Сетевое планирование и управление в менеджменте

Размещено на http://www.allbest.ru/

Российская Международная Академия Туризма

Курсовая работа

Предмет: Менеджменту туризма

Тема: «Сетевое планирование и управление в менеджменте»

Вариант 6

Введение

В практике управления постоянно встречаются задачи, требующие анализа и интерпретации данных, связанных с ходом выполнения какого-либо проекта при условии много вариантности.

В конце 50-х годов в США для осуществления программы исследовательских и конструкторских работ по созданию ракеты “Поларис” впервые был использован метод планирования и управления, основанный на идее определения, оценки вероятных сроков и контроля так называемого “критического пути” всего комплекса работ. Результаты превзошли все ожидания: во-первых, заметно уменьшилось число сбоев в работе из-за несогласованности используемых ресурсов, резко сократилась общая продолжительность выполнения всего комплекса работ, получен огромный эффект из-за снижения суммарной потребности в ресурсах и, соответственно, уменьшения общей стоимости программы. Вскоре после того, как результаты выполнения программы “Поларис” стали достоянием общественности, весь мир заговорил о методе PERT (Project Evaluation and Review Technique) как о новом подходе к организации управления.

Сетевое моделирование является одним из наиболее эффективных инструментов при решении подобных задач. Использование сетевых моделей позволяет не только организовать работу таким образом, чтобы достичь оптимальных результатов с минимальной себестоимостью или минимальными сроками исполнения проекта, но и оперативно реагировать на непредвиденные изменения, дополняя и быстро корректируя модель..

В современной деловой среде актуальность проектного управления как метода организации и управления производством значительно возросла. Это обусловлено объективными тенденциями в глобальной реструктуризации бизнеса. Принцип концентрации производственно-экономического потенциала уступил место принципу сосредоточения на развитии собственного потенциала организации. Крупные производственно-хозяйственные комплексы конгломеративного типа быстро замещаются гибкими сетевыми структурами, среди участников которых доминирует принцип предпочтения использования внешних ресурсов внутренним (outsourcing). Поэтому производственная деятельность всё больше превращается в комплекс работ со сложной структурой используемых ресурсов, сложной организационной топологией, сильной функциональной зависимостью от времени и огромной стоимостью.

Сетевое моделирование нашло место не только в экономических и управленческих дисциплинах. Оно широко используется в программировании, в различных отраслях промышленности для решения практических задач по распределению ресурсов, в химии для поиска оптимальных рецептур химических составов и т.д.

Целью настоящей курсовой работы является исследование сетевого моделирования в приложении к менеджменту, изучение основных принципов и правил построения сетевых графиков и их анализа, а также приобретение практических навыков расчета сетевых моделей.

1. Теоретическая часть

1.1 Сущность сетевого планирования и управления

Чем сложнее и больше планируемая работа или проект, тем сложнее задачи оперативного планирования, контроля и управления. При этом календарный график далеко не всегда обеспечивает удовлетворительное отражение планируемых работ, особенно, если это работы по крупному и сложному объекту. Это связано с недостаточно гибкой структурой календарного графика, не позволяющего оперативно изменять условия планирования, рассматривать варианты, выбирать оптимальный вариант продолжительности выполнения работ, использовать резервы и корректировать график в ходе деятельности.

Перечисленные недостатки линейного календарного графика могут быть устранены применением сетевых моделей, которые дают возможность анализа, выявления резервов. Сетевое моделирование также очень хорошо поддается автоматизации, что позволяет широко использовать электронно-вычислительную технику.

Процесс планирования отражается в графической модели, которая называется графом или более часто -- сетевым графиком. В сетевом графике изображаются все возможные работы в процессе подготовки проекта, выделяются наиболее важные работы, от выполнения которых зависят не только сроки окончания проекта, но и качество его исполнения. В модели отражаются варианты работ и их взаимосвязей, что дает возможность корректировки плана, внесения изменений, обеспечения непрерывности оперативного планирования.

Анализ сетевого графика позволяет не только оценить степень влияния изменений на общий ход выполнения проекта, но и прогнозировать будущее состояние работ.

1.2 Элементы сетевой модели и их характеристики, правила построения

Элементами сетевой модели являются: работы, события, пути.

