Лекция №11 системный подход к формированию сценариев оценки реализуемости крупномасштабных проектов и программ

Оценка реализуемости сложных проектов и программ. Оценка реализуемости крупномасштабных проектов и программ на долгосрочном уровне планирования.

Системный подход к формированию сценариев оценки реализуемости крупномасштабных проектов и программ (КПП). Применение принципов декомпозиции и стратификации к оценке реализуемости КПП на долгосрочном и среднесрочном горизонтах планирования. Сценарии оценки реализуемости КПП на долгосрочном горизонте планирования.

Системный подход к формированию сценариев оценки реализуемости крупномасштабных проектов и программ

Структура КПП по созданию и развитию техники соответствует организационной структуре народного хозяйства Украины. На первом уровне, исходя из стратегических целей и задач, формируется программа развития науки и техники, на втором, учитывая организационную структуру машиностроительного комплекса, – программы по видам техники. Каждая программа включает в себя совокупность подпрограмм, что и составляет третий уровень КПП. Самыми нижними элементами КПП являются отдельные ТС. Описанная структура представляет собой результат декомпозиции КПП как суперсложной системы.

Для выполнения КПП необходимы обеспечивающие ресурсы, связанные с инфраструктурой экономики государства. Системный анализ позволил выделить в стратифицированном виде следующие основные виды обеспечивающих ресурсов КПП:

- финансовое обеспечение, характеризующее экономические возможности и затраты государства на данную программу;

- организационное обеспечение, отображающее взаимодействие государственных органов, научно-исследовательских, производственных структур в процессе реализации программы;

- нормативно-правовое обеспечение, связанное с комплексом законодательных актов, нормативов и инструкций, регламентирующих правовые отношения между всеми участками программы;

- материально-техническое обеспечение, обусловленное потребностью в основных материальных и технических ресурсах;

- научно-техническое обеспечение, предназначенное для эффективного использования научного потенциала государства;

- научно-технологическое обеспечение, предназначенное для формирования и освоения полного комплекса технологий, необходимых для выполнения программы;

- производственно-техническое обеспечение, включающее в себя мощности, потребные для выполнения программы;

- конструкторско-технологическое обеспечение, представляющее собой комплекс методик, необходимых для выполнения всех видов работ на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) изделия.

Проведенный системный анализ КПП позволил выявить три основных системных «измерения», в рамках которых формируется и выполняется государственная программа, а именно:

1) иерархическая ее структура;

2) основные направления КПП, отражающие стадии и этапы жизненного цикла изделий;

3) комплекс обеспечивающих ресурсов.

Системная структуризация КПП в пространстве этих измерений позволяет сформировать «системный куб» (рис. 11.1), в пространстве которого выполняются основные действия всеми участниками реализации КПП. Сформированный «системный куб» динамически описывается во временных представлениях, соответствующих различным горизонтам планирования.

Таким образом, в результате проведенных системных исследований построена системная модель КПП. Предложенный комплекс системных моделей данной программы позволяет:

получить удобный для понимания образ КПП по созданию и развитию техники;

- связать в единую систему структуру КПП с этапами ЖЦ всех элементов программы (вплоть до отдельной ТС) и представить динамику эволюции этих элементов в реальном масштабе времени;

- целенаправленно анализировать систему взаимодействия всех участников КПП, исследуя круг прав и обязанностей каждого из них, начиная с Заказчика и заканчивая исполнителями работ;

- на основании стратификации видов обеспечения осуществлять выбор методик выполнения и контроля задач, объединив их в единую методологию для всех интервалов планирования;

- рассматривать системные модели основных направлений развития техники, среднесрочных планов и государственных заказов как единую систему, в которой происходит взаимодействие элементов структуры КПП, элементов организационных структур и ресурсов, обеспечивающих выполнение программы.

Следует отметить, что при рассмотрении задач оценки и контроля выполнения программы по различным видам обеспечения в соответствии с принятой стратификацией ресурсов необходимо учитывать сложность и внутреннюю структуру каждого из видов обеспечения и наличие взаимосвязи между ними. Например, для организационного обеспечения необходимо оценить:

- взаимодействие между государственными структурами на уровне Верховного Совета, Кабинета Министров, Министерств промышленной политики, экономики, финансов;

- взаимодействие между подразделениями, учреждениями и организациями внутри министерств и ведомств;

- обеспечение надежной кооперации между исполнителями как внутри ведомства ГИ, так и с подрядчиками других министерств;

- на соответствующем уровне иерархии обеспечение взаимодействия внутри предприятия с целью интенсивного выполнения работ;

- обеспечение кадрового состава предприятий и т.д.

