автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Управление проектами с использованием объемно-временных моделей

/

/

Центральный научно-исследовательский институт экономики и управления строительством

На правах рукописи

Шилина Елена Михайловна

УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБЪЕМНО - ВРЕМЕННЫХ МОДЕЛЕЙ.

Специальность 05.13.06 -Автоматизированные системы управления.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Научный руководитель доктор технических наук, проф. Вопопаев В.И.

Москва, 1999 г.

Содержание

Стр.

ВВЕДЕНИЕ........................................................................ 4

ГЛАВА 1.УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТАМИ 1.1 .Инвестиционно- строительный проект (ИСП), этапы

жизненного цикла..................................................... 9

1.2. Управление проектом . Функции управления проектом.... 11 1.3 Традиционные сетевые модели (ТСМ)........................... 14

1.3.1. Основные понятия. Формализованное описание ТСМ... 14

1.3.2. Расчет планов ранних и поздних сроков на ТСМ........15

Критический путь и резервы времени. Пример расчета.

1 АПрограммные средства по формированию

организационно - технологических моделей и расчета

календарных планов ИСП......................................... 18

Выводы........................................................................ 26

ГЛАВА 2. ОБОБЩЕННЫЕ И ОБЪЕМНЫЕ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕСТИЦИОННО -СТРОИТЕЛЬНЫМИ ПРОЕКТАМИ.

2.1. Обобщенные сетевые модели (ОСМ)............................ 27

2.1.1 .Исходные организационно-технологические............ 28

модели (ИМ) и их формализованное описание 2.1.2.Расчетные организационно-технологические модели (РМ) и их формализованное описание........................................ 33

2.1.3 .Временной анализ ОСМ. Постановка задачи......... 36

2.1.4 .Планы ранних и поздних сроков. Примеры расчетов.... 36

2.2. Объемные модели (ОМ)..............................................46

2.2.1 .Основные характеристики ОМ............................... 47

2.2.2.Формализованное описание ОМ............................. 49

2.2.3.Условие непротиворечивости ОМ............................50

Выводы.............................................................................. 51

ГЛАВА 3. ОБЪЕМНО-ВРЕМЕННЫЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ (ОВМ)....................................... 53

3.1. Элементы ОВМ. Основные понятия, определения............ 54

3.1.1. Характеристики работы ОВМ.............................. 54

3.1.2. Зависимости ОВМ............................................. 57

3.1.3. Абсолютные ограничения ОВМ............................ 58

3.1.4. Ограничения на пар аметры ОВМ........................... 59

3.2. Виды ОВМ........................-......................................60

3.3. Формализованное описание ОВМ..................................61

3.3.1. Непротиворечивость ОВМ....................................63

3.3.2. Переход от ОВМ к ОСМ.......................................64

3.3.3. Переход от ОВМ к ОМ.................,.......................66

Выводы....................................'.......................................67

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ ОВМ В УПРАВЛЕНИИ

ПРОЕКТАМИ.

4.1 .Минимизация стоимости работ строительной организации . 69 с учетом сезонности их выполнения Пример расчета.

4.2.Управление проектом создания программного продукта... 76... 4.2.1 .Жизненный цикл проекта. Функции подразделений... 77.. Сетевые графии и календарные планы проекта

4.2.2. Формирование календарного плана проекта по созданию

программного продукта.........................'...................................... 80

Заключение..................................................................91

ЛИТЕРАТУРА 93

ВВЕДЕНИЕ

Впервые управление проектами было использовано в США в середине 50-х годов. Это были первые опыты по управлению созданием крупных и сложных объектов. Толчком к развитию управления проектами стало внедрение систем сетевого планирования и управления. Так, при реструктуризации заводов фирмы "Дюпон" был разработан простой и рациональный метод описания проекта с использованием ЭВМ, который получил название Метода Критического Пути.

В военно-морских силах США был создан метод анализа, и оценки программы ПЕРТ [42], [48] для разработки проекта ракетной системы "Поларис", включающий в себя » 4000 договоров подряда. Проект был окончен на два года раньше запланированного срока. Эта методика стала использоваться при разработке проектов создания новых видов вооружения.

Значительному сокращению сроков строительства способствовало применение точных математических методов (в т. ч. методов сетевого планирования) в управлении комплекса работ. Эти системы были ориентированы на менеджеров высокой квалификации, знакомых с алгоритмами сетевого планирования.

Область использования систем управления проектами значительно расширялась с появлением персональных компьютеров. Изменились и сами управленческие системы. Они стали разрабатываться как средство управления проектом, понятное любому менеджеру, не требующее специальной подготовки. К таковым средствам относится Time Line, с успехом используемый в управлении созданием строительных инвестиционных проектов.

Широкое распространение в нашей стране и за рубежом получили традиционные сетевые модели [4], [5], [20], [25],[47] модели объемного планирования [4], [23],. [50]. Большой вклад в развитие и внедрение методов сетевого планирования в строительном производстве внесли работы [1] - [3],

[6 ] - [16]; [18], [21], [23], [26] - [35 ], [39], [40], [43],[46], [49], в которых дан обзор, анализ и исследования в области моделирования работ и создания АСУ.

