Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Управление проектами и системами в условиях цифровой экономики

..pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
6.58 Mб
Скачать

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Л.А. Мыльников

УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТАМИ И СИСТЕМАМИ В УСЛОВИЯХ ЦИФРОВОЙ ЭКОНОМИКИ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2021

УДК 005.7, 65 М94

Рецензенты:

д-р техн. наук А.В. Трусов (Пермский центр научно-технической информации –

филиал Российского энергетического агентства Министерства энергетики РФ); канд. техн. наук Д.К. Елтышев

(Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

Мыльников, Л.А.

М94 Управление проектами и системами в условиях цифровой экономики / Л.А. Мыльников. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2021. – 130 с.

ISBN 978-5-398-02549-1

Раскрыты вопросы, связанные с использованием формальных методов и информационных технологий при управлении, планировании и контроле реализации проектов и программ развития организационных систем. Приведены задания и вопросы для самоконтроля, которые помогут проверить качество усвоения материала и определить сценарий решения собственных задач на основе изложенного материала.

Предназначено для магистрантов направлений подготовки 09.04.04 «Программная инженерия» и 09.04.01 «Информатика и вычислительная техника», может быть использовано для самостоятельной работы, лекционных и практических занятий по дисциплинам «Высокоинтеллектуальные платформы цифровой экономики», а также «Моделирование и инструментальные методы управления социальными системами».

УДК 54(072.8)

ISBN 978-5-398-02549-1

© ПНИПУ, 2021

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................................................

5

РАЗДЕЛ 1. ОСНОВЫ ПЛАНИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ................................................................

8

1.1. Научно-техническое прогнозирование (выбор цели)...........................................................

8

1.1.1. Методы экспертного прогнозирования......................................................................

10

1.1.2. Описательные методы прогнозирования...................................................................

13

1.1.3. Статистические методы прогнозирования.................................................................

18

1.1.4. Методы имитационного и математического моделирования..................................

19

1.2. Планирование деятельности организационных систем

 

(разработка программ развития)..................................................................................................

20

1.2.1. Индикаторы и показатели (KPI)..................................................................................

20

1.2.2. Вопросы формирования альтернатив («оцифровки» стратегий).............................

27

1.3. Бенчмаркинг (контроллинг, выбор индикаторов)...............................................................

33

1.3.1. Меры близости (метрики)............................................................................................

35

1.3.2. Оценка отклонений ......................................................................................................

36

1.3.3. Оценка эффективности................................................................................................

39

1.3.4. Анализ среды функционирования (DEA, Data Envelopment Analysis)....................

40

1.3.5. Оценка отклонений со взвешенными суммами.........................................................

42

1.3.6. Геометрический подход (оценка расстояний) ...........................................................

43

1.3.7. Геометрический подход (длина пути) ........................................................................

45

1.4. Риски при управлении проектами и организационными системами................................

45

1.4.1. Источники рисков.........................................................................................................

48

1.4.2. Количественная оценка величины риска...................................................................

48

1.5. Вопросы и задания для самоконтроля .................................................................................

53

РАЗДЕЛ 2. РАНЖИРОВАНИЕ АЛЬТЕРНАТИВ ПО МНОЖЕСТВУ КРИТЕРИЕВ....................

56

2.1. Методы коллективного выбора альтернатив (экспертный выбор) ...................................

58

2.1.1. Выбор большинством...................................................................................................

58

2.1.2. Метод голосования Кондорсе .....................................................................................

59

2.1.3. Метод с двумя турами..................................................................................................

59

2.1.4. Метод Борда (начисление баллов)..............................................................................

60

2.1.5. Метод отказа от альтернатив.......................................................................................

61

2.1.6. Метод анализа иерархий (AHP, Analytic Hierarchy Process) ....................................

61

2.1.7. Метод анализа сетей (ANP, Analytic Network Process) .............................................

70

2.2. Методы исключения (outranking methods)...........................................................................

72

2.2.1. Метод TOPSIS...............................................................................................................

