Aplikace počítačů v provozu vozidel
55
5 Metody a nástroje řízení projektů 5.1 Vývoj nástrojů řízení Projektové řízení se zaměřovalo zejména na unikátní díla a inovace. Nástroje projektového řízení se rozvíjely od jednoduchých pruhových diagramů a nástrojů pro síťovou analýzu až po efektivní integrované nástroje řízení kooperací. Henry L. Gantt (1861 - 1919) byl původně strojním inženýrem. V roce 1901 založil vlastní poradenskou inženýrskou firmu. Požadoval harmonickou spolupráci mezi pracujícími a managementem. Na základě analýzy pracovních postupů v průmyslové výrobě vynalezl známý Ganttův diagram. S vývojem moderních nástrojů byl původně pruhový diagram účelně rozšířen o různé prezentace síťových grafů a hierarchických datových struktur ve formě tabulek. Umožňuje přehledně prezentovat aktuální stav na projektu, kontrahovaný a současný plán, zejména údaje časového rozvrhu, práce, nákladů, financování a zisku na projektu. K aktualizaci a prezentaci závislostí mezi úkoly poskytuje Ganttův diagram síťovou strukturu na volitelné časové stupnici, zejména ke znázornění důležitých termínů, následností úkolů, procesů, dodávek, materiálových a finančních toků. Ganttův diagram je v současné době nejpoužívanější forma prezentace projektových modelů pro plánování a řízení rozsáhlých projektů. Metoda kritické cesty (Critical Path Method - CPM) byla poprvé aplikována v roce 1950. Je založena na síťové analýze a určena pro plánování termínů úkolů a činností. Je to deterministický matematický model, který počítá celkové trvání projektu podle trvání následných úkolů a jejich vztahů. Z celkového trvání projektu pak počítá časové rezervy jednotlivých úkolů a identifikuje, které úkoly jsou kritické. Je to základní metoda pro časové hodnocení plánů a modelů. Technika hodnocení a kontroly programů (Program Evaluation and Review Technique - PERT) Byla aplikována v roce 1958. Využívá metodu kritické cesty CPM a statistických pravděpodobností k výpočtu průměrného trvání jednotlivých úkolů a celého programu. PERT-diagram je síťový uzlově ohodnocený graf, který graficky prezentuje závislosti úkolů. Obvykle se do PERT-diagramu zadávala optimistická, nejpravděpodobnější a pesimistická doba trvání úkolů. Pro výpočet celkového trvání akce se využívá metoda kritické cesty a průměrné trvání jednotlivých úkolů. PERT-diagram je užíván zejména specialisty na síťovou analýzu. Grafická technika hodnocení a posouzení front (Queues Graphical Evaluation and Review Technique Q-GERT) byla navržena v roce 1979 a určena pro simulaci chování systémů nebo procesů, u nichž trvání, tvoření a trvání front, sekvenční, paralelní nebo cyklické řazení může mít deterministický nebo pravděpodobnostní charakter. Tato technika představuje názorné zobecnění uzlově a zároveň hranově ohodnocených síťových grafů. Prezentuje význam využití grafických síťových modelů, u nichž strukturalizace informací a znalostí může sledovat poznávanou fyzikální realitu.
56
Aplikace počítačů v provozu vozidel
5.2 Aplikace teorie grafů Vědeckou disciplinu, kterou nazýváme teorií grafů, tvoří soubor poznatků a metod, které vznikly především při zkoumání praktických úloh a byly později doplněny a zobecněny. Z tohoto hlediska tedy teorie grafů ucelenou teorii netvoří, ale je spíše pouze určitým souhrnem znalostí a pojmů. Důležitou etapou v rozvoji teorie grafů byla etapa spojená s řešením matematických úloh, která vznikly v 19.století v Anglii, např úloha 7 mostů [Berka, 2004]
5.2.1 Základní pojmy Nechť množina U je konečná, neprázdná množina prvků, zvaných uzly (vrcholy), množina H je konečná množina prků zvaných hrany , a F je zobrazení množiny hran H do: a) množiny všech uspořádaných dvojic prvků z U (U x U), pak trojici (U, H, F) nazýváme orientovaný graf (orgraf), b) množiny všech neuspořádaných dvojic z U, pak trojici (U, H, F) nazýváme neorientovaným grafem bez smyček, c) do sjednocení U a množiny všech neuspořádaných dvojic z U, pak trojici (U, H, F) nazýváme neorientovaným grafem. Je-li zobrazení F prosté, pak se jedná o jednoduchý graf. Prostý graf (obyčejný, jednoduchý) je konečný, orientovaný nebo neorientovaný graf bez smyček a bez rovnoběžných hran. Tento typ grafu se pro potřeby síťové analýzy používá nejčastěji, proto se pro jeho označení používá běžné označení graf (bez dalších přívlastků). Ukázka prostého grafu je na obrázku Obr. S.2 a).
a)
b) Obr. 5.1: Prostý graf. a) neorientovaný, b) orientovaný
Geometrický model síťového grafu umožňuje názornou představu o „cestování“ – přesunu - po hranách grafu. Některé přesuny po hranách popisujeme speciálními pojmy, které se využívají v síťové analýze. Pokud h = (u1,u2) je hrana orgrafu, pak uzly u1, u2 jsou krajní uzly (u1 = počáteční, u2 = koncový uzel). Sledem uzlu u0 do ui nazýváme posloupnost (u0,h1,u1, ...hn,un), v níž se střídají uzly a hrany. Otevřený sled je takový sled, ve kterém jsou počáteční a koncový uzel dvěma různými uzly. Cesta je takový sled, ve kterém se neopakuje žádný uzel. Ohodnocený graf je graf, jehož hrany nebo uzly jsou ohodnoceny, pak hovoříme o hranově či uzlově ohodnoceném (definovaném) grafu. Acyklický graf je orientovaný graf, který neobsahuje žádný cyklus ani smyčku.
57
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Znázorňování SG Zobrazování grafické – je přehledné, zobrazuje však omezený počet informací. Zobrazování incidenční maticí –maticí sousednosti, zachycující matematicky vztahy sousednosti vrcholů, hran a vrcholů a hran. Nejčastěji, mohou ale zachycovat i sousednost cyklů apod. Pro praktické postupy se používají čtyři druhy incidenčních matic: a) matice sousednosti vrcholů grafu. Prvky této matice jsou u grafu čísla 0 nebo 1 a obecně u multigrafu pak čísla celá. Prvek matice aij je roven počtu hran vedoucích z vrcholu i do vrcholu j grafu (u neorientovaného grafu pouze počtu hran, které spojují vrcholy i a j). Matice je čtvercová, řádky a sloupce odpovídají vrcholům grafu. Pokud je graf neorientovaný, je matice symetrická. b) matice sousednosti hran grafu. V této matici řádky a sloupce odpovídají hranám grafu a každý prvek matice aij je roven počtu vrcholů, které jsou incidentní hranám i a j. c) matice sousednosti vrcholů a hran. V této matici řádky odpovídají vrcholům grafu a sloupce hranám. Prvek matice je roven jedné (nule), když odpovídající vrchol je (není) incidentní odpovídající hraně. d) matice vzdáleností vrcholů grafu. V praxi se velmi často setkáváme s reálnými grafy a sítěmi,jako jsou silniční, železniční, dopravní, energetické aj. V těchto případech pouze topologie grafu je slabou charakteristikou reálné úlohy, a proto do modelu vnášíme další doplnitelné informace. Jednou z těchto informací může být vzdálenost mezi vrcholy. Tuto otázku řešíme tak, že každé hraně grafu přiřadíme ještě číselnou hodnotu (její délku). Pro ilustraci a lepší pochopení výše uvedených pojmů si zobrazme určitý graf a vytvořme jeho incidenční matice. Graf je znázorněn na obrázku Obr. č. S.3
Obr. 5.2: Demonstrační síťový graf.
Tab. 5.1: Incidenční matice vrcholů grafu.
u5
u1
u2
u3
u4
u6
u1
0
0
0
1
1
1
u2
0
0
0
1
1
1
u3
0
0
0
1
1
1
u4
1
1
1
0
0
0
58
Aplikace počítačů v provozu vozidel
u5
1
1
1
0
0
0
u6
1
1
1
0
0
0
Tab. 5.2: Incidenční matice hran grafu.
h1
h2
h3
h4
h5
h6
h7
h8
h9
h1
2
1
1
1
0
0
0
0
1
h2
1
2
1
0
1
0
0
1
0
h3
1
1
2
0
0
1
1
0
0
h4
1
0
0
2
1
1
0
0
1
h5
0
1
0
1
2
1
0
1
0
h6
0
0
1
1
1
2
1
0
0
h7
0
0
1
0
0
1
2
1
1
h8
0
1
0
0
1
0
1
2
1
h9
1
0
0
1
0
0
1
1
2
Tab: 5.3: Incidenční matice vrcholů a hran grafu.
h1
h2
h3
h4
h5
h6
h7
h8
h9
u1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
u2
0
0
0
1
1
1
0
0
0
u3
0
0
0
0
0
0
1
1
1
u4
1
0
0
1
0
0
0
0
1
u5
0
1
0
0
1
0
0
1
0
u6
0
0
1
0
0
1
1
0
0
Zobrazování tabulkově – zachycuje další údaje, používá se pro rozsáhlé projekty (cca nad 500 možností). Umožňuje realizací pomocí databázového prostředí. jednotlivé řádky tabulky představují hrany grafu, položky (sloupce) tabulky zachycují označení počátečního a koncového vrcholu. Další sloupce obsahují doplňkové informace, např. ohodnocení hran. Ukázka je v tabulce Tab. 5.4
Síťová analýza Síťová analýza (SA) je název pro metody jejichž základ tvoří teorie grafů a teorie pravděpodobnosti. Možnosti jejího využití: -
výstavba systémů (stavebnictví, informatika)
Aplikace počítačů v provozu vozidel
-
vývoj, výzkum;
-
údržba zařízení;
-
plánování, řízení výroby apod.
59
Základní pojmy ze síťové analýzy Projekt – soubor činností, z nichž se skládá pracovní proces. V síťové analýze se používají procesy s návazností dílčích procesů, kdy činnosti následují v předem stanoveném technologickém a organizačním sledu. Síťový graf (SG) – interpretace modelu projektu. Vyjadřuje závislosti jednotlivých činností procesu. Jeho základní vlastnosti jsou: −
je konečný,
−
souvislý,
−
orientovaný,
−
acyklický,
−
hranově nebo uzlově ohodnocený.
