонос – угол) представления сетевого графика, так как она не требует повторного изображения одноименных событий параллельных работ.
Иногда при известных исходных характеристиках работ, например их продолжительности (длительности), полезно сетевой график изобразить в масштабе времени (рис. 9).
 |
Это можно сделать как для полигональной, так и для ортогональной формы представления. В любом случае длина стрелки должна быть пропорциональна длительности соответствующей работы. На рис. 9 представлен полигональный сетевой график в масштабе времени с учетом того, что работы А23, А24, А35 имеют продолжительность 2 часа, работы А12, А13 и А45 – 3 часа, а работа А34 является фиктивной.
Следует отметить, что классический вид сетевого графика — это сеть, вычерченная без масштаба времени. Поэтому сетевой график хотя и дает четкое представление о порядке следования работ, но недостаточно нагляден для определения тех работ, которые должны выполняться в каждый конкретный момент времени.
В связи с этим небольшой процесс (проект) после упорядочения сетевого графика рекомендуется дополнить линейной диаграммой
технологического эксплуатационного процесса (рис. 10).
 | ||||
 | ||||
|
При построении линейной диаграммы ТЭП каждая работа изображается параллельным оси времени отрезком, длина которого равна продолжительности этой работы. При наличии фиктивной работы нулевой продолжительности (в рассматриваемой сети работа А34) она изображается точкой. События i и j, начало и конец работы (i,j), помещают соответственно в начале и конце отрезка. Отрезки располагают один над другим, снизу вверх в порядке возрастания индекса i, а при одном и том же i — в порядке возрастания индекса j.
По линейной диаграмме проекта можно определить критическое время, критический путь, а также резервы времени работ.
Сетевые графики ТЭП условно могут быть классифицированы как по уровню их сложности, степени детализации, структурных характеристик, так и оценок параметров работ, что в целом позволяет на качественном уровне оценить не только содержание, но и сложность процесса с точки зрения его планирования и управления, а также возможных методов оптимизации (рис. 11).
При этом сетевой график может иметь как детерминированную, так и случайную или смешанную структуру.
Сетевая модель с детерминированной структурой сетевого графика предполагает, что все работы ТЭП и их взаимосвязи точно определены.
Структура сетевого графика является случайной, если все работы (операции) ТЭП включаются в сетевой график (выполняются) с некоторой вероятностью. То есть в таком графике каждой работе эксплуатационного процесса соответствует определенная вероятность ее включения в общее число выполняемых работ, причем эти вероятности могут быть зависимы между собой.
При смешанной структуре сетевого графика наличие некоторых работ определено с некоторой вероятностью, остальные же работы входят (выполняются) в сетевую модель постоянно.
Оценки продолжительности выполнения отдельных работ ТЭП могут быть как детерминированными, так и вероятностными. Первые используются в тех случаях, когда предполагаемая продолжительность работы может быть оценена точно или с относительно небольшой ошибкой. Если же работа обладает большой неопределенностью и ее продолжительность не поддается достаточно точному определению, то в этом случае используются вероятностные оценки.
Сетевые графики с детерминированной структурой и детерминированными оценками продолжительности работ называются детерминированными, а сетевые графики с детерминированной структурой и вероятностными временными оценками принято называть вероятностными. Сетевые графики со случайной структурой называют стохастическими.
Сложность сетевых графиков характеризуется коэффициентом сложности, который представляет собой отношение общего количества работ к общему количеству событий.
По своей сложности сетевые графики делятся на простые (с коэффициентом сложности К сс = 1... 1,2), средние (К сс = 1,3... 1,5) и сложные (К сс 
1,6). Размер и сложность сетевого графика определяются степенью его детализации.
По уровню детализации работ сетевые графики имеют три степени. К первой степени относятся укрупненные (сводные) сетевые графики, составляемые с целью отображения общей структуры работ. Сетевые графики второй степени имеют более высокий уровень детализации по отношению к сетевым графикам первой степени и называются частными или локальными. К третьей степени детализации относятся первичные сетевые графики, которые отображают самые мелкие элементы структуры ТЭП и представляющие (охватывающие) отдельные его части.
Однако сетевой график, отображающий только состав и общие взаимосвязи работ, представляет собой модель технологического процесса, которая позволяет лишь качественно оценить его содержание и сложность, что в целом недостаточно для его всестороннего анализа. Поэтому в целях количественной оценки технологического эксплуатационного процесса проводится расчет временных параметров сетевой модели, которые и будут рассмотрены в следующем параграфе.
