Сети или сетевые модели имеют широкое практическое применение. Из всего разнообразия методов и моделей рассмотрим здесь лишь метод критического пути (МКП). Сеть в этом случае – это графическое отображение комплекса работ. Основными элементами сети здесь являются события и работы.
Событие – это момент завершения процесса, отображающий отдельный этап выполнения проекта. Комплекс работ начинается с исходного и заканчивается завершающим событием.
Работа – это протяжённый во времени процесс, необходимый для свершения события и, как правило, требующий затрат ресурсов.
События на сетевом графике обычно изображаются кружками, а работы – дугами, соединяющими события. Событие может свершиться только тогда, когда закончатся все работы, ему предшествующие.
В сетевом графике не должно быть "тупиковых" событий, за исключением завершающего, не должно быть событий, которым не предшествует хотя бы одна работа (кроме исходного), не должно быть замкнутых контуров и петель, а также параллельных работ.
Рассмотрение основных понятий и положений МКП будем вести на основе следующего примера. Пусть задана следующая последовательность работ с их временными характеристиками:
Построим сетевой график так, чтобы все дуги работы были
направлены слева направо (рис.2). Над дугами проставлены длительности работ.
Рис. 2. Сетевой график примера
Критический путь представляет собой путь от начальной до конечной работы, имеющий наибольшую длительность. Любое замедление в выполнении работ критического пути неизбежно приведёт к срыву выполнения всего комплекса работ, поэтому критическому пути и уделяется столько внимания.
Рассмотрим основные понятия, связанные с критическим путём .
Ранний срок наступления события
(ЕТ).
Он определяется для каждого события при движении по сети слева направо от начального к конечному событию. Для начального события ЕТ = 0. Для других определяется по формуле, где ЕТ 1 – ранний срок наступления события i, предшествующего событию j; t ij – продолжительность работы (ij).
Поздний срок наступления события
(LТ) – это наиболее поздний срок, в который может наступить событие без задержки выполнения всего комплекса работ. Определяется он при движении по сети справа налево от конечного события к начальному по формуле:
Для критического пути ранние и поздние сроки наступления событий совпадают. Для конечного события эта величина равна длине критического пути. Расчёт показателей сетевого графика можно производить непосредственно по вышеприведённым формулам. Сначала надо найти ранние сроки наступления событий (при движении по сети слева направо, от начала к концу), (остальное выполнить самостоятельно).
Затем расчёты выполнить в обратном направлении и найти поздние сроки наступления событий.
Положить ЕТ 10 = LT 10 .
LT 9 = LT 10 – t 9,10 = 51 –11 = 40.
LT 8 = LT 10 – t 89 = 51 – 9 = 42, и т.д.
Возможен и другой способ вычисления показателей – табличный.
События отмечаются в квадратах "главной" диагонали. Работы отмечаются дважды в верхних и нижних "побочных" квадратах относительно главной диагонали таблицы. В верхних "побочных" квадратах таблицы номер строки соответствует предыдущему событию, номер столбца – последующему. В нижних "побочных" квадратах наоборот.
Порядок заполнения таблицы
1. Сначала заполняются числители верхних и нижних побочных квадратов. В них записываются продолжительности соответствующих работ.
2. Заполняются знаменатели верхних "побочных" квадратов как суммы числителя главного квадрата и числителя верхнего "побочного" в той же строке.
3. Числитель первого главного квадрата принимается равным нулю, числители остальных главных квадратов равны максимуму знаменателей верхних "побочных" квадратов в том же столбце.
4. Знаменатель последнего главного квадрата принимается равным числителю этого квадрата. Знаменатели нижних "побочных" квадратов равны разности знаменателя главного и числителя "нижнего" побочного в той же строке.
5. Знаменатели главных квадратов равны минимуму знаменателей "нижних" побочных в том же столбце.
Расчёт показателей сетевого графика
Из таблицы находятся показатели графика:
1. Ранние сроки наступления событий (числители главных квадратов).
2. Поздние сроки наступления событий (знаменатели главных квадратов).
3. Резервы времени событий (разность между знаменателем и числителем главного квадрата). В нашем случае критическими событиями (не имеющими резервов) являются 1, 3, 4, 6, 7, 8, 10. Они составляют критический путь. Продолжительность критического пути равна 51 (числитель или знаменатель последнего главного квадрата).
4. Ранний срок окончания работ (знаменатели верхних "побочных" квадратов).
5. Поздний срок наступления работ (знаменатели соответствующих нижних "побочных" квадратов).
6. Общие резервы времени работ (разность между знаменателем главного квадрата и знаменателем верхнего "побочного" в том же столбце).
7. Свободные резервы времени работ (разность между числителем главного квадрата и знаменателем верхнего "побочного" квадрата в том же столбце).
