18. Система сетевого планирования и управления: Оглавление Системы СПУ предназначны для управления сложными

Назначение и области применения сетевого планирования и управления

18. Система сетевого планирования и управления:  Оглавление Системы СПУ предназначны для управления сложными

Современное разнообразие, многосвязность и взаимозависимость задач коммерческой деятельности вызывают большие трудности при планировании реальных сроков их выполнения. Традиционные, сложившиеся методы планирования и управления зачастую не обеспечивают выполнение операций в коммерческой деятельности в намеченные сроки и не позволяют определить оптимальные объемы ресурсов.

Необходимым свойством системы планирования и управления работами является способность оценить текущее состояние, учесть возможное состояние в будущем, предсказать дальнейший ход работ и таким образом предупредить от возможных ошибок, заранее оперативно воздействовать на ход комплекса работ в сжатые сроки и с наименьшими затратами.

Поиски более эффективных способов планирования сложных процессов привели к созданию принципиально новых методов сетевого планирования и управления (СПУ). Такие системы предназначены для управления комплексов взаимосвязанных работ, коммерческих операций, разработок, которые требуют четкой координации взаимодействия множества исполнителей.

СПУ позволяет осуществить надежную координацию всех звеньев и подразделений, участвующих в сложном комплексе.

В таких случаях СПУ, по существу, является единственно возможным методом научного планирования и управления по выполнению больших масштабов работ с высокой вероятностью соблюдения заданных сроков их реализации, что является их главным достоинством.

Система методов СПУ – система методов планирования и управления разработкой крупных народнохозяйственных комплексов, научными исследованиями, конструкторской и технологической подготовкой производства, новых видов изделий, строительством и реконструкцией, капитальным ремонтом основных средств путем применения сетевых графиков.

Система СПУ представляет собой комплекс графических и расчетных методов, организационных мероприятий с целью моделирования, анализа и оптимизации плана работ по созданию проекта.

Под проектом (комплексом работ, комплексом операций) понимают всякую задачу, для выполнения которой необходимо осуществить достаточно большое количество разнообразных работ. Это может быть и строительство некоторого здания, и разработка автоматизированной системы бухгалтерского учета, и обучение в институте и т.д.

Основным документом в системе СПУ является сетевой график (сетевая модель, сеть), представляющий собой безмасштабное графическое изображение планируемого процесса и отражающий взаимосвязь и последовательность входящих в него работ.

Объектом управления в системах СПУ является коллектив исполнителей, располагающий определенными материальными и денежными ресурсами и выполняющий комплекс работ, направленных на достижение конечного результата в установленные сроки.

Система СПУ охватывает следующие основные этапы планирования и управления комплексом работ:

1 выявление работ, которые необходимо выполнить в процессе создания проекта и связей между ними;

2 построение сетевого графика проекта на основе предварительно составленного перечня всех входящих в этот процесс работ и связей между ними;

3 установление количественных оценок по каждой работе: время, стоимость, ресурсы;

4 расчет параметров сетевого графика вручную или с помощью ЭВМ;

5 анализ и оптимизация сетевого графика с целью получения определенных оптимальных показателей: минимальное время выполнения комплекса работ, минимальная стоимость, максимальная экономия ресурсов;

6 использование сетевого графика как основного инструмента управления ходом работ.

В настоящее время методами СПУ решается около 14% задач общего объёма применяемых математических методов. Работы по использованию и развитию СПУ получили широкое распространение в разных отраслях народного хозяйства, как в нашей стране так и за рубежом.

В России работы по применению методов и моделей СПУ начались в 1961 г.

В процессе развития появились различные целевые системы: ПУСК-планирование, управление созданием корабля, СУР – система управления разработками, АСОР — автоматизированная система организации работ, ЦПК – централизованное планирование и контроль и др.

В зависимости от масштаба комплекса работ различают такие системы: с числом событий в сети 10-12 тыс. – большие разработки, средние – 1,5-10 тыс. и малые – до 1,5 тыс. В случае небольших разработок от нескольких десятков событий до 100 используются ручные методы расчета и анализа, в остальных случаях – по специальным компьютерным программам.

Методы и модели СПУ могут с успехом применяться в коммерческой деятельности при выполнении различных комплексов работ: проведение текущего или капитального ремонта, реконструкция коммерческих торговых предприятий, подготовка и проведение оптовых и розничных ярмарок, разработка плана коммерческой деятельности, заготовка, строительство универсальных оптовых предприятий, разработка плана развития торговой сети, планирование торговой деятельности, составление бухгалтерского отчета, поставка товаров покупателям, заключение договоров на поставку и т.д.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/3_200561_naznachenie-i-oblasti-primeneniya-setevogo-planirovaniya-i-upravleniya.html

6. Сетевые методы планирования и управления (СПУ). Менеджмент в телекоммуникациях

18. Система сетевого планирования и управления:  Оглавление Системы СПУ предназначны для управления сложными

6.1. Основы построения сетевой модели

6.2. Расчет параметров сетевого графика

6.3. Оптимизация сетевого графика

6.1. Основы построения сетевой модели

Сетевые методы планирования и управления используются для планирования и управления сложных динамических разработок.

В основе СПУ лежит сетевая модель разработки.

Сетевая модель (сетевой график) – это графическое изображение всех работ, всех операций в их строго технологической последовательности, которые нужно выполнить, чтобы что-то построить или что-то создать.

Преимущество СПУ: они позволяют из всего перечня работ выделить те работы, от своевременности выполнения которых зависит срок сдачи объекта в эксплуатацию (критические работы).

СПУ позволяют установить, какими запасами времени располагают работы, не лежащие на критическом пути. Знания этих резервов используются при корректировке планов.

Основная область применения СПУ – строительство объектов и организация производственных процессов.

Основными элементами СГ являются:

Работа – это процесс или действие, приводящее к определенному результату.

