CC BY
62
УДК 659.014
СТРУКТУРА ПРОЦЕССА СОГЛАСОВАННОЙ ОПТИМИЗАЦИИ НА МНОЖЕСТВЕ КОМПРОМИССНЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ПРОЕКТАМИ
Ю.А. Карпов, Ф.А. Пашаев, Т.Б. Харитонова, Б.А. Шиянов
В статье описана процедура согласованной оптимизации, обеспечивающей сходимость на множестве компромиссных решений, а также описаны условия стационарности процесса решения задач согласования и согласованной оптимизации на множестве компромиссных решений
Ключевые слова: множество, контракт, проект, управление
Введение
Для человеко-машинных методов согласования на множестве компромиссных решений с использованием рассмотренного выше подхода 1 предложена следующая схема технологии конкурса [1, 2].
Этап 1. Выбор в пространстве агрегированных критериев (агрегированных показателей проекта) и агрегированных проектных решений исходной точки поиска.
Бюджетно-целевые программы представляют собой плановые документы по перспективам развития имущественно-земельного комплекса, на основании которых формируется программа развития имущественно-земельного комплекса на очередной год. Программы развития имущественно -земельного комплекса составляются на 10 лет с разбивкой их показателей по годам.
В соответствии с бюджетно-целевой программой с учетом потребностей, в данном случае программ развития имущественно-земельного комплекса, определяются основные работы (закрепленная номенклатура) на текущий год по его статьям и объем финансирования.
Этап 2. Формирование коалиции по формированию и принятию конкурсных решений. Выбор центрами своих направлений движения в пространстве критериев относительно исходной точки поиска.
Формируется коалиция в форме конкурсной комиссии, в состав которой входят представители руководства, заказывающих управлений, заказчиков и эксперты (исполнители ).
По отдельным проектам ЗАКАЗЧИК готовит исходные данные тактико - технического задания (ТТЗ) на работу и объявляет конкурс на выполнение работы с целью определения исполнителя работ.
Карпов Юрий Александрович- ВГАСУ, аспирант, тел. (4732)76-40-07
Пашаев Фаяз Аладдинович- ТГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (4822) 32-15-50
Харитонова Тамара Борисовна- ВГАСУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (4732)76-40-07
Шиянов Борис Анатольевич - МИКТ, канд. техн. наук, тел. (4732) 46-41-13
Требования должны охватывать функциональные, коммерческие, организационные и потребительские аспекты, а также требования безопасности, защиты и другие критические требования, наряду с требованиями к проектированию, проверке функционирования и соответствия требований соответствующим стандартам.
При выборе организации - исполнителе работ по программам развития имущественноземельного комплекса, определяют требования, которым должен отвечать исполнитель. Эти требования определяются государственными нормативными документами, спецификой работ, которые должен выполнить исполнитель и конкретными требованиями заказчика. Основными из этих требований являются наличие и состояние технических ресурсов и необходимых специалистов для выполнения работ по контракту (научно- технический потенциал); наличие у организации опыта для выполнения необходимых работ и научно технического задела; экономическое состояние организации: наличие лицензий на выполнение данного вида работ по проекту и др.
Этап 3. Выбор активными элементами своих направлений движения в пространстве критериев относительно исходной точки поиска.
Предполагаемые исполнители работ по исходным данным готовят материалы, реализующие требования заказчика, на рассмотрение конкурсной комиссии.
Этап 4. Расчет на ЭВМ оценок проектов и определение направления движения в пространстве решений по информации, полученной на 2-м и 3-м этапах.
Заказчик должен рассмотреть варианты реализации заказа, начиная с анализа соответствующих критериев, включая риски и стоимость проекта и выгоды от каждого предложенного варианта.
Оценка представленных материалов осуществляется на основе комплексных тактико-техникоэкономических показателей предложенных решений с использованием системного подхода.
Для этого этапа было разработано три варианта автоматизированной информационно-
аналитической системы:
- автоматизированная система экспертной оценки качества продукции (модификация);
- автоматизированная система анализа затрат и результатов по проектам;
- автоматизированная система решения экстремальной задачи по определению направления движения в пространстве решений (в процессе постановки и доработки ).
