Учебно-методический комплекс по дисциплине «Разработка управленческих решений» (стр. 8 )

6.2. Сетевые модели

Сетевые графики являются более тонким инструментом менеджмента, особенно в области планирования операций (в проектировании и производстве). Они позволяют оценивать движение к цели на целостном уровне. Для любого типа проекта основными факторами являются время, затраты (издержки) и наличие ресурсов. Именно эти данные учитываются в сетевых матрицах. На атомарном уровне сетевой график (например, для операции доставки мебели потребителю) выглядит так:

Рис. 43. Простейший сетевой график

Общие правила для составления сетевых матриц и базисные понятия. Сетевая матрица, как правило, совмещается с календарно-масштабной сеткой времени, имеющей свои вертикальные и горизонтальные "коридоры". Горизонтальные коридоры соответствуют той или иной ступени управления (директор, начальник производства, бригадир, рабочий). Вертикальные коридоры обозначают этапы и отдельные операции в процессе принятия решений в зависимости от фактора времени.

Для построения матрицы используют три понятия: работа (включая ожидания и зависимость), событие и путь.

Работа – это процесс труда, требующий временных и ресурсных затрат На схеме обозначается сплошной линией со стрелкой. Если в работу включается процесс, требующий затрат времени, но не труда и ресурсов, то это – ожидание, которое обозначается пунктирной линией со стрелкой (над стрелкой фиксируется время ожидания). Зависимость между событиями не связана с затратами времени и ресурсов, но указывается на взаимную корреляцию работ (пунктирная линия со стрелкой без обозначения времени).

Событие – это результат выполнения тех работ, которые входят в данное событие. Изображается в виде кружка.

Путь – непрерывная последовательность событий от исходного до завершающего. Путь с наибольшей продолжительностью по времени называется критическим ( представлен в виде утолщенной или двойной линии со стрелкой).

Правило обозначения работ. В реальной практике из одного и того же события могут выходить несколько работ, которые и завершаются в одном и том же событии. Например, в двух отделах идут расчетные работы ("А" и "Б"). Которые впоследствии используются третьим отделов (работа "В"). Нужно помнить, что здесь нельзя изображать двойную стрелку (критический путь) из одного события к другому. Между двумя смежными событиями может проходить только одна стрелка.

Правило запрета "тупиков". В матрице не должно быть "тупиков", то есть таких событий, из которых не выходит какая-либо работа. Разумеется, конечные события есть, но они носят завершающий характер. На рисунке 44 представлен пример, иллюстрирующий нарушение запрета "тупиков".

 

Рис. 44 - Сетевая матрица с "тупиком" (событие 3)

Правило запрета необеспеченных событий. Согласно правилу в матрице не должно быть событий, в которые не входит ни одна работа (при условии, что это событие не является начальным). На рисунке 45 можно увидеть пример необеспеченного события:

 

Рис. 45 - Необеспеченное событие

Правило изображения поставки. Поставка начинается за пределами системы и не является результатом работы данной фирмы. Она изображается тоже кружком, но с крестиком внутри. Обычно рядом с кружком ставится номер спецификации. Стрелка направлена на те работы, для производства которых необходима поставка.

Правило организационно-технологических связей между работами. Последовательная цепь работ показывает простое предшествование. Но если работе 4 предшествует не только работа "В", но и "Б", то это показывается пунктирной стрелкой (рис. 46):

 

А Б В

Рис. 46 - Пунктирная линия зависимости

Технологическое правило построения сетевых моделей. В процессе кодирования сетевых графиков следует учитывать такие моменты как: все события имеют самостоятельные номера и кодируются числами натурального ряда без пробелов; стрелка всегда направлена от номера с меньшим числом к номеру с большим числом; последующее событие нумеруцется только после предшествующего. Принаджлежность стрелки тому или иному горизонтальному коридору соотвествует ее горизонтальному положению. Принадлежность стрелки вертикальному коридору определяется границами коридора и соотвествуют масштабу времени матрицы (часы, дни, сутки). На рис. 47 показан пример матрицы, где работы выполняются директором, главным инженером и главным бухгалтером. Масштаб времени – рабочий день.

Продолжительность работы измеряется рассточнием между центрами событий.