Существует три вида работ:

  • действительная – протяженный во времени процесс, требующий затрат ресурсов и времени;
  • работа-ожидание – протяженный во времени процесс, не требующий затрат;
  • фиктивная – логическая связь между двумя или несколькими работами, не требующих затрат ни материальных, ни труда, ни времени; она указывает на возможность одной работы непосредственно зависеть от результатов другой; продолжительность фиктивной работы равна нулю.

На СГ действительная работа и работа-ожидание обозначаются так

Над каждой работой указывается либо продолжительность (в часах, днях, месяцах), либо номер, либо наименование работы.

Фиктивная работа на СГ обозначается

Событие определяет окончание одной или нескольких работ и одновременно начало последующих работ.

Любая работа соединяет только два события.

Событие, из которого выходит работа, называется начальным или предшествующим по отношению к данной работе. Событие, в которое заходит работа, называется конечным или последующим для данной работы.

I – начальное событие
j – конечное событие

Событие, которое не имеет предшествующих работ, называется исходным событием. Событие, которое не имеет последующих работ, называется завершающим.

Все остальные события являются промежуточными.

Путь – это непрерывная последовательность работ между двумя событиями.

Полный путь – непрерывная последовательность работ от исходного события до завершающего.

Укороченный путь – непрерывная последовательность работ от исходного события до любого промежуточного, либо от какого-нибудь промежуточного события до завершающего.

Критический путь – наибольший по продолжительности полный путь на сетевом графике, он определяет min необходимое время для выполнения всего комплекса работ (т. е. за меньшее время работы выполнить нельзя).

Подкритический путь – по продолжительности близкий к критическому и при определенных условиях он может стать критическим.

Правила построения сетевых графиков

1. Необходимо установить, какие работы должны быть завершены до начала данной.

2. Необходимо определить, какие работы могут выполняться одновременно.

3. Необходимо определить, какие работы могут начинаться после завершения данной работы.

4. Построение СГ нужно осуществлять слева направо.

5. На СГ не должно быть так называемых “тупиковых” и “хвостовых” событий

6. На СГ не должно быть изолированных участков, замкнутых контуров и петель.

7. Любые два события могут быть связаны не более, чем одной работой. Если на СГ обнаружены параллельные работы, то нужно ввести фиктивное событие и фиктивную работу.

8. Если для начала выполнения некоторых работ необходимо только частичное выполнение предшествующей работы, то она должна быть разбита на части и представлена в виде последовательно выполняемых самостоятельных работ.

9. На СГ по возможности необходимо избегать многочисленных пересечений работ или стрелок.

10. На СГ не должно быть ни работ, ни событий, имеющих одинаковые номера или коды.

11. События на СГ нумеруются слева направо и сверху вниз после его построения и упорядочения следующим образом:

  • исходному событию присваивается 0 или 1;
  • затем вычеркиваются все выходящие работы из данного события;
  • следующий номер можно присвоить такому событию, у которого все входящие работы вычеркнуты и т. д.;
  • если событий, у которых все работы вычеркнуты, окажется несколько, то нумерация произвольна.

6.2. Расчет параметров сетевого графика

Существует два вида сетевых графиков:

1. Детерминированные (определенные) (временные параметры такого СГ установлены на основе действующих норм и нормативов).

2. Стохастические (неопределенные) (СГ, в которых продолжительность выполнения каждой из работ устанавливается экспертным путем, норм и нормативов нет)

Рисунок 6.1. Основные параметры СГ

tij – продолжительность выполнения данной работы tijрн, tijро – возможные сроки раннего начала и раннего окончания данной работы tijпн, tijпо – допустимые сроки позднего начала и позднего окончания данной работы TL – продолжительность любого пути L Ткр – продолжительность критического пути rij – частный резерв времени данной работы – запас времени, на который можно сдвинуть начало выполнения работы или растянуть, причем раннее начало последующих работ останется неизменным Rij – полный резерв времени данной работы – запас времени, на который можно сдвинуть начало выполнения работы или растянуть, увеличить, причем длина критического пути будет неизменна RL – полный резерв пути L

Существуют несколько способов расчета параметров сетевого графика:

1. Аналитический 2. Табличный 3. Графический

4. С использованием ЭВМ

1. Аналитический метод

Расчет параметров детерминированных СГ аналитическим методом

Расчет параметров СГ начинается с ранних сроков начала и окончания работ. Расчет осуществляется от исходного события к завершающему.

Работы, выходящие из исходного события, имеют раннее начало, равное нулю.

tвых.исх.собрн = 0 (6.1)

Работы, выходящие из начального события и имеющие продолжительность выполнения работы tij будут иметь ранние окончания

tijро = tijрн + tij (6.2)

Если у данной работы ij только одна предшествующая, то ее раннее начало совпадает с ранним окончанием предшествующей работы

tijрн = thiро

Если у данной работы ij две и более предшествующих работ, то ее время раннего начала определяется как наибольшее из ранних окончаний предшествующих работ

tijрн = max {thiро, tniро } (6.4)

Максимальное раннее окончание работ, входящих в завершающее событие, определяет длину критического пути и одновременно поздние окончания этих работ.

Tкр = max {tвх.зав.собро} = tвх.зав.собпо

Поздние сроки начала и окончания работ рассчитываются от завершающего события к исходному, справа налево.

Допустимые сроки позднего начала работ определяются так

tijпн = tijпо — tij

Если у данной работы только одна последующая, то ее позднее окончание совпадает с поздним началом последующей работы

tijпо = tjkпн

Если у данной работы последующих работ две и более, то время позднего окончания определяется следующим образом

tijпо = min {tjkпн, tjlпн} (6.8)

Работы, у которых совпадают ранние и поздние начала, ранние и поздние окончания, а также нет ни частного, ни полного резервов, являются работами критического пути.

Частный резерв времени работы ij

rij = tjkрн – tijро

Полный резерв времени работы ij

Rij = tijпн – tijрн = tijпо – tijро

Полный резерв пути

RL = Ткр – ТL

Расчет параметров стохастических СГ аналитическим методом

В зависимости от степени известности работ используют следующие оценки времени их выполнения:

1. Однозначная 2. Двухзначная

3. Трехзначная

1. Однозначная используется, когда всем работам дается однозначная оценка выполнения по нормам, нормативам с достаточной точностью.

