Лаба2+Сетевой

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО НАУКИ И
ОБРАЗОВАНИЮ
Брянский государственный технический университет
УТВЕРЖДАЮ
Ректор университета
__________А.В. Лагерев
«____»__________2011г.
МЕНЕДЖМЕНТ
В ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
СОСТАВЛЕНИЕ И РАСЧЕТ СЕТЕВОГО ГРАФИКА
Методические указания
к выполнению лабораторной работы №2
для студентов очной формы обучения специальности
230104–«Системы автоматизированного проектирования»
Брянск 2011
УДК
Менеджмент в проектной деятельности. Составление и расчет
проекта: методические указания к выполнению практической
работы №2 для студентов очной формы обучения специальности
230104 –«Системы автоматизированного проектирования». Брянск, БГТУ, 2011. – 22 с
Разработали: А.А. Тищенко, к.т.н., доцент
Е.В.Шкумат, ст. преподаватель
Рекомендовано кафедрой “Компьютерные технологии и
системы” БГТУ (протокол № от
года)
Цель работы: получение навыков составления сетевых
графиков, расчета раннего и позднего времени начала работ,
нахождения критического пути, а также получение навыков
составления календарного плана работ, графиков загрузки
трудовых ресурсов, поиска перегруженности трудовых ресурсов.
Длительность работы- 2 часа
1.Теоретические положения
В настоящее время для автоматизированного управления
проектами используется методология сетевого планирования и
управления. Эта методология была разработана в 1956 г.
специалистами фирм "Дюпон" и "Ремингтон Ред" М.Уолкером и
Д.Келли для проекта по модернизации заводов фирмы "Дюпон".
Впечатляющим
результатом
ее
использования
является
проектирование корпорацией "Локхид" ракетной системы
"Поларис" для оснащения подводных лодок ВМС США. В
результате применения методов сетевого планирования работы
были выполнены на два года раньше намеченного срока! Одним из
примеров успешного применения этого метода в России является
восстановление храма Христа Спасителя в Москве.
Сетевое планирование и управление состоит из
структурного и календарного планирования и оперативного
управления.
Структурное планирование заключается в разбиении
проекта на этапы и работы, оценки их длительности, определении
последовательности их выполнения. Результатом структурного
планирования является сетевой график работ, который
используется для оптимизации проекта по длительности.
Календарное планирование заключается в составлении
временной диаграммы работ и распределении между работами
трудовых ресурсов (исполнителей). Результатом календарного
планирования
является
диаграмма
Ганта,
графически
отображающая периоды выполнения работ на оси времени. На этом
этапе может выполняться оптимизация ресурсов и бюджета
проекта.
Оперативное
управление
состоит
в
регулярном
сопоставлении фактического графика работ с плановым.
Результатом серьезных отклонений является принятие решений об
изменении первоначального структурного или календарного плана.
Структурное планирование
Структурное планирование включает в себя несколько этапов:
1. разбиение проекта на совокупность отдельных работ,
выполнение которых необходимо для реализации проекта;
2. построение
сетевого
графика,
описывающего
последовательность выполнения работ;
3. оценка временных характеристик работ и анализ сетевого
графика.
Основную роль на этапе структурного планирования играет
сетевой график.
Сетевой график – это ориентированный граф, в котором
вершинами обозначены работы проекта, а дугами – временные
взаимосвязи работ.
Сетевой
график
должен
удовлетворять
следующим
свойствам.
1. Каждой работе соответствует одна и только одна
вершина. Ни одна работа не может быть представлена на сетевом
графике дважды. Однако любую работу можно разбить на
несколько отдельных работ, каждой из которых будет
соответствовать отдельная вершина графика.
2. Ни одна работа не может быть начата до того, как
закончатся все непосредственно предшествующие ей работы. То
есть если в некоторую вершину входят дуги, то работа может
начаться только после окончания всех работ, из которых выходят
эти дуги.
3. Ни одна работа, которая непосредственно следует за
некоторой работой, не может начаться до момента ее окончания.
Другими словами, если из работы выходит несколько дуг, то ни
одна из работ, в которые входят эти дуги, не может начаться до
окончания этой работы.