Работа - это либо любой активный трудовой процесс, требующий затрат времени и ресурсов и приводящий к достижению определенных результатов (событий), либо пассивный процесс («ожидание»), не требующий затрат труда, но занимающий время, либо, наконец, связь между какими-то результатами работ (событиями), называемая фиктивной работой. Обычно действительные работы в сетевом графике обозначаются сплошными стрелками ( ), а фиктивные работы - пунктирными ( ).

Событие - это итог проведенных работ, который дает начало для дальнейших (последующих) работ. Событие не имеет продолжительности во времени. Событие, за которым начинается данная работа, называется начальным для данной работы; оно обозначается символом i. Событие, которое наступает после выполнения данной работы, называется конечным для данной работы; оно обозначается символом j.

В каждой сети имеются два крайних события - исходное и завершающее. Исходным называется событие в сети, не имеющее предшествующих событий и отражающее начало выполнения всего комплекса работ. Оно обозначается символом I. Завершающим называется событие, которое не имеет последующих событий и показывает достижение конечной цели выполнения комплекса работ. Оно обозначается символом К. В одно и то же событие может входить и выходить из него несколько видов работ.

Путь - это любая последовательность работ в сетевом графике, в котором конечное событие каждой работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы. Если известна продолжительность каждой работы t_ij, то для каждого пути может быть вычислена его общее время выполнения - длина, т. е. общая сумма продолжительности всех работ пути Т_Li.

В сетевом графике следует различать несколько видов путей:

1) полный путь - путь от исходного события до завершающего; полный путь с максимальной продолжительностью называется критическим путем L_кр;

2) путь, предшествующий данному событию, - путь от исходного события до данного;

3) путь, следующий за данным событием, - путь от данного события до завершающего;

4) путь между событиями i и j;

5) подкритический путь - полный путь, ближайший по длительности к критическому пути;

6) ненагруженный путь - полный путь, длительность которого значительно меньше длительности критического пути.

Правила построения сетевой модели

Правило 1. Сеть имеет только одно начальное событие и только одно конечное событие.

Правило 2. Сеть вычерчивается слева направо. Желательно, чтобы каждое событие с большим порядковым номером изображалось правее предыдущего. Для каждой работы (i-j) должно выполняться i<j. Общее направление стрелок, изображающих работы, также должно быть расположено слева направо, при этом каждая работа должна выходить из события с меньшим номером и входить в событие с большим номером. Изображение и обозначение работ и событий представлены на рис. 1

Рис. 1. Изображение и обозначение работ и событий

Правило 3. Если в процессе выполнения работы начинается другая работа, использующая результат некоторой части первой работы, то первая работа разбивается на две: причем часть первой работы от начала (0) до выдачи промежуточного результата, т. е. начало второй работы и оставшаяся часть первой работы, выделяются как самостоятельные.

Правило 4. Если «n» работ начинаются и кончаются одними и теми же событиями, то для установления взаимно-однозначного соответствия между этими работами и кодами необходимо ввести (n-1) фиктивных работ. Они не имеют продолжительности во времени и вводятся в данном случае лишь для того, чтобы упомянутые работы имели разные коды.

Правило 5. В сети не должно быть событий, в которые не входит ни одной работы, кроме исходного события. Нарушение этого правила и появление в сети, кроме исходного, еще одного события, в которое не входит ни одной работы, означает либо ошибку при построении сетевого графика, либо отсутствие (непланирование) работы, результат которой необходим для начала работы.

Правило 6. В сети не должно быть событий, из которых не выходит ни одной работы, кроме завершающего события. Нарушение этого правила и появление в сети, кроме завершающего, еще одного события, из которого не выходит ни одной работы, означает либо ошибку при построении сетевого графика, либо планирование ненужной работы, результат которой никого не интересует.

Правило 7. События следует нумеровать так, чтобы номер начального события данной работы был меньше номера конечного события этой работы.

Правило 8. В цепи не должно быть замкнутого контура.

Построение сети является лишь первым шагом на пути к построению календарного плана. Вторым шагом является расчет сетевой модели, который выполняют на сетевом графике, пользуясь простыми правилами и формулами (1)-(14), или используют математическое представление сетевой модели в виде системы уравнений, целевой функции и граничных условий. Третий шаг - оптимизация модели.

