СЕТЕВЫЕ МЕТОДЫ ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ
— методы, использующие сетевую модель как основную форму представления информации об управляемом комплексе работ. Целью их применения является существенное повышение качества планирования различных комплексов работ, направленное на сокращение сроков, рациональное использование ресурсов и т. п., а также обеспечение эффективного управления реализацией сформированных планов. Использование сетевых моделей способствует построению рационального или оптим. в смысле некоторого критерия плана реализации комплекса и обеспечивает управление процессом выполнения этого плана по четкому алгоритму, включающему элементы прогнозирования, адаптации, поиска наилучшего решения.
Впервые С. м. п. и у. были применены в 1957—58 под названием «метод критического пути» и «Перт» (метод оценки и пересмотра планов). В СССР сетевые методы применяют с 1963 г. (одними из первых в стране объектов сетевого планирования и управления были стройки Бурштынской ГРЭС, Лисичанского хим. комбината и моста метрополитена через р. Днепр в Киеве). В дальнейшем сетевые методы нашли широкое применение не только в строительстве и при создании образцов новой техники, но и на многих промышленных предприятиях, ремонтных работах, в проектноконструкторских и др. организациях.
В наст, время сетевые методы, представляющие собой аппарат построения, расчета, анализа и оптимизации сетевых моделей, используют не только при решении отдельных достаточно сложных задач планирования и управления, но и служат основой построения спец. класса систем организационного управления, за которым закрепилось название «системы сетевого планирования и управления» (СПУ).
Система СПУ представляет собой эффективный механизм принятия решений в замкнутом контуре управления на протяжении всего жизненного цикла комплекса работ, начиная от разработки плана его реализации и до полного осуществления этого плана. При использовании совр. тех. средств сбора, передачи, накопления, хранения, переработки и выдачи информации система СПУ превращается в одну из разновидностей автоматизированных систем управления (АСУ); в этом случае осн. принципы построения и создания АСУ полностью распространяются и на системы СПУ.
Наиболее рациональными областями применения систем СПУ являются: целевые разработки сложных систем — научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, проектирование, опытное произ-во, испытания и т. п., в которых участвуют организации и предприятия различных ведомств; государственные межведомственные и региональные программы (напр., развития эконом, района); строительство, реконструкция и ремонт промышленных и гражданских объектов; деятельность н.-и., опытно-конструкторских и проектных организаций, а также предприятий индивидуального и мелкосерийного произ-ва, подготовка и освоение произ-ва новых видов продукции; проведение крупных организационных мероприятий (съездов, кампаний по ликвидации последствий стихийных бедствий и др.); разведка и освоение месторождений полезных ископаемых; ремонт промышленного оборудования и транспортных средств и др.
Существующие разновидности систем СПУ классифицируются по ряду признаков. По организационной структуре их делят на межведомственные и внутриведомственные, а также в зависимости от использующего их высшего уровня руководства и числа уровней иерархии. По характеру функционирования можно выделить системы СПУ единичного действия, используемые для уникальных комплексов работ, и циклического действия, предназначенные для периодически повторяющихся комплексов. Кроме того, системы СПУ можно различать по характеру используемых сетевых моделей и решаемых задач, а также по применяемым средствам обработки информации (автоматизированные и неавтоматизированные).
В ряде отраслей системы СПУ выступают в качестве первой очереди АСУ и являются базой для развития их до полных автоматизированных систем управления.
В жизненном цикле системы СПУ выделяется ряд стадий — предпроектная стадия, стадия проектирования системы, функционирования в режиме планирования и функционирования в режиме оперативного управления (в системах циклического действия последние 2 стадии повторяются неограниченное к-во раз).
На предпроектной стадии оценивают целесообразность применения системы к конкретному комплексу работ с учетом реальных возможностей ее создания и эксплуатации,
определяют стратегические цели использования системы и устанавливают важнейшие ограничения, связанные со сроками, финансированием и использованием ресурсов при ее разработке и эксплуатации. Далее на этой стадии разрабатывается и документально оформляется тех. задание на проектирование системы.
