ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О РАСЧЕТЕ СЕТЕВЫХ ГРАФИКОВ НА ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИНАХ (ЭВМ)

Существенным преимуществом методов сетевого планирования является возможность применения средств вычислительной техники. Эта возможность заложена в самой идее построения сетевого графика и основана на математическом анализе выполнения работ.

Расчет с использованием ЭВМ позволяет в исключительно короткие сроки разработать наиболее оптимальные варианты графика по заданным критериям, определить резервы времени и предельные сроки выполнения работ, анализировать ход выполнения графика и выдавать строителям объективную информацию, необходимую для оперативного руководства.

Указанный расчет на ЭВМ производится по специальным программам и исходным данным событий и работ. Программы для ЭВМ подготавливаются заранее специалистами вычислительных центров и хранятся в специальных библиотеках программ, предназначенных для расчета параметров различных сетей. Исходные данные подготавливаются составителями сводных сетевых графиков в виде выверенных и закодированных массивов.

В настоящее время для расчета сетевых графиков на различных ЭВМ создано несколько комплектов программ, которые могут быть использованы как в период составления исходных графиков, так и на стадии оперативного планирования. Эти программы содержат указания, для каких условий они предназначены. Так, например, в институте «Гипротис» создан комплект программ для решения задач сетевого планирования на машине БЭСМ-2М, ВНИИ Мосстроя разработал программы для расчета сетевых графиков на машине «Урал»-4 — и т.д.

Программы отличаются одна от другой, так как каждая из Них составляется для конкретных условий и для используемой ЭВМ. Однако подготовка исходных данных для их разработки практически аналогична для всех программ.

В настоящее время для расчетов сетевых графиков применяют следующие ЭВМ: «Минск-1», «Минск-2», «Минск-22», «Урал-4», «БЭСМ-2М», «ВНИИЭМ-1», «Урал-11», «Урал-14».

Принципиальная схема указанных ЭВМ приведена на рис. 127. Ввод исходных данных в машину осуществляется через устройство ввода УВ, при помощи перфокарт, бумажной перфоленты или магнитной ленты. Перфолента обеспечивает более быстрый ввод сведений. Затем данные поступают в вычислительное арифметическое устройство АУ и в оперативно-запоминающее устройство машины ОЗУ для отработки, результаты которой поступают на устройство вывода УВы.

Рис. 127. Блок-схема электронно-вычислительной машины.

Вычислительное устройство производит нужные арифметические действия над введенными данными. Время выполнения операций в этом устройстве измеряется тысячными и миллионными долями секунды.

Устройство управления УУ отдает команды к действию каждому из устройств ЭВМ. Контроль за правильностью вычислений машина производит автоматически, о чем из АУ и ОЗУ поступают соответствующие сигналы в устройство управления, которое интерпретирует программу, а также управляет вводом и выводом информации и ее перемещением внутри машины.

На рис. 128 показан план размещения ЭВМ «Урал-11Б» в вычислительном центре треста Приднепроворгтехстрой, обслуживающем стройки Приднепровья.

Расчет сетевого графика на ЭВМ расчленяется на три стадии: математическую, заключающуюся в разработке алгоритма расчета графика на ЭВМ, подготовку исходных данных для расчета и соответственно расчета.

Алгоритмом называется порядок выполнения последовательных операций, необходимых для решения заданной задачи.

Для того чтобы решить какую-либо задачу, вычислительная машина должна точно «знать», в какой последовательности нужно производить операции, к какому действию перейти после получения того или иного промежуточного результата. В машину недостаточно ввести формулу, нужно еще дать указание, как ее применить.

Как указывалось ранее, алгоритмы обычно разрабатываются научно-исследовательскими институтами. Для машинного расчета в основу взяты алгоритмы ручного способа расчета сетевых графиков.

На основании алгоритма математик-программист разрабатывает программу расчета, учитывая конкретные особенности применяемой ЭВМ. Программа — это последовательность команд машине, необходимых для расчета сетевых графиков. Ниже приведена укрупненная блок-схема последовательности работы для БЭСМ-2М.

Рис. 128. Схема размещения ЭВМ «Урал-11Б» в вычислительном центре треста Приднепроворгтехстрой:

А — начальник центра; Б — машинный зал; В — сектор математиков; Г — склад перфокарт; Д— механическая мастерская; Е — лаборатория электроники; Ж — перфораторная; 1 — перфораторы У-105; 2 — телетайп Т67-1; 3 — устройство управления ЭВМ У-328; 4 — арифметическое устройство У-541; 5 — устройство ввода ВУ-700-2; 6 — шкаф управления ввода У-215; 7 — шкаф управления лентопротяжки У-445; 8 — лентопротяжный механизм У-445; 9 — печатающее устройство.

На второй стадии строители должны передать в вычислительный центр исходные данные, к которым относятся сведения о составляющих сетевой график работах, т. е. номера предшествующего Р m, последующего Sn событий и продолжительность работы tm-n в днях или неделях. Каждая работа записывается (кодируется) строкой в естественном десятичном виде по схеме: номер предшествующего события, номер последующего события и продолжительность работ в днях. В нашем примере сетевой график, изображенный на рис. 121, состоит из 15 работ. Исходные данные этого графика приводятся в табл. 61.

Схема последовательности работ программы

Таблица 61

Исходные данные сетевого графика, изображенного на рис. 121

Первые четыре цифры каждой строки определяют номер предшествующего события, следующие четыре — номер последующего события и две последние — продолжительность работы в днях. Входящие в график начальные работы, т. е. работы, у которых начальное событие является исходным, записываются со знаком минус; все остальные — со знаком плюс. Знак минус или плюс проставляется между второй и третьей цифрами.