Собственные характеристики работ

К собственным характеристикам работ относятся:

- ij - двойные индексы работ, указывают место работы в сетевой модели и взаимосвязь с другими работами и событиями; i - индекс события предшествующей началу работы; j - индекс события, последующего за окончанием работы;

- Q_ij - трудоемкость работы в человеко-часах или в человеко-днях;

- m_ij - количество исполнителей, человек;

- t_ij - продолжительность выполнения работы в часах (или днях);

продолжительность работы - величина переменная и вычисляемая:

t_ij = Q_ij / m_ij. (1)

Системные характеристики событий

К системным характеристикам событий относятся: номера (индексы) событий, ранние и поздние сроки наступления событий и резервы времени событий.

Номера событий - i или j; система нумерации должна обеспечивать условия: для каждой работы индексы i, j должны быть в отношениях i < j.

Ранний срок наступления события - Т_pi - это время, которое необходимо для выполнения всех работ, предшествующих данному событию. Оно равно наибольшей из продолжительности путей, предшествующих данному событию.

Для исходного события T_pо = 0.

Для всех остальных событий

Т_pi = max {Т_pc'.+ t_c'i} или (2)

, (2,а)

где max - максимум берется по всем работам (ij) одного из предшествующих путей событию i

с' - индекс события (вместо i) в формуле (2), предшествующего событию i, для которого определяется Т_pi.

с - индекс события I в формуле (2,а), для которого определяется Т_pi.

Рис.2 Схема расчета раннего срока наступления события i по формулам (2) и (2,а)

Поздний срок наступления события T_пi - это такое время наступления события i, превышение которого вызовет аналогичную задержку наступления завершающего события сети. Поздний срок наступления любого события равен разности между продолжительностью критического пути и наибольшей из продолжительности путей, следующих за событием i. Поздние сроки свершения событий рассчитываются от текущего к завершающему событию. Для завершающего события , для всех остальных событий .

или (3)

, (3,а)

где - продолжительность критического пути;

с - текущее значение события i, для которого определяется поздний срок наступления события;

k - завершающее событие;

j - событие, последующее за событием i.

Рис.3 Расчет позднего срока T_ni наступления события i по формулам (3) и (3,а)

Резерв времени наступления события R_i - это такой промежуток времени, на который может быть отсрочено наступление события i без нарушения сроков завершения проекта в целом. Начальные и конечные события критических работ имеют нулевые резервы событий.

(4)

Рассчитанные численные значения временных параметров событий допустимо записывать прямо в вершине сетевого графика



Рис.4. Отображение временных параметров событий в вершинах сетевого графика

Системные характеристики работ

R_ij - полный резерв работы показывает, на какое время может быть увеличена продолжительность t_ij отдельной работы ij , чтобы при этом - длина максимального из путей, проходящих через эту работу не превысила бы длины критического пути;

, (5)

- свободный резерв времени работы ij - это та часть полного резерва, которая сохраняется у нее при условии, что конечное событие работы совершится в самый ранний срок, т.е. это резерв времени только данной работы, позволяющий увеличить ее продолжительность, не вызвав изменений ранних сроков совершения начального и конечного события остальных работ:

; (6)

Свободный резерв времени используются как вспомогательный параметр при необходимости более детального анализа конкретных ситуаций, возникающих в ходе выполнения работ;

- частный резерв времени работы ij - это максимальный запас времени, на который можно задержать начало работы или (если она началась в ранний срок) увеличить ее продолжительность, не изменяя ранних сроков начала последующих работ:

; (7)

- независимый резерв времени работы ij - это запас времени, при котором все предшествующие работы заканчиваются в поздний срок, а все последующие - начинаются в ранние сроки. Использование этого резерва не влияет на величину резервов времени других работ:

; (8)

Работы, лежащие на критическом пути, резервов времени не имеют;

- резерв трудовых ресурсов (исполнителей работ):

. (9)

Характеристики путей сетевой модели

Продолжительность пути является временной характеристикой и отражает сумму времени на выполнение всех работ, принадлежащих этому пути, между конкретными событиями.

Для полного пути общая продолжительность работ равна

; , (10)

где n - номер полного пути;

I - начальное событие для всего комплекса работ;

J - конечное событие - окончание работ всего комплекса.

