ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, 2014, том 48, № 1, с. 89-96
УДК 66.012
ПРОЦЕДУРА ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ
В СФЕРЕ НАНОИНДУСТРИИ © 2014 г. В. П. Мешалкин, О. В. Стоянова*
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва *Филиал Национального исследовательского университета "МЭИ" в г. Смоленске
ovstoyanova@list.ru Поступила в редакцию 26.04.2013 г.
Рассмотрены особенности моделей, используемых для проведения предварительной оценки проектов. Проанализированы различные подходы к построению подобных моделей. Предложена процедура построения модели, учитывающая особенности проектов в сфере наноиндустрии и позволяющая обеспечить согласованность описания различных характеристик проекта в процессе трансформации модели из пространства состояний в пространство целей.
Б01: 10.7868/80040357114010059
ВВЕДЕНИЕ
Проектное управление в сфере наноиндустрии имеет множество особенностей, анализ которых приведен в работе [1]. Наличие подобных особенностей обусловливает необходимость использования новых принципов проектного управления [2] и новых моделей, описывающих подобные проекты и служащих основой поддержки принятия решений.
В работах, посвященных моделированию проектов, предлагаются разнообразные модели [3], отличающиеся базовыми подходами к моделированию, способами представления знаний, типом используемого аппарата и прочими характеристиками. Главным ограничением большинства существующих моделей является их направленность на решение отдельных задач проектного управления (оптимизация распределения ресурсов, ответственности, составление расписаний и др.).
Как правило, в процессе управления проектами используются одновременно различные модели из указанного множества. Данные модели в большинстве случаев не взаимосвязаны между собой. Построением обособленных моделей занимаются разные специалисты и для использования результатов моделирования в процессе коллективного принятия решений необходима их предварительная интерпретация соответствующим экспертом. Указанное обстоятельство снижает объективность и оперативность принятия решений и часто является причиной недоверия менеджмента к инструментам моделирования проектов.
Возможным вариантом решения указанных проблем является построение комплексной модели, позволяющей решать различные задачи проектного управления. Можно выделить два прин-
ципиально отличающихся принципа организации такой модели. Первый заключается в объединении множества подмоделей в единое целое при помощи связей типа "выход—вход". Пример метода, реализующего такой принцип, рассмотрен в работе [4]. Второй принцип заключается в использовании множества моделей взаимосвязанных в пространстве параметров. При таком построении изменение параметров одной модели влечет трансформацию параметров всех остальных моделей, что обеспечивает возможности учета нестационарности среды проекта и делает комплексную модель адаптивной. Основные идеи, иллюстрирующие данный принцип на примере модели начального уровня, используемой для предварительной оценки проектов, рассмотрены в настоящей работе.
ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА КАК СЛОЖНОЙ СИСТЕМЫ
Прежде чем приступить к реализации того или иного проекта, проводят его предварительную оценку, в результате которой определяют приблизительный срок завершения проекта и возможность получения целевых результатов. Для повышения объективности такой оценки в процессе ее получения используются формализованные методы анализа сложных систем.
Существует несколько подходов к описанию проекта как сложной системы:
выделение множества элементов и связей между ними;
описание в терминах состояний и переходов; событийное описание поведения. В рамках первого подхода в качестве элементов системы чаще всего выделяют работы, кото-
рые необходимо выполнить для получения желаемых результатов. В этом случае проект может быть представлен в виде
Р = <{w,}, {с j}, {d} {/j}>, (1)
где {w} — множество работ по проекту, (i = 1, ..., n), {с j} — множество отношений между работами (i, j = 1, ..., n, i Ф j), {d} — временные ограничения на выполнение работ, {/j} — ограничения на множестве отношений [5].
Модель проекта как структуры работ используется методами сетевого планирования [6]. Данная группа методов является достаточно развитой и включает метод критического пути (CPM), метод оценки и пересмотра планов (PERT), метод графической оценки и анализа (GERT) и ряд других. Те или иные алгоритмы сетевого планирования реализованы в большинстве информационных систем управления проектами и широко используются в различных сферах деятельности.
Алгоритмы сетевого планирования решают задачу оптимизации временных параметров проекта, при этом особенности потребления ресурсов в процессе выполнения работ учитываются при формировании множества ограничений {d(} и {/j}.
Для проектов в сфере наноиндустрии, особенно проектов, в которых велика доля научно-исследовательской составляющей, получение описания проекта в виде (1) сопряжено со значительными трудностями. Часто структура работ по проекту может быть представлена лишь в достаточно агрегированном виде. Кроме того, на начальном этапе анализа модель в виде структуры работ является недостаточно наглядной и сложной для проведения предварительной оценки проекта.