Воспроизведём график сети, проставив над каждым событием слева – ранний, а справа – поздний сроки наступления события (рис.3).
Рис. 3. Сетевой график с временными характеристиками
Итак, критический путь проходит вдоль работ 1–3–4–6–7–8–10, и его длительность равна 51.
Резерв времени события определяется как разность между их LT и ET. Ясно, что резервы времени событий вдоль критического пути равны нулю. Для нашего примера резерв времени, например, события 2 равен 28–10 = 18, а события 9 равен 40–36 = 4. На эти промежутки времени может быть задержано выполнение соответствующих работ без риска задержать проект в целом.
Это были временные характеристики событий. Рассмотрим временные характеристики работ. К ним относятся свободный и общий (полный) резервы времени работ.
Общий резерв времени работы (ТS) определяется из соотношения
TS ij = LT j – ET i – t ij
и показывает, на сколько можно увеличить продолжительность работы при условии, что срок выполнения всего комплекса работ не изменится.
Свободный резерв времени работы (FS) определяется из соотношения
FS ij = ET j – ET i – t ij
и показывает часть полного резерва времени, на которое можно увеличить продолжительность работы, не изменив при этом раннего срока её конечного события.
Если свободный резерв времени работ может быть использован по всем работам сети одновременно (тогда все работы становятся критическими), то для полных резервов этого сказать нельзя; его можно использовать или для одной работы пути полностью, или для разных работ частями.
Для критических работ ТS и FS равны нулю. ТS и FS могут быть использованы при выборе календарных сроков выполнения некритических работ и для частичной оптимизации сетевых графиков.
Окончательно имеем: Временные характеристики работ
| Некритические работы | Продолжительность | Общий | Свободный резерв FS |
| 1-2 | 10 | 18 | 0 |
| 1-4 | 6 | 5 | 5 |
| 2-5 | 9 | 18 | 0 |
| 4-5 | 3 | 23 | 5 |
| 3-6 | 8 | 9 | 9 |
| 4-7 | 4 | 15 | 15 |
| 5-8 | 5 | 18 | 18 |
| 6-9 | 7 | 12 | 8 |
| 7-9 | 6 | 4 | 0 |
| 7-10 | 8 | 13 | 13 |
| 9-10 | 11 | 4 | 4 |
Задачи для контрольных заданий №4
По следующим данным построить сеть, аналогичную рассмотренной в примере, определить временные характеристики ее работ и событий, критический путь и его длину. При выполнении данной задачи подставьте вместо n номер своего варианта и полученное число округлить до целого.| Работа | (1,2) | (1,3) | (1,4) | (2,5) | (2,4) | (3,4) | (3,6) | (4,5) | (4,6) |
| Продолжительность | 5+n/3 | 6+n/3 | 7+ n/3 | 4+n | 8+ n/3 | 3+n | 4+n/2 | 10+ n/3 | 2+n |
| (4,7) | (5,7) | (5,8) | (6,7) | (6,9) | (7,8) | (7,9) | (7,10) | (8,10) | (9,10) |
| 8+ n/3 | 9+n/2 | 10+ n/3 | 12+n/2 | 9+n | 7+ n/3 | 5+n | 9+n | 11+n/2 | 8+ n/3 |
Расчетные параметры СГ:
i - j – код данной работы;
i – код начального события данной работы;
j – код конечного события данной работы;
h – i - код работ, предшествующих данной работе;
h – код событий, предшествующих начальному событию данной работы;
j - k – код работ, последующих за конечным событием данной работы;
k – код событий, последующих конечному событию данной работы;
L – путь;
L кр – критический путь;
t L – продолжительность пути;
T L кр – продолжительность критического пути и критический срок;
t i - j – продолжительность работы;
T р.н i - j –раннее начало работы;
T р.о i - j –раннее окончание работы;
T i p – ранний срок свершения события I ;
T п.н i - j – позднее начало работы i - j ;
T п.о i - j – позднее окончание работы i - j ;
T n j – поздний срок свершения события j ;
R i - j – общий (полный) резерв времени работы i - j ;
r i - j – частный (свободный) резерв времени работы i - j ;
Общая схема кодирования работ и события показана на рис.3.18.
Рис. 3.18. Общая схема кодирования работ и событий
Расчет сетевого графика аналитическим путем. Расчет временных параметров СГ может выполняться по работам или по событиям, как это будет показано ниже.
Рис. 3.19. Сетевой график
Расчет ранних сроков. Ранние сроки начала и окончания работ и свершения событий СГ рассчитывают, начиная от исходного события последовательно по всем путям СГ прямым ходом расчета. В результате этого расчета кроме ранних сроков устанавливают также общую продолжительность работы по графику в целом и по отдельным его участкам (рис. 3.19).