Для частного пути (предшествующего событию, следующего за событием или между событиями):

, (11)

где i_н - событие начала частного пути;

j_к - событие конечное частного пути.

Для критического пути продолжительность пути максимальная:

(12)

Для ненагруженных путей существует характеристика напряженности или сложности количественного выражения как коэффициент напряженности:

, (13)

Где - величина отрезка исследуемого пути, совпадающая с критическим путем;

- продолжительность критического пути;

- продолжительность максимального, но не критического пути, проходящего через данную работу.

Чем выше , тем сложнее выполнить данную группу работ в установленные сроки; чем меньше , тем большими резервами обладает этот путь в сети.

Содержание организационной процедуры «сетевое планирование»

Сетевое планирование предполагает выполнение следующих этапов:

1. Разрабатываются планы выполнения всех отдельных работ комплекса; определяется трудоемкость выполнения, необходимые трудовые и иные ресурсы.

2. Устанавливается взаимосвязь работ и их относительный порядок выполнения.

3. Формируются события и присваиваются им номера по рассмотренным ранее правилам. Результаты выполнения этапов оформляются в виде таблицы

4. Составляется сетевой график (модель) по соответствующим правилам.

5. Выполняется расчет всех параметров сети по формулам (1) - (13) и определяется критический путь.

6. Выполняется анализ сети. По коэффициентам напряженности и резервам времени классифицируются пути и работы.

7. Выполняется оптимизация сети - частная или комплексная по одному из критериев. При использовании частного критерия «минимум времени выполнения всего комплекса работ» определяется возможность сокращения продолжительности работ критического пути за счет ненапряженных путей - перераспределение ресурсов (перевод части работников на работы критического пути), т.е. проводится варьирование количества работников для работ ненапряженных и критического пути.

При использовании критерия «Минимум затрат» подсчитываются затраты на заработную плату работников, занятых выполнением комплекса работ. Перечень специалистов, их оклады, время работы, количество работников каждой квалификации сводятся в таблицу.

Для работ носящих вероятностный характер, определяется и выполнения работ. На основе этих двух или трех оценок с привлечением наиболее вероятного времени () находится ожидаемое время выполнения каждой работы :

. (14)

сетевой модель критический путь

2. Расчетная часть

2.1 Исходные данные для построения сетевой модели

№ п/п	i-j	Qij	mij	№ п /п	i-j	Qij	mij
1.	0-1	20	3	11.	5-10	12	2
2.	0-2	40	7	12.	5-3	6	1
3.	0-3	10	2	13.	6-11	16	4
4.	0-4	20	1	14.	7-11	30	5
5.	1-5	16	4	15.	8-3	0	0
6.	1-6	12	2	16.	9-12	40	2
7.	2-7	0	0	17.	10-13	20	5
8.	3-7	12	2	18.	11-13	16	4
9.	4-8	16	4	19.	12-14	20	1
10.	4-9	20	1	20.	13-14	20	1

Обозначения:

№ п/п - порядковый номер работы;

i-j - код работы, определяющий место работы в общем порядке выполнения всего комплекса работ;

i - предшествующее работе событие;

j - последующее за выполненной работой событие;

Q_ij - трудоемкость работы в человеко-часах или человеко-днях;

m_ij - количество исполнителей работы, человек.

Графическое изображение сетевой модели.

2.2 Построение и оптимизация сетевой модели

Определение исходной длительности работ для определения исходной длительности (продолжительности) работ пользуемся формулой (1)

Результаты расчетов в часах следующие

t0-1=6,6	t5-10=6
t0-2=5,7	t5-13=6
t0-3=5	t6-11=4
t0-4=20	t7-11=6
t1-6=6	t9-12=20
t3-7=6	t11-13=4
	t12-14=20
t4-9=20	t13-14=20

Построение исходной сетевой модели используя 8 правил, построим: сетевую модель по исходным данным графическим способом

Определение и анализ системных характеристик исходной сетевой модели. Определим все возможные полные пути сетевой модели, которые представим как цепочки событий от начального до конечного события:

Путь L₁ : 0 - 1 - 5 - 10 - 13 - 14;

Путь L₂ : 0 - 1 - 5 - 13 - 14;

Путь L₃ : 0 - 1 - 6 - 11 - 13 - 14;

Путь L₄ : 0 - 2 - 7 - 11 - 13 - 14;

Путь L₅ : 0 - 3 - 7 - 11 - 13 - 14;

Путь L₆ : 0 - 4 - 8 - 3 - 7 - 11 - 13 - 14;

Путь L₇ : 0 - 4 - 9 - 12 - 14;

Возможных путей семь. Произведем расчеты, с помощью которых вычислим продолжительности каждого пути. Для этого воспользуемся формулой (10)

, где t_i-j - продолжительности работ данного пути (в часах).

