Скачать .docx  

Курсовая работа: Сетевые графики

Многие крупные проекты, такие как строительство дома, изготовление станка, разработка автоматизированной системы бухгалтерского учета и т.д., можно разбить на большое количество различных операций (работ). Некоторые из этих операций могут выполняться одновременно, другие — только последовательно: одна операция после окончания другой. Например, при строительстве дома можно совместить во времени внутренние отде­лочные работы и работы по благоустройству территории, однако возводить стены можно только после того, как будет готов фундамент.

Задачи планирования работ по осуществлению некоторого проекта состоят в определении времени возможного окончания как всего проекта в целом, так и отдельных работ, образующих проект; в определении резервов времени для выполнения отдельных работ; в определении критических работ, то есть таких работ, задержка в выполнении которых ведет к задержке выполнения всего проекта в целом; в управлении ресурсами, если таковые имеются и т.п.

Пусть некоторый проект W состоит из работ V1 ,...,Vn ; для каждой работы Vk , известно, или может быть достаточно точно оценено время ее выполнения t(Vk ). Кроме того, для каждой работы Vk известен, возможно пустой, список ПРЕДШ(Vk ) работ, непосредственно предшествующих выполнению работы Vk . Иначе говоря, работа Vk может начать выполняться только после завершения всех работ, входящих в список ПРЕДШ(Vk ).

Для удобства, в список работ проекта W добавим две фиктивные работы s и p, где работа s обозначает начало всего проекта W. а работа p — завершение работ по проекту W. При этом будем считать, что работа s предшествует всем тем работам vÎW, для которых список ПРЕДШ(v) пуст, иначе говоря, для всех таких работ vÎW положим ПРЕДШ(v)={s}. Положим далее ПРЕДШ(s) =Æ, ПРЕДШ(p)={vÎW: v не входит ни в один список ПРЕДШ(w)}, то есть считаем, что работе p предшествуют все те работы, которые могут выполняться самыми последними. Время выполнения работ s и p естественно положить равными нулю: t(s)=t(p)=0.

Весь проект W теперь удобно представить в виде сети G=(V,E,c). Ориентированный взвешенный граф G=(V,E,c) называется сетью. Сеть может быть представлена матрицей весов дуг, массивами смежностей СЛЕД или ПРЕДШ, или списками СЛЕД[v] или ПРЕДШ[v]. При этом записи в списках смежности состоят из трех компонент: поля имени узла, поля веса соответствующей дуги и поля ссылки на следующую запись), где сеть G=(V,E,c) определим по правилам:

1. V=W, то есть множеством узлов объявим множество работ;

2. E={(v,w) : vÎПРЕДШ(w)}, то есть отношение предшествования задает дуги в сети;

3. c(v,w)=t(w).

Так построенную сеть G часто называют сетевым графиком выполнения работ по проекту W. Легко видеть, что списки смежностей этой сети ПРЕДШ[v] совпадают с заданными для проекта списками предшествующих работ ПРЕДШ(v).

Понятно, что сетевой график любого проекта не должен содержать контуров. Действительно, пусть узлы Vk 1 ,Vk 2 ,...,Vkr =Vk 1 образуют контур в сети G. Это означает, что работа Vk 2 не может на­чаться раньше, чем будет завершена работа Vk 1 , работа Vk 3 — раньше, чем завершится работа Vk 2 , и т.д., и, наконец, Vkr = Vk 1 — раньше, чем будет завершена работа Vkr -1 . Но тогда никакая из работ Vk 1 ,...,Vkr никогда не сможет быть выполнена. А каждый реальный проект должен допускать возможность его завершения. Следовательно, в сетевом графике нет контуров.

Отсутствие контуров в сети G позволяет пронумеровать работы проекта W таким образом, чтобы для каждой дуги (Vi ,Vj ) сети G выполнялось условие i<j, то есть каждая дуга идёт из узла с меньшим номером в узел с большим номером. Осущест­вить такую нумерацию узлов сети G можно с помощью алгоритма топологической сортировки. Поэтому в дальнейшем будем считать, что узлы в сети G топологически отсортированы.

Конечной целью построения сетевой модели является получе­ние информации о возможных сроках выполнения как отдельных работ, так и о возможном сроке выполнения всего проекта в це­лом. Обозначим через PBЫП(v) (соответственно PHAЧ(v)) наиболее ранний возможный срок выполнения работы v (соответственно наиболее ранний возможный срок начала работы v). Удобно считать, что PBЫП(s)=PHAЧ(s)=0. Поскольку на­чать выполнять работу v можно только после того, как будут выполнены все работы, предшествующие данной работе v, то получим следующие формулы для расчета значений PHAЧ(v) и PBЫП(w):

PHAЧ(v) = МАКС{PBЫП(w): wÎПРЕДШ(v)},

PBЫП(v)= PHAЧ(v) + t(v).