На стадии проектирования осуществляется выбор принципиального варианта плана реализации комплекса работ, на основе которого разрабатывается тех. и рабочий проект системы, включающий разделы по сетевым моделям и матем. обеспечению системы, информационному обеспечению и функциональным процедурам, организационно-эконом. обеспечению, тех. обеспечению, а также расчет технико-эконом. эффективности.
Одновременно с проектированием системы проводится организационная и материально-техническая подготовка ее внедрения, включающая такие мероприятия, как назначение руководителей и ответственных исполнителей по соответствующим уровням управления комплексом, определение порядка переработки информации вычислительным центром, разработка и утверждение норм ответственности и принципов стимулирования, определение правил взаимодействия системы СПУ с системами других классов и т. д.
На стадии функционирования системы в режиме планирования производится построение и утверждение планов реализации комплекса работ по всем уровням иерархии, принятым в проекте системы. Эта стадия охватывает представление исходной информации по элементам комплекса работ, закрепленным за соответствующими ответственными исполнителями (фрагментов сетей), «сшивание», анализ и оптимизацию сетей различных уровней и формирование календарных планов.
При анализе моделей с контролем по времени вычисляются ранние и поздние сроки свершения событий, а также начала и окончания работ комплекса; кроме того, выявляются критические и подкритические пути. Эти данные являются основой оптимизации сетевых моделей, в процессе которой корректируется структура сети и значения некоторых характеристик работ (ускоряются или запараллеливаются некоторые работы критического и подкритических путей и т. п.) и, таким образом, вырабатываются рациональные календарные аланы выполнения комплексов работ. При этом используется то свойство критического пути, что уменьшение его длительности (в случае отсутствия других критических путей) обеспечивает соответствующее сокращение сроков реализации всего комплекса работ. Нередко для ускорения работ критического пути удается перебросить ресурсы с некоторых некритических работ, имеющих сравнительно большие резервы времени.
На стадии функционирования в режиме оперативного управления систематически осуществляется сравнение фактического состояния комплекса с принятым планом, оценка выявленных отклонений, выработка, анализ и принятие решений, направленных на ликвидацию отрицательных отклонений. Эта стадия включает регулярное представление информации о фактическом состоянии комплекса работ, корректировку и последующий анализ сетевых моделей соответствующих уровней, принятие решений об изменении календарных планов и доведение этих решений до исполнителей. Такие решения выбирают из числа предлагаемых альтернативных управляющих воздействий с «проигрыванием» их на сетевой модели и анализом. В частности, для моделей, учитывающих лишь временные параметры, в процессе оперативного управления особое внимание обращают на работы критических путей, поскольку именно от их своевременного выполнения зависит срок завершения всего комплекса.
В течение всего жизненного цикла системы производится накопление информации, характеризующей как процесс создания и функционирования системы, так и показатели выполнения комплекса работ. Эта информация подвергается в дальнейшем детальному анализу для оценки фактической эффективности данной системы, а также с целью совершенствования других систем и создания для них статистически надежной нормативной базы.
В системах СПУ различают организационную и информационную структуры. Организационная структура определяет функциональные элементы системы и их взаимосвязи по принципу подчиненности. Информационная структура характеризует потоки информации менаду блоками, в которых она генерируется, перерабатывается, запоминается и потребляется.
В организационной структуре системы СПУ осн. элементами являются: центр управления комплексом, руководители всех уровней, ответственные исполнители, службы системы и машинной обработки информации. В обязанности ответственных исполнителей на стадии планирования входит разработка по заданию руководителей фрагментов сетевой модели по порученным им работам (с указанием оценок соответствующих параметров). На стадии оперативного управления ответственные исполнители обеспечивают регулярное представление в службы СПУ оценок фактического состояния выполнения плана и прогноза будущего состояния, а также принимают участие в выработке управляющих воздействий для ликвидации или предотвращения отклонений от принятых планов либо в осуществлении корректировки этих планов.
