МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “

Харківський авіаційний інститут”

ГОРЛОВ Дмитро Олександрович

| УДК 658:62.001.57 |

МЕТОДИ І МОДЕЛІ КОМПЛЕКСНОГО ОЦІНЮВАННЯ БАГАТОРІВНЕВИХ СТРУКТУР УПРАВЛІННЯ ПРОЕКТАМИ

| 05.13.22 – управління проектами та розвиток виробництва

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук

Харків - 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут” Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Дружинін Євген Анатолійович,

Національний аерокосмічний університет

ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”,

доцент кафедри інформаційних управляючих систем.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Божко Валерій Павлович,

Національний аерокосмічний університет

ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, завідувач кафедри фінансів;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Чайніков Сергій Іванович,

Харківський національний університет радіоелектроніки, доцент кафедри системотехніки.

Провідна установа:

Національна металургійна академія України Міністерства освіти і науки України, кафедра управління проектами, м. Дніпропетровськ.

Захист відбудеться 25 червня 2004 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.062.01 в Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут” за адресою: 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17, радіотехнічний корпус, ауд. 232.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”.

Автореферат розісланий 17.05.2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради __________________ Чумаченко І.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Розвиток ринкових відносин в Україні, прогрес у галузі створення принципово нових технічних систем і складних зразків техніки, засобів їх проектування й технічних засобів надання послуг населенню змушують підприємства і організації при постійній зміні напрямків діяльності виконувати одночасно багато різноманітних проектів в умовах жорстких договірних зобов’язань.

Складні тривалі проекти, як правило, виконуються організаціями, що мають багаторівневі структури управління (БСУ). Для складних проектів за умов високої кваліфікації виконавців і менеджерів необхідно вирішувати велику кількість задач багаторівневої взаємодії та координації між учасниками проекту. Це може суттєво збільшити терміни реалізації проектів, що, в свою чергу, впливає на директивні терміни, визначені замовником. У сучасних умовах керівники організацій і менеджери проектів повинні постійно займатися організацією і удосконаленням БСУ. Для цього необхідно застосовувати ефективні методи прогнозування і аналізу, які враховують результати діяльності, організацію процесу управління та структурні особливості БСУ.

Аналіз літературних джерел показав, що при оцінці ефективності функціонування БСУ автори приділяють увагу в основному питанням аналізу результатів, причому розглядаються переважно економічні показники. Це не дає змоги проводити детальну оцінку діяльності всіх виконавців проекту і цілеспрямовано і обґрунтовано формувати напрямки реорганізації БСУ.

При реорганізації БСУ необхідно враховувати вплив організаційних і ресурсних ризиків, на що вказано в міжнародних стандартах управління якістю ISO.

Таким чином, розробка методів, моделей та інформаційних технологій комплексного оцінювання і удосконалення багаторівневих структур управління, основаних на спільному розгляді результатів, процесів управління, структурних властивостей БСУ при реалізації проектів з урахуванням впливу факторів ризику, є актуальною науково-прикладною задачею.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота над дисертацією проводилася автором на кафедрі інформаційних управляючих систем Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського “ХАІ” у межах НДР, здійснюваних у 1998-2003 рр. відповідно до планів держбюджетних і госпрозрахункових НДР: Міністерства освіти і науки України “Системні та інформаційні технології формування та управління великомасштабними проектами і програмами” (ДР №0102U004181); Міністерства оборони України № /02 “Нормаль” (ДР №0102U004619), №302-77/97 “Модель-Ф”; Міністерства палива та енергетики України №302-3/02 “Модель-Р” (ДР №0102U004182).

У перерахованих НДР автор брав участь як співвиконавець при створенні моделей багаторівневого управління і аналізу виконання проектів, вибору напрямків зменшення негативного впливу ризиків на директивні терміни виконання проектів, при формуванні комп’ютерних програм підтримки прийняття рішень для управління проектами.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка методів аналізу БСУ, спрямованих на удосконалення організації й обґрунтування термінів виконання проектів шляхом моделювання та комплексного оцінювання структури управління, взаємодії учасників і досягнутих результатів з урахуванням факторів ризику.

Для досягнення поставленої мети були сформульовані такі задачі:

1) провести аналіз підходів і методів оцінювання ефективності організаційних систем;

2) сформувати систему показників для оцінювання БСУ проектами;

3) описати процеси взаємодії елементів БСУ в ході виконання проектів;

4) оцінити вплив організаційних ризиків на терміни виконання проекту;

5) розробити модель для прийняття рішень при виборі напрямків реформування БСУ;

6) побудувати сценарій комплексного оцінювання БСУ за допомогою сучасних ІТ –технологій;

7) впровадити результати досліджень у практику управління проектами на підприємствах і організаціях України.

Об'єкт дослідження – процеси управління проектами.

Предметом дослідження є методи, моделі й інформаційні технології аналізу багаторівневого управління проектами.