2. Двухзначная используется, когда работы выполняются впервые, характер работ неизвестен.

Оценки:
— оптимистическая tij min – min время, необходимое для выполнения работы ij при благоприятных условиях;
— пессимистическая tij max – max время, необходимое для выполнения работы ij в условиях значительно хуже обычных

Средняя продолжительность выполнения работы

tij = (3tij min + 2tij max)/ 5 (6.12)

3. При трехзначной оценке к двум выше указанным оценка добавляется — реалистическая tij н.в. – наиболее вероятное время выполнения работ

tij max < tij н.в. < tij min

Средняя продолжительность выполнения работ

tij = (tij min + 4tij н.в. + tij max)/ 6 (6.13)

Дальнейший расчет параметров стохастических СГ осуществляется аналогично расчету параметров детерминированных СГ.

2. Табличный метод

Расчет производится в таблице стандартной формы, имеющей девять граф.

Таблица 6.1. Расчет параметров СГ табличным методом

max tро = Ткр = 23 = tвх.зав.собпо

Первой заполняется графа 2: коды работ переносятся с сетевого графика и располагаются в порядке возрастания номеров как начальных, так и конечных событий. Затем заполняется графа 3 путем переноса числовых значений продолжительности выполнения каждой из работ с сетевого графика в таблицу.

Далее заполняется графа 1 либо по графику, либо по номерам конечных событий в таблице. Определение возможных сроков начала и окончания выполнения работ осуществляется параллельно сверху вниз в соответствии с формулами и правилами, приведенными выше, т.е.

для каждой работы необходимо сразу определять раннее начало и раннее окончание ее выполнения. Определение допустимых сроков позднего начала и окончания работ осуществляется также параллельно, но снизу вверх. Причем заполнение граф 6 и 7 необходимо начинать с графы 7. Графы 8 и 9, т.е.

резервы определяются по формулам, приведенным выше.

3. Графический метод

Расчет всех параметров СГ осуществляется внутри события, для этого событие вырисовывается покрупнее.

Рисунок 6.2. Событие СГ при графическом методе расчета параметров

N – номер работы
Дата – по календарю

Графический метод используется при простом небольшом СГ.

Если у данного события предшествующих работ несколько, то РО сектор разделится на несколько секторов (по количеству предшествующих работ). Если у данного события несколько последующих работ, то сектор ПН разделится на несколько секторов.

6.3. Оптимизация сетевого графика

Оптимизация СГ – это корректировка СГ с целью приведения его в соответствие с заданными ограничениями.

Ограничениями могут быть:

— время; — ресурсы (материальные, денежные, трудовые);

— технико-экономические показатели.

Возможны следующие способы оптимизации СГ:

1. концентрация ресурсов на работах критического пути; 2. применение новых технологий для выполнения работ критического пути;

3. изменение топологии СГ (конфигурации, выбросить что-либо лишнее).

Поскольку продолжительность разработки определяется длиной критического пути, то объектом оптимизации в первую очередь будут являться работы критического пути. В самом общем случае объектом оптимизации должны быть и работы подкритических путей.

Оптимизация СГ в зависимости от полноты решаемой задачи может быть частной и комплексной.

Комплексная оптимизация – нахождение оптимума соотношения затрат и сроков выполнения проекта в зависимости от цели реализации.

Частная оптимизация – нахождение варианта выполнения работ СГ, который осуществляется с min затратами при неизменном критическом пути, или нахождение варианта выполнения работ СГ при max возможном сокращении критического пути при условии, что затраты будут постоянными (зафиксированными).

При оптимизации для каждой работы устанавливается две пары оценок:

1. Cmin, tн – min возможные денежные затраты, при которых эта работа может быть выполнена за нормальное время.

2. Cmax, tmin – min возможное время выполнения работы, которому соответствуют наиболее высокие размеры денежных затрат на выполнение этой работы.

Исходя из этих двух пар определяется Kij коэффициент сокращения затрат при ускорении выполнения работы на одну единицу времени (коэффициент напряженности)

Kij = (Cmax — Cmin)/(tн — tmin) (6.14)

Процесс оптимизации СГ проходит в несколько этапов:

1. Необходимо рассчитать min сроки выполнения работ.

2. Определить критический путь в новых условиях, т. е. после полного сокращения ряда работ, у которых были резервы.

3. Осуществляется выборочное сокращение работ, но с таким условием, чтобы длительность не была меньше min срока разработки. При этом в первую очередь max сокращаются менее дорогие работы, т. е. с наименьшим коэффициентом напряженности.

Корректировка СГ по критерию время, “время — стоимость”

Пример.

Таблица 6.2. Исходные данные

Таблица 6.3. Расчет параметров СГ табличным методом

Формулировка задачи: сократить длину критического пути при минимальном удорожании работ СГ.

Оптимизация производится циклами.

Таблица 6.4. Оптимизация СГ по параметру время – стоимость

До начала процесса оптимизации определяются все полные пути СГ и выделяются критические и подкритические пути. Затем организуется первый цикл, в котором сокращается одна из работ с наименьшим удорожанием. Сокращение производится на столько дней, чтобы в силу не вступил подкритический путь.

В данном примере во втором цикле самая дешевая работа 1-3 сокращается всего на один день, чтобы критический путь подвести к подкритическому. После этого появляется два критических пути, следовательно, становится больше критических работ.

Необходимо сократить оба критических пути либо за счет общей работы, либо, сокращая разные работы в каждом критическом пути на одинаковое число дней. Для этого выделяются разными значками работы двух разных путей. В четвертом цикле появляются четыре критических пути, возможности дальнейшего их сокращения нет.

От цикла к циклу происходит увеличение количества критических путей, а, следовательно, и критических работ. СГ выполняется в наиболее напряженном режиме.