72

2.2.2. Метод ELECTRE ..........................................................................................................

76

2.2.3. Метод VIKOR ...............................................................................................................

84

2.2.4. Метод PROMETHEE ....................................................................................................

87

2.3. Вопросы и задания для самоконтроля .................................................................................

95

РАЗДЕЛ 3. КОНЦЕПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ И ПРОЕКТАМИ...........................

96

3.1. Цикл Деминга–Шухарта........................................................................................................

96

3.2. Классические методологии управления проектами ...........................................................

97

3.2.1. Модель водопада (Waterfall)........................................................................................

97

3

3.2.2. Спиральная модель.......................................................................................................

98

3.3. Гибкие методологии управления..........................................................................................

99

3.3.1. Методология AGILE.....................................................................................................

99

3.3.2. Методология Design Thinking....................................................................................

101

3.3.3. Методология экстремального программирования

 

(XP, eXtreme Programming)..................................................................................................

102

3.4. Методология Lean Production..............................................................................................

104

3.5. Методология Six sigma (6σ).................................................................................................

105

3.6. Концепция Just in Time ........................................................................................................

106

3.7. Элементы информационной поддержки и обеспечения реализации методологий.......

106

3.8. Концепт WfMS......................................................................................................................

107

3.9. Вопросы и задания для самоконтроля................................................................................

108

РАЗДЕЛ 4. МОДЕЛИ ФОРМАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ........................................

109

4.1. Онтологическая модель.......................................................................................................

109

4.2. Способы построения моделей управления и поддержки принятия решений,

 

основанные на данных................................................................................................................

113

4.2.1. Модель SEMMA..........................................................................................................

113

4.2.2. Модель CRISP .............................................................................................................

113

4.2.3. Модель ASUM.............................................................................................................

115

4.3. Процессные модели..............................................................................................................

115

4.3.1. Модель IDEF0 .............................................................................................................

115

4.3.2. Модель eEPC ...............................................................................................................

119

4.3.3. Модель BPMN.............................................................................................................

121

4.4. Модели потоков данных (DFD) ..........................................................................................

123

4.5. Модели хранения данных (ER-диаграмма)........................................................................

125

4.6. Вопросы и задания для самоконтроля................................................................................

126

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................................................

128

4

ВВЕДЕНИЕ

Процессы управления и поддержки принятия решений в условиях повышения качества используемых информационных систем приобретают элементы конкуренции, заключающиеся в качестве принимаемых решений. Таким образом, искусство управления становится искусством применения существующих инструментов в условиях увеличивающегося объема информации и меняющихся принципов взаимодействия между средствами производства и сотрудниками предприятий. Ниже представлены концепции развития индустрии.

Конец XVIII века

Начало XX века

Конец XX – начало

2010+ годы

2025+

 

 

XXI века

 

 

Индустрия 1.0

Индустрия 2.0

Индустрия 3.0

Индустрия 4.0/ Ad-

Индустрия 5.0

 

 

 

vanced Manufacture

 

Использование си-

 

 

 

Коворкинг с интел-

лы воды и пара,

Массовое произ-

Автоматизация и

Цифровизация про-

лектуальными сис-

других источников

водство

роботизация

цессов, IIoT

темами и роботами

энергии

 

 

 

 

 

 

 

Сегодня необходимо понимание процессов, протекающих в исследуемой системе, её структурного устройства и принципов взаимодействия между элементами. Именно изменение этих принципов способно повысить эффективность управления и принимаемых решений в рамках сложных объектов управления.

Современные производственные системы необходимо рассматривать как гетерогенные системы, претерпевающие изменения во времени. Сложность таких систем обусловлена числом компонентов (подсистем) и их взаимосвязей.

Всвязи с отсутствием инструментария управления разнородными системами управление сложными гетерогенными системами осуществляется путем реализации программ и проектов развития в широком смысле.

Традиционное понимание процесса принятия решений включает: определение целей, сбор

ианализ информации, формирование множества альтернатив, разработка системы критериев

ипоказателей для оценки альтернатив и мониторинга процесса достижения цели.