Činnost – je určitá, předem vymezená část projektu. Označujeme ji indexy (i, j): i - index výchozího (bezprostředně předcházejícího) stavu projektu; j - index cílového (bezprostředně následujícího) stavu procesu. Činnost (i, j) nemůže nastat dříve, pokud není dosaženo stavu Ei. Síťové grafy dělíme na hranově definované a uzlově definované podle modelování činnosti hranami či uzly. Síťový graf je možno ohodnotit jedním ze tří způsobů: a)
časově – hodnoty přestavují časové omezení;
b)
zdrojově – hodnoty představují potřebu zdrojů;
c)
nákladově - hodnoty představují náklady
Vstupy činností do uzlu v síťovém grafu je možno rozdělit podle toho, kdy je uzel považován za realizovaný na: a)
disjunktivní vstup – k realizaci uzlu stačí pouze realizace jediné ze vstupujících činností, vylučuje dokončení realizace ostatních činností;
b)
inkluzivní vstup - k realizaci uzlu stačí realizace aspoň jedné činnosti;
c)
konjunktivní vstup – k realizaci uzlu musí být realizovány všechny vstupující činnosti. Realizace proběhne po realizaci poslední vstoupivší činnosti.
Z pohledu výstupu činností z uzlu je uzly možno rozdělit: a)
deterministický výstup – vyvolá zahájení realizace všech činností, které z uzlů vystupují.
b)
stochastický výstup – výstupní činnosti jsou realizovány s podmíněnou pravděpodobností (Σ = 1)
60
Aplikace počítačů v provozu vozidel
5.2.2 Metody síťového (kalendářního) plánování Pro řešení úlohy řízení prací na projektu, kdy musíme zachytit časovou závislost činností mezi počátkem a koncem projektu, byly v letech 1956-1958 vypracovány dvě metody. [BERKA, 2004]. Jednou z nich je metoda kritické cesty (Critical Path Method - zkráceně CPM), která byla poprvé použita společností DuPont Co. a byla dále rozvinuta v pracích firmy Mauchly Associates. Druhou je metoda ocenění a přehodnocení projektu , známá pod názvem PERT ( Project Evaluation and Review Technique), která byla vypracována pro ministerstvo válečného námořnictva USA v souladu s programem výroby ponorek, vybavených raketami Polaris. Charakteristickým rysem těchto metod je zobrazení projektu ve tvaru grafu, přesněji řečeno v souvislosti s body zahájení a ukončení realizace projektu ve tvaru sítě. Síť zobrazuje kauzální (příčinné) vztahy mezi jednotlivými činnostmi - tedy v podstatě topologickou návaznost jednotlivých prací na sebe. Síťové plánování začínáme sestavením seznamu prováděných činností (prací), ohodnocením jejich délky trvání a určením topologických návazností na sebe. K tomu účelu je možné využít podkladů nejrůznějšího typu, například normy apod. Práce zobrazíme jako orientované hrany sítě, orientace těchto hran pak ukazuje průběh jednotlivých činností projektu (viz Obr. 5.3)
Obr. 5.3: Ukázka síťového grafu projektu. Události, které odpovídají počátkům a koncům jednotlivých činností jsou zobrazeny jako uzly sítě. Abychom nemuseli popisovat jednotlivé hrany šipkami, je možné se dohodnout tak, že počáteční vrchol činnosti budeme označovat uzlem s nižším číslem než vrchol koncový. Existují určitá pravidla, která při sestavení sítě musíme respektovat: 1. Žádné dvě práce nemohou být identifikovány se dvěma stejnými událostmi. Počáteční a koncový uzel nesmí být spojený dvěma paralelními činnostmi. V případě, že je to nutné, jedna z činností musí být ukončena vloženým fiktivním uzlem, který je spojen s původním koncovým uzlem fiktivní činností s nulovým hodnocením. 2. Vztahy předcházení a následování musí být zachovány v celé síti.
5.2.3 Metoda CPM - časová analýza hranově definovaného SG Metodu CPM používáme např. v investiční výstavbě, při řízení oprav, ve výrobě, při řízení složitých organizačních projektů, tj. v případech, kdy činnosti lze jednoznačně časově ohodnotit.
Aplikace počítačů v provozu vozidel
61
Metoda SPM (Critical Path Method) pracuje s hranově definovaným SG s konjunktivně deterministickou interpretací uzlů. Předpokladem je rozložení činnosti na několik dílčích činností, mezi nimiž existuje časová návaznost a podmíněnost. Trasa mezi počátečním a koncovým uzlem se nazývá cesta. Cesta je označena jako kritická, pokud představuje nejdelší trasu (jednotlivé činnosti nemají žádné rezervy). Činnosti na této cestě se nazývají kritické činnosti.
Charakteristiky CPM: Na úrovni celého projektu: Tn
vypočtené trvání projektu
Tp
plánované trvání projektu
T0
termín zahájení projektu
Na úrovni činností v síťovém grafu: ti;j
trvání činnosti (i; j)
ZMi;j
nejdříve možný počátek činnosti (i; j)
KMi;j
nejdříve možný konec činnosti (i; j)
ZPi;j
nejpozději přípustný počátek činnosti (i; j)
KPi;j
nejpozději přípustný konec činnosti (i; j)
RCi;j
celková rezerva činnosti (i; j)
RVi;j
volná rezerva činnosti (i; j)
RNi;j
nezávislá rezerva činnosti (i; j)
Na úrovni uzlů síťového grafu: Tj
termín uzlu j
TMj
nejdříve možný termín realizace uzlu j
TPj
nejpozději přípustný termín realizace uzlu j
Rj
rezerva uzlu j
V některých síťových grafech může být kritická cesta určena poměrně jednoduše. V reálných projektech, jako je např. výstavba atomové elektrárny, přehrady apod. to již tak jednoduché není. Takovéto síťové grafy mohou mít i desetitisíce hran. Časovou rezervou činnosti (rezervní dobou) nazýváme takový časový interval, o který můžeme posunout ukončení činnosti nebo činnost prodloužit, aniž by se změnila celková doba dokončení projektu.
5.2.3 Grafické řešení analýzy CPM Grafické znázornění sítě pro analýzu CPM vychází z obrázku Obr. 5.3. V tomto zobrazení hrany jsou popsány označením a ohodnocením. Uzly jsou označeny svým pořadovým číslem a dalšími parametry
62
Aplikace počítačů v provozu vozidel
podle obrázku Obr. 5.4a. Jedná se o hodnotu nejdříve možného termínu realizace uzlu TM, uvedenou v levém dolním poli a hodnotu nejpozději možného termínu realizace uzlu TP uvedenou v pravém dolním poli symbolu uzlu. Pro označení charakteristik činnosti se v grafickém zobrazení používá grafických symbolů podle obrázku Obr. 5.4b.
ZMij
i TMi | TPi
tij
KMij
hij ZPij
a)
KPij
b)
Obr. 5.4: Označení a popis uzlu a hrany v zobrazení CPM. (označení charakteristik odpovídá předchozímu textu) Hledání kritické cesty se provádí ve dvou průchodech v síťovém grafu. Při přímém průchodu sítí získáme nejdříve možné začátky a nejdříve možné konce jednotlivých činností, při zpětném průchodu pak nejpozději přípustné začátky a konce. Pokud vztáhneme relativní čas ke konkrétní časové škále, získáme kalendářní plán provádění jednotlivých činností, a to je účel řešení. Ohodnocení j-tého uzlu při přímém průchodu vzniká podle Dantzigova vztahu, kdy postupujeme od počátečního uzlu k uzlu koncovému:
TM j = max (TM i + t ij )
(5.1)
kde: TMj TMi ti;j
nejdříve možný termín realizace uzlu j nejdříve možný termín realizace počátečních uzlů i činností končících v uzlu j ohodnocení (doba trvání) činností končících v uzlu j
Parametry uzlu TMj je možno stanovit v okamžiku, kdy jsou k dispozici hodnoty KMi;j všech vstupujících činností do uzlu (konjunktivita uzlu). Po vypočtení parametrů uzlu vypočítáváme parametry ZMi;j a KMi;j pro všechny činnosti vycházející z tohoto uzlu. Analogický výpočet provádíme při zpětném průchodu sítí. V tomto případě postupujeme od koncového uzlu k uzlu počátečnímu. Pro koncový uzel k grafu platí:
TPk = TM k
(5.2)
pak pro nejpozději přípustný termín realizace uzlu j TPj platí:
TPj = min (TPk − t j ;k )
(5.3)
kde: TPj TPk tj;k
nejpozději přípustný termín realizace uzlu j nejpozději přípustný termín realizace koncových uzlů k činností začínajících v uzlu j ohodnocení (doba trvání) činností začínajících v uzlu j
Při takto ohodnocených uzlech je možné vyjádřit i jednotlivé rezervy jednotlivých činností.
63
Aplikace počítačů v provozu vozidel Celková rezerva RCi;j činnosti i; j se dá vyjádřit vztahem (5.10)
Volná rezerva RVi;j činnosti i ;j je počet časových jednotek, o které je možné posunout nebo prodloužit činnost tak, aniž by se posunul nejdříve možný začátek všech bezprostředně následujících činností, tj. aniž by byl překročena hodnota TPj konečného uzlu činnosti. Stanoví se podle vztahu (5.11). Volná rezerva vzniká pouze v případě, kdy do některého uzlu ústí ještě alespoň jedna hrana. Nezávislá rezerva RNi;j činnosti i; j je počet časových jednotek, o které lze nejvýše prodloužit nebo posunout začátek činnosti, aniž se změní nejdříve možný začátek všech bezprostředně následujících činností a nejpozději přípustný konec činností, které bezprostředně předcházejí. Stanoví se podle vztahu (5.12). Pro výpočet kritické cesty je podstatná pouze celková rezerva, ostatní rezervy se využívají především při algoritmech přerozdělování a optimalizaci zdrojů na síťových grafech.
Matematická formulace charakteristik CPM: Pro jednotlivé charakteristiky činností a uzlů využíváme následující vztahy: ZMi;j
nejdříve možný počátek činnosti (i,j) ZM1;2 = T0 = 0
pro činnost vycházející z prvého uzlu,
ZMi;j = max(KMh; i)
pro ostatní činnosti, h označuje bezprostředně předcházející činnost
(5.4)
(5.5) KMi;j
nejdříve možný konec činnosti (i,j) KMi;j = ZMi;j + ti;j
KPi;j
pro všechny činnosti
nejpozději přípustný konec činnosti (i,j) KPi;j = Tn = max(KMj;k) pro činnost končící v posledním uzlu k, KPi;j
ZPi;j
= min(ZPj;k)
pro ostatní činnosti pro všechny činnosti
TPj
(5.10)
(5.11)
nezávislá rezerva činnosti (i,j) RNi;j = max(TMj - TPi - ti;j ; 0) = max(max(KMj) – min(ZPi) - ti;j ; 0)
TMj
(5.9)
volná rezerva činnosti (i,j) RVi;j = TMj – TMi – ti;j = max(KMj) - max(KMi) - ti;j
RNi;j
(5.8)
celková rezerva činnosti (i,j) RCi;j = TPj – TMi - ti;j = KPi;j – KM i;j
RVi;j
(5.7)
nejpozději přípustný konec činnosti (i,j) ZPi;j = KPi;j – ti;j
RCi;j
(5.6)
(5.12)
nejdříve možný termín realizace uzlu j TMi = max(KMi)
(5.13)
TMj = max(KMj)
(5.14)
nejpozději možný termín realizace uzlu j TPj = min(ZPi)
(5.15)
TPj = min(ZPj)
(5.16)
64
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Příklad řešení metodou CPM Úkolem příkladu je zpracovat analýzu pro provádění oprav ŽKV. Jedná se modelový příklad opravy podvozku hnacího vozidla. Tento projekt je rozdělen ne jednotlivé činnosti, jejichž charakteristické vlastnosti jsou popsány. Ze specifikace zadání vyplývá jako nejvhodnější princip řešení použití síťové analýzy. Opravy vozidel jsou opakující se činností, proto pro analýzu je vhodné použít metodu CPM. Pro realizaci analýzy je nutno zpracovat vstupní informace v podobě hranově ohodnoceného síťového grafu. Informace má podobu tabulky, ve které jsou údaje potřebné pro řešení. Pro metodu CPM jsou to údaje podle tabulky Tab. 5.4.