Однако, используемые для описания технологии и организации строительного производства традиционные сетевые модели, не могли учесть требования, предъявляемые к современному строительному производству. Так, разработка и корректировка плана в этом случае может быть осуществлена за счет изменения сроков выполнения работ при заданной ее продолжительности. Повышение достоверности календарных планов потребовало необходимости учета при моделировании строительного производства изменения продолжительности ( интенсивности) выполнения работ, возможности наложения абсолютных ограничений на сроки их выполнения, совмещения работ и отображения частичного или полного совмещения работ во времени.

Обобщенные сетевые модели (ОСМ), разработанные под руководством В.И.Воропаева [1], [2], [9] - [16 ], [28]- [32], [34]., учитывают перечисленные выше особенности при описании строительного процеса. Они явились дальнейшим развитием и обобщением традиционных сетевых моделей и представляют широкие возможности для адекватного отображения сложных технологических ситуаций. Это позволяет использовать обобщенные сетевые модели для решения задач управления строительными инвестиционными проектами.

На основе обобщенных сетевых моделей были разработаны ресурсные модели [35], [36], [32], которые учитывают условие постоянства интенсивности (темпа) выполнения работы или группы работ. Эти модели применяются для решения задач поточного строительства.

Однако, на ход строительного процесса оказывают большое влияние также и природные условия (сезонность выполнения работ), сроки поставок ресурсов и другие условия В результате этого влияния меняются в процессе выполнения работ удельные трудоемкости (трудоекости единицы объема работы), интенсивности и другие характеристики .

Проблема учета природных факторов, существенно влияющих на стоимость и продолжительность проекта впервые была поставлена в работе [52] и получила дальнейшее развитие в работах [58], [59].

Существуют и другие факторы, которые необходимо учитывать при решении задач управления проектом.

Так при управлении разработкой программного продукта на ранней стадии создания проекта, когда еще не известны объемы (трудоемкости) отдельных работ, а определена нормативная трудоемкость всего проекта или отдельных его этапов (в условиях отсутствия достоверной информации), расчет календарного плана проекта с помощью обобщенных сетевых моделей вызывает существенные трудности.

Необходимость учета вышеназванных особеностей при моделировании строительных процессов, привело к созданию моделей, в которых сочетаются сетевые и объемные элементы.

Решение поставленных проблем определило выбор темы и направление исследований.

Целью диссертационной работы является разработка моделей и постановок задач, улучшающих качество управления инвестиционно-строительных проектов. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

- исследовать и провести анализ существующих организационно-технологических моделей, методов и алгоритмов расчета характеристик проекта;

- разработать на основе существующих моделей ( традиционных , обобщенных сетевых и объемных) такие модели, с помощью которых можно учитывать влияние различных факторов на функции осуществления инвестиционно - строительных проектов.

- рассмотреть возможность использования предлагаемых моделей для решения задач управления инвестиционно - строительными проектами.

Теоретической и методической основой исследований явились труды отечественных и зарубежных ученых в области управления проектами, сетевого и календарного планирования, методов оптимизации.

Научная новизна основных результатов исследований, проведенных автором и вынесенных на защиту, состоит в разработке, обосновании и систематизированном описании моделей и алгоритмов календарного и объемного планирования, разработке методик их применения в управлении инвестиционно - строительными проектами, в частности на этапах проектирования и строительства, и характеризуется следующим:

- разработаны на базе ОСМ модели, названные объемно-временными (ОВМ), учитывающие ограничения на объемы работ и дополнительные требования, которые заключаются в том, что в процессе выполнения работы могут меняться ее интенсивность, удельная стоимость, трудоемкость и другие характеристики;

- разработана постановка задачи, учитывающая влияние сезонности на стоимость строительных работ;

- разработана постановка задачи расчета календарного плана работ создания программного продукта, в результате решения которой определяются сроки и трудоемкости выполнение работ проекта;

- разработаны методические рекомендации по использованию и внедрению аппарата ОВМ для решения задач управления проектом.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Использование разработанных и предлагаемых в работе объемно-временных моделей

расширяет возможности адекватного описания процессов на различных этапах осуществление проекта.

Использование разработанных постановок задач улучшает качество плановых и управленческих решений, т.к. позволяет увязать в единую систему характеристики инвестиционно - строительного проекта: стоимость, сроки и объемы работ.

Результаты научных исследований, представленные в диссертации, включены в следующие научно-методические издания:

методические указания по построению и использованию организационно-технологических моделей в мелиорации и водном хозяйстве. Выпуск 1, М.:1989г.;

- методические рекомендации по построению и использованию организационно-технологических моделей создания программного продукта.-М.: 1999г.

Результаты научных исследований, включены в состав работ по теме "Разработка системы управления проектом ОИИУС ОАО Газпром" по оценке продолжительности и затрат на создание СУП, а также в методические указания по построению и использованию организационно-технологических моделей.

По теме диссертации опубликовано 9 работ в открытой печати.

