CC BY
472. Денисов А.А., Нагорный В.С. Электрогидро- и электрогазодинамические устройства автоматики. - Л.: Машиностроение, 1979. - 288 с.
3. Денисов А.А., Нагорный В.С. Гидравлические и пневматические устройства автоматики: Учебное пособие для студентов вузов. - М.: Высшая школа, 1978. 214 с.
4. Вертешев С.М., Денисов А.А. Электрогазодинамический источник высокого напряжения. - Л.: Труды ЛПИ № 342, 1975, с. 124-126.
5. Повх И.А. Техническая гидродинамика. - Л.: Машиностроение, 1969.
6. Янтовский Е.И. В сб. «Вопросы магнитной гидродинамики и динамики плазмы». Рига: изд. Латв. ССР, 1952, с. 429.
7. Фукс Н.А. Механика аэрозолей. - М.: изд. АН СССР, 1955, с. 41-45.
УДК 007+004.9
Широкова Светлана Владимировна,
доцент, канд. техн. наук, доцент
ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ПОДХОДА А.А. ДЕНИСОВА ПРИ УПРАВЛЕНИИ ПРОЕКТАМИ РАЗРАБОТКИ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, [email protected]
Аннотация. При разработке и проектировании сложных технических комплексов необходимо задействовать методы и подходы системного анализа, управления проектами и другие. В том числе возникает необходимость использования методов организации сложных экспертиз для повышения объективности прямых экспертных оценок. В качестве такового в работе рассматриваются модели для управления проектами СТК, идея которых исходно была предложена в 1997 году в диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук автором статьи [1, 2] на основе информационный подход Анатолия Алексеевича Денисова применительно к анализу, оценке и выбору варианта реализации сложных технических комплексов.. Применение данного подхода позволяет существенно повысить объективность прямых экспертных оценок за счет сведения последних к так называемым информационным оценкам 1.
Ключевые слова: теория систем и системный анализ, управление проектами, информационный подход, сложные технические комплексы.
1 Впервые информационные оценки были применены в диссертации автора статьи [1].
Svetlana V. Shirokova
Associate Professor, PhD, Associate Professor
APPLICATION OF A.A. DENISOV INFORMATION APPROACH IN THE PROJECT MANAGEMENT OF DEVELOPMENT TECHNICAL
COMPLEXES
Russia, St. Petersburg, Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University,
Abstract. When developing and designing complex technical systems, it is necessary to use the methods and approaches of system analysis, project management and others. Including the need to use the methods of organizing complex examinations to increase the objectivity of direct expert assessments As such, the paper considers As such, the work examines models for managing STK projects, the idea of which was originally proposed in 1997 in the thesis for the degree of candidate of technical sciences by this article's author [1, 2], based on the information approach of Anatoly Alekseevich Denisov as applied to the analysis, evaluation and selection of the implementation option for complex technical complexes. The use of this approach can significantly improve the objectivity of direct expert assessments by reducing the latter to the so-called informational ratings.
Keywords: system theory and system analysis, project management, informational approach, complex technical complexes.
Введение
При создании и разработке сложных технических комплексов возник, учитывая взаимосвязь между ними, рассматривая это как целостную систему. При этом необходимо применять методы системного анализа целей, подходы к управлению проектами, методы и подходы к повышению объективности экспертных оценок [3]. Методы системного анализа позволяют сформировать структуру продукта проекта (ложного технического комплекса - СТК), сформировать структуру задач проекта на всех его этапах. Методы и подходы к управлению проектами позволяют обосновать необходимость реализации данного проекта, сформировать план проекта, проанализировать риски (возможности и угрозы), проблемы и изменения, оценить прогресс проекта. Но на отдельных этапах реализации проекта возникают задачи выбора варианта (вариантов) формирования составляющих продукта проекта (СТК), задачи принятия решения, например, по элементам продукта проекта. Здесь и необходимо прибегнуть к помощи информационного подхода А.А. Денисова, который позволяет существенно повысить объективность экспертных оценок [4, 5].
1. Преимущество применения информационного подхода А.А. Денисова при организации сложной экспертизы для управления проектами сложных технических комплексов
При проектировании сложных технических комплексов возникают проблемы выбора их конфигурации и комплектации с учетом конкретных условий применения, разработки и проектирования, а также в том случае, когда нам необходимо определить приоритет создания отдельных компонентов технического комплекса. В процессе реализации проекта необходимо проводить сравнительный анализ различных вариантов реализации, например, технической системы, а также бывает необходимо вносить изменения в проект в процессе его выполнения.
