Модели и методы оптимизации управления строительными проектами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.10, доктор технических наук Семенов, Петр Иванович

• Семенов, Петр Иванович
• доктор технических наук
• 2007

Оглавление диссертации доктор технических наук Семенов, Петр Иванович

Введение

1. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫМИ ПРОЕКТАМИ.

1.1. Основные понятия управления проектами.

1.2. Задачи календарного планирования в управлении проектами.

1.3. Задачи распределения ресурсов проекта.

1.4. Методы решения задач дискретной оптимизации.•.

1.5. Дихотомическое программирование.

1.6. Выводы и постановка задач исследования.

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ ПРОЕКТНО-ОРИЕНТИ-РОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИИ.

2.1. Мультипроектный подход к управлению развитием предприятия

2.2. Задачи минимизации упущенной выгоды и их классификация.

2.3. Модели и алгоритмы определения минимума упущенной выгоды при независимости операций, составляющих проект.

2.4. Разработка моделей по проектированию программы реформирования в случае упорядоченности событий проекта.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСОВ В УПРАВЛЕНИИ СТРОИТЕЛЬНЫМИ ПРОЕКТАМИ.

3.1. Двойная сетевая модель распределения ресурсов.

3.2. Классификационная модель строительных проектов по топологическому признаку

3.3. Распределение ресурсов в классификационной модели.

4. МОДЕЛИ ВЫБОРА ВАРИАНТОВ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ.

4.1. Разработка календарного плана оптимального по стоимости.

4.2. Агрегируемые сетевые графики.

4.3. Определение оптимального варианта производства работ при выпуклой функции затрат.

4.4. Модель определения вариантов выполнения работ на объектах.

4.5. Построения функции принадлежности для коэффициентов совмещения

4.6. Модель определения рационального совмещения работ при нечетких сведениях о степени совмещения

5. КОРПОРАТИВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОБМЕНА РЕСУРСАМИ.

5.1. Постановка задач оптимизации обменных схем.

5.2. Динамические обменные схемы.

5.3. Методы решения задач максимизации прибыли и дохода оператора при условии поставки ресурса в любом периоде.

5.4. Методы решения задач максимизации прибыли и дохода оператора при условии одновременной поставки ресурса.

5.5. Методы решения задач максимизации прибыли и дохода оператора при условии поставки в любом периоде с доплатой.

5.6. Методы решения задач максимизации объема обменов.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРАТЕГИИ РАЗВИТИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЕКТА.

6.1. Постановка задач оптимального управления объектами недвижимости

6.2. Методы решения задачи максимизации рыночной стоимости объектов недвижимости.

6.3. Модель управления объектом недвижимости с учетом его делимости

6.4. Разработка плана использования объекта университетского комплекса недвижимости.

6.5. Постановка максимизации рыночной стоимости с учетом самофинансирования

6.6. Учет рисков в задачах управления недвижимостью.

6.7. Непрерывный случай.

6.8. Непрерывный случай с учетом самофинансирования.

6.9. Самофинансирование с учетом риска.

7. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛЕЙ.

7.1. Управление повышением эффективности использования финансов

7.2. Управление сокращением сроков строительства.

7.3. Управление внедрением новых технологий.

7.4. Повышение эффективности использования трудовых ресурсов.

7.5. Переход на проектное управление.

7.6. Определение оптимальной стратегии выбора вариантов производства работ

7.7. Практическая реализация обменных схем.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и методы оптимизации управления строительными проектами»

Актуальность темы. Эффективный менеджмент, прежде всего, предполагает использование современных управленческих технологий, основанных на теории управления проектами.

Деятельность предприятия можно рассматривать, как последовательность реализуемых проектов. При этом, следует отметить, что существует зависимость между организационной системой и результатами проекта. Это является одной из причин перехода к проектной форме управления современных российских предприятий как организационной структуре наиболее полно отвечающей стоящим перед ними задачам. Речь идет о проектно-ориентированном управлении, то есть управленческом подходе, при котором многие заказы и задачи производственной деятельности организации, рассматриваются как отдельные проекты, к которым применяются принципы и методы управления проектами.

В самом широком понимании проект - это ограниченное по времени целенаправленное изменение отдельной системы с установленными требованиями к качеству результатов, возможными рамками расхода средств и ресурсов и специфической организацией.