Методи дослідження. Для вирішення задач дослідження використано:

- при виборі напрямків комплексного оцінювання БСУ та для формування моделей виконання робіт проекту – методи системного аналізу;

- для формалізованого опису дій, пов’язаних з виконанням проектів і взаємодії елементів БСУ, – математичний апарат регулярних схем алгоритмів (РСА);

- для моделювання процесів виконання проектів – методи теорії імітаційного моделювання;

- для одержання узагальнених оцінок функціонування БСУ – методи теорії параметричного аналізу і теорії нечітких множин і відносин;

- для визначення напрямків удосконалювання БСУ – знанняорієнтовані продукційні моделі знань.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у такому:

1) вперше одержано метод аналізу багаторівневих структур управління, в якому враховано структуру БСУ, протоколи взаємодії виконавців і результати виконання проекту, де на відміну від існуючих комплексно оцінюється система організаційного управління шляхом застосування методів теорії нечітких множин і відношень;

2) удосконалено метод системного аналізу організації проектів в результаті дослідження процесів виконання робіт і управління ризиками, що дає змогу обґрунтовано визначати терміни реалізації проектів і напрямки реорганізації БСУ;

3) дістало подальший розвиток методи згортки основних показників функціонування БСУ за допомогою теорії нечітких множин і відносин.

У дисертації запропоновано методи і моделі, які дозволяють науково обґрунтовано визначати терміни виконання проектів на основі комплексного аналізу, урахування впливу організаційних ризиків, що у сукупності удосконалюють методи управління проектами та доповнюють наукові знання в області теорії організаційного управління.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблені методи і моделі є науково-методичною основою для створення комп’ютерної системи підтримки прийняття рішень для управління проектами та вдосконалення БСУ організацій, що їх виконують.

Запропоновані методи і моделі подані у вигляді методик аналізу процесів виконання проектів, комплексного інтегрованого оцінювання БСУ для вибору напрямків реформування систем управління проектами.

Розроблені методи і моделі можна використовувати в задачах як аналізу, так і синтезу багаторівневих структур управління проектами.

Науково-технічний ефект даної роботи полягає у науковому обґрунтуванні БСУ шляхом моделювання виконання проектів та автоматизованого оцінювання їх основних показників.

Економічний ефект полягає в зменшенні збитків підприємств, пов’язаних зі несвоєчасним виконанням проектів і скороченні витрат на утримання апарату управління шляхом удосконалення організації БСУ.

Соціальний ефект пов'язаний з регламентацією діяльності учасників проектів у рамках багаторівневих структур управління.

Результати дисертаційної роботи впроваджені на підприємствах і організаціях у формі методик, результатів аналізу, комп'ютерних програм аналізу і управління проектами:

- ВАТ “Мегабанк” (акт впровадження від 01.03.2004 р.);

- АНТК “Антонов” (акт впровадження від 17.12.2003 р.);

- Науковий центр бойового застосування ВПС України (акт впровадження від 7.08.2002 р.);

- Південно-Українська АЕС (акт впровадження від 14.08.2002 р.).

Особистий внесок автора. Всі основні наукові положення, результати, висновки і рекомендації дисертаційної роботи отримані автором самостійно. У публікаціях, що написані в співавторстві, автору належать: підхід до формалізованого опису процесів управління проектами [2]; сценарій аналізу багаторівневих структур управління на основі дослідження динаміки процесів реалізації проектів [3]; базові моделі дій управляючих вузлів на основі РСА [4]; система показників для оцінювання БСУ проектами з урахуванням спеціалізації виконавців і системи розподілу та делегування повноважень 5, 9; інформаційна технологія оцінки реалізовності складних проектів [6]; підхід до аналізу БСУ, який враховує структуру БСУ, взаємодію виконавців і результат виконання проекту, дозволяє комплексно оцінити БСУ з урахуванням факторів ризику, методика згортки основних показників функціонування БСУ, яка базується на використанні методів теорії нечітких множин і відношень [7]; методика узагальнення значень показників функціонування при комплексній оцінці реалізовності проектів і програм [8]; знанняорієнтована продукційна модель для визначення напрямків удосконалення БСУ [9]; систематизація ролей учасників у відношенні до задач проекту та розробка типових протоколів взаємодії ролей [10].

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися й обговорювалися на міжнародних науково-технічних конференціях (МНТК): “Перспективи розвитку інформаційних мереж, зв'язку та телекомунікації (ISTA-2001)” (Харків, НТУ, 2001 р.); “Інтегровані комп’ютерні технології в машинобудуванні” (Харків, ХАІ, 2001 – 2003 рр.); на першій обласній конференції молодих науковців “Тобі, Харківщино, - пошук молодих” (Харків, Харківська обласна держадміністрація, 2002 р.); на науково-технічних конференціях молодих учених факультету систем управління літальних апаратів і наукових семінарах кафедри інформаційних управляючих систем Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського “ХАІ”.

Публікації. Результати досліджень опубліковано у 11 друкованих працях, з них 2 статті – у науково-технічних журналах, 5 - у збірниках наукових праць, 4 – в матеріалах конференцій.

