CC BY
18
SSfcS«
с
Кононенко 1гор Володимирович Лауреат державно!' премп Укра'Гни в галузi науки i технiки, доктор технiчних наук за спецiальнiстю 05.13.07- автоматизащя технологiчних процесiв i виробництв в промисловосл, професор по кафедрi стратегiчного управлiння, завiдувач кафедри стратепчного управлiння Нацiонального технiчного унiверситету «Хармвський полiтехнiчний шститут» (м.
Харкiв)
Перша публшащя з управлiння проектами: Моделирование социально-экономического состояния Украины и прогноз его эволюции при реализации государственной программы стабилизации и развития производительных сил [Текст] / М.Э. Тернюк, И.В. Кононенко, А.С. Пономарев и др. - Харьков: Институт машин и систем, 1995 - 48 с.
Найбшьш вагомi публшацм з управлшня проектами:
1. Kononenko, Igor. Computerizing of Production and Economic Systems Development Management [Text]/ Igor Kononenko. Black & White, 2012. - 334 p. Режим доступу: http://www.shopmybook.com/en/Igor-Kononenko/COMPUTERIZING-OF-PRODUCTION-AND-ECONOMIC-SYSTEMS-DEVELOPMENT-MANAGEMENT
2. Kononenko, Igor V. Project scope optimization model and method on criteria profit, time, cost, quality, risk [Text]/. Igor V. Kononenko, Valeriy A. Fadeyev, Mariia E. Kolisnyk. Integrating Project Management Standards. Proceedings of the 26th IPMA World Congress, 29-31 October 2012, Conference Centre Creta Maris, Hersonissos, Crete, Greece, 2012. pp. 286-292. Режим доступу: https://dl.dropbox.com/u/60254903/26ipmaprocs/index.html
3. Kononenko, I., Kharazii, A., Iranik, N.: Selection method of the project management methodology and its application // The 7th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications 12-14 September 2013, Berlin, Germany, pp. 578-583. Режим доступу: http://pm-edu.org/images/news/paper IDAACS.pdf
4. Kononenko I., Babich I. 2011. Forecasting of Results of the State-Level Projects Implementation. 7th International Conference on Business, Management and Economics - ICBME'11. Cesme / Izmir - Turkey. E-Proceedings. -15 p.
5. Kononenko I., Bukrieieva K. 2009. Project Portfolio Selection Method Considering Possibilities and Influence of Project Stakeholders. The Human Side of Projects in Modern Business. International Project Management Association. Scientific Research Paper Series. Helsinki. Finland. p. 559-570.
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2014, № 3(51)
1
УДК 65.012.2
И.В. Кононенко
МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ РАЗРАБОТКИ СТРАТЕГИЙ ОРГАНИЗАЦИЙ, ОПТИМИЗАЦИИ ПОРТФЕЛЕЙ ПРОЕКТОВ И СОДЕРЖАНИЯ ПРОЕКТОВ
Описаны модели и методы, которые информационно поддерживают разработку стратегии организации, позволяют оптимизировать портфель проектов и содержание проектов при нечетких исходных данных. Рис. 1, ист. 18.
Ключевые слова: модели, методы, прогнозирование, портфель, проект, содержание, нечеткие данные.
Постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными или практическими задачами. Планирование социально-экономического развития предприятий, отраслей, территорий осуществляется путем разработки стратегий, формирования проектов и портфелей из них, направленных на достижение стратегических целей. Эффективность данного процесса можно существенно повысить, если применять методы научного прогнозирования состояния среды, а также методы оптимизации портфелей проектов и содержания отдельных проектов при нечетких исходных данных.
В течение последних 10-ти лет удалось получить ряд результатов, важных для управления социально-экономическим развитием предприятий или отраслей экономики. Созданы модели, методы, компьютерные программы, которые позволяют решать следующие задачи:
- прогнозирования научно-технологического развития основных видов экономической деятельности (ВЭД) Украины;
- прогнозирования спроса на продукцию;
- оптимизации динамического типоразмерного ряда продукции с точки зрения максимизации прибыли предприятия;
- формирования портфеля проектов для планового периода при нечетких данных;
- многокритериальной оптимизации содержания проекта в нечеткой постановке.
