Transcript Wykład nr 3 - Harmonogramy i metody sieciowe

Zarządzanie
Przedsięwzięciem
Prowadzący: dr inż. Piotr Chwastyk
e-mail: [email protected]
www.chwastyk.pwsz.nysa.pl
Techniki planowania realizacji projektu
Wśród technik planowania realizacji projektu
wyróżnia się:
• Wykresy Gantta
• Wykresy punktów węzłowych
• Metody analizy sieciowej (CPM, PERT)
Technika harmonogramów
Technika harmonogramów określana jest mianem techniki
wykresów Gantta lub techniki diagramów belkowych. To najstarsza
technika planowania i kontroli realizacji czynności w czasie opracowana
niezależnie na początku XX w. przez H.L. Gantta i K. Adamieckiego
Planowanie przebiegu czynności za pomocą harmonogramów
dokonywane jest na dwuwymiarowym wykresie, na którym czas
przedstawiony jest na osi odciętych (oś pozioma) a czynności podlegające
planowaniu przedstawione są na osi rzędnych (oś pionowa).
W
harmonogramach czas może być wyrażony zarówno w kolejnych
jednostkach czasu, jak i w jednostkach kalendarzowych czasu (godzinach,
dniach, tygodniach, miesiącach, itd.).
W zależności od rodzaju elementów zaznaczonych na rzędnej
mamy do czynienie z dwoma rodzajami harmonogramów:
• harmonogramami postępów realizacji czynności,
• harmonogramami wykorzystania zdolności wykonawczych.
Technika harmonogramów
Harmonogramy postępów realizacji czynności mają zaznaczone na osi rzędnych
czynności składające się na złożone przedsięwzięcie. Służą do planowania i kontroli
realizacji przebiegu czynności w czasie.
Czynności na harmonogramie przedstawione są w postaci odcinków o długościach
proporcjonalnych do czasu ich trwania (uwzględniając przyjętą skalę dla osi
czasu). Sporządzanie harmonogramu polega na zaznaczeniu na wykresie okresu
realizacji poszczególnych czynności. Należy jednak przestrzegać logicznej
kolejności poszczególnych czynności
Technika harmonogramów
Harmonogramy wykorzystania zdolności wykonawczych mają zaznaczone na osi
rzędnych wykonawców czynności. Służą do planowania i kontroli wykorzystania
zdolności wykonawczych. Na harmonogramie również, zaznaczamy kolejne
czynności, lecz w tym przypadku uwzględniamy takie czynniki jak minimalizacja
cykli wykonanych ciągów czynności, optymalne wykorzystanie pracowników,
maszyn, itd..
Technika harmonogramów
Oba rodzaje harmonogramów przedstawiają ten sam stan faktyczny
obserwowany z różnych punktów widzenia. Każdy z nich pokazuje nam
straty czasu, pierwszy w odniesieniu do przebiegu, drugi do zdolności
wykonawczych.
Udoskonaleniem harmonogramów Gantta jest tzw. system kamieni
milowych (milestone system). Technika ta polega na zaznaczeniu na
harmonogramie decydujących momentów każdej czynności. Punkty te
służą do wyznaczenia punktów kontrolnych i koordynacyjnych
projektu.
Ponadto, harmonogramy mogą być uzupełniane o dodatkowe elementy.
Często w formie graficznej na harmonogramach przedstawia się:
•
wykresy zużycia zasobów materialnych, ludzkich i finansowych,
•
wykresy zmian stanu zapasów.
Dodatkowo można wprowadzać informacje opisowe i liczbowe
dotyczące realizowanych czynności.