Структура і обсяг роботи. Дисертація містить вступ, чотири розділи, висновки і додаток. Повний обсяг дисертації складає 145 сторінок, в тому числі: 2 рисунки на 1 окремій сторінці і 6 таблиць на 8 окремих сторінках, додаток на 5 окремих сторінках. Список використаних літературних джерел складається з 124 найменувань, що розміщені на 11 окремих сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі описано: актуальність теми і наукової задачі; зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами; мета і задачі дослідження; об'єкт, предмет і методи дослідження; наукова новизна і практичне значення одержаних результатів; особистий внесок здобувача; інформація про реалізацію, апробацію та публікацію результатів.

У першому розділі розглянуто організаційні структури управління, підходи і методи їх аналізу та моделювання, наведено класифікацію показників функціонування БСУ, ризики в організаційних структурах. Показано, що під впливом ринкових відносин має місце висока динаміка зміни напрямків проектної діяльності, складності робіт, що виконуються. За цих умов перед керівниками підприємств постійно виникає питання про необхідність реорганізації БСУ. Це пов’язано з тим, що в сучасних умовах найважливішими передумовами успішної роботи на ринку є здатність підприємства адаптуватися до зміни зовнішнього середовища і можливість зменшення впливу факторів ризику.

Цим питанням присвячена велика кількість робіт європейської й американської шкіл менеджменту. У сучасних вимогах до проектного менеджменту задача організаційного управління не виділена в окремий напрямок. У стандартах ISO з управління якістю відсутні конкретні методики, що пов’язані з управлінням проектами. Аналогічна ситуація склалася у відношенні до необхідності управління ризиками. В роботі виділено організаційні ризики, пов’язані з тимчасовою неможливістю виконання своїх обов’язків учасниками проекту і нераціональним делегуванням своїх повноважень, і ризики, що пов’язані з незадовільним станом забезпечуючих ресурсів (вихід з ладу обладнання, відсутність матеріалів до терміну початку виконання робіт і т. ін.).

Таким чином, у дисертації обґрунтовано необхідність сумісного аналізу процесу виконання робіт, багаторівневої взаємодії учасників проекту й процесу відбивання ризиків в рамках БСУ.

Аналіз методів оцінки ефективності організаційних структур управління проектами показав, що більшість авторів розглядають БСУ з позицій досягнення результатів діяльності всієї організації і, як правило, за тривалий час. Розглядаються в основному економічні показники діяльності організації. Деякі автори аналізують й інші показники, але ці показники мають також узагальнений характер і базуються здебільшого на досвіді експертів, причому майже не використовуються результати аналізу діяльності всіх учасників проекту, не досліджується динаміка їх завантаження і відповідність змісту робіт, що виконуються, їх місцю в БСУ. Таким чином, у першому розділі з позицій системного аналізу виділено напрямки комплексного оцінювання БСУ.

Показники та параметри функціонування окремих елементів і всієї БСУ можуть мати різну природу, різні шкали вимірювання, якісний і кількісний характер. Тому при розробці методу комплексного оцінювання БСУ доцільно використовувати основні положення теорії нечітких множин і відносин.

Для визначення параметрів функціонування БСУ та її елементів необхідно мати певний набір статистичних даних. Але здебільшого на підприємствах така інформація відсутня, крім того, в умовах зміни напрямків діяльності й складності проектів необхідно проводити аналіз процесів виконання проектів для прогнозування їх результатів. При дослідженні взаємодії процесів виконання й управління роботами проектів елементами БСУ і управління ризиками найдоцільніше використовувати сучасні методи імітаційного моделювання. Для цього необхідно розробити методи синтезу алгоритмічних моделей виконання проектів і системну імітаційну модель для проведення моделюючих експериментів з використанням комп’ютерних засобів і сучасних інформаційних технологій.

Для побудови моделей процесів реалізації проектів, що виконуються в рамках БСУ, доцільно використати регулярні схеми алгоритмів (РСА).

Результати аналізу, проведеного у першому розділі дисертації, опубліковані в [1,4,5].

У другому розділі розроблено метод комплексної оцінки БСУ, що базується на системному підході та можливостях теорії нечітких множин і відносин.

Сформульовано принципи комплексного аналізу, які відображають основні напрямки дослідження, а саме: спільний розгляд процесів і результатів функціонування БСУ; функціонування вузлів-виконавців і вузлів-керівників у рамках діяльності підрозділів БСУ; оцінка показників процесу функціонування вузлів БСУ з урахуванням їх місця в організаційній структурі; процесів виконання проектів та управління ризиками.

Обґрунтовано напрямки аналізу та проведено класифікацію груп показників: результату, процесів і структури БСУ. Для формування інтегрованих показників функціонування БСУ та її елементів на всіх рівнях ієрархії застосовано методи теорії нечітких множин і відносин.

Розроблено схему формування комплексного показника функціонування (рис.1).

Запропоновано проводити оцінку підрозділу і всієї БСУ () за такими напрямками: результат власного функціонування ; процес власного функціонування ; результат функціонування підлеглої структури ; процес функціонування підлеглої структури .

Агрегування цих показників дозволяє отримати комплексну оцінку роботи підрозділу БСУ, яка складається з трьох етапів послідовного одержання: узагальнених оцінок для підлеглої структури, оцінок роботи БСУ за результатами та процесами діяльності, комплексної оцінки підрозділу.