= 6,6+4+6+4+20 =40,6 часов

= :,6 +4 +6 +20 =46,6 часов

= 6,6 + 6 + 4 + 4 + 20 =40.6 часов

= 5,7+0+6+4+20=35,7часов

=5+6+6+4+20=41 час

=20+4+0+6+6+4+20=60 часов

= 20+20+20+20=80часов

Выделим критический путь L_кр. Путь с наибольшей продолжительностью по времени будет являться критическим. Это путь L₇ с продолжительностью = 80 часов.

Найдем среднее значение продолжительности пути . Для этого воспользуемся формулой , где n - количество путей. Тогда T_Lcp=344,5/7=49,2(часов).

Имея величину T_Lcp , рассчитаем резерв времени R_Li для каждого пути L_i. Резерв времени вычисляется по формуле R_L = T_Lcp-T_Li. Данные о продолжительности путей и резервах времени по путям приведены в таблице.

Исходные продолжительности и резервы пути.

Путь Ц	TL, (в часах)	RL (в часах)
1	40,6	8,6
2	46,6	2,6
3	40,6	8,6
4	35,7	13,5
5	41	8,2
6	60	-10,8
7	80	-30,8

Отрицательное значение R_L6 и R_L7 свидетельствует о том, что этот путь критический и условный дефицит времени составляют 10,8 и 30,8 часов.

Рассчитаем характеристики событий. При определении ранних сроков наступления событий Т_pi двигаемся по сетевому графику слева направо и используем форму (2) при определении поздних сроков наступления событии Т_пi двигаемся по сетевому графику справа налево и используем формулы (3) или (3, а).

T_po=0+0=0

T_p1=0+6,6=6,6

T_p2=0+5,7=5,7

T_p3=0+5=5

T_p4=0+20=20

T_p5=0+6,6+4=10,6

T_p6=0+6,6+6=10,6

T_p7=0+5+6=11

T_p8=0+20+4=24

T_p9=0+20+20=40

T_p10=0+6,6+4+6=16,6

T_p11=0+6,6+6+4=16,6

T_p12=0+20+20+20=60

T_p13=0+6,6+4+6=16,6

T_p14=0+20+20+20+20=80

Т_п0 =80-80=0

Т_п1 =80-20-6-4=50

Т_п2 =80-20-4-6-0=50

Т_п3 =80-20-4-6-6=44

Т_п4 =80-20-20-20=20

Т_п5 =80-20-6=54

Т_п6 =80-20-4-4=52

Т_п7 =80-20-4-6=50

Т_п8 =80-20-20-20-4=16

Т_п9 =80-20-20=40

Т_п10 =80-20-4=56

Т_п11 = 80-20-4=56

Т_п12 =80-20=60

Т_п13 =80-20=60

Т_п14 =80

Ранние и поздние сроки наступления событий

Событие Lt	ТPi	Тni
0	0	0
1	6,6	50
2	5,7	50
3	5	44
4	20	20
5	10,6	54
6	12,6	52
7	11	50
8	24	16
9	40	40
10	16,6	56
11	16.6	56
12	60	60
13	16,6	60
14	80	80

Вычислим максимальный запас времени, на который можно отсрочить начало или увеличить длительность каждой работ без увеличения длительности критического пути. Этот запас называется резервом времени работы и обозначается R_fJ. Для этого воспользуемся формулой (5)

Работы на критическом пути не имеют полного резерва времени, для них R_i-j = 0, тогда получаем, что

R0-1=43,4	R5-10=39,4
R0-2=44,3	R5-13=43,4
R0-3=39	R6-11=33,4
R0-4=0	R7-11=39
R1-5=43,4	R8-3=20
R1-6=39,4	R9-12=0
R2-7=44,3	R10-13=39,4
R3-7=39	R11-13=39,4
R4-8=20	R12-14=0
R4-9=0	R13-14=43,4

Оптимизация сетевой модели по критерию «минимум времени» позволяет решить задачу сокращения времени выполнения всего комплекта работ. Минимизация времени выполнения всего проекта возможна только за счет сокращения продолжительности выполнения работ, лежащих на критическом пути L_K. Для этого с ненагруженных путей мы должны снять исполнителей и равномерно распределить их по критическому пути и близким к критическому (подкритическим) путям.