Technika harmonogramów
Zalety techniki harmonogramów:
•
czytelność – forma graficzna ułatwia odczytanie
poszczególnych czynności szeregowym pracownikom,
•
prostota – tworzenie harmonogramu nie wymaga
szczególnych zdolności,
•
przejrzystość – łatwo zorientować się w kolejności i
długości poszczególnych czynności zadań,
•
obraz postępu prac jest przedstawiany w sposób
naturalny,
•
łatwość monitorowania poszczególnych zadań w trakcie
realizacji, szczególnie przy wykorzystaniu punktów
węzłowych (kamieni milowych)
Technika harmonogramów
Wady techniki harmonogramów:
• brak zależności logicznych między poszczególnymi
zadaniami. Z rozłożenia słupków nie wynika dlaczego jedno
zadanie
jest
realizowane
wcześniej
od
innego.
Wprowadzenie do harmonogramu metod opisujących takie
związki logiczne komplikuje wykres i sprawia, że traci on
na swej czytelności i przejrzystości
• nie można odczytać z wykresu powodów ustalenia
przedstawionej kolejności zadań
• wykresy Gantta są trudno modyfikowalne w trakcie
realizacji projektu. Dokonywanie jakichkolwiek poprawek,
ze względu na brak logicznych powiązań może doprowadzić
do zaburzenia całego projektu i doprowadzić do jego
upadku
Techniki sieciowe
Metody sieciowe wywodzą się ze
Stanów Zjednoczonych. Ich geneza
związana jest z wojną koreańską i
konieczności
zarządzania
dużymi
projektami militarnymi m.in. budową
rakiet Polaris. Dla tych potrzeb
opracowano metodę PERT (Program
Evaluation and Review Technique).
Równolegle w Europie francuska firma
DuPont Inc. opracowała metodę CPM
(Critical Path
Method),
będącą
uproszczeniem metody PERT.
Polaris – dwustopniowy pocisk
balistyczny na paliwo stałe z
głowicą jądrową wystrzeliwany z
okrętu podwodnego, wybudowany
podczas zimnej wojny przez
marynarkę Stanów Zjednoczonych.
Techniki sieciowe
Obie metody są do siebie bardzo podobne, dlatego ich nazwy można
traktować jako synonimy. W obu metodach wykorzystuje się model
ścieżki krytycznej jako podstawę do modelowania rzeczywistości.
Oryginalna metoda PERT jest ukierunkowana na zarządzanie
czasem, metoda CPM natomiast zwraca uwagą na problemy kosztów
(zasobów). Czas i koszt realizacji projektu w metodzie CPM są
jednakowo ważne.
Obie metody zdobyły sobie dużą popularność i wielokrotnie
opisywano ich przydatność w zakresie zwiększania wydajności prac
projektowych. Obecnie powszechniej wykorzystywana jest metoda
CPM, głównie za sprawą komputerowych narzędzi wspomagających
tę metodę
Techniki sieciowe – podstawowe pojęcia
Zadanie – jest to praca lub grupa prac wykonywanych w
określonym celu, która daje konkretny produkt końcowy. Zadanie
charakteryzuje określony początek i koniec procesu działania. Każde
zadanie wiąże się ze zużyciem zasobów potrzebnych do realizacji
prac wchodzących w jego skład. Każde konkretne zadanie ma
uwarunkowania realizacyjne, czyli zadania poprzedzające, których
produkty są konieczne do realizacji tego zadania i zadania
następujące (następniki), których rozpoczęcie jest uwarunkowane
ukończeniem danego zadania.
Techniki sieciowe – podstawowe pojęcia
Zdarzenie – jest momentem czasowym uzyskania
określonego rezultatu. W szczególności może to być
moment rozpoczęcia lub zakończenia zadania. Zdarzenie
nie wiąże się ze zużyciem zasobów. Zdarzeniem może być
odbiór pośredni lub podpisanie umowy na realizację
projektu.
Sieć jest kombinacją zadań połączonych strzałkami,
określająca działania podejmowane w projekcie z
uwzględnieniem relacji przyczynowo-skutkowych. Istnieją
różne modele prezentacji graficznej tych zależności oraz
opisu parametrów zadania.
