Метод построения дерева взаимосвязей

Одна из главных задач построения деревьев взаимосвязей со­стоит в том, чтобы установить полный набор элементов на каждом уровне и определить взаимосвязи и соподчиненность между ними (ка­чественный аспект). Другая задача - последующее определение ко­эффициента относительной важности элементов каждого уровня.

Соблюдение некоторых формализованных правил, сформули­рованных на основе опыта построения многих деревьев взаимосвязей, если и не дает гарантий от ошибок, то, по крайней мере, сводит вероят­ность их появления к минимуму.

К таким правилам следует отнести:

- соподчиненность, предполагающую, что элементы нижнего уровня подчиняются элементам более высокого уровня, вытекают из них, обеспечивают их реализацию;

- сопоставимость, требующую рассмотрения на каждом уровне дерева взаимосвязей элементов, сопоставимых по своему масштабу и значимости и полученных в результате детализации по одному при­знаку декомпозиции;

- полноту, то есть дерево взаимосвязей на каждом уровне долж­но включать все элементы, вытекающие из элементов более высокого уровня;

- определенность, то есть формулировку целей и других эле­ментов дерева взаимосвязей, позволяющую оценивать степень их достижения в количественной или порядковой форме;

- возможность внесения корректировок в дереве взаимосвязей как при изменении, как самих целей, так и при изменении возможностей их реализации;

- непересекаемость, предполагающую независимость элемен­тов одного уровня и их логическую невыводимость друг из друга.

Типы деревьев взаимосвязей:

а) - с прямыми связями;

б) - с перекрестными связями;

в) - со связями смешанного типа.

При прямых связях количество элементов по мере перехода на более низкие уровни дерева взаимосвязей всегда увеличивается (ветвление). При перекрестных же связях может иметь место умень­шение числа элементов (сужение).

Перекрестные связи типичны при переходе от целевых уровней к уровням мероприятий и от уровня мероприятий к ресурсному уровню.

В процессе формирования дерева взаимосвязей в качестве при­знаков декомпозиции могут быть использованы:

1. Предметный - предполагает, что элементы дерева взаимо­связей разбиваются на элементы той же природы, только более дроб­ные. Например, увеличение производства строительных материалов -на увеличение производства кирпича, сборного железобетона и т.д.

2. Функциональный - применяется для того, чтобы раскрыть со­держание детализируемого элемента с точки зрения определения на­правлений действий по достижению целей данного элемента. Напри­мер, цель "повышение уровня хозяйственного руководства" можно де­тализировать на совершенствование планирования, организации, сти­мулирования и т.д.

3. Этапы воспроизводственного цикла (производство, распре­деление, обмен и потребление) или жизненного цикла технических объектов (НИОКР, внедрение в производство, производство, эксплуа­тация).

4. Этапы принятия решения.

5. Цели, мероприятия, ресурсы.

6. Исполнители - при использовании данного признака дерево взаимосвязей строится для участников реализации программы. Следует отметить, что такая декомпозиция может быть осуществлена кос­венным образом при использовании предметного признака.

7. Составные элементы процесса производства: средства тру­да; отношение между людьми и средствами производства.

8. Составные компоненты материальной системы. Например, разработка автомобиля разбивается на разработку двигателя, кузова, системы подвески и т.д.

Правила построения дерева взаимосвязей

Построение дерева взаимосвязей - процесс творческий и не га­рантирован от ошибок и заблуждений. При полной объективности ис­следователей эти заблуждения могут возникать из-за ошибок интуи­тивного мышления, недостаточности или односторонности знаний ис­следователей, а также ошибок, допущенных непосредственно при по­строении дерева взаимосвязей.

Соблюдение некоторых формализованных правил, сформули­рованных на основе опыта построения многих деревьев взаимосвязей, если и не дает гарантий от ошибок, то, по крайней мере, сводит вероят­ность их появления к минимуму.

К таким правилам следует отнести:

- соподчиненность, предполагающую, что элементы нижнего уровня подчиняются элементам более высокого уровня, вытекают из них, обеспечивают их реализацию;

- сопоставимость, требующую рассмотрения на каждом уровне дерева взаимосвязей элементов, сопоставимых по своему масштабу и значимости и полученных в результате детализации по одному при­знаку декомпозиции;

- полноту, то есть дерево взаимосвязей на каждом уровне долж­но включать все элементы, вытекающие из элементов более высокого уровня;

- определенность, то есть формулировку целей и других эле­ментов дерева взаимосвязей, позволяющую оценивать степень их достижения в количественной или порядковой форме;

- возможность внесения корректировок в дереве взаимосвязей как при изменении, как самих целей, так и при изменении возможностей их реализации;

- непересекаемость, предполагающую независимость элемен­тов одного уровня и их логическую невыводимость друг из друга.