Управление проектом - это искусство руководства в координации людских и материальных ресурсов на протяжении жизненного цикла проекта путем применения современных методов и техники управления для достижения определенных в проекте результатов по составу и объему работ, стоимости, времени, качеству и удовлетворению участников проекта.

Успешное завершение проекта определяется как достижение целей проекта при соблюдении установленных ограничений на: продолжительность и сроки завершения проекта; стоимость и бюджет проекта; качество выполненных работ и спецификации требований к результатам. При этом конечные результаты должны быть одобрены и приняты заказчиком. Ключевыми параметрами, влияющими на результаты проекта, являются продолжительность, стоимость и качество выполняемых работ. По крайней мере, два из них: продолжительность и стоимость, очень тесно зависят от количества используемых ресурсов при выполнении проекта: используя большее количество ресурсов можно сократить продолжительность, но увеличить стоимость проекта и наоборот.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определяется тем, что на всем протяжении жизненного цикла проекта необходимо.обеспечить методологическое обеспечение принятия оптимальных решений по управлению проектами.

Основные исследования, получившие отражение в диссертации, выполнялись по планам научно-исследовательских работ:

- федеральная комплексная программа «Исследование и разработки по приоритетным направлениям науки и техники гражданского назначения»;

- грант РФФИ «Гуманитарные науки»: «Разработка оптимизационных моделей управления распределением инвестиций на предприятии по видам деятельности» № Г00-3.3-306;

- госбюджетная научно - исследовательская работа «Разработка и совершенствование моделей и механизмов внутрифирменного управления».

Цель и задачи исследования: разработка моделей и методов оптимизации управления строительными проектами.

Для достижения поставленной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. проанализировать основные задачи, характерные для каждого из этапов жизненного цикла строительного проекта;

2. разработать метод определения эффективности проводимых организационных изменений на основе количественной оценки упущенной выгоды;

3. разработать алгоритм увязки двойной сетевой модели на основе метода пропорционального растяжения;

4. предложить процедуру распределения ресурсов на основе введенных эвристических правил;

5. построить модель выбора вариантов производства работ при минимуме средств направляемых на сокращение сроков выполнения;

6. разработать модель выбора вариантов производства строительно-монтажных работ при выпуклой функции затрат;

7. определить Парето-оптимальное множество возможных стратегий выбора вариантов выполнения работ при условии минимума продолжительности и затрачиваемых средств;

8. построить модель динамических обменных схем, отличающихся учетом ; фактора времени и позволяющих описать развитие технологического процесса во времени; разработать методы решения задачи максимизации прибыли или дохода оператора (корпоративного центра), отличающихся учетом технологической связи предприятий, входящих в корпорацию и обеспечивающих определение рациональной стратегии корпоративного центра при различных условиях о времени поставки продукта каждым из предприятий;

9. разработать модель максимизации рыночной стоимости объектов недвижимости при ограниченности средств на реализацию вариантов развития с учетом возможности привлечения кредитных средств;

Ю.построить модель максимизации рыночной стоимости объектов недвижимости в непрерывном случае, когда разные части объекта могут быть реализованы по разным вариантам;

11.доказать существование оптимального плана развития объекта недвижимости, в котором каждый объект реализуется не более чем по двум различным вариантам;

12.предложить модель управления объектом недвижимости с учетом его делимости и возможности самофинансирования.

Методы исследования. В работы использованы методы моделирования организационных систем управления, системного анализа, математического программирования, теории графов.

Научная новнзна. В результате проведенных научных исследований, анализа современных требований к управлению предприятием, обобщения опыта и внедрения отдельных задач реформирования предприятия получены и выносятся на защиту следующие основные научные результаты:

1. метод определения эффективности проводимых организационных изменений на основе количественной оценки упущенной выгоды;

2. модель увязки двойной сетевой модели на основе метода пропорционального растяжения;

3. модель распределения ресурсов на основе введенных эвристических правил;

4. модель выбора вариантов производства работ при минимуме средств направляемых на сокращение сроков выполнения;

5. модель выбора вариантов производства строительно-монтажных работ при выпуклой функции затрат;

6. модель, позволяющую определить Парето-оптимальное множество возможных стратегий выбора вариантов выполнения работ при условии минимума продолжительности и затрачиваемых средств;