Таким образом, возникают задачи оценки эффективности вариантов реализации сложных технических комплексов. В этом случае необходимо иметь возможность проводить оценку на всем протяжении реализации проекта от момента принятия решения о создании СТК до оценки результатов проекта.
При постановке задачи и формировании Технического Задания необходимо формировать требования к продукту проекта в диалоге с заказчиком. Заказчик и разработчик должны иметь возможность проанализировать возможные варианты проекта. Причем в качестве критериев оценки следует рассматривать как технические показатели, так и оценки экономической эффективности проекта (количественной и качественной) [6].
При формировании интегрированной оценки необходим рассматривать многие показатели (технические, экономические), которые могут быть измерены в различных единицах измерения, быть дискретными или непрерывными, носить бинарный характер и т. д. Таким образом, критерии разнородны и их трудно сопоставить между собой и, тем более, свести к единой интегрированной оценке.
Для получения обобщенной оценки в этом случае предлагается использовать информационный подход А.А. Денисова, а именно, информационные оценки [7].
Информационный подход позволяет облегчить вычисление обобщенной оценки (при преобразовании оценки в Н\ она получается простым суммированием) и обеспечить возможность учета не только степени (вероятности) влияния р^ 1-й компоненты проекта на реализацию требований к проекту, но и вероятности qi использования этой компоненты в данной конкретной задаче.
В целом, информационные оценки обеспечивают более удобную обработку оценок. В этом случае мы можем сочетать вероятностные оценки с количественными детерминированными показателями. Это ещё раз показывает, что информационный подход позволяет повысить объективность и достоверность оценок.
6. Модель организации сложной экспертизы для управления проектами сложных технических комплексов
Таким образом, возникает необходимость создания системы организации сложной экспертизы проектов технических комплексов. В рассматриваемой модели применяются методы структуризации, которые позволяют сформировать варианты структуры продукта проекта (СТК). В этом случае мы структурируем большую неопределенность на более мелкие, лучше поддающиеся исследованию. И далее возможно применить уже информационный подход (ИП) А.А. Денисова, позволяющий сопоставить структуру требований заказчика и возможностей разработчика и получить обобщенные оценки для того, чтобы провести объективные сравнения вариантов СТК. ИП дает возможность приводить разнородные показатели к единым информационным оценкам [8].
На рис. 1 приведен пример, который показывает процесс оценки вариантов сложных технических комплексов (на примере информационных управляющих систем - ИУС) с учетом требований заказчика (верхняя часть рисунка) и возможностей научно-производственного объединения, разрабатывающего ИУС.
Рис. 1
На рисунке показаны возможные варианты их реализации из компонент, на разработке которых специализировалось НПО (нижняя часть рисунка), и направления влияния различных конфигураций ИУС на выполнение требований заказчика.
Для оценки можно использовать такие приведенные в верхней части рис. 1 количественные критерии: погрешность средств измерений (ИП), вес блока (ВБ), габариты (ГБ), трудоемкость разработки (Тр), стоимость (Ст) и т.п. Но важными являются качественные характеристики, которые могут быть оценены количественно лишь частично (в том числе путем стендовых испытаний), такие как надежность в изменяющихся условиях (НУ), стабильность характеристик при перегрузках (СП) и т.п. Немаловажные критерии для производителя при выборе заказа - возможность реализации (ВР) на данный момент, конструктивная однородность компонент изделий (КОИ) и др.
7. Формирование алгоритма выбора варианта СТК
При оценке по качественным критериям определяется степень pi' влияния i-го варианта проекта или вхождения i-й компоненты СТК (или их совокупности) на реализацию ИУС, которые в соответствии с информационным подходом для удобства дальнейшей обработки преобразуются в оценку потенциала соответствующего варианта проекта или соответствующей компоненты СТК: Hri = - qi log(1 - pi'), где p/ - степень влияния i-го варианта ИУС на достижение целей (требований) заказчика; qi - вероятность выбора этого варианта [9].
В суммарную оценку результатов SHri включаются как оценки варианта ИУС, полученные путем оценки степени влияния на реализацию качественных критериев, так и их технические характеристики, приведенные к информационным посредством вычисления относительных оценок pXi.
Для оценки затрат могут наряду со стоимостными использоваться натуральные единицы измерения (например, трудоемкость разработки той или иной компоненты СТК, требуемые материальные затраты и др.), которые затем переводятся в относительные pzi и Hzi, сопоставимые с оценками результатов SHri .
