Календарный график выполнения проекта

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТУРИЗМА И СЕРВИСА»

(ФГБОУ ВПО «РГУТиС»)

Факультет сервиса

Кафедра сервиса

УТВЕРЖДАЮ

Зам. председателя

Научно-методического совета,

проректор, д.с.н., профессор

_________________________Ананьева Т.Н.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ СТУДЕНТОВ

Часть 2

Дисциплина «Компьютерное моделирование и проектирование»

Специальности

Разработчик:

Москва 2016г.

Введение

Методические рекомендации для самостоятельной работы студентов по дисциплине «Компьютерное моделирование и проектирование» для студентов специальности «Сервис» разработаны на основе рабочей программы этой дисциплины, определяющих объем знаний, умений и навыков студентов.

Самостоятельная работа студентов является исключительно важной и нужной частью изучения курса «Компьютерное моделирование и проектирование». В ходе самостоятельной работы студенты самостоятельно изучают отдельные темы и вопросы учебной программы, повторяют учебный материал, изученный на лекционных и семинарских занятиях, готовятся к семинарским занятиям, контрольным работам, зачетам и экзаменам.

Важнейшей особенностью самостоятельной работы студентов является творческое использование всего доступного учебного и методического материала по пройденному курсу: учебников, учебно-методических пособий, конспекта лекций, дополнительной литературы, как назначенной преподавателем, так и подобранной самостоятельно. В качестве источников учебно-методических материалов могут выступать как печатные носители информации, так и электронные учебники, учебные пособия, включая средства мультимедиа и Интернета.

В плане организации самостоятельной работы студентов выделяют следующие основные этапы:

- определение преподавателем в ходе учебного занятия или на консультации перечня вопросов, которые необходимо изучить (повторить) студентам самостоятельно для подготовки к занятиям;

- целевое планирование студентом самостоятельной работы для подготовки к учебным занятиям или промежуточной (итоговой) аттестации;

- непосредственно самостоятельная работа с активным и творческим использованием всей доступной информации по отрабатываемым вопросам;

- самоконтроль по проведенной работе.

В ходе учебного занятия (лекционного или семинарского), в его заключительной части или в ходе проведения консультации преподаватель определяет перечень вопросов, которые студенты должны изучить самостоятельно, в ходе самостоятельной работы. Данный перечень вопросов определяется преподавателем заранее на основе учебной программы и может корректироваться в ходе учебного занятия или консультации.

Назначенные вопросы должны полностью охватывать изученную тему занятия и позволять студенту повторить предложенный материал и получить дополнительные знания по изучаемой теме.

Целевое планирование самостоятельной работы производится студентом самостоятельно, в целях повышения эффективности своей работы, исходя из объема заданного для самостоятельной работы материала, времени на его отработку, источников информации для подготовки.

В ходе планирования самостоятельной работы студент производит декомпозицию назначенного к изучению материала, выделяет наиболее сложные и важные для изучения вопросы, определяет время, необходимое для отработки каждого вопроса. Далее определяются доступные источники информации, которые могут быть использованы для подготовки и самоконтроля.

В ходе непосредственно самостоятельной подготовки студент, исходя из плана своей работы изучает учебный материал по каждому назначенному вопросу, используя необходимую литературу и другие источники информации.

В целях самоконтроля рекомендуется использовать вопросы для самоконтроля, в соответствии с учебной программой по курсу «Компьютерное моделирование и проектирование».

Общие положения

Цель самостоятельной работы студента (СРС) — это самостоятельная письменная работа, которая состоит в развитии навыков самостоятельного творческого мышления, углубление и закрепление теоретических знаний студентов при решении вопросов моделирования и планирования процессами.

Написание СРС чрезвычайно полезно, поскольку это позволяет автору научиться четко и грамотно формулировать мысли, структурировать информацию, использовать основные категории анализа, выделять причинно—следственные связи, иллюстрировать понятия соответствующими примерами, аргументировать свои выводы; овладеть научным стилем речи.
СРС должно содержать: четкое изложение сути поставленной проблемы, включать самостоятельно проведенный анализ этой проблемы с использованием концепций и аналитического инструментария, рассматриваемого в рамках дисциплины, выводы, обобщающие авторскую позицию по поставленной проблеме.

Тематика СРС:" Моделирование внедрения компьютерной технологии на предприятие из реального сектора экономики" (см. приложение)

Построение СРС

Построение СРС — это ответ на вопрос или раскрытие темы, которое основано на классической системе доказательств.

Структура СРС

1.1.1 Титульный лист (см приложение 3).

1.1.2. Введение — суть и обоснование выбора данной темы, состоит из ряда компонентов, связанных логически и стилистически.