Tab. 5.4: Vstupní údaje pro metodu CPM. c_hrany
pop_hrany
uz_vych
uz_konc
t_ij
0
Uvolnění závěsů
1
2
1
1
Vývaz dvojkolí
2
3
2
2
Demont. nápr. převodovky
3
5
3
3
Demont. lož. domků
3
4
4
4
Kont. ložisek
4
11
5
5
Kont. náprav
4
10
6
6
Kont. pružnic
6
8
7
7
Měření char. pružnic
8
15
8
8
Vývaz TM
5
9
9
9
Kont. TM
9
10
10
10
Kont. nápr . převodovek
9
13
11
11
Odstrojení brz. výstroje
2
7
12
12
Oprava mech. části brz.
7
12
13
13
Kont. vzd. potrubí
7
17
14
14
Oprava brz. válců
7
16
15
15
Mont. mech. části brzdy
12
17
14
16
Mont. brz. válců
16
17
13
17
Složení náprav a TM
10
13
12
18
Kompletace nápr.převodovek 13
18
11
19
Složení lož. domků
11
14
10
20
Mont. pružnic
15
18
9
21
Mont. lož. domků
14
18
8
22
Závaz dvojkolí
18
19
7
23
Mont. uchycení dvojkolí
19
20
6
24
Zkouška fce brzdy
20
21
5
25
Záběh podvozku
21
22
4
26
Demon. pružnic
3
6
3
65
Aplikace počítačů v provozu vozidel
c_hrany 102
pop_hrany
uz_vych
Složení brz.
uz_konc
17
18
Vysvětlivky záhlaví: c_hrany číslo hrany pop_hrany popis hrany – činnost uz_vych číslo výchozího uzlu hrany
t_ij 2 číslo koncového uzlu hrany doba trvání činnosti hrany
uz_konc t_ij
Grafické zobrazení síťového grafu této analýzy je na obrázku Obr. 5.5. 11
14
19 10
4 5 4
21 8
5 6
10
3 4 1
0 1
2
3
1 2
2 3
9 9 5
9
8 9
17 12 13
10 11
26 3 11 12
18
18 11
22 7
19
23 6
20
24 5
21
25 4
22
20 9 6
6 7
7 12 13 14 15
8
13 14 12
15
7 8
102 2
17 15 14 16 13
16
Obr. 5.5: Síťový graf daného projektu. (horní část popisu činnosti charakterizuje označení činnosti, dolní hodnota popisuje dobu trvání ti;j) Postup stanovení parametrů při přímém průchodu pro několik vybraných uzlů a činností je zobrazen na obrázku Obr. 5.6. Charakteristiky jsou vypočteny následovně: Pro činnost 1 podle (5.7) a (5.6)
ZM 23 = max( KM i 2 ) = max(1) = 1 KM 23 = ZM 23 + t 23 = 1 + 2 = 3 Pro uzel 3 podle (5.13)
TM 3 = max(KM i 3 ) = max(3) = 3 Pro činnost 2 podle (5.2) a (5.6)
ZM 3;5 = max(KM i;3 ) = max(3) = 3 KM 3;5 = ZM 3;5 + t3;5 = 3 + 3 = 6 Pro činnosti 26, 3, 8, 5, 9, 10 postupuje výpočet analogicky. Pro uzly 4, 5, 9 postupujeme podobně. Postup výpočtu pro uzel 10 podle (5.13)
TM 10 = max(KM i ;10 ) = max(10;25) = 25
66
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Charakteristiky pro činnost 17 se stanoví podle (5.5) a (5.6)
ZM 10;13 = max(KM i ;10 ) = max(13;25) = 25 KM 10;13 = ZM 10;13 + t10;13 = 25 + 12 = 37 Zpětný průchod se řeší analogicky k průchodu přímému. Postup stanovení parametrů při zpětném průchodu pro několik vybraných uzlů a činností je zobrazen na obrázku Obr. S.22. Postupujeme od koncového uzlu k uzlu počátečnímu (směr postupu je naznačen na obrázku šipkami). 7
5
12
4
7
6
13
5 3
4
7
25 4 7|_
3
12
15
10
10 25|__
25
37
9 1
2
37
17
3
11
18
1 3 3|_
3
5 6|_
9 15|__
13 37|__
3
26 3
3
6 15
2
11
10
6
9
15
8
Obr. 5.6: Postup výpočtu CPM – přímý krok.
Charakteristiky jsou vypočteny následovně: Pro činnost 18 podle vztahu (5.8):
ZP13;18 = KP13; j − t13;18 = 48 − 11 = 37 Pro uzel 13 se stanoví charakteristika TP podle vztahu (5.15):
TP13 = min (ZP13; j ) = min (37 ) = 37
Pro uzel 10 se stanoví charakteristika TP podle vztahu (5.15):
TP10 = min (ZP10; j ) = min (26;15) = 15
Pro činnosti 10, 9, 8, 5, 4, 3, 2, 26, 1 postupuje výpočet analogicky. Pro uzly 9, 5, 4, 3 postupujeme podobně.
26
48
67
Aplikace počítačů v provozu vozidel
7
5
12
4 25
30* 7
6
13
5 3
4
7
25
15
19
4 7 |19
3
12
17
19
25 15
10
37
10 25|25
25
37
9 1
2
3 15
25 37
3 3|3
3
3
3
11
5 6|6
48
18
1 1
37
25
9 15|15
48*
13 37|37
6
26 3
21
3
6
24*
15
2 3
11
26
10
6 26 6
9
37
15
8 6
15
Obr. 5.7: Postup výpočtu CPM – zpětný krok. Označené uzly a činnosti jsou součástí kritické cesty Hodnoty označené * jsou vypočteny ze zbylé části SG V dalším kroku pro všechny činnosti stanovíme jednotlivé rezervy podle vztahů (5.10) až (5.12). Ukázkový výpočet pro činnost 18 a 10 je následující: Pro činnost 18 se vypočítá:
RC13;18 = KP13;18 − KM 13;18 = 18 − 48 = 0 RV13;18 = TM 18 − TM 13 − t13;18 = 48 − 37 − 11 = 0
RN13;18 = max(TP18 − TP13 − t13;18 ;0 ) = max(48 − 37 − 11;0 ) = 0 Pro činnost 10 je výpočet rezerv následující:
RC9;13 = KP9;13 − KM 9;13 = 37 − 26 = 11 RV9;13 = TM 13 − TM 9 − t 9;13 = 37 − 15 − 11 = 11
RN 9;13 = max(TP13 − TP9 − t 9;13 ;0 ) = max(37 − 15 − 11;0) = 11
Z výsledků výpočtů rezerv vyplývá, že činnost je součástí kritické cesty, protože hodnota RC je rovna nule. U činnosti 10 je hodnota volné rezervy RC>0, proto tato činnost není součástí kritické cesty v tomto síťovém grafu. V obrázku Obr. 5.7 jsou uzly a činnosti, které jsou součástí kritické cesty, zvýrazněny. Hodnoty charakteristik pro ostatní uzly a činnosti jsou v tabulce Tab. 5.5.
68
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Tab. 5.5. Výsledky výpočtu charakteristik CPM metody. hij
Popis činnosti
uzel uzel ti;j i
ZM KM ZP KP RC RV RN
j
0
Uvolnění závěsů
1
2
1
0
1
0
1
0
0
0
1
Vývaz dvojkolí
2
3
2
1
3
1
3
0
0
0
2
Demont. nápr. převodovky 3
5
3
3
6
3
6
0
0
0
3
Demont. lož. domků
3
4
4
3
7
15 19 12 0
0
4
Kont. ložisek
4
11
5
7
12 25 30 18 0
0
5
Kont. náprav
4
10
6
7
13 19 25 12 12 0
6
Kont. pružnic
6
8
7
6
13 24 31 18 0
0
7
Měření char. pružnic
8
15
8
13 21 31 39 18 0
0
8
Vývaz TM
5
9
9
6
15 0
0
0
9
Kont. TM
9
10
10
15 25 15 25 0
0
0
10
Kont. nápr . převodovek
9
13
11
15 26 26 37 11 11 11
11
Odstrojení brz. výstroje
2
7
12
1
18 5
0
0
12
Oprava mech. části brz.
7
12
13
13 26 19 32 6
0
0
13
Kont. vzd. potrubí
7
17
14
13 27 32 46 19 14 9
14
Oprava brz. válců
7
16
15
13 28 18 33 5
0
0
15
Mont. mech. části brzdy
12
17
14
26 40 32 46 6
1
0
16
Mont. brz. válců
16
17
13
28 41 33 46 5
0
0
17
Složení náprav a TM
10
13
12
25 37 25 37 0
0
0
18
Kompletace nápr.
13
18
11
37 48 37 48 0
0
0
0
15 6
13 6
převodovek 19
Složení lož. domků
11
14
10
12 22 30 40 18 0
20
Mont. pružnic
15
18
9
21 30 39 48 18 18 0
21
Mont. lož. domků
14
18
8
22 30 40 48 18 18 0
22
Závaz dvojkolí
18
19
7
48 55 48 55 0
0
0
23
Mont. uchycení dvojkolí
19
20
6
55 61 55 61 0
0
0
24
Zkouška fce brzdy
20
21
5
61 66 61 66 0
0
0
25
Záběh podvozku
21
22
4
66 70 66 70 0
0
0
26
Demont. pružnic
3
6
3
3
21 24 18 0
0
102
Složení brz.
17
18
2
41 43 46 48 5
6
5
0
Výsledek analýzy CPM je graficky zobrazen na obrázku Obr. 5.8. Celá kritická cesta je zvýrazněna.
Aplikace počítačů v provozu vozidel
4
19
11 12 30
4 7 19
69
14 22 40
5
21
3
26 11
6 6 24
7 13 18
20 6
8 13 31
7
15 21 39
13 12 14
12 26 32
15
102 17 41 46
16
16 28 33
Obr. 5.8: Výsledný síťový graf zpracovaný metodou CPM.