Анализ исследований и публикаций и выделение нерешенных ранее частей общей проблемы. Традиционно для прогнозирования состояния внешней среды перед разработкой стратегии предприятий или территорий применяют технологию Foresight [1]. Однако опора в основном на интуицию специалистов не позволяет выявить сложные взаимосвязи и системные эффекты, которые складываются в экономике. Лучшие результаты можно получить при создании и применении имитационных моделей. В этой связи важным является создание моделей, отражающих взаимосвязи рождаемости в стране, инвестиционных возможностей, качества образования, научных исследований и проектных работ, непосредственно производства, торговли.
Известны модели и методы оптимизации динамических типоразмерных рядов продукции [2]. Однако они не рассматривают в качестве целевой функции прибыль предприятия, что является актуальным, и не позволяют решать задачи с алгоритмическим целевыми функциями и ограничениями.
Формированию оптимального портфеля на основе полученных нечётких оценок для проектов посвящена работа [3]. Однако в ней не учитывается
2
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2014, № 3(51)
возможность сформировать портфель проектов для определенного планового периода.
В большом количестве исследований, к которым относятся и работы [4-8], рассматривается проблема поиска компромисса между временем и стоимостью проекта. Причем зависимость эта может быть задана в дискретном виде для ряда точек, каждая из которых представляет собой определенный вариант выполнения работы тем или иным исполнителем или организацией. Такой вариант характеризуется продолжительностью выполнения и необходимыми затратами финансовых средств. Однако известные модели и методы не позволяют решить задачу оптимизации содержания проекта одновременно для времени, стоимости, качества, рисков и прибыли и, тем более, при нечетких исходных данных.
Цель статьи. Описать разработанные модели и методы, которые информационно поддерживают разработку стратегии организации, позволяют оптимизировать портфель проектов и содержание проектов при нечетких исходных данных.
Изложение основного материала исследования. В 2008 г. в рамках Государственной программы прогнозирования научно-технологического развития Украины на 2008-2012 гг. была разработана имитационная модель прогнозирования научно-технологического развития основных видов экономической деятельности (ВЭД) страны [9, 10]. Главным преимуществом данной имитационной модели является использование при моделировании всей научно-технологической цепочки, которая включает инвестиционную политику, сферы образования, научно-исследовательских работ, проектирования и производства. Учитывается влияние кадрового потенциала страны на обозначенные выше сферы.
Структура имитационной модели представляет собой набор блоков, соединенных рядом информационных потоков. Указанные потоки несут данные об изменении финансов, количества и качества кадров, структуры основных фондов и оборотных средств, об уровне применяемых технологий, нематериальных активов для основных блоков модели.
К основным блокам имитационной модели отнесены:
- основные виды экономической деятельности страны;
- сфера научно-исследовательских работ;
- сфера опытно-конструкторских работ;
- сфера образования;
- торговая сфера.
К обеспечивающим блокам имитационной модели отнесены:
- блок распределения инвестиционных вложений;
- блок определения экономического состояния ВЭД страны;
- блок, описывающий демографическую ситуацию в стране;
- блок, моделирующий бюджеты всех уровней страны.
С использованием данной модели были получены долгосрочные прогнозы развития 11-ти ВЭД Украины, образующих 4 отрасли промышлености страны (металлургия, машиностроение, пищевая промышленность, электроэнергетика), на 2009-2018 гг. Следует отметить, что на период упреждения прогноза пришелся мировой экономический кризис, что несомненно сказалось на точности прогноза. Оценка точности прогноза для ВЭД 27 «Металлургическое производство» для 2009 - 2013 годов показала, что точность оказалась достаточно хорошей [11].
В работе [12] предложена модель задачи оптимизации динамического типоразмерного ряда продукции. В качестве целевой функции рассматривалась
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2014, № 3(51)
3
прибыль, которая может быть получена от продажи продукции в течение некоторого планового периода. Предполагается, что известны прогнозы спроса на продукцию различных типов, цены, затраты на создание производства, непосредственно на производство продукции, на ее транспортировку, наладку и возможную доводку (если это необходимо). В модели предусмотрен ряд ограничений. Это ограничения на отсутствие задолженностей после окончания каждого года планового периода, ограничения, в соответствии с которыми производственная мощность предприятия должна быть достаточной для производства рассматриваемового ряда продуктов в конкретном году.