Для отримання показників підлеглої структури в роботі запропоновано спосіб ієрархічної згортки показників підлеглих вузлів з урахуванням впливу роботи цих вузлів на процеси та результати функціонування підрозділу. Для подання показників процесу і результату функціонування БСУ пропонується використовувати лінгвістичні змінні з терм-множинами T()={“погано”, “задовільно”, “добре”, “відмінно”}, T()={“відповідає”, “не відповідає”}. Для відображення впливів пропонується використовувати лінгвістичні змінні з терм-множиною T(P)={“слабко”, “середньо”, “сильно”}. Тоді можна визначити такі формули одержання показників результату і процесу діяльності підлеглої структури:

, ,

де , – впливи робіт підрозділів вузла на роботу всієї структури, підлеглої з позицій досягнутого результату і процесу функціонування; – показники результату і процесу роботи підлеглої структури в цілому; – показники результату і процесу роботи окремих елементів підлеглої структури; – оператор нечіткої композиції двох лінгвістичних змінних, що подаеться за допомогою таблиць лінгвістичних правил.

Оператор об’єднання () визначають виходячи з переліку можливих стратегій об'єднання: оптимістичної, песимістичної, імплікативної.

Роботу підрозділу оцінюють за результатами і процесом діяльності шляхом об'єднання власних показників і показників підлеглої структури.

Загальна оцінка роботи підрозділу може бути отримана в результаті об'єднання показників результату і процесу діяльності підрозділу

.

Далі запропоновано методи формування показників окремого елемента БСУ з позицій аналізу результатів і процесів його діяльності.

Особливої уваги заслуговує підхід до формування показників процесів, які враховують не тільки параметри безпосередньої роботи елемента, але і зміну їх кількісних значень при русі по ієрархії БСУ (при цьому враховують структурні властивості елемента).

Було запропоновано множину параметрів і характеристик функціонування БСУ та її елементів.

Відповідно до прийнятих принципів оцінки множину показників, що використовують для аналізу функціонування БСУ, утворюють такі показники, які відображають статику і динаміку завантаженості вузлів, необхідність відбивання факторів ризику, участь вузлів у процесах управління та функціонування, глибину та структуру делегування повноважень:

1. – частка функцій управління. За допомогою цього параметра визначають, наскільки вузол зайнятий вирішенням задач управління іншими вузлами. Значення цього показника при русі вниз по ієрархії БСУ повинно зменшуватися.

2. – рівень самостійності вузла. Цей параметр служить для визначення, наскільки при вирішенні поставлених задач вузол здатний приймати рішення без звертання до вузлів верхніх рівнів. Значення цього параметра при русі вниз по ієрархії БСУ повинно зменшуватися.

3. – середній час управління однією задачею. Цей параметр є індикатором орієнтованості вузла на задані задачі. Значення цього параметра при русі вниз по ієрархії БСУ повинно збільшуватися.

4. – рівень завантаженості вузла. Цей параметр визначає, наскільки вузол завантажений у процесі своєї діяльності. Це – інтегральний параметр завантаженості вузла.

5. – рівень резерву часу на відбивання ризиків. Цей параметр визначає, яка частка робочого часу може бути витрачена вузлом на незаплановану роботу (усунення наслідків проявлення ризику).

6. – співвідношення часу нормальної роботи і управління ризиками. Цей параметр відображає чутливість системи до проявлення факторів ризику, що виникають на відповідному рівні управління.

7. – загальний час чекання задач у черзі до відповідного вузла БСУ. На відміну від показника цей параметр визначає, чи завжди вузол управління виконував свою роботу вчасно і чи правильно були сплановані його завдання. Накопичення задач у чергах може негативно вплинути на директивні терміни виконання проекту.

8. – рівень орієнтованості вузла управління на вузол . Цей параметр служить індикатором нерівномірності розподілу дій управляючого вузла стосовно своїх підлеглих.

9. – глибина безпосередніх зв'язків вузла. Цей параметр визначає максимальну кількість рівнів ієрархії управління, через які вузол вступав у безпосередні контакти.

Для визначення перерахованих параметрів необхідно аналізувати такі статистичні характеристики роботи БСУ:–

часові: загальний фонд робочого часу; фактично відпрацьований час; запланований час функціонування вузла; резерви часу; характеристики управління ризиками та ін.;–

кількісні: множина управляючих дій, отриманих вузлом від вузлів верхніх рівнів; множина управляючих дій, підготовлених вузлом для вузлів нижніх рівнів; загальна кількість вирішених задач;–

директивні та фактичні терміни виконання робіт (задач проектів).

Ця інформація є вхідною для розрахунку комплексного показника функціонування багаторівневої структури управління проектами. Як правило, необхідний набір статистики на підприємствах і організаціях відсутній. Крім того, при постійній зміні структури портфеля замовлень навіть наявність достатнього обсягу статистики не гарантує адекватності аналізу і прогнозування діяльності підприємства в майбутньому. Для аналізу ризиків проекту також не достатня наявність статистики минулої діяльності підприємства.