 

Директор

 

Главный инженер

 

Главный бухгалтер

 

Рис. 47 - Фрагмент сетевого графика с учетом "коридоров"

Немного истории Наиболее известными методами составления сетевого графика являются PERT (Program Evaluation And Review Technique — метод оценки и пересмотра программ) и СРМ (Critical Path Method — метод критического пути). Оба они разработаны в 50-х годах. Метод PERT был создан в 1958 году под эгидой Управления специальных проектов ВМС США (U. S. Navy Special Projects Office) как инструмент для составления графика и контроля за ходом работ при разработке ракет Polaris. СРМ является детищем ученых Дж. И. Келли (J. Е. Kelly, компания Remington-Rand) и (М. R. Walker, компания Du Font), его создание относится к 1957 году. Данный метод изначально использовался как вспомогательный инструмент, применяемый при составлении графиков проведения технического обслуживания на химических заводах. В своих базовых формах методы PERT и СРМ предназначены для определения наиболее длительного по времени пути в цепи работ, который становится основой при планировании и контроле за ходом выполнения проекта. Для графического отображения этой последовательности в обоих методах применяются линии со стрелками и узлы. Изначально PERT и СРМ отличались между собой тем, что в сетевом графике PERT операция обозначалась стрелкой, а в СРМ — узлом (кружком). Существовало и еще одно различие: в PERT использовались три типа оценки продолжительности операций (оптимистическая, пессимистическая и наиболее вероятная), а в СРМ — только наилучшая. Эти различия объясняются тем, что метод PERT разрабатывался для работы со сложными проектами, которые характеризуются высокой степенью неопределенности, а СРМ — для составления графиков рутинных операций, связанных с заводским техническим обслуживанием. За долгие годы существования этих двух методов различия между ними стерлись, поскольку пользователи СРМ начали также применять три оценки продолжительности операций, а в сетевых графиках PERT операции нередко обозначаются узлами. При обозначении операций узлами работать с графиком намного удобнее. Три оценки продолжительности операций позволяют использовать их для определения вероятностных характеристик сроков их выполнения. Источник: Производственный и операционный менеджмент. М.: ИД "Вильямс". 2001.с.63.

Чтобы найти общую продолжительность (пути), необходимо определить самое раннее время начала операции ("early start schedule") и самое позднее время ("late start schedule") в каждом из кружков сетевого графика. Эти значения обычно вписываются в каждый кружок наряду с номером события (рис.48). В кружок первого события в проекте ставиться ноль.

Рис. 48

Самое раннее время по последующим событиям рассчитывается путем прибавления продолжительности мероприятия к самому раннему времени предшествовавшего события. Если два или более мероприятия ведут к одному событию, тогда самое раннее время рассчитывается по каждому маршруту.

В графиках позднего начала операций все операции приведены в соответствии с самым поздним сроком, с которого можно их начинать, не задерживая даты завершения работы или проекта.

Важным понятием является резерв времени. Это количественный показатель подвижности или запасного времени по каждому действию в сетевом графике. Критические действия - не гибкие и поэтому имеют нулевой резерв времени. Существует три вида резерва времени. Суммарный резерв времени — качественный показатель времени, на которое может быть задержано завершение действия без ущерба для общих сроков работы (проекта). Свободный резерв времени - количественный показатель времени, на которое может быть задержано завершения действия без ущерба для общих сроков проекта и времени начала последующих действий. Независимый резерв времени - количественный показатель времени, на которое завершение действия может быть задержано без ущерба для общих сроков проекта, а также времени начала последующих действий или времени окончания предшествующих действий. Разумеется, важнейшим понятием является критический путь, который лучше рассмотреть на примере составления графика с наиболее вероятной (однозначной) оценкой продолжительности операций.

Сетевой график с однозначной оценкой продолжительности операций.

Рассмотрим пример, взятый из учебника Р, Чейза и др. "Известно, что многие фирмы, предпринявшие попытку выйти на рынок сбыта компьютеров типа "ноутбук", потерпели фиаско. Теперь представьте, что ваша компания решила, что на рынке существует большой спрос на эту продукцию. Такое решение было основано на том, что большинство предлагаемых моделей портативных компьютеров характеризуются плохой конструкцией: компьютеры либо слишком велики и тяжелы, либо чрезмерно малы для того, чтобы пользоваться при работе на них стандартной клавиатурой" (15, 64).