Значение PBЫП(p) дает наиболее ранний возможный срок завершения всего проекта в целом. Приведем запись алгоритма, непосредственно вычисляющего характеристики РНАЧ и РВЫП.

АЛГОРИТМ 1.

Данные: Сетевой график G работ V, заданный списками ПРЕДШ(v), vÎV.

Результаты: Наиболее ранние возможные сроки начала и выполнения работ РНАЧ(v), РВЫП(v), vÎV.

Шаг 1. Объявить возможные ранние сроки начала РНАЧ(v) и выполнения РВЫП(v) работ равными нулю. Текущей вершиной объявить первую вершину vk =v1.

Шаг 2. Всем вершинам v предшествующим текущей вершине vk , значение РНАЧ(vk ) присвоить максимум из значений РВЫП(v) и РНАЧ(vk ). Значение РВЫП(vk ) положить равным значению РНАЧ(vk ) плюс время выполнения самой работы текущей вершины t(vk ).

Шаг 3. Если имеется следующая вершина (работа) после текущей, то объявить ее текущей вершиной vk , иначе перейти в Шаг 5.

Шаг 4. Вернуться в Шаг 2.

Шаг 5. Выдать наиболее ранние возможные сроки начала и выполнения работ РНАЧ(v), РВЫП(v), vÎV, конец работы алгоритма.

Пусть T — плановый срок выполнения проекта W. Ясно, что Т должно удовлетворять неравенству Т >= РВЫП(Vn +1 ).

Через ПВЫП(v) (соответственно ПНАЧ(v)) обозначим наиболее поздний допустимый срок выполнения (начала) работы v, то есть такой срок, который не увеличивает срок Т реализации всего проекта.

Значения возможных и допустимых сроков выполнения работ позволяют определить резервы времени для выполнения той или иной работы. Полный резерв (иногда его называют суммарный) времени выполнения работ определяется по формуле:

PE3EPB(v)=ПHAЧ(v)-PHAЧ(v).

Значение PE3EPB(v) равно максимальной задержке в выпол­нении работы v, не влияющей на плановый срок Т. Понятно, что справедливо и такое равенство: РЕЗЕРВ(v)=ПВЫП(v)-РВЫП(v).

Работы, имеющие нулевой резерв времени, называются критическими. Через любую такую работу проходит некоторый мак­симальный s-p-путь в сети G. Критические работы характеризуются тем, что любая задержка в их выполнении автоматически ведет к увеличению времени выполнения всего проекта.

Приведем запись алгоритма, непосредственно вычисляющего характеристики ПВЫП и ПНАЧ.

АЛГОРИТМ 2.

Данные: Сетевой график G работ V, заданный списками ПРЕДШ(v), vÎV, плановый срок окончания проекта – Т.

Результаты: Наиболее поздние допустимые сроки выполнения и начала работ ПВЫП(v) и ПНАЧ(v).

Шаг 1. Объявить для всех работ vÎV значение наиболее позднего срока выполнения работ равным Т – значению планового срока окончание проекта и вершину vp фиктивной работы p объявить текущей vk .

Шаг 2. Присвоить значение ПНАЧ текущей работы vk равным значению ПВЫП работы и вычесть время выполнения текущей работы.

Шаг 3. Присвоить значению ПВЫП(v) для всех работ vÎПРЕДШ(v) предшествующих текущей работе vk минимальное значение из значений ПВЫП выполнения роботы v или ПНАЧ выполнения текущей работы vk , если таковых нет перейти в Шаг 4.

Шаг 4. Если имеется предыдущая вершина (работа) к текущей, то объявить её текущей, иначе перейти в Шаг 6.

Шаг 5. Перейти в Шаг 2.

Шаг 6. Выдать наиболее поздние допустимые сроки выполнения и начала работ ПВЫП(v) и ПНАЧ(v), конец работы алгоритма.


