CC BY
107
УДК 338.984
совершенствование процедур планирования в системах управления проектами
Аннотация. В статье представлен обзор основных систем управления проектами, таких как Microsoft Project и Primavera. Выявлены основные недостатки этих систем и формирование направлений совершенствования календарного планирования подобных систем, заключающихся в замене простых эвристических алгоритмов на алгоритмы оптимизации. Рассмотрены использование коэффициентов интенсивности в качестве аргументов в задаче оптимизации, применение методов агрегирования и дезагрегирования при решении задачи оптимизации в системах управления проектами.
Ключевые слова: системы управления проектами; MS Project; Primavera; оптимизация; календарное планирование.
Abstract. Review of main project management systems such as Microsoft Project and Primavera. Detection the main shortcomings of these systems and formation the directions enhancement of scheduling of the similar systems consisting in changeover simple heuristic algorithms on optimization algorithms. Use coefficients of intensity as arguments in optimization tasks. Application methods of aggregation and desaggregation in the solution of the optimization task in project management systems..
Keywords: project management system; MS Project; Primavera; optimization; scheduling.
Чашин М.О.,
■ аспирант кафедры «Информатика
Т V . и программирование» Финансового университета - Ы chashinm@inbox.ru
В настоящее время продолжается бурное развитие компьютерных систем. Одним из широко используемых направлений является автоматизация управления проектами в различных отраслях экономики. Созданы различные по масштабам использования системы управления проектами.
В данной статье мы постараемся подробнее остановиться на основных системах такого типа и выявить их недостатки.
Перечислим основные задачи, для решения которых используются системы управления проектами:
• разработка расписания выполнения проекта без учета ресурсных ограничений;
• разработка расписания выполнения проекта с учетом ресурсных ограничений;
• определение критического пути выполнения проекта, а также определение резервов времени для составных операций проекта;
• определение потребности проекта в материалах, финансах и оборудовании;
• определение распределения во времени загрузки возобновляемых ресурсов;
• анализ возможных рисков и планирование расписания;
• учет исполнения проекта;
• анализ отклонений при выполнении работ от запланированного хода выполнения проектов, а также прогнозирование основных параметров проекта [1].
В настоящее время существует несколько сотен подобных систем. Наиболее популярной и востребованной системой управления проектами является система Microsoft Project (MS Project). С данной системой работают более чем 20 млн пользователей.
В состав Microsoft Project входят надежные средства работы с проектами с оптимальным сочетанием практичности, мощности и гибкости, благодаря чему можно управлять более эффективно и рационально. Пользователь получает действительные данные и может осуществлять управление проектными работами, планами и финансами, обеспечивать согласование работ различных проектных групп, а также повышать общую результативность работы за счет обеспечения интеграции с известными при-
Научный руководитель: Кондрашов Ю.Н., доктор технических наук, профессор.
ложениями системы Microsoft Office. Также данный программный продукт обладает мощными возможностями для подготовки отчетности, управления планированием.
Одним из достоинств Microsoft Project является определение реальных планов с участием различных проектных групп, руководителей и заказчиков [2]. Microsoft Project позволяет создавать графики работ, распределения ресурсов и управления бюджетами. В данном продукте обеспечен анализ графиков с помощью таких возможностей, как рамки начала задачи, т. е. выявление причин поставленной проблемы, многоуровневая отмена действий (проверка всех возможных сценариев) и визуальное выделение изменений (автоматическое выделение задач, затронутых изменением).
Данные в Microsoft Project можно группировать по стандартным или специальным полям. Такая возможность позволяет сэкономить достаточно большое количество времени при поиске и анализе нужной информации. Доступно удобное выявление изменений между различными версиями проекта, что позволяет следить за изменениями в планах и целях всего проекта.
Основным конкурентом Microsoft Project в корпоративном сегменте рынка является программный комплекс Primavera, который был разработан компанией Primavera System, Inc. В 2008 г. эта компания была куплена компанией Oracle. Primavera — достаточно мощный пакет программных продуктов, разработанных для управления проектами в организациях, которые ведут большое количество проектов одновременно. Этот пакет программ используется для управления проектами по различным направлениям, на всех участках и на всех имеющихся уровнях предприятия. Программное обеспечение Primavera предназначено для автоматизации процессов управления проектами в соответствии с требованиями PMI, IPMA и стандартами ISO [3]. Все программные модули системы Primavera обеспечивают хранение и обработку данных по всем проектам компании в едином специализированном хранилище данных, построенном на базе таких систем управления базами данных, как Oracle или Microsoft SQL Server.
