8.5. Оптимизация сетевой модели

Целевые параметры исходного сетевого графика почти всегда не удовлетворяют поставленным требованиям по срокам, загрузке ресурсов или другим критериям оценки. Чтобы добиться приемлемых результатов, сетевой график и его исходные параметры подвергаются циклическим корректировкам – оптимизации. Оптимизация – процесс последовательного улучшения плана (сетевого графика) в соответствии с поставленными целями и принятыми критериями оценки достигаемых целей. Можно представить следующую классификационную схему оптимизации сетевых графиков:

Оптимизация сетевых графиков

По направлению методологии

Локальная (интуитивная, неформализованная)

Комплексная (итеративная, экономико-математическая)

Параметры оптимизации объекта

Время (T) – ресурсы (R)

Время (T) – стоимость (C)

Основные оптимизационные модели

L_K – min

t_mint  t_max

R  R_max

R – min

L_K  L_Д

t_mint  t_max

L_K – min

t_mint  t_max

C  C_max

R – min

L_K  L_Д

t_mint  t_max

Ниже рассмотрим только аспекты локальной оптимизации, которая в какой – то мере будет закрепляться при выполнении практических работ. Комплексная оптимизация требует серьезной постановки в понимании используемого математического аппарата и специальных программных средств.

Расчет параметров сетевого графика позволяет выделить критические работы, удельный вес которых составляет порядка 5 %. Наглядное представление содержательной информации сетевого графика позволяет концентрировать усилия разработчиков на ключевых работах.

При проведении оптимизации сетевых графиков решаются следующие основные цели: 1) сокращение длительности критического пути; 2) экономия ресурсов при соблюдении заданного срока проекта; 3) принятие дополнительных ресурсов для расшивки работ критического пути.

Решение этих целей позволяет упорядочить организацию выполнения комплекса работ по проекту, предупредить возможные сбои еще на стадии планирования, повысить качество и сократить объем сверхурочных работ.

Сочетание наглядности и выделение ключевых сторон сетевого графика с интуицией позволяет решать достаточно точно многовариантную задачу, не решаемую математически, за разумный промежуток времени. В этом случае оптимизация осуществляется по трем основным направлениям:

1. Изменение структуры (топологии) сетевого графика.

2. Изменение технологических условий выполнения работ проекта.

3. Перераспределение ресурсов.

Для сокращения продолжительности сетевого графика в его топологии последовательные работы заменяются на параллельные (установка перекрытий для одновременного выполнения ремонта на нескольких уровнях, ремонт методом «надвижки» и т.д.) или параллельно – последовательные (разбивка смежных работ на стадии и их «ступенчатое» выполнение).

Улучшение технологических условий проявляются в использовании вариантов более прогрессивной технологии (механизация, автоматизация, интенсификация режимов и т.д.), более качественных материалов (высокие марки цемента), более квалифицированных кадров и т.д., которые способствуют сокращению длительности работ и сроков выполнения проекта в целом.

Перераспределение используемых ресурсов связано с переброской работников с работ, которые имеют резервы на критические работы. При этом желательно стремиться не к максимально возможному, а к максимально целесообразному ускорению. Принимая решения по сокращению длительности проекта или минимизации потребных ресурсов, надо учитывать, что каждая работа имеет определенный предел ускорения. Для заданного объема работы, например, трудоемкости Т_{i – j} , продолжительность ее выполнения t_{i – j} в зависимости от размера применяемого ресурса – численности выделенных работников Ч_{i – j} определяется из следующего функционального соотношения: t_{i – j} = Т_{i – j} / Ч_{i – j}

Для большинства работ величина численности Ч_{i – j} изменяется в пределах от нижнего Ч^Н _{i – j} до верхнего Ч^В _{i – j} уровня, а длительность работы от нормальной t^Н _{i - j} до ускоренной t^У _{i - j} , что отражается на следующем рисунке:

Ч

Ч^В

Ч^Н

t

t^H

t^У

Оптимизация сетевого графика проекта СОНТ, построенного при ускоренной продолжительности работ ( t^У _{i - j} = T_i-j / Ч^В _i-j ), осуществляется в два этапа.

На первом этапе оптимизации по срокам завершения, если критический путь превышает директивный срока, осуществляется в пять шагов.

На первом шаге проверяется адекватность структуры сетевого графика комплекса работ, правильность заданных оценок работ, точность вычисления временных параметров событий и выделенных работ критического пути. Определяется величина сокращения критического пути (L = L_Д- L_К)_.

На втором шаге с учетом важности связей и уровня критичности работ по ответственным исполнителям распределяется задание по сокращению длительности работ критического пути на величину L.

На третьем шаге каждый ответственный исполнитель по работам критического пути вычисляет принятый верхний уровень потребности в работниках ( Ч^В _i-j = T_i-j / t^У _{i – j}).

На четвертом шаге выбирают работы критического пути такие, которые обеспечивают минимальный прирост ресурсов (  t _i-j =L, если  Ч_{п i-j} - min ).

На пятом шаге рассчитываются временные параметры измененного сетевого графика. Если для вновь рассчитанного критического пути L> 0, то повторяются шаги с первого по пятый, если L = 0, то переходят ко второму этапу оптимизации.

Оптимизация загрузки трудовых ресурсов выполняется в пять шагов.

На первом шаге строится в масштабе временная диаграмма сетевого графика.

На втором шаге под временной диаграммой по каждому подразделению строится прямоугольные эпюры, основание которых длительность работ t_i-j, a высота - численность занятых работников Ч _i-j. Для простоты достаточно под осью временной диаграммы проставить число потребных работников по подразделениям.

На четвертом шаге ответственные исполнители выделяют зоны эпюр критического пути.

На пятом шаге ответственные исполнители работы в пределах частных резервов с перегруженных зон сдвигают вправо, заполняя менее загруженные.

В нашем примере критический путь составляет L_К, что не превышает заданный директивный срок L_Д, поэтому для такого сетевого графика оптимизация по срокам не проводится.

При оптимизации ресурсов необходимо добиться, чтобы верхняя граница не превышала каждую неделю в размере одной групп, как механиков, так и электриков. Из эпюр загрузки видно, что у механиков есть участок диаграммы длительностью одна неделя, где требуется две группы, а электриков – участок длительностью пять недель, где требуется две группы и участок длительностью четыре недели с нулевой загрузкой. Удлиняя критический путь на одну неделю и используя резерв времени работ по электрической части (системы наводки), получаем диаграмму сетевого графика, у которого число групп механиков и электриков не превышает верхнюю границу.

В результате оптимизации получают приемлемый по срокам и потребным ресурсам план работ, который доводится до ответственных исполнителей для практической реализации.