Расчет по работам. Раннее начало работы T р.н i - j – самое раннее из возможных время начала работы - определяют продолжительностью самого длинного пути от исходного события до начального события данной работы:
T р . н i-j =max t h-i (3.1)
Например, для работы 6-8 (рис. 3.19) раннее начало:
Так как продолжительность наибольшего пути 1-2, 2-5, 5-6 составляет 16, то работу 6-8 можно начать на 17-й день. Раннее окончание работы T р.о i - j – время окончания работы (она начата в самый ранний из возможных сроков) – определяют суммой раннего начала и продолжительности данной работы:
T р . о i-j = T р . н i-j + t h-i . (3.2)
Например, для работы 6-8 раннее окончание:
T р.о 6-8 = T р.н 6-8 + t 6-8 =16+6=22.
Расчет по событиям. Ранний срок свершения начального события Т p i определяют максимальной величиной суммы ранних сроков свершения предшествующих событий и продолжительности работ, входящих в данное событие:
T p i = max { T p h + t h -1 }. (3.3)
Например,
Естественно, что расчет раннего срока свершения конечного со бытия работы выполняют по той же формуле.
Расчет поздних сроков. Расчет поздних сроков окончания и начала работ сетевого графика и свершения событий производят после того, как определены все ранние сроки и общая продолжительность. Расчет ведут обратным ходом от завершающего события к исходному последовательно по всем путям СГ.
Расчет по работам. Позднее окончание работы – самый поздний из допустимых сроков окончания работы, при котором не увеличивается общая продолжительность работ сетевого графика.
Позднее окончание рассматриваемой работы равно минимальному из сроков поздних начал последующих работ:
T п . о i- j = minT п . н . j-k (3.4)
Определение позднего начала через позднее окончание основано на том, что расчет ведут от завершающего события, у которого ранние и поздние сроки совпадают, т. е. T р k = T n k . , поэтому, рассчитав ранние сроки работ, мы установили тем самым и поздний срок завершающего события:
T п.о j - k = T кр = max T p .о j - k . (3.5)
Например, для работы 2-5 позднее окончание:
Позднее начало работы T п.н i - j – самый поздний из допустимых сро ков начала работы, при котором не увеличивается общая продолжитель ность работ. Позднее начало работы равно разности между величинами ее позднего окончания и продолжительности:
T п.н 2-5 = T п. o i - j – t i - j . (3.6)
Например, для работы 2-5 позднее начало:
T п.н 2-5 = T 2-5 – t 2-5 =15 – 12 = 3.
Расчет по событиям. Поздний срок Т n j свершения события j опре деляется минимальной величиной из значений разности поздних сроков свершения конечных событий k и продолжительности работ, выходящих из данного события j :
T n i = min {T n k – t j-k }. (3.7)
Например, для события 5:
Сопоставление ранних и поздних сроков работ и событий позволяет рассчитать резерв времени, критический путь и провести анализ параметров графика.
Если ранние и поздние характеристики работ совпадают, то ра боты лежат на критическом пути. Критическими являются те события, на которых совпадают ранние и поздние сроки свершений.
Для критических работ соблюдаются следующие условия:
ранние и поздние сроки начала работы и соответственно их окончания равны, т. е.
T р.н i - j = T п.н. i - j = T н i - j ; T р.о. i - j = T п.о. i - j = T o i - j (3.8)
или при расчете по событиям ранние и поздние сроки свершения событий, ограничивающих данную работу, соответственно равны, т. е.
T р i = T п i ; T р j = T п j ; (3.9)
2) разность между возможными сроками окончания и начала работы равна ее продолжительности, т. е.
T o i-j – T H i-j = t i-j , (3.10)
или разность между сроками свершения конечного и начального событий равна продолжительности данной работы, т. е.
T j – T i = T i - j (3.11)
Например, для критической работы 3-7 первое условие T p.н 3-7 = T п.н 3-7 =10 , а также T p.о 3-7 = T п.о 3-7 =15 соблюдено. Второе условие:
Общий (полный) и частный резервы времени для работ критиче ского пути равны нулю. Для остальных работ определяют различные виды резервов времени.
Общий (полный) резерв времени работы – это максимальное вре мя, за которое можно задержать начало работы или увеличить ее про должительность без изменения общего срока строительства. Величина Ri - j определяется разностью поздних и ранних сроков начала или окончания работы:
R i - j = T п.н i - j - T p.н i - j = T п.о i - j - T p.о i - j , (3.12)
R i - j = T п.о i - j - T p.н i - j – t i - j . (3.13)
Например, общий резерв времени для работы 4-6 составляет
или то же самое по событиям:
R i-j = T n j – T р i – t i-j ,
R 4-6 = T n 6 – T p 4 – t 4-6 = 19 – 2 - 4 = 13 (3.14)
Частный (свободный) резерв времени работы r i - j – максимальное количество времени, на которое можно перенести начало работы или увеличить ее продолжительность без изменения раннего начала последующих работ. Оно имеет место, когда в событие входят две работы и больше, и определяется разностью значений раннего начала последующей работы и раннего окончания данной работы.