С другой стороны, организационная деятельность должна иметь соответствующую нормативно-правовую базу, которая должна включать в себя систему законов, нормативных актов, договоров и т.д., входящих в нормативно-правовое обеспечение. Таким образом, все виды обеспечения имеют сложную иерархическую структуру, отражающую структуру КПП. На каждом уровне декомпозиции необходимо выявить параметры, характеризующие каждый из видов обеспечения.

КПП

Рис. 11.1 – Системная модель КПП по созданию и развитию техники

Построение системной модели позволяет выделить три основных направления дальнейшего исследования реализуемости КПП для оценки:

- вероятности выполнения программы;

- обеспеченности программы ресурсами;

- выполнения ТТХ на отдельных этапах ЖЦ.

Основные составляющие КПП имеют вид планов развития на различных горизонтах планирования:

- долгосрочный (до 15 лет);

- среднесрочный (3-5 лет);

- годовой.

Горизонты планирования отражают различную по глубине перспективу развития каждого элемента КПП. При этом необходимо отметить следующие особенности:

- планы на всех горизонтах однозначно отображают развитие одного и того же объекта, при этом его ТТХ считаются неизменными;

- состав и достоверность плановых показателей наиболее высокие на годовом горизонте планирования;

- на среднесрочном горизонте планирования список показателей уменьшается, они становятся более укрупненными и их определенность связана с точностью прогнозирования;

- перспективные планы имеют лишь индикативные, агрегированные показатели, которые отражают долгосрочный прогноз и будут являться дальними ориентирами развития техники, а следовательно, будут впоследствии корректироваться с учетом изменения экономической, политической, социальной ситуаций.

На уровне долгосрочного плана основное внимание уделяется исследованию возможностей головного исполнителя. На этом уровне рассматриваются крупные этапы ЖЦ – разработка и производство, которые детализируются на уровне среднесрочного планирования.

Учет временного фактора целесообразен на уровне среднесрочного плана, так как именно здесь производится формирование сетевых графиков производства и работ на этапах и стадиях ЖЦ.

На уровне среднесрочного плана менеджеры проектов должны располагать большим объемом информации и иметь представление не только о головном исполнителе, но и обо всех членах системы кооперации, привлекаемых к созданию образца.

При решении задач оценки реализуемости необходимо рассматривать следующие объекты КПП:

- проект разработки ТС;

- исполнители с учетом их опыта и возможностей;

- ресурсы, выделяемые на реализацию программы.

Сценарии оценки реализуемости крупномасштабных проектов и программ на долгосрочном горизонте планирования

Анализ выполнения КПП на уровне долгосрочного плана (ДП) показал, что интегральным показателем является показатель возможности реализации. Он включает в себя ряд частных показателей реализуемости, характеризующих КПП с различных аспектов рассмотрения:

,

где – возможность реализации ДП КПП;

– возможность реализации долгосрочных программ по отдельным видам техники;

– функция объединения (свертка) показателей ;

,

где – возможность реализации ДП М -й подпрограммы по L -му виду техники;

– свертка соответствующих показателей.

Возможность реализации долгосрочного плана по разработке отдельной технической системы оценивается вектором следующих показателей:

,

где – возможность реализации ДП по разработке ТС;

– возможность реализации ДП по производству ТС;

– функция объединения (свертка) показателей.

Каждый из показателей реализуемости ДП по разработке и производству ТС, в свою очередь, представляется в виде вектора таких показателей:

,

где i – этап жизненного цикла ТС;

– оценка реализуемости ДП ТС на i -м этапе ЖЦ;

– оценка реализуемости ДП ТС с позиции опыта ГИ;

– оценка реализуемости ДП ТС с позиции достаточности финансирования;

– возможность реализации ДП ТС с позиции получения требуемого качества проекта;

– реализуемость ТС с позиции ГИ как менеджера;

– реализуемость ДП ТС с позиций ГИ как исполнителя;

– функция объединения (свертка) частных показателей.

На рис. 11.5 представлена укрупненная схема сценария проведения оценки реализуемости ДП КПП.

Рис. 11.5 – Сценарий оценки реализуемости КПП на долгосрочном горизонте планирования

Оценка реализуемости начинается с анализа возможностей реализации ДП по каждой ТС. Анализ проводится по всем стратам (опыт, финансы, качество, умение управлять и исполнять). Далее проводится формирование комплексной оценки по i -му этапу ЖЦ. После этого формируется как оценка всего ДП по данной технической системе. На заключительном этапе производится оценка реализуемости подпрограмм, программ и всей КПП в целом.

В результате анализа долгосрочного плана вырабатывается набор обобщающих признаков, характеризующих различные аспекты, связанные с возможностью ГИ создать ТС, а именно:

- опыт головного исполнителя W_О;

- достаточность финансовых ресурсов W_$;

- качество его работы W_К;

- управленческие W_У и исполнительские W_И способности.