На этом этапе очень важно правильно сформулировать вопрос, на который вы собираетесь найти ответ в ходе своего исследования.

Одним из основных экономических показателей, определяющих себестоимость проведения проектных, научно-исследовательских, опытно-конструкторских и других, поддающихся экономическому анализу, работ, связанных с разработкой и внедрением на предприятие новой технологии, включая компьютерную, является общая продолжительность их выполнения. Естественно, что в рамках некоторого рассматриваемого проекта, эта продолжительность существенно зависит от структуры упорядочивания отдельных, входящих в него работ. Поэтому, построение оптимальной структуры упорядочивания работ по внедрению компьютерных технологий является основной задачей сетевого планирования.

В основе решения указанной задачи лежит анализ смыслового содержания работ и установление взаимосвязей между ними, что позволяет выявить возможность их параллельного выполнения. Последнее, является основным фактором сокращения длительности всего проекта. Распространены два метода оптимального планирования или упорядочивания внедренческих работ. Один из методов, основан на построении ленточного графика, где каждой работе присваиваются такие характеристики как время начала её выполнения, её длительность, которые затем, в виде параллельных отрезков, наносятся на шкалу времени. Другой из методов, основан на построении сетевого графика, где структура упорядочивания работ изображается графически в виде сигнального графа.

Выбор того или иного метода планирования зависит от числа работ, входящих в состав проекта. Принято, что если число работ превышает 25, то наиболее наглядный и удобный метод оптимального планирования – есть метод, основанный на построении сетевого графика. На практике этот метод более употребителен, в силу того, что число работ, входящих в некоторый рассматриваемый проект, как правило, достигает нескольких сотен. Для сетевого графика, существует два понятия оптимальности: оптимальность по структуре и оптимальность по длительности. Оптимальность по структуре характеризуется степенью параллельности исполнения отдельных работ. Оптимальность по длительности характеризуется рациональным распределением трудовых ресурсов между параллельными видами работами, которое обеспечивает примерно равную их продолжительность. На сегодняшний день нет, и не предвидится появление, строгих методов и алгоритмов построения оптимального сетевого графика, поддающихся автоматизации на ЭВМ. Это связано с тем, что процесс построения оптимального сетевого графика требует от экономиста-проектировщика опыта и интуитивных свойств мышления, реализовать которые на ЭВМ практически не возможно. По другому обстоит дело с задачей анализа оптимальности уже готового сетевого графика. Надо сказать, что с этой задачей экономист-проектировщик сталкивается систематически при оптимизации сетевого графика по длительности, когда каждое очередное принятое решение о перераспределении трудовых ресурсов требует проверки на достижение оптимального варианта. Очевидно, что если автоматизировать процесс решения рассматриваемой задачи, то это существенно снизит продолжительность разработки сетевого графика, а значит и затраты на сетевое планирование в целом. Так вот, задача анализа оптимальности сетевого графика математически формализуема и, с некоторыми трудностями, решаема на ЭВМ. В данном курсовом проекте, как раз и будут предложены и обоснованы рациональные методики решения задачи анализа оптимальности сетевых графиков, легко автоматизируемые на ЭВМ.

1.1.3. Основная часть — теоретические основы выбранной проблемы и изложение основного вопроса.

Данная часть предполагает развитие аргументации и анализа, а также обоснование их, исходя из имеющихся данных, других аргументов и позиций по этому вопросу. В этом заключается основное содержание СРС и это представляет собой главную трудность. Общий объем СРС определяется временем, предусматриваемым рабочей программой курса.

СРС состоит из 3-х разделов:

Первый раздел состоит из двух условных подразделов: инициация и планирование. Инициация или разработка концепции проекта по существу подразумевает функцию выбора проекта. Проекты инициируются в силу возникновения потребностей, которые нужно удовлетворить, что характеризует актуальность проекта. Кроме актуальности необходимо сформулировать цели и задачи проекта. На этапе планирования необходимо структурировать проект в соответствии с процессом управления проектом (этапы) и ролями и ответственности. Описать ресурсное обеспечение: персонал, оборудование (технические средства). Составить график работ, в соответствии с исходными данными проработанными на предыдущем этапе работы. Представить сетевую модель в виде закодированных работ и определить коэффициент сложности сети: (взаимосвязь работ).

Таблица 1

Во втором разделе «Основы теории сетевого планирования», необходимо использовав рекомендуемый источники информации осветить теоретические основы сетевого планирования и методы обработки данных сетевых моделей. Рассчитать параметры временных оценок работ сетевой модели, объяснить взаимозависимость работ и отразить ее в таблицы исходных данных; определить число путей; определить продолжительность критического пути и срок окончания проекта классическим способом. По сетевому графику (по которому был произведен расчет критического пути всеми способами) и по его временным оценкам работы (оптимистической, наиболее вероятностной и пессимистической) требуется определить вероятность Р наступления событий в запланированные cpоки Ts.