Данная задача относится к динамическим задачам дискретной оптимизации с булевыми переменными, содержащим алгоритмическую целевую функцию и ограничения, включающие как аналитические выражения, так и алгоритмы или имитационные модели. Она развивает другие постановки задач оптимизации типоразмерных рядов продукции, рассмотренные в работе [13]. Предложен метод ее решения, относящийся к методам неявного перебора [12].
В работе [14] предложены математическая модель и метод оптимизации портфеля проектов для планового периода при условии, что исходные данные представлены в виде нечетких чисел. Данные модель и метод развивают результаты, полученные в работе [15], применительно к четкой постановке задачи. Следует отметить, что формирование портфелей проектов практически всегда происходит при нечетких представлениях о значениях параметров внешней и внутренней среды.
Предложено сгруппировать все факторы и критерии, которые используются для оценивания проектов, в четыре группы:
- миссия, ценности, видение, цели компании;
- оценки результатов проекта для развития компании и достижения стратегических целей;
- оценки сложности и выполнимости проекта в конкретной компании;
- оценки влияния стейкхолдеров.
При оптимизации портфеля проектов применяется обобщенная целевая функция, которая вычисляется как сумма нечетких значений критериев для проектов, рассматриваемых для включения в портфель.
В математической модели неопределенность содержится также в ограничениях по планируемому доходу от реализации портфеля, планируемой прибыли, потребности в инвестиционных ресурсах.
Среди частных критериев, входящих в целевую функцию, следующие представлены с помощью нечетких чисел:
- оценка привлекательности рынка в среднесрочной и в долгосрочной перспективе;
- оценка соответствия организационной структуры для проекта организационной структуре компании;
- оценка производственных возможностей;
- оценка уровня загрузки имеющихся производственных мощностей;
- оценка согласованности с миссией, ценностями, целями, видением компании;
- оценка напряженности графика выполнения основных этапов работ проекта;
- оценка влияния стейкхолдеров, степень заинтересованности стейкхолдеров.
В работе были применены треугольные нечеткие числа.
Ряд критериев, входящих в целевую функцию, рассматривались как четкие.
Это:
4
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2014, № 3(51)
- категория рынка (мировой рынок - 10 баллов, рынок страны - 7 баллов, региональный - 4 балла, городской, районный - 1 балл);
- опыт главных менеджеров (если опыт более 10 лет - 10 баллов, 5 -10 лет -5 баллов, менее 5 лет - 1 балл);
- опыт компании в подобных проектах (при опыте осуществления более 15 проектов - 10 баллов);
- нормированные NPV, IRR, PI, срок окупаемости, EMV оценка рисков. Нормирование показателей происходит по формуле 1:
где уь - значение показателя для k-го проекта,
Уты'Угглп - максимальное и минимальное значения показателя среди рассматриваемых K - проектов;
- опыт команды управления проектами (значительный опыт - 10 баллов).
Рассматриваемая задача относится к задачам динамического
программирования с булевыми переменными и нечетко заданными параметрами целевой функции и ограничений. Предложен метод решения этой задачи, относящийся к методам неявного перебора. Метод реализован в компьютерной программе "Portfolio Optimization".
В работе [16] предложена процессная модель управления портфелем проектов предприятия для планового периода. Модель содержит три группы процессов управления портфелем проектов: процессы сбора и анализа информации о среде и проектах, процессы формирования портфеля проектов и процессы осуществления портфеля проектов.
Рассмотрена задача оптимизации содержания проекта. Под содержанием проекта подразумеваются работы, которые необходимо выполнить для создания продукта. Проект предложено характеризовать его содержанием, временем осуществления, стоимостью, рисками и ценностью. Ценность является многогранной характеристикой результатов проекта, которая часто может оцениваться качеством продукта проекта, экономическим, социально-политическим, экологическим, технологическим, иногда военным эффектами. В результате можно оценить проект на всех фазах его жизненного цикла - от генерации идеи до прекращения эксплуатации (потребления) и утилизации продукта проекта. Для наглядности всю совокупность характеристик проекта предложено представлять в виде пирамиды, показанной на рисунке.