Этап 5. Выбор центром и активными элементами движения по заданному направлению.
На основании полученных требований и исходя из своих технических возможностей претенденты готовят материалы конкурсной комиссии к заданному времени и в определенном объеме и защищают их. В качестве таких материалов используются предварительные расчеты качественных показателей проекта, макеты изделий или программ, чертежи, слайды и презентации.
В процессе подготовки договора на выполнение проекта (контракта) техническое задание, как правило, уточняется заказчиком и исполнителем работ.
Этап 6. Остановка процесса подготовки конкурсных решений по заданным правилам коалиции.
Для этого этапа схемы технологии согласования разработаны правила остановки человекомашинного процесса поиска. Применяется ситуация равновесия, получаемая в процессе итераций человеко-машинного процесса согласования без учета или с учетом ограниченных возможностей элементов АС. Можно воспользоваться минимумом силы в демократической форме в виде принятия решений по большинству голосов или по другому какому-то признаку силы части коалиции, представляющей авторитет, опыт или общественное мнение. Или передача решения на арбитраж некоторой группе экспертов по выработке "справедливых" решений (специалисты, профессионалы, неформальные лидеры, выбранные пользователями и т.д.), т.е. решений, не вызывающих возражений со стороны элементов АС [3].
При построении информационных процессов согласования и согласованной оптимизации разработаны и применены эвристические приемы и процедуры представления информации и действий пользователей и ЭВМ для этапов схемы.
Эта технология согласования, реализующая принцип согласованной оптимизации на множестве компромиссных решений, будет иметь следующую структуру.
1. Начало процесса согласования центральной УЗиП.
2. Формирование коалиции согласования решений (ЦКСР) центральной УзиП. В ее состав входят представители центральной УЗиП, региональных УЗиП и ЛПР, принимающих решения по проекту ГЗ.
3. Выбор ЦКСР своих направлений движения А8й[п], Аха[п] е 'Пх[п]={х1а,х2а, ... хпа} (локальная область, определяющая направление в дискретном пространстве), АР(Аха[п]) в пространстве 8 финансов, ха агрегированных информационных со-
держаний и Pa= (Pai,...,Paj,...,Paj) агрегированных критериев ГЗ относительно исходной точки поиска Sa[n-1], Xa[n-1], Pa[n-1] по направлению градиента функции полезности ЦКСР (считаем, что она существует).
AW[n] = E(E(5W/dPjk)[n]*APjk(Axak)*rjk[n]) ^ max, jeJ keK
AS[n] = EASk[n] = S(E(0S/3Pjk)[n]*APjk(Axak)*rjk[n]) < ASd,
keK jeJ keK
AXa[n] e ^x[n] = {Xia,..., AXa,., Xna}, AXa = U
Axak,
Paj=(Pji,.,Pjk,.,PjK), ASdk[n]=ASdk[n-1]+P[n]*(ASdk - ASdk[n-1]),
APjk[n]=APjk[n-1] + p[n]*(APjk(AXau) - APjk[n-1]), 0 < p[n] < 1- для
обеспечения релаксационности, где j- информационные содержания, k- РКСР.
4. Начало процесса согласования региональной УзиП.
5. Формирование коалиции согласования решений (РКСР) региональной УзиП. В ее состав входят представители региональных УзиП, экспертов, потенциальных головных исполнителей и ис-понителей проектов.
6. Выбор k-х РКСР своих направлений движения ASdk[n], AXak[n] e 'fixk[n]={Xiak,X2ak, — xnak} (локальная область, определяющая направление в дискретном пространстве), AP(Axak[n]) в пространстве Sk финансов, Xak агрегированных информационных содержаний и Pak агрегированных критериев ГЗ относительно точки поиска ЦКСР Sk[n-1], Xk[n-1], Pk[n-1] по направлению градиента функции полезности РКСР (считаем, что она существует).