Сетевой график устанавливает взаимосвязь между всеми работами проекта и позволяет определить продолжительность как отдельных этапов, так и всего проекта в целом.

Фрагмент таблицы основных событий и работ проекта

Таблица 2

Построение сетевого графика предполагает использование метода сетевого планирования, на базе которого разрабатывается информационно-динамическая модель процесса выполнения проекта. Построение сетевой модели включает оценку степени детализации комплекса работ, определения логической связи между отдельными работами и временные характеристики выполнения этапов проекта

В сетевой модели выделяют события и работы. В качестве событий, например, принимают факты начала проекта, окончания разработки отдельных модулей, интерфейсов, выполнения отладки и т.п. Все события нумеруются по порядку от исходного к завершающему, как показано на рис. 2.

В процессе достижения каждого события реализуется определенная последовательность работ, например: процесс разработки конкретного модуля, сборка программы, оформление документации и т.п. Конечным событием является выполнение всего проекта по разработке ПО. Каждой работе присваивается "Код работы", состоящий из номера наступившего события и номера того события, которое достигается в результате выполнения данной работы, например, для рис. 2, если 0 - начало проекта, а 1 - событие "разработка структуры данных завершена", то 0-1 - определяет работу по разработке структуры данных. В качестве работы может выступать и "фиктивная работа", которая определяет ожидание окончания связанных работ и длительность которой равна 0 человеко-дней. Кодовые номера работ каждого этапа указываются в соответствующем блоке строк, относящегося к этому этапу, как показано в таблице на рис. 3.

Графическое отображение сетевой модели (сетевой график) содержит окружности, отображающие основные события проекта, и векторы, соединяющие эти окружности и определяющие необходимость выполнения соответствующих работ. Реальные работы изображаются сплошной линией, фиктивные - штриховой, а работы, лежащие на критическом пути - линией двойной толщины (рис. 3).

Окружности разделены на четыре сектора, в каждом из которых показаны номер данного события (в нижнем секторе), значение раннего срока наступления текущего события (в левом секторе), значение резерва времени текущего события (в верхнем секторе) и значение позднего срока наступления события (в правом секторе), как показано на рис. 1.

Рис. 1. Обозначение основных элементов сетевого графика: N_i, N_j - номер события, T_i^P - ранний срок наступления события i, T_i^п - поздний срок наступления события i, R_i - резерв времени события i, t_i,j - продолжительность работы i-j, R_ij^п - полный резерв времени работы i-j, R_ij^c - свободный резерв времени работы i-j.

Результаты расчета параметров сетевого графика сводят в таблицу, фрагмент которой показан в таблице 2.

Фрагмент таблицы сроков наступления и резервы времени событий

Таблица 3

В соответствии с содержанием таблицы основных событий и работ проекта строится графическая модель сетевого графика, пример которой показан на рис. 2. На соответствующих сегментах окружностей следует записать номера событий, а на векторах - продолжительность работ.

После построения графической модели следует рассчитать оставшиеся параметры элементов сети: сроки наступления событий, резервы времени, полный и свободный резервы времени.

Рис. 2. Отображение событий и работ на сетевом графике.

Ранний срок совершения события определяет минимальное время, необходимое для выполнения всех работ, предшествующих данному событию. Он равен продолжительности наибольшего из путей, ведущих от исходного события (0) к рассматриваемому и рассчитывается по соотношению 17:

17

Критический путь - максимальный путь от исходного события (0) до завершения проекта. Его определение позволяет обратить внимание на перечень событий, совокупность которых имеет нулевой резерв времени (рис. 2.)

Все события в сети, не принадлежащие критическому пути, имеют резерв времени R_i, показывающий на какой предельный срок можно задержать наступление этого события, не увеличивая сроки окончания работ (т.е. продолжительности критического пути).

Поздний срок совершения события - максимально допустимое время наступления данного события, при котором сохраняется возможность соблюдения ранних сроков наступления последующих событий. Поздние сроки вычисляются, начиная с последнего события - завершения проекта, по критическому пути (т.е. справа налево по графику). Они равны разности между поздним сроком совершения j-го события и продолжительностью i-j работы. Поздний срок определяется соотношением 18:

18

Резерв времени события определяется следующим образом:

19

Полный резерв времени работы следует определить, используя соотношение 20:

20

Свободный резерв времени можно определить, применяя соотношение 21:

21

Так, например, для рассматриваемого проекта, значение трудозатрат которого приведены на рис. 5, определяют критический путь на сетевом графике - путь, проходящий через события с нулевым резервом времени и имеющий наибольшую длительность. Для сетевого графика, изображенного на рис. 6 критический путь проходит через события 0®1® 2® 3® 5® 6® 8® 11® 13® 14® 16. Длина критического пути в этом случае составляет 327 часов или 40,7 рабочих дней.