Результаты оптимизации оцениваются двумя параметрами tкр и Sудор. tкр = 16 – 11 = 5 дней Sудор = 200 + 200 + 450 + 4000 = 4850 тыс. руб.

Если организация не располагает такой суммой, то можно ограничиться предыдущим циклом (например, можно остановиться на третьем цикле).

В результате, продолжительность работ оптимизированного СГ находится в промежутке между нормальным и ускоренным режимом. Для скорректированных работ рассчитываются ранние и поздние сроки, определяется критический путь, назначаются ответственные исполнители, осуществляется привязка к календарю, формирование бригад.

Источник: https://siblec.ru/telekommunikatsii/menedzhment-v-telekommunikatsiyakh/6-setevye-metody-planirovaniya-i-upravleniya-spu

Система методов сетевого планирования и управления

18. Система сетевого планирования и управления:  Оглавление Системы СПУ предназначны для управления сложными

Система методовсетевого планирования и управления(СПУ) – совокупность методов планированияразработки народнохозяйственныхкомплексов, научных исследований,конструкторских и технологическихработ, разработки новых изделий,строительства и реконструкции,капитального ремонта основных фондовпосредством применения сетевых графиков.

Система СПУпозволяет:

  • формировать календарный план реализации некоторого комплекса работ;
  • выявлять и мобилизовать резервы времени, трудовые, материальные и денежные ресурсы;
  • осуществлять управление комплексом работ по принципу «ведущего звена» с прогнозированием и предупреждением возможных срывов в ходе работ;
  • повышать эффективность управления в целом при четком распределении ответственности между руководителями разных уровней и исполнителями работ.

Диапазон примененияСПУ весьма широк: от задач, касающихсядеятельности отдельных лиц, до проектов,в которых принимают участие сотниорганизаций и десятки тысяч людей.

Модели сетевого планирования и управленияпредназначены для составления планавыполнения некоторого комплексавзаимосвязанных работ (операций).

Этотплан задается специфическим образом –в виде сети, графическое изображениекоторой называется сетевым графиком,а четкое определение всех временныхвзаимосвязей предстоящих работ являетсяотличительной особенностью сетевыхмоделей.

Особенности СПУ:

  1. Системный подход к решению вопросов управления

  2. Использование сетевой модели

  3. Возможность применения ЭВМ

Применение СПУ:

    1. Капитальное строительство, в т.ч. ЛЭП и др. энергообъектов

    2. Капитальные ремонты

    3. Разработка и выпуск новой техники

    4. Проектирование

    5. Организация и проведение массовых мероприятий (съездов)

    6. Другие сложные комплексы взаимозависимых параллельно-последовательных работ.

Назначение припланировании и управлении:

  • Облегчает установление связей между исполнителями сложного комплекса работ
  • Способствует обозримости всех его частей
  • Способствует выявлению и устранению особо напряжённых участков
  • Позволяет осуществить плановое прогнозирование и анализ хода выполнения работ
  • Позволяет обнаруживать отставание на решающих участках работы
  • Способствует оптимизации планирования и сокращению сроков всего комплекса работ и затрат на его проведение

Характеристикисетевого графика делятся на входныеи выходные.

Входныминазываются характеристики, на основекоторых строится сетевой график(устанавливаются руководителемразработки)

К входнымхарактеристикам относятся:

  • номера и содержание работ
  • порядок выполнения работ
  • длительность каждой работы (дни, недели, месяцы)

Выходныехарактеристики – их расчёт производитсяисходя из входных характеристик.

Квыходным характеристикам относятся:

  • длительность
  • ранние и поздние параметры начал и окончаний работ комплекса
  • резервы

Дляопределения длительности разработкирассчитывают длину всех путейсетевого графика.

Критическимназывается путь наибольшей длины. Онсоответствует максимальной (критической)длительности всего комплексаТКР

Работы, лежащиена критическом пути называют критическими Подкритическимидлина путикоторых близка кмаксимальной(критической). Главное вниманиеруководителя сосредотачивается накритических работах, чтобы не допуститьнарушения сроков выполнения всегокомплекса работ

  • Ранним началом работыназывается самый ранний срок начала её выполнения, не противоречащий сетевой модели. Он определяется как сумма макси-мальных длительностей всех предшествующих работ
  • Ранним окончанием работыназывается сумма раннего ее начала и длительности самой работы:
  • Поздним началом работыназывается самый поздний срок начала её выполнения, не нарушающий длительности всей разработки. Он определяется как разность критического пути и максимальной длительности последующих работ, уменьшенная на длительность самой работы:
  • Поздним окончанием работыназывается сумма позднего ее начала и длительности самой работы:
    • Полным резервом работыназывается разность ее позднего и раннего начала :
    • Свободным резервом работыназывается разность минимального раннего начала последующих работ и раннего окончания данной работы:
  • Коэффициентом плотностиназывается отношение минимального пути сетевого графика к критическому. С помощью этого коэффициента оценивается качество сетевого графика.

Достоинствасетевых графиков:

  • Наглядность производственного процесса
  • Количественное измерение показателей улучшенных планов и предсказания последствий. Своевременно выявляются узкие места и слабые звенья
  • Детализация всего комплекса
  • Расчет времени, необходимого для выполнения каждого этапа Создаются наилучшие условия для координации работы многих исполнителей и наилучшего использования ресурсов

Оптимизациясетевого графика.

Оптимизация сетевыхграфиков заключается в определениирезервов работ и принятии мер по ихиспользованию, а также перерасчётеграфика и вычислении новых резервов(мин). При этом крайне важна стоимостьработ, так как сокращение сроков можетвызвать дополнительные затраты.

Оптимизация сетевыхмоделей может производится до выполнениявсего комплекса работ либо в процессевыполнения. Цель оптимизации – повыситьплотность сетевого графика.

  1. Оптимизация путем перераспределения средств

Задачей оптимизациипутем перераспределения средств являетсяпереброска сил и средств с одной работына другую с целью повышения эффективностииспользования рабочей силы. Оптимизацияполученных диаграмм проводится с учетомобразовавшегося резерва времени нанекоторых этапах работ путем уменьшенияколичества максимально необходимогорабочего персонала.