Втаком контексте в настоящее время организации рассматривают своё текущее и будущее состояние (концепция VUCA [1]). Они должны максимально точно представлять границы для планирования и управления. Управление производственными системами, ориентированными на выпуск новой продукции, зависит от типа и числа проектов. В таких системах необходимо определение частоты выпуска новых проектов и вывода старых, возможных отклонений в характеристиках новых проектов и параметрах рынка, при которых система остаётся экономически эффективной.

Данное учебное пособие рассматривает подходы к управлению производственными системами, начиная с этапа определения цели, составления программ, контроля их выполнения,

имодели и методы, которые помогают произвести необходимые изменения в условиях ограниченных ресурсов.

Некоторые определения

Система – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство.

Гетерогенная система – неоднородная система, состоящая из однородных частей (подсистем), различающихся структурой/ организацией/ описанием/ используемыми моделями, ме-

5

тодами, принципами управления/протекающими в них процессами/способами представления и формализации/используемыми переменными и показателями.

Организационная система – совокупность элементов и процессов (гетерогенная система), ориентированных на достижение общей цели.

Проект1 – это разовая инициатива, которая охватывает несколько подсистем организации, имеет ограниченные временные рамки, ориентирована на специальную задачу, является значимой и насущной и не поддается простому управлению в рамках существующей структуры организации, а требует вместо этого специальных организационных мер и инструментов для реализации. Признаки проекта: реализуется, как правило, один раз; осуществляет комплекс мероприятий и затрагивает множество сфер системы, в которой реализуется; имеет лимитированные ресурсы (бюджет, материалы, персонал); имеет заранее заданную измеримую цель и строго заданный срок окончания.

Проект в узком смысле – набор мероприятий, направленных на создание конкретного изделия, ранее не выпускаемого в рассматриваемой производственной системе.

Проект в широком смысле – группа проектов в узком смысле, закрывающая определенную потребность.

Производственная система (ПрС) – система, осуществляющая все необходимые мероприятия по выпуску продукта, включая организацию производственного процесса, изготовление и сборку.

Производственно-экономическая система – система, включающая в себя производствен-

ную систему и самостоятельно осуществляющая сбытовую деятельность на открытом рынке.

Принятие решений организационной системой – процесс, предпринимаемый организа-

ционной системой для того, чтобы улучшить свое будущее состояние.

Лицо, принимающее решение (ЛПР, субъект управления) – индивидуум или группа лиц, которая не удовлетворена существующей ситуацией или развитием ситуации и имеет желание и возможность для инициации действий по изменению ситуации.

Неопределенность – неполнота или неточность информации об условиях реализации процесса или проекта.

Процесс – это набор видов деятельности или задач, которые необходимо выполнить частично или полностью в определенной последовательности, чтобы получить результат. Процессы могут требовать результатов выполнения других процессов.

Повторяемые процессы – процессы, выполнение которых повторяется несколько раз и исполнение которых происходит в условиях уже сформированной организационной структуры. Таким образом, генерируются только результаты, которые были заданы заранее, а последовательность выполнения задач может варьироваться только в пределах предопределенных альтернатив.

Разовые/единовременные процессы называют проектами.

Краткая история развития методов повышения эффективности функционирования организационных систем

Эпоха Возрождения – венецианская двойная бухгалтерия (Л. Пачоли).

В 1600–1800 гг. с появлением мануфактур и книгоиздания в отдельное направление выделилась экономика коммерции и торговли с уклоном на выявление факторов, приводящих к успеху с учетом производственных факторов (Жак Савари).

1 Проект от лат. proiectum – выдающийся/брошенный вперед; что-то, что было запланировано, поддается управлению и будет реализовано.

6

В1898 г. была открыта первая высшая экономическая школа сначала в Лейпциге, затем

вВене, Сан Галлене и Ахене.

