УДК 65.014.1

Модели управления высокотехнологичным плохо структурированным проектом

Сомов Александр Сергеевич - аспирант кафедры системного анализа и управления факультета высоких технологий Южного федерального университета. (г.Ростов-на-Дону)

Аннотация: Предложен новый  адаптированный подход к управлению плохоструктурированным высокотехнологичным проектом, основанный на достижении определенных функций цели, являющихся выходами  социотехнической системы, и ресурсов их достижения (активы,  профессиональные компетенции исполнителей, инструментарий, в том числе программный продукт и др.), являющихся переменными состояния. Такой подход позволяет осуществить системный синтез профессиональных компетенций исполнителей в структуре социотехнической системы.

Ключевые слова: Социотехническая система, СТС, высокотехнологичный объект, плохо структурированный проект, профессиональные компетенции, динамическое программирование.

В основе современных методов управления проектами лежат методики структуризации работ и сетевого планирования, разработанные в конце 50-х годов 20 века. В теории и практике проектирования, включая управление проектом, обычно рассматривается небольшое количество подходов, методов исследования и разработки задачи.  При их реализации чаще всего рассматривается  ограниченность времени  для завершения проекта. Ограниченность стоимости определяется выделенным бюджетом. Ограниченность содержания определяется набором действий, необходимых для достижения конечного результата. Эти три ограниченности часто соперничают между собой. При таком подходе обычно применяются при разработке алгоритма проектирования и управления методы, зарекомендовавшие себя при управлении хорошо структурированными проектами. Ресурсами же управления в этом случае рассматривается набор действий для достижения конечного результата.

Назначение, содержание, характеристики и особенности высокотехнологичного проекта не укладываются в определенный подход к процессу проектирования, формированию его ресурса, в том числе профессиональных компетенций исполнителей на основе адаптации  их состава и свойств к востребованным обществом характеристикам объекта проектирования. В таком случаевозникает необходимость  в системном синтезе характеристик непосредственно проекта и ресурса управления им, направленных на формирование конкурентных характеристик высокотехнологичного продукта/услуги. Это позволяет  исследовать структуру управления как социотехническую систему и, как следствие, применять при ее проектировании современные методы системного синтеза, в том числе,  синтез профессиональных компетенций исполнителей.  Таким образом, социотехническая система становится высокотехнологичным продуктом, при проектировании которого могут быть использованы методы технико-технологического и научно-образовательного форсайта, в том числе модели, алгоритмы и программы системного проектирования и управления сложными высокотехнологичными объектами.

Идея работы заключается в представлении управления плохо структурированным проектом, как системы проектирования высокотехнологичного объекта и его ресурса в виде профессиональных компетенций. С этой целью проведем классификацию проектов по индикаторам и исследуем ресурсы их управления, в том числе:

1. Хорошо структурированный проект Ω = {D ,x₀ , V (x), f (х,v), s(х,v), Кзд,Тзд, С }. Здесь D – множество этапов выполнения проекта; x₀ – первый этап; x₀ ∈D, V (x) – конечное множество набора действий в реализации отдельных этапов х; f (х, v) – функция переходов.  Из предыдущего этапа проект переходит в последующий под воздействием определенного набора действий v(технологии, инструмент, пакеты прикладных программ или выбором человеческого ресурса (количество) в состояниеf (х,v)), x ∈D, v ∈V (x), f (х, v) ∈D; s(х,v) – функцияплатежа. При этом v∈V определяется из условий Т(х,v) ≤ Тзд, s(х,v)∈ С, К(х,v)∈Кзд, гдеТзд, С, К(х,v) -заданные время, стоимость и содержание проекта.

2. Неструктурированный или плохо структурированныйпроект

Ω^• = {D;x₀; F; V (x), f (х,v), s(х,v)}. Здесь D – множество состояний проекта; x₀ – начальное состояние; F – множество конечных состояний,x₀ ∈D, x₀ ∉F, F ⊂D; V (x) – конечное множество возможных в состоянии х ресурсов (управления), x ∈D\F; f (х, v) – функция переходов(из состояния x под воздействием управления v проект переходит в состояние f (х,v)), x ∈D\F, v ∈V (x), f (х, v) ∈D; s(х,v) – функцияплатежа.

Конечную последовательностьТ= {x⁰, x¹, x², …, xⁿ} состояний проекта Ω представляет траектория проекта, если выполняются условия:

x ^t = f (x ^t−1,v ^t), где v ^t ∈V(x ^{t − 1}), t = 1, 2, … , n.