Проиллюстрируем работу приведенных алгоритмов на следующих примерах:

Пример 1: Проект гаража для стоянки автопогрузчиков.

n

Наименование работы

Предшеству-ющие работы

Время вы-полнения t(vk )

1

Начало проекта (фиктивн. работа)

Нет

0

2

Срезка растительного слоя грунта

1

5

3

Монтаж каркаса

2

30

4

Обшивка стен профнастилом

3

15

5

Кровля из профнастила

3

12

6

Заполнение проема воротами

4

5

7

Масляная окраска ворот и профнастила

5,6

10

8

Щебёночное основание под полы

7

3

9

Асфальтовое покрытие

8

3

10

Уборка строительного мусора после строит.

7

3

11

Конец проекта (фиктивная работа)

9,10

0

Рис 1. Проект гаража для стоянки автопогрузчиков.

Найдем значения наиболее раннего начала и выполнения работ проекта посредством алгоритма 1. Работу алгоритма изложим в виде последовательности выполняемых шагов.

Шаг n

Действия выполняемые шагом

1

Объявление значений РНАЧ(v) и РВЫП(v), vÎV равными нулю. Текущая вершина vk =1.

2

Вершин предшествующей первой нет.

РВЫП(1)=РНАЧ(1)+t(1). {РНАЧ(1) стало равным 0}

3

Текущая вершина vk =2.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(2)=МАКС{РВЫП(1),РНАЧ(2)} {РНАЧ(2) стало равным 0}

РВЫП(2)=РНАЧ(2)+t(2) {РВЫП(2) стало равным 5}.

3

Текущая вершина vk =3.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(3)=МАКС{РВЫП(2),РНАЧ(3)} {РНАЧ(3) стало равным 5}

РВЫП(3)=РНАЧ(3)+t(3) {РВЫП(3) стало равным 35}.

3

Текущая вершина vk =4.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(4)=МАКС{РВЫП(3),РНАЧ(4)}{РНАЧ(4) стало равным 35}

РВЫП(4)=РНАЧ(4)+t(4) {РВЫП(4) стало равным 50}.

3

Текущая вершина vk =5.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(5)=МАКС{РВЫП(3),РНАЧ(5)}{РНАЧ(5) стало равным 35}

РВЫП(5)=РНАЧ(5)+t(5) {РВЫП(5) стало равным 47}.

3

Текущая вершина vk =6.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(6)=МАКС{РВЫП(4),РНАЧ(6)}{РНАЧ(6) стало равным 50}

РВЫП(6)=РНАЧ(6)+t(6) {РВЫП(6) стало равным 55}.

3

Текущая вершина vk =7.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(7)=МАКС{РВЫП(5),РНАЧ(7)}{РНАЧ(7) стало равным 47}

РНАЧ(7)=МАКС{РВЫП(6),РНАЧ(7)}{РНАЧ(7) стало равным 55}

РВЫП(7)=РНАЧ(7)+t(7) {РВЫП(7) стало равным 65}.

3

Текущая вершина vk =8.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(8)=МАКС{РВЫП(7),РНАЧ(8)} {РНАЧ(8) стало равным 65}

РВЫП(8)=РНАЧ(8)+t(8) {РВЫП(8) стало равным 68}.

3

Текущая вершина vk =9.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(9)=МАКС{РВЫП(8),РНАЧ(9)}{РНАЧ(9) стало равным 68}

РВЫП(9)=РНАЧ(9)+t(9) {РВЫП(9) стало равным 71}.

3

Текущая вершина vk =10.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(10)=МАКС{РВЫП(7),РНАЧ(10)}{РНАЧ(10) стало равным 65}

3

Текущая вершина vk =11.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(11)=МАКС{РВЫП(9),РНАЧ(11)}{РНАЧ(11) стало равным 71}

РНАЧ(11)=МАКС{РВЫП(10),РНАЧ(11)}{РНАЧ(11) стало равным 71}

3

Переход в Шаг 5.

5

Конец работы алгоритма, выдача значений наиболее раннего начала и выполнения работ.

Таблица результатов работы алгоритма.

n

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

РНАЧ(v)

0

0

5

35

35

50

55

65

68

65

71

РВЫП(v)

0

5

35

50

47

55

65

68

71

68

71

Получили, что минимальное время, требуемое для выполнения проекта равно Т=РВЫП(11), Т=71. Теперь найдем посредством алгоритма 2 значение времени наиболее позднего начала и выполнения работ. Работу алгоритма изложим в виде последовательности выполняемых шагов.

Шаг n

Действия выполняемые шагом

1

Объявление значений ПВЫП(v), vÎV равным Т.

Текущая вершина vk =11.

2

ПНАЧ(11)=ПВЫП(11)-t(11) {ПНАЧ(11) стало равным 71}.

