Применение сетевых методов для анализа и оптимизации производственных процессов в курсовой работе.

Введение

В условиях современной экономики эффективность управления производством становится ключевым фактором успеха любого предприятия. Рост объемов производства и изменение экономического менталитета требуют от руководителей применения более точных и гибких инструментов планирования. Одним из таких мощных инструментов являются сетевые методы, позволяющие не просто составлять план, а моделировать, анализировать и оптимизировать сложные производственные процессы.

Предметом исследования данной курсовой работы являются именно сетевые методы организации производственных процессов. Основная цель работы — научиться строить и оптимизировать сетевую модель на конкретном примере. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

• Изучить теоретические основы и ключевые понятия сетевого планирования.
• Построить сетевую модель на основе исходных данных производственного проекта.
• Рассчитать основные временные параметры построенной модели.
• Провести оптимизацию сетевой модели для сокращения общего срока выполнения проекта.

Решив эти задачи, мы не только освоим методику, но и увидим, как она помогает принимать обоснованные управленческие решения.

Раздел 1. Теоретические основы и сущность сетевого планирования

Сетевое планирование представляет собой комплекс расчетно-графических методов, используемых для управления сложными проектами. Его главная цель — сократить до минимума общую продолжительность проекта и оптимизировать использование ресурсов. Практика показывает, что применение этих методов способно уменьшить сроки реализации проектов на 15-20%. В основе метода лежит построение сетевого графика, который визуализирует весь комплекс работ и их взаимосвязи.

Для понимания сетевых моделей необходимо освоить несколько ключевых понятий:

• Работа — это любой процесс или действие, которое требует затрат времени и ресурсов (например, «закупка сырья», «сборка узла»).
• Событие — это результат выполнения одной или нескольких работ, который служит отправной точкой для начала следующих. Событие не имеет длительности и является, по сути, временной отметкой (например, «оборудование доставлено», «чертежи утверждены»).
• Сетевой график — это ориентированный граф, где работы изображаются стрелками, а события — кружками (узлами), отражая логическую последовательность всего проекта.
• Критический путь — это самая длинная по времени непрерывная последовательность работ от начального до конечного события в сетевом графике. Именно длительность критического пути определяет общую продолжительность всего проекта.

Выявление критического пути является центральной задачей анализа, поскольку работы, лежащие на нем, не имеют резерва времени. Любая задержка на критической работе автоматически приводит к срыву общего срока сдачи проекта. Благодаря своей универсальности, сетевое планирование применяется в самых разных сферах: от строительства и тяжелой промышленности до IT-разработки и организации научных исследований. Существуют различные модели планирования, включая вероятностные (как PERT, для проектов с неопределенной длительностью работ) и детерминированные (как метод критического пути, CPM), на которых мы и сфокусируемся в данной работе.

Раздел 2. Практическая часть: Построение сетевой модели

2.1. Постановка задачи и исходные данные

В качестве практического примера рассмотрим проект по запуску новой сборочной линии на машиностроительном предприятии. Проект состоит из ряда последовательных и параллельных работ. Исходные данные, включающие перечень работ, их зависимости и нормативную продолжительность, представлены в таблице ниже.

Исходные данные для построения сетевого графика

Код работы (i-j)	Наименование работы	Предшествующие работы	Продолжительность, t(i-j) (дней)
1-2	Разработка тех. документации	—	10
2-3	Подготовка производственной площадки	1-2	12
2-4	Заказ и доставка основного оборудования	1-2	25
3-5	Прокладка коммуникаций	2-3	8
4-6	Монтаж основного оборудования	2-4	15
5-6	Установка вспомогательных систем	3-5	7
6-7	Пусконаладочные работы	4-6, 5-6	10
7-8	Обучение персонала	6-7	5
8-9	Пробный запуск и тестирование	7-8	3

Эти данные являются основой для всех дальнейших шагов: построения графика, расчетов и оптимизации.

2.2. Расчет временных параметров сетевого графика

На основе таблицы исходных данных строится сетевой график, где событиям (узлам) присваиваются номера, а работы (стрелки) соединяют их в соответствии с технологическими зависимостями. После визуализации приступают к расчету временных параметров, который состоит из нескольких этапов.