Таким образом, эффективность каждого варианта проекта СТК может быть выражена следующим образом: Эв1 = SHri/ZHz
.Для более полной оценки результатов и затрат можно учесть количество вариантов разрабатываемых СТК, число опросов экспертов, число модификаций технических и программных средств СТК, объединенных в оцениваемую группу средств и др., что отражается в оценках введением J, и обобщенная оценка результатов от внедрения i-й группы средств Cri = S Ji Hri, а оценка затрат на их внедрение Czi = YJiHzi. Тогда эффективность каждой группы программных и технических средств в структуре СТК: 3,- = Cri C.
Оценки И могут уточняться с учетом оценок степени влияния к-го отдельного средства, входящего в состав группы компонент СТК. Пример алгоритма для определения эффективности с применением рассматриваемого подхода приведен на рис. 2.
Опенка результатов
Определение критериев опенки технических характеристик вариантов (компонент) ТК
X
Оценка вероятности
достижения цели прн внедрении варианта проекта ТК р' (или компоненты ТК)
Опенка технических характеристик вариантов проекта (компонент)
X
Получение сравнительных ных оценок рп н д, вариантов проекта (компонент) ТК (по критериям)
Оценка вероятности выбора варианта ТК (пли компоненты ТК) <Ь
Вычисление значимости варианта проекта (или компоненты) ТК
(по критериям) Ята (1 -ртй )
Вычисление потенциала варианта проекта (или компоненты) ТК
Н^-фЮя.а-рП
Определение суммарных оценок результатов ТЛп
1ленкн
В стоимостных едишщах В натуральных единппах
Перевод в относительные единицы ра Перевод в относительные единицы
Определение На Определение
Определение сумы. ярных затрат ТЛ-л
затрат
Определение ч 1 эффективности
^^^^^^ Учесть число модификаций Да ^¿^--..оцеяивэемыхсредств? Ввод ^
Эш =ЕНп /Шв
Рис. 2
В принципе можно применять при оценке влияния СТК или его компонентов на реализацию целей метод решающих матриц или оценки относительной важности, рекомендуемые в методике ПАТТЕРН. Однако рассмотренный алгоритм вычисления Н■ на основе оценок рг обеспечивает предлагаемому подходу некоторые преимущества по сравнению с методом решающих матриц и процедурами методики ПАТТЕРН: можно учесть не только р/, но и qг■; упрощается получение обобщенных оценок влияния СТК или их компонентов на реализацию подцелей, так как Н измеряемые в битах, можно просто суммировать (а при обработке вероятностных оценок в других методах приходится применять более сложные процедуры).
Кроме того, при управлении разработкой и реализацией проектов, которые могут предусматривать внедрение значительного числа однородных компонент (например, станков с ЧПУ, их программных средств) с помощью рассматриваемого подхода можно проводить оценки с учетом процесса внедрения СТК, рассматривая их разработку и внедрение как нововведений [10]. Для этого используется два способа измерения Н\ - через вероятность р■ и посредством характеристик воспринимаемой информации: а) в статике в какой-то момент проектирования СТК
Н = З/щ, где З = А/АЛ;
б) с учетом процесса внедрения НВВ и его динамики
2 2
Н = З/щ + (1З/& + и (I З/& .
8. Интерпретация результатов при вычислении информационных оценок
Применительно к данному приложению при вычислении З = А/АЛ; А■ может интерпретироваться как значения критериев, приведенных в верхней части рис. 1. Например, для количественных критериев -погрешность средств измерений (ИП), вес блока (ВБ), габариты (ГБ), трудоемкость разработки (Тр), стоимость (Ст) и др.; для качественных -характеристики, которые могут быть оценены количественно лишь частично, в том числе путем стендовых испытаний, такие как надежность в изменяющихся условиях (НУ), стабильность характеристик при перегрузках (СП) и др., возможность реализации (ВР) на данный момент, конструктивная однородность компонент изделий (КОИ) и т.д. [11].
Значения критериев (в том числе и некоторых количественных) могут изменяться в процессе первого этапа выбора конфигурации изделия, комплектаций и т.п., появления новой информации в процессе стендовых испытаний и т.д.
Эти изменения отражаются с помощью параметров информационной модели: ni - объем влияния i-го критерия на оценку потенциала Н при выбранном DAi (т.е. вклад данного критерия в реализацию требований заказчика); ni вычисляется следующим образом: на основе экспертной оценки степени влияния pi i-го критерия на реализацию требований заказчика определяется Н и при известном J можно вычислить n = Ji/Hi; dJ/dt - скорость измерения значения критерия в процессе корректировки i-го варианта проекта; t - минимальное время изменения критерия (с
2 2
учетом выбранного ААг); d J/dt - ускорение, приращение скорости изменения критерия; Li - ригидность системы, сопротивляемость изменениям; характеризует стабильность значения критерия, что в ряде случаев является важной характеристикой изделия.
