Главная страница

Разработка метода календарно-сетевого планирования научно-исследовательского проекта с учетом неопределенности


НазваниеРазработка метода календарно-сетевого планирования научно-исследовательского проекта с учетом неопределенности
страница1/51
СКИБИН АНТОН ВЛАДИМИРОВИЧ
Дата02.12.2016
Размер5,73 Mb.
ТипДиссертация
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   51
1. /skibin.docРазработка метода календарно-сетевого планирования научно-исследовательского проекта с учетом неопределенности



Институт Проблем Управления имени В.А. Трапезникова

Российской Академии Наук
На правах рукописи


СКИБИН АНТОН ВЛАДИМИРОВИЧ


РАЗРАБОТКА МЕТОДА КАЛЕНДАРНО-СЕТЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПРОЕКТА

С УЧЕТОМ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

Специальность 05.13.10 – Управление в социальных и экономических системах


Диссертация на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Научный руководитель - Доктор технических наук, профессор

Бурков Владимир Николаевич

Москва – 2006

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. Управление научно-исследовательской деятельностью на основе теории управления проектами 10

1.1. Научно-исследовательская деятельность 10

Жизненный цикл продукции 10

Стадия научно-исследовательских работ 12

Оценка результатов НИР 15

1.2. Понятие научно-исследовательского проекта. Планирование и управление НИР на основе проектного подхода 19

Подходы к управлению НИР 19

Научно-исследовательские проекты 20

Методологические основы управления проектами 21

1.3. Понятие неопределенности в проектах 28

1.4. Классификация существующих подходов к управлению проектами с учетом неопределенности 30

1.5. Агрегированные модели проектов в календарном планировании 34

1.6. Постановка задачи исследования 36

1.7. Заключение 36

ГЛАВА 2. Оптимизация календарного графика научно-исследовательского проекта с учетом неопределенности относительно продолжительности работ 38

2.1. Модель проекта с учетом неопределенности 38

2.2. Агрегирование резервов времени в буферы 41

2.3. Постановка задачи оптимизации календарного графика научно-исследовательского проекта с учетом неопределенности относительно продолжительности 42

Задача в терминах Теории активных систем 43

2.4. Существующие методы оптимизации календарного графика проекта по стоимости 45

Алгоритм оптимизации продолжительности проекта по стоимости 46

2.5. Описание базового метода дихотомического программирования 48

Оптимизация проекта по стоимости с использованием метода дихотомического программирования 50

Алгоритм метода дихотомического программирования 50

Применимость метода дихотомического программирования 52

2.6. Модифицированный метод дихотомического программирования оптимизации календарного графика НИП с учетом неопределенности относительно продолжительности работ 53

Описание модифицированного метода 55

2.7. Алгоритм оптимизация буферов проекта по стоимости 56

2.8. Заключение 59

ГЛАВА 3. Методика реализации процессов управления НИП с применением модифицированного метода 61

3.1. Реализация группы процессов планирования НИП 61

Процесс оценки длительности операций НИП 63

Процессы разработки расписания и стоимостной оценки НИП с учетом неопределенности относительно продолжительности работ 66

3.2. Реализация группы процессов мониторинга и управления НИП 69

Процесс мониторинга и управление работами НИП 70

3.3. Заключение 72

ГЛАВА 4. Информационная система календарного планирования и контроля НИП с учетом неопределенности 73

4.1. Информационные технологии в управлении НИП 73

4.2. Автоматизация ряда процессов планирования управления НИП 75

Обеспечение автоматизации группы процессов планирования НИП 76

Автоматизация группы процессов мониторинга и управления НИП 79

4.3. Заключение 82

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 85


ВВЕДЕНИЕ

В последние десятилетия в научной среде и промышленности России происходит коренное изменение структуры управления научно-техническим развитием, вызванное переходом к новым условиям экономической жизни. Такие изменения сопровождаются беспрецедентным спадом в объемах финансирования научно-исследовательских работ (НИР), повышением требований к оценке практической применимости результатов исследований, эффективности использования ресурсов и сокращением сроков внедрения конкретных продуктов в производстве.