  1. Оптимизация путем привлечения дополнительных средств

Задачей оптимизациипутём привлечения дополнительныхсредств является определение того,какие дополнительные средства и в какиеработы следует вложить, чтобы общийсрок выполнения работ сетевого графикаи расход дополнительных средств былминимален. Метод «время–затраты»заключается в установлении оптимальногосоотношения между продолжительностьюи стоимостью работ.

Четырехсекторныйметод расчета параметров сетевыхграфиков.

Обозначимрассматриваемое в данный момент событиесетевого графика через .Тогда все предшествующие ему событияможно обозначить через,а последующие – через(рис. 1). События, следующие после,обозначим через.Исходя из этих условных обозначений,можно записать алгоритм расчета сетевоймодели.

Обозначениеэлементов сетевого графика

Для расчета каждоесобытие графика делится на четыресектора. В верхнем секторе записываетсяномер данного события. В левом секторе– наиболее ранний возможный сроксовершения данного события, а в правом– наиболее поздний допустимый срок егосовершения.

В нижнем секторе записываетсяномер того из предшествующих событий,которое указывает на направление путинаибольшей продолжительности, ведущегок данному событию.

Указание в нижнемсекторе даст возможность самым простымобразом определить критический путьсетевого графика – после расчета раннихсроков совершения событий.

Четырехсекторнаясистема

Срок совершенияисходного события принимается за нульи, следуя логике сети и заданным оценкамвремени работ, производится расчет сетислева направо, от исходного событиясети к завершающему. При этом, определяетсянаиболее ранний возможный срок совершениякаждого события:

,

где – продолжительность соответствующейработы.

Таким образом,определяется ранний срок наступлениязавершающего события сетевого графика,т.е. продолжительность пути. Направлениекритического пути находят справа налево,от завершающего события к исходному,следуя указаниям в нижнем секторекаждого события.

Расчет позднихсроков совершения событий производитсяпоследовательно справа налево, от концак началу. Принимается, что ранний ипоздний сроки наступления завершающегособытия совпадают, т.е. .

Тогда для каждогособытия .

Для всех критическихсобытий ранние и поздние сроки совершениясовпадают, т.е. эти события не имеютрезерва времени: .

Проведенный расчетпозволяет выявить критический путь иподкритическую зону сетевого графикаи сосредоточить на этих работах вниманиеруководителя.

Расчет временисовершения событий позволяет простейшимспособом определить ранние возможныеи поздние допустимые сроки начала иокончания работ и резервы времени работ.Ранний возможный срок начала каждойработы есть ранний срок совершения ееначального события:

;

Поздний допустимыйсрок окончания каждой работы естьпоздний срок свершения ее конечногособытия:

;

Сроки раннегоокончания и позднего начала каждойработы находятся следующим образом:

;

.

Затем для каждойработы определяется полный, или общий,резерв времени и свободный, или частный.Полный резерв времени работа – это тот запас времени, который можноиспользовать на данной работе без ущербадля конечного срока всего комплексаработ, но при этом в зависимости отстепени использования этого запасавремени сроки выполнения последующихработ становятся все более напряженными.

Полное использование этого запасаприводит к тому, что последующие работылишаются резерва времени, т.е. делаютсякритически. Напротив, свободный, иличастный, резерв времени работыесть запас времени, использованиекоторого никак не влияет на последующиеработы, т.е. позволяет выполнятьпоследующие работы в их ранние возможныесроки.

Расчет этих резервов временипроизводится следующим образом:

; .

Построениелинейной диаграммы.

Линейная диаграмма– графическое отображение информации,связанной с расписанием работ. Припостроении линейной диаграммы проектакаждая работа изображается отрезком,параллельным оси времени. Длина егоравна продолжительности работы.

Приналичии фиктивной работы нулевойпродолжительности она изображаетсяточкой. События и,начало и конец работы, соответствуютконцам отрезка. Отрезки располагаютодин за другим, слева направо в порядкевозрастания индекса,а при одном и том же– один над другим в порядке возрастанияиндекса.

По линейной диаграмме проекта можноопределить критическое время, критическийпуть, а также резервы времени всех работ.Критическое время выполнения данногопроекта равно, таким образом, координатеправого конца самого длинного из отрезковна диаграмме.

Другими словами, линейнаядиаграмма это привязка расчетныхпараметров графика к календарю.

По графику движениярабочей силы можно оценить эффективностьиспользования рабочей силы.

Рассмотримпостроение линейной диаграммы на примерезаданного сетевого графика.

Сетевой график

Линейная диаграммаи график движения рабочей силы

Как правило,детализация графика работ по ТОиР имодернизации должна быть достаточнойдля управления трудовыми ресурсами(бригады, ключевые исполнители) инетрудовыми ресурсами (машины имеханизмы). Поэтому длительность работв таком графике должна измерятьсячасами, а сама работа может соответствоватьодной или нескольким технологическимоперациям.

Таким образом, количестворабот в детальном графике работ по ТОиРи модернизации довольно велико (Например,среднестатистический график ремонтаодного энергоблока АЭС состоит из 15000работ). Подобный график хорош длядетального управления ресурсами, ноизлишне подробен для укрупненногоанализа развития проекта.

Поэтому в СУПТОиР и модернизации возникает понятиемногоуровневого календарно-сетевогографика.

График 1-го уровняопределяет сроки выполнения основныхэтапов ТОиР и модернизации по несколькимобъектам (эксплуатирующим организациям)и управление распределением бюджетамежду проектами, общую стоимость работ.

График 2-го уровняопределяет сроки выполнения основныхэтапов работ по проекту ТОиР и содержитописание укрупненной технологии,контролируются сроки и текущая стоимостьвыполнения подрядных договоров, контрольналичия у подрядчика необходимыхтрудовых и нетрудовых ресурсов.