Techniki sieciowe – podstawowe pojęcia
Model zdarzenia strzałkowy
Wierzchołki sieci są zdarzeniami, a strzałki, czyli łuki sieci, reprezentują
zadania do realizacji. Taka wizualizacja graficzna stosowana jest w
oryginalnej metodzie PERT. Model ten jest trudny do stosowania w
warunkach komputerowych narzędzi wspomagających i stosowanych
edytorów graficznych z uwagi na konieczność opisywania strzałek
parametrami zadania.
Techniki sieciowe – podstawowe pojęcia
Model przyczynowo-skutkowy
Zadania reprezentowane są w nim przez prostokąty, w których łatwiej opisać
parametry zadania. W tej prezentacji zadania są wierzchołkami, a łuki
przedstawiają zależności poprzednik-następnik. Jest to bardziej czytelna
metoda pozwalająca na wykorzystanie edytorów graficznych i
komputerowych programów wspomagających zarządzanie projektem.
Na rysunku zadanie A jest
poprzednikiem dla zadań B, C
i D. Następnikiem zadania D
są zadania F i G. Zależności
między zadaniami mogą być
różne np. zadanie E może się
rozpocząć wtedy, gdy skończy
się zadanie B
Techniki sieciowe – podstawowe pojęcia
Występują jeszcze modele warunkowe wykorzystujące specyficzną notację i
pozwalające na definiowanie zależności logicznych OR czy AND. Tego typu
modele wykorzystywane są w metodzie GERT (Graphical Evaluation and
Review Technique), w której wykorzystywane są sieci probabilistyczne i
drzewa decyzyjne. Związki między zadaniami nie mają charakteru
deterministycznego lecz probabilistyczny. Jest to metoda znacznie
trudniejsza w użytkowaniu a jej zastosowanie jest ograniczone. Wynika to
głównie z dużej pracochłonności niezbędnej do oszacowania
prawdopodobieństwa realizacji zadań i występowania zdarzeń. W wyniku tej
metody otrzymuje się
przebiegi symulacyjne z rozkładem
prawdopodobieństwa czasu realizacji projektu, który nie jest łatwy do
interpretacji praktycznej.
W praktyce, z przedstawionych modeli sieci działań, wykorzystuje się model
przyczynowo-skutkowy z uwagi na prostotę notacji i duże walory
praktyczne.
Techniki sieciowe – podstawowe pojęcia
Ścieżka – jest to seria połączonych zadań prowadzących od początku
do końca projektu, czyli od pierwszego do ostatniego zadania. Każda
ścieżka stanowi zamknięty zbiór zadań. W złożonym projekcie liczba
różnych ścieżek, możliwych dróg, ścieżek realizacji projektu jest
bardzo duża i mają one bardzo różną długość liczoną w jednostkach
czasu wykonywania.
Techniki sieciowe – podstawowe pojęcia
Ścieżka krytyczna – to nieprzerwany ciąg działań, od początku do
końca sieci zadań, o najdłuższym czasie realizacji. Ścieżka krytyczna
determinuje czas trwania projektu. Wszystkie zadania znajdujące się na
ścieżce krytycznej nazywane są zadaniami krytycznymi. Z uwagi na to,
że jest to najdłuższa ścieżka od początku do końca projektu, a
wszystkie zadania muszą zostać wykonane, to jest to najkrótszy z
możliwych czas realizacji całego projektu. Jeżeli wykonane szacunki
dla poszczególnych zadań są poprawne i zależności przyczynowoskutkowe pomiędzy zadaniami zostały dobrze określone, to nie ma
możliwości wykonania projektu w terminie krótszym jak ten
wyznaczony ścieżką krytyczną. W dużych projektach wyznaczenie
ścieżki krytycznej jest bardzo skomplikowane, z uwagi na dużą liczbę
możliwych dróg realizacji. Dlatego stosuje się prostszy sposób
określania zadań krytycznych i ścieżki krytycznej wykorzystując
wymiarowanie sieci
Techniki sieciowe
Techniki sieciowe
Celem harmonogramowania jest wyznaczenie terminu zakończenia prac
projektowych oraz określenie terminu rozpoczęcia i zakończenia każdego z
zadań. W praktyce najczęściej wykorzystuje się model przyczynowoskutkowy, w którym każde zadanie i jego parametry są zapisywane w
prostokącie reprezentującym prace do wykonania.
