بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مسائل مشهور در زمینه کنترل پروژه، زمانبندی پروژه با محدودیت منابع و سایر محدودیتها می باشد که زمانبندی پروژه با در نظر گرفتن محدودیت منابع،کمینه هزینه و بیشینه کیفیت از جمله تحقیقات غنی است.مساله زمانبندی پروژه با منابع محدود در واقع کلی ترین مساله زمانبندی است. زمانبندی پروژه یکی از وظایف اصلی و فعالیتهای اصلی در مدیریت پروژه است.در مسائل زمانبندی پروژه و در فاز زمانبندی، زمان بهینه محدود به منابع باشد یا نباشد کیفیت و هزینه چندان مورد توجه قرار نمیگیرد به عبارتی هزینه ،کیفیت و زمان همزمان با هم در زمانبندی پروژه تاثیر ندارند لذا هدف از ارائه این مقاله ارائه روشی برای زمانبندی بهینه با در نظر گرفتن بهترین کیفیت ،کمترین هزینه و کمترین زمان اجرای ممکن برای هر فعالیت پروژه می باشد .در این راستا پروژه ای بعنوان نمونه تشریح گردیده که در مرحله اول منابع محدود از جمله نیروی انسانی ،تجهیزات و نوعی از مصالح مشخص گردید و سپس کیفیت منابع در سه سطح امتیاز بندی شد، .هزینه هر سه سطح منابع مشخص شد و در نهایت مدل حل مشخص گردید و برای هر فعالیت بهترین حالت اجرا مشخص شددر نهایت با الگوریتم ژنتیک بهینه زمان، محدود به پیش نیازی مشخص شد.
کلید واژه:مدیریت پروژه،مدیریت کیفیت پروژه،بهینه سازی زمانبندی پروژه،الگوریتم ژنتیک
مقدمه
مسئله زمانبندی پروژه با محدودیت منابع - RCPSP - یکی از مسائل بسیار معروف و مطرح در زمینه تحقیق در عملیات و مدیریت پروژه است . مسئله مطرح شده در این تحقیق از جمله مسائل زمانبندی پروژه با محدودیت منبع است که پایان فعالیت ها دارای سررسید مشخصی هستند و انحراف از سررسید پرداخت جریمه به همراه خواهد،علاوه بر جریمه تاخیر ها موجب افزایش هزینه کل پروژه خواهند شد.تاخیر یعنی استفاده از منابع برای روز های بیشتر و این یعنی هزینه اضافه تر. داشتن این دسته از مسائل به دو دلیل مورد توجه قرار گرفتهاند: اول اینکه با توجه به شرایط متفاوت کاربردی و صنعتی از نظر تابع هدف، خصوصیات فعالیتها، منابع و نوع روابط پیشنیازی بسیار متنوعاند و دوم اینکه با توجه به Np-hard بودن این مسائل، محققین همواره به دنبال ارائه راه حلهای کارآتری برای حل این دسته از مسائل بودهاند.[1] در این مقاله هزینه و کیفیت نیز در تابع هدف اضافه گردید تا دید جدیدی از زمانبندی پروژه با منابع محدود در علم مدیریت پروژه ایجاد کند و بطور واقع بینانه تری بتوان مسائل دنیای واقعی را حل نمود.
روشهای ابتکاری برای حل این مسائل را می توان به 2 دسته تقسیم کرد: دسته اول روشهایی هستند که فعالیتها را طبق یک قاعده اولویت دهی 1 مرتب میکنند و سپس در هر مقطع زمانی از بین فعالیتهای باقیمانده با رعایت محدودیتهای پیشنیازی و ظرفیت منابع، فعالیتها را طبق فهرست مرتب شده برای تخصیص منابع در آن مقطع زمانی انتخاب میکنند. عیب اصلی این روشها در این است که نمیتوان یک قاعده کلی برای مرتب کردن فعالیتها ارائه نمود و مطلوبیت جواب حاصل از قواعد اولویت دهی مختلف به شبکه فعالیتهای پروژه بستگی دارد و بدین معنی که چنانچه قاعدهای که برای یک مسئله خاص جواب بهینه را به دست دهد لزوما همیشه موفق نخواهد بود. دسته دوم روشهای فراابتکاری از یک یا چند جواب اولیه شروع میکند و بر اساس جوابهای موجود در هر روش به بهبود آن جوابها و نزدیک شدن به جواب بهینه اقدام می کند. همچنین با وجود مطالعات گسترده صورت گرفته در زمینه زمانبندی پروژه بر اساس نظر محققان خبره در این زمینه هنوز کمبودهایی بسیار زیادی وجود دارد که این کمبودها از دو جنبه مطرح هستند :[2]
- 1 توسعه مدلهایی نزدیکتر به مسائل واقعی
- 2 بهبود روشهای حل مساله زمانبندی این پژوهش بر روی هر دو جنبه متمرکز خواهد شد.
برای زمانبندی پروژهها بدون در نظر گرفتن محدودیت منابع از متدهایی همچون روش مسیربحرانی2 - برای زمانبندی پروژههایی که زمان فعالیتها در آن معین است - و تکنیک ارزیابی و بازبینی پروژه3 - برای زمانبندی پروژههایی که زمان فعالیتها در آن قطعی نیست - استفاده میشود، خصوصا روش مسیر بحرانی دارای کارآیی بسیار خوبی است. لیکن امروزه با توجه به اینکه در تمام سطوح پروژه با محدودیت منابع مواجه هستیم، مسئلهای به نام زمانبندی پروژه تحت شرایط محدودیت منابع مطرح شده است که به علت اینکه در دو روش فوقالذکر محدودیت منابع در نظر گرفته نمیشود نمیتوان برای حل این مسئله از آنها استفاده کرد.