5.2.4 Metoda PERT Analýzu metodou PERT používáme tam, kde jsou činnosti neopakovatelné a nelze dobu trvání činnosti změřit předem. Nejčastěji se používá při řízení vývoje nového zařízení. Tato metoda pracuje s hranově definovaným síťovým grafem. Trvání činnosti se považuje za náhodnou veličinu s určeným rozdělením pravděpodobnosti. Tento typ analýzy se používá pro návrhy projektů, u kterých nejsme schopni deterministicky definovat ohodnocení činností. Při praktickém řešení se používá tří odhadů ohodnocení činnosti s označením: optimistický odhad (a) nejpravděpodobnější odhad (m) pesimistický odhad (b) Časovou analýzu typu PERT je možno provádět dvojím způsobem: n metodou Monte Carlo - modelováním realizací síťového grafu převodem pravděpodobnosti na model s hodnotami hodnocení činnosti určené náhodným výběrem z intervalu
podle určeného pravděpodobnostního rozdělení. n převodem na deterministický model - činnostem přiřadíme ohodnocení popsané očekávanou dobou trvání to , používá se proložení polynomem 2. řádu:
to =
a + 4m + b , 6
pro rozptyl trvání platí:
(5.17)
70
Aplikace počítačů v provozu vozidel
D (t ij ) =
(a + b )2 ,
(5.18)
36
a směrodatná odchylka se vypočítá:
b−a 6
D(t ij ) =
(5.19)
a model běžně řešíme postupem známým pro CPM.
5.2.5 Tabulkové řešení analýzy síťových grafů Tabulkové řešení umožňuje algoritmizovat postupy jednotlivých metod, algoritmy realizovat programově s použitím běžného tabulkového procesoru nebo databázového prostředí. Pro realizaci analýzy je nutno zpracovat strukturu síťového grafu do podoby tabulek, ve kterých jsou údaje potřebné pro řešení. Pro metodu CPM jsou to údaje podle tabulky Tab. 5.4, pro metodu PERT pak v Tab. 5.6.
Tab. 5.6 Vstupní údaje pro metodu PERT c_hrany
pop_hrany
uz_vych
uz_konc
a
b
0
Uvolnění závěsů
1
2
1
3
1
Vývaz dvojkolí
2
3
2
4
2
Demont. nápr. převodovky
3
5
3
5
3
Demont. lož. domků
3
4
4
6
4
Kont. ložisek
4
11
5
7
5
Kont. náprav
4
10
6
8
6
Kont. pružnic
6
8
7
9
7
Měření char. pružnic
8
15
8
10
8
Vývaz TM
5
9
9
11
9
Kont. TM
9
10
10
12
10
Kont. nápr . převodovek
9
13
11
13
11
Odstrojení brz. výstroje
2
7
12
14
12
Oprava mech. části brz.
7
12
13
15
13
Kont. vzd. potrubí
7
17
14
16
14
Oprava brz. válců
7
16
15
17
15
Mont. mech. části brzdy
12
17
14
16
16
Mont. brz. válců
16
17
13
15
17
Složení náprav a TM
10
13
12
14
18
Kompletace nápr.
13
18
11
13
převodovek 19
Složení lož. domků
11
14
10
12
20
Mont. pružnic
15
18
9
11
71
Aplikace počítačů v provozu vozidel
c_hrany
pop_hrany
uz_vych
uz_konc
a
b
21
Mont. lož. domků
14
18
8
10
22
Závaz dvojkolí
18
19
7
9
23
Mont. uchycení dvojkolí
19
20
6
8
24
Zkouška fce brzdy
20
21
5
7
25
Záběh podvozku
21
22
4
6
26
Demont. pružnic
3
6
3
5
102
Složení brz.
17
18
2
4
Vysvětlivky: c_hrany pop_hrany uz_vych uz_konc
číslo hrany popis hrany – činnost číslo výchozího uzlu hrany číslo koncového uzlu hrany
a b
optimistický odhad doby trvání pesimisticky odhad doby trvání
Matematická formulace výpočtu Pro jednotlivé charakteristiky byly použity vztahy předchozího textu (5.4) až (5.16): Pro metodu PERT je použita metoda Monte Carlo , kde pro určení náhodného čísla n z intervalu je použit vztah podle [KVOCH,1995]:
n = Int ((h − d + 1).RND + d ) kde:
Int()
celá část čísla
RND
pseudonáhodné číslo v intervalu <0,1>
(5.20)
Algoritmizace a tvorba modelu Požadavkem úspěšné algoritmizace je předpoklad, že orientace činnosti je od uzlu s nižším číslem k uzlu s číslem vyšším. V případě změna struktury musí dojít k přečíslování uzlů. Časovou analýzu lze rozdělit do čtyř kroků: 1) výpočet charakteristik ZM a KM; (přímý průchod) 2) výpočet charakteristik ZP a KP (zpětný průchod); 3) výpočet rezerv RC, RV, RN, a charakteristik uzlů TM a TP 4) určení kritické cesty. Postup řešení CPM ad 1): V tomto kroku se postupuje od počátečního uzlu síťového grafu směrem ke koncovému, proto seznam činností musí být seřazen podle označení počátečního uzlu (uk_vych). Pak je možno postupně počítat charakteristiky jednotlivých činností podle vztahů (5.4 – 5.6). Je nutné ošetřit výpočet u výchozího uzlu síťového grafu.
72
Aplikace počítačů v provozu vozidel
ad 2): Postup v tomto kroku je od koncového uzlu síťového grafu směrem k počátečnímu. Proto seznam musí být seřazen podle označení koncových uzlů činností (uz_konc). Při výpočtu je opět nutno ošetřit výpočet charakteristik (5.7 – 5.9) pro činnosti končící v posledním uzlu síťového grafu.
ad 3): V tomto kroku není pořadí činností v tabulce rozhodující. Postupně pro všechny činnosti probíhá výpočet podle vztahů (5.7 – 5.16).
ad 4): Pro činnosti ležící na kritické cestě platí: RCi;j = RVi;j = RNi;j = 0
(5.21)
Podle této podmínky se vyberou záznamy s činnostmi v tabulce, které tvoří kritickou cestu. Tato skutečnost znamená, tyto činnosti nemají žádnou časovou rezervu a nedodržení daných časů znamená prodloužení celkového času Tn. Algoritmus výpočtu charakteristik CPM ve formě vývojového diagramu pro tvorbu zdrojového kódu je na obrázku Obr. 5.9. Zdrojový text rutiny pro výpočet parametrů vytvořený pro databázový systém FoxPro je na obrázku Obr. 5.10.
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Obr. 5.9: Vývojový diagram metody CPM.
73
74
Aplikace počítačů v provozu vozidel
** VYPOCET NEJDRIVE MOZNYCH HODNOT 1 SET ORDE TO 1 2 GO TOP 3 UZ_0 = UZ_VYCH 4 DO WHILE .NOT. EOF() 5 IF UZ_VYCH = UZ_0 6 REPLA ZM WITH 0, KM WITH ZM+T_IJ 7 ELSE 8 ZAZN=RECNO() 9 UZ_V=UZ_VYCH 10 CALCULATE MAX(KM)TO ZM_HODN FOR UZ_KONC=UZ_V 11 GO ZAZN 12 REPLA ZM WITH ZM_HODN,KM WITH ZM+T_IJ 13 ENDIF 14 SKIP 15 ENDDO ** VYPOCET NEJPOZDEJI PRIPUSTNYCH HODNOT 16 SET ORDER TO 2 17 GO TOP 18 UZ_0 = UZ_KONC 19 DO WHILE NOT EOF() 20 IF UZ_KONC = UZ_0 21 REPLA KP WITH KM, ZP WITH KP-T_IJ 22 ELSE 23 ZAZN=RECNO() 24 UZ_V=UZ_KONC 25 CALCULATE MIN(ZP)TO ZM_HODN FOR UZ_VYCH=UZ_V 26 GO ZAZN 27 REPLA KP WITH ZM_HODN,ZP WITH KP-T_IJ 28 ENDIF 29 SKIP 30 ENDDO ** VYPOCET REZERV 31 GO TOP 32 DO WHILE NOT EOF() 33 ZAZN=RECNO() 34 UZ_K=UZ_KONC 35 UZ_V=UZ_VYCH 36 CALCULATE MAX(KM)TO TM_J FOR UZ_KONC=UZ_K 37 CALCULATE MIN(ZP)TO TP_I FOR UZ_VYCH=UZ_V 38 CALCULATE MAX(KM)TO TM_I FOR UZ_KONC=UZ_V 39 CALCULATE MIN(ZP)TO TP_J FOR UZ_VYCH=UZ_K 40 GO ZAZN 41 RC_H=KP-KM && CELKOVA REZERVA 42 RV_H=TM_J-TM_I-T_IJ && VOLNA REZERVA 43 RN_H=MAX(TM_J-TP_I-T_IJ,0) && NEZAVISLA REZERVA 44 REPLA RC WITH RC_H, RV WITH RV_H, RN WITH RN_H 45 REPLA TM_JJ WITH TM_J, TP_JJ WITH TP_J, TM_II WITH TM_I, TP_II WITH TP_I 46 SKIP 47 ENDDO
Obr. 5.10: Zdrojový text výpočtu charakteristik CPM. (čísla řádku nejsou součástí textu, jsou pouze pro orientaci) Základem výpočtu charakteristik je tabulka databáze. Její struktura je zobrazena v Tab. 5.7. Tato tabulka je indexována podle položky uz_vych jako index č. 1, podle položky uz_konc jako index č. 2. Tato indexace je pak použita pro třídění v rámci výpočtů. Ř.1 - setřídění vzestupně podle čísel výchozích uzlů činnosti a nastavení na 1. záznam. Ř. 4 – 15 – cyklus pro výpočet kroku 1). Ř.5 - ošetření na výpočty pro činnosti vycházející z počátečního uzlu SG. Ř.8 – 12 – výpočet a záznam ZM a KM.
Aplikace počítačů v provozu vozidel
75
Ř.16, 17 – seřazení sestupně podle čísla koncových uzlů. Ř.20 – 30 – cyklus výpočtu etapy 2), průběh výpočtu je obdobný jako u kroku 1). Ř.34 – 47 – cyklus výpočtů parametrů kroku 3). Ř.36 – 40 – výpočet proměnných pro určení parametrů TM a TP uzlů. Ř.41 – 43 – výpočet hodnot rezerv. Ř.44, 46 – zápis vypočtených parametrů do záznamů činnosti.
Tab. 5.7: Struktura tabulky databáze modelu CPM Pole
Název pole
Typ
1
C_HRANY
Numeric
2
POP_HRANY Character
Délka Des.