3

ПВЫП(9)=МИН{ПВЫП(9),ПНАЧ(11)}{ПВЫП(9) стало равным 71}

ПВЫП(10)=МИН{ПВЫП(10),ПНАЧ(11)}{ПВЫП(10) стало равным 71}

4

Текущая вершина vk =10.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(10)=ПВЫП(10)-t(10) {ПНАЧ(10) стало равным 68}

3

ПВЫП(7)=МИН{ПВЫП(7),ПНАЧ(10)}{ПВЫП(7) стало равным 68}

4

Текущая вершина vk =9.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(9)=ПВЫП(9)-t(9) {ПНАЧ(9) стало равным 68}

3

ПВЫП(8)=МИН{ПВЫП(8),ПНАЧ(9)}{ПВЫП(8) стало равным 68}

4

Текущая вершина vk =8.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(8)=ПВЫП(8)-t(8) {ПНАЧ(8) стало равным 65}

3

ПВЫП(7)=МИН{ПВЫП(7),ПНАЧ(8)}{ПВЫП(7) стало равным 65}

4

Текущая вершина vk =7.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(7)=ПВЫП(7)-t(7) {ПНАЧ(7) стало равным 55}

3

ПВЫП(5)=МИН{ПВЫП(5),ПНАЧ(7)}{ПВЫП(5) стало равным 55}

ПВЫП(6)=МИН{ПВЫП(6),ПНАЧ(7)}{ПВЫП(6) стало равным 55}

4

Текущая вершина vk =6.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(6)=ПВЫП(6)-t(6) {ПНАЧ(6) стало равным 50}

3

ПВЫП(4)=МИН{ПВЫП(4),ПНАЧ(6)}{ПВЫП(5) стало равным 50}

4

Текущая вершина vk =5.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(5)=ПВЫП(5)-t(5) {ПНАЧ(5) стало равным 43}

3

ПВЫП(3)=МИН{ПВЫП(3),ПНАЧ(5)}{ПВЫП(3) стало равным 43}

4

Текущая вершина vk =4.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(4)=ПВЫП(4)-t(4) {ПНАЧ(4) стало равным 35}

3

ПВЫП(3)=МИН{ПВЫП(3),ПНАЧ(4)}{ПВЫП(3) стало равным 35}

4

Текущая вершина vk =3.

5

Переход в шаг 2.

2

ПНАЧ(3)=ПВЫП(3)-t(3) {ПНАЧ(3) стало равным 5}

3

ПВЫП(2)=МИН{ПВЫП(2),ПНАЧ(3)}{ПВЫП(2) стало равным 5}

4

Текущая вершина vk =2.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(2)=ПВЫП(2)-t(2) {ПНАЧ(2) стало равным 0}

3

ПВЫП(1)=МИН{ПВЫП(1),ПНАЧ(2)}{ПВЫП(1) стало равным 0}

4

Текущая вершина vk =1.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(1)=ПВЫП(1)-t(1) {ПНАЧ(1) стало равным 0}

3

Переход в Шаг 4.

4

Переход в Шаг 6.

6

Конец работы алгоритма, выдача значений времени наиболее позднего начала и выполнения работ.


Дадим таблицу результатов работы алгоритма с результатами предыдущего алгоритма и сосчитаем резерв времени для каждой работы по формуле PE3EPB(v)=ПНАЧ(v)-PHAЧ(v) или РЕЗЕРВ(v)=ПВЫП(v)-РВЫП(v).

Работы

РНАЧ

РВЫП

ПНАЧ

ПВЫП

Резерв

1

0

0

0

0

0

2

0

5

0

5

0

3

5

35

5

35

0

4

35

50

35

50

0

5

35

47

43

55

8

6

50

55

50

55

0

7

55

65

55

65

0

8

65

68

65

68

0

9

68

71

68

71

0

10

65

68

68

71

3

11

71

71

71

71

0

Из таблицы видно, что критическими работами являются 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 11, которые и образуют в сети G критический путь. Расчеты выполнены при Т=71.

Пример 2: Проект склада сажи и других материалов в помещение производственного цеха.

n

Наименование работы

Предшеству-ющие работы

Время вы-полнения t(vk )

1.

Начало проекта (фиктивн. работа)

Нет

0

2.

Монтаж металлоконструкций нижней обвязки каркаса

1

5

3.

Устройство бетона под стойки

2

3

4.

Монтаж стоек

3

10

5.

Монтаж опорных столиков

4

5

6.

Монтаж балок

2

7

7.