AWk[n] = E(E(3W/aPjld)[n]*APjld(Axald)*rjld[n]) ^ maX,
je J ke K AS[n] = EASki[n] = E(E(5S/йPjui)[n]*APjui(AxaUi)*rjui[n]) < ASdk, ke K je J ke K
AXak[n] e 'fixk[n] = {Xiak,— , AXak,— , X„ak}, AXa = U
AXak,
Axak ^ U Axaki, Paj (Pji,^ — ,Pjk,^ — ,PjK), P( U Axaki ) —
AP(AXak[n]),
ASdki[n] = ASdki[n-i] + №]*( ASdki - ASdki[n-i] ), 0 < pk[n] < i- для
обеспечения релаксационности,
APjki[n] = APjki[n-i] + Pk[n]*( APjui(AXau) -APjki[n-i] ), где j- нформационные содержания, k-РКСР, i - головные испонители и исполнители проектов.
7. Выбор потенциальными головными исполнителями и исполнителями проектов своих направлений движения в пространстве критериев и информационных содержаний проектов относительно исходной точки поиска.
AWi[n] =E E(ЭWi/ЭPjui)[n]*Pjui(xui)*rji[n] ^ max,
je J ke K ASi[n] = E ESji(Xak)*rji[n]) < ASdi,
je J ke K
Xki[n] e 'fixi[n] = {Xii,—, X*i,— , Xni}, AXaki с X*i, P(x*i ) — AP(AXaki[n]),
Pjk=(^jki,^ — ,Pjki,^ — ,PjkI), ASdki[n] = ASdki[n-i] +
P[n]*(ASdki - ASdki[n-i]),
Pjki[n]= Pjki[n-i] + P[n]*( Pjki(x*i) - Pjki[n-i]), 0 < p[n] < i- для
обеспечения релаксационности, где j- информационные содержания, k- РКСР, i - головные испони-тели и исполнители проектов.
8. Предварительный конкурс проектов исполнителей для каждого k и каждого j
AWk[n] = E(E(дW/дPjui)[n]*Pjui(xui)*rjui[n]) ^ max,
je J ie I
ASk[n] = EASki[n] = E(ESjui(xui)*rjui[n]) < ASdk,
ie I je J
iel
Xk[n] e 'fiXk[n] = {Xik,—, X*k,—, Xnk},
X* = U X*k, X*k = U X*ki, AXak с U X*ki,
AXa с U X*k, P( U X*ki ) — Ap(AXak[n]), P(x*k ) — AP(AXa[n]),
E r,jki [n] = i,
где j- информационные содержания, k-РКСР, i - головные исполнители и исполнители проектов.
9. Определение РКСР движения по направлению, определенному предварительным конкурсом.
X**k = U X**ki, P(x**k), S(x**k)
10. Остановка процесса согласование решений РКСР.
Kk[n] = Zqlk[n]*klk[n] - коэффициент согласования членов РКСР.
Условие остановки: К[п] > Кпорог[п] ql[n] - коэффициенты имиджа членов РКСР.
11. Определение ЦКСР движения по направлению, определенному конкурсом и РКСР.
X** = U x**k, P(x**), S(x**)
12. Остановка процесса согласования решений ЦКСР.
K[n] = Zql[n]*kl[n] - коэффициент согласования членов ЦКСР. leL
Условие остановки: К[п] > Кпорог[п] ql[n] - коэффициенты имиджа.
13. Формирование и презентация ГЗ.
14. Определение потенциальными исполнителями своих движения (предложения на конкурс) по согласованному с РКСР движению в пространстве критериев относительно исходной точки поиска.
15. Конкурс исполнителей и проектов.
16. Заключение контрактов.
В процессе согласования и предварительного проведения конкурсов осуществляется на каждом шаге процесса уточнение направления движения центром и поиск в соответствии с этим направлением новых резервов исполнителями. Это осуществляется (рис 1,2) по следующей схеме. Исполнители подают предложения, по которым про-
водится предварительный конкурс (игровое имитационное моделирование).
При этом исполнителям сообщаются условия конкурса, механизм оценки проектов, результаты этой оценки и места победителей конкурса. Каждый исполнитель видит свои недостатки и преимущества победителей.
№ ОЦЕНКА ОБОЗНАЧЕНИЕ БАЛЛЫ
1 Очень хорошо 5 в
2 Хорошо 4 4
3 Удовлетворительно 3 2
4 Достаточно 2 0
Рис.1. Таблицы настройки механизма оценки проектных решений методом «Затрат и результатов»
Используя модель оценки проектов он может за счет поиска своих внутренних резервов сформировать новые предложения и перегнать победителя.