По мнению некоторых авторов, соблюдение последнего правила резко сокращает область применения метода структуризации, приво­дит к построению структур, не отражающих реальных условий разви­тия систем.

40.Признаки декомпозиции при построении дерева взаимосвязей. В процессе формирования дерева взаимосвязей в качестве при­знаков декомпозиции могут быть использованы:

1. Предметный - предполагает, что элементы дерева взаимо­связей разбиваются на элементы той же природы, только более дроб­ные. Например, увеличение производства строительных материалов -на увеличение производства кирпича, сборного железобетона и т.д.

2. Функциональный - применяется для того, чтобы раскрыть со­держание детализируемого элемента с точки зрения определения на­правлений действий по достижению целей данного элемента. Напри­мер, цель "повышение уровня хозяйственного руководства" можно де­тализировать на совершенствование планирования, организации, сти­мулирования и т.д.

3. Этапы воспроизводственного цикла (производство, распре­деление, обмен и потребление) или жизненного цикла технических объектов (НИОКР, внедрение в производство, производство, эксплуа­тация).

4. Этапы принятия решения.

Цели, мероприятия, ресурсы.

6. Исполнители - при использовании данного признака дерево взаимосвязей строится для участников реализации программы. Сле­ дует отметить, что такая декомпозиция может быть осуществлена кос­венным образом при использовании предметного признака.

7. Составные элементы процесса производства: средства тру­да; отношение между людьми и средствами производства.

8. Составные компоненты материальной системы. Например, разработка автомобиля разбивается на разработку двигателя, кузова, системы подвески и т.д.

Использование в определенной последовательности данных признаков структуризации дает возможность, постепенно конкретизи­руя содержание элементов, добиться требуемого уровня детализации. При выборе последовательности необходимо, чтобы специфика объ­екта, его особенности были выявлены на более раннем этапе.

41.Объективные условия разработки и использования сетевых методов планирования

В современных условиях все более сложными становятся соци­ально-экономические системы. Поэтому решения, принимаемые по проблемам рационализации их развития, должны получать строгую научную основу на базе математико-экономического моделирования.

Одним из методов научного анализа и контроля является сетевое планирование, получившее широкую известность под названием систе­мы ПЕРТ (Program Evaluation and Review Technique), что можно перевес­ти как "Техника оценки и контроля производственных программ".

В 1958 г. специальное бюро Морского ведомства по координации деятельности при производстве ракет "Поларис" приступило к разра­ботке системы ПЕРТ. В изготовлении ракет "Поларис" участвовало свыше трех тысяч фирм. Для координации важнейших работ ежене­дельно проводились фирмами-исполнителями совещания. Но так как опоздание в сроках выполнения любых, даже малозначащих, работ задерживало бы общий срок реализации проекта, решено было найти метод, позволяющий эффективно контролировать работу всех фирм.

Разработку метода вело специальное бюро фирмы "Локхид и Вуз, Ален и Гамильтон". В июле 1958 г. были завершены работы 1-й фазы - создание теоретической базы, в сентябре - 2-й фазы - разработка методики внедрения. С 16 октября 1958 г. изготовление "Поларис" стало управляться методом ПЕРТ.

Сетевые методы типа ПЕРТ представляют лишь одну из ветвей сетевого планирования. Известны и другие направления. В частности, фирма "Дюпон де Немур" в 1956 г. организовала группу по изучению новых методов работы административно-инженерного персонала. В первую очередь, исследовались новые методы планирования и управ­ления строительством. Математики разработали основную теоре­тическую гипотезу, предположив, что если в ЭВМ вводить информа­цию о длительности и взаимосвязях проведенных работ, то на основа­нии этого можно управлять ходом работ. В результате доработки вы­сказанной гипотезы была создана программа метода критического пути - МКП.

История не знала других примеров столь быстрого признания и распространения новых методов планирования и управления, как это имело место с системами типа ПЕРТ и МКП. Расширение сфер приме­нения сопровождалось появлением новых их разновидностей. Появ­ление большого числа модификаций было вызвано необходимостью совершенствования самих сетевых методов и спецификой объектов, для управления которыми они предназначались.

За годы практического использования в России и за рубежом сете­вое планирование показало эффективность в самых различных сферах экономического и организационного анализа. Однако степень эффектив­ности его приложения существенно зависит от двух основных условий: основные элементы техники планирования должны быть изучены в со­вершенстве; необходима тщательная подготовка к его использованию при полном понимании целей управления и сложности проблемы.