Монтаж металлоконструкций ворот

6

7

8.

Обшивка стен и кровли волнистым листом

6

12

9.

Монтаж козлового крана

7

5

10.

Устройство асфальтобетонных покрытий

8

5

11.

Конец проекта (фиктивн. работа)

5,9,10

0

Рис 2. Проект склада сажи и других материалов в помещение производственного цеха.

Найдем значения наиболее раннего начала и выполнения работ проекта посредством алгоритма 1. Работу алгоритма изложим в виде последовательности выполняемых шагов.

Шаг n

Действия выполняемые шагом

1

Объявление значений РНАЧ(v) и РВЫП(v), vÎV равным нулю.

Текущая вершина vk =1.

2

Вершин предшествующей первой нет.

Значение РНАЧ(1)=РВЫП(1)+t(1).

3

Текущая вершина vk =2.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(2)=МАКС{РВЫП(1),РНАЧ(2)} {РНАЧ(2) стало равным 0}

РВЫП(2)=РНАЧ(2)+t(2) {РВЫП(2) стало равным 5}.

3

Текущая вершина vk =3.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(3)=МАКС{РВЫП(2),РНАЧ(3)} {РНАЧ(3) стало равным 5}

РВЫП(3)=РНАЧ(3)+t(3) {РВЫП(3) стало равным 8}.

3

Текущая вершина vk =4.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(4)=МАКС{РВЫП(3),РНАЧ(4)} {РНАЧ(4) стало равным 8}

РВЫП(4)=РНАЧ(4)+t(4) {РВЫП(4) стало равным 18}.

3

Текущая вершина vk =5.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(5)=МАКС{РВЫП(4),РНАЧ(5)} {РНАЧ(5) стало равным 18}

РВЫП(5)=РНАЧ(5)+t(5) {РВЫП(5) стало равным 23}.

3

Текущая вершина vk =6.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(6)={РВЫП(2),РНАЧ(6)} {РНАЧ(6) стало равным 5}

РВЫП(6)=РНАЧ(6)+t(6) {РВЫП(6) стало равным 12}.

3

Текущая вершина vk =7.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(7)=МАКС{РВЫП(6),РНАЧ(7)} {РНАЧ(7) стало равным 12}

РВЫП(7)=РНАЧ(7)+t(7) {РВЫП(7) стало равным 19}.

3

Текущая вершина vk =8.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(8)=МАКС{РВЫП(6),РНАЧ(8)} {РНАЧ(8) стало равным 12}

РВЫП(8)=РНАЧ(8)+t(8) {РВЫП(8) стало равным 24}.

3

Текущая вершина vk =9.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(9)=МАКС{РВЫП(7),РНАЧ(9)} {РНАЧ(9) стало равным 19}

РВЫП(9)=РНАЧ(9)+t(9) {РВЫП(9) стало равным 24}.

3

Текущая вершина vk =10.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(10)=МАКС{РВЫП(8),РНАЧ(10)} {РНАЧ(10) стало равным 24}

РВЫП(10)=РНАЧ(10)+t(10) {РВЫП(10) стало равным 29}.

3

Текущая вершина vk =11.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(11)=МАКС{РВЫП(9),РНАЧ(11)} {РНАЧ(11) стало равным 24}

РНАЧ(11)=МАКС{РВЫП(10),РНАЧ(10)}{РНАЧ(11) стало равным 29}

РВЫП(11)=РНАЧ(11)+t(11) {РВЫП(11) стало равным 29}.

3

Переход в Шаг 5.

5

Конец работы алгоритма, выдача значений наиболее раннего начала и выполнения работ.

Таблица результатов работы алгоритма.

n

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

РНАЧ(v)

0

0

5

8

18

5

12

12

19

24

29

РВЫП(v)

0

5

8

18

23

12

19

24

24

29

29

Получили, что минимальное время, требуемое для выполнения проекта равно Т=РВЫП(11), Т=29. Теперь найдем посредством алгоритма 2 значение времени наиболее позднего начала и выполнения работ. Работу алгоритма изложим в виде последовательности выполняемых шагов.

Шаг n

Действия выполняемые шагом

1

Объявление значений ПВЫП(v), vÎV равным Т.

Текущая вершина vk =11.

2

ПНАЧ(11)=ПВЫП(11)-t(11) {ПНАЧ(11) стало равным 29}.

3

ПВЫП(9)=МИН{ПВЫП(9),ПНАЧ(11)}{ПВЫП(9) стало равным 29}

ПВЫП(10)=МИН{ПВЫП(10),ПНАЧ(11)}{ПВЫП(10) стало равным 29}.