Рис.2. Профили качества проектов двух претендентов на заказ на 3-х шагах процесса согласования
На следующем шаге согласования побежденный в свою очередь сформирует свои новые предложения и выйдет вперед. Организуется соревнование между исполнителями, которое на каждом шаге согласования направляется центром за счет изменения параметров (они определяют значения градиентов функции полезности центра на соответствующем шаге согласования) механизма оценки.
Рассмотрим пример проекта АСУ программ развития имущественно-земельного комплекса.
Требованиями центра являются следующие.
Одним из путей повышения уровня технического обеспечения программ развития имущественно-земельного комплекса при небольших затратах является разработка и внедрение АСУ, обеспечивающих управление программ развития имущественно-земельного комплекса и в центре с обеспе-
чением информационного взаимодействия. Требования по составу. Комплекс(ы) аппаратнопрограммных средств (КАПС) автоматизированных информационных систем (АИС), создаваемые в соответствующих органах должны включать локальные вычислительные сети на базе ПЭВМ , функциональное программное обеспечение (ФПО) автоматизированных рабочих мест (АРМ) и эксплуатационную документацию. Состав и количество АРМ определяется структурной схемой автоматизации объектов. Требования по назначению и функциональные требования. КАПС АИС должны обеспечивать автоматизацию повседневной деятельности специалистов органов технического обеспечения и эксплуатации во взаимодействии с центром путем подготовки и передачи оперативных данных и регламентированных документов, что повышает достоверность получаемой информации, оперативность и адекватность принимаемых решений. Должна обеспечиваться защита информации от несанкционированного доступа.
Дополнительные требования. Базовый
КАПС АИС должен создаваться на базе одного из проектов с возможностью тиражирования на аналогичные проекты. Это обуславливает необходимость иметь в составе комплекса наиболее функционально полный набор автоматизированных рабочих мест, что может уменьшить доработки на стадиях поставки на другие проекты при адаптации к конкретным условия каждого проекта. Но увеличивает первоначальные затраты на разработку.
Требования к техническим средствам, стандартизации и унификации. АИС должна разрабатываться на основе серийно выпускаемых отечественных или зарубежных средствах вычислительной техники, обеспечивающих возможность обработки специальной информации.
Требования к программному обеспечению. Программное обеспечение АИС должно включать в себя общее и функциональное программное обеспечение. В состав общего программного обеспечения входят дисковая операционная система, сетевая операционная система, система разграничения данных и защиты данных от несанкционированного доступа, инструментальные средства разработки программного обеспечения. Функциональное программное обеспечение представляет собой используемое и создаваемое программное обеспечение рабочих станций.
В соответствии с этими требованиями были разработаны предложения исполнителей. В качестве альтернативных на конкурс были выдвинуты два варианта реализации проекта - вариант А и вариант В, представленные двумя организациями разработчиками. В предложенных вариантах в качестве базовых используются различные однотипные объекты автоматизации разных проектов. Это определило различие в структурных схемах автоматизируемых объектов по двум рассматриваемым вариантам проектов. Для каждого объекта автоматизации необходимо разработать различное количество АРМ. При этом отдельные однотипные автомати-
зируемые рабочие места отличаются по количеству и функциональным особенностям решаемых задач. Данные особенности определяются как количеством и типом обслуживаемых проектов, так и спецификой решаемых задач.
В зависимости от количества функциональных АРМ необходимых для разработки и их сложности меняется общая стоимость разработки ФПО. Количества функциональных АРМ непосредственно определяет количество ПЭВМ, необходимых для включения в состав ЛВС объекта и сложность самой сети.
Необходимо учитывать, что в состав КАПС АИС кроме функциональных АРМ должны входить АРМ администратора БД (АРМ АБД) и АРМ обеспечения защиты сети (информации) от несанкционированного доступа (АРМ ОБИ). При небольшом количестве ПЭВМ в сети АРМ АБД и АРМ ОБИ могут быть установлены на ПЭАМ сервера, что снижает затраты на приобретение техники.
