Software & Systems

Процесс создания сложных технических систем (СТС) может быть представлен сетевой моделью, а для его оптимизации применяются методы сетевого управления.

При подготовке и выполнении таких проектов необходимо учитывать неопределенности, которые являются причиной возникновения рисков при реализации планов и могут привести к срыву запланированных сроков реализации проекта из-за увеличения продолжительности работ. Риски, связанные с организацией и выполнением проекта, являются процессными. Они в существенной степени управляемы, и их можно учесть при планировании. Скрытые риски, выявляемые только в процессе испытаний и связанные с несоответствием технического качества результатов работ установленным требованиям, – это технические риски. Они являются вероятностными и не могут быть спрогнозированы и учтены на этапе планирования.

К процессным рискам можно отнести недостатки в организации работ, в квалификации персонала, в финансировании, а также дополнительные (непредусмотренные) работы.

К техническим рискам можно причислить недостатки проекта и проектной технологии; неточности проектных критериев (скрытые, выявляемые при испытаниях); неисправности оборудования (дефекты и отказы); неточности изготовления; недостатки монтажа (не выявленные при сдаче), конструкции (скрытые, выявляемые при испытаниях), наладки и программ испытаний; ошибки персонала.

Учитывая опыт разработки СТС, можно снизить, но не исключить полностью влияние многих рисков на сроки выполнения проекта. Поэтому для минимизации последствий несвоевременного и некачественного выполнения работ необходимо разработать методику управления процессом выполнения проекта.

В проектном управлении [1] выделяют следующие фазы жизненного цикла проекта:

–      начальная фаза (концепция): сбор исходных данных и анализ существующего состояния, определение целей, задач, критериев, требований и ограничений (внешних и внутренних) проекта, экспертиза основных положений, утверждение концепции проекта;

–      фаза разработки: формирование команды, развитие концепции и основного содержания проекта, структурное планирование, организация и проведение торгов, заключение договоров и субдоговоров с основными исполнителями, представление проектной разработки и получение ее одобрения;

–      фаза реализации проекта: ввод в действие разработанной на предыдущих фазах системы управления проектами, организация выполнения работ, ввод в действие системы мотивации и стимулирования исполнителей, оперативное планирование, управление материально-техническим обеспечением, оперативное управление;

–      завершающая фаза: планирование процесса завершения проекта, проверка и испытание результатов реализации проекта, подготовка персонала для эксплуатации результатов реализации проекта, их сдача заказчику, реализация оставшихся ресурсов, оценка результатов и подведение итогов, расформирование команды проекта.

В рамках моделей принятия решений в качестве управляющих воздействий могут выступать воздействия на различные компоненты управляемой системы – ее состав, структуру, предпочтения и ограничения деятельности участников, их информированность и т.д. Кроме того, в теории управления, как правило, выделяют такие основные функции, как планирование, организация и контроль, которые реализуются системой управления на всех этапах и фазах жизненного цикла проекта [2].

Пусть известны ограничения на значения управляющих параметров и задан критерий эффективности управления, зависящий как от управляющих, так и от зависимых параметров. Тогда на качественном уровне задачу управления можно сформулировать следующим образом: выбрать такие допустимые значения управляющих параметров, которые доставляли бы экстремум критерия эффективности управления.

Задача планирования, являющаяся частным случаем сформулированной выше задачи управления, решается до начала реализации проекта и заключается в определении на основании всей имеющейся на данный момент информации оптимальных плановых значений управляющих параметров и, соответственно, состояний проекта на весь планируемый период его реализации [3].

Задача оперативного управления, также являющаяся частным случаем задачи управления, решается в ходе реализации проекта и заключается в определении на основании всей имеющейся на данный момент (текущей) информации оптимальных текущих и будущих значений управляющих параметров, то есть оптимальных плановых значений управляющих параметров и, соответственно, состояний проекта на всю оставшуюся часть планируемого периода его реализации [4].

Основными задачами оперативного управления проектом являются задачи идентификации, прогнозирования и собственно управления.

Пусть первоначально центр построил некоторую модель проекта и на начальных этапах решил задачу планирования – определил желаемые будущие значения результатов. При этом необходимо принимать во внимание, что для решения задач идентификации и прогнозирования могут использоваться не только данные о ходе реализации рассматриваемого проекта, но и информация о реализации других аналогичных проектов.

