Бизнес план с сетевым графиком

Моделирование сетевого графика проекта

Менеджер проекта, занимаясь его планированием, должен помнить о проектном треугольнике ограничений: «продолжительность» – «стоимость» – «содержание». Ресурсные и стоимостные ограничения предопределяют качество расписания проекта. Сетевое планирование, хотя и является достаточно рутинным инструментом календарной проработки, тем не менее, позволяет лучшим образом выполнить оптимизацию плана в отношении ресурсов и сроков. Сетевой график, построенный по методу «вершина – работа», предоставляет все возможности применения прикладных методов оптимизации.

Глоссарий разработки сетевого графика

Построение сетевого графика методологически основано на общей концепции СПУ (системы планирования и управления) проектов. Ключевые аспекты данной методологии были рассмотрены в статье на тему сетевого планирования проекта. В настоящем материале мы развиваем начатое осмысление теоретических и прикладных вопросов сетевого моделирования. В первую очередь, нас интересует разработка сетевой диаграммы вида «вершина – работа» в контексте ее составления, оптимизации и корректировки. Логика сетевого планирования достаточно проста, математически метод не сложен.

Тем не менее, на практике применить полноценно эту модель удается не всегда. Возникают затруднения, во многом определяемые психологией участников, не готовых объективно рассчитать сроки исполнения сформулированных задач. Данный метод дает более слабый результат в условиях перегруженности ответственных ресурсов по проектным задачам. Сетевые графики хорошо работают в проектах, где ответственные исполнители заняты только на одном проекте, например, в строительстве. Ниже показана модель процесса календарного планирования, которая служит направляющим ориентиром в работе со средством планирования «сетевой график».

Введем основные понятия, которые понадобятся для составления сетевой модели проекта и ее оптимизации:

• отношение предшествования – это характеристика связи последующей работы в отношении предшествующей;
• путь – это непрерывная последовательность операций (работ) в сетевом графике;
• предшествующий путь – участок полного пути от исходного до рассматриваемого события;
• последующий путь – участок полного пути от рассматриваемого события до любого следующего;
• критический путь – это полный путь, характеризуемый нулевым резервом;
• критическая работа – действие, для которого полный резерв имеет нулевое значение;
• предкритическая работа – операция, для которой менеджер проекта установил число предельного значения полного резерва;
• резерв пути – разница между временной длительностью проекта и длиной пути на графике;
• веха – работа с нулевой продолжительностью, обозначает важное, значимое событие в проекте;
• минимальное время от начала проекта до начала выполнения операции без нарушения отношения предшествования называется ранним сроком начала работы;
• максимальное время с начала проекта до начала выполнения операции, которое позволяет проекту закончиться вовремя без нарушения отношения предшествования, называется поздним сроком начала работы;
• минимальное время, которое требуется для выполнения всех работ без нарушения отношения предшествования, называется ранним окончанием проекта;
• возобновляемый ресурс предполагает ограничение в использовании его на каждом шаге планируемого периода;
• невозобновляемый ресурс предполагает ограничение в использовании его на всем периоде реализации проекта.

Базовый алгоритм и виды связей сетевого графика

Сетевой график позволяет увидеть структуру работ, представить все этапы и взаимосвязи с требуемой степенью детализации. На его основе производится разработка обоснованного плана мероприятий с учетом более эффективного использования ресурсов по заданным критериям. Диаграмма позволяет производить поливариантный анализ альтернативных решений для улучшения календарного плана с использованием компьютерных технологий. Вспомним основные правила построения сетевой модели метода «вершина – работа».