По результатам диссертации были сделаны доклады на семинарах, совещаниях по моделированию, организации и управлению строительством в стране и за рубежом.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы из 65 наименований.

Диссертация содержит 100 стр., 7 таблиц и 20 рис.

Работа выполнялась в отделе технологии, механизации и организации строительства ВНИИГиМ (1980-1988г.), в отделе проектных разработок

автоматизации и управления инвестиционным процессом ЦНИИЭУС (19891990), на кафедре экономических информационных систем МГАПИ -1998-1999

ГЛАВА 1. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТАМИ.

1.1.Инвестиционно-строительный проект . Этапы жизненного цикла.

Проект, связанный с реализацией полного цикла вложения инвестиций в строительстве от начального вложения капиталов до завершения работ, называется инвестиционным строительным проектом (ИСП) [37].

Фазы жизненого цикла инвестиционного строительного проекта .

Жизненный цикл проекта состоит из 4 фаз : концептуальной, фазы разработки проекта, реализации и завершающей.

1 . Концептуальная фаза.

На этой фазе обсуждается идея проекта и его назначение. Формируются требования к проекту, вытекающие из количественной оценки предполагаемых результов по объему прибыли, срокам осуществленния. Оценивается уровень риска.

Идея проекта подлежит технико-экономическому обоснованию. Разрабатываются альтернативные варианты проекта по мощности, определяются основные ограничения ресурсов / используются объекты аналоги/, оценивается стоимость вариантов,

2. Фаза разработки проекта.

Фаза разработки проекта начинается с составления структурного плана проекта /СПП/. Структурный план проекта состоит из блоков, полученных делением сооружения на части например, инженерные сети, фундаменты, стены, перекрытия . Каждый блок может быть разделен на более мелкие блоки- пространственно-технологические модули (ПТМ). Например, в качестве ПТМ мо-

гут быть такие операции как подготовка строительного производства, выполнение строительно-монтажных работ, ввод дома в эксплуатацию и др. СПП, полученный в результате деления проекта на функциональные блоки, называется генеральным планом проекта. Деление инвестиционного строительного проекта на функциональные блоки позволяет разработать его организационно- технологическую модель (ОТМ). Таким образом ЙСП описывается организационно-технологической моделью, на основе которой разрабатываются календарные планы и осуществляется управление разработкой проекта.

В фазе разработки проекта ведется техническое проектирование, разраба-

w W 1 гтгч

тывается проект организации строительства и сводный сетевой график. Техническое проектирование ведется на основе задания на проектирование, технических условий, требований по воде, энергопотреблению и т.д. На этой стадии формируется команда проекта, назначается руководитель, на торгах заключаются контракты с основными исполнителями.

3.Фаза реализации проекта.

Фаза реализации инвестиционного строительного проекта. В этой фазе осуществляется детальное /рабочее/ проектирование, проводятся торги /заключаются контракты/ с исполнителями специализированных работ; их материально-техническое обеспечение.

На основе разработанных и увязанных между собой календарных планов производится оперативное управление работами.

4.Фаза завершения проекта.

В фазе завершения (эксплуатации) проект выводится на расчетную мощность, осуществляется поддержание параметров в заданном режиме, происходит сдача объектов заказчику, оценка результатов эксплуатации проекта, закрытие работ, подготовка итоговых документов и другие работы.

В конце каждой фазы должно приниматься решение о прерывании проекта или. его продолжении, возможно со значительными модификациями.

1.2. Управление проектом. Функции управления проектом.

Исходя из деления системы на. управляющую и управляемую (на субъект и объект управления) определим управление проектом как искусство координации действий коллектива людей, участвующих в подготовке и реализации производственных фондов /капиталов, материальных и технических ресурсов/ на протяжении жизненного цикла до их перехода в конечную продукта в установленный контрактом срок при непревышении договорной цены и достижения установленного качества [8].

Управление проектом можно также определить как управление изменениями, которые должны быть произведены в результате осуществления проекта. [41]. Изменение состояния проекта от его начала до завершения характеризуется изменением ряда параметров и показателей. В связи с этим можно выделить четыре базовых функции управления проектами[62]-[65]. -управление предметной областью проекта, -управление качеством, -управление временем, -управление стоимостью.

Остановимся подробнее на рассмотрении управлении временем и управлении стоимостью проекта т.к. предмет диссертационной работы затрагивает именно эти функции управления проектом.

Управление временем и стоимостью. Функция управления временем включает в себя определение продолжительности, сроков начала и окончания работ проекта, важнейших контрольных событий, оптимизацию временных параметров, использование резервов времени контроль и прогнозирование сроков выполнения работ, этапов и проекта в целом, принятие решений по ликвидации отклонений временных параметров. Функции управления временем осуществляются посредством календарного

планирования работ, контроля и корректировки графиков выполнения работ при использовании организационно-технологических моделей на базе структурного плана проекта.

Функция управления стоимостью инвестиционно - строительного проекта включает в себя разработку бюджета проекта, также, как и функция управления временем контроль и принятие управляемых �