Для эффективной реализации и планомерного развития научно-исследовательской деятельности на предприятиях и в научных центрах требуется повышение уровня финансирования и материально технического обеспечения исследовательских групп. Особое внимание так же должно быть уделено внедрению в процесс управления НИР современных достижений науки и практики управления. В частности могут быть отмечены исследования, выполняемые в области теории управления проектами В.Н.Бурковым, Д.А.Новиковым, В.И.Воропаевым, Д.И.Голенко-Гинзбургом, И.И.Мазуром, В.Д.Шапиро и др.; в рамках теории активных систем В.Н.Бурковым, А.К.Еналеевым, В.В.Кондратьевым, Д.А.Новиковым, А. В. Щепкиным и др.; в сфере оценки результатов и эффективности научных исследований Ю.Б. Татариновым и др.

В сложившихся условиях развития промышленности все большее значение приобретает необходимость четкого определения целевого результата научно-исследовательской работы, более точного установления момента достижения этого результата, сокращения сроков и ресурсных затрат на достижение результата. Перечисленные свойства выделяются в теории управления проектами как ключевые характерные особенности проекта, что дает предпосылки для рассмотрения возможности применения проектного подхода в сфере научных исследований. В связи с этим последние годы все чаще на смену процессному подходу в области научно-исследовательской деятельности приходит проектный подход и термин «управление научно-исследовательским проектом».

В соответствии с определением, предложенным В.Н.Бурковым, Д.А. Новиковым [5], под проектом понимается ограниченное во времени целенаправленное изменение отдельной системы с установленными требованиями к качеству результатов, возможными рамками расхода средств и ресурсов и специфической организацией. Понятие научно-исследовательского проекта будет определено далее в первой главе данной работы.

В актуальной российской литературе по управлению проектами выделяют [18] четыре обширных раздела управления проектами:

  • календарно-сетевое планирование и управление – оптимизация расписания проекта на основе методов теории графов [4, 8, 11];

  • аспекты методологии УП – существующие подходы и систематизация опыта по УП [9, 24, 32];

  • методы (процедуры) управления проектами – разработка и анализ математических моделей проектов [1, 5, 10, 16, 18]; выработка оптимальных механизмов управления с применением теории игр [14];

  • реализация алгоритмов, автоматизация процессов в управлении проектами [10, 24].

Рассмотренная в настоящей диссертационной работе проблематика, охватывает круг вопросов, относящийся, в основном, к первому разделу. Раскрыт ряд вопросов методологии управления проектами, применительно к научно-исследовательским проектам. В четвертой главе диссертации рассмотрены некоторые средства автоматизации ряда процессов управления проектами для научно-исследовательских проектов.

Как отмечено в работе, управление научно-исследовательскими проектами связано с высокой степенью неопределенности и сложностью применения традиционных методов планирования и контроля. Для таких проектов характерна высокая степень новизны и уникальности выполняемых работ, которая не позволяет точно определить временные и ресурсные затраты. Кроме того, значимость творческого потенциала участников усложняет оценку их вклада, что сказывается на определении продолжительности отдельных работ.

Таким образом, актуальной представляется задача модернизации существующих методов календарно-сетевого планирования научно-исследовательских проектов, разработки эффективных алгоритмов оценки продолжительности работ с учетом факторов неопределенности.

Учитывая особенности научно-исследовательской деятельности, целью диссертационного исследования является повышение эффективности управления научно-техническим развитием, путем совершенствования методов планирования научно-исследовательской деятельности, на основе модернизации методов управления проектами с учетом неопределенности и принципа агрегирования информации. Для достижения этой цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

  • Рассмотрение методологических основ применения теории управления проектами в управлении научно-исследовательской деятельностью.

  • Анализ и оценка специфики планирования и управления научно-исследовательским проектом, связанной с высокой степенью неопределенности.

  • Анализ и оценка подходов к управлению проектами с учетом неопределенности.

  • Разработка метода и алгоритма оптимизации календарно-сетевого графика научно-исследовательского проекта с учетом неопределенности относительно продолжительности работ.