Index
Třídit
Null
3
Ne
30
Ne
3
UZ_VYCH
Character
3
Vzestupně CZECH Ne
4
UZ_KONC
Character
3
Sestupně CZECH Ne
5
T_IJ
Numeric
5
1
Ne
6
ZM
Numeric
5
1
Ne
7
KM
Numeric
5
1
Ne
8
ZP
Numeric
5
1
Ne
9
KP
Numeric
5
1
Ne
10
RC
Numeric
5
1
Ne
11
RV
Numeric
5
1
Ne
12
RN
Numeric
5
1
Ne
13
TM_JJ
Numeric
5
1
Ne
14
TP_II
Numeric
5
1
Ne
15
TM_II
Numeric
5
1
Ne
16
TP_JJ
Numeric
5
1
Ne
Metoda PERT Metoda PERT je řešena postupem nazývaným Monte Carlo, kdy ohodnocení hran je stochastické. Jejich hodnota je při jednotlivých průchodech přiřazena jako náhodná hodnota z intervalu , což odpovídá rovnoměrnému rozdělení pravděpodobnosti. Tento interval je součástí vstupní tabulky. Výpočet parametrů činností při průchodu je obdobný jako v kroku 1) až 3) u metody CPM. Jediná změna je v kroku 1), kde dochází k přiřazení náhodné doby trvání činnosti zpracovávané činnosti. Vypočtené parametry se ukládají a dochází k dalšímu průchodu. Počet cyklů ovlivňuje přesnost konečných výsledků. Konečnou fází je statistické zpracování parametrů jednotlivých činností a určení kritické cesty podle podmínky (5.21). Na tomto základě je realizován vývojový diagram podle obrázku Obr 5.11 jako podklad pro zdrojový kód modelu (Obr. 5.12) obdobně jako u metody CPM.
76
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Obr. 5.11: Vývojový diagram metody PERT.
Aplikace počítačů v provozu vozidel
77
Základem výpočtu je tabulka databáze. Její struktura je v tabulce Tab. 5.8. Tato tabulka s činnostmi je indexována podle položky uz_vych jako index č. 1, podle položky uz_konc jako index č. 2. Tato indexace je pak použita pro třídění v rámci výpočtů.
Tab. 5.8 Struktura tabulky databáze modelu PERT. Pole Název pole
Typ
Délka Des. Index
Numeric
3
Třídit
Null
1
C_HRANY
Ne
2
POP_HRANY Character 30
3
UZ_VYCH
Character 3
Vzestupně CZECH Ne
4
UZ_KONC
Character 3
Sestupně
5
A
Numeric
5
1
Ne
6
B
Numeric
5
1
Ne
7
T_IJ
Numeric
5
1
Ne
8
ZM
Numeric
5
1
Ne
9
KM
Numeric
5
1
Ne
10
ZP
Numeric
5
1
Ne
11
KP
Numeric
5
1
Ne
12
RC
Numeric
5
1
Ne
13
RV
Numeric
5
1
Ne
14
RN
Numeric
5
1
Ne
15
TM_JJ
Numeric
5
1
Ne
16
TP_II
Numeric
5
1
Ne
17
TM_II
Numeric
5
1
Ne
18
TP_JJ
Numeric
5
1
Ne
Ne
CZECH Ne
Ř.1 – otevření souboru s popisem SG. Ř.2 – 57 – řídící cyklus průchodů pro metodu Monte Carlo. Ř.4 – 54 – výpočet obdobný jako u metody CPM. Ř.10 – přiřazení náhodné hodnoty ohodnocení činnosti pomocí uživatelské funkce definované na ř. 58-60. Ř.57 – přidání vypočtených parametrů do pomocné tabulky databáze pro další statistické zpracování.
Výstupy modelu CPM jsou v tabulce Tab. 5.9.
78
Aplikace počítačů v provozu vozidel
1 FOR I=1 TO 15 2 ** VYPOCET NEJDRIVE MOZNYCH HODNOT 3 SELE PERT1 4 SET ORDE TO 1 5 REPLA ALL ZM WITH 0, KM WITH 0, ZP WITH 0, KP WITH 0 6 GO TOP 7 UZ_0 = UZ_VYCH 8 DO WHILE .NOT. EOF() 9 REPLA T_IJ WITH CAS(A,B) 10 IF UZ_VYCH = UZ_0 11 REPLA ZM WITH 0, KM WITH ZM+T_IJ 12 ELSE 13 ZAZN=RECNO() 14 UZ_V=UZ_VYCH 15 CALCULATE MAX(KM)TO ZM_HODN FOR UZ_KONC=UZ_V 16 GO ZAZN 17 REPLA ZM WITH ZM_HODN,KM WITH ZM+T_IJ 18 ENDIF 19 SKIP 20 ENDDO 21 ** VYPOCET NEJPOZDEJI PRIPUSTNYCH HODNOT 22 SET ORDER TO 2 23 GO TOP 24 UZ_0 = UZ_KONC 25 DO WHILE NOT EOF() 26 IF UZ_KONC = UZ_0 27 REPLA KP WITH KM, ZP WITH KP-T_IJ 28 ELSE 29 ZAZN=RECNO() 30 UZ_V=UZ_KONC 31 CALCULATE MIN(ZP)TO ZM_HODN FOR UZ_VYCH=UZ_V 32 GO ZAZN 33 REPLA KP WITH ZM_HODN,ZP WITH KP-T_IJ 34 ENDIF 35 SKIP 36 ENDDO 37 ** VYPOCET REZERV A CASU UZLU 38 GO TOP 39 DO WHILE NOT EOF() 40 ZAZN=RECNO() 41 UZ_K=UZ_KONC 42 UZ_V=UZ_VYCH 43 CALCULATE MAX(KM)TO TM_J FOR UZ_KONC=UZ_K 44 CALCULATE MIN(ZP)TO TP_I FOR UZ_VYCH=UZ_V 45 CALCULATE MAX(KM)TO TM_I FOR UZ_KONC=UZ_V 46 CALCULATE MIN(ZP)TO TP_J FOR UZ_VYCH=UZ_K 47 GO ZAZN 48 RC_H=KP-KM && CELKOVA REZERVA 49 RV_H=TM_J-TM_I-T_IJ && VOLNA REZERVA 50 RN_H=MAX(TM_J-TP_I-T_IJ,0) && NEZAVISLA REZERVA 51 REPLA RC WITH RC_H, RV WITH RV_H, RN WITH RN_H 52 REPLA TM_JJ WITH TM_J, TP_JJ WITH TP_J, TM_II WITH TM_I, TP_II WITH TP_I 53 SKIP 54 ENDDO 55 SELE PERT2 56 APPE FROM PERT1 57 ENDFOR 58 FUNCTION CAS && NAHODNE CISLO PRO MONTE CARLO 59 PARA AA,BB 60 RETU INT((BB-AA+1)*RAND(-1)+AA)
Obr. 5.12: Zdrojový text výpočtu charakteristik PERT. (čísla řádku nejsou součástí textu, jsou pouze pro orientaci)
79
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Tab. 5.9 Výstupní parametry modelu CPM c_hrany
pop_hrany
uz_ uz_ t_ij zm km zp kp rc rv rn tm_ii tp_ii tm_jj tp_jj vyc kon h
c
0
Uvolnění závěsů
1
2
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
Vývaz dvojkolí
2
3
2
1
3
1
3
0
0
0
1
1
3
3
2
Demont. nápr. převodovky 3
5
3
3
6
3
6
0
0
0
3
3
6
6
3
Demont. lož. domků
3
4
4
3
7
15 19 12 0
0
3
3
7
19
4
Kont. ložisek
4
11
5
7
12 25 30 18 0
0
7
19
12
30
5
Kont. náprav
4
10
6
7
13 19 25 12 12 0
7
19
25
25
6
Kont. pružnic
6
8
7
6
13 24 31 18 0
0
6
24
13
31
7
Měření char. pružnic
8
15
8
13 21 31 39 18 0
0
13
31
21
39
8
Vývaz TM
5
9
9
6
15 0
0
0
6
6
15
15
9
Kont. TM
9
10
10
15 25 15 25 0
0
0
15
15
25
25
10
Kont. nápr . převodovek
9
13
11
15 26 26 37 11 11 11 15
15
37
37
11
Odstrojení brz. výstroje
2
7
12
1
18 5
0
0
1
1
13
18
12
Oprava mech. části brz.
7
12
13
13 26 19 32 6
0
0
13
18
26
32
13
Kont. vzd. potrubí
7
17
14
13 27 32 46 19 14 9
13
18
41
46
14
Oprava brz. válců
7
16
15
13 28 18 33 5
0
0
13
18
28
33
15
Mont. mech. části brzdy
12
17
14
26 40 32 46 6
1
0
26
32
41
46
16
Mont. brz. válců
16
17
13
28 41 33 46 5
0
0
28
33
41
46
17
Složení náprav a TM
10
13
12
25 37 25 37 0
0
0
25
25
37
37
18
Kompletace nápr.
13
18
11
37 48 37 48 0
0
0
37
37
48
48
15 6
13 6
převodovek 19
Složení lož. domků
11
14
10
12 22 30 40 18 0
0
12
30
22
40
20
Mont. pružnic
15
18
9
21 30 39 48 18 18 0
21
39
48
48
21
Mont. lož. domků
14
18
8
22 30 40 48 18 18 0
22
40
48
48
22
Závaz dvojkolí
18
19
7
48 55 48 55 0
0
0
48
48
55
55
23
Mont. uchycení dvojkolí
19
20
6
55 61 55 61 0
0
0
55
55
61
61
24
Zkouška fce brzdy
20
21
5
61 66 61 66 0
0
0
61
61
66
66
25
Záběh podvozku
21
22
4
66 70 66 70 0
0
0
66
66
70
70
26
Demont. pružnic
3
6
3
3
21 24 18 0
0
3
3
6
24
102
Složení brz.
17
18
2
41 43 46 48 5
0
41
46
48
48
6
Činnosti kritický cesty jsou sestaveny v tabulce Tab. 5.10.
5
80
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Tab. 5.10: Kritická cesta určená modelem CPM. c_hrany uz_vych uz_konc t_ij zm km zp kp rc rv rn tm_ii tp_ii tm_jj tp_jj 0
1
2
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
2
3
2
1
3
1
3
0
0
0
1
1
3
3
2
3
5
3
3
6
3
6
0
0
0
3
3
6
6
8
5
9
9
6
15 6
15 0
0
0
6
6
15
15
9
9
10
10 15 25 15 25 0
0
0
15
15
25
25
17
10
13
12 25 37 25 37 0
0
0
25
25
37
37
18
13
18
11 37 48 37 48 0
0
0
37
37
48
48
22
18
19
7
48 55 48 55 0
0
0
48
48
55
55
23
19
20
6
55 61 55 61 0
0
0
55
55
61
61
24
20
21
5
61 66 61 66 0
0
0
61
61
66
66
25
21
22
4
66 70 66 70 0
0
0
66
66
70
70
Model PERT je aplikován na vstupní údaje o stejné topologii jako u metody CPM. Vstupní hodnoty odhadů doby činnosti jsou v tabulce Tab. 5.6. Pro ukázkový výpočet byl zvolen počet průchodů roven 30. Při praktickém použití je počet průchodů omezen pouze požadovanou přesností a očekávanou dobou trvání výpočtu. Výstupy modelu jsou v tabulkách Tab. S.10 – Střední hodnoty parametrů, Tab. 5.12 – Rozptyl parametrů a Tab. 5.13 – Směrodatná odchylka parametrů. Kritická cesta je označena zvýrazněním záznamů kritických činností.