Однако в ходе реализации проекта может оказаться, что модель неадекватна и полученные результаты отличаются от запланированных. Тогда на основании информации о состоянии окружающей среды, прогнозируемом (планируемом) и фактическом результатах центр осуществляет коррекцию модели проекта, вырабатывает новый план и выполняет соответствующие управляющие воздействия.

На основании мониторинга прогнозируются будущие состояния проекта (каким будет результат с учетом новой информации, но в условиях действия старой системы управления, старого плана). Прогнозирование, точнее разработка соответствующих моделей и механизмов, является отдельной задачей и выходит за рамки настоящего исследования. Для ее решения целесообразно использовать имеющиеся в теории управления результаты как по экономическому, технологическому и экспертному прогнозированию [1], так и по сценарным подходам и ситуационному управлению [5].

Если прогнозируемый результат не удовлетворяет центр, необходимо его вмешательство – оперативное управление. То есть, решив задачи идентификации и прогнозирования, можно приступать к задачам оперативного управления проектом – к выработке управляющих воздействий, корректирующих ход реализации проекта в нужную (с точки зрения центра) сторону.

Таким образом, под оперативным управлением проектом будем понимать управление в процессе реализации проекта с учетом достигнутых результатов и изменившихся внешних и внутренних условий. Под внешними условиями понимается совокупность существенных с точки зрения рассматриваемого проекта параметров, описывающих окружающую (внешнюю) среду. Под внутренними условиями понимается совокупность существенных с точки зрения рассматриваемого проекта параметров, описывающих участников проекта, – центр, исполнителей и пр.

Так как оперативное управление проектом является частным случаем управления социально-экономической системой, возможна его классификация по основаниям: предмет управляющего воздействия и расширение базовой модели. Кроме того, специфическими именно для оперативного управления проектом являются следующие три существенных свойства принимаемых решений: время (момент принятия решений), содержание (суть и эффективность принимаемых решений), согласованность принимаемых решений с интересами и предпочтениями участников проекта.

Таким образом, задачи планирования и оперативного управления являются частными случаями одной и той же задачи управления, отличающимися лишь имеющейся на момент принятия решений информацией [6].

Кроме того, как было показано в [7], при агрегированном представлении проекта, то есть при рассмотрении проекта как единого целого, ре- шение оптимизационных задач планирования и оперативного управления в условиях полной информированности заключается в сведении к известным оптимизационным задачам, методы и алгоритмы решения которых хорошо известны.

В основу методического подхода к управлению процессом выполнения проекта положена методика освоенного объема [4], которая предполагает составление полного описания проекта и детального графика его  реализации еще на начальной стадии. Это позволяет производить оценку фактических данных и контролировать проект с начала и до полного завершения работ. Преимущество этого инструмента в том, что он позволяет получать надежные данные о ходе выполнения проекта уже на стадии его 15–20-про­центного выполнения. Руководитель проекта может использовать эти данные для прогнозирования затрат на все работы по проекту. Если на ранней стадии выполнения проекта руководитель получает не приемлемые по ряду показателей данные по фактическому выполнению проекта, он может своевременно предпринять меры для предотвращения нежелательных последствий.

В качестве основных показателей для описания отдельных операций и проекта в целом используем показатели освоенного объема: C0 – планируемые суммарные затраты на проект; T0 – планируемый срок завершения проекта; c0(t) – планируемая динамика затрат – директивный график; c(t) – фактическая динамика затрат; ce(t) – динамика освоенных затрат; T – фактический срок окончания проекта; C – фактические суммарные затраты на проект.

Производными показателями освоенного объема являются следующие: Δ0(t)=c0(t)–c(t) – разность между плановыми и фактическими затратами; Δ(t)=c0(t)–ce(t) – разность между плановыми и освоенными затратами; Δe(t)=c(t)–ce(t)≥0 – разность между фактическими и освоенными за- тратами; α(t)=ce(t)/c0(t) – показатель освоенного объема; β(t)=ce(t)/c(t) – показатель динамики (освоения) затрат.

Рассмотрим методику расчета показателей освоенного объема для частного случая линейных интенсивностей, то есть проекта, в котором скорость изменения объема пропорциональна ресурсу: w(l(t))=k0l(t), k0>0, и количество ресурса l(t)=l0 постоянно во времени.