  • Разработка методики планирования и контроля реализации научно-исследовательского проекта в условиях неопределенности относительно продолжительности работ.

  • Рассмотрение возможности применения информационных технологий поддержки принятия решений в УП в контексте предложенной методики.

Научная новизна и значимость результатов диссертационной работы состоит в следующем:

  • Выработаны методологические основы применения теории управления проектами в управлении научно-исследовательской деятельностью.

  • Поведен анализ особенностей, выявлены факторы неопределенности в научно-исследовательских проектах.

  • Произведена классификация подходов к управлению проектами с учетом неопределенности.

  • Предложен метод оптимизации календарно-сетевого графика научно-исследовательского проекта с учетом неопределенности относительно продолжительности работ.

  • Сформулирована и обоснована методика планирования и контроля реализации научно-исследовательского проекта в условиях неопределенности относительно продолжительности работ.

Практическая значимость результатов работы состоит в создании актуального методологического аппарата планирования и управления научно-исследовательскими проектами, возможности разработки эффективных алгоритмов оптимизации графиков таких проектов, на основе предложенного метода.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались современные подходы теории управления проектами, а также методы теории графов, исследования операций, математического программирования.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах ИПУ РАН, Международной научно-практической конференции по теории активных систем, Москва, 2005.

Апробация результатов работы, моделей и методов была проведена в результате внедрения предложенной методики в ОАО «Русская Платежная Система «РПС».

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 5 научных работах общим объемом более 1 печатного листа:

  1. Скибин А.В. Факторы неопределенности в научно-исследовательских проектах // Прогнозирование, экономика, конкурентоспособность авиационной техники / Тез. докл. 4-й междунар. конф. «Авиация и космонавтика – 2005». - М.: Изд-во МАИ, 2005. – С. 35-36.

  2. Скибин А.В. Календарное планирование на начальных этапах жизненного цикла продукции // Экономика, управление предприятием, проектами и персоналом в авиационной отрасли / Стат. и мат. 3-й науч.-техн. конф. «Исследования и передовые разработки в авиационной промышленности». - М.: ОАО «ОКБ Сухого», 2005. – С. 476-478.

  3. Скибин А.В. Календарное планирование научно-исследовательского проекта с учетом неопределенности // Управление, Экономика, кооперация / Тез. докл. 2-й междунар. науч.-техн. конф. «Авиадвигатели XXI века». - М.: ЦИАМ, 2005. – С. 331-333.

  4. Скибин А.В. Метод календарного планирования с учетом неопределенности относительно продолжительности работ // Международный журнал «Программные продукты и системы». – 2005. №4.

  5. Направления исследований в области календарного планирования с учетом неопределенности. Обзор // Международный журнал «Программные продукты и системы». – 2006. №1.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы и содержит 81 страницу.

Во введении определена цель работы, обоснована актуальность рассматриваемых задач, приведена структура работы и краткое содержание основных разделов, а также – основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе, дается описание методологии управления научно-исследовательским проектом, проводится анализ специфики планирования и управления научно-исследовательским проектом, отмечается высокой степень неопределенности в научно-исследовательской проектной деятельности, приводится классификация подходов к управлению проектами с учетом неопределенности.

Во второй главе приводится постановка задачи оптимизации календарного графика научно-исследовательского проекта с учетом неопределенности относительно продолжительности работ, предложен метод решения поставленной задачи, изложен алгоритм решения задачи.

В третьей главе сформулирована методика реализации ряда процессов управления научно-исследовательским проектом в условиях неопределенности относительно продолжительности работ с применением описанных в предыдущих главах моделей и методов. Отмечена эффективность использования буферов проекта, предложенного в модели агрегирования резервов, для мониторинга и управления научно-исследовательским проектом.

В четвертой главе проанализирована возможность применения информационных технологий поддержки принятия решений в УП в контексте описанной в третьей главе методики реализации ряда процедур управления НИП. Рассмотрены ключевые аспекты выбора ПО для управления НИП. Описана, разработанная в среде Microsoft Office Project 2003 компьютерная модель, реализации обеспечения автоматизации процессов оценка длительности операций и буферов проекта, разработки расписания с учетом стоимостной оценки; мониторинга и управления научно-исследовательским проектом.