Tab. 5.11: Výstupní parametry modelu PERT (střední hodnota parametrů). c_hrany
t_ij
zm
km
zp
kp
rc
rv
rn
tm_ii
tp_ii
tm_jj
tp_jj
0
1,933 0,000 1,933 0,000 1,933 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,933 1,933
1
3,033 1,933 4,967 1,933 4,967 0,000 0,000 0,000 1,933 1,933 4,967 4,967
2
3,867 4,967 8,833 4,967 8,833 0,000 0,000 0,000 4,967 4,967 8,833 8,833
3
5,000 4,967 9,967 17,733 22,733 12,767 0,000 0,000 4,967 4,967 9,967 22,733
4
5,967 9,967 15,933 28,867 34,833 18,900 0,000 0,000 9,967 22,733 15,933 34,833
5
7,067 9,967 17,033 22,733 29,800 12,767 12,767 0,000 9,967 22,733 29,800 29,800
6
8,033 9,033 17,067 28,133 36,167 19,100 0,000 0,000 9,033 28,133 17,067 36,167
7
8,800 17,067 25,867 36,167 44,967 19,100 0,000 0,000 17,067 36,167 25,867 44,967
8
10,167 8,833 19,000 8,833 19,000 0,000 0,000 0,000 8,833 8,833 19,000 19,000
9
10,800 19,000 29,800 19,000 29,800 0,000 0,000 0,000 19,000 19,000 29,800 29,800
10
12,000 19,000 31,000 30,800 42,800 11,800 11,800 11,800 19,000 19,000 42,800 42,800
11
12,967 1,933 14,900 8,767 21,733 6,833 0,000 0,000 1,933 1,933 14,900 21,733
12
13,967 14,900 28,867 22,933 36,900 8,033 0,000 0,000 14,900 21,733 28,867 36,900
13
15,133 14,900 30,033 36,800 51,933 21,900 15,067 8,233 14,900 21,733 45,100 51,933
14
15,900 14,900 30,800 21,900 37,800 7,000 0,000 0,000 14,900 21,733 30,800 37,800
81
Aplikace počítačů v provozu vozidel
15
15,033 28,867 43,900 36,900 51,933 8,033 1,200 0,000 28,867 36,900 45,100 51,933
16
14,133 30,800 44,933 37,800 51,933 7,000 0,167 0,000 30,800 37,800 45,100 51,933
17
13,000 29,800 42,800 29,800 42,800 0,000 0,000 0,000 29,800 29,800 42,800 42,800
18
12,233 42,800 55,033 42,800 55,033 0,000 0,000 0,000 42,800 42,800 55,033 55,033
19
11,067 15,933 27,000 34,833 45,900 18,900 0,000 0,000 15,933 34,833 27,000 45,900
20
10,067 25,867 35,933 44,967 55,033 19,100 19,100 0,000 25,867 44,967 55,033 55,033
21
9,133 27,000 36,133 45,900 55,033 18,900 18,900 0,000 27,000 45,900 55,033 55,033
22
8,033 55,033 63,067 55,033 63,067 0,000 0,000 0,000 55,033 55,033 63,067 63,067
23
7,033 63,067 70,100 63,067 70,100 0,000 0,000 0,000 63,067 63,067 70,100 70,100
24
6,100 70,100 76,200 70,100 76,200 0,000 0,000 0,000 70,100 70,100 76,200 76,200
25
5,100 76,200 81,300 76,200 81,300 0,000 0,000 0,000 76,200 76,200 81,300 81,300
26
4,067 4,967 9,033 24,067 28,133 19,100 0,000 0,000 4,967 4,967 9,033 28,133
102
3,100 45,100 48,200 51,933 55,033 6,833 6,833 0,000 45,100 51,933 55,033 55,033
Tab. 5.12: Výstupní parametry modelu PERT (rozptyl). c_hrany t_ij
zm
km
zp
kp
rc
rv
rn
tm_ii tp_ii
tm_jj tp_jj
0
0,596 0,000 0,596 0,000 0,596 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,596 0,596
1
0,699 0,596 0,832 0,596 0,832 0,000 0,000 0,000 0,596 0,596 0,832 0,832
2
0,716 0,832 1,806 0,832 1,806 0,000 0,000 0,000 0,832 0,832 1,806 1,806
3
0,600 0,832 1,899 1,996 1,729 1,979 0,000 0,000 0,832 0,832 1,899 1,729
4
0,632 1,899 1,396 8,249 5,272 5,157 0,000 0,000 1,899 1,729 1,396 5,272
5
0,529 1,899 2,499 1,729 1,827 1,979 1,979 0,000 1,899 1,729 1,827 1,827
6
0,566 1,166 1,329 10,382 7,339 8,890 0,000 0,000 1,166 10,382 1,329 7,339
7
0,693 1,329 1,982 7,339 5,099 8,890 0,000 0,000 1,329 7,339 1,982 5,099
8
0,472 1,806 1,467 1,806 1,467 0,000 0,000 0,000 1,806 1,806 1,467 1,467
9
0,693 1,467 1,827 1,467 1,827 0,000 0,000 0,000 1,467 1,467 1,827 1,827
10
0,733 1,467 2,733 1,760 2,227 1,227 1,227 1,227 1,467 1,467 2,227 2,227
11
0,766 0,596 0,623 5,379 3,929 3,872 0,000 0,000 0,596 0,596 0,623 3,929
12
0,699 0,623 1,182 3,596 2,423 4,366 0,000 0,000 0,623 3,929 1,182 2,423
13
0,716 0,623 1,032 4,227 3,396 4,157 0,662 4,912 0,623 3,929 0,957 3,396
14
0,623 0,623 0,360 3,957 3,827 3,800 0,000 0,000 0,623 3,929 0,360 3,827
15
0,699 1,182 2,357 2,423 3,396 4,366 1,893 0,000 1,182 2,423 0,957 3,396
16
0,716 0,360 0,996 3,827 3,396 3,800 0,206 0,000 0,360 3,827 0,957 3,396
17
0,600 1,827 2,227 1,827 2,227 0,000 0,000 0,000 1,827 1,827 2,227 2,227
18
0,712 2,227 3,899 2,227 3,899 0,000 0,000 0,000 2,227 2,227 3,899 3,899
19
0,662 1,396 1,733 5,272 3,890 5,157 0,000 0,000 1,396 5,272 1,733 3,890
20
0,796 1,982 2,529 5,099 3,899 8,890 8,890 0,000 1,982 5,099 3,899 3,899
21
0,716 1,733 3,449 3,890 3,899 5,157 5,157 0,000 1,733 3,890 3,899 3,899
22
0,566 3,899 3,529 3,899 3,529 0,000 0,000 0,000 3,899 3,899 3,529 3,529
82
Aplikace počítačů v provozu vozidel
c_hrany t_ij
zm
km
zp
kp
rc
rv
rn
tm_ii tp_ii
tm_jj tp_jj
23
0,632 3,529 3,223 3,529 3,223 0,000 0,000 0,000 3,529 3,529 3,223 3,223
24
0,557 3,223 4,093 3,223 4,093 0,000 0,000 0,000 3,223 3,223 4,093 4,093
25
0,623 4,093 5,010 4,093 5,010 0,000 0,000 0,000 4,093 4,093 5,010 5,010
26
0,596 0,832 1,166 12,729 10,382 8,890 0,000 0,000 0,832 0,832 1,166 10,382
102
0,623 0,957 1,960 3,396 3,899 3,872 3,872 0,000 0,957 3,396 3,899 3,899
Tab. 5.13: Výstupní parametry modelu PERT (směrodatná odchylka). c_hrany
t_ij
zm
km
zp
kp
rc
rv
rn
tm_ii
tp_ii
tm_jj
tp_jj
0
0,772 0,000 0,772 0,000 0,772 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,772 0,772
1
0,836 0,772 0,912 0,772 0,912 0,000 0,000 0,000 0,772 0,772 0,912 0,912
2
0,846 0,912 1,344 0,912 1,344 0,000 0,000 0,000 0,912 0,912 1,344 1,344
3
0,775 0,912 1,378 1,413 1,315 1,407 0,000 0,000 0,912 0,912 1,378 1,315
4
0,795 1,378 1,181 2,872 2,296 2,271 0,000 0,000 1,378 1,315 1,181 2,296
5
0,727 1,378 1,581 1,315 1,352 1,407 1,407 0,000 1,378 1,315 1,352 1,352
6
0,752 1,080 1,153 3,222 2,709 2,982 0,000 0,000 1,080 3,222 1,153 2,709
7
0,833 1,153 1,408 2,709 2,258 2,982 0,000 0,000 1,153 2,709 1,408 2,258
8
0,687 1,344 1,211 1,344 1,211 0,000 0,000 0,000 1,344 1,344 1,211 1,211
9
0,833 1,211 1,352 1,211 1,352 0,000 0,000 0,000 1,211 1,211 1,352 1,352
10
0,856 1,211 1,653 1,327 1,492 1,108 1,108 1,108 1,211 1,211 1,492 1,492
11
0,875 0,772 0,790 2,319 1,982 1,968 0,000 0,000 0,772 0,772 0,790 1,982
12
0,836 0,790 1,087 1,896 1,557 2,089 0,000 0,000 0,790 1,982 1,087 1,557
13
0,846 0,790 1,016 2,056 1,843 2,039 0,814 2,216 0,790 1,982 0,978 1,843
14
0,790 0,790 0,600 1,989 1,956 1,949 0,000 0,000 0,790 1,982 0,600 1,956
15
0,836 1,087 1,535 1,557 1,843 2,089 1,376 0,000 1,087 1,557 0,978 1,843
16
0,846 0,600 0,998 1,956 1,843 1,949 0,453 0,000 0,600 1,956 0,978 1,843
17
0,775 1,352 1,492 1,352 1,492 0,000 0,000 0,000 1,352 1,352 1,492 1,492
18
0,844 1,492 1,975 1,492 1,975 0,000 0,000 0,000 1,492 1,492 1,975 1,975
19
0,814 1,181 1,317 2,296 1,972 2,271 0,000 0,000 1,181 2,296 1,317 1,972
20
0,892 1,408 1,590 2,258 1,975 2,982 2,982 0,000 1,408 2,258 1,975 1,975
21
0,846 1,317 1,857 1,972 1,975 2,271 2,271 0,000 1,317 1,972 1,975 1,975
22
0,752 1,975 1,879 1,975 1,879 0,000 0,000 0,000 1,975 1,975 1,879 1,879
23
0,795 1,879 1,795 1,879 1,795 0,000 0,000 0,000 1,879 1,879 1,795 1,795
24
0,746 1,795 2,023 1,795 2,023 0,000 0,000 0,000 1,795 1,795 2,023 2,023
25
0,790 2,023 2,238 2,023 2,238 0,000 0,000 0,000 2,023 2,023 2,238 2,238
26
0,772 0,912 1,080 3,568 3,222 2,982 0,000 0,000 0,912 0,912 1,080 3,222
102
0,790 0,978 1,400 1,843 1,975 1,968 1,968 0,000 0,978 1,843 1,975 1,975
Řešení slouží jako základní část zdrojového kódu programů pro řízení projektů. Může sloužit zároveň i pro postoptimalizační analýzu a řízení neopakujících se činností.