При моделюванні динаміки функціонування складних систем найдоцільніше використовувати підходи та методи імітаційного моделювання. Для застосування цих методів необхідно розробити моделі формалізованого опису предметної області. Предметною областю в даному випадку є множина проектів, що виконуються у системі. Моделі процесів є вхідними даними для проведення моделюючих експериментів.

Таким чином, розроблено метод комплексного оцінювання системи організаційного управління та її елементів, що дозволяє враховувати процесні характеристики, структурні властивості й результати діяльності всіх вузлів БСУ при аналізі виконання множини поточних і перспективних проектів.

Отримані результати опубліковані в наукових працях [3,6,7].

Третій розділ присвячений розробці системних моделей процесів реалізації проектів у рамках БСУ. Для формалізованого опису було вибрано мову регулярних схем алгоритмів (РСА).

БСУ являють собою в загальному випадку дерева супідрядних елементів. Процеси виконання проектів візуально зображують у вигляді графових моделей. Виходячи зі специфіки функцій і робіт у рамках БСУ окрему роботу можна подати у вигляді об'єднання задач координації, управління виконанням підзадач і задач безпосереднього виконання.

У рамках процесів управління існує множина функцій управління, що у загальному випадку можуть виконуватися різними вузлами БСУ. У найпростішому випадку всі задачі управління можуть бути зосереджені в одному вузлі. Розподіл функцій управління між вузлами БСУ відповідає розподілу ролей цих елементів щодо розв'язуваних задач:

,

де – множина ролей вузлів управляючої структури відповідно до задач, які вирішуються системою; – вузол є ініціатором задачі ; – вузол є координатором вирішення задачі ; – вузол є управляючим вирішення задачі ; – вузол є безпосереднім виконавцем задачі ; – вузол не бере участі у вирішенні задачі .

Для формування моделі виконання проекту формується матриця розподілу ролей і функціональних обов'язків вузлів організаційної структури. Для опису протоколу взаємодії вузлів БСУ при виконанні задач проекту запропоновано базис основних операторів (таблиця).

Базис основних операторів опису моделей процесів управління в БСУ

Операція | Оператори РСА

Підготовка до виконання (ПВ) (execution preparation)

Інформаційний обмін (ІО) (information exchange)

Підготовка управляючої дії (ПУД) (control influence preparation)

Активне управління (АУ) (active control)

Пасивне управління (ПУ) (passive control)

Безпосереднє виконання (БВ) (execution)

Формування відповіді (ФВ) (answer forming)

Обробка результату (ОР) (result processing)

Виходячи з логіки формування контуру управління, розподілу ролей між вузлами організаційної структури, що беруть участь у виконанні роботи, сформовано структуру протоколів взаємодії, яку можна показати у вигляді діаграм Ганта (рис.2).

Виконання комплексу задач проекту пов'язано з необхідністю управління паралельно-послідовними роботами в рамках логічної схеми реалізації проекту.

В роботі розроблені правила об’єднання протоколів управління при реалізації послідовних і паралельних робіт проекту для синтезу моделей виконання проекту в РСА. Стратегія об'єднання пов'язана з можливістю виконання окремих дій щодо управління для декількох підлеглих виконавців.

При аналізі ролей, пов’язаних з виконанням та управлінням виконанням робіт, було виявлено, що формальне уявлення функціонування окремих вузлів можна привести до двох форм запису, що відповідають двом класам моделей: моделі реалізації функцій управління на верхніх рівнях; моделі процесів виконання задач проектів і координації:

,

де – алгоритмічні моделі процесів управління відповідних елементів БСУ;

– послідовності попередніх і наступних операцій;

– моделі управління на верхньому рівні ієрархії ролей;

– моделі управління та функціонування на нижньому рівні ієрархії.

Розроблено метод рольової згортки моделей управління, застосування якого дозволяє отримувати моделі функціонування управляючих вузлів у разі суміщення ними ролей, суміжних в ієрархії, на основі системи аксіом тотожних перетворень алгебри РСА.

Важливе місце в процесах управління складними розподіленими системами посідає задача координації роботи виконавців. Це пов'язано з необхідністю управління множиною задач з урахуванням їх пріоритетів. Можливість початку виконання окремої задачі у загальному випадку залежить від стану розв’язання множини попередніх задач проекту.

Для визначення послідовності дій з управління проектом запропоновано моделі, що забезпечують синтез послідовності прийняття рішень про початок виконання чергових задач.

Модель функціонування координатора має вигляд

де – алгоритм запуску вирішення чергової задачі; – алгоритм очікування координатором результатів вирішення задачі; – мітки переходу.

Задача алгоритму полягає у визначенні мітки для переходу до вирішення чергової задачі на основі аналізу результатів розв’язання інших задач; алгоритмів – у визначенні мітки для переходу до аналізу результатів вирішення чергової задачі на основі аналізу повідомлень від підлеглих вузлів БСУ.

Крім того, модель функціонування координатора містить алгоритми: запуску вирішення чергової задачі; пасивного і активного очікування, при реалізації яких використано обробку предикатів ініціалізації; зупинки вирішення; успішного завершення робіт проекту.