В своем развитии сетевые методы прошли три этапа усложнений и усовершенствований:

- на первом этапе рассматривалась лишь временная концепция плана, и изыскивались возможности максимального сокращении сро­ ков работы без сопутствующего анализа экономических финансовых, материальных и трудовых ресурсов;

- на втором этапе анализ времени и материальных затрат, не­обходимых для выполнения программы, стал осуществляться ком­плексно, с целью изыскания наилучшей их пропорции для исследуемо­го объекта;

- на третьем этапе возник одновременный анализ нескольких независимых, одновременно выполняемых программ, черпающих ог­раниченные ресурсы из одного источника.

42.Преимущества сетевых методов планирования и управления

Использование методов сетевого планирова­ния и позволяет:

- четко отобразить объем и структуру решаемой проблемы, вы­явить с любой требуемой степенью детализации работы, образующие единый комплекс процесса разрешения проблемы; определить события, совершение которых необходимо для достижения заданных целей;

- выявить и всесторонне проанализировать взаимосвязь между работами, так как в самой методике построения сетевой модели зало­жено точное отражение всех зависимостей, обусловленных состояни­ем объекта и условиями внешней и внутренней среды;

- разработать обоснованный план действий по созданию системы или решению проблемы, поскольку при составлении сети используют­ся опыт и знание большого коллектива квалифицированных специали­стов и экспертов, принимающих непосредственное участие в ее раз­работке;

- более эффективно использовать ресурсы, так как анализ сете­вой модели и выявление "критических" работ и резервов времени на "некритических" работах позволяют определить пути рационального перераспределения ресурсов и ускорить достижение целей;

- широко использовать современную вычислительную технику, бла­годаря чему появляется возможность более точно учесть влияние тех или иных факторов, проверить эффективность различных вариантов действий и своевременно осуществлять перераспределение ресурсов;

- сконцентрировать внимание органов управления на работах, в первую очередь, определяющих достижение целей, и таким образом заблаговременно выявлять возможные "узкие места" и своевременно принять меры по их устранению;

- быстро обрабатывать большие массивы отчетных данных и обеспечивать руководство своевременной и исчерпывающей инфор­мацией о фактическом состоянии реализации программы, что создает благоприятное условие для принятия обоснованных решений;

- упростить и унифицировать отчетную документацию.

Наиболее эффективными областями применения сетевых мето­дов планирования и управления является управление крупными целе­выми программами, научно-техническими разработками и инвестици­онными проектами, а также сложными комплексами социальных, эко­номических и организационно-технических мероприятий на федераль­ном и региональном уровнях.

Элементы сетевых моделей

Сеть с математической точки зрения представляет собой ориен­тированный связанный конечный граф без контуров, отражающий ре­ально существующие отношения между работами программы.

В сете­вой модели комплекс действий, направленных на достижение какой-либо заданной цели, расчленяется на отдельные, четко определенные операции-работы, которые располагаются в организационно-технологической последовательности их выполнения, которая опреде­ляет взаимную связь работ и очередность получения всех промежу­точных и конечных результатов данной модели.

Существует несколько способов изображения сетевых моделей: цифровой, табличный и с помощью различных технических средств (световое табло, механические модели и другие). Наибольшее распро­странение получило графическое представление сетевой модели на плоскости, называемое сетевым графиком. Ее главное преимущество -наглядность и доступность в понимании.

Сетевые модели могут быть ориентированы на события или на работы. Первые применяются сравнительно редко, поскольку не со­держат четкого определения работ.

Модели, ориентированные на работы, получили наибольшее рас­пространение в практике планирования и управления социально-экономическими системами. В таких моделях дуга, соединяющая две вершины, представляет собой протекающий во времени процесс. Сле­дует отметить, что любые две работы программы могут быть связаны между собой условием предшествования, когда одна из них выполня­ется лишь после завершения другой, либо не иметь такой связи. В по­следнем случае допустимо их выполнение в любой последовательно­сти, в том числе и одновременно.

Вершина графика представляет собой событие, означающее со­вокупность условий, которые позволяют начать одну или несколько вы­ходящих из данной вершины работ или результат завершения входя­щих в нее работ.

Поскольку всякая работа, за исключением фиктивной, является процессом или действием, которое нужно совершить, чтобы перейти от начального к конечному событию данной работы, ее продолжитель­ность может быть количественно измерена в единицах времени. Одна­ко работы могут иметь и другие количественные оценки, характери­зующие ее трудоемкость, стоимость, материальные ресурсы и т.д.

