Сетевое планирование

Сетевое планирование

Расчет эффективности разработки и внедрения системы | |

| |

|Основной целью создания имитационной модели является анализ и прогнозирование |

|основных показателей жилищно-коммунальной сферы региона. Система разрабатывается|

|для информационно-аналитической поддержки процесса управления территории, прежде|

|всего в жилищно-коммунальной сфере, с целью повышения эффективности процесса |

|принятия управленческих решений и улучшения их качества. |

|Источниками эффективности разработки и внедрения системы являются: |

|сокращение трудоемкости обработки информации при прогнозировании и анализе; |

|сокращение времени составления прогнозов социально-экономического развития |

|региона; |

|сокращение времени анализа альтернативных стратегических решений и выбора |

|наиболее рационального; |

|предотвращение возможного ущерба (как экономического, так и социального) от |

|принятия неверных, нерациональных управленческих решений, что особенно важно при|

|разработке стратегических решений; |

|достижение стабильного социально-экономического развития территории как |

|следствие принятия наилучших управленческих решений. |

|Разрабатываемая система предназначена для внедрения в структуре муниципальных |

|органов управления жилищно-коммунальной сферой территории, но является |

|универсальной с точки зрения объекта управления и может быть для любой |

|административно-территориальной единицы, будь то муниципальный район, город, |

|регион, область и даже Россия в целом, а следовательно, может быть тиражирована |

|и распространена по различным объектам с целью увеличения общего эффекта в целом|

|для страны. |

|Сетевым графиком называется графическое изображение комплекса работ в виде |

|ориентированного графа без контуров с дугами, имеющими одну или несколько |

|числовых характеристик, отображающими технологическую взаимосвязь между |

|работами. |

|Работа – это процесс, происходящий во времени, поэтому можно говорить об объеме |

|работы, выполненному к моменту времени. |

|Термин «работа» может иметь следующие значения: |

|действительная работа – или просто работа, т.е. производственный или творческий |

|процесс, требующий затрат труда, времени и материальных ресурсов; |

|зависимость (фиктивная работа) – работа, не требующая затрат труда, времени и |

|ресурсов. |

|Действительную работу и ожидание на сетевом графике принято обозначать сплошной |

|стрелкой, а фиктивную – пунктирной. |

|Событие – означает определенное состояние в процессе выполнения работ, т.е. |

|событие – это определенный результат предшествующих работ, дающий возможность |

|начать другие работы. Предшествующее событие – это событие, которое определяет |

|начало работы. Последующее событие – это событие, которое определяет завершение |

|работы. Исходным (или начальным) называется событие, которое не имеет |

|непосредственно предшествующих ему работ. Конечным (или завершающим) называется |

|событие, которое непосредственно не имеет непосредственно следующих за ним |

|работ. |

|Ход разработки системы представлен в форме сетевого графика на «Рис.1», работы,|

|составляющие критический путь, выделены. В «Таблице 1» приведен детализированный|

|перечень работ и событий. |

|[pic] |

|«Рис.1. Сетевой график работ по разработке и внедрению системы». |

| |

|Таблица 1. Детализированный перечень работ и событий |

|Работа |

|Предшествующее событие |

|Последующее событие |

|tож |

| |

|Код |

|Наименование |

|Код |

|Наименование |

|Код |

|Наименование |

|(дней) |

| |

|0 |

|– |

|1 |

|Анализ проблемной области, ознакомление с прототипами, оценка целесообразности |