1. Элементы сетевого графика включают работы и зависимости (связи) между ними. События на графике не отражаются за исключением вех, представляющих собой основные наиболее важные события, изображаемых в форме «ромбиков», работ с нулевой продолжительностью.
2. Работа представляет собой неделимый элемент процесса, требующий времени и других ресурсов для выполнения, изображается в виде прямоугольника, вытянутого по горизонтали. Исходя из этого правила, длина прямоугольника может свидетельствовать о продолжительности операции.
3. Разработка графика начинается с размещения на нем исходной работы в крайней левой точке и завершается включением в него конечной операции, закрывающей проект. Календарно начальный момент исходного действия обозначает старт проекта.
4. Зависимости (связи) между работами оформляются стрелками, направленными слева направо под разными углами наклона. На основе данного правила связи между операциями определяются одной из форм отношений зависимости.
5. Сетевой график имеет только одну работу, в которую входят зависимости, но не выходит ни одна, и одну работу, не имеющей ни одной входящей зависимости.
6. Сетевой график не может иметь циклов, т.е. зависимости не должны связывать работы по кругу.

Сетевой график строится по следующему алгоритму составления.

1. На диаграмме размещается начальная работа проекта, не имеющая предшественников.
2. Расположение операции, непосредственно следующей за работой, связанной с ней отношением предшествования, на графике левее предыдущей. Отображение связи предшествования.
3. Переход к пункту 2 до тех пор, пока не закончатся работы, имеющие предшественников.

Разработка сетевой диаграммы производится с учетом возможных связей между работами. Основные виды отношений предшествования используются в четырех вариантах связей и в двух дополнительных их разновидностях. Далее на схеме представлены варианты связи следующей по идентификационному номеру работы к предыдущей или, наоборот, последующей. Основные или базовые виды предшествования связаны с перестановками слов «начало» и «окончание»:

• «окончание – начало» (простой вид отношения предшествования);
• «окончание – окончание»;
• «начало – начало»;
• «начало – окончание».

Методы расчета длительности операций

Для обеспечения построения, анализа и управления расписанием проекта необходимо рассчитать следующие параметры сетевого графика: стоимость, задействованные ресурсы и продолжительность работ. Требуемые ресурсы нужно рассчитать до определения продолжительности операций, так как их длительность во времени, как правило, зависит от состава задействованного ресурсного обеспечения. Кроме того, важно понимать, насколько ресурсы календарно доступны, что, в свою очередь, влияет на сроки работ и их продолжительность. Очевидно, что ключевым параметром выступает именно длительность операций. Для ее оценки используется ряд специальных методов, краткая характеристика которых приведена в табличной форме далее.

В случае отсутствия статистических данных по аналогичным операциям и невозможности применить экономико-математические методы расчета часто используют экспертные оценки. У данного метода есть серьезное достоинство – его простота, при условии, что удалось привлечь опытных и объективных экспертов. Но этого достичь бывает нелегко, позиции экспертов по вопросам продолжительности могут оказаться противоположными. Тем не менее, такое положение вещей вполне допустимо при использовании средневзвешенных оценок квалифицированных экспертных мнений.

В разнообразных проектах присутствуют идентичные по природе работы. Например, подготовка устава проекта, разработка ТЗ, проведение тендера по структуре и трудоемкости мало чем отличаются друг от друга. Это свойство используется для оценки длительности по аналогам. В некоторых случаях информацию о параметрах аналогичных работ вполне допустимо использовать для планирования расписания. Для этого схожесть типа и содержания операций должны быть подвергнуты экспертизе.

Параметрическая оценка длительности тесно сопряжена с нормативным подходом. Данный подход задействует такие параметры, в частности, как производительность (объем производства в единицу времени) или выработка. Например, чтобы выполнить монтаж I-го уровня сложности оборудования «А» требуется, допустим, 100 нормо-часов труда специалистов высшей квалификационной категории. Подобного рода мероприятия называют еще работами фиксированного объема, потому что продолжительность их связана с числом выделяемых ресурсов и может быть оценена как объем работ, деленный на количество человеческих ресурсов.

Помимо варианта фиксированного объема отдельно выделяется случай фиксированной продолжительности работы. Примерами таких работ являются действия, связанные с режимом дежурства на объекте, обслуживания оборудования и т.д. Продолжительность в подобных случаях обусловлена длительностью работы обслуживаемого объекта. Для параметрического метода, как мы видим, важно найти параметр, от которого зависит продолжительность операции и причинно-следственные связи, на основе которых возможно определить зависимости параметра от других значений.