4

Текущая вершина vk =10.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(10)=ПВЫП(10)-t(10) {ПНАЧ(10) стало равным 24}.

3

ПВЫП(8)=МИН{ПВЫП(8),ПНАЧ(10)}{ПВЫП(8) стало равным 24}

4

Текущая вершина vk =9.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(9)=ПВЫП(9)-t(9) {ПНАЧ(9) стало равным 24}.

3

ПВЫП(7)=МИН{ПВЫП(7),ПНАЧ(9)}{ПВЫП(7) стало равным 24}.

4

Текущая вершина vk =8.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(8)=ПВЫП(8)-t(8) {ПНАЧ(8) стало равным 12}.

3

ПВЫП(6)=МИН{ПВЫП(6),ПНАЧ(8)}{ПВЫП(6) стало равным 12}.

4

Текущая вершина vk =7.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(7)=ПВЫП(7)-t(7) {ПНАЧ(7) стало равным 17}.

3

ПВЫП(6)=МИН{ПВЫП(6),ПНАЧ(7)}{ПВЫП(6) стало равным 12}.

4

Текущая вершина vk =6.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(6)=ПВЫП(6)-t(6) {ПНАЧ(6) стало равным 5}.

3

ПВЫП(2)=МИН{ПВЫП(2),ПНАЧ(6)}{ПВЫП(2) стало равным 5}.

4

Текущая вершина vk =5.

5

Переход в шаг 2.

2

ПНАЧ(5)=ПВЫП(5)-t(5) {ПНАЧ(5) стало равным 24}.

3

ПВЫП(4)=МИН{ПВЫП(4),ПНАЧ(5)}{ПВЫП(4) стало равным 24}.

4

Текущая вершина vk =4.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(4)=ПВЫП(4)-t(4) {ПНАЧ(4) стало равным 14}.

3

ПВЫП(3)=МИН{ПВЫП(3),ПНАЧ(4)}{ПВЫП(3) стало равным 14}.

4

Текущая вершина vk =3.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(3)=ПВЫП(3)-t(3) {ПНАЧ(3) стало равным 11}.

3

ПВЫП(2)=МИН{ПВЫП(2),ПНАЧ(3)}{ПВЫП(2) стало равным 5}.

4

Текущая вершина vk =2.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(2)=ПВЫП(2)-t(2) {ПНАЧ(2) стало равным 0}.

3

ПВЫП(1)=МИН{ПВЫП(1),ПНАЧ(2)}{ПВЫП(1) стало равным 0}.

4

Текущая вершина vk =1.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(1)=ПВЫП(1)-t(1) {ПНАЧ(1) стало равным 0}.

3

Переход в Шаг 4.

4

Переход в Шаг 6.

6

Конец работы алгоритма, выдача значений времени наиболее позднего начала и выполнения работ.

Дадим таблицу результатов работы алгоритма с результатами предыдущего алгоритма и сосчитаем резерв времени для каждой работы по формуле PE3EPB(v)=ПHAЧ(v)-PHAЧ(v) или РЕЗЕРВ(v)=ПВЫП(v)-РВЫП(v).

Работы

РНАЧ

РВЫП

ПНАЧ

ПВЫП

Резерв

1

0

0

0

0

0

2

0

5

0

5

0

3

5

8

11

14

3

4

8

18

14

24

10

5

18

23

24

29

5

6

5

12

5

12

0

7

12

19

17

24

7

8

12

24

12

24

0

9

19

24

24

29

5

10

24

29

24

29

0

11

29

29

29

29

0

Из таблиы видно, что критическими работами являются 1, 2, 6, 8, 10, 11, которые и образуют в сети G критический путь. Расчеты выполнены при Т=29.

Пример 3: Проект водоснабжения и наружной канализации при застройки квартала по ул. Токарей-Синяева в г. Екатеринбурге.

n

Наименование работы

Предшеству-ющие работы

Время вы-полнения t(vk )

1.

Начало проекта (фиктивн. Работа)

Нет

0

2.

Разработка грунта экскаваторами с ковшом 0.5 м3 с погрузкой на автомобили-самосвалы.

1

16

3.

Зачистка дна и стенок с выкидкой грунта.

2

10

4.

Монтаж водопроводных колодцев

1

32

5.

Монтаж плит перекрытий из легкого бетона.

3

21

6.

Пробивка в бетонных стенах и полах отверстий.

5

5

7.

