12.3 Методы распределения ресурсов

Исходные положения

  • Не допускается дробление операции.
  • Уровень используемых для операции ресурсов нельзя изме- нить.

Проект, ограниченный по времени

При планировании ресурсов таких проектов используются методы сглаживания, в основу которых положено задерживание некритических операций, используя простои для снижения пика потребностей в ресурсах и восполнения их нехватки.

Пример 12.1

Дан проект (рисунок 12.3) [3]. После прямого и обратного анализа сетевого графика установлено, что критический путь составляют операции A, C, E, F, G.

Начальной точкой выравнивания ресурсов является ранний старт (ES) сетевого плана. Так как проект ограничен по времени, то целью будет сокращение пика потребностей в ресурсах и повышение степени их использования. Исходная схема загрузки ресурсов и график загрузки ресурсов даны в таблице 12.1. Только две операции сети имеют простой, который можно использовать для сокращения пика – операции B и D. Любая из этих операций может быть задержана, чтобы сократить потребность в ресурсах от 5 до 4, использую две единицы времени простоя. Результаты процедуры выравнивания загрузки ресурсов приведены в таблицах 12.2 и 12.3. Целесообразнее использовать операцию D, так как она имеет больший простой.

Рисунок 12.3 – Сетевой график проекта

 

Таблица 12.1 – Исходная схема загрузки ресурсов при раннем старте (ES)

 

Таблица 12.2 – Выравнивание ресурсов при задержке операции В

 

Таблица 12.3 – Выравнивание ресурсов при задержке операции D

При использовании процесса сглаживания потребности ресурсов возможна потеря эластичности сетевого графика, т.к. происходит сокращение резервов времени выполнения работ, что может привести к возникновению большого количества критических и/или почти критических операций. Поэтому при проведении операции выравнивания ресурсов необходимо использовать специальные программные пакеты, чтобы проанализировать все возможные варианты и выбрать тот, который лучше всего подходит для проекта и сводит к минимуму риск запаздывания проекта в целом.

Проект, ограниченный по количеству ресурсов

Проблема заключается в том, что необходимо определить приоритеты и распределить ресурсы таким образом, чтобы свести к минимуму задержку проекта, не превышая при этом лимит ресурсов и не изменяя технические отношения сети. Чисто математические методы нахождения оптимального решения проблемы распределения ресурсов практически нецелесообразны из-за большого количества исходных данных. Поэтому альтернативный поход к проблеме – это использование эвристических решений. Эвристика не всегда дает оптимальный график, но позволяет составлять «весьма хорошие» графики.

Ресурсы для выполнения проекта должны быть распределены так, чтобы уменьшить риск отставания проекта от заданных сроков, т.е. определен приоритет выделения ресурсов на операции, а также то, какие операции задерживаются, если количество ресурсов недостаточно.

Эвристические критерии, сводящие к минимуму задержку проектов:

  • Минимум резерва времени начала выполнения операции.
  • Наименьшая продолжительность выполнения операции.
  • Наименьший порядковый номер операции.

Наиболее часто используется метод калибровки. Это итерационный процесс, который начинается в исходной точке проекта, и затем исследуется сетевой график с целью определения операций, которые должны начинаться в данном периоде. Если для выполнения нескольких операций требуются одни и те же ресурсы, то применяется правило приоритетности выделения ресурсов. Например, если в п-ый момент времени должны начаться 3 операции, требующие одни и те же ресурсы, то первой операцией на графике будет операция с наименьшим резервом времени (правило 1). Если у всех операций одинаковый резерв, то первой выполняется операций с наименьшей продолжительностью (правило 2). В противном случае используется правило 3. Когда, исходя из наличия ресурсов, определены последовательности операций, ранний старт последующих операций будет задержан и резерв времени сократится. В следующие моменты времени процедура повторяется до тех пор, пока не будет составлен график всего проекта.

Пример 12.2

Исходные данные для проекта те же, что и в предыдущем примере 12.1, но сейчас имеем ограничения на фонд ресурсов в количестве трех единиц ресурса [3]. В таблицах 12.4 – 12.8 указаны периоды времени и предпринимаемые действия для выполнения работ проекта в условиях ограничения на ресурс.

Таблица 12.4 – Информация по проекту в условиях ограничений на ресурс
Период Действие
0-1 Приемлема только операция А. Она требует 2 ресурса. Внести опер. А в график
1-2 Нет приемлемых операций
2-3 Приемлемы операции B, C, D. min резерв времени имеет опер. С (0) – применить правило 1. Внести опер. С в график. Из В и D min резерв времени имеет опер. В (2), но для нее требуется 2 ресурса, а в наличии 1. Отложить операцию В, ESB=3, резерв =1. Для опер. D треб 1 ресурс, внести ее в график.