Методы оптимизации сетевого графика

Сетевой график проектной реализации связан с содержанием уникальной задачи, параметрами времени и пространства, в которых выполняется проект. Данной деятельности присущи все традиционные функции управления без исключения. С этой точки зрения процесс можно разделить на этапы, в которых весомую долю занимает планирование. Далее вашему вниманию представляется упрощенная блок-схема функциональных этапов управления проектом.

На текущий момент нас интересует оптимизация сетевого графика как подэтап процесса планирования проектной задачи. Это связано с тем, что после сбора информации о работах и ограничениях разработка визуальной модели в форме сетевой диаграммы подразумевает дальнейшее ее улучшение с использованием методов расчета расписания. Основных методов два: метод критического пути (сокращенно МКП) и анализ расписания по методу PERT.

При использовании МКП производится последовательный расчет наиболее ранних и самых поздних сроков работ по проекту. Далее устанавливается размер полного резерва, при этом критическими работами считаются действия, имеющие нулевой полный резерв. Наконец, рассчитываются временные резервы для выполнения операций, и в качестве самого длинного пути сети выбирается критический путь. Критических путей может быть несколько. Оптимизация сетевого графика методом критического пути применяется для следующих моделей диаграммы:

• для моделей с дискретным и непрерывным временем;
• для моделей с простым отношением предшествования;
• в сетях с обобщенными связями.

Метод оценки и анализа программ (PERT) служит вторым методом, по которому проводится оптимизация сетевого графика. Его основные отличия от МКП основаны на допущении, что длительность работ носит случайный характер, и для целей оценки и анализа сроков следует учитывать неопределенность временного параметра работ проекта. Также делается допущение о независимости всех случайных величин продолжительности критического пути. Для этих целей на основе метода математической статистики и теории вероятности используется β-распределение и оценка параметров распределения с трех экспертных позиций: оптимистичной, пессимистичной и наиболее вероятной.

Корректировка сетевого графика и сокращение общей продолжительности проекта входят в состав ключевых задач проект-менеджера. МКП дает возможность рассчитать оптимальные сроки выполнения проекта, но не позволяет найти инструменты для более действенного сокращения его продолжительности. В этом отношении метод критического пути не обладает достаточной гибкостью. Метод PERT также не лишен недостатков. Во-первых, он нацеливает в основном на оптимистический вариант оценки, во-вторых, PERT в меньшей степени применим к небольшим проектным задачам.

Для эффективной корректировки лучше всего подходят такие современные методы, как метод критической цепи и методы сжатия. Им мы намерены уделить внимание в отдельной статье. Все названные модели и методы являются предметной зоной компетенций PM, владея которыми, менеджеру проще демонстрировать свою эффективность, достигая результата проекта в условиях временных и ресурсных ограничений.

Источник

Практика построения сетевого графика

Представим себе ситуацию развития проекта капитального строительства на производственном предприятии. Проект успешно инициирован и полным ходом идут работы по его планированию. Сформирована и утверждена иерархическая структура работ, 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 этапу сетевого планирования проекта в целом и непосредственно моделированию сетевого графика проекта. 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.

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.

Что нам потребуется определить в ходе построения графика?

1. Раннее начало текущей работы, в которую входят несколько связей от предыдущих операций. Выбираем максимальное значение из всех ранних окончаний предыдущих операций.
2. Позднее окончание текущего действия, из которого выходят несколько связей. Выбираем минимальное значение из всех поздних начал последующих действий.
3. 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.
4. Полные и частные резервы.
5. 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.

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.

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.

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.

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.

1. Перераспределение ресурсов в пользу наиболее напряженных процедур.
2. Снижение трудоемкости операций, расположенных на критическом пути.
3. Распараллеливание работ критического пути.
4. 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.

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.

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

Источник