Если u0 – планируемое количество ресурса (затраты в единицу времени), то планируемая динамика затрат имеет вид

c0(t)=l0t,                                                                  (1)

а планируемая динамика объема

x0(t)=k0l0t.                                                                (2)

Если X0 – суммарный объем работ по проекту, то планируемая продолжительность проекта составит T0=X0/(k0l0),                                                       (3)

а суммарные плановые затраты на проект независимо от интенсивности потребления ресурса равны C0=X0/k0.                                                                  (4)

Рассмотрим задачу оперативного управления. Если в процессе реализации показатели освоенного объема и фактических затрат совпадают с плановыми, то при фиксированных целях (относительно планируемого суммарного объема и планируемой продолжительности) нет необходимости в оперативном управлении. Если же в процессе реализации проекта наблюдаются отклонения основных показателей освоенного объема от плановых значений, то оперативное управление необходимо. Рассмотрим возможные случаи [4].

Предположим, что l=l0, но фактическая интенсивность k использования ресурса l0 оказалась меньше планируемой: k£k0. Тогда динамика фактических затрат совпадает с плановой (при t£T0):

c(t)=l0t=c0(t),                                                           (5)

а значение освоенного объема отстает от планового значения (см. рис.):

x(t)=xe(t)=kl0t£x0(t).                                              (6)

Если X0 – суммарный объем работ по проекту, то фактическая продолжительность проекта составит

T=X0/(kl0)³T0,                                           (7)

причем фактические суммарные затраты на проект превысят плановое значение:

C=X0/k³C0.                                                              (8)

Фактические суммарные затраты превышают плановое значение, фактическая эффективность ниже, а фактическая продолжительность проекта увеличилась:

.                                   (9)

В рассматриваемой модели сразу после начала реализации проекта по единственному наблю- дению за освоенным объемом или одним из от- носительных показателей можно однозначно определить фактическое значение интенсивности, действительную продолжительность проекта, затраты и пр.

При обнаружении в момент времени t

,                                                     (10)

либо увеличить интенсивность (что не всегда возможно с технологической точки зрения) до величины

.                                                     (11)

В первом случае это приводит к росту суммарных фактических затрат по сравнению с плановыми на величину DC=X0(k0–k)/k0k, а во втором не меняет суммарные затраты.

Величина DC позволяет оценить перерасход средств, обусловленный неправильной плановой оценкой, при условии необходимости завершения проекта в срок.

Ключевая идея, лежащая в основе всей методики освоенного объема, заключается в следующем: показатели освоенного объема являются характеристиками, на основании исследования которых на ранних стадиях выполнения проекта возможна (иногда достаточно точная) оценка их будущих значений и, следовательно, выработка на их основе своевременных оперативных управляющих воздействий.

Перечисленные выше показатели описывают проект, состоящий из одной операции. Если проект состоит из нескольких операций, то возникает вопрос, как агрегировать показатели подпроектов, операций и др. Важную роль при этом играют структура декомпозиции работ (дерево работ, в котором проект последовательно разбивается на более мелкие составляющие) и план контроля затрат (совокупность процедур определения стоимости элементов структуры декомпозиции работ и правил их агрегирования) [4].

Для структурно сложных проектов, представляемых сетевой моделью, где отношение пред- шествования работ (операций) задано в виде ориентированного графа, а длительность проекта определяется критическим путем графа [3], при расчете продолжительности проекта необходимо каждый раз после его мониторинга и оценки параметров освоенного объема спрогнозировать сроки завершения всех работ T(u), uÎU, и срок завершения всего проекта: T0=T{Lкр(U, G)}, где Lкр – критический путь сетевого графа G, ребрами которого являются работы uÎU проекта.

Разработанная методика управления процессом выполнения проекта включает следующую последовательность действий.

1.     Формирование множества работ U, составление сетевой модели проекта.

2.     Планирование процесса реализации проекта, разработка сетевого графика выполнения проекта [3].

3.     Мониторинг  фактического хода реализации проекта с использованием показателей освоенного объема [4].

4.     Прогнозирование сроков окончания работ, формирование множества работ [4], по которым наблюдается отставание от плана:

5.     Расчет прогнозируемого отставания сроков выполнения работ u от плана (9) с учетом резерва времени t рез (u): .

6.     Управление незавершенными работами, расчет дополнительных ресурсов DC(u).

7.     Расчет суммарных расходов на компенсацию отставания сроков выполнения работ по всему проекту: .