В соответствии со вторым подходом проект описывается в терминах состояний и переходов. В этом случае формализованное представление проекта имеет вид
Р = <№■}, p}>, (2)
где {Si} — множество состояний проекта (i = 0, ..., n), {Pj} — множество переходов в пространстве состояний (i Ф j).
Одним из самых распространенных методов, использующих модель проекта в терминах состояний, является метод сетей Петри [7]. Известны различные модификации данного метода, в частности временные, стохастические, функциональные, ингибиторные, цветные, иерархические и универсальные сети Петри. Методы рассматриваемой группы вводят в рассмотрение понятие разметки (маркировки) сети. Каждая разметка характеризует то или иное состояние анализируемой системы. Задача моделирования в данном случае сводится к определению достижимых и недостижимых разметок в различных условиях.
Построение модели данного типа для проектов в сфере наноиндустрии вызывает меньше
сложностей, чем модели (1), однако, результаты моделирования могут использоваться на этапе предварительного анализа проектов только после дополнительных преобразований, алгоритмическая сложность которых может превышать сложность построения модели.
Развитие любого проекта характеризуется последовательностью событий, каждое из которых приводит к изменению его показателей. На выявлении событий проекта и описании взаимосвязей между ними основан событийный подход, где имеет место модель вида
Р = {{Е}, {еД (3)
где {Е} — множество событий проекта (/ = 0, ..., п), {е(у} — множество логико-временных взаимосвязей между событиями (вариант I = ] возможен в случае повторяющихся событий).
Построение структуры событий для проектов в рассматриваемой области сопряжено с такими же трудностями, как и определение структуры работ, в то же время результаты моделирования могут непосредственно использоваться для получения показателей предварительной оценки проектов.
ХАРАКТЕРИСТИКА МОДЕЛИ НАЧАЛЬНОГО УРОВНЯ
В процессе проектного управления могут использоваться модели разных уровней, отличающиеся степенью декомпозиции, или глубиной детализации проекта. Модели начального уровня, применяемые на этапе оценки выполнимости проектов, дают максимально агрегированное описание проекта, которое, однако, является достаточным для учета всех его ключевых особенностей. Для того чтобы процесс использования данных моделей был эффективным, как с точки зрения затрат на моделирование, так и с точки зрения качества получаемых результатов, необходимо выполнение следующих требований:
1) получение с помощью модели непосредственной оценки показателей достижимости и сроков выполнения проекта;
2) прозрачность процесса построения модели и снижение степени субъективного влияния экспертов;
3) ясность и наглядость алгоритма получения результатов и возможность выявления направлений изменения проекта с целью улучшения показателей.
Перечисленным требованиям в максимальной степени отвечают модели, относящиеся к классу моделей целей. Система целей проекта может быть представлена в виде графа целей, классический вид которого изображен на рис. 1. Иерархическая структура целей включает п + 1 уровней, на каждом из которых определено g¡ подцелей. Существуют варианты моделей строгой и нестро-
Рис. 1. Общий вид графа целей.
гой иерархии. Во втором случае одна подцель может быть связана с несколькими целями следующего уровня.
Элементы А? системы характеризуются целевыми показателями. Для всей системы целей имеем множество К = {Кь К2,... Кп}, элементы которого являются отдельными показателями проекта, такими как объем выпуска продукции, число патентов и др. При этом для каждой отдельной
цели определен К?, К? с К. В классических вариантах модели показатели строго заданы в относительных или абсолютных единицах.
Очевидно, что введя в рассмотрение показатели сроков Т? и достижимости Vдля каждой цели
А? и предложив процедуры свертки данных показателей, можно получить оценки достижимости проекта и сроков его завершения (требование 1):
T = © i=0,...,
© Tf
;=1,
V =
i=0,...,n
a i, ® (a f,Vif )
g=i,...;
(4)
(5)
где © — символ непараметрической свертки на множестве показателей сроков, ® — символ параметрической свертки на множестве показателей достижимости, a — множество параметров свертки.
Указанная модель позволяет выполнить также требование 3, поскольку оценивая рассматриваемые показатели для каждой цели системы Af как результат (4), (5) на подмножестве подцелей, можно выявить "слабые места" проекта.
Что касается второго требования, то для проектов в сфере наноиндустрии необходима разработка собственных процедур построения модели целей, обеспечивающих его выполнение. Одна из таких процедур представлена ниже.
АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ
Построение схемы смены состояний проекта.
На данном уровне ограничив
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.