В отличие от работы событие не является процессом, а опреде­ляет факт получения обобщающего конечного результата всех непо­средственно предшествующих ему работ и готовность к началу непо­средственно следующих за ним работ. Отсюда двойственный характер события: для всех непосредственно предшествующих ему работ оно является конечным, а для всех непосредственно следующих за ним работ - начальным.

Особенность исходного собы­тия состоит и в том, что оно не является следствием или результатом ни одной из работ, входящих в данную сеть, и не имеет предшествую­щих работ. Определение завершающего события представляет со­бой формулировку конечной цели данного комплекса операций, и оно не является условием начала ни одной из работ рассматриваемого графика, а, следовательно, и не имеет последующих работ.

Непрерывная последовательность работ, то есть последова­тельность работ в сети, у которой конечное событие каждой работы совпадает с начальным событием следующей за ней работы, называ­ется путем.

Различают:

- полный путь - путь от исходного до завершающего события;

- предшествующий путь - участок полного пути от исходного со­бытия до данного;

- последующий путь - участок полного пути от данного события до завершающего.

Продолжительность пути измеряется суммой продолжительности составляющих его работ. В зависимости от продолжительности разли­чают:

- критический путь - полный путь, имеющий наибольшую про­должительность из всех полных путей. Он определяет срок выполне­ния работ по сетевому графику. Работы, лежащие на критическом пу­ти, называются критическими. Увеличение продолжительности крити­ческих работ соответственно увеличивает общую продолжительность работ по графику. В сетевом графике может быть несколько критиче­ских путей.

Критический путь обычно выделяется утолщенной линией или другим способом;

- подкритический путь - полный путь, продолжительность ко­торого меньше продолжительности критического пути на заданную ве­личину. Такой величиной может быть, в частности, периодичность съема информации о ходе реализации программы;

- критическая зона - совокупность всех критических и подкритических работ.

44. Правила построения сетевых моделей

Сеть с математической точки зрения представляет собой ориен­тированный связанный конечный граф без контуров, отражающий ре­ально существующие отношения между работами программы.

В сете­вой модели комплекс действий, направленных на достижение какой-либо заданной цели, расчленяется на отдельные, четко определенные операции-работы, которые располагаются в организационно-технологической последовательности их выполнения, которая опреде­ляет взаимную связь работ и очередность получения всех промежу­точных и конечных результатов данной модели.

Первое правило: в сети не должно быть событий, из которых не выходит ни одной работы, если только эти события не являются для данной сети завершающими. Наличие тупика означает одно из двух:

- либо то, что при вычерчивании графика ошибочно не ука­зана связь данного события с каким-либо другим событием сети и, та­ким образом, в сети получился разрыв;

- либо то, что результат работы, непосредственно предше­ствующей этому событию, никому из исполнителей данного комплекса операций не нужен и, следовательно, такое событие является лишним и должно быть аннулировано.

Второе правило: в сети не должно быть событий, в которые не входит ни одной работы, если только эти события не являются для дан­ной сети исходными. Наличие таких событий в сети свидетельствует:

- либо о случайной ошибке, в результате которой в сети по­лучился разрыв;

- либо о том, что начало работ, выходящих из такого собы­тия, не требует предварительного окончания других работ.

Третье правило: в сети не должно быть замкнутых контуров, путей, соединяющих какое-либо событие с ним же самим. Наличие та­ких контуров указывает на случайную или логическую ошибку, допу­щенную при построении сети. Если строго придерживаться понятий работы и события, то нетрудно убедиться, что наличие замкнутого контура противоречит логике любого процесса и лишено права на су­ществование.

Четвертое правило: в сети не должно быть работ и событий, имеющих одинаковые шифры. Подобная ошибка чаще всего встреча­ется при изображении параллельно выполняемых работ. В целях уст­ранения ошибки в подобных случаях в сеть должны быть введены до­полнительные события и фиктивные работы

а) неправильно б) правильно

Пятое правило: если какие-либо работы в сети могут быть на­чаты до полного окончания непосредственно предшествующей им ра­боты, то последняя должна быть расчленена на такие последователь­но выполняемые работы, результаты которых необходимы и доста­точны для возможности начать интересующие нас работы

Шестое правило: если для выполнения какой-либо работы не­обходимо получить результаты не всех входящих в ее начальное со­бытие работ, а только части из них, то для этой работы нужно ввести новое начальное событие, и соединить его с прежним начальным со­бытием фиктивной работой.

Седьмое правило: если необходимо укрупнить сетевой график, то группа работ на детальной модели может быть заменена одной рабо­той, если вся заменяемая группа работ имеет одно начальное и одно конечное событие.