Можно выделить следующие модули, входящие в состав системы Primavera:
• Project Management;
• Methodology Management;
• myPrimavera Portfolios;
• myPrimavera Projects;
• myPrimavera Resources;
• Primavera Timesheets.
Система Primavera позволяет решать задачи ка-лендарно-сетевого планирования, рассчитывать критический путь, выравнивать ресурсы, анализировать информацию с помощью конструкций what-if. В системе реализована возможность создания базы знаний предприятия по управлению разрабатываемыми проектами.
в настоящее время продолжается бурное развитие компьютерных систем. одним из широко используемых направлений является автоматизация управления проектами в различных отраслях экономики
Направления совершенствования процедур планирования в системах управления проектами обусловлены двумя факторами. Во-первых, это постоянно ужесточающиеся требования к подобным системам, вызванные лавинообразным ростом размерности и сложности решаемых задач, и, как следствие, требования к быстродействию нахождения решения и простоте освоения таких систем.
Во-вторых, важную роль при формировании направления совершенствования систем управления играют недостатки имеющихся систем, которые, безусловно, существуют, несмотря на декларируемое обслуживание широкомасштабных проектов.
наиболее популярной и востребованной системой управления проектами является система Microsoft Project (MS Project). с данной системой работают более чем 20 млн пользователей
Среди основных недостатков систем управления проектами можно выделить следующие:
• использование простых эвристических алгоритмов при построении расписания выполнения работ с учетом ограничений.
Имеющийся набор эвристических алгоритмов, отражающих наиболее вероятные приоритеты при планировании работ, существенно ограничивает возможности конечного пользователя и не позволяет гибко формировать плановое решение.
В общем случае не гарантируется получение оптимального планового решения, имеется ограниченное или единственное число способов вычисления приоритетов, набор которых может не соответствовать конкретной плановой ситуации.
Если решение находится, оно, как правило, единственное. Для управления большими проектами с высоким уровнем детализации такой подход неприемлем и должен быть заменен решением задач оптимизации. Необходимо применять методы оптимизации,поскольку в случае, если имеется большое количество информации и имеет место работа с масштабными проектами, эвристические алгоритмы показывают свою полную несостоятельность;
• отсутствие интеллектуальной обработки накопленной информации.
одним из достоинств Microsoft Project является определение реальных планов с участием различных проектных групп, руководителей
и заказчиков
Необходимо обеспечить возможность сбора и хранения статистики по разработанным проектам, а также возможность использования методов Data Mining для интеллектуальной обработки накопленной полезной информации.
Рассмотрим подробнее предлагаемый алгоритм планирования.
Разработка любого проекта состоит из операций, необходимых для достижения цели и связанных отношением порядка. Для представления таких связанных операций используются сетевые модели.
основным конкурентом Microsoft Project в корпоративном сегменте рынка является программный комплекс Primavera, который был разработан компанией Primavera
System, Inc
Ресурсные сетевые модели основываются на предположении, что каждая (,у) работа требует определенного количества ресурсов фг ^у,у^,г е{}.
Если работа (, у) начинается в момент времени Тн (у,у) и заканчивается в момент времени Тк (.У), то ресурсы, необходимые для ее проведения, можно записать как функцию времени:
фг О, J))=Фг О', J)
[a(t-Тн (i, j)-o(t-Тк (i, j))]'
(1)
где
а
* ч:
0, t < 0; t > 0. ■
Для всех работ, проводимых в момент времени t, требуется количество ресурсов, которое можно вычислить с помощью следующей формулы:
(,у)()<фг ()г е {*} ,
где \и'} - множество работ, выполняемых в момент времени Т.
Если скорость вложения г-го ресурса в (, у) работу обозначить Кг(/,у), то количество ресурса, затраченного на работу, определяется выражением:
Vr (i, j) = ¡Kr(i, j)(t)dt r E {*} .
(2)
Если Kr (i, j )(t ) = const, то выражение принимает вид:
Vr (i, j) = Kr (i, j)t(i, j).
(3)
Сетевая модель изображается в виде сетевого графика, состоящего из работ и событий. События интерпретируются как результаты выполнения отдельных работ. При этом событие может свершиться, когда завершены все работы, входящие в соответствующее событие [4]. Все выходящие из события работы могут начаться лишь после свершения данного события.
Математическая сеть является ориентированным графом G = (X, Ц), где
[X] - множество вершин (событий), {Ц} - множество дуг (работа), а дуга является ориентированной парой (X., Ху.).