График 3-го уровнясодержит детальную технологию выполненияработ по ТОиР и модернизации. управлениересурсами подрядной организации илисобственных ремонтных подразделенийэксплуатирующей организации. В данныйграфик вводятся фактические данные овыполнении работ.

На основанииактуальных данных графика 3-го уровняактуализируются графики 2-го и 1-гоуровней.

С использованиеммногоуровневых графиков становитсявозможным решать основные проблемы,возникающие при управлении проектомТОиР и модернизации.

Источник: https://studfile.net/preview/2567625/page:21/

Популярно о системах ЧПУ для станков

18. Система сетевого планирования и управления:  Оглавление Системы СПУ предназначны для управления сложными

Системы ЧПУ для станков: просто о сложном

 Многое из того, что мы видим в окружающем нас материальном мире, изготовлено при помощи станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Использование возможностей электроники и вычислительной техники для эффективного и оптимального управления промышленным оборудованием позволило повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции.

А при массовом производстве  — значительно снизить затраты на ее изготовление.

О том, как избавиться от однообразной и монотонной работы, и поручить ее каким-либо «умным» механизмам, человечество задумалось давно. Задолго до появления кибернетики и электронно-вычислительных машин.

Еще в начале XVIII века прообраз станка с ЧПУ создал изобретательный француз Жозеф Жаккар. Изготовленный им механизм ткацкого станка управлялся куском картона, в котором в нужных местах были сделаны отверстия.

Чем не перфокарта с программой?

Немного истории

 Однако современный этап истории станков с числовым программным управлением начался лишь спустя полтора столетия после изобретения Жаккара, в Соединенных Штатах Америки.

После окончания второй мировой войны, в конце 40-х годов, Джон Пэрсонс — сын владельца компании Parsons Incorporated, попытался управлять станком при помощи специальной программы, которая вводилась с перфокарт.

Какого-либо положительного результата Пэрсонс не достиг, поэтому обратился за помощью к специалистам в Массачусетский технологический институт.

Улучшать представленную их вниманию конструкцию сотрудники институтской лаборатории сервомеханики не стали, и про Пэрсонса быстро забыли. А про его идеи – нет.

Создав собственную конструкцию, они инициировали покупку институтом компании, которая выпускала фрезерные станки. После чего руководство Массачусетского технологического института заключило контракт с Военно-воздушными силами США.

В контракте шла речь о создании высокопроизводительных станков нового типа для обработки пропеллеров фрезерованием. 

Управление работой фрезерного станка, который собрали сотрудники лаборатории в 1952 году, производилось по программе, считываемой с перфоленты.

Эта конструкция оказалась слишком сложной, и желаемый результат достигнут не был. Однако история получила огласку, сведения о новой разработке попали в печать и вызвали большой интерес конкурентов.

Свои разработки в данном направлении одновременно начали несколько известных фирм.

Наибольшего успеха добились конструкторы компании BendixCorporation. Выпущенное компанией Bendix NC-устройство c 1955 года пошло в серию и уже реально применялось для управления работой фрезерных станков.

Новинка приживалась трудно, но благодаря заинтересованности и финансовой помощи военного ведомства, за два года было выпущено более 120 станков, которые существенно повысили производительность труда и точность выполнения станочных работ.

Уже тогда были отмечены бесспорные преимущества NC-системы числового управления станками: существенный прирост производительности труда и значительно более  высокая точность обработки поверхностей.

Но по-настоящему революционные изменения в области станков с ЧПУ состоялись, когда в качестве «умного» модуля, управляющего работой станков, были использованы специально разработанные микропроцессоры и микроконтроллеры.

Технический термин «CNC», которым стали обозначать эти системы за рубежом, является аббревиатурой английских слов ComputerNumericalControl.

NC – это не Norton Commander

Изучая историю совершенствования «умных» станков, которые за рубежом когда-то обозначались аббревиатурой латинских букв «NC», студенты прошлых лет часто путали это понятие с популярной в те годы компьютерной программой-оболочкой.

На самом деле сокращение NC произошло от английских слов NumericControl.

Числовое управление было тогда весьма примитивным, и программа действий станка могла выглядеть как множество специальных штекеров, расположенных на контактном наборном поле.

Кстати, одна из первых советских транзисторных вычислительных машин для инженерных расчетов «Проминь», появившаяся в начале 60-х годов прошлого века,  программировалась подобным образом.

В то время управляющий модуль станка не мог должным образом реагировать на отклонения процесса обработки от расчетного, если такая ситуация происходила.

Управляющие адаптивные микропроцессорные системы  появились значительно позднее.

Со временем, по мере того, как совершенствовались электроника и вычислительная техника, в помощь новому поколению станков были приданы «думающие» управляющие модули на микропроцессорах и микроконтроллерах.

Вот они-то и смогли обеспечить гибкое многовариантное управление процессом резания. И не только это. Такие системы получили более звучный титул «CNC», что по-английски звучит как ComputerNumericalControl.

  Наш термин ЧПУ оказался более универсальным, и его менять не пришлось.

Классификация современных систем ЧПУ

Системы управления и станки с числовым программным обеспечением настолько сложны, что их невозможно классифицировать по какому-то одному признаку. Основные характеристики систем ЧПУ позволяют систематизировать их следующим образом:

1.В зависимости от способа управления исполнительными механизмами станка:

● Позиционные. Здесь инструмент в соответствии с программой движется от одной точки, в которой производится необходимая операция с заготовкой, к другой, где также выполняется обработка, Во время перемещения инструмента никакие другие операции не выполняются. 

● Контурные, в которых обработка может производиться по всей траектории движения инструмента.

● Универсальные – системы, в которых могут применяться оба принципа управления.

2.По возможностям и способу позиционирования:

● Абсолютный отсчет – местоположение подвижного механизма станка всегда определяется по расстоянию от начала координат.   

● Относительный отсчет при позиционировании осуществляется приращением дополнительного пути к координатам предыдущей точки, которая временно принимается за начало координат. Затем началом координат считается следующая достигнутая точка.  