4. Начало и конец проекта обозначены работами с нулевой
продолжительностью. Такие работы называются вехами и
обозначают начало или конец наиболее важных этапов проекта.
Сетевой график позволяет по заданным значениям
длительностей работ найти критические работы проекта и его
критический путь.
Критической называется такая работа, для которой задержка
ее начала приведет к задержке срока окончания проекта в целом.
Такие работы не имеют запаса времени. Некритические работы
имеют некоторый запас времени, и в пределах этого запаса их
начало может быть задержано.
Критический путь – это путь от начальной к конечной
вершине сетевого графика, проходящий только через критические
работы. Суммарная длительность работ критического пути
определяет минимальное время реализации проекта.
Нахождение критического пути сводится к нахождению
критических работ и выполняется в два этапа.
1. Вычисление раннего времени начала каждой работы
проекта. Эта величина показывает время, раньше которого работа
не может быть начата.
2. Вычисление позднего времени начала каждой работы
проекта. Эта величина показывает время, позже которого работа не
может быть начата без увеличения продолжительности всего
проекта.
Критические работы имеют одинаковое значение раннего и
позднего времени начала.
Обозначим – время выполнения работы ,
– раннее
время начала работы ,
– позднее время начала работы .
Тогда
где – множество работ, непосредственно предшествующих
работе . Раннее время начальной работы проекта принимается
равным нулю.
Поскольку последняя работа проекта – это веха нулевой
длительности, раннее время ее начала совпадает с длительностью
всего проекта. Обозначим эту величину . Теперь принимается за
позднее время начала последней работы, а для остальных работ
позднее время начала вычисляется по формуле:
Здесь
работой .
– множество работ, непосредственно следующих за
Схематично вычисления раннего и позднего времени начала
изображены, соответственно, на рисунке 1 и 2.
Рис.1 . Схема вычисления раннего времени начала работы
Рис. 2. Схема вычисления позднего времени начала работы
После вычисления величин
и
для каждой работы
вычисляется резерв времени
:
Эта величина показывает, насколько можно задержать начало
работы без увеличения длительности всего проекта.
Для критических работ резерв времени равен нулю. Поэтому
усилия менеджера проекта должны быть направлены в первую
очередь на обеспечение своевременного выполнения этих работ.
Для некритических работ резерв времени больше нуля, что
дает менеджеру возможность маневрировать временем их начала и
используемыми ими ресурсами. Возможны такие варианты.
1. Задержка начала работы на величину, не превышающую
резерв времени, а требуемые для работы ресурсы направляются для
выполнения работ критического пути. Это может дать уменьшение
длительности критической работы и проекта в целом;
2. Недогрузка некритической работы ресурсами. В
результате длительность ее увеличивается в пределах резерва
времени, а освободившийся ресурс задействуется для выполнения
критической работы, что также приведет к уменьшению
длительности ее и всего проекта.
Календарное планирование
На этапе календарного планирования разрабатывается
календарный график, который называется диаграммой Ганта.
Диаграмма Ганта отображает следующие параметры проекта:
1. структуру работ, полученную на основе сетевого
графика;
2. состав используемых ресурсов и их распределение между
работами;
3. календарные даты, к которым привязываются моменты
начала и завершения работ.
Календарный график (диаграмма Ганта) изображен на 5 (см.
приложение 1), где ромбиками обозначены вехи, сплошными
линиями – продолжительность работ, сплошными линиями со
стрелками – резерв времени работ, пунктирными линиями – связь
между окончанием предшествующих и началом последующих
работ.
На основании диаграммы Ганта может быть построен график
загруженности ресурсов. Этот график показывает процент
загрузки конкретного трудового ресурса в ходе выполнения
проекта. По оси абсцисс откладывается временной интервал
проекта, а по оси ординат – суммарный процент загруженности
исполнителя по всем задачам проекта, которые он выполняет в
текущий момент времени.
Обычно исполнитель целиком занят решением некоторой
задачи и по ее завершении переходит к следующей. Это
соответствует 100% загрузки. Однако, в некоторых случаях он
может быть параллельно задействован в 2 или более задачах,
выделяя для их решения часть рабочего времени. Например, две
задачи по 50% каждая, то есть по половине рабочего дня на задачу.