Службы системы СПУ производят на стадии планирования «сшивание» фрагментов в сетевые модели, кодирование, подготовку входной информации для расчета сетевых моделей на ЭВМ (либо выполнение такого расчета вручную), а также подготовку рекомендаций и мероприятий по оптимизации в случае неудовлетворительных результатов расчета. В процессе оперативного управления на службы СПУ дополнительно возлагается (вместо «сшивания»
сетей) прием оперативной информации от ответственных исполнителей, обеспечение необходимой информацией различных уровней руководства в установленные сроки либо по запросам, а также сбор статистических данных о работе системы и оценка ее фактической и прогнозируемой эффективности.
В информационной структуре системы выделяются следующие осн. блоки: сбора и представления исходной информации; формирования сетевых моделей и планов; обновления сетевых моделей; контроля; выработки управляющих воздействий; анализа прогнозируемого состояния работ; выбора решений из числа разработанных и проанализированных управляющих воздействий; исполнения.
Система СПУ с рациональным распределением ресурсов, как правило, предназначается для управления не отдельным комплексом работ, а производственной деятельностью целой организации, располагающей единым для всех комплексов запасом ресурсов. В этом случае (в отличие от систем, использующих модели с учетом лишь времени) система СПУ дополнительно вырабатывает рекомендации по целесообразному, с точки зрения принятого критерия, распределению ресурсов между комплексами и работами, срокам и размерам недогрузки или перегрузки отдельных исполнителей, а также о прогнозируемых изменениях сроков завершения отдельных работ и комплексов из-за ограничений по ресурсам. Центр, место в формировании этой информации управления занимает решение весьма сложных задач многосетевого календарного планирования, в процессе которого работы, выполняемые различными подразделениями, увязываются по всем комплексам между собой и с возможностями обеспечения их ресурсами. При такой увязке обеспечивается как соблюдение заданных ограничений (сроки завершения комплексов и отдельных работ, лимиты ресурсов и др.), так и рациональное распределение ресурсов. Различные постановки задач составления календарных планов, отличающиеся направлением оптимизации (оптимизация сроков при ограниченных ресурсах, оптимизация использования ресурсов при заданных сроках, некоторые смешанные постановки), типом распределяемых и учитываемых ресурсов, к-вом их видов и правилами использования и т. д., реализуют, как правило, с помощью эвристических алгоритмов. Наиболее целесообразно применение достаточно сложной системы многосетевого календарного планирования с рациональным распределением ресурсов в тех организациях, которые уже накопили определенный опыт использования более простых систем СПУ с учетом времени.
Опыт применения сетевых методов свидетельствует об их высокой эффективности: на многих комплексах работ было достигнуто существенное сокращение сроков их реализации, а также затрат. По сетевым методам написано много научных работ; издано также большое к-во методических документов, в том числе межотраслевые инструктивно-методические материалы. В ряде организаций созданы комплексы алгоритмов и программ для анализа сетевых моделей и решения задач рационального распределения ресурсов; для анализа сетевых графиков используются также специализированные устр-ва (см. «А СОР»).
Лит.: Абрамов С. А., Мариничев М. И., Поляков П. Д. Сетевые методы планирования и управления. М., 1965 [библиогр. с. 162—165]; Рыбальский В. И. Кибернетика в строительном производстве. К., 1965 [библиогр. с. 392—402]; Сетевое планирование и управление. М., 1967; Основные положения по разработке и применению систем сетевого планирования и управления. М., 1967; Математика и кибернетика в экономике. Словарь-справочник. М., 1971; Миллер Р. В. ПЕРТ — система управления. Пер. с англ. М., 1965 [библиогр. с. 173—201]; Кофман А., Дебазе и Г. Сетевые методы планирования. Пер. с франц. М., 1968 [библиогр. с. 177—179]. В. И. Рыбальский.
