Készítette: Kosztyán Zsolt Tibor Hálótervezés Készítette: Kosztyán Zsolt Tibor kzst@almos.vein.hu kzst@vision.vein.hu http://vision.vein.hu/~kzst/oktatas/halo/index.htm 15.

Erőforrás-tervezés A továbbiakban olyan feladatokkal foglalkozunk, ahol nem csupán az a cél, hogy a projektet a lehető leghamarabb befejezzük, hanem az is fontos szemponttá válik, hogy egy adott kapacitáskorlátot ne lépjünk túl.

Erőforrás-tervezés Időkorlátos erőforrás tervezés. Erőforrás-korlátos erőforrás tervezés.

Erőforrás allokáció (ERALL-modell) A logikai tervezés során a (CPM-módszerrel) olyan hálótervet készítünk, amely technológiai szempontból megengedhető maximális párhuzamosítási lehetőségeket tünteti fel. A logikai tervezés eredménye maximálisan tömörített háló. Ennek megfelelően az időtervezésnél minimális átfutási időt kapunk. Amennyiben elkészítjük a hálóra vonatkozó erőforrás terhelési diagramot, akkor láthatjuk, hogy egy adott kapacitáskorlátot túlléphet.

Erőforrás allokáció (ERALL-modell) Az erőforrás-allokáció célja az, hogy (lehetőleg) az átfutási időt nem növelve, a kapacitáskorlátot nem túllépve a nem kritikus úton lévő tevékenységeket a tartalékidejükön belül mozgassuk el, úgy, hogy az erőforrás terhelési diagram a kapacitás korlátot minden pontjában kielégítse. Ezt pl. egy simítási eljárással valósíthatjuk meg, mely egy heurisztikus eljárás. Ez a módszer, ha létezik a feladatnak egy megengedett megoldása, akkor megtalálja.

Erőforrás allokáció (ERALL-modell) Az eljárás először megpróbálja úgy beütemezni a tevékenységeket, hogy a kritikus út ne növekedjen. Ha ez sikerül, akkor ezt a továbbiakban nevezzük nem kritikus megoldásnak. Ha ilyen megengedett megoldás nem létezik, akkor a módszer megpróbálja úgy beütemezni a tevékenységeket, hogy a kritikus út minél kevésbé növekedjen. Ha egy tevékenység erőforrásigénye nagyobb, mint az erőforrás korlát, akkor biztosan nincs megengedett megoldás.

Erőforrás allokáció (ERALL-modell) Miért csak megengedett megoldást talál ez a módszer? Azért, mert a nem kritikus úton lévő tevékenységeket nem egy adott célfüggvénynek megfelelően (pl. a lehető legkorábbi időpontra) ütemezi be. Az optimális megoldás az lenne, hogy ha a tevékenységeket úgy ütemezné be hogy ezeket a célfüggvényeket figyelembe venné, de úgy, hogy a kapacitáskorlátot egyetlen időpillanatban se lépjük túl.

Optimumkeresési eljárások Dinamikus, Branch & Bound és lineáris programozási technikákat alkalmaztak sikeresen 200 tevékenység alatti, néhány erőforrással rendelkező hálókra vonatkozó optimális megoldások kialakításához. Ennek ellenére az ilyen projektek csekélyek azokhoz viszonyítva, amelyek 5000 tevékenységgel rendelkeznek és 10-20 különböző erőforrást alkalmaznak.

Optimumkeresési eljárások A modern rendszerekben természetesen nem követelmény, hogy az erőforrásokat a tevékenység teljes időtartama alatt használják, vagy egy időben kizárólag egyet használjanak fel egy tevékenységre, vagy a tevékenységet ne osszák meg. Végül nem szabad elfelejteni, hogy a számítási eljárások által felhasznált adatok nem pontosak – mivel becsléseken alapulnak – és az esetleges hibák érvénytelenítik az optimumot.

Optimumkeresési eljárások Kiegyenlítés Projekt időtartam minimalizálás (erőforrás hozzárendelés) Csúcs felhasználás minimalizálás Allokálás Soros allokálási eljárás Párhuzamos allokálási eljárás

Kiegyenlítés Az erőforrás/idő korlátozottság problémájának megoldását az elsők között célozta meg a kiegyenlítési technika. Ez legegyszerűbb formájában azt jelenti, hogy valamilyen eljárással előállított ütemtervnél megpróbálják kiegyenlíteni az erőforrás-igények „csúcsait” és „völgyeit” – néhány tevékenység alternatív időkben történő újraütemezésével.