График загруженности ресурса позволяет в этом случае
контролировать суммарную занятость исполнителя и выявить
возможные периоды перегрузки, когда ему запланировано больше
работы, чем он может выполнить в течение рабочего дня. Об этом
свидетельствует суммарная загруженность более 100%.
На этапе оперативного управления происходит выполнение
работ по проекту и непрерывный контроль над ходом его
реализации. Каким бы хорошим ни был первоначальный план,
жизнь обязательно внесет в него свои коррективы. Поэтому
задачами менеджера являются:
1. отслеживание фактического графика выполнения работ;
2. сравнение фактического графика с плановым;
3. принятие решений по ликвидации наметившихся
отклонений от плана;
4. перепланирование проекта в случае значительных
отклонений.
Первые две задачи решаются при помощи диаграммы Ганта.
На ней параллельно линиям продолжительности работ наносятся
линии, обозначающие процент фактического выполнения этих
работ. Это позволяет легко обнаружить возникшие отклонения.
Метод ликвидации отклонения зависит от имеющихся в
распоряжении
менеджера
ресурсов.
Для
завершения
запаздывающей работы можно либо привлечь дополнительных
работников (дополнительные ресурсы), либо использовать тот же
состав работников в сверхурочном режиме. В обоих случаях за
ликвидацию отклонения придется платить увеличением стоимости
проекта (незапланированная ранее оплата дополнительных
работников, ресурсов и сверхурочных работ).
Если же отклонение таково, что не может быть исправлено
привлечением дополнительных и сверхурочных ресурсов, или
увеличение стоимости проекта недопустимо, нужно заново
перепланировать проект и выполнить следующие действия:
1. завершенным работам приписываются нулевые значения
длительности;
2. для частично выполненных работ устанавливаются
значения длительности, соответствующие оставшемуся объему
работ;
3. в сетевой график вносятся структурные изменения с
целью ликвидации оказавшихся ненужными работ и добавления
других, ранее незапланированных;
4. повторный расчет критического пути и повторное
календарное планирование проекта.
После создания скорректированного проекта он утверждается
руководством и начинается его реализация и оперативное
управление. Такая корректировка может выполняться несколько
раз.
2.Порядок выполнения работы.
1. Взять за основу проект, разрабатываемый в практической
работе №1.
2. Из документов к проекту в практической работе №1 взять
описание работ, при необходимости выделить подработы, чтобы в
итоге количество их было =10, проанализировать работы и
назначить им длительности. Данные внести в таблицу 1. (см.
Приложение)
3. Для каждой работы установить номера тех работ, до
окончания которых она не может быть начата, т.е. определить
работы предшественники и работы последователи
4. Составить сетевой график работ. Сетевой график должен
иметь параллельные работы. Каждая из работ таблицы 1 на
сетевом графике обозначается кружком, в который заносится ее
номер. Кружки соединяются стрелками. Стрелка соединяет работупредшественник с работой-последователем. Результат изображен
на рисунке 3. Для конкретности описания выполнения работы
возьмем некий проект «Внедрения САПР»
Рис. 3. Сетевой график проекта «Внедрения САПР»
Данные по длительности работ представлены в таблице:
Название работы
Длительность
1
Начало проекта
2
Выбор системы
15
3
Приобретение
программного
7
обеспечения
4
Составление проекта сети
7
5
Приобретение компьютеров и
15
сетевого оборудования
6
Обучение
администратора
и
30
программиста
0
7
Монтаж локальной сети
8
Установка ПО на компьютеры
9
Установка сетевого ПО, настройка
сети
1
Ввод
начальных
данных
в
информационную базу
1
Обучение персонала
20
5
25
40
30
1
1
Передача в эксплуатацию
5
1
Конец проекта
-
2
3
5. Вычислите раннее время начала работ. Вычисления
начинаются с первой и заканчиваются последней работой проекта.
Результат показывает, что длительность проекта равна 122 дня.
