СЕТЕВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

Линейная диаграмма или сетевой график — в чем разница?

В случае аварийного отказа вы, скорее всего, немедленно приступаете к работам по его устранению, ни о каком заранее спланированном графике устранения аварийных отказов говорить в этом случае не приходится. Если работа по устранению аварии предстоит большая, вы должны по ходу выполнения набрасывать её график. Если у вас уже есть опыт в maintenance, и вы прошли через авральные отказы, то, скорее всего, у вас на этот случай подготовлены СОПы (стадартные операционные процедуры), и вы можете взять график из них.

Для создания графика ППР, вы, вероятнее всего, используете линейную диаграмму Ганта. Диаграмма Ганта — очень простое и очень удобное наглядное представление разработки графика проекта, в котором перечислены задачи проекта с учетом их временных рамок. Также на диаграмме Ганта часто указывается ответственное лицо по каждой задаче. Это особенно удобно при планировании задач по проекту и при мониторинге развития проекта.

Диаграмма Ганта

Диаграмма Ганта удобна тем, что график ППР с ее помощью можно построить в стандартном Excel, не обладая при этом специальными знаниями в программировании.

Но сегодня существуют и всевозможные информационные системы управления ТОиР (ИСУ ТОиР или CMMS — Computerized Maintenance Management Systems), которые значительно сокращают трудозатраты по составлению графиков ППР  с контролем реального выполнения, учетом обеспечения и расходов ресурсов. 

Вот как, например, выглядит в 1С:ТОиР формирование графика ППР оборудования:

 

 

А вот как выглядит настройка графика работ в «Галактика EAM»:

 

 

Попробуйте сформулировать, какую информацию вы хотели бы видеть на графике при планировании большого капитального ремонта? Чем он принципиально должен отличаться от линейной диаграммы Ганта и почему?

Теперь сравните свои ответы с ответами ниже и подумайте, как вы сможете распорядиться следующей информацией о капитальном ремонте:

• Наиболее раннее время свершения каждого события
• Наиболее позднее время свершения каждого события
• Наиболее раннее время начала каждой работы
• Наиболее позднее время начала каждой работы
• Наиболее раннее время окончания каждой работы
• Наиболее позднее время окончания каждой работы
• Резервы всех событий
• Полный резерв для всех работ
• Свободный резерв для всех работ
• Независимый резерв для работ
• Время свершения конечного события, определяемое длиной критического пути
• Состав критического пути, т.е. перечень всех событий и работ, лежащих на критическом пути)

 Согласитесь, что в отличие от регламентированных работ, выполняемых в ходе ППР, в процессе капитального ремонта после вскрытия и осмотра внутренних узлов агрегатов поступает большой объем информации о выявленных дефектах и требуемых ресурсов в виде рабочих часов, материалов, запасных частей и пр., требуемых для их устранения. Причем выявленные объемы работ могут быть настолько значительными, что может потребоваться пересмотр ранее установленной и утвержденной технологии ремонта. Однако, при этом, установленный срок ремонта, вероятнее всего, не может быть изменен.

Все это создает необходимость создания такой системы управления ремонтным процессом, которая обеспечивает координацию между всеми участниками процесса, подчиняет все частные задачи общей цели и оптимизирует пути ее достижения. Удобным инструментом для решения задачи по созданию такой системы управления ремонтом является сетевой график.

Сетевой график — динамическая модель проекта капитального ремонта, отражающая технологическую зависимость и последовательность выполнения комплекса работ, связывающая их свершение во времени с учётом затрат ресурсов и стоимости работ с выделением при этом узких (критических) мест. Его удобно использовать для планирования проекта в целом, и далее, выполнение отдельных работ отслеживать уже с помощью графиков Ганта.

Как правило, методика сетевого планирования используется для составления графиков больших заданий (200 человеко-часов или больше), которые включают большое количество работ, таких как капитальный ремонт агрегатов, останов предприятий и работ по техническому обслуживанию в межремонтный период используются методы сетевого планирования.