7. модель динамических обменных схем, отличающихся учетом фактора времени и позволяющих описать развитие технологического процесса во времени; разработать методы решения задачи максимизации прибыли или дохода оператора (корпоративного центра), отличающихся учетом технологической связи предприятий, входящих в корпорацию и обеспечивающих определение рациональной стратегии корпоративного центра при различных условиях о времени поставки продукта каждым из предприятий;

8. модель максимизации рыночной стоимости объектов недвижимости при ограниченности средств на реализацию вариантов развития с учетом возможности привлечения кредитных средств;

9. модель максимизации рыночной стоимости объектов недвижимости в непрерывном случае, когда разные части объекта могут быть реализованы по разным вариантам;

10.доказательство существования оптимального плана развития объекта недвижимости, в котором каждый объект реализуется не более чем по двум различным вариантам;

11.модель управления объектом недвижимости с учетом его делимости и возможности самофинансирования.

Достоверность научных результатов. Научные положения, теоретические выводы и практические рекомендации, включенные в диссертацию, обоснованы математическими доказательствами. Они подтверждены расчетами на примерах, производственными экспериментами и многократной проверкой при внедрении в практику управления.

Практическая значимость результатов работы На основании выполненных автором исследований разработан комплекс оптимизационных методов и моделей, обеспечивающих эффективность проекта на всем протяжении его существования.

Использование разработанных в диссертации механизмов позволяет многократно применять разработки, тиражировать их и осуществлять их массовое внедрение с существенным сокращением продолжительности трудозатрат и средств.

Разработанные модели используются в практике работы ООО «Липецкая инвестиционная компания», ЗАО «Воронежский комбинат строительных материалов» (г.Воронеж), ОАО «Воронежский завод железобетонных изделий - 2» (г.Воронеж), ООО «Промышленно - строительная корпорация» (г. Воронеж), ОАО «Дороги России» (г. Москва), ООО «Магистраль» (г. Москва), ЗАО «Акронтранс» (г. Санкт-Петербург), ЗАО «Трансгарант» (г. Санкт-Петербург).

Модели и алгоритмы, разработанные в диссертационной работе, включены в состав учебных курсов и дисциплин: «Управление проектами», «Организационно-технологическое проектирование», «Организация строительного производства», читаемых в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете.

Апробация работы н публикации. Материалы диссертации, ее основные положения и результаты доложены и обсуждены на международных и республиканских конференциях: 7-ые академические чтения РААСН «Современные проблемы строительного материаловедения» (г. Белгород, 2001 г.); международная научно-практическая конференция «Теория активных систем» (г. Москва, 2001г., 2003 г., 2005 г.); международная конференция «Современные сложные системы управления» (Воронеж, 2003г., 2005 г. г. Тула, 2005); международная научная конференция «Социальное-экономическое развитие регионов: реальность и перспективы» (Воронеж, 2003 г.); международная конференция «Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий» (г. Сочи, 2003 г.); 1-ая международная конференция по проблемам строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» (г. Тула, 2003 г.); Всероссийская научно-практическая конференция «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» (г. Новокузнецк, 2003 г.); научно-практическая отраслевая конференция «Системы автоматизированного управления производствами, предприятиями и организациями горнометалургического комплекса» (г. Старый Оскол, 2003 г.); международная конференция «Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий» (г. Москва-Сочи, 2003 г.); международная школа-семинар «Современные проблемы механики и прикладной математики» (г. Воронеж, 2004 г.); 3-я Всероссийская научно-техническая конференция «Теория конфликта и ее приложения» (г. Воронеж, 2004 г.); Всероссийская научно-техническая конференция «Информационные технологии» (г.Воронеж, 2005г.); 5-я Всероссийская научно-практическая конференция «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» (г. Новокузнецк, 2005 г.); международная научно-техническая конференция «Реконструкция Санкт-Петербург 2005г.»; 2-я Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы и перспективы менеджмента организаций в России» (г. Самара, 2006 г.); международная конференция Российской научной школы «Системные проблемы надежности качества, информационных и электронных технологий в инновационных проектах» (г. Москва, 2006 г.); научно-практическая конференция «Образование, наука, производство и управление» (г. Старый Оскол, 2006г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 73 печатных работы, в том числе 25 работ опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для докторских диссертаций.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Она содержит 324 страницы текста, 119 рисунков и 151 таблица. Библиография включает 122 наименования.