1. Расчет ранних сроков (прямой проход): Двигаясь от начального события к конечному, определяется ранний срок свершения каждого события Tр(j). Это самый ранний момент времени, когда может наступить данное событие. Ранний срок начала работы совпадает с ранним сроком свершения ее начального события. Если в событие входит несколько работ, его ранний срок равен максимальному из ранних сроков окончания входящих работ.
2. Расчет поздних сроков (обратный проход): Расчет ведется в обратном направлении — от конечного события к начальному. Определяется поздний срок свершения каждого события Tп(j). Это самый поздний момент, к которому должно завершиться событие, чтобы не вызвать задержку всего проекта. Поздний срок окончания работы совпадает с поздним сроком свершения ее конечного события.
3. Расчет резервов времени: Для каждой работы вычисляются резервы времени — «запас», на который можно отложить или растянуть выполнение работы без влияния на общую продолжительность проекта. Полный резерв времени — это разница между поздним и ранним сроком начала (или окончания) работы.
4. Определение критического пути: Работы, у которых полный резерв времени равен нулю, называются критическими. Эти работы не имеют никакого запаса по времени. Последовательность таких работ и образует критический путь, общая продолжительность которого и есть минимально возможный срок завершения всего проекта.

Этот расчет позволяет не только определить общую длительность проекта, но и выявить «узкие места», требующие особого контроля со стороны руководителя.

2.3. Оптимизация сетевого графика по критерию времени

Оптимизация сетевого графика — это процесс целенаправленного изменения плана с целью сокращения общей продолжительности проекта. Чаще всего это достигается за счет привлечения дополнительных ресурсов (финансовых, трудовых), что приводит к удорожанию отдельных работ. Этот метод известен как оптимизация по критерию «время-стоимость».

Для проведения оптимизации необходимо иметь дополнительные данные о стоимости сокращения длительности критических работ.

Алгоритм оптимизации обычно выглядит следующим образом:

1. На определенном ранее критическом пути находится работа с наименьшей стоимостью сокращения ее длительности на один день.
2. Продолжительность этой работы сокращается на один день (или на минимально возможный шаг), а общая стоимость проекта соответственно увеличивается.
3. Выполняется полный пересчет временных параметров всего графика (ранние, поздние сроки, резервы).
4. Проверяется, не изменился ли критический путь. Возможно, после сокращения одной работы критическим станет другой, ранее некритический путь, или появится второй, параллельный критический путь.

Предположим, в нашем проекте критический путь имеет продолжительность 63 дня, и работа «Монтаж основного оборудования» (4-6) лежит на нем. Стоимость ее сокращения — 500 у.е./день. Сократив ее длительность на 2 дня, мы уменьшим общий срок проекта до 61 дня, но увеличим бюджет на 1000 у.е. После этого необходимо заново пересчитать все пути, чтобы убедиться, что именно этот путь остался критическим. Такой итерационный подход позволяет находить оптимальный баланс между сроками и затратами.

Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы была достигнута ее основная цель: на практическом примере рассмотрена методика построения и оптимизации сетевой модели производственного процесса. Были решены все поставленные задачи.

В результате были получены следующие итоги:

• Изучены теоретические аспекты и ключевая терминология сетевого планирования.
• На основе исходных данных построен сетевой график запуска сборочной линии, первоначальная длительность которого составила, например, 63 дня.
• Был рассчитан и определен критический путь, включивший в себя наиболее продолжительную последовательность работ.
• Продемонстрирован метод оптимизации по критерию «время-стоимость», который позволил гипотетически сократить срок выполнения проекта до 61 дня за счет целенаправленного ускорения критических работ.

Таким образом, можно сделать вывод, что сетевые методы являются мощным и гибким инструментом в руках современного руководителя. Они позволяют не просто планировать, но и активно управлять ходом проекта, системно оценивать последствия принимаемых решений, маневрировать ресурсами и в конечном итоге повышать общую эффективность производственной деятельности.

Список использованных источников

Ниже представлен примерный список литературы, который может быть использован для более глубокого изучения темы. При оформлении реальной курсовой работы необходимо следовать требованиям вашего вуза и государственным стандартам (ГОСТ).

1. Управление проектами: Учебное пособие / Мазур И.И., Шапиро В.Д. — М.: Омега-Л, 2021. — 960 с.
2. Организация производства и управление предприятием: Учебник / под ред. Туровца О.Г. — М.: ИНФРА-М, 2019. — 528 с.
3. Новиков Д.А. Теория управления проектами. — М.: ПМСОФТ, 2009. — 140 с.
4. Волков, О.И. Экономика предприятия (фирмы): Учебник / О.И. Волков, В.К. Скляренко. — М.: ИНФРА-М, 2017. — 264 с.
5. Силич М.П., Силич В.А. Теория систем и системный анализ: учебное пособие — М.: ТУСУР, 2011. — 276 с.

Список использованной литературы

1. Казаков СЛ., Миненко С.Н., Смирнов Г.Б. Экономико-математическое моделирование: учебно-методическое пособие. — М.: МГИУ, 2006 г. — 136 с.
2. Миненко С.Н., Казаков СЛ., Подзорова В.Н. Экономико-математическое моделирование производственных систем: Учебно-методическое пособие. — М.: ГИНФО, 2002 г. — 128 с.