Как написать идеальную курсовую по оптимизации сетевой модели — подробный образец

Введение. Актуальность и цели исследования сетевых моделей

В современной экономике эффективное управление проектами является залогом конкурентоспособности и устойчивого развития любой организации. Одним из ключевых инструментов, позволяющих достичь прозрачности и контроля над сложными задачами, выступает сетевое планирование. Оно предоставляет руководителям мощный аппарат для анализа и координации всех этапов работы. Тем не менее, без применения научных методов оптимизации проекты часто сталкиваются с типовыми проблемами: срывом сроков, перерасходом бюджета и неэффективным использованием ресурсов.

Именно поэтому данная работа приобретает особую актуальность. Ее цель — не просто описать, а на конкретном примере продемонстрировать процесс построения и анализа оптимального сетевого графика, что является краеугольным камнем в управлении проектами. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

• Изучить теоретические основы сетевого моделирования.
• Освоить ключевые методы анализа и оптимизации, такие как CPM и PERT.
• Построить исходную сетевую модель для условного проекта.
• Провести практическую оптимизацию модели по критерию времени.
• Проанализировать полученные результаты и сформулировать итоговые выводы.

Глава 1. Теоретические основы сетевого планирования и анализа

Чтобы эффективно управлять проектом, необходимо иметь его четкое и структурированное представление. Именно эту функцию выполняет сетевая модель (или сетевой график) — графическое отображение проекта, которое наглядно демонстрирует всю совокупность его работ и их взаимосвязи. Понимание ее базовых элементов является фундаментом для дальнейшего анализа.

К основным элементам сетевой модели относятся:

1. Работа — это конкретный процесс или задача, требующая времени и ресурсов для своего выполнения (например, «подготовка технического задания» или «сборка оборудования»).
2. Событие — это момент завершения одной или нескольких работ, служащий исходной точкой для начала следующих. Событие, в отличие от работы, не имеет длительности.
3. Связь — логическая зависимость между работами, обычно изображаемая в виде стрелки, которая показывает, какая работа должна быть завершена перед началом другой.

Центральным понятием в сетевом анализе является критический путь. Это самая длинная непрерывная последовательность работ от начала до конца проекта. Именно длительность критического пути определяет минимально возможный срок завершения всего проекта. Любая задержка на работе, лежащей на критическом пути, неизбежно приведет к срыву общего срока. Работы, не лежащие на этом пути, обладают резервами времени — запасом, на который их выполнение можно отложить без ущерба для проекта в целом. Существуют и другие инструменты визуализации, например, диаграмма Ганта, но именно сетевая модель наиболее полно раскрывает зависимости и критичность задач.

Глава 2. Обзор ключевых методов оптимизации сетевых графиков

После построения базовой сетевой модели наступает этап ее анализа и оптимизации. В теории и практике управления проектами доминируют два ключевых метода, которые, несмотря на общую цель, имеют разные подходы к оценке времени.

Метод критического пути (CPM — Critical Path Method) является детерминированным подходом. Он используется в проектах, где продолжительность каждой задачи может быть оценена с высокой степенью точности (например, в строительстве или серийном производстве). Основная задача CPM — идентифицировать ту самую последовательность задач, которая определяет общую продолжительность проекта, и сосредоточить управленческие усилия именно на ней. Метод позволяет точно рассчитать резервы времени для некритических задач и является основой для оптимизации по критериям «время-стоимость».

Метод оценки и пересмотра планов (PERT — Program Evaluation and Review Technique), в свою очередь, разработан для проектов с высокой степенью неопределенности, таких как НИОКР, запуск инновационных продуктов или разработка нового ПО. Ключевое отличие PERT — учет неопределенности через использование трех оценок времени для каждой задачи:

• Оптимистичная оценка (t_opt) — минимально возможное время выполнения.
• Пессимистичная оценка (t_pess) — максимальное время с учетом всех рисков.
• Наиболее вероятная оценка (t_ml) — наиболее реалистичное время выполнения.

На основе этих трех точек PERT рассчитывает ожидаемую продолжительность и позволяет оценить вероятность завершения проекта к заданному сроку. Таким образом, выбор метода зависит от характера проекта: CPM идеально подходит для типовых задач с предсказуемыми сроками, тогда как PERT незаменим в условиях неопределенности и рисков.

Глава 3. Практическая часть. Построение исходной сетевой модели проекта

Перейдем от теории к практике. Рассмотрим условный проект, состоящий из определенного набора работ. Исходные данные для построения модели обычно представляются в виде таблицы, которая содержит всю необходимую информацию для анализа.

В такой таблице, как правило, указываются: код или идентификатор каждой работы, ее наименование, перечень предшествующих работ (зависимости) и нормативная продолжительность выполнения в днях.

На основе этих данных строится сетевой график. Каждая работа изображается в виде узла или стрелки, а связи между ними показывают технологическую последовательность. После визуального построения модели начинается расчет ее параметров. Для каждого события вычисляются ранний срок его наступления (максимальный из ранних сроков окончания всех входящих в него работ) и поздний срок (минимальный из поздних сроков начала всех выходящих из него работ).