В 1906 г. вышла книга Алберта Калмеса «Фабричное производство» в Сан Галене, в 1909 г. в Лейпциге книга «Фабричная бухгалтерия» и в 1911 г. там же книга, ставшая основой дальнейшего развития данного направления «Статистика в фабричном и товарном производстве».

В 1919 г. – экономическая школа с ориентацией на индустриальное производство

вг. Нюрнберге.

В1930-е гг. на основе трудов Ж. Фурье, Дж. фон Неймана и Л.В. Канторовича выделилась новая область знаний, получившая название исследования операций.

В1950–1990 гг. появились методы планирования и управления производством и инфор-

мационными системами на их основе: Just-in-Time, MRP, ERP, ERP II, CALS, OPT.

7

РАЗДЕЛ 1. ОСНОВЫ ПЛАНИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ

Бизнес-структуры и другие организации служат для достижения целей. Владелец организации определяет цели, а управленческая команда должна сделать все возможное для их достижения. Для облегчения работы управленческой команды используют различные подходы и методы управления [2]. При этом прозрачность является одним из важных показателей, указывающим на уровень достижения поставленной цели и фиксирующим отклонения от выполнения поставленных целей.

Поставленные цели и решаемые для их достижения задачи не статичны, а изменчивы во времени. Поэтому, для того чтобы оставаться успешной, организация должна меняться сама. Она должна расти, становиться более эффективной (прибыльной), сокращать затраты, выпускать новые продукты, предлагать новые услуги и т.д., из чего следует, что организация должна развиваться по инновационному пути [3]. Ей следует находить новые и лучшие способы для достижения своих целей. Необходимо использовать показатели эффективности управления процессами

ипроектами, которые, в свою очередь, требуют соответствующих рычагов управления. Организации не только обеспечивают функционирование существующих процессов, но

ивыполняют проекты с уникальными результатами, которые открывают новые и усовершенствованные виды деятельности. Известно, что инновация – это создание чего-то нового, поэтому управление изменениями представляется подходящим инструментом для управления инновационными видами деятельности [3].

Как было указано, процесс управления состоит из выбора цели и способа её достижения. При управлении ПрС цель определяется владельцами бизнеса. Однако на практике выбор цели является сложной задачей, поскольку ее решение связано с тем, что среда, в которой функционирует система, меняется, в этой среде взаимодействует множество игроков, каждый из которых может по-разному представлять, как будет меняться среда, реализуется множество проектов с разными целями и временем реализации, присутствует информационный шум.

Таким образом, возникает потребность не только в определении цели (выборе стратегии), но и в понимании общего ландшафта.

Для решения задачи определения общего ландшафта используется так называемое науч- но-техническое прогнозирование, или форсайт [4]. Многовариантное будущее предопределяет те управленческие решения в настоящем, которые реализуют версии будущего с определенными свойствами. При этом прогнозирование позволяет снимать часть неопределенностей.

1.1. Научно-техническое прогнозирование (выбор цели)

Технологический прогноз – это вероятностная, научно обоснованная оценка будущего перемещения технологии, сделанная с относительно высокой степенью достоверности [5].

Под вероятностной оценкой подразумевается оценка, которая не является полностью достоверной. Неполная достоверность – это промежуточное состояние между полной неопределенностью и полной достоверностью. Неполная достоверность возникает из-за того, что мы имеем дело со случайными, или стохастическими процессами.

Задача технологического прогнозирования – снизить неопределенность настолько, насколько позволяет это сделать понимание сущности процесса, и превратить неопределенность в вероятность.

Научная обоснованность оценки предполагает следующее:

1) исследуются внутренняя качественная логика и причинно-следственные связи, определяющие развитие процесса;

8

2) анализируются фактические наблюдения, характеризующие состояние объекта в прошлом.

Технологические прогнозы делятся на две большие группы: изыскательские (поисковые) и нормативные.

Изыскательский прогноз основан на анализе тенденции процесса, исследовании возможностей его развития исходя из совокупности факторов, прежде всего существующей базы знаний. Данный прогноз является как бы пассивным в том смысле, что не связан с какими-либо будущими целями, а ориентирован на учет инерции процесса.