Методы сетевого планирования

Для сетевого планирования используют различные методы моделирования ремонтов.

Метод критического пути (СРМ — Critical path method) использует такую модель, при которой продолжительность всех работ, выполняемых в процессе ремонта, строго определена (детерминирована) и не изменяется. Он используется для планирования и оптимизации больших ремонтов по стоимости и времени их выполнения. 

Этот метод был разработан в США компанией «Дюпон» в качестве инструмента для сокращения количества простоев на предприятии, необходимых для технического обслуживания и ремонта оборудования. Метод CMP позволил сократить время на текущий ремонт на 15%.

Метод критического пути. Фрагмент из учебного фильма «Сетевое планирование и управление»

В реальной практике мы не всегда можем заранее точно определить объем и продолжительность работ при капитальном ремонте. В этом случае используют, разработанный в 1950-е гг военно-морскими силами США, которые столкнулись с трудной задачей координации усилий 11ООО подрядчиков, принимающих участие в разработке атомной подводной лодки «Полярис», способной оставаться в погруженном состоянии при запуске баллистических ракет. Использование метода PERT привело, по оценкам, к сокращению времени для выполнения проекта на два года. 

Оценка ожидаемого времени выполнения работ по методу PERT. Фрагмент из учебного фильма «Сетевое планирование и управление»

В это же время в СССР сложилась система сетевого планирования и управления. Во-первых, она позволяла создать систему работ с вероятной продолжительностью, а во вторых – давала возможность оптимизировать длительность и затраты на ее реализацию.

Предлагаем вашему вниманию учебный фильм «Сетевое планирование и управление» 1973 года. И пусть вас не смущает возраст этого видеоматериала, сегодня он актуален как никогда. Как оценить ожидаемое время выполнения вероятностной работы? Что такое критический путь сетевого графика? Как найти резерв времени выполнения работ? Ответы на эти вопросы вы найдете в этом фильме. 

 

 

*****

Рассмотрим более подробно этапы создания сетевого графика и его элементы, а также способы его оптимизации.

Элементы сетевого графика (Метод критического пути)

Сетевой график строится без масштабов и размеров. Основными его элементами являются: работа (ремонтная операция) и событие.

При этом различают три вида работ:

• Действительная работа, которая представляет собой технологический процесс, сопровождающийся затратой времени, а также трудовых и материальных ресурсов. Изображается сплошной безмасштабной линией со стрелкой на конце.
• Ожидание — характеризует процессы, сопровождающиеся только затратой времени. Означает необходимую паузу в рабочем процессе и не требует затрат труда и материальных ресурсов (например, процессы остывания оборудования, сушки после покраски, твердения бетона и т.п.). Графически ожидание изображается так же, как действительная работа, то есть безмасштабной линией со стрелкой на конце.
• Фиктивная работа — логическая связь между двумя или несколькими работами (событиями), не требующая затрат труда, материальных ресурсов или времени. Указывает, что возможность одной действительной работы непосредственно зависит от результатов другой, и изображается безмасштабной пунктирной линией со стрелкой на конце.

На сетевом графике каждая из линий (работ) начинается и заканчивается кружками, которые называются событиями и имеют порядковую нумерацию.

Событие — момент завершения какого-либо процесса; отражает этап выполнения комплекса работ и является результатом одной или нескольких работ. 

Событие может свершиться только тогда, когда закончатся все работы, ему предшествующие, а последующие работы могут начаться только после свершения данного событие. 

Отсюда двойственный характер события: для всех непосредственно предшествующих ему работ оно является конечным, а для всех непосредственно следующих за ним — начальным. При этом предполагается, что событие не имеет продолжительности и свершается как бы мгновенно. 