Najwcześniejszy
termin rozpoczęcia
Czas realizacji zadania
Najwcześniejszy termin
zakończenia
Opis zadania
Numer zadania
Najpóźniejszy termin rozpoczęcia
Zapas czasu zadania
Najpóźniejszy termin zakończenia
Techniki sieciowe – sieć zadań
Opracowanie struktury i czasu trwania zadań
Techniki sieciowe – wymiarowanie sieci
Wymiarowanie polega na przejściu sieci zadań od
początku do końca projektu, zgodnie z zaznaczonymi za pomocą
strzałek zależnościami i wyliczeniu terminów rozpoczęcia przez
dodawanie oszacowanego czasu realizacji zadania do
najwcześniejszego terminu rozpoczęcia. W przypadku uzależnienia
rozpoczęcia zadania od zakończenia dwóch lub większej ilości
poprzedników, jako najwcześniejszy termin rozpoczęcia zadania
przyjmujemy, następny po mającym największą wartość,
najwcześniejszym z terminów rozpoczęcia zadań poprzedników.
Wynika to z tego, że do rozpoczęcia zadania konieczne są produkty
wszystkich poprzedników.
Techniki sieciowe – wymiarowanie sieci
Wyznaczanie terminów najwcześniejszych
Techniki sieciowe – wymiarowanie sieci
Kolejnym krokiem jest wymiarowanie sieci wstecz, w celu
wyznaczenia terminów najpóźniejszych. Wstawiamy jako
najpóźniejszy możliwy termin zakończenia ostatniego zadania,
wyliczony wcześniej termin najwcześniejszego możliwego
zakończenia i odejmując oszacowany czas realizacji każdego z
zadań wyliczamy terminy najpóźniejsze rozpoczęcia. W tych
wyliczeniach uwzględniamy powiązania sieciowe zaznaczone
strzałkami, tylko w przeciwnym kierunku. W przypadku kilku
następników dla jakiegoś zadania wybieramy najmniejszą wartość
z wyliczonych terminów najpóźniejszego rozpoczęcia.
Techniki sieciowe – wymiarowanie sieci
Wyznaczanie terminów najpóźniejszych
Techniki sieciowe – ścieżka krytyczna
Po zwymiarowaniu sieci do przodu i od tyłu, można policzyć
zapasy czasu dla wszystkich zadań w sieci wyliczając różnicę
między terminami najwcześniejszymi i najpóźniejszymi. W
przypadku, gdy różnica wynosi 0, zadanie ma charakter
krytyczny i w ten sposób wyznaczona jest ścieżka krytyczna dla
projektu. Zadania z wyliczonym zapasem czasu możemy
dowolnie rozkładać na kalendarzu w ramach marginesu jakim
jest wyliczony zapas czasu. Pozwala to kierownikowi projektu na
manewrowanie terminami realizacji takich zadań dla lepszego
wykorzystania zasobów, unikania przeciążeń pracowników czy
dopasowaniem terminów płatności.
Techniki sieciowe – ścieżka krytyczna
Ciąg zadań o zerowych zapasach czasu – ścieżka krytyczna
Techniki planowania realizacji projektu
Oprócz prostych relacji występujących miedzy zadaniami typu, że zadanie
następne zaczyna się po zakończeniu poprzedniego istnieją bardziej
skomplikowane relacje.