3. По наличию или отсутствию обратной связи в контуре управления:

 ● Разомкнутые – («открытого» типа). Перемещение исполнительных элементов производится по командам, содержащимся в программе. Информация о фактически достигнутых координатах отсутствует.

● Замкнутого типа (закрытые). В системах этого типа координаты положения исполнительных механизмов постоянно контролируется.

● Самонастраивающиеся («закрытые» повышенной точности). Более совершенная система, которая запоминает поступающие сведения о расхождении заданных и фактических координат исполнительного элемента, отрабатывает их, и корректирует новые команды с учетом изменившихся условий.

4.Поколение. В зависимости от технического уровня используемых микропроцессоров, микроконтроллеров или управляющих ПК, различают системы 1-го, 2-го и 3-го поколения.

5. Количество координатных осей.  Различные станки, оборудованные ЧПУ, могут поддерживать режимы работы с различным количеством координатных осей – от двух до пяти.

Например, если при движении заготовки на фрезерном станке (3 координаты – X,Y,Z), она одновременно может поворачиваться вокруг своей оси, такой станок называют 4-координатным.

 Простейшие сверлильные и односуппортные токарные станки имеют две координатные оси.   

Его величество компьютер нуждается в программе

В отличие от стандартного персонального компьютера, который является универсальным устройством для обработки информации и способен работать с любыми данными, представленными в цифровом виде, микропроцессор, используемый в конструкции многих станков с ЧПУ, — устройство специализированное.

Он не содержит ничего лишнего, и весь набор его функций предназначен для выполнения главной задачи – контроля состояния всех исполнительных органов станка и управления их работой по специальной программе.

Чтобы управлять особо сложными современными станками, применяют более производительные и многозадачные устройства – промышленные компьютеры.

Одной из самых важных характеристик, которая позволяет судить о производительности и технических возможностях станка и управляющей его работой системы, является количество «осей». Иначе говоря, — каналов взаимодействия с объектом, управляемых параметров.

 Однако в любом случает, независимо от того, микропроцессор какого уровня сложности и архитектуры установлен в данном управляющем контроллере, для его работы нужна предварительно подготовленная программа.

В которой должны быть точно и последовательно описаны все действия механизмов станка, необходимые для изготовления или обработки требуемой детали.

При работе станков с ЧПУ используется два вида программ:

● Системные (служебные) программы, которые хранятся в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве системы). Они обеспечивают начальный этап работы контроллера после включения, отвечают за настройку станка и всей системы, ее способность понимать команды оператора и взаимодействовать с внешними устройствами.    

● Управляющие – внешние программы. Содержат набор команд и инструкций для исполнительных органов станка. Управляющие программы (УП) в контроллер может пошагово вводить оператор, возможен ввод с внешних носителей информации, а в современных системах программы могут поступать прямо с компьютеров разработчиков ПО через компьютерную сеть предприятия.    

Заменив человека, который до наступления эры станков с ЧПУ сам успешно справлялся с изготовлением нужных деталей, программируемый блок управления, он же – контроллер, должен обеспечить требуемый результат, пошагово включая и выключая механизмы передвижения стола, заготовки и инструментального магазина, меняя режимы вращения или скорость поступательного движения заготовки. В результате выполнения программы должна быть получена деталь, полностью соответствующая заданию по размерам и чистоте обработки поверхностей.        

Компании, которые стояли у истоков разработки и производства систем CNC, на первом этапе программировали свои станки при помощи собственных, специально разработанных команд.

Если бы при таком подходе на производство попали станки с ЧПУ от разных производителей, подготовка программ для их работы была бы трудно выполнимой задачей.

Чтобы попытаться обеспечить программную и техническую совместимость оборудования различных брендов, язык создания программ для станков с ЧПУ был унифицирован.

Базовым управляющим кодом для подготовки программ стал набор команд, разработанный специалистами компании Electronic Industries Alliance в 60-е годы прошлого столетия.

Это так называемый язык «G» и «M» кодов, который чаще называют просто G-кодом (G-code).

Принятые в этом языке обозначения подготовительных и  основных функций начинаются с латинской буквы «G», а обозначение дополнительных – технологических команд – с буквы «M».

«G»« и «M» коды в программах для станков с ЧПУ

По стандарту все команды, код которых начинается с буквы «G», предназначены для линейного или кругового передвижения рабочих органов станка, выполнения определенных последовательностей действий, функций управления инструментами, сменой параметров координат и базовой плоскости. Синтаксис команды обычно состоит из наименования G-кода, координат или адресов перемещений (X, Y, Z) и заданной скорости движения рабочего органа, обозначаемой буквой «F».

В команду может быть включен параметр, описывающий продолжительность паузы, так называемую выдержку – «P», указание о параметрах вращения шпинделя – «S»,  значение радиуса – «R»,  функцию коррекции инструмента – «D», а также параметры дуги «I», «J» и «K».      

Например:     G01  X0  Y0  Z110  F180;       G02  X20  Y20  R5  F200;          G04  P1000.  

В первом примере код G01 обозначает «линейную интерполяцию» — прямолинейное перемещение с указанной скоростью (F) к заданной точке с координатами (X,Y,Z).

Во втором примере указан код G02, который описывает дугообразное перемещение (круговая интерполяция). При этом код G02 соответствует перемещению в направлении вращения часовой стрелки, а его антипод G03 —  против.

В третьем примере содержится код команды, описывающий время задержки в миллисекундах.       

Технологические команды, обозначаемые буквой «M», отвечают за включение или отключение определенных систем станка, смену инструмента, начало или окончание какой-либо специальной подпрограммы, другие вспомогательные действия.

Например:             M3  S2000;               M98  P101;               M4 S2000 M8.  

Здесь в первом примере указана команда о начале вращения шпинделя со скоростью «S». Во втором – распоряжение о вызове указанной подпрограммы «P». Третий пример описывает команду о включении основного охлаждения (M8) при вращении шпинделя со скоростью (S) в направлении против часовой стрелки (M4).