Об'єднання всіх часткових протоколів взаємодії та координації на основі структурної схеми робіт проекту дозволяють формувати логічну модель процесу реалізації проекту, що є вхідною для імітаційного моделювання.

Далі розглядається вплив факторів ризику на терміни виконання проектів. Показано, що зменшення впливу ризиків, пов'язаних з неможливістю виконання своїх функціональних обов'язків елементами БСУ і ризиків, що залежать від стану ресурсного забезпечення, потребує реалізації дій щодо приведення ресурсів у працездатний стан. Інтенсивності проявлення факторів ризику є вхідними даними для імітаційного моделювання.

Таким чином, для аналізу досягнення цілей проекту необхідно спільно розглядати процеси штатного функціонування системи та процеси забезпечення зниження впливу факторів ризику. Для формування протоколів взаємодії елементів БСУ під час ліквідації проявлення факторів ризику роботи, пов’язані з приведенням ресурсів у працездатний стан, необхідно розглядати таким же чином, як і роботи, що виконуються при штатному функціонуванні системи. Відмінність полягає в тому, що ініціатором вирішення цих задач є в основному вузли нижнього рівня. З точки зору імітаційного моделювання управління в умовах ризику полягає в такому: у разі виникнення події, пов'язаної з проявленням фактора ризику, виконання поточної роботи припиняється, вузлом нижнього рівня формується запит на необхідність реалізації процесу відбивання ризику, після завершення якого процес виконання роботи або відновлюється, або починається спочатку. Сумісне дослідження всіх перерахованих вище процесів дає змогу більш обґрунтовано формувати показники виконання проектів, насамперед такий важливий показник, як термін виконання.

Таким чином, у даному розділі розроблено: методи формалізованого опису процесів виконання проектів з урахуванням особливостей багаторівневого управління на основі математичного апарата мови РСА; метод рольової згортки моделей управління та координації. Це дає змогу формувати вхідні дані для аналізу динаміки функціонування БСУ методами імітаційного моделювання.

Отримані результати опубліковано в роботах [2, 4, 9, 10].

Четвертий розділ присвячений розробці комп’ютерної системи для комплексного аналізу та вибору напрямків реорганізації БСУ (КСКА), яка реалізована за допомогою об’єктно-орієнтованого середовища програмування Delphi.

Одною з основних складових КСКА є системна імітаційна модель (СІМ) аналізу динаміки управління проектами.

До складу СІМ входять: модуль взаємодії з користувачем, який забезпечує формування візуального уявлення структури проектів і генерацію результатів моделювання (розрахунок основних показників виконання проектів і функціонування БСУ); модуль імітаційного моделювання, основою якого є монітор системного моделювання, який вирішує задачі управління генерацією подій та заявок, управління складними заявками, управління ініціалізацією та ходом моделювання.

Розроблена СІМ дає змогу забезпечити збирання необхідної статистичної інформації для розрахунку всього спектра параметрів, потрібних для комплексного оцінювання БСУ. Вхідна інформація про процеси виконання проектів формується на основі методів синтезу алгоритмічних моделей, описаних в третьому розділі.

Другою складовою частиною КСКА є підсистема формування інтегральних показників функціонування БСУ, основою якої є метод комплексного оцінювання, наведений в другому розділі.

Важливою складовою частиною КСКА є підсистема, що реалізує правила логічного висновку для визначення напрямків удосконалення і реорганізації БСУ. Система правил логічного висновку (СПЛВ) побудована на основі продукційної моделі знань. СПЛВ призначена для підтримки прийняття рішень при виборі та реалізації заходів щодо вдосконалення управління проектами та реорганізації БСУ: переносу термінів виконання проектів (це дає змогу забезпечити виконання проектів у рамках існуючої БСУ без її зміни, що, як правило, є найменш витратним заходом для підприємств та може бути використаним для виправлення помилок планування); перерозподіл повноважень щодо управління та виконання робіт проекту між елементами існуючої структури, що пов’язано з перевантаженням окремих елементів і необхідністю зменшення впливу організаційних ризиків (реалізація цих заходів потребує додаткового навчання персоналу та зміни посадових інструкцій); доповнення чи видалення структурних елементів БСУ з наступним перерозподілом повноважень.

СПЛВ складається з набору правил, що пов’язують показники результатів, процесів функціонування та структурних особливостей елементів організаційних структур із заходами щодо вдосконалення БСУ. Наприклад: “ЯКЩО <термін виконання проекту незадовільний> ТА <вузол А перевантажено> ТА <вузол В недовантажено> ТА <вузол В виконує функції вузла А> ТО <Виконати перерозподіл повноважень>”. Кожне правило має свій пріоритет, за допомогою якого визначається черга його застосування. Пріоритети задаються експертами на основі витрат, пов’язаних із впровадженням пропозицій щодо вдосконалення БСУ.

Використання СІМ дозволяє аналізувати різні варіанти функціонування
системи і проводити їх порівняння. Сценарії пошуку шляхів вибору напрямків вдосконалення БСУ показано на рис. 3,4.