В заключении приведены основные результаты работы.
  1. Управление научно-исследовательской деятельностью на основе теории управления проектами


В настоящей главе диссертационной работы приведено описание ключевых аспектов научно-исследовательской деятельности, выявлено место научно-исследовательских работ в жизненном цикле продукции. На основе описанной методологии УП, отмечена возможность и целесообразность применения методов теории УП при управлении научно-исследовательской деятельностью.

Автором приводится определение понятия «научно-исследовательский проект», классификация научных проектов, отличительные особенности научно-исследовательских проектов. Особое внимание уделено понятию неопределенности в проектах.

Проведенный анализ зарубежной и отечественной литературы позволил сформировать обзор основных подходов и результатов исследований в направлении календарного планирования работ с учетом неопределенности относительно продолжительности операций проекта. На основе проведенного анализа выбран ряд методов для дальнейшего исследования и разработки (на основе модификации существующих методов) метода календарно-сетевого планирования научно-исследовательского проекта с учетом неопределенности относительно продолжительности операций.
    1. Научно-исследовательская деятельность


Любая коммерческая организация (предприятие) проходит через фазы вновь и вновь возникающего цикла, реализуя продукцию на рынке, которая служит для удовлетворения возникающих и исчезающих потребностей и возможностей покупателей под воздействием факторов среды. Длительность этого цикла определяется потребностью в продукции у общества (жизненным циклом продукции), технологией производства и другими изменяющимися внутренними и внешними факторами.

Жизненный цикл продукции


Жизненный цикл продукции, производимой предприятием, обеспечивает удовлетворение потребностей рынка и перспективу изменений в будущем за счет ее модификаций. Одним из ключевых факторов успеха деятельности коммерческой организации (предприятия) в сложившихся условиях рыночной экономики является непрерывное обновление и модификация производимой продукции и услуг, совершенствование технологии производства. Создание новой продукции, разработка и освоение современных технологий на базе инновационных идей обеспечивают конкурентный успех предприятия на рынках сбыта.

Под жизненным циклом (ЖЦ) продукции принято понимать время и цепочку процессов, происходящих от начала оформления идеи нового продукта/услуги до окончания физического существования последнего экземпляра изделия. Укрупненная схема ЖЦ изделия отражена на рис. 1.

Основные составляющие жизненного цикла изделия следующие [12]:

  1. маркетинговые исследования потребностей рынка;

  2. формирование и оценка идей, выбор перспективной идеи для проекта;

  3. техническая экспертиза проекта;

  4. экономическое обоснование проекта;

  5. научно-исследовательские работы по тематике нового продукта;

  6. опытно-конструкторская работа;

  7. пробный маркетинг;

  8. подготовка серийного производства новой продукции;

  9. освоение серийного производства;

  10. процессы производства и связанные с ним процессы;

  11. обеспечение и сбыт продукции, связанные с ними процессы;

  12. эксплуатация изделий;

  13. утилизация изделий.



Рис. 1. Жизненный цикл продукции
Продолжительность каждой стадии жизненного цикла продукта коренным образом влияет на его экономическую эффективность. Особое значение имеет сокращение сроков научно-технической подготовки производства, в частности НИР, в том числе и обеспечение определенной параллельности выполнения отдельных этапов научного исследования. Для сокращения продолжительности стадий ЖЦ необходимо:

  • По возможности исключить или минимизировать изменения, вносимые в изделие после передачи результатов от одного этапа к другому. Решение этой задачи обеспечивается инженерно-техническими методами (стандартизация, унификация, обеспечение качества и надежности, применение САПР и т. д.).

  • Обеспечение рационального распараллеливания работ, фаз, стадий ЖЦ осуществляется путем применения планово-координационных методов.

  • Минимизировать продолжительность выполнения отдельных этапов с учетом оптимального соотношения между временем и затратами.

Решение последней задачи связано с использованием актуальных управленческих и организационных методов.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   51