Нормативный прогноз основан на том, что первоначально оцениваются будущие цели, а затем определяется то, что нужно сделать для их достижения в те или иные временные периоды. Данный прогноз содержит желаемое видение будущего.

Горизонт прогнозирования – временной период, на который может быть получен более или менее надежный прогноз.

Период упреждения – период, на который фактически делается прогноз. Период упреждения не должен превышать длительности горизонта прогнозирования.

Период ретроспективы – период прошлого, за который собирается информация, используемая в прогнозировании.

Для оценки адекватности и качественных характеристик прогноза осуществляется его верификация.

Верификация – оценка достоверности и точности прогноза. Под точностью прогноза понимается интервал, в котором с известной вероятностью находится прогнозное значение. Он может быть широким или узким. Чем уже интервал, тем точнее прогноз.

Достоверность прогноза характеризует вероятность его осуществления в заданном прогнозном интервале.

Экстраполяция перенос в будущее тенденций, сложившихся в прошлом.

Если говорить об успешной реализации стратегий на основе прогнозов, то необходима деятельность, которая приведет к готовности общества принять прогнозы. Среди методов, приводящих к этому, такие средства, как прогностическая реклама, троллинг, дизайн образов будующего.

Использование прогнозов подчиняется логике двух стратегий:

1.Стратегия низких рисков и минимального дохода. В этом случае достаточно читать

ианализировать представленные форсайты и заявленные в них тренды. Эта стратегия для незначительных игроков в анализируемой области вариантов.

2.Стратегия высоких рисков и высокого дохода. В этом случае необходим собственный форсайт – конструирование собственного образа будущего. Подходит только для значимых игроков на рынке.

Прогнозы применительно к ПрС (бизнес-форсайты) имеют следующие особенности:

– они написаны в геоэкономической логике;

– ориентированы на конкретные вопросы и конкретные предложения развития бизнеса;

– без излишнего пиетета относятся к традиционным убеждениям: мировому лидерству США, технологическому мейнстриму и глобализации;

– в них отсутствует излишняя политкорректность, что позволяет доводить выводы и рассуждения до логического конца;

– рассматривают развитие технологий как вторичный вопрос по отношению к деловой среде, потребительскому рынку и т.п. вопросам.

9

1.1.1. Методы экспертного прогнозирования

Сущность экспертных методов прогнозирования заключается в проведении специалистами интуитивно-логического (качественного и количественного) анализа и выработке на этой основе групповой оценки. Групповая (коллективная) оценка – объединение индивидуальных мнений экспертов, осуществляемое по определенному алгоритму. Важную роль в формировании этой методологии прогнозирования сыграл подготовленный корпорацией RAND в 1964 г. доклад об изучении долгосрочного прогнозирования [6].

Организация процесса генерации прогнозных оценок на основе суждений экспертов представлена на рис. 1.

Рис. 1. Процесс генерации прогнозных оценок

При проведении групповой экспертизы предполагается, что организованное взаимодействие между специалистами позволит компенсировать возможное искажение (смещение) оценок отдельных членов группы и что множество знаний и данных, имеющееся в распоряжении группы экспертов, больше, чем информация любого специалиста, входящего в группу.

Смещенные оценки – это заведомо искаженные оценки, которые отличаются от истинных оценок.

Задачи, решаемые в процессе экспертного технологического прогнозирования:

подбор экспертов;

организация и проведение экспертного оценивания;

обобщение результатов экспертизы и выработка соответствующих рекомендаций. При подборе экспертов надо иметь в виду, что:

затраты на проведение экспертизы ограниченны;

достоверность результатов должна быть достаточно высока.

Поэтому надо таким образом подобрать количественный и качественный состав экспертов, чтобы при заданном уровне достоверности прогноза обеспечить наименьшие затраты на экспертизу либо при заданных затратах максимизировать достоверность результатов. При под-

10