|создания системы |

|0 |

|Получено задание на создание системы |

|1 |

|Постановка задачи |

|24 |

| |

|1 |

|– |

|2 |

|Формулирование проблемы, определение целей моделирования |

|1 |

|Постановка задачи |

|2 |

|Содержательное описание реальной системы |

|7 |

| |

|1 |

|– |

|10 |

|Экономическое обоснование разработки и внедрения системы |

|1 |

|Постановка задачи |

|10 |

|Проектная документация |

|14 |

| |

|2 |

|– |

|3 |

|Концептуальное описание системы, разработка концептуальной модели |

|2 |

|Содержательное описание реальной системы |

|3 |

|Концептуальная модель |

|8 |

| |

|3 |

|– |

|4 |

|Формализованное описание |

|3 |

|Концептуальная модель |

|4 |

|Формальная модель |

|15 |

| |

|3 |

|– |

|5 |

|Сбор и анализ исходных данных |

|3 |

|Концептуальная модель |

|5 |

|Исходные данные |

|17 |

| |

|4 |

|– |

|6 |

|Разработка (программирование) имитационной модели |

|4 |

|Формальная модель |

|6 |

|Имитационная модель |

|11 |

| |

|4 |

|– |

|7 |

|Определение критериев эффективности и управляющих параметров |

|4 |

|Формальная модель |

|7 |

|План направленного вычислительного эксперимента |

|4 |

| |

|5 |

|– |

|6 |

|Параметризация компонентов модели |

|5 |

|Исходные данные |

|6 |

|Имитационная модель |

|19 |

| |

|5 |

|– |

|7 |

|Планирование направленного вычислительного эксперимента |

|5 |

|Исходные данные |

|7 |

|План направленного вычислительного эксперимента |

|7 |

| |

|6 |

|– |

|7 |

|Оценка адекватности и верификация имитационной модели |

|6 |

|Имитационная модель |

|7 |

|План направленного вычислительного эксперимента |

|22 |

| |

|7 |

|– |

|8 |

|Проведение исследования на имитационной модели |

|7 |

|План направленного вычислительного эксперимента |

|8 |

|Выходная статистика |

|11 |

| |

|8 |

|– |

|9 |

|Анализ и интерпретация результатов моделирования |

|8 |

|Выходная статистика |

|9 |

|Результаты исследования, выводы |

|9 |

| |

|9 |

|– |

|10 |

|Документирование проекта |

|9 |

|Результаты исследования, выводы |

|10 |

|Проектная документация |

|6 |

| |

|10 |

|– |

|11 |

|Внедрение системы |

|10 |

|Проектная документация |

|11 |

|Сдана в эксплуатацию |

|6 |

| |

|Ожидаемая продолжительность выполнения работ определена на основе |

|пессимистической, оптимистической и вероятной оценок как: |

|tож=( tмин + 4*tвер + tмакс) |

|Дисп=(( tмин – tмакс)/6)^2. |

|Построение сетевого графика, как правило, является начальным моментом |

|осуществления работ: главная задача – это последующая оптимизация графика с |

|целью повышения общей экономической эффективности всего цикла «проектирование – |

|реализация – внедрение». |

|Методика расчета продолжительности выполнения разработки по сетевым графикам |

|основана на оценке так называемого критического пути. Любая последовательность |

|работ в сетевом графике, в которой конечное событие каждой работы совпадает с |

|начальным событием следующей за ней работы, называется путем. |

|Путь сетевого графика, имеющий начало в исходном событии, а конец в завершающем,|

|называется полным путем. Путь, обладающий максимальной длительностью из всех |

|имеющихся полных путей, называется критическим. Критический путь показывает |

|время необходимое для выполнения всего комплекса работ. В «Таблице 2» |

|представлены расчеты продолжительности работ. |

| |

|Из проведенных расчетов следует, что общая ожидаемая продолжительность |

|разработки и внедрения системы составляет 129 рабочих дней. |

|Директивные сроки разработки системы были определены следующим образом: |

|- начало работ – 29.01.2002; |

|- требуемый срок завершения работ – 29.05.2002; |

|- продолжительность работ – 120 дней. |

|Вероятность завершения работ в срок определяется как: |

|Р = Ф(z), [pic] |

|где z – аргумент нормальной функции распределения вероятностей; |

| Тдир – директивный срок завершения комплекса работ; |

| Ткрит – ожидаемый ранний срок завершения комплекса работ. |

|Из результатов расчетов следует, что вероятность завершения работ в срок |

|составляет 0,005. Из чего следует, что необходимо провести оптимизацию сетевого |

|графика работ. В решении задачи минимизации сроков выполнения разработки |

|системы могут использоваться разные приемы – такие, как запараллеливание работ, |

|привлечение дополнительных ресурсов на выполнение работ, лежащих на критическом |

|пути, сопровождаемое снятием их с работ, не лежащих на критическом пути и |

|располагающих ресурсными резервами. |

|В предлагаемом случае оптимизация начинается с процедуры выравнивания сетевого |