Обозначение события на сетевом графике

На графике событие обозначается кружком, который делится на четыре сектора. В секторах указывается следующая информация:

• в верхнем – порядковый номер данного события (его шифр); 
• в нижнем – порядковый номер предшествующего события, из которого к данному событию идет путь максимальной продолжительности;
• в левом – раннее время свершения события (или раннее время начала работы или нескольких работ, следующих после данного события); 
• в правом – позднее время свершения события (или допустимая поздняя дата окончания работы или нескольких работ, предшествующих данному событию, и не ведущая к срыву сроков ремонта).

На основании этих данных каждая работа (стрелка) может быть обозначена двумя цифрами, одна из которых соответствует порядковому номеру события, обозначающего начало работы, а вторая — порядковому номеру события, обозначающего ее окончание.

Таким образом, построение графика осуществляется соединением стрелок, где каждая работа (стрелка) характеризуется двумя событиями (кружками) — предыдущим и последующим.

Фрагмент сетевого графика с последовательно производимыми работами h-j, j-i, i-k и последовательно наступающими событиями j, i и k

Под каждой стрелкой кратко записывается содержание работы, а над нею в виде простой дроби указывается:  

• в числителе – количество смен, необходимых для выполнения работы; 
• в знаменателе – количественный состав бригады, выполняющей указанную работу.

Изображение работы на сетевом графике:  

а —  условное обозначение записи продолжительности работы, количества занятых рабочих и номера рабочей смены; б  — пример обозначения

Пример сетевого графика ремонта ЦВД турбины типа Т-100-130

Последовательность работ, характеризующихся непрерывной линией из стрелок и кружков, называется путем. 

При этом различают:

• полный путь – с началом у исходного события и концом у завершающего;
• предшествующий данному событию путь – с началом у исходного и концом у данного события;
• следующий за данным событием путь – с началом у данного события и концом у завершающего события графика.

Полных путей в сетевом графике может быть несколько, в зависимости от возможностей параллельного ведения работ. 

Продолжительность любого пути определяется суммой продолжительностей входящих в него работ. Для выполнения работ по каждому пути требуется различное время, поэтому по большинству путей создаются резервы времени, так как конечное событие, то есть окончание капитального ремонта в запланированный срок не может быть обеспечено до тех пор, пока не будут выполнены работы по всем путям.

Один из полных путей, который имеет наибольшую продолжительность составляющих его работ, называется критическим. Таких путей может быть несколько, и каждый из них определяет общую продолжительность проведения капитального ремонта, поскольку опоздание в выполнении лежащих на нем работ, приведет к задержке выполнения всего комплекса работ в срок. 

Работы, находящиеся на критическом пути, не имеют запасов времени для своего выполнения и называются критическими. 

Работы, находящиеся на других параллельных путях, являются менее напряженными, так как имеют запас во времени и в определенной мере не влияют на конечный срок ремонта. 

Если после составления сетевого графика будет выявлено, что продолжительность критического пути получается больше запланированной (нормативной) продолжительности капитального ремонта, то критический путь подлежит оптимизации по времени.

Оптимизация сетевого графика

Оптимизация производится путем уменьшения сроков выполнения работ, за счет увеличения числа рабочих, средств механизации, сменности работ, а также более детального разделения и параллельного выполнения части работ, то есть за счет людских и материальных ресурсов, сокращения резервов времени на наименее напряженных некритических путях.

После такого пересмотра производится новый анализ сетевого графика, при этом критический путь может изменить свое направление и пройти через другие события.

За критический принимается тот наиболее длинный путь, который не превышает запланированной продолжительности капитального ремонта. В противном случае приходится вновь искать средства для сокращения времени производства работ.

В отдельных случаях (при жестких ограничениях в ресурсах) окончательным результатом оптимизации может быть обоснование невозможности уложиться в заданный срок без устранения этих ограничений или пересмотра заданных объемов работ.

При организации ремонтов в качестве основного ограничения может выступить количество ремонтного персонала, и в случае его нехватки производится оптимизация сетевого графика по рабочей силе. 

Цель оптимизации по рабочей силе — достижение равномерной загрузки работающих при условии сведения их числа к минимуму, при котором возможно выполнение намеченного объема работ в указанный планом срок. 