Введем новые обозначения: m_l__j v - исполнители, снятые с работы i-j; m_l__j ^ -исполнители, назначенные на работу i-j; m'_l__j - новое количество исполнителей на работе i-j; t_ij - новая продолжительность работы i-j.

Количество исполнителей m_l-j v, которых возможно снять с работ вычислим по формуле (9). При перераспределении исполнителей необходимо соблюдать условия:

1) m'_i-j = m_i-j +m_i-j^ - для критического пути;

2) m'_i-j = m_i-j +m_i-jv - для ненагруженных путей;

3) ? m_i-jv =? m_i-j^ - общая сумма исполнителей снятых с работ ненагруженных и добавленных на работы критического пути.

m0-1v=2	m5-10v=1
m0-2v=6	m5-13v=1
m0-3v=2	m6-11v=3
m0-4v=1	m7-11v=4
m1-5v=3	m8-3v=0
m1-6v=2	m9-12v=0
m2-7v=0	m10-13v=4
m3-7v=2	m11-13v=3
m4-8v=3	m12-14v=1
m4-9v=1	m13-14v=1

Из возможных вариантов m_i-jv выберем работы i-j, с которыми наиболее удобно снять исполнителей. Для этого мы проведем собственно оптимизацию данного проекта безмашинным способом, переставляя исполнителей с ненагруженных путей L_i на работы i-j критического пути L_кр.

Результаты перераспределения трудовых ресурсов (исполнителей)

i-j	Qi-j	mi-j	ti-j	mi-jv	mi-jv	mi-j^	m'i-j	t'i-j
0-1	20	3	6,6	2
0-2	40	7	5,7	6
0-3	10	2	5	2
0-4	20	1	20	1		1	2	10
1-5	16	4	4	3
1-6	12	2	6	2		1	3	3
2-7	0	0	0	0
3-7	12	2	6	2
4-8	16	4	4	3	2		2	2
4-9	20	1	20	1		1	2	10
5-10	12	2	6	1
5-13	6	1	6	1		1	2	3
6-11	16	4	4	3
7-11	30	5	6	4	3		2	3
8-3	0	0	0	0
9-12	40	2	20	0
10-13	20	5	4	4	1		4	1
11-13	16	4	4	3
12-14	20	1	20	1		1	2	10
13-14	20	1	20	1		1	2	10

Определим новую продолжительность времени выполнения всех работ каждого пути после оптимизации

T_L1 =6,6 + 4 + 6 + 1 + 10 =27,6(часов)

T_L2 = 6,6 + 4 + 3 + 10 = 23,6(часов)

T_L3 =6,6 + 3 + 4 + 4 + 10=27,6{часов)

T_L4 =5,7 + 0 + 3 + 4 + 10 = 13,7(часов)

T_L5 = 5 + 6 + 3 + 4 + 10 = 28(часов)

T_L6 = 10 + 2 + 0 + 6 + 3 + 4 + 10 = 36(часов)

T_7i = 10 + 10 + 20 + 10 = 50(часов)

Системные характеристики исходной и оптимизированной сетевой модели

Путь Li	TLi (в часах)	T'Li (в часах)
1	40,6	27,6
2	46,6	23,6
3	40,6	27,6
4	35,7	13,7
5	41	25
6	60	36
7	80	50
?	344,5	203,5
Lcp	49,2	29,1

Заключение

Общее время выполнения комплекса работ сократилось в 2 раза.

Используемая литература

Ключников А.В. ОСНОВЫ МЕНЕДЖМЕНТА

Учебно-методическое пособие для студентов заочного отделения

специальности 080507.65 «Менеджмент организации»

ОПД. Ф. 01

Размещено на Allbest.ru