Последовательность вычислений приведена в таблице:
№
№ работы Раннее
Длительнос Расчет
Ранн
рабо предшестве время
ть работы
ее
ты
нника
работы
предшестве
врем
предшестве нника
я
нника
рабо
ты
1
0
2
1
0
0
0+0
0
3
2
0
15
0+15
15
4
2
0
15
0+15
15
5
2
0
15
0+15
15
6
4
15
7
15+7
22
7
4
15
7
Мах(15+7;1 30
5
15
15
5+15)
8
3
15
7
Мах(15+7;1 30
5
15
15
5+15)
9
8
30
5
Мах(30+5; 52
6
22
30
22+30;30+2
7
30
20
0)
10
11
9
9
52
52
25
30
52+25
52+30
77
82
10
77
40
Мах(77+40; 117
11
82
30
82+30)
13
12
117
5
117+5
122
6. Вычислите позднее время начала работ. Вычисления
начинаются с последней работы проекта, ведутся в обратном
порядке и заканчиваются первой работой. Результаты вычислений
приведены в таблице:
№
№
работы Позднее
Длительнос Расчет Поздне
работ последовате время начала ть работы
е время
ы
ля
работы
начала
последовате
работы
ля
13
122
12
13
122
5
122-5 117
11
12
117
30
117-30 87
10
12
117
40
117-40 77
9
10
77
25
Мin(77 52
11
87
-25;
87-25)
8
9
52
5
52-5
47
7
9
52
20
52-20 32
6
9
52
30
52-30 22
5
7
32
15
Min(32 17
8
47
-15;
47-15)
4
6
22
7
Min
15
7
32
(22-7;
32-7)
3
8
47
7
47-7
40
2
3
40
15
Min
0
4
15
(40-15;
5
17
15-15;
17-15)
1
2
0
0
0-0
0
7. Вычислите резерв времени работ Резерв времени равен
разнице между поздним и ранним временем начала работ.
Например, для работы 4: Ранее время=15, позднее время 15, резерв
времени 15-15=0
12
8. Свести все расчеты в таблицу 2 (см.приложение) и
найдите критический путь. Критический путь состоит из работ с
нулевым резервом времени. Обозначим на сетевом графике
критический путь пунктирными стрелками. Результат приведен на
рисунке 4.
Рис.4 . Критический путь проекта внедрения информационной
системы
9. На основе сетевого графика постройте календарный
график. Вначале определитесь с ресурсами, которые будут
использоваться проектом (см лабораторную работу №1).
Предположим, что в качестве ресурсов выступают только
исполнители и датой начала проекта.
10. Подготовьте бланк календарного плана. Бланк
представляет собой прямоугольную систему координат, в которой
по оси абсцисс откладываются календарные даты, а по оси ординат
– номера работ проекта в обратном порядке (сверху вниз). Так как
мы считаем известной дату начала проекта, она и откладывается на
оси абсцисс. Для конкретики принимаем за начала проекта
«Внедрение САПР» - 7.09.09
11. Проведите планирование работ первой очереди и
последующих очередей разрабатываемого вами проекта. К
работам первой очереди относятся все работы проекта, не имеющие
предшественников. Их начало совпадает с началом всего проекта. В
нашем проекте такой работой является Начало проекта, но
поскольку это веха нулевой длительности, к первой очереди можно
отнести следующую непосредственно за ней работу Выбор
системы.
Выполняем расчет дат начала и окончания работ в
соответствии с их длительностью. При этом учитываем следующие
правила:
1. работа начинается в начале рабочего дня и заканчивается
в начале следующего за ее окончанием рабочего дня;
2. рабочие дни должны соответствовать календарю
рабочего времени организации с учетом официальных праздничных
дней (для определенности примем календарь с пятидневной
рабочей неделей и выходными в субботу и воскресенье).
Таким образом работа работа 1 с длительностью 15 имеет
дату начала 7.09.09 и дату окончания 28.09.09
После выполнения расчетов откладываем на календарном
плане линии продолжительности работ. При этом веха
обозначается ромбиком. Каждая работа соединяется с
предшественниками пунктирной линией.
Результат данного этапа календарного планирования приведен
на рисунке 5.