|графика – «снятия» ресурсов с работ, не лежащих на критическом пути, и |

|«переброску» их на работы, лежащие на критическом пути, – и так до тех пор, пока|

|все пути не станут критическими. Будем считать, что снятие единицы ресурса с |

|работы приводит к ее увеличению на единицу времени, а назначение ресурса к ее |

|сокращению на единицу времени. Предположим также, что нельзя сокращать или |

|увеличивать работу более, чем вдвое, а переброска ресурсов с одной работы на |

|другую ведет к увеличению стоимости работ пропорционально количеству |

|переброшенных ресурсов. В «Таблице 3» приведены предварительные расчеты для |

|оптимизации сетевого графика, где |

|i – индекс вершины, исходная вершина дуги (работы), |

|j – индекс вершины, завершающая вершина дуги, |

|tij – продолжительность работы, |

|trnij – раннее начало работы (макс(troki)) , |

|troij – раннее окончание работы (trnij + tij ), |

|tpnij – позднее начало работы (tpoij - tij), |

|tpoij – позднее окончание работы (мин(tpnjk)), |

|Rnij – полный резерв работы (tpoij - troij = tpnij - trnij), |

|R1nij – частный резерв 1-го вида (tpnij - мин(tpnik) ), |

|R2nij – частный резерв 2-го вида ( макс(tpokj) - tpoij ), |

|Rnij – свободный резерв времени работы (R1nij + R2nij - Rnij). |

| |

|Таблица 3. Расчеты сетевого графика |

| |

| |

| |

|[pic] |

| |

| |

| |

|Полный резерв времени работы – это предельное время, на которое можно увеличить |

|продолжительность данной работы, не изменяя при этом продолжительности |

|критического пути. Для работ лежащих на критическом пути полный резерв времени |

|равен нулю. |

|Частный резерв времени первого он возникает у работ (двух и более) с общим |

|начальным событием (i) за счет разности максимального пути, проходящего через |

|событие (i) и максимального пути, проходящего через работу (i-j). Частный резерв|

|второго вида образуется в тех случаях, когда в одно событие входят работы с |

|различной продолжительностью максимальных путей, у работ, выполнение которых |

|может быть закончено в более близкий срок по сравнению с ранним сроком |

|наступления их общего конечного события. |

|Независимый резерв времени образуется в тех случаях, когда сама работа не |

|принадлежит максимальным путям, проходящим через ее начальное и конечное |

|событие. Отрицательное значение независимого резерва времени показывает время, |

|которого не хватит у данной работы для ее выполнения к самому раннему сроку |

|свершения ее конечного события при условии, что она была начата в самый поздний |

|срок. |

|Из полученных результатов видно, что можно снять ресурсы с работ 1–10, 3–4, |

|4–6, 4–7 и 5–7 и перебросить их на особо трудоемкие работы, лежащие на |

|критическом пути. Расчеты оптимизации сетевого графика и критического пути |

|нового графика представлены в «Таблицах 4-7». |

| |

|Таблица 4. Оптимизация сетевого графика (вариант 1) |

| |

| |

| |

|[pic] |

| |

| |

|Таблица 5. Оптимизация сетевого графика (вариант 2) |

| |

| |

| |

| |

|[pic] |

| |

| |

|Таблица 6. Расчет критического пути сетевого графика после оптимизации (вариант |

|1) |

| |

| |

| |

| |

|[pic] |

| |

| |

| |

|Таблица 7. Расчет критического пути сетевого графика после оптимизации (вариант |

|2) |

| |

| |

| |

|[pic] |

| |

| |

| |

|Первый вариант оптимизации дал результат: продолжительность работ составляет 119|

|дней, вероятность – 0,612. Второй вариант сократил критический путь до 83 дней,|

|а вероятность составила 1,000. Следовательно, при необходимости все работы могут|

|быть выполнены в течении 83 дней и завершены к 22.04.2002. Однако, согласно |

|рекомендациям из опыта сетевого планирования и управления наиболее рациональным |

|считается интервал значений вероятностей завершения работ в срок 0,350 < Р |

| 0,650 комплекс работ будет выполнен в запланированный срок, но |

|при этом в план заложено избыточное количество ресурсов. |

|Таким образом, окончательное решение согласно представленным расчетам: |

|длительность разработки – 119 рабочих дней. Новый сетевой график представлен на |