Aplikace počítačů v provozu vozidel
83
5.3 Nástroje řízení změn projektu Distribuované projektové řízení aplikuje a integruje nástroje pro plánování a řízení inovací, nástroje pro podporu rozhodování, systémy CAD, CAM, CAE, GIS, dostupné sítě a distribuované databáze. Umožňuje distribuovaně plánovat a řídit společné projekty v ekologických a ekonomických souvislostech. Podporuje přímou spolupráci na společných lokálních i mezinárodních projektech s využitím sítě Internet. Proces řízení změn tvoří deklarace poslání subjektu, stanovení cílů, vypracování výchozích plánů, sledování postupu realizace plánů a řízení úkolů pro dosažení cílů, aktualizace plánů a v případě potřeby i aktualizace stanovených cílů. Poslání subjektu je účel nebo základní důvod pro jeho existenci. Cíl je budoucí výsledek, kterého chcete realizovaným projektem nebo změnou dosáhnout. Při stanovení projektových cílů je důležité určit: 1. Co má být projektem dosaženo. 2. Jak bude výsledek a průběh projektu plánován a sledován. 3. Omezení ukazatelů (ekologická, energetická, finanční a časová omezení). 4. Priority cílů a příslušných úkolů pro přiřazení dostupných zdrojů. 5. Koordinační požadavky.
Plán je prostředek pro hledání optimálního postupu k dosažení předem stanoveného cíle. Plánování se týká stanovení cílů a časového rozvrhu úkolů nezbytných pro jejich dosažení.
5.3.1 Formulace projektového řízení Projektové řízení [LANÍK,1998] je plánovací a řídicí proces s transparentní odpovědností, který integruje aplikace závislých úkolů a dostupných zdrojů k dosažení sdílených veřejně prospěšných cílů v souvislostech. Podporuje přímou spolupráci, komunikaci, generační ohleduplnost, tvořivost, hledání a společné objevování nových souvislostí a možností. Projekt (project) je řízený proces aplikace úkolů a zdrojů s definovaným cílem v určeném časovém rámci. Projekt může být strukturován do subprojektů, sumárních úkolů a jednotlivých úkolů. Subprojekt (subproject) je řízený proces aplikace úkolů a zdrojů s definovaným cílem v určeném časovém rámci, který je začleněn do hlavního projektu. Cíl projektu vyjadřuje očekávané výsledky, které jsou dobře měřitelné a snadno kontrolovatelné. K jeho naplnění jsou aplikovány lidské, přírodní, energetické, finanční a další zdroje. Životní cyklus projektu (project life cycle) je časová perioda od formulace projektu až po jeho ukončení a vyhodnocení. Zahrnuje tvorbu, existenci a likvidaci vytvořeného díla v ekologických a ekonomických souvislostech. Projektové řízení umožňuje dosáhnout cíle optimálním způsobem s dostupnými zdroji a podle stanovených kritérií. Sledovanými projektovými ukazateli mohou být rozpočtové náklady projektu, termín ukončení nebo trvání projektu, ale také nefinanční ukazatele, které charakterizují vliv budovaného nebo inovovaného díla na životní prostředí, zdraví lidí, spotřebu přírodních a energetických zdrojů, na uživatele nebo obyvatele.
84
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Je účelné rozdělit projekt do snadno zvládnutelných částí - fází, subprojektů, sumárních úkolů a dále do jednotlivých úkolů nebo činností. Sumární úkoly a jejich cíle jsou univerzální bloky projektového řízení. Projektové řízení může odpovědět na různé otázky týkající se rozvrhování úkolů, zdrojů a nákladů:
-
Jak dlouho bude trvat realizace projektu? Jaké jsou časové a finanční rezervy pro splnění směrného plánu? Jaké jsou časové a finanční rezervy pro splnění současného plánu? Je dostatek zdrojů ke kompletaci projektu,jak je naplánován? Jaké jsou náklady na jednotlivé zdroje aplikované na projektu?
5.3.2 Organizace projektu Při organizaci a členění projektu musíme zohlednit cíle projektu, hlavní dodavatele, dostupné zdroje a rizika. Strukturovat projekt můžeme tak, aby cíle projektu mohly být snadno ověřitelné.
Zadávací fáze projektu Zadávací fáze projektu často představuje akci technického rozvoje. Vedoucí projektu v průběhu životního cyklu projektu zodpovídá za projekt od převzetí zadání až po dosažení cíle projektu, formuluje projekt a případně provádí aktualizace jeho plánu, koordinuje činnosti na projektu se subdodavateli a zákazníkem, plánuje a kontroluje hlavní zdroje, kapacity a termíny projektu, připravuje hlášení o postupu prací na projektu.
Plánovací fáze projektu Plánovací fáze projektu začíná převzetím schváleného zadání vedoucím projektu a končí podpisem kontraktů.
Realizační fáze projektu V realizační fázi projektu vedoucí projektu formuje a řídí projektový tým pro realizaci projektu, koordinuje zaškolování a výcvik projektového týmu, koordinuje kompletaci dokumentace, sleduje realizační proces, aktualizuje a interpretuje projektový model, plánuje rozdělení zdrojů podle aktuálního stavu projektu, podává pravidelné zprávy o vývoji projektu, kontroluje přejímky subdodávek a pravidelně vypracovává zprávy o vývoji projektu.
5.3.3 Ganttův diagram Nejčastěji požívaným nástrojem pro plánování a řízení projektů jsou Ganttovy diagramy a síťová analýza v podobě aplikace metod CPM a PERT. Ganttův diagram představuje úsečkový diagram. Úsečka představuje jednotlivé činnosti, kdy délka úseček představuje dobu trvání této činností. Vodorovná pořadnice odpovídá časové ose. Jednotlivé činnosti jsou pak řazeny v závislosti na průběhu prací projektu. Dalším prvkem Ganttova diagramu je
85
Aplikace počítačů v provozu vozidel
milník, který představuje určitý, definovaný časový okamžik, který slouží k dělení projektů na jednotlivé úseky. Tyto prvky jsou na obrázku Obr. 5.13. Feb 2004
ID
25
1
26
27
28
29
1
2
3
4
5
Souhrnný úkol
2
Činnost 1
3
Činnost 2
4
Činnost 3
5
Činnost 4
6
Činnost 5
7
Činnost 6
8
Mar 2004
Název
Milník Obr. S.5.13: Základní prvky Ganttova diagramu.
Činnosti umístěné do diagramu mohou být vzájemně provázány. Základní typy vazeb jsou následující: -
None
úkoly nejsou vázány, mohou běžet paralelně. Na Obr. 5.13 tuto vazbu
představuje vazba mezi Činností 1 a Činností 2. -
Finish to Start následující úkol začíná po ukončení předcházejícího. Tato vazba je na Obr. 5.13 mezi činnostmi č. 2 a č. 3. Tyto vazby jsou znázorňovány šipkou.
-
Finish to Finish úkoly končí ve stejném okamžiku. Tato vazba je na Obr. 5.13 mezi činnostmi č. 4 a č. 5.
-
Start to Start
úkoly začínají ve stejný okamžik, probíhají současně. Tato vazba je na Obr.
5.13 mezi činnostmi č. 5 a č. 6. -
Start to Finish předchozí úkol může začít až po skončení následujícího úkolu.
Systém umožňuje vazby činnosti navrhovat i s předstihem a zpožděním např: FS-50 % - činnost se zahájí, jestliže je splněno 50 % předchozí činnosti; SS+1d – zahájení činnosti 1 den po zakončení předchozí činnosti. Související činnosti můžeme soustředit do souhrnného úkolu. Je znázorněn na obrázku Obr. 5.13. Dobu trvání i-té činnosti ti můžeme stanovit buď přímým určením této doby zjištěné např. měřením nebo výpočtem. V případě, že při použití tohoto nástroje známe dostupné zdroje můžeme použít pro výpočet doby trvání i postup vycházející ze vztahu:
Pi = t i ⋅U i
[Nh]
kde: Pi ti ui
Nh Nh 1
objem práce doba trvání počet jednotek práce, nejčastěji pracovní směna
(5.22)
86
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Pro výpočet musí být některý z členů ve vztahu (5.22) stanoven jako konstantní parametr a dobu trvání činnosti je možno stanovit:
ti =
Pi Ui
[Nh]
(5.23)
Časová náročnost projektu představuje časovou vzdálenost počátku a konce projektu. U jednodušších projektů je možné ji odečíst přímo na časové ose v diagramu. Pro časovou analýzu včetně časové náročnosti je možno využít principy CPM a v případě stochastického ohodnocení pak metodou PERT.
5.3.4 Nástroje pro řízení projektu Software pro řízení projektů (např. Microsoft Project a jiné) se stávají významným nástrojem a standardem spolupráce na společných projektech. Umožňuje efektivně plánovat a řídit projekty, subprojekty, úkoly a sledovat aplikované zdroje (výrobní zařízení, pracovní sílu apod.). Umožňují provádět prognózy a analýzy různých vlivů a analýzu nákladů. Silným nástrojem je možnost aktualizace jednotlivých částí s použitím integrované elektronické pošty a sítí Internetu a Intranetu. Pomocí dynamických pohledů lze efektivně organizovat a sdílet projektové informace nebo vytvářet hypertextové odkazy na soubory vytvořené v jiných aplikacích. Rozsáhlý projekt lze strukturovat do jednotlivých subprojektů tak, aby se minimalizovaly potřebné hardwarové nároky. Pro průběžné plánování a řízení projektů lze příslušné modely aktualizovat jednotlivými vedoucími realizátory modelů. Tento software umožňuje vytvářet model, který srozumitelným způsobem zobrazuje poznanou část reality a umožňuje spolupracujícím uživatelům plánování a řízení projektu. Model může být vytvořen a uložen jako samostatný soubor včetně všech definovaných subprojektů a úkolů. U rozsáhlých projektů může být model integrován z modelů různých subprojektů a zdrojů uložených v samostatných souborech. Základní ovládání prostředí je řešeno obdobně jako u ostatních běžných aplikací. Používá se převážně myš a standardní klávesnice. Pravé tlačítko myši slouží k aktivaci příruční nabídky závislé na prováděné akci. Všechny příkazy k provedení úkonů lze aktivovat použitím nabídek, které jsou umístěny na nabídkové liště. Důležité a často používané úkony jsou řešeny pomocí tlačítek v nástrojových panelech. Při plánování a řízení projektů, pro vkládání, strukturování a sledování projektových informací lze využívat strukturované prvky: Views
zobrazení,
Tables
tabulky,
Forms
formuláře,
Calendars
kalendáře,
Filters
filtry,
Reports
tiskové zprávy,
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Toolbars
nástrojové panely,
Menu Bars
nabídkové lišty,
Modules
moduly.