Решения по назначению и функциональным возможностям ФПО.
Вариант В наиболее полно удовлетворяет требованиям ТЗ по назначению и обеспечению функциональных возможностей системы.
Вариант В требует дополнительных затрат на первом этапе создания системы , но на этапах поставки он позволяет избежать дополнительных затрат при поставке комплекса на другие проекты, т.к. разработка неразработанного ФПО АРМ при тиражировании на другие проекты должна быть выполнена.
При реализации варианта В более оперативно могут быть внесены корректировки в дальнейшие работы по проекту. Так как более функционально полный вариант реализации АРМ может быть разработан на первой стадии работ и отработан на базовом проекте перед тиражированием (поставкой на другие проекты). Ошибки и недостатки могут быть устранены на более ранних стадиях работ, что снизит общие затраты на создание системы.
В варианте В при опытной эксплуатации на базовом проекте начинает функционировать большее количество АРМ, что позволяет получить больший эффект от разработки уже на первых стадиях выполнения проекта.
Решения по комплексу технических
средств
КАПС АИС включает средства вычислительной техники с периферийными устройствами и сетевое оборудование, которые размещаются на территории объектов и объединены в локальные вычислительные сети (ЛВС). Комплекс технических средств объекта включает 1 сервер и рабочие станций по количеству в соответствии со структурной схемой (от 9 до 15). Для защиты рабочих станций от скачков напряжения и фильтрации радиочастотных и электромагнитных помех необходимо использовать сетевые фильтры. Для повышения надежности файловых серверов ЛВС необходимо использовать следующие методы:
- зеркальное отображение дисков (зеркальные наборы);
- использование источника бесперебойного питания (ИБП);
- резервное копирование данных.
Для защиты файловых серверов от перенапряжения, колебаний, падения или исчезновения питающего напряжения необходимо использовать интерактивные ИБП например типа Smart-UPS мощностью 620УЛ/390Вт.
При выборе типа и пропускной способности локальной сети необходимо учитывать следующие обстоятельства:
- наличие в локальной сети мощных рабочих станций с графическими приложениями;
- высокие требования к пропускной способности локальной сети при распределенном характере приложений;
- необходимость обеспечить высокую эффективность работы файловых серверов как при обслуживании приложений и для улучшения администрирования, управления и безопасности локальной сети;
- возрастание требований к пропускной способности локальной сети при дальнейшем развитии АИС.
Учитывая эти требования, необходимо выбрать высокоскоростную сетевую технологию, обеспечивающую скорость передачи данных не менее 100 Мбит/с и предназначенную для проведения распределенных вычислений. Выбрана сетевая тех-нология-Fast Ethernet , которая удовлетворяют указанным выше условиям. Основная топология сети Fast Ethernet - пассивная звезда. Ограничения на размер локальной сети Fast Ethernet снимаются использованием наращиваемых концентраторов и коммутаторов
В качестве среды передачи используется экранированная витая пара STP (стандарт SDDI) и неэкранированная витая пара UTP категории 5 (стандарт CDDI). Использование коммутатора позволяет сегментировать ЛВС, отделяя трафик между клиентами сети от трафика клиент-сервер, увеличивая пропускную способность ЛВС по сравнению с технологией разделяемый Ethernet. Кроме того, путем соединения сегментов через коммутаторы формируется ЛВС с потенциальной пропускной способностью, многократно превышающей пропускную способность односегментной сети.
Необходимое количество ПЭВМ комплекса технических средств отдельного объекта определяется составом функциональных АРМ . Состав и количество АРМ приводится на структурной схеме.
При разработке варианта В стоимость закупки ТС , монтажа и наладки ЛВС будет больше за счет закупки дополнительных ПЭВМ, сетевой аппаратуры ,стоимости монтажа и наладки комплекса.
Основные требования заказчика к проекту представлены в виде технического задания, разделы которого конкретизируют отдельные требова-
ния к опытному образцу (выполняемой по проекту работе).