Kiegyenlítés A kezdési ütemterv sok esetben a legkorábbi kezdési aggregáció, de lehet egy nagyon kifinomult allokációs eljárás által kialakított összetett ütemterv is. A kiegyenlítés egyszerűen hangzik, de a gyakorlatban nem az. Ha egynél több projekt létezik a szervezetben, akkor az eltérő erőforrások közötti kölcsönhatás rendkívüli bonyolult helyzetet teremt. Továbbá – mivel az „egyensúly” jelentésének nincs általánosan elfogadott definíciója – rendkívül nehéz meghatározni a „kiegyenlítési” eljárás leállási pontját. Sok esetben az a gyakorlat, hogy a rendszer számára kijelölnek egy lefutási időt, és az idő végén megszerzett eredményt elfogadják.

Allokálás A hatvanas évek elején kifejlesztették az allokálási probléma két megközelítését, amelyek erőforrás-korlátos és időkorlátos vagy simításos allokálási eljárásként ismertek. Azt remélték, hogy ezek esetleg megfelelő választ adnak az erőforrás- vagy időkorlátok alternatív problémájára. Mindegyikre több eljárást dolgoztak ki. Az eljárások két csoportba oszthatók: soros és párhuzamos feldolgozáson alapulókra.

A soros allokálási eljárás Ez olyan eljárás, amelyben egy konstans prioritási szabály alkalmazásával még a tevékenységek ütemezése előtt rangsorolják a projekt(ek)ben szereplő tevékenységeket. E prioritási lista alapján szigorú rendben ütemezik be a tevékenységeket – a lehető legkorábbi időpontban, az erőforrások hozzáférhetőségének és a háló(k) követelményeinek megfelelően.

A soros allokálási eljárás Egy soros eljárásban megszokott a megelőzési korlátoknak (rákövetkezési relációnak) a háló időelemzésén alapuló, szabályozott, automatikus számításba vétele. A legelterjedtebben használt szabály az, hogy a tevékenység legkésőbbi kezdési időpontját használják a dátumok emelkedő sorrendjében és a teljes tartalékidő alkalmazása által felmerülő esetleges kötöttségeket feloldják – megint csak növekvő sorrendben.

A párhuzamos allokálási eljárások Ez olyan eljárás, amelyben prioritásuk szerint csak a kezdésre képes tevékenységek kerülnek rangsorolásra – az egyes ütemezési időszakoknál alkalmazott állandó szabállyal. Az ütemezéshez ebből a listából felmerülési sorrendben, az erőforrások hozzáférhetőségétől függően veszik ki a tevékenységeket. A be nem ütemezett tevékenységeket visszahelyezik a listába, hogy a következő ütemezési időszakban az új tevékenységekkel együtt rangsorolhassák őket.

A párhuzamos allokálási eljárások Ez az ütemezés nagyon eltérő filozófiájú, mert egy listában gyűjti össze az összes olyan tevékenységet, amely egy meghatározott ütemezési időszakban figyelembe vehető. Tekintettel arra, hogy minden információ rendelkezésre áll, ez azt jelenti, hogy a tevékenység ütemezésére vagy késleltetésére irányuló döntést megalapozottan lehet meghozni. Ez különösen a megszakított tevékenységnél fontos, és ez az oka annak, hogyha a projektben sok tevékenységet szándékoznak megszakítani, ezt a megközelítést kell alkalmazni.

„Klasszikus” optimális erőforrás-allokációs eljárások (összefoglalás) A korábban alkalmazott megoldások két részre bonthatók. Vannak algoritmikus megoldások, ilyen például a kiegyenlítéses módszer, és vannak heurisztikus megoldások, melyekre tipikus példa az allokáció. A heurisztikus megoldások általában gyorsabbak, de nem garantálnak optimális megoldásokat, és ezek a módszerek más eredményhez vezethetnek bizonyos esetekben. (Például, ha egy tevékenység megszakíthatóságát megengedjük, akkor más eredményt kapunk soros, illetve párhuzamos allokáció esetén).

„Klasszikus” optimális erőforrás-allokációs eljárások (összefoglalás) A kiegyenlítéses algoritmus nem megengedett megoldásból indul, ki, így nem igaz rá, hogy minden lépése megengedett megoldást adna. Így, ha olyan feladatot kell megoldanunk, ahol nagyszámú tevékenységet kell optimalizálnunk, akkor nem biztosított, hogy meghatározott időn belül, legalább egy megengedett megoldást kapjunk.

„Klasszikus” optimális erőforrás-allokációs eljárások (összefoglalás) A szakirodalomban nem foglalkoztak korábban olyan esetekkel, ahol az erőforrás korlát nem konstans, vagy a tevékenységek erőforrás-szükséglete, lefutási ideje megváltozott volna a projekt végrehajtása közben.

„Klasszikus” optimális erőforrás-allokációs eljárások (példa)

„Klasszikus” optimális erőforrás-allokációs eljárások (példa)

15.