Рис. 5. Планирование работ первой очереди
Ко второй очереди относятся работы, которые начинаются
непосредственно после работ, запланированных на предыдущем
этапе. К ним относятся Приобретение программного обеспечения,
Составление проекта сети и Приобретение компьютеров и сетевого
оборудования. Выполняем расчет дат начала и окончания этих
работ согласно и наносим их на календарный план в соответствии
правилами, перечисленными выше. Так например для работы 5 с
длительностью 15 дней дата начала работы 28.09.09, дата
окончания работы 19.10.09
К третьей очереди относятся работы, которые начинаются
непосредственно после работ, запланированных на второй очереди.
К ним относятся Обучение администратора и программиста,
Монтаж локальной сети и Установка ПО на компьютеры.
Результат данного этапа приведен на рисунке 6. Здесь при
планировании у работ-предшественников появляются резервы
времени, которые обозначаются тонкой линией со стрелками.
Резерв наносится на рисунок только в том случае, когда между
окончанием предшественника и началом планируемой работы нет
ни одной связи предшественника, обозначаемой пунктирной
стрелкой. Так на рисунке 6 показан резерв для работы 3. Для
работы же 4 резерв не может быть показан, поскольку после ее
окончания планируются работы 6 и 8, причем работа 6 начинается
непосредственно после ее окончания.
Рис. 6. Планирование работ третьей очереди
К четвертой очереди относятся работы, которые начинаются
непосредственно после работ третьей очереди. К ним относятся
только одна работа Установка сетевого ПО, настройка сети.
К пятой очереди относятся работы Ввод начальных данных в
информационную базу и Обучение персонала, которые
непосредственно следуют за работой Установка сетевого ПО,
настройка сети. Здесь же мы спланируем работы последующих
очередей Передача в эксплуатацию и Конец проекта. При расчете
будем считать период 31.12.09 – 10.01.10 нерабочими днями.
12. Нанесите на календарный план исполнителей.
Последним этапом составления календарного плана является
нанесение на него перечня исполнителей, выполняющих
запланированные работы. Исполнители перечисляются выше линии
продолжительности работы.
13. Составьте график загрузки трудового ресурса. Рассмотри
его построение на примере Программиста. При построении графика
требуется информация о проценте рабочего времени, выделяемом
ресурсом для каждой конкретной задачи. Предположим, что
Программист до 19.11.09 должен тратить 50% времени для каждой
задачи, на которую он назначен, а после этой даты – по 100%.
Используя календарный график, составляется таблицу:
Периоды
№ работы
%
Суммарная
участия загрузка
28.09.09 –
3
50
100
7.10.09
5
50
7.10.09 –
5
50
100
19.10.09
6
50
19.10.09 –
6
50
100
26.10.09
8
50
26.10.09 –
8
50
50
19.11.09
19.11.09 –
9
100
100
24.12.09
24.12.09 –
10
100
200
15.02.10
11
100
15.02.10 –
10
100
100
2.03.10
2.03.10 –
12
100
100
10.03.10
14. Постройте график загрузки (см. рис.. Он строится в
прямоугольной оси координат. По оси абсцисс откладываем
периоды рабочего времени, указанные в таблице, а по оси ординат
– суммарный процент загрузки. Если загрузка превышает 100%, это
означает перегруженность ресурса. При загрузке менее 100%
ресурс имеет свободное время в течение рабочего дня.
Рис. 7. График загруженности ресурса Программист
15. Сформируйте выводы по проекту и оформите отчет на
примере приложения
Контрольные вопросы
1. Что такое сетевое планирование и управление?
2. Что такое календарное планирование?
3. Что такое оперативное управление?
4. Каковы правила построения сетевого графика?
5. Что такое веха сетевого проекта?
6. Что такое критический путь сетевого проекта?
7. Как рассчитывается раннее время начала работы? Позднее
время начала работы?
8. Как построить бланк календарного плана?
9. Что такое планирование работ первой очереди и
последующих очередей разрабатываемого вами проекта?
10. Как строиться график загруженности ресурсов? Что он
показывает?
Приложение
Пример оформления отчета
Проект "Разработка программного комплекса".
1. Структурное планирование
Проект состоит из работ, характеристики которых приведены
в таблице 1.