Разница между поздним и ранним сроком окончания работы дает полный резерв времени, который является ключевой мерой ее критичности. Работы, у которых резерв времени равен нулю, являются критическими. Соединив их, мы получаем первоначальный критический путь, а его общая длительность определяет исходный срок завершения всего проекта. Этот срок и является отправной точкой для дальнейшей оптимизации.

Глава 4. Проведение оптимизации сетевого графика по критерию времени

После того как исходная модель построена и определена ее «ахиллесова пята» — критический путь, — начинается самый важный этап: оптимизация. Оптимизация по времени — это целенаправленная деятельность по сокращению общей продолжительности проекта. Главный принцип здесь прост: чтобы сократить срок всего проекта, нужно сокращать длительность работ, лежащих на критическом пути.

Этот процесс носит итерационный характер и выполняется в несколько шагов:

1. Анализ возможностей сжатия. Для каждой критической работы определяется, на сколько дней ее можно сократить и какова будет «стоимость» этого сжатия (дополнительные ресурсы, оплата сверхурочных и т.д.).
2. Выбор оптимальной работы для сжатия. Из всех работ на критическом пути выбирается та, у которой стоимость сокращения на один день является минимальной.
3. Проведение сжатия и пересчет. Длительность выбранной работы сокращается на один или несколько дней, после чего все параметры графика полностью пересчитываются. Это критически важный шаг, так как после сжатия критический путь может измениться — одна из ранее некритических цепочек работ может стать самой длинной.
4. Повторение цикла. Шаги 2 и 3 повторяются до тех пор, пока не будет достигнут директивный срок завершения проекта или пока дальнейшее сжатие не станет невозможным или экономически нецелесообразным.

В качестве альтернативного или дополнительного метода может рассматриваться перераспределение ресурсов. Если на некритических работах есть свободные исполнители, их можно временно перебросить на усиление критических задач, что также приведет к сокращению общего срока без прямых дополнительных затрат.

Глава 5. Анализ результатов и экономическая оценка эффективности

Процесс оптимизации завершен, и теперь необходимо оценить достигнутые результаты. Первым делом необходимо наглядно сравнить состояние проекта «до» и «после» вмешательства. Наиболее удобный способ для этого — сводная таблица.

В такой таблице сравниваются ключевые показатели первоначального и оптимизированного планов:

• Общая продолжительность проекта (в днях).
• Состав и длина критического пути.
• Суммарные затраты на проведенное «сжатие» работ.

На основе этих данных делается главный вывод о степени успешности оптимизации. Практика показывает, что применение методов сетевого планирования позволяет достичь сокращения продолжительности проекта на 15-20%. Это значительный результат, который напрямую влияет на экономическую эффективность. Необходимо сопоставить общие затраты на оптимизацию с потенциальной выгодой от более раннего запуска продукта, высвобождения ресурсов или получения контрактных бонусов.

Важно отметить, что в реальной деятельности подобные расчеты редко ведутся вручную. Для этого существуют специализированные программные продукты, например, APS-системы (Advanced Planning and Scheduling), которые позволяют автоматизировать весь цикл анализа и оптимизации, повышая точность и скорость принятия управленческих решений.

Заключение. Основные выводы и рекомендации

Проведенное исследование подтверждает, что сетевое моделирование является чрезвычайно эффективным инструментом для планирования, анализа и управления сложными проектами. Оно позволяет не только визуализировать структуру работ, но и выявлять узкие места для целенаправленного воздействия.

В ходе работы были рассмотрены теоретические основы и ключевые методы анализа, такие как CPM и PERT, каждый из которых находит применение в зависимости от степени неопределенности проекта. Практическая часть наглядно продемонстрировала весь алгоритм действий: в ходе работы была построена условная сетевая модель, первоначальная длительность которой составляла XX дней. После проведения итерационной оптимизации по критерию времени и затрат, итоговая продолжительность проекта была сокращена до YY дней.

Таким образом, поставленная во введении цель — построение и анализ оптимального сетевого графика — была полностью достигнута. Можно с уверенностью рекомендовать активное применение описанных методов в реальной проектной деятельности компаний для достижения стратегических целей с минимальными затратами времени и ресурсов.

Список литературы

1. Экономико-математический словарь
2. Горчаков А.А., Орлова И.В. Компьютерные экономико-математические модели. — М.: Компьютер, ЮНИТИ, 1995.
3. Казаков О.Л., Миненко С.Н., Смирнов Г.Б. Экономико-математическое моделирование: учебно-методическое пособие. – М.: МГИУ, 2006
4. Кремер Н.Ш., Путко Б.А., Тришин И.М., Фридман М.Н.; под ред. Проф. Кремера Н.Ш. Исследование операций в экономике: Учебное пособие для вузов. — М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1997
5. Миненко С.Н., Казаков О.Л., Подзорова Н.В. Экономико-математическое моделирование производственных систем: Учебно-методическое пособие. – М.: ГИНФО, 2002
6. Новицкий Н.И. Сетевое планирование и управление производством. Учебно-практическое пособие. – М.: Новое знание, 2004
7. http://ru.wikipedia.org – он-лайн энциклопедия Википедия
8. http://www.intuit.ru/department/algorithms/graphsuse/ — Интернет Университет Информационных технологий. Графы и их применение.