Заключение диссертации по теме «Управление в социальных и экономических системах», Семенов, Петр Иванович

1.6. Выводы и постановка задач исследования

К основным особенностям строительных проектов относится: длительный производственный цикл, в следствии чего продукция учитывается не по мере ее завершения, а по мере выработки; реализация строительных проектов осуществляется за счет инвесторов, причем строительная организация, занятая реализацией проекта, как правило, своих средств не вкладывает; в процессе реализации строительного проекта задействовано достаточно значительное число строительных предприятий различной специализации.

Проект имеет жизненный цикл. На каждом из этапов жизненного цикла проекта характерны различные задачи. Следовательно, в целях обеспечения эффективности проекта на всем протяжении его существования необходимо осуществлять принятие решений на основе оптимизационных моделей и методов. Это потребовало решения следующих задач:

1. разработать метод определения эффективности проводимых организационных изменений на основе количественной оценки упущенной выгоды;

2. разработать алгоритм увязки двойной сетевой модели на основе метода пропорционального растяжения;

3. предложить процедуру распределения ресурсов на основе введенных эвристических правил;

4. построить модель выбора вариантов производства работ при минимуме средств направляемых на сокращение сроков выполнения;

5. разработать модель выбора вариантов производства строительно-монтажных работ при выпуклой функции затрат;

6. определить Парето-оптимальное множество возможных стратегий выбора вариантов выполнения работ при условии минимума продолжительности и затрачиваемых средств;

7. построить модель динамических обменных схем, отличающихся учетом фактора времени и позволяющих описать развитие технологического процесса во времени; разработать методы решения задачи максимизации прибыли или дохода оператора (корпоративного центра), отличающихся учетом технологической связи предприятий, входящих в корпорацию и обеспечивающих определение рациональной стратегии корпоративного центра при различных условиях о времени поставки продукта каждым из предприятий;

8. разработать модель максимизации рыночной стоимости объектов недвижимости при ограниченности средств на реализацию вариантов развития с учетом возможности привлечения кредитных средств;

9. построить модель максимизации рыночной стоимости -объектов недвижимости в непрерывном случае, когда разные части объекта могут быть реализованы по разным вариантам;

10.доказать существование оптимального плана развития объекта недвижимости, в котором каждый объект реализуется не более чем по двум различным вариантам;

11.предложить модель управления объектом недвижимости с учетом его делимости и возможности самофинансирования.

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ ПРОЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИИ

2.1. Мультипроектный подход к управлению развитием предприятия

Основной особенностью проектного управления программой развития является то, что объектом управления становятся изменения (новшества, венчурные проекты) для которых свойственны неопределенность, творческий характер и т.п. Это требует создания специфической подсистемы механизмов управления изменениями, резко повышающей реализуемость изменений.

Реорганизация, как и всякий проект, от возникновения идеи до полного своего завершения проходит ряд последовательных ступеней развития. Полная совокупность ступеней развития образует жизненный цикл проекта реструктуризации. Жизненный цикл принято разделять на фазы, фазы - на стадии, стадии - на этапы. Проект проходит четыре фазы развития: концепция, разработка, реализация, завершение.

Начальная фаза проекта (разработка концепции реформирования) требует выполнения следующих работ: сбор исходных данных и анализ существующего состояния (предварительное обследование предприятия); выявление потребностей в изменениях (обоснование необходимости изменений); определение результата (цели, критерии, задачи, основные требования и ограничения, уровень риска, окружение проекта, потенциальные участники; требуемое время, ресурсы, средства и др.); определение и сравнительная оценка альтернатив; экспертиза; утверждение концепции.

Фаза разработки проекта содержит следующие работы: назначение руководителя проекта и формирование команды проекта; установление деловых контактов и изучение целей, мотивации и требований заказчика и владельцев проекта, других ключевых участников, развитие концепции и разработка основного содержания проекта (конечные результаты и продукты; стандарты качества; структура проекта; основные работы; требуемые ресурсы); структурное планирование (декомпозиция проекта; календарные планы и укрупненные графики работ и обеспечения; смета и бюджет проекта; потребность в ресурсах); процедуры управления проектом и определение рисков.

Фаза реализации проекта включает полный ввод в действие разработанной системы управления проектами; организацию выполнения работ; ввод в действие средств и способов коммуникации и связи участников проекта; ввод в действие системы мотивации и стимулирования команды проекта; детальное проектирование и технические спецификации; оперативное планирование работ; установление системы контроля за ходом работ; организацию и управление материально-техническим обеспечением работ, в том числе запасами, покупками, поставками; выполнение работ, предусмотренных проектом; прогноз состояния; контроль и оперативное управление.