Например, для работы 4-6 частный резерв
r i - j = T p .н j - k – T p . o i - j ,
r 4-6 = T p .н 6-8 - T p . o 4-6 = 16 – 6 = 10 , (3.15)
или в терминах событий
r i-j =T p j – T p i – t i-j (3.16)
Например, частный резерв времени для той же работы 4-6 составляет
R 4-6 = T p 6 - T p 6 – t 4-6 = 16 - 2 – 4 = 10.
Расчет сети непосредственно на графике. Расчет непосредственно на графике является самым простым и быстрым из ручных способов. При этом способе расчета строгое соблюдение правила кодирования событий не обязательно. Для записи результатов расчета принимают одну из форм, показанных на рис. 3.20.
Рис. 3.20. Варианты формы записи результатов расчета: а – по секторам; б – в виде дроби; 1 – раннее начало работы Б; 2 – позднее окончание работы А
Расчет на сети требует проведения только чисто механических операций без обращения к формулам (рис. 3.21). Порядок расчета:
1. У исходного события под чертой (в знаменателе) ставят нуль.
2. Для каждого следующего события в знаменателе записывают число, равное сумме значения раннего срока свершения предыдущего события и продолжительности работы. Так, для события 2 записывают 2 (0+2=2), для события 4 – 8 (2+6=8) и т. д.
3. Если в событие входит две работы или больше, то рассчитывают значение каждой из них, записывая над стрелкой, но в знаменатель переносят только максимальное значение из всех полученных. Например, в событие 5 входят работы 2-5 и 2-3 (через зависимость). Первый путь дает значение 2+3=5, второй – 2 + 5=7. Принимают максимальное 7 и записывают в знаменатель. В событие 11 входит четыре работы, из них записывают максимальное значение 39.
4. В завершающем событии значение, записанное в знаменатель, определяющее длину критического пути, переносят над чертой (в числитель) (рис. 3.22).
5. Значение числителей определяют, ведя расчет от завершающего события к исходному, вычитая из значения поздних сроков свершения конечного события продолжительность предшествующих им работ. В отличие от расчета ранних сроков (знаменатель), если из события выходят две работы или более, принимают не максимальное, а минимальное значение. Например, из события 7 выходят две работы со значениями 17 и 32; принимают минимальное 17.
6. Критический путь проходит через события, в которых значения в числителе и знаменателе совпадают. Полный и частный резерв времени для работ критического пути равен нулю. На рис. 3.23 дан сетевой график с расчетными параметрами и показан критический путь.
7. Общий резерв времени для любой работы определяют вычитанием из значения числителя (конечного события данной работы) суммы значений знаменателя (начального события данной работы) и ее продолжительности. Так, для работы 9-10 полный резерв равен 34 (числитель конечного события) - 21 (знаменатель начального события) - 4 (продолжительность работы) = 9. Резерв времени события равен разности значений числителя и знаменателя. Соответственно для события 10 полный резерв равен 34 (числитель) - 25 (знаменатель) =9.
8. Частный резерв для любой работы определяют вычитанием из значения знаменателя конечного события данной работы суммы значений знаменателя начального события и продолжительности данной работы. Для работы 4-8 частный резерв равен 17- (8+8) = 1.
Рис. 3.21. Расчет ранних начал работ сетевого графика
Рис. 3.22. Расчет поздних окончаний работ сетевого графика
Рис. 3.23. Сетевой график
Расчет сетевого графика табличным методом. При расчете СГ события кодируются в порядке возрастания (табл. 3). Сверху вниз заполняют три первые колонки. По порядку номеров рассматривают каждое событие. Из первого события выходит работа 1-2, записывают ее код в гр. 2, продолжительность, равную 2, – в гр. 3, а так как предшествующих ей работ нет, в гр. 1 ставим прочерк.
Из события 2 выходят три работы: 2-3 с продолжительностью 5 дн; 2-4 с продолжительностью 6 дн; 2-5 с продолжительностью 3 дн. Записывают коды работ и их продолжительность в гр. 2 и 3, затем рассматривают работы, входящие в событие 2. Такой оказывается работа 1-2, так как только эта работа в гр. 2 оканчивается цифрой 2. Начальным событием этой работы является событие 1. Номер 1 записывают в гр. 1 для всех трех работ и т. д. Зависимость вносят в таблицу с нулевой продолжительностью (3-5, 7-8).