Методы создания и структура управляющих программ

Современное оборудование позволяет создавать программы для работы станков с ЧПУ несколькими способами:

● Написание программы вручную или в текстовом редакторе ПК. Необходимый этап в подготовке специалистов для работы на станках с ЧПУ. Подходит также как основной способ программирования на производствах, где в течение длительного времени выпускают несколько простых деталей, не прибегая к перестройке оборудования.  

● Составление и ввод программы на стойке ЧПУ. Пульт управления большинства современных систем управления содержит клавиатуру и дисплей, что позволяет программировать и просматривать виртуальную имитацию процесса обработки непосредственно на рабочем месте. Многие системы позволяют производить ввод программ в «фоновом» режиме, когда станок занят обработкой заданной детали. 

● Использование возможностей CADCAM систем компьютеризированной подготовки производства.  Специальное программное обеспечение позволяет создать трехмерную модель детали, рассчитать и подготовить программу для ее производства.

А также виртуально «изготовить» требуемую деталь, используя реальные данные о кинематике конкретного станка. Этот метод позволяет создавать управляющие программы быстро и точно, практически исключить ошибки программирования и связанную с этим порчу заготовок.

Особенно высока эффективность данного способа при создании УП для изготовления особо сложных деталей.

Структурно программа в G-кодах состоит из кадров. Так называют группы команд, которые предназначены для совершения какого-либо завершенного действия. Кадры могут состоять и из одной команды.

Об окончании каждого «кадра» сообщает знак перевода строки (ПС/LF).

Каждая программа начинается с пустого «кадра», который состоит их знака «%», а заканчивается кодами М02 или М30, обозначающими соответственно финиш программы или окончание имевшегося в памяти информационного блока.

Указанная структура и язык подготовки программ для оборудования с ЧПУ закреплены в международных стандартах RS2740, ISO-6983-1.82, а также ГОСТ СССР 20999-83.

Отечественные профильные специалисты часто используют обозначение «ИСО-7 бит», которое закрепилось  за программами в G-кодах еще со времен СССР.

Программисты компаний, которые разрабатывают и производят станки с ЧПУ, при подготовке программного обеспечения обязаны  придерживаться требований мировых стандартов.

В некоторых случаях, когда разработчики наделяют свои системы дополнительными возможностями и некоторыми специальными функциями, могут иметь место определенные отклонения программного обеспечения от стандарта создания программ в G и M кодах. В таких случаях следует внимательно изучить документацию, которая должна быть предоставлена производителем оборудования.     

Системы ЧПУ всемирно признанных лидеров отрасли

Программное обеспечение для цифровой управляющей системы SINUMERIK, которую выпускает всемирно известная корпорация SIEMENS AG, также базируется на G и M кодах, но содержит и некоторые дополнительные команды, не включенные в стандарт. Современные полностью цифровые системы на базе платформы Sinumerik 840D используются на самых ответственных процессах металлообработки, требующих высокой точности и быстродействия.

Многовариантность и гибкость программирования в G и M кодах учтена создателями программных станций и передовых систем ЧПУ HEIDENHAIN.

Эта немецкая компания успешно работает в направлении модернизации устаревших станков NC за счет установки новых управляющих систем.

Универсальные программные станции от компании Heidenhaih позволяют не только создавать необходимые программы обработки на персональных компьютерах, но и тестировать ПО, подготовленное при помощи CAD-CAM систем.

Системы управления, которые производит японская компания FANUC, известны во всем мире и используются на многих предприятиях. Очень популярны стойки ЧПУ от FANUK LTD и в России.

Специалисты этой корпорации одними из первых адаптировали работу своих систем под программы в G и M кодах, и сумели организовать работу самых сложных систем строго в рамках стандарта программирования.  Распространенные стойки FANUK серии 0i рассчитаны на работу с 6-8 управляемыми осями (одновременное управление – 4 оси).

Стойки серий 30i-35i позволяют производить высокоточную обработку на наивысших скоростях, и являются пока недостижимым ориентиром для многих конкурентов.

Успешно работает в России и странах СНГ испанская компания FAGOR AUTOMATION.

Ее последние разработки, к которым относится ЧПУ FAGOR CNC 8070, полностью совместимы с
персональным компьютером, имеют феноменальные возможности и могут управлять самыми сложными станками.

Возможно управление по 28 (!) интерполируемым осям (4 канала одновременно),  может поддерживать по 4 шпинделя и инструментальных магазина. Создатели системы гарантируют скоростную обработку, нанометрическую точность и высочайшую чистоту обработки поверхности. 

Приятно отметить, что наряду с иностранными компаниями на рынке разработки и производства систем управления для станков с ЧПУ с 1998 года успешно работает российская компания «БАЛТ-СИСТЕМ».

Специалисты считают, что при модернизации устаревшего оборудования выгоднее всего устанавливать системы от «Балт-Систем», так как они в несколько раз дешевле импортных, вполне надежны и функциональны. На российских предприятиях успешно работают и отлично себя зарекомендовали устройства ЧПУ NC-210, NC-220, NC-230.

Самые сложные обрабатывающие центры и высокоскоростные  многосуппортные станки могут работать под управлением стойки NC-110, которая на сегодня является лучшей в соотношении цена-качество.

Станки с ЧПУ прочно вошли в нашу жизнь и стали незаменимыми помощниками человека в производственной деятельности. Без этих систем было бы невозможно изготавливать многие, успевшие стать привычными и обыденными вещи.

Причем все необходимые детали станки под управлением ЧПУ обрабатывают быстро и качественно, с недостижимой ранее точностью, а при массовом производстве – невероятно низкой себестоимостью.

Дальнейшее развитие систем ЧПУ идет по пути объединения отдельных станков в производственные комплексы, удешевления процесса подготовки производства и снижения стоимости управляющих систем. Пожелаем разработчикам успеха!  

Источник: https://kospas.ru/sistemy-cnc

Scicenter1
Добавить комментарий