Оклейка плит рубероидом и гидроизолом на нефтебитуме в 1 слой.

4,5

14

8.

Заделка сальников при проходе труб через фундаменты или стены подвалов.

5

10

9.

Монтаж скоб.

6

7

10.

Устройство стяжек цементных.

9

5

11.

Конец проекта. (фиктивн. Работа)

7,8,10

0

Рис 3. Проект водоснабжения и наружной канализации при застройки квартала по ул. Токарей-Синяева в г. Екатеринбурге.

Найдем значения наиболее раннего начала и выполнения работ проекта посредством алгоритма 1. Работу алгоритма изложим в виде последовательности выполняемых шагов.

Шаг n

Действия выполняемые шагом

1

Объявление значений РНАЧ(v) и РВЫП(v), vÎV равным нулю.

Текущая вершина vk =1.

2

Вершин предшествующей первой нет.

Значение РНАЧ(1)=РВЫП(1)+t(1).

3

Текущая вершина vk =2.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(2)=МАКС{РВЫП(1),РНАЧ(2)}{РНАЧ(2) стало равным 0}

РВЫП(2)=РНАЧ(2)+t(2) {РВЫП(2) стало равным 16}.

3

Текущая вершина vk =3.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(3)=МАКС{РВЫП(2),РНАЧ(3)}{РНАЧ(2) стало равным 16}

РВЫП(3)=РНАЧ(3)+t(3) {РВЫП(3) стало равным 26}.

3

Текущая вершина vk =4.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(4)=МАКС{РВЫП(1),РНАЧ(4)}{РНАЧ(4) стало равным 0}

РВЫП(4)=РНАЧ(4)+t(4) {РВЫП(4) стало равным 32}.

3

Текущая вершина vk =5.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(5)=МАКС{РВЫП(3),РНАЧ(5)}{РНАЧ(5) стало равным 26}

РВЫП(5)=РНАЧ(5)+t(5) {РВЫП(5) стало равным 47}.

3

Текущая вершина vk =6.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(6)=МАКС{РВЫП(5),РНАЧ(6)}{РНАЧ(6) стало равным 47}

РВЫП(6)=РНАЧ(6)+t(6) {РВЫП(6) стало равным 52}.

3

Текущая вершина vk =7.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(7)=МАКС{РВЫП(5),РНАЧ(7)}{РНАЧ(7) стало равным 47

РВЫП(7)=РНАЧ(7)+t(7) {РВЫП(7) стало равным 61}.

3

Текущая вершина vk =8.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(8)=МАКС{РВЫП(5),РНАЧ(8)}{РНАЧ(8) стало равным 47}

РВЫП(8)=РНАЧ(8)+t(8) {РВЫП(8) стало равным 57}.

3

Текущая вершина vk =9.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(9)=МАКС{РВЫП(6),РНАЧ(9)}{РНАЧ(9) стало равным 52}

РВЫП(9)=РНАЧ(9)+t(9) {РВЫП(9) стало равным }.

3

Текущая вершина vk =10.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(10)=МАКС{РВЫП(9),РНАЧ(10)}{РНАЧ(10) стало равным 59}

РВЫП(10)=РНАЧ(10)+t(10) {РВЫП(10) стало равным 64}.

3

Текущая вершина vk =11.

4

Переход в Шаг 2.

2

РНАЧ(11)=МАКС{РВЫП(7),РНАЧ(11)}{РНАЧ(11) стало равным 61}

РНАЧ(11)=МАКС{РВЫП(8),РНАЧ(11)}{РНАЧ(11) стало рвным 61}

РНАЧ(11)=МАКС{РВЫП(10),РНАЧ(11)}{РНАЧ(11) стало равным 64}

РВЫП(11)=РНАЧ(11)+t(11) {РВЫП(11) стало равным 64}.

3

Переход в Шаг 5.

5

Конец работы алгоритма, выдача значений наиболее раннего начала и выполнения работ.

Таблица результатов работы алгоритма.

n

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

РНАЧ(v)

0

0

16

0

26

47

47

47

52

59

64

РВЫП(v)

0

16

26

32

47

52

61

57

59

64

64

Получили, что минимальное время, требуемое для выполнения проекта равно Т=РВЫП(11), Т=64. Теперь найдем посредством алгоритма 2 значение времени наиболее позднего начала и выполнения работ. Работу алгоритма изложим в виде последовательности выполняемых шагов.

Шаг n

Действия выполняемые шагом

1

Объявление значений ПВЫП(v), vÎV равным Т.

Текущая вершина vk =11.