Если работа имеет несколько предшествующих событий, то записывают все их коды. Работе 5-7 предшествуют работы 2-5 и 3-5, имеющие начальные события 2 и 3, их коды 2 и 3 записывают в гр. 1.
В гр. 4, 5 записывают расчет ранних параметров работы – раннее начало и раннее окончание. Расчет ведут от исходного события до завершающего. Для простых событий, в которые входит только одна работа, раннее начало этой работы равно раннему окончанию предшествующей работы. Раннее окончание работы равно сумме ее раннего начала плюс продолжительность данной работы, т. е. данные гр. 4 плюс данные гр. 3 заносят в гр. 5.
Раннее начало исходной работы 1 -2 равно 0 (гр. 4); раннее окончание работы 1-2 равно 2(0+2). Работе 2-3 предшествует работа 1-2, для которой раннее окончание равно 2 (гр. 5). А так как раннее окончание предшествующей работы равно раннему началу последующей, число 2 записывают в гр. 4 рассматриваемой работы 2-3. Прибавив к 2 продолжительность работы 5 записывают в гр. 5 число 7.
Таблица 3.
Расчет параметров сетевого графика
|
Резервы работ | |||||||||||||
|
Код начальных событий предшествую-щи работ h |
Код работы |
Прдолжительность работы t i-j |
начало работ |
окончание работ (гр. 3 + гр. 4) |
окончания работ |
общие (гр. 6 - гр. 4) (гр. 7 - гр. 5) |
Отметка критических работ |
||||||
Ранние начала работ 2-4 и 2-5 также равны 2, так как им предшествует то же самое событие 2. В гр. 4 против кода этих работ записывают 2, а в гр. 5 заносят соответственно 8(2+6) и 5(2+3). Работам 3-5 и 3-6 также предшествует только одна работа 2 -3 с цифрой 7 в гр. 5. Переносят 7 в гр.4 и т. д.
При рассмотрении сложного события, т. е. когда ему предшествуют две работы и более, раннее начало последующей работы будет равно наибольшему значению их ранних окончаний предшествующих работ. В настоящей таблице работы 5-7, 7-8, 7-11 и 8-9 имеют по две предшествующие работы (см. гр. 1). Например, работе 5-7 предшествуют работы 2-5 и 3-5 с начальными событиями 2 и 3.
Так как ранние характеристики работ, в том числе и работ 2-5 и 3-5, рассчитаны, остается только сравнить их величины. Раннее окончание работы 2-5 равно 5, а работы 3-5 равно 7. Большее из этих чисел 7 переносим в гр. 4 строки работы 5-7, после чего определяют раннее окончание этой работы: 7+5=12.
В гр. 6, 7 записывают расчеты поздних параметров работ – позднее начало и позднее окончание. Расчет ведут в обратном порядке, т. е. от завершающих работ до исходной снизу вверх. Для простого события, из которого выходит только одна работа, позднее окончание предшествующей работы равно позднему началу рассматриваемой работы. Позднее начало данной работы равно разности между ее поздним окончанием и продолжительностью.
Для сложного события, из которого выходит несколько работ, позднее окончание предшествующих работ равно меньшему из поздних начал рассматриваемых работ. Так, для завершающей работы 10-11, как и для других работ, оканчивающихся завершающим событием сети (событие 11), позднее окончание работ равно наибольшей величине из всех ранних окончаний работ, т. е. работе 9-11 (гр. 5). Это число записывают в гр. 7 работ 10-11 и 9-11. Из гр. 7 вычитают продолжительность работы (гр. 3) и получают позднее начало для работы (гр. 6) 10-11, равное 39-5=34, и для работы 9-11, равное 39-18=21.
Работа 9-10 кончается событием 10; таким событием начинается работа 10-11, ее значение 34 из гр. 5 переносят в гр. 7 нашей работы. Вычтя из гр. 7 значение гр. 3, записывают в гр. 6 число 30. В этом же порядке продолжают расчет снизу вверх. При расчете сложных событий отличие заключается в необходимости выбора минимального значения из нескольких возможных. Позднее начало исходной работы должно быть равно нулю.
Гр. 8 – общий резерв времени определяют как разность между значениями гр. 6 и 4 или гр. 7 и 5. Так, для работы 1-2 полный резерв R| 1-2 =0(0-0=0) или 2-2=0; для работы 2-4 R 2 - 4 = 1(3-2=1) или 9-8=1 и т. д. до конца.
В гр. 9 записывают частный резерв времени, который определяют как разность между ранним началом последующей работы по гр. 4 и ранним окончанием данной работы по гр. 5.