Сетевой график может иметь различный вид, важно, чтобы он ясно показывал взаимозависимость выполнения различных работ проекта и позволял определить критический путь. На рис. 3 показан один из вариантов сетевого графика, отражающих процесс проектирования, показанный в таблице 2.

Критический путь, полученный на сетевом графике (рис. 2.7) при условии, что одну работу выполняет один человек оказывается следующим: 0–1–2–3–4–8–10–12-13. В этом случае длина критического пути составит Tкр = 253 дня.

Календарный график выполнения проекта

Для иллюстрации графика проводимых работ проекта и его оптимизации применяют ленточный график (календарно-сетевой график, диаграмму Ганта - Gantt). На диаграмме Ганта на оси Х показывают календарные дни (по рабочим неделям) от начала проекта до его завершения. По оси Y - выполняемые этапы работ.

Рис. 4. Общий вид ленточной диаграммы.

Ленточный график для сетевой модели. Представленной на рис. 5 может иметь вид, показанный на рис. 4. Здесь отдельные этапы проекта выполняются параллельно различными исполнителями, что отображается в виде номерованных отрезков (или прямоугольников), размещенных на временных интервалах.

Преобразование ленточной диаграммы отражает процесс перераспределения трудовых ресурсов, чтобы позволяет отдельные работы выполнять несколькими исполнителями. Например, не занятые в определенное время исполнители могут использоваться для выполнения таких операций как тестирование отдельных модулей, написание отдельных разделов технической документации, сборка отдельных модулей и т.д. В результате время выполнения отдельных работ сокращается.

Такое преобразование определяет процессы оптимизации сетевого графика (Рис. 5).

Рис. 5. Вариант изображения диаграммы Ганта после оптимизации процесса выполнения проекта

В оптимизация сетевого графика позволяет достичь определенных результатов при реализации проекта:

· Сократить величину критического пути за счет перераспределения ресурсов,

· Уменьшить пиковые значения потребляемых ресурсов за счет изменения начальных сроков некритических путей,

· Минимизировать стоимость всего комплекса работ при заданном времени выполнения проекта.

Например, если можно разделить процесс отладки программного модуля на две части и привлечь для этой работы свободного исполнителя, то время выполнения соответствующего этапа сократиться в два раза.

Внеся соответствующие коррективы в диаграмму Ганта, определив новые значения для ранних и поздних сроков наступления событий, резерва времени, а также полный и свободный резерв времени, формируют новый оптимизированный сетевой график проекта и определяют новое значение времени выполнения проекта.

Так, например, на основе ленточной диаграммы, можно распределить исполнителей проекта по типам работ и показать итоговое время выполнения этих работ с учётом выполнения их несколькими специалистами одновременно. Результат преобразования следует оформить в виде таблицы, пример которой показан в форме таблицы 3:

Таблица 4 Трудовые затраты на выполнение работ

В итоге календарный график выполнения работ можно преобразовать к следующему виду (Рис. 6).

Рис. 6: Календарный график выполнения проекта

К диаграмме следует добавить таблицу квалификации исполнителей, работающих над проектом. Эта таблица должна содержать столбцы "№ работ", "Наименование работы", "Должность исполнителя" и "Количество исполнителей", в которых следует показать квалификацию каждого исполнителя и перечень тех работ, которые им поручается выполнить (соответствующей сложности). В качестве примера приведена таблица 4, отражающая соответствующие данные после оптимизации сетевого графика (рис. 3) и таблицы 1 и 3.

Таблица 5: Квалификация исполнителей проекта.

После определения перечня необходимых специалистов в диаграмму Ганта следует внести дополнительные коррективы и определить наиболее "напряженные" периоды работы над проектом.

В результате оптимизации требуемое время для выполнения проекта для рассматриваемого примера (рис. 2.7) сократилось с 212 до 123 раб. дня. С учетом выходных и праздничных дней оно составило Т = 123/0.7 = 176 дн. = 25 нед.

В третьем разделе «Информационная система моделирования» на основании рекомендуемой литературы необходимо раскрыть цели и принципы создания, структура и основные элементы автоматизированной информационной системы моделирования. Технологию автоматизации анализа оптимальности сетевых графиков на ЭВМ, посредством представления сетевого графика в машинной форме, использовав программное обеспечение календарного планирования и автоматизации расчёта параметров сетевого графика.

Работа должна заканчиваться заключением по всем трем частям. Объем пояснительной записки 20 - 30 страниц.

Рекомендуемый пример структуры разделов основной части: