6 Сетевое планирование и управление технической подготовкой производства. Функционально-стоимостной анализ.
6.1.Система и принципы сетевого планирования и управления. Методы оптимизации сетевых моделей с помощью фса.
Известно, что планирование и управление различными комплексами работ предполагает использование моделей (графиков) проектов или разработок, достаточно полно отражающих в той или иной форме взаимосвязи и характеристики работ, которые предстоит выполнить. Традиционные методы планирования предполагают использование простейших моделей типа ленточных графиков Ганта и Кнеппеля, которые позволяют отразить календарные сроки начала и окончания каждого вида работы, а также длительность цикла выполнения всего комплекса работ.
Составляют ленточные графики в пределах заданного, а не расчетного, срока выполнения всего комплекса работ. Горизонтальные отрезки, которые наносятся на календарную сетку параллельно или последовательно, отражают длительность цикла каждой работы (стадии или этапа), рассчитанную по нормативам или установленным нормам времени экспертным путем.
Как обычно планируются сроки разработки сложных комплексов, новых объектов производства, комплексов проведения ремонтных работ? На отдельные работы, по которым уже есть опыт, а возможно и нормативы, даются относительно точные оценка продолжительности и сроки выполнения. А на остальные работы, которые раньше не встречались? Для них применяются так называемые «потолочные», или «волевые», оценки, в которых время учитывается не по принципу «за сколько можно сделать», а по принципу «за сколько нужно сделать», что очень часто приводит к срыву установленных сроков, аварийной переделке планов и т.д. Вот далеко не полный перечень недостатков наиболее широко принятых сейчас методов планирования и графического отображения планов. Эти недостатки в значительной мере ликвидируются внедрением систем сетевого планирования и управления (СПУ).
Система СПУ является комплексом графических и расчетных методов, организационных мероприятий и контрольных приемов, обеспечивающих моделирование, анализ и динамическую перестройку плана выполнения сложных комплексов работ и разработок. В системах СПУ широко используются графическое изображение и аналитическая запись плана работ, которые отражают их логическую последовательность, взаимосвязи и продолжительность и создаются с целью последующей оптимизации разработанного плана и текущего управления ходом работ. Оптимизация включает в себя периодический сбор информации о ходе выполнения работ и соответствующую корректировку плана.
Основным элементом системы СПУ является сетевой график. Это модель процесса, на которой можно проводить эксперименты и выяснять, к каким результатам приведет то или иное изменение в модели. Модель (график) процесса разработки и изготовления изделия в виде сетевого графика выглядит следующим образом (рис. 6.1). Над стрелками на графике проставлены номера работ (как правило, приводится номер или наименование работы и проставляется численность исполнителей или другие параметры), под стрелками — длительности их выполнения, а в кружках-событиях — коды свершения. Простое сравнение ленточного и сетевого графиков показывает, что и тот и другой одинаково хорошо отражают количественную сторону процесса, т.е. состав работ, а вот взаимосвязь работ просматривается только на сетевом графике.
Рис. 6.1. Сетевой график разработки изделия «И»
Еще одним преимуществом сетевого графика является то, что с его помощью может быть легко выделена технологическая последовательность выполнения работ, которая определяет конечные сроки выполнения всей разработки — критический путь (выделен жирными стрелками). Знание критического пути позволяет концентрировать все внимание руководства и исполнителей именно на этих работах, прогнозировать сроки, перераспределять время, ресурсы, изменять показатели качества и, следовательно, добиваться гарантии выполнения всего комплекса работ в заданные сроки. Кроме того, сетевой график позволяет определить резервы времени работ, лежащих не на критическом пути, что дает возможность более рационально перераспределять наличные людские, материальные и финансовые ресурсы и за счет этого добиваться выигрыша во времени с наименьшими затратами.
В системах СПУ могут быть использованы три основных вида сетевых графиков.
Сетевые графики в терминах событий, на которых вершины графа изображают результаты работ (события), а дуги (стрелки) показывают взаимосвязь отдельных событий.
Сетевые графики в терминах работ, на которых вершины графа изображают работы, а дуги (стрелки) показывают взаимосвязь отдельных работ.
Сетевые графики в терминах работ и событий — наиболее распространенный способ изображения сетей, на которых вершины графа — это события, а стрелки — работы.
Основным элементом сетевых графиков в терминах событий является событие. Оно определяет факт получения результата (окончания какого-то процесса). Каждое событие на сетевом графике соединено с одним или несколькими событиями связями, которые имеют временную оценку и определяют положение события в сети с точки зрения топологии и времени.
Несмотря на то что для перехода от одного события к другому требуется проделать определенную работу, связи в сетевом графике в терминах событий нельзя рассматривать как работы. За ними не закрепляется исполнитель, они не имеют определений, а лишь показывают зависимость во времени между событиями.
Рис. 6.2. Сетевой график в терминах событий
В сети всегда существуют одно исходное и одно завершающее событие. Исходное событие представляет собой формулировку условия по выполнению данного комплекса работ. Завершающее событие представляет собой формулировку конечного результата всей разработки, описанной данным сетевым графиком. События в сетях в терминах событий изображаются кружками, над или рядом с которыми записывается их формулировка (наименование). Связи между событиями указываются стрелками, под которыми проставляются временные оценки.
Рис. 6.3, Сетевой график в терминах работ
В сетевых графиках данного вида, как и в графиках второго вида, имеют место понятия данная, предшествующая и последующая, а также исходная, промежуточная и завершающая работы.
Основными элементами сетевых графиков третьего вида являются работы и события. Эти графики являются производными перечисленных выше. Работы на сетевом графике в терминах работ изображаются прямоугольниками, в которых записываются коды работ, над ними указывается наименование работы, а под ними — продолжительность.
Термин «работа» используется в сети в широком смысле слова и имеет следующие значения:
действительная работа;
ожидание;
зависимость, или фиктивная работа.
Рис. 6.4. Сетевой график в терминах работ и событий
Действительная работа и ожидание имеют такое же значение, как в сетевых графиках второго вида (в терминах работ). Зависимость (фиктивная работа) — это условный элемент, который вводится для отражения взаимосвязи между действительными работами и ожиданием. Зависимость не требует затрат ни времени, ни ресурсов но указывает, что возможность начала одной работы непосредственно зависит от окончания другой. Продолжительность фиктивной работы равна нулю.
Действительная работа и ожидание изображаются в сетевом графике сплошными стрелками, а зависимость — пунктиром.
Понятие «событие» может иметь следующие значения:
исходное событие — это начало выполнения проекта, оно не имеет предшествующих работ;
завершающее событие — достижение конечной (одной из конечных) цели проекта, оно не имеет следующих за ним работ;
промежуточное событие, или просто событие, — результат одной или совокупный результат нескольких работ, представляющий возможность начать одну или несколько непосредственно следующих работ.
Всякая работа сетевого графика соединяет два события: непосредственно предшествующее данной работе (являющееся для нее начальным событием) и следующее за ней (являющееся для нее конечным событием). Код данной работы состоит из кодов начального и конечного событий данной работы. Наименование работы проставляется над стрелкой, а продолжительность ее выполнения и другие параметры управления — под стрелкой.
Продолжительность работы — это время, необходимое для ее выполнения. Оно обозначается t(i-j) и указывается на графике под стрелкой, например, для сетевого графика на рис. 6.4. t(1-3) = 6.