Ваша модель должна быть настолько маленькой, что ее при желании можно положить в карман пиджака (размер - не больше 12х24х2,5 см. при складной клавиатуре). Вес модели - до 0,5 кг, дисплей сделан на основе жидких кристаллов, есть микродисковод и порт для работы в глобальных сетях. Цена продукта ориентирована на сравнительно массовую аудиторию и не должна превышать 175-200 долларов. В задачи проекта входит конструирование, разработка и создание опытного образца такого компьютера. В динамично меняющейся отрасли электронной техники важно быстро новую модель и вывести ее на рынок не позже, чем через год. Проектная группа имеет в запасе 35 недель.

Решение

Для начала группа должна построить сетевой график проекта (Project Network Chart) и определить степень вероятности создания опытного образца компьютера за 35 недель. Основные этапы построения графика:

1. Идентификация операций. По мнению группы узловыми событиями проекта являются следующие операции: конструирование компьютера, изготовление опытного образца (прототипа), тестирование, разработка технологии изготовления, подбор, приобретение и монтаж оборудования, составление итогового отчета, где сведены воедино аспекты конструирования, технологии и производства.

2. Определение последовательности операций и построение сетевого графика. На основе обсуждения менеджер проекта составляет таблицу с перечнем работ с указанием последовательности их выполнения (табл.10):

Таблица 10 - Перечень операций и оценка продолжительности

Операция	Обозначение	Ближайшая предшествующая операция	Продолжительность в неделях
Конструирование	A	-	21
Изготовление опытного образца	B	A	5
Подбор оборудования	C	A	7
Тестирование образца	D	B	2
Приобретение и монтаж оборудования	E	C, D	5
Разработка технологии изготовления	F	C, D	8
Составление итогового отчета	G	E, F	2

После определения перечня операций и их наиболее вероятной продолжительности составляется сетевой график:

 

7 8

 

21 2

 

5 2 5

Рис. 49 - Сетевой график разработки ноутбука с однозначной оценкой операций

При построении сетевого графика следует внимательно расположить операции в надлежащем порядке, сохраняя при этом прежде всего логическую взаимосвязь между ними. В частности, ситуация, при которой операция А предшествует операции В, операция В - операции С, а операция С — операции А, была бы неверной.

3. Определение критического пути. Критическим путем называют цепочку последовательно связанных операций в сетевом графике с наибольшей продолжительностью по времени. Он характеризуется как путь с нулевым резервом времени. Резерв времени поочередно вычисляется отдельно для каждой операции. Для правильного составления графика необходимо вычислить для каждой операции четыре временных параметра:

* ранний срок начала операции от начала проекта (Early Start Time - ES);

* ранний срок окончания операции от начала проекта (Early Finish Time—EF);

* поздний срок окончания операции (Late Finish Time— LF), т. е. крайний срок, когда операцию можно завершить, не задерживая окончания всего проекта;

* поздний срок начала операции (Late Start Time— LS), т. е. поздний срок окончания, минус время, необходимое для выполнения операции.

Проиллюстрируем это на простейшем графике из четырех событий, где буквами обозначим операции, а числами - продолжительность:

 

Рис. 50 - Продолжительность операций (раннее и позднее начало)

a) Сначала определяется срок ES. В качестве даты начала проекта принимается "нулевой" день, и он же будет ранним сроком начала операции А. Чтобы получить ES для операции В, мы прибавляем продолжительность операции А (т. е. 2) к 0 и получаем значение 2. Точно так же ES для операции С будет 0+2=2. Чтобы вычислить ES для операции D, мы берем большее значение ES и продолжительность времени для каждой из предшествующих операций. Поскольку путь через операцию В=2+5=7 больше пути через операцию С = 2 + 4 = 6, ES для D = 7. Наибольшее значение выбирается потому, что операцию D нельзя начать прежде, чем будет завершена самая продолжительная из предшествующих ей операций.

b) Теперь вычислим срок EF. EF для операции А равен ее сроку ES (т. е. 0) плюс ее продолжительность 2. EF операции В равен ее сроку ES (т. е. 2), плюс продолжительность 5, т. е. 7. EF для операции С будет 2+4=6, а для операции D: 7 + 3 = 10 . На практике ES и EF вычисляются вместе, по мере построения сетевого графика. Поскольку ES плюс время продолжительности операции равняется EF, то EF предшествующей операции является ES для следующей, и т. д.