Проведенный анализ работ, затрагивающих вопросы постановки и реше­ния указанных задач, показал следующее: разработаны и широко применяются при управлении проектами большое количество методов [1]:метод критического пути CPM (СriticalPathMethod), PERT(ProgramEvaluationReviewTechnique),гибкая методология разработки (аgile software development), Agile Modeling, Agile Unified Process, Agile Data Method Rapid Application Development, RAD Feature Driven Development, Getting Real Open Unified Process, логико-структурный подход, метод PRINCE (Projectsin Controlled Environments) и др. Все эти методы сориентированы на хорошо структурированные проекты, и применение их к управлению высокотехнологичными (плохо структурированными) проектами вызывает определенные трудности и неоднозначности получаемых алгоритмов и программ. И уж совсем они не применимы для высокотехнологичных проектов и программ, проектирование которых и управление ими направлено на получение эффективных (неулучшаемых) характеристиксоциотехнической системы в целом с заранее неопределенным множеством конечных состояний проекта.

Постановка задачи. Для проекта Ω^• найти полную траекториювыполнения работ Тминимальной стоимости. При этом, скорее всего, окажется, что выбранная таким образом траектория проекта не будет оптимальной по времени его исполнения. Задача может быть сформулирована иначе. Найти полную траекторию проекта с минимальным временем его исполнения. Однако стоимость такого проекта окажется отличной от оптимальной. Выбор эффективного решения обычно не является однозначным и определяется компромиссом между ценой и временем, т.е., в зависимости от критерия выбора решения по составу проекта, алгоритмы управления им могут быть различными. Качество, или содержание проекта в любом из рассматриваемых случаев определяется едиными требованиями. При таком подходе нарушается обычно принятая при управлении проектом его  структуризация, т.к. содержание проекта может изменяться, а, значит, перестают работать известные методы управления и основным ресурсом его выполнения становятся состав исполнителей и их профессиональные компетенции. Таким образом,  рассматриваемая задачаприобретает  многокритериальность и оптимизация управления проектом предусматривает разработку моделей, алгоритмов и программ, позволяющим сформировать конечное множество возможных эффективных решений[2].

Для нахождения траекторий проекта Ω^•с минимальным временем исполнения всех назначенных операцийТ = {x⁰, x¹, x²,…, xⁿ},  x ^t = f (x ^{t − 1},v ^t), где v ^t ∈V (x ^{t − 1}), t = 1, 2,…, n.может бытьиспользован метод критического пути [1].

Пусть дискретно управляемый проект Ω^•, представлен nработами иопределяется  конечным взвешенным ориентированным графом G(Ω^•), вершины которого взаимно однозначно соответствуют состояниям проекта, дуги – управлениям, веса дуг – стоимостям соответствующих переходов. Такими проектами могут быть: альтернативные структуры тепло, газо, электро- снабжения, альтернативная энергетика, виды вооружения и т.д.

Начальным является состояние 0,множество финальных состояний F_i.Требуется найти полнуютраекторию минимальной стоимости.

Задача решается с использованием динамического программирования Беллмана. Для состояний проекта Ω^•(вершин графа G) вычисляются значенияфункции Беллмана и находится  минимальная  стоимость полной траектории.

Для этого же проекта Ω^• с произвольной траекторией стоимость определена следующим образом: , т.е. стоимость траектории – есть сумма пошаговых платежей, имеющих место при реализации траектории Т.

Для  примера проекта газораспределения  с 12-ю работами построена модель в виде графа, которая  определяет связь между временем выполнения этихработ иих стоимостью. Последнее позволило найти область эффективных решений по выбору допустимых затрат на реализацию проекта и временем его исполнения (Рисунок 1).

Рисунок 1. Область эффективных решений

Для рассматриваемого  проекта найдены ресурсы (дуги), являющиеся индикаторами профессиональных компетенций исполнителей, при которых достигаются минимальные затраты при определенной продолжительности и функциональной направленности проекта.

Список литературы:

1. Рассел Д. Арчибальд Управление высокотехнологичными программами и проектами. Изд. Третье, переработанное и дополненное. М., 2004.-431с.

2. Оптимизации управления в социотехнической системе. / В.А. Петраков[и др.] //Изв. Вузов Сев. Кавк. Регион. Техн. Науки. 2012. №2. С.8-10