В работе [17] предложена математическая модель задачи оптимизации содержания проекта при нечетких исходных данных. При этом ограничились рассмотрением широкого класса проектов, инициируемых с целью получения прибыли. Поэтому среди эффектов проекта: экономического, социально-политического, экологического, технологического, военного сосредоточили внимание на первом - экономическом эффекте, который оценивали путем вычисления прибыли от проекта до налогообложения.
Математическая модель задачи содержит пять, подлежащих оптимизации, целевых функций. Одна из функций отражает прибыль предприятия до налогообложения за все годы жизненного цикла, другая - время выполнения проекта, которое рассчитывается с помощью метода критического пути или иного метода в сетевой модели, третья - затраты на осуществление проекта, четвертая - значение обобщенного показателя качества продукта проекта, а пятая - представляет собой оценку рисков, связанных с реализацией проекта.
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2014, № 3(51)
5
Рис. 1. Пирамида управления проектом
В модели предполагается, что после завершения отдельных этапов выполнения проекта не должно быть финансовых задолженностей. Также ограничением модели является максимальное время выполнения проекта. Заданы ограничения на качество продукта проекта и на риски, связанные с ним. При этом предполагается, что на каждом этапе проекта может осуществляться не более одного из альтернативных вариантов выполнения работ.
Нечеткими в модели являются спрос на продукцию, объем продаж и стоимость продукции, которая будет производиться в результате осуществления проекта. Все величины задаются для конкретных лет в будущем. Также нечеткими являются остаточные стоимости выбывающих основных фондов при реализации проекта, показатель качества г для у-го альтернативного варианта выполнения работ по проекту на этапе Л при его осуществлении, негативные последствия от наступления /'-го рискового события при осуществлении у-го варианта сетевой модели на Л-м этапе проекта, объем денежных средств, выделяемых на Л-м этапе для реализации проекта,
к = \И, 7 = 1М, г = ,1 = II■
Предложенная модель является многокритериальной, динамической, с булевыми переменными, с алгоритмическими и аналитическими целевыми функциями, с алгоритмическими и аналитическими ограничениями.
Предложен метод решения рассмотренной задачи. Данный метод опирается на результаты решения однокритериальных задач оптимизации содержания проекта по критериям прибыль, время, стоимость, качество, риски в
6
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2014, № 3(51)
нечеткой постановке. В основу метода положено использование обобщенной целевой функции и метода неявного перебора. Разработанные модель и метод развивают результаты работы [18] для детерминированных исходных данных. Выводы
1. Разработана имитационная модель прогнозирования научно-технологического развития Украины, которая показала хорошую точность среднесрочных прогнозов, сделанных с ее помощью.
2. Предложены модели и методы, которые позволяют оптимизировать портфель проектов и содержание проектов при нечетких исходных данных.
ЛИТЕРАТУРА
1. The Handbook of Technology Foresight: Concepts and Practice [Text] / L. Georghiou, J. Harper, I. Miles and other. Edward Elgar Publishing Ltd., 2008. - 419 p.
2. Антипенко В.С. Модели и методы оптимизации параметрических рядов [Текст] / В.С. Антипенко, Г.Б. Кац, В.А. Петрушов. - М. : Машиностроение, 1990. - 176 с.
3. Аньшин, В.М. Модели управления портфелем проектов в условиях неопределенности [Текст] / В.М. Аньшин, И.В. Демкин, И.М. Никонов, И.Н. Царьков. - М.: МАТИ, 2007. -117 с.
4. Bartusch, M. Scheduling project networks with resource constraints and time windows [Text] / M Bartusch, RH. Mohring, FJ. Radermacher // Annals of Operations Research. - 1988. -№16. - pp. 201-240.