Techniki planowania realizacji projektu
Drugi wariant to sytuacja, w której zadanie B można rozpocząć po
rozpoczęciu zadania A (Start to Start). Oznacza to możliwość równoległej
realizacji zadań, przy czym podjęcie zadania B może być poprzedzone
rozpoczęciem zadania A. Praktyczny przykład to wywożenie ziemi z
wykopu. Oba zadania, kopanie i wywożenie mogą trwać równolegle, lecz
najpierw musimy zacząć kopać.
Techniki planowania realizacji projektu
Kolejny przykład dotyczy synchronizacji terminów zakończenia realizacji
zadań. Zadanie B może się zakończyć po zakończeniu zadania A (Finish to
Finish). Sytuacja podobna do poprzedniej, z tym, że współbieżność realizacji
obu zadań jest uwarunkowana zakończeniem zadania drugiego po
ukończeniu zadania pierwszego. Praktyczny wymiar tego przypadku to
zasypywanie wykopu po ułożeniu kabla. Niemożliwe jest zakończenie
zasypywania przed ułożeniem kabla.
Techniki planowania realizacji projektu
Ostatni przypadek dotyczy warunku zakończenia zadania B po rozpoczęciu
zadania A (Start to Finish). Sytuacja taka może wystąpić wówczas, gdy
zadania są względne niezależnie, a jedynie wynik jednego ma wpływ na
rozpoczęcie drugiego. W praktyce może to być sytuacja, kiedy zamknięcie
lotniska jest uwarunkowane rozpoczęciem eksploatacji nowego terminala
lotniczego. Zadanie A to zamknięcie starego lotniska, a zadanie B to otwarcie
nowego obiektu.
Techniki planowania realizacji projektu
W powyższych przykładach istotną rolę odgrywał czas realizacji każdego z
zadań. Przyjmuje się średni czas realizacji zadania, oszacowany zgodnie z
przyjętą strategią realizacji projektu i przydzielonymi zasobami.
Wiarygodność tego szacunku ma istotny wpływ na termin realizacji
projektu. Nieco inne rozwiązania przyjęto w metodzie PERT, gdzie operuje
się nie jednym średnim czasem realizacji zadania, ale trzema czasami.
Metoda PERT polega na określeniu czasu optymistycznego i
pesymistycznego oraz wyznaczeniu czasu średniego, zgodnie z rozkładem
Beta. Praktyczne zastosowanie tego rozwiązania jest dosyć trudne, bo w
wyniku przeliczeń otrzymujemy trzy terminy zakończenia projektu:
pesymistyczny, średni i optymistyczny. Do umowy o realizacje projektu
możemy wstawić jeden termin. Wybieramy więc termin średni, co
sprowadza się do wariantu wykorzystywanego w metodzie CPM.
Techniki planowania realizacji projektu
Techniki planowania realizacji projektu
Metody sieciowe mają wiele zalet, ale w przypadku dużych i złożonych sieci
stają się mało przejrzyste, co ogranicza ich zastosowanie w praktyce.
Najczęściej wykorzystywane są równocześnie metody sieciowe i wykresy
Gantta. Współczesne oprogramowanie, wspomagające stosowanie metod
harmonogramowania, umożliwia proste przedstawienie projektu opisanego
wykresem Gantta również w postaci sieci zależności.
Należy pamiętać, że harmonogram przygotowany na wstępnym etapie prac
projektowych powinien być wykorzystywany w trakcie jego realizacji i
odpowiednio modyfikowany w miarę postępu prac. W miejsce szacowanych
terminów realizacji należy wpisywać faktyczne terminy poszczególnych
zadań. Może to spowodować istotne zmiany w strukturze sieci. Zadania,
które nie były krytyczne, mogą stać się takimi w wyniku wprowadzonych
zmian, gdyż terminy realizacji wcześniejszych zadań różniły się od
zaplanowanych.
Techniki planowania realizacji projektu