Т = ( ТЧ, ^2, Ъ, ^4, 25, Я6, Я7, Я9, —
оценки выполнения требований, предъявляемых к проектным решениям;
21 (х1, у1) - оценка выполнения требо-
вания к составу образца;
(х1, у1) - проектные решения по составу
образца;
2г(х2, у2) - оценка выполнения требования по назначению;
(х2, у2) - проектные решения по назна-
чению;
Т (х1, У1, хз, Уз, х4, у4,) - оценка выполне-
ния требования по надежности;
23 (х1, у1, х3, у3, х4, у4,) - оценка выполне-
ния требования по надежности;
24 (х3, у3) - оценка выполнения требования к программному обеспечению;
(х3, у3) - проектные решения по про-
граммному обеспечению;
25(х4, у4) - оценка выполнения требования к техническому обеспечению ;
(х4, у4) - проектные решения по техниче-
скому обеспечению ;
г6(х5, у5) - оценка выполнения требования к информационному обеспечению;
(х5, у5) - проектные решения по техниче-
скому обеспечению ;
Я7(х1, У1, х3, У3, х4, У4, х5, У5) - оценка выполнения требования по безопасности;
28(х1, у1, х4, у4) - оценка выполнения тре-
бования по эргономике и технической эстетике;
Я9(х, у, х3, У3, х4, у4, х5, У5) - оценка вы-
полнения требования по обеспечению сохранения коммерческой тайны;
То (х3, У3, х4, У4 ,х5, У5) - оценка выполнения требования по стандартизации и унификации.
(х, у) =( х1, У1, х2, У2, х3, У3, х4, У4, х5, У5);
Т (х;)- оценки гарантированных проектных решений,
Т\ (уО- оценки напряженных проектных решений,
(х, у;) = [Т (х;) + р(у;) * ( (у) - (х1))]-
оценка проекта 1го претендента на заказ, р(уО-вероятность выполнения напряженных проектных решений.
Этим обеспечивается достоверность сообщаемых экспертами и активными элементами оценок векторов параметров их состояния, достигается максимальное использование резервов и ресурсов активных элементов, и повышение эффективности функционирования активной системы за счет использования центром и активными элементами дополнительной информации о резервах и ресурсах на этапе предварительного конкурса в процессе игрового моделирования.
Эта схема является расширением схемы человеко-машинных методов согласования и согласованной оптимизации на множестве компромиссных решений [3].
Доказана [4,5] сходимость человекомашинной процедуры согласованной оптимизации на множестве компромиссных решений; построены априорные оценки скорости сходимости решения задачи согласованной оптимизации на множестве компромиссных решений как по целевой функции центра, так и по целевым функциям активных элементов; описаны условия стационарности процесса решения задач согласования и согласованной оптимизации на множестве компромиссных решений.
Литература
1. Воропаев В.И. Управление проектами в России. М.: Алане, 1995.-225 с.
2. Гафт М.Г. Принятие решений при многих критериях.— М.: Знание,1979. — 64 с.
3. Гермейер Ю.Б. Игры с непротивоположными интересами. - М.: Наука, 1976. -328 с.
4. Баркалов С.А., Храбсков А.С. Анализ последствий изменения сбытовой политики оптового склада // Материалы 3-ей международной научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века». -Воронеж: Изд- во ВГУ, 2002, с. 123-128
5. Курочка П.Н., Храбсков А.С. Агрегированный продукт в системе «Поставщик-Потребитель» строительного комплекса // Материалы 55-56-ой научнотехнологической конференции "Краткое содержание докладов докторантов, аспирантов, соискателей и студентов по проблемам строительных наук и архитектуры".
- Воронеж: ВГАСУ, 2002, с. 244-246.
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет Международный институт компьютерных технологий Тверской государственный технический университет
STRUCTURE OF PROCESS OF THE COORDINATED OPTIMIZATION ON SET OF CONCILIATORY PROPOSALS AT MANAGEMENT OF PROJECTS
Yu.A. Karpov, F.A. Pashaev, T.B. Haritonova, B.A. Shiyanov
In clause procedure of the coordinated optimization providing convergence on set of conciliatory proposals is described, and also conditions stationary process of the decision of problems of the coordination and the coordinated optimization on set of conciliatory proposals are described
Key words: set, the contract, the project, management