Работы, не имеющие общего резерва, естественно, не имеют и частного резерва, поэтому в гр. 9 ставят 0 всюду, где 0 имеется в гр. 8. Первой работой, имеющей резерв, будет работа 2-4. Для определения раннего начала последующей работы надо найти в гр. 2 любую работу, начинающуюся с последней цифры кода нашей работы, т. е. с цифры 4. Такой будет работа 4-8, имеющая по гр. 4 раннее начало 8. Раннее окончание нашей работы по гр. 5 тоже равно 8, значит, частный резерв равен
r 2-4 = t p.н 4-8 – t p.o 2-4 = 8-8=0.
Последующей по отношению к работе 2-5 будет работа 5-7 со значением раннего начала 7. Раннее окончание работы 2-5 равно 5. Отсюда частный резерв r 2-5 = 7-5 = 2.
Гр. 10 – критический путь при табличном методе расчета лежит на работах, общий резерв времени которых равен 0. Отмечаем знаком "+" работы, лежащие на критическом пути. К таким работам относятся все, имеющие 0 в гр. 8. На графике критический путь должен представлять собой непрерывную последовательность работ от начального события до конечного.
Анализируя таблицу, мы получаем сведения о длине критического пути, ранних и поздних началах и окончаниях каждой из работ, общих и частных резервах времени.
Резервы времени построенного сетевого графика оценивают только для некритических работ, так как для работ, лежащих на критическом пути все резервы равны нулю.
1) полный резерв:
;
2) гарантированный резерв:
;
3) свободный резерв:
;
4) независимый резерв:
Полный резерв – это максимальное время,
на которое можно перенести начало работы
или увеличить продолжительность работы
без изменения общего срока выполнения
комплекса работ.
Полный резерв времени определяется как резерв времени максимального пути, проходящего через эту работу.
Если полный резерв времени работы использовать именно для этой работы, то все остальные работы максимального пути, проходящего через эту работу, резервов времени иметь не будут.
Гарантийный резерв есть часть полного
резерва времени этой работы за вычетом
резерва времени работ, предшествующих
событию
.
Свободный резерв представляет собой
максимальное время, на которое можно
отсрочить начало или увеличить
продолжительность работы
при условии, что все события сети
наступают в свои ранние сроки. Этот
резерв – часть полного резерва.
Использование резерва одной работы может уменьшать резервы последующих или предыдущих работ. Иногда продолжительность времени выполнения работы может быть увеличена без изменения резервов времени предшествующих и последующих работ. Такое возможное увеличение времени работы называется независимым резервом времени (если НР получается отрицательным, то его нужно считать нулевым).
В отличие от полного резерва времени,
который в случае его использования
отнимает резервы времени работ, лежащих
на предшествующем и последующем отрезках
максимального пути, проходящего через
эту работу, независимый резерв времени
работы
принадлежит только для данной работы.
Его нельзя передать ни предшествующим,
ни последующим работам, находящимся на
ее максимальном пути, проходящим через
эту работу.
Использование независимого резерва времени на работе, которая его имеет, не влияет на ранние и поздние сроки свершения всех событий и работ сети.
Независимый резерв времени работы представляет собой остаток от ее полного резерва времени, если за счет последнего полностью сохранены резервы времени начального и конечного событий данной работы. Таким образом, величина независимого резерва времени работы показывает продолжительность вынужденного ожидания наступления конечного события данной работы, что позволяет снять с этой работы часть ресурсов, чтобы перебросить их на более напряженные работы.
На критическом пути резервов времени для выполнения работы нет. Следовательно, задержка в выполнении какой-либо одной работы приведет к задержке выполнения всего комплекса работ. Следовательно, руководителю необходимо следить за выполнением работ, составляющих критический путь, в первую очередь, выделяя для него ресурсы – трудовые и материальные. Работы, лежащие не на критическом пути, имеют достаточный резерв времени, значит, их выполнение можно отнести на период менее загруженный, и контролировать их выполнение выборочно или возложить на подчиненных руководство ими.
Сетевой график может быть оптимизирован, т.е. разработан новый план, в соответствии с которым комплекс работ может быть выполнен с меньшей затратой материальных средств или в более короткие сроки.
Ранний (или ожидаемый) срок свершения события определяется продолжительностью максимального пути, предшествующего этому событию.
Задержка свершения события по отношению к своему раннему сроку не отразится на сроке свершения завершающего события (а значит, и на сроке выполнения комплекса работ) то тех пор, пока сумма срока свершения этого события и продолжительности (длины) максимального из последующих за ним путей не превысит длины критического пути.
Поэтому поздний (или предельный) срок свершения события равен разности максимального времени наступления последующего за работой события и времени работы до этого (будущего) события.
Резерв времени события определяется как разность между поздним и ранним сроками его свершения.
Резерв времени события показывает, на какой допустимый период времени можно задержать наступление этого события, не вызывая при этом увеличения срока выполнения комплекса работ.
Критические события резервов времени не имею, так как любая задержка в свершении события, лежащего на критическом пути, вызовет такую же задержку в свершении завершающего события.