Таким чином, користувач має можливість оперативно аналізувати велику кількість різних варіантів функціонування системи і вибирати варіанти напрямку розвитку з урахуванням додаткових факторів і обмежень, які не були враховані в моделі, але які він може врахувати, виходячи зі свого досвіду.

В рамках запропонованого підходу проведено аналіз впровадження зарплатних проектів на підприємствах, що є клієнтами ВАТ “Мегабанк”. Особливу увагу приділено аналізу функціонування відділу програмно-технічного забезпечення карткових систем (ВПТЗКС).

Моделювання реальної роботи ВПТЗКС продемонструвало неможливість впровадження деяких зарплатних проектів у директивні терміни без внесення змін у структуру роботи підрозділу. Аналіз роботи ВПТЗКС показав: у підрозділі існує перелік невластивих йому робіт, що призводить до перевантаження співробітників і перелік робіт, які можуть виконуватися лише конкретними співробітниками, що при тимчасовій неможливості виконання ними своїх функцій призводить до збільшення термінів впровадження проектів. Моделювання при максимально можливому збільшенні директивних термінів, перерозподілі робіт і забезпеченні взаємозаміни співробітників ВПТЗКС показало недостатність цих заходів. Було запропоновано збільшити кількісний склад відділу. Моделювання показало, що при цьому забезпечується достатній рівень ресурсів як для нормального функціонування відділу, так і для його функціонування при ліквідації наслідків проявлення факторів ризику.

Приклади моделювання підтвердили адекватність розроблених системних моделей, показали універсальність і достатність типових блоків імітаційної моделі. Запропонований підхід було використано в задачах управління процесами впровадження зарплатних проектів під час визначення необхідної кількості робітників для забезпечення високих показників якості обслуговування клієнтів банку.

Отримані результати у вигляді методів, моделей і КСКА також були впроваджені на промислових підприємствах і в наукових організаціях України, які виконують різноманітні проекти, в тому числі створення нової техніки. Під час впровадження були вирішені задачі вдосконалення взаємодії замовників, виконавців і постачальників товарів і послуг при реалізації проектів створення авіаційної техніки, підготовки льотного складу та модернізації блоків АЕС.

Результати, отримані в четвертому розділі, опубліковані в роботах [3,5,8,11].

ВИСНОВКИ

У роботі вирішено науково-прикладну задачу розробки методів, моделей та інформаційних технологій комплексного оцінювання і удосконалення багаторівневих структур управління, основаних на спільному розгляді результатів, процесів управління, структурних властивостей БСУ при реалізації проектів з урахуванням впливу факторів ризику. Ця задача має важливе значення для підприємств та організацій, де необхідно вирішувати проблему вдосконалення організаційної структури в умовах постійної зміни кількості, напрямків і складності проектів, що виконуються.

Основними результатами дослідження є:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

Результати роботи можуть бути використані фахівцями в області організаційного менеджменту і управління складними проектами розвитку виробництва.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Горлов Д.А. Построение протоколов управления функциональными задачами в сложных социотехнических системах // Авиационно-космическая техника и технология. Харьков: Нац. аэрокосмический ун-т “Харьк. авиац. ин-т”. – 2003. Вып. 8(43). С. 80-85.

2. Дружинин Е.А., Луханин М.И., Горлов Д.А. Формализованное представление процессов управления в сложных социотехнических системах // Технология приборостроения. – Харьков: Харьк. нац. автомобильно-дорожный ун-т. 2001. Вып. 1-2. С. 40-44.

3. Дружинин Е.А., Горлов Д.А., Бек В.А. Сценарий исследования процессов управления в сложных социотехнических системах // Авіаційно-космічна техніка і технологія: Зб. наук. пр. – Харків: Нац. аерокосмічний ун-т “Харк. авіац. ін-т”. 2002. Вип. 29. С. 178-182.

4. Дружинин Е.А., Бек В.А., Горлов Д.А. Алгоритмические модели организационного управления в сложных социотехнических системах // Системи обробки інформації: Зб. наук. пр. Харків: НАНУ, ПАНМ, ХВУ. 2002. Вип. 5(21). С. 288-294.

5. Дружинин Е.А., Бек В.А., Горлов Д.А. Системный сценарий исследования процессов управления в сложных социотехнических системах // Авіаційно-космічна техніка і технологія: Зб. наук. пр. Харків: Нац. аерокосмічний ун-т “Харк. авіац. ін-т”. 2002. Вип. 27. С. 76-80.

6. Druzhinin E.A., Mazorchuk M.S., Gorlov D.A. Using the information technologies for realizability rating of wide-scale projects and programs // Вісник Національного технічного університету “ХПІ”: Темат. зб. наук. пр. “Системний аналіз, управління та інформаційні технології”. – Харків: НТУ “ХПІ”. – 2001. № 21. С. 24-33.

7. Горлов Д.А., Дружинин Е.А. Анализ функционирования организационных структур управления с учетом факторов риска // Зб. наук. пр. ІПМЕ НАНУ. – К.: –ІПМЕ НАНУ. – 2003. – Вип. 22. – С. 36-41.