 

Таблица 12.5 – График ресурсов, подчиненных ограничению в периоды 2-3

 

Таблица 12.6 – Информация по проекту в условиях ограничений на ресурс
Период Действия
3-4 Операция В приемлема, но превышает лимит 3 ресурсов фонда.

Задержка опер. В. Коррекция ES=4, резерв=0

4-5 Операция В приемлема, но превышает лимит 3 ресурсов фонда.

Задержка опер. В. Коррекция ESВ=5, резерв=-1.

Задержка опер. G . Коррекция ESG=11, резерв=-1.

5-6 Операция В приемлема, но превышает лимит 3 ресурсов фонда.

Задержка опер. В. Коррекция ESВ=6, резерв =-2.

Задержка опер. G . Коррекция ESG=12, резерв=-2.

6-7 B, E, F приемлемы с резервами времени -2, 2, 0. Внести опер. В (пр. 1)

Опер. F имеет резерв =0, приемлема. Внести опер. F вграфик (пр. 1)

Лимит ресурсов 3 достигнут.

Задержка опер. Е. Коррекция ESЕ=7, резерв =1.

7-8 Лимит достигнут. Ресурсов в наличии нет.

Задержка опер. Е. Коррекция ESЕ=8, резерв =0.

8-9 Лимит достигнут. Ресурсов в наличии нет.Задержка опер. Е. Коррекция ESЕ=9, резерв =-1.
9-10 Лимит достигнут. Ресурсов в наличии нет.

Задержка опер. Е. Коррекция ESЕ=10, резерв =-2.

10-11 Опер. Е приемлема. Внести Е в график.
11-12 Нет приемлемых операций
12-13 Опер. G приемлема. Внести в график G.

После корректировок продолжительность проекта увеличилась с 12 до 14 единиц (таблица 12.7, 12.8). Кроме того, количество критических операций увеличилось с 4 до 6 (A, B, C, D, E, F, G). Новый сетевой график проекта приведен на рисунке 12.4.

Таблица 12.7 – График ресурсов, подчиненных ограничению в периоды 5-6

 

Рисунок 12.8 – Окончательный график ресурсов, подчиненных ограничению

 

Рисунок 12.4 – Новый сетевой график проекта

 

Рисунок 12.5 – Сетевой график проекта
Пример 12.3

Сетевой график проекта дан на рисунке 12.5 [3].

В данном проекте используются 3 различных типа ресурсов (А, В, С); общий фонд каждого типа состоит из 2 ресурсов (таблица 12.9). Первоначальный критический путь показан пунктирной линией. Критические операции с использованием ограниченных ресурсов изображены в блоках операций, выделенных толстыми линиями.

Время, которое ограничивает критический путь, составляет 3, 5, 8 и 11, продолжительность проекта 17 единиц времени. Ресурсы, которые ограничивают выполнение критических операций, составляют 1, 4, 5, 7, 8 и 10 при продолжительности проекта 20 единиц времени.

Операции 3 и 11 уже не являются критическими и имеют резервы времени. Операции 4, 5, 7 и 8 уже являются не параллельными, а последовательными. Резервы времени сократились.

Таблица 12.9 – Схема загрузки ресурсов

 

Исходный график
Опер ES LS EF LF SL
1 0 4 2 6 4
2 0 6 3 9 6
3 0 0 4 4 0
4 2 6 5 9 4
5 4 4 9 9 0
6 2 10 7 15 8
7 9 10 14 15 1
8 9 9 12 12 5
9 4 9 7 12 5
10 14 15 16 17 1
11 12 12 17 17 0
Новый график ресурсов
Опер. RES ESR LSR EFR LFR SL
1 0 0 2 2 0
2 0 7 3 10 7
3 0 1 4 5 1
4 2 2 5 5 0
5 5 5 10 10 0
6 7 13 12 18 6
7 13 13 18 18 0
8 4 10 7 13 6
9 4 10 7 13 6
10 18 18 20 20 0
11 13 15 18 20 2

Как и при сглаживании ресурсов, календарное планирование ограниченных ресурсов обычно приводит к сокращению времени простоев, снижению эластичности в результате использования времени простоев для минимизации задержек и увеличению количества критических и почти критических операций.