5. Patterson, JH. An algorithm for a general class of precedence and resource constrained scheduling problems [Text] / JH. Patterson, R. Slowinski, FB. Talbot, J. Weglarz // Advances in project scheduling. Amsterdam. - 1989. - № 43. - pp. 3-28.
6. Shtub, A. Project management: engineering, technology and implementations [Text] / A. Shtub, J. Bard, S. Globerson. - Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, 1994. - P. 392.
7. Liu, L. Construction time-cost trade-off analysis using LP/IP hybrid method [Text] / L. Liu, SA. Burns, CW. Feng // ASCE Journal of Construction Engineering and Management. - 1995. -№121(4). - pp. 446-454.
8. Moussourakis, J. Flexible model for time/cost tradeoff problem [Text] / J. Moussourakis, C. Haksever // ASCE Journal of Construction Engineering and Management. - 2004. - №130(3). -pp. 307-314.
9. Kononenko, I. The Modeling and Forecasting of the Technological and Innovational Development of a Transition-Economy Country [Electronic Resource] /. I. Kononenko, A. Repin. 3rd International Conference on Project Management (ProMac2006). Sydney. Australia. 27-29 September 2006. (CD-ROM). - 7 p.
10. Kononenko, I. Forecasting of Results of the State-Level Projects Implementation [Electronic Resource] / I. Kononenko, I. Babich. 7th International Conference on Business, Management and Economics - ICBME'11. Cesme / Izmir - Turkey. 2011. (CD-ROM). -15 p.
11. Кононенко И.В. оценка точности прогнозирования имитационной модели научно-технологического развития видов экономической деятельности Украины [Текст]/ И.В. Кононенко, И.И.Бабич// Управлшня проектами: стан та перспективи: тези доповщей Х мiжнародноí науково-практичноТ конференцп. - МиколаТв, 2014. - С. 138-139.
12. Kononenko, I. Application of discrete optimization in solving a problem of multi-item capacitated lot-sizing with economic objectives [Text] / I. Kononenko, I. Protasov // Intelligent Information and Engineering Systems: International Book Series "Information Science & Computing". - 2009. - №13. - P. 164-174.
13. Kononenko, Igor. Computerizing of Production and Economic Systems Development Management [Text]/ Igor Kononenko. Black & White, 2012. - 334 p. Mode of access:
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2014, № 3(51)
7
http://www.shopmvbook.com/en/Iqor-Kononenko/COMPUTERIZING-OF-PRODUCTION-AND-ECONOMIC-SYSTEMS-DEVELOPMENT-MANAGEMENT
14. Кононенко, И.В. Метод формирования портфеля проектов предприятия для планового периода при нечетких исходных данных [Текст] / И.В. Кононенко, К.С. Букреева // Управление развитием сложных систем: зб. наук. пр. Кивськ. нац. ун-та буфв. i архтек. - Вип. 07. - К., 2011.- С. 39-43.
15. Kononenko, I. Project Portfolio Selection Method Considering Possibilities and Influence of Project Stakeholders [Text] / I. Kononenko, K. Bukrieieva. The Human Side of Projects in Modern Business. International Project Management Association. Scientific Research Paper Series. - Helsinki. Finland. 2009. - P. 559-570.
16. Кононенко, И.В. Процессная модель управления портфелем проектов предприятия [Текст] / И.В. Кононенко, К.С. Букреева // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2012.- 1/10(55) С. 52-54.
17. Кононенко, И.В. Модель и метод многокритериальной оптимизации содержания проекта при нечетких исходных данных [Текст] / И.В. Кононенко, М.Э. Колесник // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2013. - №1/10 (61). - С. 9-13.
18. Kononenko, Igor V. Project scope optimization model and method on criteria profit, time, cost, quality, risk [Text]/. Igor V. Kononenko, Valeriy A. Fadeyev, Mariia E. Kolisnyk. Integrating Project Management Standards. Proceedings of the 26th IPMA World Congress, 29-31 October 2012, Conference Centre Creta Maris, Hersonissos, Crete, Greece, 2012. pp. 286-292.
Mode of access: https://dl.dropbox.com/u/60254903/26ipmaprocs/index.html
8
"Управлшня проектами та розвиток виробництва", 2014, № 3(51)