Номе
Название работы
Длитель
р работы
ность
1
Начало реализации проекта
0
2
Постановка задачи
10
3
Разработка интерфейса
5
4
Разработка модулей обработки
7
данных
5
Разработка структуры базы данных
6
6
Заполнение базы данных
8
7
Отладка программного комплекса
5
8
Тестирование
и
исправление
10
ошибок
9
Составление
программной
5
документации
10
Завершение проекта
0
Сетевой график для данного проекта изображен на 1.
Рис.1. Сетевой график проекта
Найдем критические работы и критический путь. Сначала
вычисляем раннее время начала каждой работы. Вычисления
начинаются от начальной и заканчиваются конечной работой
проекта. Процесс и результаты вычислений изображены на рисунке
2.
Результатом первого этапа помимо раннего времени начала
работ является общая длительность проекта
.
На следующем этапе вычисляем позднее время начала работ.
Вычисления начинаются в последней и заканчиваются в первой
работе проекта. Процесс и результаты вычислений изображены на
рисунке 3.
Рис.2. . Вычисление раннего времени начала работ
Рис.3. Вычисление позднего времени начала работ
Сводные результаты расчетов приведены в
таблице 2.
Критический путь показан пунктирными стрелками на рисунке 4.
Таблица 2.
Сводные результаты расчета проекта
Работа
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
0
Раннее
время
0 0 1 1 1 1 2 2 2 3
начала
0 6 0 6 4 9 9 9
Позднее
время
0 0 1 1 1 1 2 2 3 3
начала
2 7 0 6 4 9 4 9
Резерв времени
0
0 2
1
0
0
0
0
5
0
Рис.4. Критический путь проекта
Работы 3, 4 и 9 имеют резерв времени.
2. Календарное планирование
Предположим, что в качестве ресурсов выступают только
исполнители, и они распределены между работами согласно
таблицы 3.
№
Название работы
Исполнител
работы
ь
1
Начало реализации проекта
2
Постановка задачи
Постановщи
к
3
Разработка интерфейса
Программис
т1
4
Разработка
модулей
Программис
обработки данных
т1
5
Разработка структуры базы
Программис
данных
т2
6
Заполнение базы данных
Программис
т2
7
Отладка
программного
Программис
комплекса
т1
Программис
т2
8
Тестирование и исправление
Программис
ошибок
т1
Программис
т2
Постановщи
к
9
Начало реализации проекта
Постановщи
к
10
Постановка задачи
Дата начала проекта – 7 сентября 2009г. (понедельник). При
составлении календарного графика учитываются только рабочие
дни. Нерабочими считаются все субботы и воскресенья, а также
официальные праздничные дни, ближайший из которых – 4 ноября.
Полученный календарный план проекта представлен на
рисунке 5. График загруженности ресурсов проекта представлен на
рисунке 6. Он построен, исходя из предположения, что каждый
работник занят на 100% выполнением запланированной ему задачи.
Из графиков видно, что Постановщик перегружен в период с 16 по
23 октября, поскольку в этот промежуток ему назначены две
параллельные работы. Область его перегруженности выделена на
соответствующем графике штриховкой.
Рис.5 .Календарный график проекта
Рис. 6 График загруженности ресурсов
Вывод: Длительность проекта- проекта 39 дней. Работы на
критическом пути: 1,2, 5,6,7,8,10. Работы 3, 4 и 9 имеют резерв
времени, то есть за счет них можно оптимизировать проект.
Постановщик перегружен в период с 16 по 23 октября.
Рекомендуем….
Менеджмент в проектной деятельности. Составление и расчет
проекта: методические указания к выполнению практической
работы №2 для студентов очной формы обучения специальности
230104 –«Системы автоматизированного проектирования». Брянск, БГТУ, 2011. – 22 с
ТИЩЕНКО АНАСТАСИЯ АНАТОЛЬЕВНА
ШКУМАТ ЕЛЕНА ВЛАДИМИРОВНА
Научный редактор
Редактор издательства
Компьютерный набор
Ю.М. Казаков
А.А. Тищенко
Темплан 2011, п.
Подписано в печать Формат 60х84 1/16 Бумага офсетная Офсетная
печать Усл. печ. л.,42 Уч. изд. л. 3,42 Тираж. экз. Заказ Бесплатно
Брянский государственный технический университет
241035, г. Брянск-35, Бульвар им. 50-летия Октября, 7,тел.58-82-49
Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