Фаза завершения проекта включает планирование процесса завершения проекта; испытания результата проекта; подготовку кадров для эксплуатации новой системы функционирования организации; подготовку документации; обобщение опыта для последующих проектов; расформирование команды проекта.

Предлагаемый подход к реформированию предприятия заключается не только в применении проектных механизмов, но и в применении проектно-ориентированных методов управления в дальнейшей деятельности предприятия. Эффективность проектного управления повышается при децентрализации управления, когда начальник объекта является подлинным хозяином стройки с правом распоряжения финансовыми, людскими и материально-техническими ресурсами (в пределах делегированных ему ответственности и полномочий, а также выделенных бюджетов и мощностей).

Так как исследование и разработки осуществлялись в сфере строительства, то обязательно нужно учесть специфику такой производственной деятельности - одновременное ведение работ по нескольким независимым направлениям (объектам). Для осуществления эффективного управления реализацией нескольких технологически независимых проектов в условиях ограниченности финансовых, людских и материально-технических ресурсов применяются методы мультипроектного управления. Основная задача муль-типроектного управления (дополнительно к задачам проектного управления на отдельном объекте) заключается в планировании сроков завершения проектов и распределения между ними ресурсов в условиях ограниченности ресурсов. Основным критерием является минимизация упущенной выгоды. Действительно, сдвиг сроков завершения объекта приводит, во-первых, к экономическим санкциям (штрафам), если этот сдвиг нарушает сроки, предусмотренные контрактом, во-вторых, к задержке сроков получения средств (от продажи квартир), а значит к упущенной выгоде от использования этих средств. Фактически, мультипроектное управление состоит в определении приоритетов различных объектов строительства, которые определяют и финансовую политику (в первую очередь средства выделяются на приоритетные объекты), и политику материально-технического снабжения (в первую очередь обеспечиваются приоритетные объекты), и графики перемещения специализированных бригад, машин и механизмов.

Для внедрения системы мультипроектного управления необходимо разработать методику оценки потерь (упущенной выгоды) в зависимости от срока завершения объекта, а также правила распределения ограниченных ресурсов, минимизирующие упущенную выгоду. Особо следует выделить мультипроектное управление на уровне комплексной застройки района. В данном случае вместе с критерием упущенной выгоды следует учитывать критерий завершенности (комплексности) застройки (озеленение, дороги, школы, детские площадки и т.д.).

При мультипроектном управлении на уровне компании в целом возникают аналогичные задачи, но объектом управления становится совокупность всех площадок и, кроме того, - программа развития компании в целом.

2.2. Задачи минимизации упущенной выгоды и их классификация

Проект обычно представляют как некоторое множество операций (комплекс операций). Операция это процесс, требующий затрат времени и ресурсов. Для формального описания операции необходимо задать ее объем \У и зависимость скорости (интенсивности) операции от количества ресурсов, ее выполняющих. Будем обозначать эту зависимость где иф - вектор ресурсов в операции в момент

Пусть - момент начала операции, а ^ - момент ее окончания. Тогда объем операции удовлетворяет условию

Как правило, ресурсы участвуют в операции в определенных соотношениях, называемых набором ресурсов. Набор ресурсов можно представить в виде где ш - количество видов ресурсов, v - интенсивность набора, Р; - количество ресурса ]-го вида на единицу мощности набора.

В качестве величины интенсивности набора, как правило, берется вид ресурса, который является основным (определяющим). Например, количество людей, выполняющих работу, определяет требуемое количество материалов, инструмента, рабочей одежды и т.д. Для определяющего ресурса, очевидно, Р = 1. Ограничение на ресурсы теперь можно записать в следующем виде:

2.2.1)

PyV.W^NjW j = l,m, i где n - число операций комплекса, Nj(t) - количество ресурсов j-ro вида в момент t.