87
Určitý prvek pro ovládání nástroje Microsoft Project zvolíte obvykle podle toho, ve které fázi projektového cyklu se nacházíte a které informace vás právě zajímají. Aplikací nástrojů zobrazení, tabulky a filtru určíte přesně informace, které se vám mají zobrazit.
Zobrazení – View Různá zobrazení projektových informací umožňují efektivní řízení projektů z různých hledisek. Zobrazení se používají k plánování, organizování, sledování a aktualizaci úkolů nebo zdrojů. Úkoly a jejich struktury se zadávají, vkládají, aktualizují a sledují v úkolových zobrazeních. Informace o jednotlivých zdrojích se zadávají, vkládají, aktualizují a sledují ve zdrojových zobrazeních. První skupina tří úkolových zobrazení umožňuje zobrazovat, vkládat, sledovat a aktualizovat různé úkolové informace: Calendar
kalendář,
Gantt Chart
Ganttův diagram,
PERT Chart
PERT-diagram.
Druhá skupina tří zobrazení umožňuje vkládat, sledovat a aktualizovat zdrojové informace na aktivních projektových souborech: Resource Graph
zdrojový graf,
Resource Sheet
zdrojový list,
Resource Usage
užití zdrojů.
Kalendář – Calendar Zobrazení kalendářového typu (Obr. 5.14) je vhodné pro manažery, kteří preferují pro plánování formu osobních diářů. Umožňuje vytvořit, modifikovat a prezentovat projektový plán ve formátu plánovacího kalendáře.
88
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Obr. 5.14: Zobrazení kalendáře.
Ganttův diagram - Gantt Chart
souhrnný úkol
činnost označení zdroje
označení zdroje
Obr. 5.15: Zobrazení Ganttova diagramu.
Při plánování, organizování a sledování úkolů se nejčastěji využívá Ganttův diagram. Umožňuje vkládat a rozvrhnout seznam úkolů. Zobrazuje každý úkol jako pruh prezentující na časové stupnici jeho začátek, trvání a ukončení.
Aplikace počítačů v provozu vozidel
89
PERT-diagram - PERT Chart PERT-diagram se hodí pro prezentace projektových modelů ve formátu uzlově definovaného síťového grafu. Jednotlivé dílčí úkoly jsou prezentovány uzly grafu a závislosti mezi úkoly jsou prezentovány šipkami mezi uzly.
Obr. 5.16: Ukázka zobrazeni PERT-diagramu.
Zdrojový graf – Resource Graf Zdrojový graf zobrazuje pracovní, nákladové nebo alokační informace pro jeden zdroj nebo skupinu zdrojů na časové stupnici.
Zdrojový list-Resource Sheet Pro vkládání a aktualizaci zdrojových informací se nejčastěji používá zdrojový list. Je to tabulka, která obsahuje seznam všech dostupných, přiřazených i dosud nepřiřazených zdrojů
Užití zdrojů - Resource Usage Užití zdrojů zobrazuje každou zdrojovou práci, náklady nebo přidělení zdrojů pro nastavenou a zobrazenou časovou periodu.
90
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Obr. 5.17: Ukázka grafu zdrojů.
Úkolový vstup - Task Entry Je to kombinované zobrazení, složené z Ganttova diagramu v horní části okna a z formuláře úkolů v dolní části okna. Zobrazení úkolového vstupu lze vidět ve chvíli, kdy poprvé startujete Microsoft Project. Úkolový formulář zobrazuje informace o úkolu, který je vybrán v Ganttově diagramu. Kombinované úkolové zobrazení můžete použít ke vkládaní úkolových informací.
Pro další možností rozšíření je možnost společně zobrazovat libovolné kombinace s předchozími zobrazením: Úkolový PERT-diagram - Task PERT Úkolový list - Task Sheet Sledovací Ganttův diagram - Tracking Gantt Ganttův diagram s posunutím úkolů - Delay Gantt Detailní Ganttův diagram - Detail Gantt Tab. 5.14: Výběr ze seznamu proměnných použitých pro charakteristiky činnosti. Položka
Význam
Položka
Význam
% Complete
procentní dokončenost podle
Delay
posunutí úkolu
trvání úkolu Actual Cost
aktuální náklady
Duration
plánované trvání
Actual
aktuální trvání
Early Finish
nejdříve možný konec
aktuální konec
Early Start
nejdříve možný začátek
Duration Actual Finish
91
Aplikace počítačů v provozu vozidel
Položka
Význam
Položka
Význam
Actual Start
aktuální začátek
Finish
plánovaný konec
Actual Work
aktuální práce
ID
identifikační číslo úkolu
Constraint
omezující termín
Late finish
nejpozději možný konec
typ omezení
Late start
nejpozději možný začátek
Critical
kritický úkol
Resource Names
jména zdrojů
Cost
plánované náklady
Overaallocated
přetížené zdroje
Actual Cost
aktuální náklady
Baseline Cost
směrné náklady
Date Constraint Type
5.3.5 Výběr plánovací metody Každý úkol je definován jeho trváním, které se zadává přímo nebo se vypočítá automaticky podle množství práce, která je třeba na zkompletování příslušného úkolu. Proto zadáváme metodu plánování časového rozvrhu podle kapacit přiřazených zdrojů nebo podle nastaveného fixního trvání úkolů. Pro plánování se využívá vztahů (S.X1) a (S.X2) Metoda plánování podle zadaných zdrojů - Resource Driven Software užívá přiřazení kapacit zdrojů k výpočtu trvání úkolů jako implicitní nastavení. Trvání úkolu je určováno disponibilitou pracovních kapacit, tj. množstvím dosud nepřiřazených pracovních jednotek daného zdroje a dále požadovaným objemem prací a požadovaným počtem zdrojových jednotek pro realizaci daného úkolu. Metoda plánování podle zadaného trvání úkolů - Fixed Duration Jestliže víte jak dlouho bude trvat realizace úkolu, bez ohledu na to, kolik zdrojů je přiřazeno k úkolu nebo jaké množství práce je požadováno, použijte se metoda plánování podle zadaného trvání úkolů. Metoda plánování podle práce - Work Driven Plánování úkolů je řízeno přiděleným množstvím práce. Ta je dána součinem doby trvání úkolu a množstvím jednotek přiděleného zdroje.
5.3.6 Strukturování projektu Sestavením hierarchického uspořádání projektu můžete zpřehlednit práci na projektu. Systém nabízí dva způsoby organizace projektu do více úrovní. Jedná se o strukturování a subprojekty.
Návrh struktury projektu Je účelné rozložit projekt do zvládnutelných celků, fází nebo subprojektů, sumárních úkolů a úkolů tak, aby bylo usnadněno řízení projektu a umožněno: -
jednoznačné rozdělení kompetencí na realizátory a dodavatele projektu, -detailní plánování fází a subprojektů příslušnými realizátory, stanovení věcných a termínových vazeb,
92
Aplikace počítačů v provozu vozidel
-
stanovení technických rozhraní dodávek, monitorování postupu projektu a ověřitelných projektových ukazatelů.
Strukturování projektu umožňuje definovat jeho hlavní fáze a podle fází organizovat úkoly do hierarchické struktury. Pomáhá přehledně prezentovat detailní úkoly a umožňuje snadno prohlížet různé úrovně detailů projektu. Strukturováním můžete efektivně: -
organizovat váš projekt nebo subprojekt, zobrazovat pouze hlavní fáze projektu, vytvářet detailní nebo celkové tiskové zprávy.
5.3.7 Aplikace zdrojů Zdrojem může být společnost, oddělení nebo individuální lidský zdroj, technické nebo programové vybavení, přírodní zdroje, budova, místnost, energie surovin, finanční nebo jiné zdroje, které jsou potřebné k realizaci vašeho projektu. U jednoduchých projektů je výhodné vytvářet zdrojový fond současně s definicí úkolů. Vlastní zdrojový fond je pak uložen v projektovém souboru, ve kterém jsou definovány úkoly příslušného projektu. Zdrojový fond můžete vytvořit dvěma způsoby. Můžete jej vytvořit z dostupných zdrojů, ještě před vytvořením časového rozvrhu úkolů, spojením různých projektů a sloučením jejich zdrojů do jednoho zdrojového fondu. Zdroje z jiného projektového souboru můžete sdílet bez ohledu na to, jestli byl zdrojový fond vytvořen sloučením projektů nebo vytvořen jako samostatný zdrojový fond, který je uložen v samostatném projektovém souboru bez definice úkolů.
5.3.8 Kontrola a hodnocení průběhu projektu Software pro řízení projektů umožňují nejen sestavovat plány, ale taktéž vyhodnocovat skutečný postup řešení konkrétního projektu. Průběžné sledování vývoje projektu s sebou přináší několik výhod a předností: 1. možnost zachytit a ihned řešit problémy v okamžiku, kdy se vyskytnou; 2. vyhotovovat potřebnou dokumentaci postupu reálného řešení; 3. záznam historie dat o realizaci. Sledování projektu se skládá ze tří kroků: 1. založení bázového plánu, který je pak základem pro srovnávání plánovaného průběhu s průběhem skutečným, který je průběžně aktualizován. Takto založený plán však umožňuje dodatečné úpravy. 2. Pravidelné sledování a doplňování stavu projektu na základě reálného průběhu projektu. Tato aktualizace probíhá většinou zadáváním skutečného času počátku a konce činnosti, popř. zadání procentuálního splnění dané činnosti. Probíhá automatická aktualizace a event. uvolňování zdrojů. Při této aktualizaci se však uložený bázový plán nemění. 3. Srovnání aktuálních informací s údaji bázového plánu a stanovení odchylek. Srovnávání můžeme provádět pro časovou osu pomocí zobrazení Ganttova diagramu pro trasování průběhu nebo Kalendáře. Srovnání využívání a spotřeby zdrojů využíváme zobrazení týkající se zdrojů - Zdrojový graf, Zdrojový list a Využití zdrojů.
Aplikace počítačů v provozu vozidel
93
Základní požadavky na software pro podporu řízení procesů je komplexní řešení daného problému. Tyto systémy se stávají simulačními nástroji pro operativní i strategické řízení podniku. Umožňují sestavování komplexních strategických plánů společnosti, který zahrnuje finanční plánování, investiční plánování, plánování prodeje, výroby, řízení lidských zdrojů a to vše s detailní popisem podmínek prostředí a okolí. Systém je schopen zahrnout do plánování vlivy inflace, podmínky finančních i jiných leasingů a mnoho dalších podmínek. Finanční výstupy odpovídají mezinárodním standardům IAS 7. Dále je umožněno okamžité sledování výkonnosti projektů pomocí poměrových finančních údajů.
94
Aplikace počítačů v provozu vozidel