8. Горлов Д.А., Дружинин Е.А. Комплексная оценка возможности реализации годового плана крупных государственных проектов и программ // Научно-техн. конф. молодых ученых факультета “Системы управления летательных аппаратов” “Системы управления – 99”. Харьков: “ХАИ”. С. 34.

9. Дружинин Е.А., Горлов Д.А. Исследование процессов управления в организационных структурах сложных социотехнических систем // Міжнародна науково-техн. конф. “Інтегровані комп’ютерні технології в машинобудуванні” ІКТМ?2001. – Харків. : Нац. аерокосмічний ун-т “Харк.авіац.ін-т”. – 2001. С. 161.

10. Дружинин Е.А., Горлов Д.А. Системное моделирование процессов организационного управления // Міжнародна науково-техн. конф. “Інтегровані комп’ютерні технології в машинобудуванні” ІКТМ?2002. – Харків: Нац. аерокосмічний ун-т “Харк.авіац.ін-т”. – 2002. – С. 65.

11. Горлов Д.А. Оценка эффективности функционирования организационных структур управления в сложных социотехнических системах // Міжнародна науково-техн. конф. “Інтегровані комп?ютерні технології в машинобудуванні” ІКТМ?2003. Тези доповідей. – Харків: Нац. аерокосмічний ун-т “Харк.авіац.ін-т”. – 2003. – С. 136.

АНОТАЦІЯ

Горлов Д.О. Методи і моделі комплексного оцінювання багаторівневих структур управління проектами. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.22 - управління проектами та розвиток виробництва. – Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, Харків, 2004.

У дисертаційній роботі розроблені методи, моделі й інструментальні засоби аналізу та вибору напрямків розвитку багаторівневих структур управління проектами (БСУ) у вигляді прикладної інформаційної технології комплексного аналізу функціонування, моделювання динаміки реалізації проектів з урахуванням впливу факторів ризику і особливостей багаторівневого управління, підтримки прийняття рішень щодо вдосконалення БСУ за допомогою знанняорієнтованих методів.

Науковими результатами дисертації є: вперше одержано метод аналізу багаторівневих структур управління, в якому враховано структуру БСУ, протоколи взаємодії виконавців і результати виконання проекту, за допомогою якого на відміну від існуючих комплексно оцінюється система організаційного управління шляхом застосування методів теорії нечітких множин і відношень. Це дає змогу виявляти елементи, що негативно впливають на функціонування всієї системи, визначати причини цього та вживати заходів щодо їх усунення.

Запропонований підхід, методи та моделі комплексного оцінювання БСУ можуть використовуватися при реалізації складних організаційно-технічних проектів і вирішенні задач розвитку організацій.

Ключові слова: багаторівнева структура управління проектами, комплексне оцінювання, процеси реалізації проекту, динаміка виконання проекту, ризик, розвиток, реорганізація.

АННОТАЦИЯ

Горлов Д.А. Методы и модели комплексного оценивания многоуровневых структур управления проектами. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.22 – управление проектами и развитие производства. – Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского “Харьковский авиационный институт”, Харьков, 2004.

В диссертационной работе разработаны методы, модели и инструментарий для анализа и выбора направлений развития многоуровневых структур управления проектами (МСУ) в виде прикладной информационной технологии комплексного анализа функционирования, моделирования динамики реализации проектов с учетом влияния факторов риска и иерархического управления, принятия решений с помощью знаниеориентированных методов.

Научные результаты диссертации: впервые предложен метод анализа многоуровневых структур управления, в котором учтена структура МСУ, протоколы взаимодействия исполнителей и результаты выполнения проекта, где в отличие от существующих комплексно оценивается система организационного управления путем применения методов теории нечетких множеств и отношений; алгоритмические модели формализованного описания выполнения проектов путем объединения процессов выполнения работ, межуровневого взаимодействия участников проекта и управления рисками; имитационная знаниеориентированная модель, которая позволяет с высокой степенью детализации исследовать динамику реализации проектов с учетом целого ряда факторов и ограничений, что максимально приближает модельное представление к реальному объекту исследования; продукционная модель, предложенная в виде системы правил логического вывода (СПЛВ), позволяющая автоматизировать процедуры поддержки принятия решений при выборе направлений реорганизации МСУ. Это обеспечивает системность исследований, повышает адекватность моделей и достоверность результатов.

Впервые совместно рассмотрены полученные и прогнозируемые результаты деятельности МСУ, организация процессов выполнения, управления и структурные свойства элементов всех уровней. Для получения комплексных интегрированных показателей был разработан метод, основанный на теории нечетких множеств и отношений, что позволило анализировать разнородные показатели в единой системе измерения и получать качественные оценки функционирования МСУ в условиях неопределенности исходной информации.

Большое внимание в работе уделено вопросам структуризации и алгоритмизации процессов управления в МСУ. Это связано с тем, что в многоуровневой системе организационного управления реализация межуровневого взаимодействия требует достаточно большого количества обеспечивающих ресурсов и существенно увеличивает сроки реализации проектов. Поэтому для оценки выполнения проектов необходимо совместно рассматривать процессы непосредственного выполнения работ, межуровневого взаимодействия и управления рисками.