2

ПНАЧ(11)=ПВЫП(11)-t(11) {ПНАЧ(11) стало равным 64}.

3

ПВЫП(7)=МИН{ПВЫП(7),ПНАЧ(11)}{ПВЫП(7) стало равным 64}

ПВЫП(8)=МИН{ПВЫП(8),ПНАЧ(11)}{ПВЫП(8) стало равным 64}

ПВЫП(10)=МИН{ПВЫП(10),ПНАЧ(10)}{ПВЫП(9) стало равным 64}.

4

Текущая вершина vk =10.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(10)=ПВЫП(10)-t(10) {ПНАЧ(10) стало равным 59}.

3

ПВЫП(9)=МИН{ПВЫП(9),ПНАЧ(10)} {ПВЫП(9) стало равным 59}.

4

Текущая вершина vk =9.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(9)=ПВЫП(9)-t(9) {ПНАЧ(9) стало ранвым 52}.

3

ПВЫП(6)=МИН{ПВЫП(6),ПНАЧ(9)}{ПВЫП(6) стало равным 52}.

4

Текущая вершина vk =8.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(8)=ПВЫП(8)-t(8) {ПНАЧ(8) стало равным 54}.

3

ПВЫП(5)=МИН{ПВЫП(5),ПНАЧ(8)}{ПВЫП(5) стало равным 54}.

4

Текущая вершина vk =7.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(7)=ПВЫП(7)-t(7) {ПНАЧ(7) стало равным 50}.

3

ПВЫП(5)=МИН{ПВЫП(5),ПНАЧ(7)}{ПВЫП(5) стало равным 50}

ПВЫП(4)=МИН{ПВЫП(4),ПНАЧ(7)}{ПВЫП(4) стало равным 50}.

4

Текущая вершина vk =6.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(6)=ПВЫП(6)-t(6) {ПНАЧ(6) стало равным 47}.

3

ПВЫП(5)=МИН{ПВЫП(5),ПНАЧ(6)}{ПВЫП(5) стало равным 47}.

4

Текущая вершина vk =5.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(5)=ПВЫП(5)-t(5) {ПНАЧ(5) стало равным 26}.

3

ПВЫП(3)=МИН{ПВЫП(3),ПНАЧ(5)}{ПВЫП(3) стало равным 26}.

4

Текущая вершина vk =4.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(4)=ПВЫП(4)-t(4) {ПНАЧ(4) стало равным 18}.

3

ПВЫП(1)=МИН{ПВЫП(1),ПНАЧ(4)}{ПВЫП(1) стало равным 18}.

4

Текущая вершина vk =3.

5

Переходв Шаг 2.

2

ПНАЧ(3)=ПВЫП(3)-t(3) {ПНАЧ(3) стало равным 16}.

3

ПВЫП(2)=МИН{ПВЫП(2),ПНАЧ(3)}{ПВЫП(2) стало равным 16}.

4

Текущая вершина vk =2.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(2)=ПВЫП(2)-t(2) {ПНАЧ(2) стало равным 0}.

3

ПВЫП(1)=МИН{ПВЫП(1),ПНАЧ(2)}{ПВЫП(1) стало равным 0}.

4

Текущая вершина vk =1.

5

Переход в Шаг 2.

2

ПНАЧ(1)=ПВЫП(1)-t(1) {ПНАЧ(1) стало равным 0}.

3

Переход в Шаг 4.

4

Переход в Шаг 6.

6

Конец работы алгоритма, выдача значений времени наиболее позднего начала и выполнения работ.

Дадим таблицу результатов работы алгоритма с результатами предыдущего алгоритма и сосчитаем резерв времени для каждой работы по формуле PE3EPB(v)=ПHAЧ(v)-PHAЧ(v) или РЕЗЕРВ(v)=ПВЫП(v)-РВЫП(v).

Работы

РНАЧ

РВЫП

ПНАЧ

ПВЫП

Резерв

1

0

0

0

0

0

2

0

16

0

16

0

3

16

26

16

26

0

4

0

32

18

50

32

5

26

47

26

47

0

6

47

52

47

52

0

7

47

61

50

64

3

8

47

57

54

64

10

9

52

59

52

59

0

10

59

64

59

64

0

11

59

64

64

64

0

Из таблицы видно, что критическими работами являются 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10, 11, которые и образуют в сети G критический путь. Расчеты выполнены при Т=64.

Литература:

1. Асанов М. О. «Дискретная оптимизация», УралНАУКА, Екатеринбург 1998.