Для научно обоснованного подхода к определению продолжительности выполнения комплекса работ вводится понятие «путь». Путем называется такая последовательность работ (и зависимостей) в сети, у которой конечное событие каждой работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы. В сетевом графике различают несколько видов путей:
пути, ведущие от исходного события к завершающему, — полные пути (просто пути), их обозначают буквой L;
пути, ведущие от исходного события к конечному событию данной работы, — пути, предшествующие данному событию, их обозначают L(1-j),
пути, ведущие от конечного события данной работы к завершающему, — пути, последующие за данным событием, их обозначают L(j-k);
пути между событиями i и j, из которых ни одно не является исходным или завершающим, их обозначают L(i-j) .
Самый длинный из всех полных путей (их может быть несколько) имеет особое значение — его длина определяет наименьшую возможную продолжительность выполнения комплекса работ (проекта), поэтому на графике он выделяется жирной линией и называется критическим путем (LKp). Продолжительность критического пути обозначается tкр (например, для сетевого графика на рис. 6.2. tкр = 29). Работы, которые лежат на критическом пути, также называются критическими. Следовательно, чтобы сократить сроки выполнения всего комплекса работ, достаточно сократить сроки выполнения работ, лежащих на критическом пути.
Общие принципы и способы формирования сетевых графиков.
Принцип централизации. Сводный комплексный сетевой график строится централизованно, исходя из схемы конструктивно-технологического членения или технологической схемы сборки создаваемого объекта. Такое построение называется «сверху вниз».
Принцип децентрализации. Сводный сетевой график строится децентрализовано на основе сшивания первичных и(или) частных сетевых графиков, полученных от ответственных исполнителей. Такое построение называется «снизу вверх».
Принцип сочетания централизации и децентрализации. Сначала строится укрупненный сводный сетевой график, который затем разукрупняется и корректируется на основе первичных графиков ответственных исполнителей. Такой способ получил название «сверху вниз — снизу вверх».
Первый способ получил распространение при формировании сетевых графиков работ небольшого объема, особенно в строительстве, при проведении реконструкции отдельных цехов и др. Второй и третий способы используются при построении сетевых графиков сложных разработок в масштабе предприятия, при участии в разработке ответственных исполнителей различных подразделений и даже разной ведомственной подчиненности.
Выбор того или иного способа построения сетевого графика определяет структуру и принципы функционирования системы СПУ. Сравнительный анализ перечисленных способов построения комплексных сетевых графиков показывает, что при внедрении системы СПУ в разрабатывающем предприятии в настоящее время более перспективными являются второй и третий.
Приведение параметров сводного сетевого графика в соответствие с заданными ограничениями производится в два этапа. На первом этапе составленный сетевой график рассматривается и согласовывается со всеми подразделениями — исполнителями и поставщиками. При этом еще раз проверяются технологические и организационные связи, правильность сшивания частных графиков и сводного сетевого графика, который включает в себя весь комплекс работ по данной разработке, выполняемых всеми подразделениями. Второй этап сетевого планирования и управления заключается в корректировке сводного сетевого графика, т.е. в приведении его в соответствие с заданными сроками и ограниченными ресурсами подразделений, участвующих в разработке.
Процесс корректировки сетевого графика иногда называют его оптимизацией, подразумевая под этим последовательное улучшение сети с целью достижения заданного срока или равномерного распределения (с учетом имеющихся ограничений) различных видов ресурсов. Поскольку оптимизация сетевого графика осуществляется за счет частных резервов времени работ, каждая последующая корректировка выполняется в пределах оставшихся частных запасов времени. Абсолютная величина первоначальных частных резервов времени работ постепенно уменьшается и в итоге по отдельным работам может быть полностью исчерпана.
Наиболее эффективно оптимизация сетевых моделей осуществляется с помощью функционально-стоимостного анализа (ФСА). Объектом исследования ФСА являются функции товара, услуги, процесса и их составляющих. ФСА позволяет не только составить истинное представление об объекте исследования, его функциях, но и разработать конкретные меры повышения качества и устранения неоправданных затрат.