Нумерация событий и запись работ могут проводиться в любой последовательности. При наличии работ более 63 дней они разделяются на части фиктивными событиями и записываются по частям.

Наряду с исходными данными о работах в списке должно быть определено и записано (закодировано) еще три вида данных: число вводимых работ do, данные об окончании информации d1 и календарная дата начала работ d2 (рис. 129).

Число вводимых работ d0 записывается в начале списка истходных данных в десятичном виде. Окончание информации d1 замыкает список работ и служит признаком окончания обрабатываемого программой массива.

Информации о работах записываются в виде постоянной величины 0001 в конце последней строки.

Календарная дата начала работ заносится последней в список исходных данных. Каждый элемент даты (число, месяц, год) обозначается двузначной десятичной цифрой.

Составленный таким образом и закодированный способ исходных данных переносится на стандартные бланки, аналогичные тем бланкам, на которых записана программа. На рис. 128 представлен стандартный бланк, на котором закодирована исходная информация рассматриваемого нами графика.

Исходные данные, полученные от исполнителей, в вычислительном центре переводятся в соответствии с программой на перфокарты или перфоленту, которые затем закладываются в машину для расчета. В результате расчета машина определяет длину критического пути, список работ, сроки раннего начала и позднего окончания работ, а также резервы времени для всех работ. Если в исходных данных имеется дата начала работ, то сроки начала и окончания работ автоматически привязываются к календарным датам. Машина выдает расчетную информацию в виде четырех массивов (рис. 130).

Рис. 129. Стандартный бланк с цифрами для передачи в вычислительный центр исходных данных сетевого графика, изображенного на рис. 121.

Рис. 130. Стандартный бланк выходной информации.

В первом массиве печатаются длина критического пути (в днях), дата свершения всех работ и перечень работ, лежащих на критическом пути. Первая строка всех работ — год, число и месяц. Затем печатается список работ, лежащих на критическом пути. Каждой работе отводится две строки. В первой из них первые четыре цифры обозначают номер предшествующего события, вторые четыре — номер последующего события. Вторая строка обозначает продолжительность работы.

Во втором массиве результаты печатаются группами по две строки. В первой содержится номер события, во второй (первые четыре цифры) — позднее время свершения события (в днях) и дата свершения события (год, число, месяц).

В третьем массиве результаты печатаются группами по четыре строки. В первой из них содержится наименование работы (по предшествующему и последующему событиям), во второй — частный резерв времени (первые четыре цифры) и продолжительность работ (следующие четыре цифры). В третьей строке первые четыре цифры обозначают время раннего начала работ, следующие цифры — дату раннего начала. В четвертой строке первые четыре цифры показывают время, а следующие цифры — дату позднего окончания работы.

В четвертом массиве печатается список собранных в узлы работ графика. В каждой строке две первые цифры порядка обозначают начальное событие, четыре следующие — конечное событие и две последние цифры — продолжительность работы в днях.

Список работ печатается в порядке увеличения номеров начальных событий.

На этом расчет параметров сети по рассматриваемой программе для машины БЭСМ-2М заканчивается.

Другие программы могут предусматривать иной порядок выдачи результатов. Так, программа, разработанная Институтом кибернетики АН УССР, предусматривает использование исходных данных, аналогичных описанным выше, но выдает расчетную информацию в двух массивах: в первом содержатся ранние сроки свершения событий, а во втором — их поздние сроки. Этих результатов и данных о продолжительности работ вполне достаточно для определения критического пути и резервов времени каждой работы.

В вычислительных центрах информация, полученная в результате расчета, анализируется, если нужно, перерабатывается и затем передается на места для использования ее руководством строительства.

В настоящее время созданы программы для расчета на ЭВМ сетевых графиков, включающих до 1900 работ при максимальном числе событий — 1999. Сетевой график на 1000 работ рассчитывается на БЭСМ-2М за 20—25 мин с учетом времени ввода исходной информации и вывода полученных результатов на бумажную ленту.

В процессе разработки графика и подготовки его к машинному счету могут возникнуть структурные ошибки. Наиболее распространенной ошибкой является так называемый контур или цикл.

Наличие в графике контура указывает на нарушение технологической последовательности работ и, как правило, не позволяет произвести исследование процесса. Если машина обнаруживает в графике контур, то составляющие его работы фиксируются, и дальнейший расчет прекращается.

При большом количестве работ любой из ручных способов проверки списка работ сетевого графика — весьма трудоемкая работа, не исключающая ошибок. Для обнаружения ошибок в списке исходных данных используют ЭВМ. Так, для машины Урал-4 составлена специальная программа, которая анализирует список работ сетевого графика, обнаруживает и печатает следующие виды ошибок:

работы, у которых равны между собой номера начальных и конечных событий;

работы, у которых номер начального события больше конечного;

повторяющиеся работы; пропущенные работы.

Однако ЭВМ в процессе расчета сетевых графиков не могут обнаружить и исправить технологические ошибки, допущенные при составлении графика (за исключением циклов); определить пути, близкие к критическим; обнаружить ошибку, если она допущена в определении продолжительности работ.

Указанные обстоятельства говорят о том, что разработку сетевых графиков и подготовку исходных данных для машинного счета следует поручать опытным специалистам, изучившим технологию строительства возводимых сооружений.