Оптимизация заключается в пересмотре начертания графика путем перепланировки последовательности работ, перераспределения численного состава бригад, что возможно лишь для параллельных работ при условии их однотипности, так как, например, переброска слесарей на работы, где требуются высококвалифицированные сварщики, лишена практического смысла.

В период ремонта нa сeтевом графике ход выполнения ремонтных работ отображается извилистой контрольной линией, на концах которой записывается дата проверки. Эта линия пересекает все пути сетевого графика так, что слева остаются работы, выполненные полностью или частично. 

Таким образом, при разработке сетевого графика ремонта в качестве входной информации мы используем:

• Топологию сетевого графика
• Временные оценки для всех видов работ в календарных единицах времени.

В качестве выходной информации после построения сетевого графика мы получаем следующую информацию:

• Наиболее раннее время свершения каждого события
• Наиболее позднее время свершения каждого события
• Наиболее раннее время начала каждой работы
• Наиболее позднее время начала каждой работы
• Наиболее раннее время окончания каждой работы
• Наиболее позднее время окончания каждой работы
• Резервы всех событий
• Полный резерв для всех работ
• Свободный резерв для всех работ
• Независимый резерв для работ
• Время свершения конечного события, определяемое длиной критического пути
• Состав критического пути, т.е. перечень всех событий и работ, лежащих на критическом пути

Как видно из этого перечня, мы решили задачу получения требуемых данных для планирования и оптимизации больших ремонтов по стоимости и времени их выполнения. 

Построение графика работ с вероятностным характером их продолжительности 
(Метод оценки и пересмотра программ PERT)

Как правило, большие ремонты сочетают в себе работы с детерминированными (жестко определенными сроками выполнения) с работами неопределенными по объемам и срокам выполнения задач, что в конечном итоге определяет вероятностный характер планирования.

Для каждой работы устанавливаются предельные и вероятные значения продолжительности ее выполнения:

1. Оптимистическая оценка (ОО) – минимальное время выполнения работы;
2. Пессимистическая оценка (ПО) – максимальное время выполнения работы;
3. Наиболее вероятная оценка (НВО) – наиболее вероятное время выполнения работы.

Предполагая, что для каждой отдельной работы измерение ее продолжительности зависит от целого ряда случайных обстоятельств, причем одно или несколько из них воздействует на нее весьма существенно, а остальные оказывают менее значительное влияние, считается возможным пользоваться в этом случае законом бета-распределения.

При этом математическое ожидание величины продолжительности работы (ОЖ) можно определить по формуле:

ОЖ = (ОО + 4НВО + ПО) / 6

На основе этих значений определяют среднее значение ожидаемого времени выполнения работы. При этом вычисляется срок завершения всех работ как некоторая случайная величина и определяется вероятность того, что он будет меньшим, равным, или больше директивного срока.

В процессе ремонта периодически поступает информация, постепенно раскрывающая неопределенность в плановых оценках времени. Соответственно, периодический расчет и анализ графика дают возможность оценить перспективу в условиях возрастающей определенности и принять решения, способствующие достижению цели – своевременному завершению ремонта.

С увеличением количества программных пакетов для компьютеров эти различия между PERT и СРМ в основном исчезли. Большинство современных компьютерных программ позволяют принимать решения как в условиях неопределенности относительно продолжительности какого-либо вида деятельности, так и в отношении перераспределения ресурсов и сроков завершения проекта.

*****

Для более глубокого изучения методов сетевого планирования мы рекомендуем вам книгу «Сетевой график на электростанциях», авторы:  А.А. Заика, Д.С.Бугославский, М., «Энергия», 1970 г.

*****

Вопросы сетевого планирования и планирования остановочных ремонтов мы изучаем на нашем тренинге ОБЪЕМНОЕ И КАЛЕНДАРНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ТОИР — https://toir.pro/local/crw/course.php?id=331