Зарождение ФСА относится к концу 40-х годов и связано с именами двух инженеров - российского Ю.М. Соболева и американского Л.Д. Майлса. Целенаправленные работы по ФСА в нашей стране были начаты в начале 70-х годов в электротехнической промышленности. ФСА или анализ затрат на основе потребительской стоимости укрупненно можно свести к двум основным тезисам:
1. Затраты на изготовление любого изделия состоят из какого-то минимума издержек, абсолютно необходимых для изготовления изделия, выполняющего заданные функции, и так называемых «излишних» издержек, не имеющих прямого отношения к назначению изделия, обусловленные несовершенством конструкций, технологии и использованием неэффективных материалов. Эти «излишние» за траты являются одним из резервов снижения себестоимости продукции.
2. Задача ФСА заключается в выявлении из многих альтернативных вариантов реализации функции такого, который является наиболее экономичным.
При ФСА ставится задача обеспечить достижение цели наиболее эффективным способом. Анализ предполагает выявление и исследование функций анализируемого объекта. Под функцией в этом случае понимают проявление или сохранение свойств объекта в данной системе отношений, а также действие или воздействие. Формулировка функций при их определении должна по возможности содержать два слова — глагол и существительное.
ФСА проводится по этапам.
1 этап — подготовительный — включает выбор объекта исследования, постановку задачи, определение цели анализа, формирование группы по его проведению. Объектом исследования могут быть проектируемое или модернизируемое изделие, технологический или производственный процесс. Основными задачами, определяющими необходимость проведения ФСА на стадиях подготовки производства, являются: сокращение сроков и затрат на конструкторскую и технологическую подготовку производства; снижение трудоемкости изготовления изделия; совершенствование организации производства и т. д.
2 этап — информационный — включает ознакомление с чертежами, технологическими процессами, паспортами, патентными формулярами, рекламными проспектами, научными статьями по проектируемому и аналогичным образцам.
3 этап — аналитический. Цель этапа — провести анализ объекта в целом для определения задач по выработке вариантов решений, направленных на его совершенствование. После того как определены функции изделия и его элементов, необходимо выявить ненужные функции и определить меры по упрощению конструкции, замене материалов и т. д.
4 этап — творческий. Цель этого этапа — поиск идей, на основе которых можно было бы сформулировать варианты решения поставленной задачи, и выбор наиболее приемлемых вариантов. Для поиска новых идей и технических решений в ходе ФСА могут быть использованы следующие методы: мозгового штурма (мозговой атаки), метод «635», конференция идей, морфологический анализ, метод контрольных вопросов, ТРИЗ и др.
Предварительный отбор вариантов решений предполагает использование современных методов сравнительной технико-экономической оценки (методы расстановки приоритетов, положительно-отрицательных оценок и др.). Этап заканчивается отбором вариантов, подлежащих рассмотрению на исследовательском этапе.
5 этап — исследовательский. На этом этапе проводятся оценка и предварительный выбор вариантов. Из всего количества различных вариантов исключаются те, которые невозможно реализовать. Для отбора альтернативных вариантов должны быть выработаны оценочные критерии, позволяющие обеспечить возможность количественного сравнения. Сравнением нужно охватывать одинаковое количество функций.
6 этап — рекомендательный. На основе отобранных вариантов принимается решение по внедрению рекомендаций, разработанных в процессе ФСА. Характеристика принятого решения дается в ясной и наглядной форме с указанием всех затрат, влияющих на себестоимость используемой конструкции.
7 этап — внедрение и контроль результатов ФСА. На этой стадии по результатам ФСА составляется график внедрения разработанных технических и организационных решений и осуществляется их реализация. Результаты проведения ФСА заносятся в таблицу.
Внедрение ФСА в практику подготовки производства способствует существенному снижению затрат как на осуществление собственно подготовки производства, так и на изготовление новой продукции и является насущной задачей.
Контрольные вопросы:
Система и принципы сетевого планирования и управления.
Методы оптимизации сетевых моделей с помощью ФСА.