Из этого следует, что для того, чтобы определить длину и топологию критического пути, вовсе не обязательно перебирать все полные пути сетевого графика и определять их длины. Определив ранний срок наступления завершающего события сети, мы тем самым определяем длину критического пути, а, выявив события с нулевыми резервами времени, определяем его топологию.
Если сетевой график имеет единственный критический путь, то этот путь проходит через все критические события, то есть события с нулевыми резервами времени. Если критических путей несколько, то выявление их с помощью критических событий может быть затруднено, так как через часть критических событий могут проходить как критические, так и некритические пути. В этом случае для определения критических путей рекомендуется использовать критические работы .
Отдельная работа может начаться (и окончиться) в ранние, поздние или другие промежуточные сроки. В дальнейшем при оптимизации графика возможно любое размещение работы в заданном интервале, называемом продолжительностью работы .
Очевидно, что ранний срок начала работы совпадает с ранним сроком наступления предшествующего события.
Ранний срок окончания работы совпадает с ранним сроком свершения последующего события.
Поздний срок начала работы совпадает с поздним сроком наступления предшествующего события.
Поздний срок окончания работы совпадает с поздним сроком наступления последующего события.
Таким образом, в рамках сетевой модели моменты начала и окончания работы тесно связаны с соседними событиями соответствующими ограничениями.
Если путь не критический, то он имеет резерв времени , определяемый как разность между длиной критического пути и рассматриваемого. Он показывает, на сколько в сумме могут быть увеличены продолжительности всех работ, принадлежащих этому пути. Отсюда можно сделать вывод, что любая из работ пути на его участке, не совпадающем с критическим путём (замкнутым между двумя событиями критического пути), обладает резервом времени.
Среди резервов времени работ выделяют четыре разновидности.
Полный резерв времени работы показывает, на сколько можно увеличить время выполнения данной работы при условии, что срок выполнения комплекса работ не изменится.
Полный резерв времени работы равен резерву максимального из путей, проходящего через данную работу. Этим резервом можно располагать при выполнении данной работы, если её начальное событие свершится в самый ранний срок, и можно допустить свершение конечного события в его самый поздний срок.
Важным свойством полного резерва времени работы является то, что он принадлежит не только этой работе, но и всем полным путям, проходящим через неё. При использовании полного резерва времени только для одной работы резервы времени остальных работ, лежащих на максимальном пути, проходящем через неё, будут полностью исчерпаны. Резервы времени работ, лежащих на других (немаксимальных по длительности) путях, проходящих через эту работу, сократятся соответственно на величину использованного резерва.
Остальные резервы времени работы являются частями её полного резерва.
Частный резерв времени первого вида есть часть полного резерва времени, на которую можно увеличить продолжительность работы, не изменив при этом позднего срока её начального события. Этим резервом можно располагать при выполнении данной работы в предположении, что её начальное и конечное события свершаются в свои самые поздние сроки.
Частный резерв времени второго вида , или свободный резерв времени работы представляет часть полного резерва времени, на которую можно увеличить продолжительность работы, не изменив при этом раннего срока её конечного события. Этим резервом можно располагать при выполнении данной работы в предположении, что её начальное и конечное события свершатся в свои самые ранние сроки.
Свободным резервом времени можно пользоваться для предотвращения случайностей, которые могут возникнуть в ходе выполнения работ. Если планировать выполнение работ по ранним срокам их начала и окончания, то всегда будет возможность при необходимости перейти на поздние сроки начала и окончания работ.
Независимый резерв времени работы - часть полного резерва времени, получаемая для случая, когда все предшествующие работы заканчиваются в поздние сроки, а все последующие работы начинаются в ранние сроки.
Использование независимого резерва времени не влияет на величину резервов времени других работ. Независимые резервы стремятся использовать тогда, когда окончание предыдущей работы произошло в поздний допустимый срок, а последующие работы хотят выполнить в ранние сроки. Если величина независимого резерва равна нулю или положительна, то такая возможность есть. Если же эта величина отрицательна, то этой возможности нет, так как предыдущая работа ещё не оканчивается, а последующая уже должна начаться. То есть отрицательное значение этой величины не имеет реального смысла. Фактически независимый резерв имеют лишь те работы, которые не лежат на максимальных путях, проходящих через их начальные и конечные события.
Работы, лежащие на критическим пути, так же как и критические события, резервов времени не имеют.