В основе предлагаемого алгоритма планирования на сетевых моделях лежит выделение видов ресурсов, которые определяют время выполнения операций. Чем больше ресурсов используется в каждый момент времени выполнения операции, тем меньше общая длительность операции. Время выполнения операции определяется скоростью вложения ресурсов, которая характеризует интенсивность выполнения операции.
Максимальные и минимальные ограничения на время выполнения операции определяются следующими условиями:
Фг (I, у)
к 0, j)=
(i, j)
(4)
К (i, j) =
фг (i, j) Pr (i, j) '
tcp(i,j) < j) <
'cp(i, j )
К ( J) tr J ) К (i, j)
(5)
(6)
Вводится и строго определяется относительная интенсивность (коэффициент интенсивности) выполнения работы по ресурсу, область его определения и зависимость времени выполнения операции от коэффициента интенсивности. Введенный коэффициент интенсивности является безразмерным, а его значения хорошо интерпретируемые, что облегчает использование коэффициента интенсивности в процедурах планирования.
Область значений коэффициента интенсивности определяется следующими условиями:
У г (i, j )rnin ^ yr (i, j) ^ yr (i, j )m
j) К (i, j)
< y (i, j) < min-fj.
R(i-j) t; (, j )
(7)
(8)
Разработан алгоритм построения расписания выполнения работ сетевого графика (алгоритм может использоваться для набора проектов) в зависимости от значений коэффициентов интенсивности и расчета требуемых ресурсов по времени.
Коэффициенты интенсивности являются аргументами при оптимизации плановых решений [4]. В общем случае задача оптимизации сводится к задаче нелинейного программирования. Количество аргументов определяется количеством проектов, работ и видов ресурсов в каждом из них.
Уже для относительно простых сетевых графиков задача нелинейного программирования при таком количестве аргументов становится задачей большой размерности. Для ее решения предлагается использовать метод итеративного агрегирования.
Как известно, успешность применения методов итеративного агрегирования для решения задач линейного и нелинейного программирования определяется блочностью структуры аргументов и ограничений [5]. Рассматриваемая задача обладает таким свойством, поскольку сетевой график в современных системах управления проектами и ресурсами имеет иерархическую структуру. На основе этой естественной иерархической структуры могут строиться агрегирование и дезагрегирование переменных и ограничений при использовании методов итеративного агрегирования. В отличие от задачи линейного про-
граммирования, которая структурно раскладывается на совокупность задач меньшей размерности, при итеративном агрегировании нелинейных задач используется следующее разбиение. Векторы подробных переменных и двойственных переменных разбиваются на подвекторы, которые определяют структуру агрегирования переменных и ограничений. Агрегируются переменные и ограничения, входящие в соответ-
Программное обеспечение Primavera предназначено для автоматизации процессов управления проектами в соответствии с требованиями PMI, IPMA и стандартами ISO
ствующие подвекторы. Применительно к оптимизации плана на сетевых моделях для коэффициентов интенсивности в отдельных блоках при решении координирующей задачи ищется общее направление изменений, т.е. множество работ в блоке заменяется агрегатом в соответствии со структурой сетевого графика.
как известно, успешность применения методов итеративного агрегирования для решения задач линейного и нелинейного программирования определяется блочностью структуры аргументов и ограничений
Оптимизация плановых решений на основе предложенного метода может проводиться с использованием стандартных алгоритмов нелинейного программирования.
литература
1. Вязовой В. Корпоративный менеджмент - финансовый анализ, инвестиции и бизнес-план. Системы управления проектами. Режим доступа: http://www.cfin.ru/software/project/pms-review.shtml (дата обращения: 30.01.2014).
2. Рябов В. MS Project 2010 - Управление проектами: десять основных преимуществ. Режим доступа: http://www.microsoftproject.ru/ articles.phtml?aid=40 (дата обращения: 24.01.2014).
3. Управление проектами. Программное обеспечение Primavera -Индустрия делового мира. Режим доступа: http://www.idm-ural.ru/ it_management.html (дата обращения: 30.01.2014).
4. Кондратов Ю.Н. Принципы построения и алгоритмы функционирования модульных распределенных автоматизированных систем планирования и управления разработками: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. М., 1995.
5. Кондратов Ю. Н. СИСТЕМА MS PROJECT 2000: учебн. пособие. М.: Изд-во Академии бюджета и казначейства, 2002. 90 с.