Использование двух способов определения Н позволяет, оценив прогнозную pik на конец предварительного этапа отработки варианта проекта СТК, вычислить Hik и n = J/Hh а затем по изменению значений критериев определить Jit в различные моменты времени и вычислить значения Hit = Jii/ni на текущий момент по всем учитываемым критериям, которые затем можно суммировать, получать обобщенные оценки, вычислять относительную значимость вариантов проекта СТК [10].
В дополнение к рассмотренным оценкам для ранжирования учитываемых критериев можно применить модели, учитывающие взаимное влияние проектов СТК в процессе реализации. Тогда методика их оценки в процессе разработки и реализации будет включать несколько моделей организации сложных экспертиз, разработанных на основе информационных оценок.
Отметим, что в вероятностной оценке pi отражается только контролируемый эффект, который можно учесть с помощью критериев и которым можно управлять. При этом, если удается ориентировочно оценить ожидаемую эффективность от внедрения НВВ в стоимостных единицах (что неизбежно делается при выделении средств для их экспериментального внедрения), то оценки Hit помогают распределять средства на отдельные компоненты СТК, принимать решения о перераспределении средств в процессе внедрения СТК с учетом его хода и, соответственно, - о корректировке проекта СТК в целом.
Заключение
Рассмотренный подход к оценке проектов СТК в процессе их разработки и реализации базируется на основе информационного подхода и информационных оценок А. А. Денисова и позволяет существенно повысить объективность прямой экспертной оценки. Рассмотренный подход
является основой создания автоматизированного рабочего места для управления проектированием сложных технических комплексов.
Подход развивается и находит применение в различных сферах [12 - 14 и др.].
Список литературы
1. Широкова С.В. Исследование и разработка методов и моделей управления при проектировании сложных технических комплексов: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук по специальности 05.13.01 - Техническая кибернетика и теория информации. - СПб.:1997. - 16 с. (Артикул: 38199)
2. Широкова С.В. Разработка информационных моделей системного анализа проектов сложных технических комплексов: Методичекие указания по курсовому проекту. - СПб.: 1998 . - 24 с.
3. Волкова В.Н., Денисов А.А. Теория систем и системный анализ: учебник. М.: Юрайт, 2017. 464 с.
4. Волкова В.Н. Моделирование систем и процессов - М.: Издательство Юрайт, 2016. - 450 с.
5. Волкова В.Н. Теория информационных процессов и систем. - М.: Юрайт, 2016. - 504 с.
6. Автоматизированные диалоговые процедуры для формирования и анализа структур целей и функций систем управления / Под ред. В.Н. Волковой. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2015. 64 с.
7. Модели выявления приоритетов для инновационных компаний / В.Н. Волкова, А.В. Логинова, С.В. Широкова, Е.А. Яковлева // Сб. докл. XIX Междунар. конф. по мягким вычислениям и измерениям (SCM-2016). СПб. 25-27 мая 2016.. Т.2 С. 279282.
8. Денисов А.А. Современные проблемы системного анализа. СПб.: Изд.-во Политехн. ун-та, 2005. 296 с.
9. Ильин И.В. Управление информационно-технологическими проектами /И.В. Ильин, С.В. Широкова, А.И. Левина, О.Ю. Ильяшенко. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2017. - 317 с.
10. Волкова В.Н., Логинова А.В., Широкова С.В., Козловская Э.А. Разработка инновационного ИТпроекта и управление человеческими ресурсами в проекте. Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям. 2016. Т. 2. Секции 4-7. С. 283-287.
11. Shirokovа S.V., Loginova A.V. Development of an innovative it-project and managing project human resources / В сборнике: Systems Analysis in Engineering and Management: Proceedings of the XVIII International scientific and practical conference. Best papers of the conference. 2015. С. 135-144.
12. Моделирование систем и процессов: Практикум / В.Н. Волкова, Г.В. Горелова, А.А. Ефремов и др. / Под ред. В.Н. Волковой. М.: Изд-во Юрайт, 2016. 295 с.
13. Подход к сравнительному анализу и выбору технологических инноваций третьей и четвертой промышленных революций / В.Н. Волкова, А.В. Логинова, А.Е. Леонова, Ю.Ю. Черный // XXI Междунар. конф. по мягким вычислениям и измерениям (SCM-2018). Сборник докладов в 2-х томах. Санкт-Петербург. 23-25 мая 2018 г. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ». С. 373-376.
14. Волкова В.Н., Кудрявцева А.С. Модели для управления инновационной деятельностью промышленного предприятия // Открытое образование. 2018; 22(4): 64-73. https://doi.org/10.21686/1818-4243-2018-4-64-73.