с) Затем вычисляются поздние сроки начала и завершения операций(LF и LS). Процедуру этих вычислений проще объяснить и освоить, представив ее на понятийном уровне. Расчет LS и LF начинают с конца проекта, т. е. с какого-то определенного предполагаемого или желательного срока его завершения. Двигаясь потом от конца к началу и анализируя все операции по очереди, мы определим, насколько можно задержать начало каждой операции, не задерживая при этом начала следующей за ней операции.

d) Наконец определяется резерв времени для каждой операции. Он определяется либо разницей LS - ES, либо LF - EF. В рассматриваемом нами примере резерв времени существует только для операции С (один день), следовательно, критический путь проходит через операции А, В и D.

Если однозначная оценка времени, необходимого для выполнения операции, является ненадежным показателем, то используются три оценки. Они не только позволяют оценить продолжительность операции, но и позволяют получить вероятностную оценку (Probability Estimate) времени завершения всех операций, входящих в сетевой график. Кратко данную процедуру можно описать следующим образом: оценка продолжительности операции (Estimated Activity Time) представляет собой средневзвешенное значение, в котором больший вес приходится на наиболее вероятную оценку, а меньший — на максимальную и минимальную продолжительность.

Анализ конкретной ситуации. В начале реализации проекта по налаживанию мелкосерийного производства салонов-купе «Ривьера» «Комби-Люкс» столкнулось с рядом проблем. Требовалось определить максимальную эффективность производственной мощности. Но при имеющейся организационной структуре мощности не гарантировали успеха в деятельности. Требовалась оптимизация технологического процесса. Причем, нужна была такая реструктуризация, которая не повредила бы миссии организации.

Практикум Миссия НАШЕМУ КЛИЕНТУ – ЛУЧШИЙ САЛОН ДЛЯ КОМФОРТНЫХ ПОЕЗДОК, РАБОТЫ И ОТДЫХА. Наша основная цель: на основе эффективной системы управления добиться максимального уровня прибыли от работы клиентоориентированной компании "Комби-Люкс" в рыночных условиях при производстве товаров, отвечающих критериям цены, качества и сервиса.

Согласно правилам последовательности составления сетевых графиков необходимо первоначально было составить перечень всех сборочных работ по проведению установки салона-купе "Ривьера" на автомобиль, в определенной последовательности. Перечень операций представлен в таблице 11:

Табл. 11 - Перечень работ при сборке салона-купе "Ривьера"

Операции	Код
Разборка автомобиля	1
Вырезка проемов окон и их зачистка	2
Вырезка проема под люк и установка люка на герметик	3
Утепление, шумо - и виброизоляция автомобиля	4
Обварочные работы	5
Установка дуг и потолка	6
Установка лаг и фанерного основания пола	7
Оклейка пола автомобиля	8
Установка и сборка задней стенки	9
Установка боковин	10
Оборудование багажного отделения	11
Установка оконных стекол, пластмассовых кожухов	12
Установка арок, занавесок, гардин	13
Установка раскладного дивана и столика "Ривьера"	14
Установка откидного дивана и сборка кабины автомобиля	15
Установка салонного отопителя и насоса	16
Маркировка автомобиля	17

Было принято решение по хронометрированию всех сборочных операций, проводимых на автомобиле. Затем был составлен сетевой график и определен критический путь времени установки салона на один автомобиль (см. схему). Из графика стало видно, что существуют так называемые «узкие» места, на которые тратится много времени. Эти работы были максимально упрощены и составлен новый критический путь. Согласно критическому пути сборки автомобиля минимальное время сборки составляет 16 часов. Для определения эффективности занимаемых площадей необходимо было определить, какое оптимальное количество автомобилей надо ставить в производство, так как при сборке автомобиля одновременно на нем не могут быть сразу задействованы все люди работники. В процессе проведения производственного эксперимента пришли к выводу, что оптимальным количеством сборки автомобиля с точки зрения времени сборки, количества работников, эффективности занимаемых площадей, является 3 автомобиля. Был составлен временной график одновременного проведения сборочных работ на трех автомобилях. Работы ведутся по критическому пути и группируются в часовые блоки одновременного выполнения работ на каждом автомобиле. В итоге, три автомобиля при одновременном поступлении в производство выходят через три дня. Четкое временное распределение работ облегчило работу ОТК, так как у службы контроля есть временной график проверки работ. В результате производительность выпускаемых автомобилей увеличилась. Согласно новой технологии установки салона в автомобиль производительность составляет 24 автомобиля в месяц. Это серьезное увеличение объема производства, которое позволило значительно выйти за пределы точки безубыточности.