|«Рис.2». |

|[pic] |

|«Рис.2. Сетевой график работ после оптимизации». |

| |

|На основе полученных результатов был составлен календарный план хода разработки |

|и внедрения системы, который представлен в «Таблице 8». |

| |

|Таблица 8 Календарный план разработки и внедрения системы |

|Код |

|Наименование работы |

|Начало |

|Окончание |

| |

|0 |

| – |

|1 |

|Анализ проблемной области, ознакомление с прототипами, оценка целесообразности |

|создания системы |

|29 янв 02 |

|22 фев 02 |

| |

|1 |

| – |

|2 |

|Формулирование проблемы, определение целей моделирования |

|22 фев 02 |

|01 мар 02 |

| |

|1 |

| – |

|10 |

|Экономическое обоснование разработки и внедрения системы |

|22 фев 02 |

|12 мар 02 |

| |

|2 |

| – |

|3 |

|Концептуальное описание системы, разработка концептуальной модели |

|01 мар 02 |

|16 мар 02 |

| |

|3 |

| – |

|4 |

|Формализованное описание |

|16 мар 02 |

|02 апр 02 |

| |

|3 |

| – |

|5 |

|Сбор и анализ исходных данных |

|16 мар 02 |

|30 мар 02 |

| |

|4 |

| – |

|6 |

|Разработка (программирование) имитационной модели |

|02 апр 02 |

|14 апр 02 |

| |

|4 |

| – |

|7 |

|Определение критериев эффективности и управляющих параметров |

|02 апр 02 |

|14 апр 02 |

| |

|5 |

| – |

|6 |

|Параметризация компонентов модели |

|30 мар 02 |

|14 апр 02 |

| |

|5 |

| – |

|7 |

|Планирование направленного вычислительного эксперимента |

|30 мар 02 |

|14 апр 02 |

| |

|6 |

| – |

|7 |

|Оценка адекватности и верификация имитационной модели |

|14 апр 02 |

|26 апр 02 |

| |

|7 |

| – |

|8 |

|Проведение исследования на имитационной модели |

|26 апр 02 |

|07 май 02 |

| |

|8 |

| – |

|9 |

|Анализ и интерпретация результатов моделирования |

|07 май 02 |

|16 май 02 |

| |

|9 |

| – |

|10 |

|Документирование проекта |

|16 май 02 |

|22 май 02 |

| |

|10 |

| – |

|11 |

|Внедрение системы |

|22 май 02 |

|28 май 02 |

| |

| |

|Расчет стоимости системы |

|В «Таблице 9» представлены результаты расчета затрат на разработку и внедрение |

|системы. |

| |

|Таблица 9. Калькуляция затрат на разработку и внедрение системы |

|№ |

|Наименование статьи |

|Февраль 2002 года (руб.) |

|Март 2002 года (руб.) |

|Апрель 2002 года (руб.) |

|Май 2002 года (руб.) |

|Общая сумма (руб.) |

| |

|Капитальные вложения |

| |

|1 |

|Стоимость специального оборудования |

|175000,00 |

| |

| |

| |

|175000,00 |

| |

|2 |

|Программное обеспечение |

|73000,00 |

| |

| |

| |

|73000,00 |

| |

|Текущие затраты |

| |

|3 |

|Материальные затраты |

|23500,00 |

|18500,00 |

|13000,00 |

|18500,00 |

|73500,00 |

| |

|4 |

|Покупные комплектующие |

|14000,00 |

|5200,00 |

|3100,00 |

|6000,00 |

|28300,00 |

| |

|5 |

|Расходы на оплату труда |

|85000,00 |

|85000,00 |

|85000,00 |

|85000,00 |

|340000,00 |

| |

|6 |

|Отчисления во ВБФ |

|32500,00 |

|32500,00 |

|32500,00 |

|32500,00 |

|130000,00 |

| |

|7 |

|Канцелярские расходы |

|6200,00 |

|6200,00 |

|6200,00 |

|6200,00 |

|24800,00 |

| |

|8 |

|Прочие прямые расходы |

|24620,00 |

|25240,00 |

|26800,00 |

|15620,00 |

|92280,00 |

| |

|Итого: |

|936880,00 |

| |

|В рассматриваемом варианте, согласно сетевому графику, продолжительность всех |

|видов проектных работ составляет 4 месяца. Размер затрат по отдельным статьям |

|дан в ориентации на нынешние рыночные цены (2002 год), уровень оплаты труда и |

|отчислений во внебюджетные фонды от ФОТ. |

|Цена системы определена затратным методом и составляет с учетом капитальных |

|затрат на тиражирование 1 153 700,00 руб. В связи с этим целесообразно оценить |