8.     Управление изменениями сроков выполнения работ и ресурсов на выполнение проекта.

Пункты 1–2 соответствуют фазе планирования (до начала реализации проекта), пункты 3–8 – фазе контроля и оперативного управления [4].

Видно, что с точки зрения оперативного управления ключевую роль играют этапы 3–8: на основании наблюдаемых значений основных показателей освоенного объема прогнозируются результаты реализации проекта и принимаются решения по оперативному управлению – по корректировке директивного графика, внесению изменений в запланированные параметры еще не выполненных работ и др.

Таким образом, разработанная методика управления процессом выполнения проекта по созданию СТС является достаточно простой в использовании и, что самое главное, позволяет принимать решения в реальном режиме времени.

Литература

1.     Гаврилов Н.Н., Карамзина Н.С., Колосова Е.В., Лысаков А.В., Цветков А.В. Анализ и управление проектами. Практический курс: учеб. пособие. М.: Изд-во Рос. экон. акад., 2000.

2.     Дружинин В.В., Конторов Д.С. Основы военной системотехники. М.: Воениздат, 1983.

3.     Допира Р.В., Кордюков Р.Ю., Лобузько А.В., Бегле- цов А.А., Талалаев А.Б. Метод информационной поддержки выполнения структурно-сложных проектов // Программные продукты и системы. 2013. № 1. С. 82–87.

4.     Колосова Е.В., Новиков Д.А., Цветков А.В. Методика освоенного объема в оперативном управлении проектами. М.: Изд-во «НИЦ «Апостроф», 2000.

5.     Бурков В.Н., Данев Б., Еналеев А.К., Кондратьев В.В., Нанева Т.Б., Щепкин А.В. Большие системы: моделирование организационных механизмов. М.: Наука, 1989.

6.     Гилев С.Е., Леонтьев С.В., Новиков Д.А. Распределенные системы принятия решений в управлении региональным развитием. М.: Изд-во ИПУ РАН, 2002.

7.     Баркалов С.А., Бурков В.Н., Гилязов Н.М. Методы агрегирования в управлении проектами. М.: Изд-во ИПУ РАН, 1999.

References

1.     Gаvrilоv N.N., Каrаmzinа N.S., Коlоsоvа Е.V., Lysа- kоv А.V., Tsvеtkоv А.V. Аnаliz i uprаvlеniе prоеktami. Prаktichеskiy kurs [Project analysis and project management]. Study guide, Мoscow, Rоs. Ekоn. аkаd. Publ., 2000, 114 p.

2.     Druzhinin V.V., Коntоrоv D.S. Оsnоvy vоеnnоy sistе­mоtеkhniki [Basics of military system techniques]. Мoscow, Vоеnizdаt Publ., 1983, 224 c.

3.     Dоpira R.V., Коrdyukоv R.Yu., Lоbuzkо А.V., Bеglе- tsоv А.А. Data support method for structural-complicated projects implementation. Programmnye produkty i sistemy [Software & Systems]. Tver, 2013, no. 1, pp. 82–87.

4.     Коlоsоvа Е.V., Nоvikоv D.А., Tsvеtkоv А.V. Меtоdikа оsvоеnnоgо оbyomа v оpеrаtivnоm uprаvlеnii prоеktаmi [The earned value metod in project operating management]. Мoscow, “Sc.-Publ. Center “Аpоstrоf”, 2000, 156 p.

5.     Burkоv V.N., Dаnеv B., Еnаlееv А.К., Kondratyev V.V., Naneva T.B., Shchepkin A.V. Bоlshie sistеmy: mоdelirоvаniе оrgаnizаtsionnykh меkhаnizmоv [Big systems: modeling organizational mechanisms]. Moscow, Nаukа Publ., 1989, 245 p.

6.     Gilеv S.Е., Lеоntyеv S.V., Nоvikоv D.А. Rаsрrеdеlyon­nyе sistеmy prinyatiya rеshеniy v uрrаvlеnii rеgiоnаlnym rаzvitiеm [Distributed systems for decision-making in regional development management]. Moscow, IPU RАN Publ., 2002.

7.      Bаrkаlоv S.А., Burkоv V.N., Gilyazоv N.М. Меtоdy аgrеgirоvаniya v uрrаvlеnii рrоеktаmi [Aggregation methods in project management]. Moscow, IPU RАN Publ., 1999, 55 p.