Рисунок 3. Ключ к расчёту секторным методом
Следует отметить, что в случае достаточно простых сетевых графиков кроме табличного метода расчета параметров сетевых графиков, может быть применено секторное представление временных параметров, то есть расчет параметров может быть произведен на самом графике. Каждое событие для этого делится на четыре сектора. В левом секторе события записывают раннее начало работы, в правом - позднее окончание, в верхнем - номер данного события, в нижнем - номер предшествующего события, из которого к данному событию идёт путь максимальной продолжительности. Имеет место, когда в нижнем секторе ставят номер события и верхний сектор не заполняют. Определённые резервы времени записывают под стрелкой в виде дроби: в числителе общий резерв, а в знаменателе частный резерв.
Сетевой график 5. Секторное представление временных параметров
Реально на практике продолжительность работ, фактическое их состояние могут изменяться. При этом может изменяться и ожидаемое время наступления события, окончания работ и критический путь. Зная критический путь, руководство может сосредоточиться на тех работах, которые являются решающими с точки зрения сроков окончания всех работ.
Основные параметры сетевых моделей - это критический путь, резервы времени событий, работ и путей. Кроме этих показателей имеется ряд вспомогательных, которые являются исходными для получения дополнительных характеристик по анализу и оптимизации сетевого плана комплекса работ.
При расчетах применяют следующие обозначения параметров сетевой модели:
- t j p - ранний срок свершения j-го события;
- t j n - поздний срок свершения j-го события;
- R j - резерв времени на свершение j-го события;
- t ij P.H - ранний срок начала работы (i,j);
- t ij P.O - ранний срок окончания работы (i,j);
- t ij П.H - поздний срок начала работы (i,j);
- t ij П.О - поздний срок окончания работы (i,j);
- r ij П - полный резерв времени работы (i,j);
- r ij C.B - свободный резерв времени работы (i,j),
- k ij H - коэффициент напряженности работы (i,j);
- Т П - продолжительность пути LП; T П = t(L П);
- T КР - продолжительность критического пути L КР;
- R (Lп) - полный резерв времени пути Lп.
Ранний срок свершения j-го события t j p - наиболее ранний (минимальный) из возможных моментов наступления данного события при заданной продолжительности работ.
Поздний срок свершения j-го события t j n - наиболее поздний (максимальный) из допустимых моментов наступления данного события, при котором еще возможно выполнение всех последующих работ в установленный срок.
Резерв времени на свершение j-го события Rj - это промежуток времени, на который может быть отсрочено наступление события j без нарушения сроков завершения всего комплекса, определяется как разность между поздним t j n и ранним t j p сроками наступления события R j = t j n - t j p .
Ранний срок начала работы t ij P.H - наиболее ранний (минимальный) из возможных моментов начала данной работы при заданной продолжительности работ. Он совпадает с ранним сроком наступления ее начального события: t ij P.H = t j p
Ранний срок окончания работы t ij P.O - наиболее ранний (минимальный) из возможных моментов окончания данной работы при заданной продолжительности работ. Он превышает ранний срок наступления ее события i на величину продолжительности работы: t ij P.O = t i P +t ij
Поздний срок начала работы t ij П.H - наиболее поздний (максимальный) из допустимых моментов начала данной работы, при котором еще возможно выполнение всех последующих работ в установленный срок: t ij П.H = t j П -t ij
Поздний срок окончания работы t ij П.О - наиболее поздний (максимальный) из допустимых моментов окончания данной работы, при котором еще возможно выполнение последующих работ в установленный срок: t ij П.О = t j П
Полный резерв времени работы (i,j) r ij П - максимальное время, на которое можно отсрочить начало или увеличить продолжительность работы ttj без изменения общего срока выполнения комплекса: r ij П = t j П -t i P -t ij
Свободный резерв времени работы (i,j) r ij C.B - максимальное время, на которое можно отсрочить начало или увеличить продолжительность работы при условии, что все события сети наступают в свои ранние сроки: r ij C.B = t j P - t i P -t ij
Полный резерв времени пути R (Lп) , - показывает, на сколько могут быть увеличены продолжительности всех работ в сумме пути Ln относительно критического пути L KP: R (Lп) =t(L KP)-t(L П)=T KP -T П
Коэффициент напряженности работы (i,j) k ij H - характеризует напряженность по срокам выполнения работы (i,j) и определяется по формуле: k ij H = (t(L max) - t"(L kp)/(T kp - t"(L kp)) где t(L max) - длительность максимального из некритических путей, проходящих через работу (i,j); t"(L kp) - продолжительность части критических работ, входящих в рассматривыемый путь Lmax.
Чем ближе коэффициент напряженности к 1,0, тем сложнее выполнять эту работу в установленные сроки.
Методы расчета параметров сетевой модели делятся на две группы.
В первую группу входят аналитические методы, которые включают вычисления по формулам непосредственно на сетевом графике , табличный и матричный методы (см. также метод потенциалов .).
Ко второй группе относятся методы основанные на теории статистического моделирования, которые целесообразно применять при расчете стохастических сетей с очень большим разбросом возможных сроков выполнения работ.