|точку безубыточности и экономическую эффективность тиражирования системы. |

|Такая цена системы является вполне конкурентоспособной на рынке немногочисленных|

|продуктов данного класса. В частности, например, наиболее близкий конкурент |

|аналитический комплекс «Прогноз» в полной комплектации оценивается |

|разработчиками в 860 000 руб, что естественно не включает в себя стоимость |

|компьютерной техники и базового программного обеспечения (Microsoft Windows, |

|Microsoft Office, Oracle или другую СУБД). |

|Расчет экономической эффективности, связанной с тиражированием |

|Тиражирование проводится конкретно под заказ, так как система требует адаптации |

|и настройки на определенные условия и специфику административно-территориальной |

|единицы. Предположительно будем считать, что после окончания разработки системы |

|в каждый последующий месяц будет тиражировано и реализовано по единице продукта.|

|В «Таблице 10» представлены результаты расчета затрат на тиражирование системы. |

|В «Таблице 11» представлены финансовые результаты разработки системы. |

| |

|Таблица 10. Калькуляция затрат на тиражирование системы |

|№ |

|Наименование статьи |

|Сумма (руб.) |

| |

|Капитальные затраты |

| |

| |

|1 |

|Стоимость специального оборудования |

|86000,00 |

| |

|2 |

|Программное обеспечение |

|44000,00 |

| |

|Итого: |

|130000,00 |

| |

|Ежемесячные расходы |

| |

|2 |

|Материальные расходы |

|14500,00 |

| |

|3 |

|Затраты на тиражирование ед. ПП |

|54000,00 |

| |

|4 |

|Расходы на оплату труда (мес.) |

|85000,00 |

| |

|5 |

|Отчисления во ВБФ |

|32500,00 |

| |

|6 |

|Канцелярские расходы |

|6200,00 |

| |

|7 |

|Прочие прямые расходы |

|24620,00 |

| |

|Итого: |

|216820,00 |

| |

| |

| |

|Таблица 11. Финансовые результаты разработки системы |

|НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ |

|Февраль 2002г. (руб.) |

|Март 2002г. (руб.) |

|Апрель 2002г. (руб.) |

|Май 2002г. (руб.) |

|Июнь 2002г. (руб.) |

|Июль 2002г. (руб.) |

|Август 2002г. (руб.) |

| |

|1) Операционная деятельность |

| |

| 1.1. Объем продаж (шт.) |

|0 |

|0 |

|0 |

|1 |

|1 |

|1 |

|1 |

| |

| 1.2. Цена единицы продукции |

|1153700 |

|1153700 |

|1153700 |

|1153700 |

|1153700 |

|1153700 |

|1153700 |

| |

| 1.3. Выручка |

|0 |

|0 |

|0 |

|1153700 |

|1153700 |

|1153700 |

|1153700 |

| |

| 1.4.Текущие затраты |

|190900 |

|172530 |

|163516 |

|162920 |

|459630 |

|459630 |

|459630 |

| |

| 1.5. Амортизация |

|5922 |

|5922 |

|5922 |

|5922 |

|3523 |

|3523 |

|3523 |

| |

| 1.6. Прибыль до вычета налога |

|-196822 |

|-178452 |

|-169438 |

|984858 |

|690547 |

|690547 |

|690547 |

| |

| 1.7. Налоги и сборы |

|0 |

|0 |

|0 |

|403792 |

|283124 |

|283124 |

|283124 |

| |

| 1.8. Проектируемый чистый доход |

|-196822 |

|-178452 |

|-169438 |

|581066 |

|407423 |

|407423 |

|407423 |

| |

| 1.9. Чистый приток от операционный деятельности |

|-190900 |

|-172530 |

|-163516 |

|586988 |

|410946 |

|410946 |

|410946 |

| |

|2) Инвестиционная деятельность |

| |

| 2.1. Капитальные затраты |

|248000 |

|0 |

|0 |

|130000 |

|130000 |

|130000 |

|130000 |

| |

|3) Чистый приток от всех видов деятельности |

|-438900 |

|-172530 |

|-163516 |

|456988 |

|280945 |

|280945 |

|280945 |

| |

|На «Рис.3.» представлен график рентабельности, в соответствии с проведенными |

|расчетами точкой безубыточности является единица продукта. |

|[pic] |

|«Рис.3. График рентабельности». |

|Общая сумма приведенных выгод деятельности за 11 месяцев составляет: |