لذا لزوم ایجاد و بکارگیری روشهایی که انواع محدودیتهای منابع را در نظر بگیرند آشکار است.[3]در این پژوهش، مسئله زمانبندی پروژه با محدودیت منابع از طریق ایجاد مدلی با در نظر گرفتن اهداف مهمی از قبیل کمینه کردن زمان اتمام پروژه و کمینه کردن هزینه فعالیت ها و به تبع آن کمینه کردن هزینه کل پروژه و بیشینه کردن کیفیت انجام فعالیت ها و در نهایت پروژه که از مهمترین اهداف در دنیای واقعی است و همواره مدیران پروژه در جستجوی بهترین نقطه درخصوص زمان، هزینهوکیفیت میباشند، در نظر گرفته شده است .همچنین برای جامعتر کردن مدل تمامی روابط پیشنیازی ممکن بین فعالیتهای یک پروژه نیز مورد توجه قرار گرفته است و مسئله به نحوی گسترش یافته تا در دنیای واقعی قابل به کارگیری باشد.
-1 مساله زمانبندی پروژه با منابع محدود
مساله زمانبندی پروژه با منابع محدود در واقع کلیترین مساله زمانبندی است. مسائل زمانبندی کارگاهی4، جریان کارگاهی5، زمانبندی و سایر مسائل زمانبندی همگی زیر مجموعه ای از این مسئله به حساب می آیند.[1&5]زمانبندی پروژه یکی از وظایف اصلی و فعالیتهای اصلی در مدیریت پروژه است. وجود محدودیت منابع و همچنین روابط پیش نیازی بین فعالیتها وجود احق انتخاب منابع مورد استفاده که بطور مستقیم بر کیفیت و هزینه موثرند مسئله زمانبندی پروژه را امری دشوار میسازد. در عمل نرم افزارهای خاصی برای فرآیند زمانبندی به کار برده میشود. اساس این نرم افزارها یک مدل رسمی است که اجازه میدهد که پروژه واقعی تنها با یک مجموعه از محدودیتهای زمانبندی و یک تابع هدف توصیف شود.[6]برای زمانبندی پروژهها به طور کلی از دو حالت استفاده میشود:
- 1 در روش اول ابتدا برنامه زمانبندی فقط با در نظر گرفتن روابط پیش نیازی تعیین شده - با روش - CPM/PERT ایجاد شده، سپس با وارد کردن منابع، میزان مصرف منابع در دورههای زمانی و نحوه توزیع آنها در طول برنامه بدست میآید. با توجه به این اطلاعات اقدام به تامین منابع یا برونسپاری کارها با هدف تحقق برنامه صورت میگیرد. در صورت وجود محدودیت در سطوح منابع اقدام به تسطیح منابع میگردد. تسطیح منابع ممکن است منجر به طولانی شدن زمان پروژه گردد. در این روش زمانبندی بهینه نیست اما قابل قبول است ولی به علت سهولت محاسباتی این روش بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد و نرم افزارهای تجاری، این روش را پوشش میدهند.
- 2 در روش دوم زمانبندی، در واقع تعیین برنامه با توجه همزمان به پیش نیازها و سطح منابع صورت میگیرد. در واقع محاسبات شبکه بر ارضاء محدودیتهای منابع اولویت ندارد بلکه به صورت همزمان در نظر گرفته میشوند. در این روش هدف در اغلب اوقات حداقل کردن زمان اتمام پروژه است. تک هدفه بودن از کاستیهای مطالعات انجام گرفته درباره این مدلها میباشد. مدلهایی که برای تهیه زمانبندی به روش دوم توسعه داده شدهاند در ادبیات به RCPSP مشهور هستند.[7] با آنکه مدل RCPSP بیان شده در بالا یک مدل بسیار توانا است. اما نمیتواند تمامی موقعیتها را در واقعیت و عمل پوشش دهد، بنابراین خیلی از محققین مدلهای کلی بسیاری را برای مسئله زمانبندی پروژه توسعه دادهاند که غالبا با یک RCPSP استاندارد به عنوان نقطه شروع کار میکند. از دهه اول 1990 تعداد زیادی از مقالات در این زمینه به چاپ رسیده است. محققان بر روشها و انواع مسائل RCPSP توجه کردهاند. برای نمونه میتوان به هارتمن و کولیش[4]6 و هارتمن و کولیش [6&5] اشاره کرد.
در مثالی که برای این مقاله در نظر گرفته شده پروژه ای با 9 فعالیت که برای هر فعالیت حالت های بسیاری برای انجام می باشد که هر حالت بیانگر استفاده از منابعی محدود با کیفیت های متفاوت می باشد .در هر پروژه منابع محدود مثل نیروی انسانی تجهیزات و حتی به دلایل اقتصادی مواد و مصالح کیفیت متفاوتی دارند برای مثال نیروی انسانی میتواند در سه سطح با مهارت کافی با مهارت بالا و استادکار سطح بندی شود همچنین تجهیزات بر اساس سرعت انجام و کیفیتی که پس از اتمام کار بر جای می گذارد به 3 سطح متفاوت تقسیم بندی شوند.مواد و مصالح نیز می تواند بر اساس کیفیتشان در کیفیت پروژه بر اساس آنچه کارفرما تعیین می کند موثر باشند. - در این پروژه مواد و مصالح به دلایل اقتصادی فراهم کردنشان بسیار مشکل و از این لحاظ محدود در نظر گرفته شده - در جدول زیر مشخصات پروژه قرار داده شده.