Формируется интегральная оценка возможностей ГИ по созданию ТС W_интегр в виде следующей функции:

Wинтегр = f(Wi, i=1,N).

(11.1)

Формирование W_интегр представляет собой нетривиальную задачу, поскольку эта функция должна отражать такие свойства, как важность того или иного фактора анализа, приоритет различных элементов. Поэтому наиболее естественным представляется методика построения функции на базе методов искусственного интеллекта с использованием продукционной экспертной системы с базой знаний, отражающей влияние частных характеристик W_i на общую W_интегр.

Для объединения частных показателей отдельных ТС в интегральную оценку возможности выполнения всей программы целесообразно применять различные стратегии рассуждения - от самой пессимистической (реализация функции min) до самой оптимистической (реализация функции max). Отметим, что использование пессимистической оценки позволяет выявить «узкие места» выполнения программы.

Свертку по формуле (11.1) можно представить в виде лингвистических правил, отражающих качественное изменение W_интегр при задаваемых значениях важности, приоритета либо других критериев, список которых определяется пользователем при настройке системы. В качестве аппарата логического описания правил пользователю предлагается набор лингвистических переменных для описания значений реализуемости и факторов (важность, приоритет, стоимость и т.д.).

Получение маргинальных возможностей выполнения программ для каждого правила R_i осуществляется с помощью методов теории нечетких множеств. При этом используются алгоритмы фазификации возможностей W_i и факторов. Эффективное использование нечетких множеств осуществляется до оценки реализуемости КПП в целом. При необходимости для получения количественных значений используются методы дефазификации.

Рассмотрим формирование обобщенной оценки W_интегр реализуемости программы на основе полученных маргинальных оценок . Операция объединения определяется формулой

(11.2)

где N – общее количество правил.

Реализация отношения (11.2) зависит от настройки системы (пессимистическая, оптимистическая, нормальная оценки). Различные взгляды пользователя реализованы с помощью логических операций.

Оптимистической операцией является дизъюнкция, то есть

.

(11.3)

Данная операция оценивает возможности программы с учетом самого лучшего из своих маргинальных показателей.

В зависимости от типа логической системы выражение (11.2) можно реализовать различными способами, например:

;	(11.4)
.	(11.5)

Формула (11.4) определяется логикой Клини-Дайнеса, а (11.5) – Лукасевича. Наибольшее значение всегда дает соотношение (11.2), которое и является наиболее оптимистическим.

Самой пессимистической операцией, заменяющей объединение в формуле (11.2), является конъюнкция. Она оценивает возможности программы с учетом самой худшей из подпрограмм:

.

(11.6)

В зависимости от типа логической системы выражение (11.6) можно реализовать различными способами, например:

;	(11.7)
.	(11.8)

Выражение (11.7) определяется логикой Клини-Дайнеса, а (11.8) – Лукасевича. Наименьшее значение всегда дает формула (3.12), которая и является наиболее пессимистической.

Промежуточный уровень занимает операция импликации, которую также можно применить при реализации отношения (11.2):

.

(11.9)

Данная операция оценивает возможности программы на основе маргинальных возможностей. В зависимости от типа логической системы формулу (11.9) можно реализовать следующим способом:

.

(11.10)

Формула (11.10) определяется логикой Клини-Дайнеса.

Использование той или иной операции, а также логической системы задается эвристически и зависит от представлений пользователя обо всей программе и отдельных ее компонентах.

Для упрощения восприятия предлагается применить метод многомерного представления параметров. Наиболее прост для понимания «системный куб». Исходя из того, что возможность реализуемости рассматривается с позиций множества влияющих факторов и очень сложно установить их взаимовлияние, предлагается по выбору пользователя представлять визуальную информацию по трем наиболее важным, с его точки зрения, факторов в виде куба. Все показатели возможности реализуемости имеют значения 0£W_i£1. Следовательно, идеальный исполнитель по всем показателям будет иметь W_i=1. Тогда его возможности будут представляться единичным кубом (рис. 11.6, а), а откровенно слабый исполнитель будет характеризоваться «маленьким» кубом (рис. 11.6, б), то есть со всех точек зрения выбор его на выполнение проекта не желателен. В общем случае возможности исполнителя характеризуются параллелепипедами, отражающими недостатки на общем фоне возможностей (рис. 11.6, в-д):

- проблемы с обеспечением качества (рис. 11.6, в);

- недостаток опыта (рис. 11.6, г);

- проблемы, связанные с финансированием (рис. 11.6, д).

Описанная методика визуализации результатов может сопровождать методики комплексной оценки реализуемости на уровнях долгосрочного и среднесрочного планирований.

Рис. 11.6 – Графическое представление возможностей исполнителя