|D = 1 089 459 руб. при сумме капиталовложений K = 512 038 руб.. Результаты |

|разработки и тиражирования системы за период деятельности с фев'02 по авг'02 |

|характеризуются следующими показателями эффективности: |

|1. Чистый дисконтированный доход |

|[pic], |

| NPV = 1 089 459 руб. |

|2. Индекс прибыльности: |

|[pic], [pic] |

| PI = 2,13 |

|3. Отношение выгоды/затраты: |

|[pic] и [pic] |

|R = 3,52 |

|Срок окупаемости для разработчика составляет 6 месяцев, реализация трех |

|экземпляров системы покрывает все капитальные и текущие затраты. На «Рис.4.» |

|представлен чистый дисконтированный доход, на «Рис.5.» отражены потоки реальных |

|денег во времени или, так называемый график Cash – Flow. |

|[pic] |

|«Рис.4.Накопленный ЧДД». |

|[pic] |

|«Рис.5. Потоки реальных денег». |

|Оценка социального эффекта от применения системы |

|Следует заметить, что внедрение системы и принятие с ее помощью более |

|обоснованных управленческих решений способствует важному социальному эффекту — |

|улучшению жилищных условий населения, обеспечивает более рациональную социальную|

|поддержку незащищенных слоев населения с низким уровнем доходов, способствует |

|снижению социальной напряженности в обществе. |

|Прогнозирование различных показателей развития городской системы в целом и |

|жилищно-коммунальной сферы в частности помогает предотвратить конфликтные |

|ситуации между властью и обществом, предвидеть народные волнения в результате |

|необдуманных действий властей, например, в результате резкого повышения тарифов |

|для населения на услуги жилищно-коммунального хозяйства. |

|На сегодняшний день не существует универсальных методик количественной оценки |

|социального эффекта от внедрения систем поддержки принятия решений в |

|социально-экономических системах. Сведение социального эффекта к каком-то одному|

|показателю, например, обеспеченность населения жильем, влечет за собой |

|возможность потери очень важной информации о других показателях, например, |

|доходах населения. Поэтому социальный эффект можно выразить как комплексное |

|устойчивое развитие города в целом с учетом всех основных |

|социально-экономических показателей. Пример, подобного анализа результатов |

|моделирования был приведен выше при выборе оптимальной стратегии финансирования |

|жилого фонда. Анализ результатов моделирования проводился по всем основным |

|социально-экономическим показателям с учетом каждой подсистемы: бюджет, |

|население, жилой фонд, предприятия и др. В результате анализа выбранная |

|стратегия финансировования приводила к устойчивому и комплексному развитию |

|города. |

|Таким образом, социальный эффект от использования системы заключается в |

|следующих явлениях: |

|улучшение жилищных условий населения (основные индикаторы: обеспеченность |

|населения жильем, степень износа жилого фонда, доступность приобретения жилья) |

|снижение социальной напряженности (основные индикаторы: доля квартплаты в доходе|

|семьи, уровень неплатежей). |

|комплексное развития города в целом (основные индикаторы: население, бюджет, |

|доходы и расходы бюджета, жилой фонд с различной детализацией и др.) |

|Поэтому социальной эффект может превысить по своей значимости экономический |

|эффект. Это может привести к тому, что некоторым городам будет выгодно |

|приобретать и использовать данную систему даже без значительной финансовой |

|отдачи. Косвенные результаты для населения и для города в целом могут превысить |

|по значимости финансовые затраты на внедрение и использование данной системы. |