Ограничения на ресурсы часто связаны с ограниченностью финансов. Если обозначить qj - стоимость единицы ресурсов j-ro вида в единицу времени, а S(t) - объем финансирования в момент t, то ограничения, связанные с финансированием, принимают вид п ш

EEljßuV.WsSjit). (2.2.3) i=i j=i

Это ограничения типа мощности. Если ограничены средства, выделенные на проект, то получаем ограничения типа затрат:

S.SQ, (2.2.4) 1 m tio где S,=Xqj Jv,(t)dt. (2.2.5)

И t,H

Наконец, если задан график Q(t) поступления ресурсов на проект (график финансирования проекта), то получаем следующие ограничения на ресурсы: n m t

XIqjMv,WdiSQ(t). (2.2.6)

1=1 j=l 0

Задача оптимального распределения ресурсов (задача календарного планирования) заключается в определении распределения ресурсов v(t)={vj(t)} такого, что все операции комплекса выполнены за минимальное время (задача оптимальною быстродействия), либо потери, связанные с задержкой времени реализации комплекса или ряда его операций, минимальны (минимизация упущенной выгоды). Критерий минимизации упущенной выгоды, обычно, рассматривается в виде

Ф = £М. (2-2.7) 1 где С; - потери в единицу времени (упущенная выгода). Заметим, что и настоящее время в условиях дефицита финансовых средств, насыщенности рынка и материальных, и трудовых ресурсов, ограничивающим фактором являются финансовые ресурсы. Это позволяет рассматривать задачи календарного планирования, как задачи распределения ресурсов одного вида (финансовых ресурсов). Поэтому в дальнейшем, если это не оговорено особо, будем считать, что все операции выполняются ресурсами одного вида (финансовыми ресурсами). Будем обозначать далее ш н количество финансовых ресурсов на ¡-ой операции в момент I и, соответственно, ^(и) - скорость ¡-ой операции в зависимости от количества ресурсов.

С учетом введенных обозначений дадим постановку задачи минимизации упущенной выгоды. Задан комплекс из п операций. Для каждой операции определена зависимость Ди) скорости операции от количества ресурсов (финансового типа). Заданы также ограничения на ресурсы (типа мощности, либо типа затрат, либо генерального типа). Требуется определить календарный план работ, удовлетворяющий ограничениям на ресурсы и обеспечивающий минимум упущенной выгоды (2.2.7). В ряде случаев мы будем рассматривать нелинейные зависимости упущенной выгоды от момента завершения операции.

В качестве оснований классификации примем вид сетевого графика, тип ограничений на ресурсы и характер зависимости скорости операции от количества ресурсов (либо продолжительности операции от величины затрат).

Будем рассматривать три вида сетевых графиков: независимые операции, сети с упорядоченными событиями и общий случай.

Случай независимых операций соответствует ситуации, когда все операции могут выполняться одновременно (то есть отсутствуют технологические зависимости между операциями). На рис. 2.2.1. изображены сетевые графики для комплекса из п независимых операций (рис. 2.2.1.а соответствует изображению операций в виде вершин сети, а рис. 2.2.1.6 - в виде дуг сети, начальное и конечное события обозначены соответственно 0 и г, пунктирные дуги отражают зависимости или фиктивные операции).

Рис. 2.2.1. Сетевые графики для комплекса из п независимых операций

Случай сети с упорядоченными событиями соответствует ситуации, когда задана некоторая очередность событий сети, такая, что каждая операция может выполняться только в интервале между двумя определенными событиями. В сетях с упорядоченными событиями используется представление операций в виде дуг сетевого графика (рис. 2.2.2).

Рис. 2.2.2. Сеть с упорядоченными событиями

Рассмотрим классификацию задач по характеру зависимостей скоростей операций от количества ресурсов. В первую очередь, выделим самый простой случай линейной зависимости (рис. 2.2.3.а): а) б)

Далее выделим случай выпуклых зависимостей (рис. 2.2.3.6) и случай вогнутых зависимостей (рис. 2.2.3.в) скоростей операций от количества ресурсов. Наконец, отдельного рассмотрения заслуживает случай выпукло-вогнутых зависимостей (рис. 2.2.3.г), частным случаем которого являются дискретные зависимости. т в)

Рис. 2.2.3. Зависимости скоростей операций от количества ресурсов

В случае ресурсов типа затрат обычно выделяют три типа зависимостей затрат S(t) от продолжительности операции х: линейные (рис. 2.2.4.а), выпуклые (рис. 2.2.4.6) и дискретные, когда операция описывается двумя числами - продолжительность операции т и затраты не ее выполнение S.

Таким образом, мы получили 3x3 различных классов задач минимизации упущенной выгоды. Следует отметить, что, как правило, эти задачи являются сложными многоэкстремальными задачами (в дискретном случае -NP-трудными). Рассматриваемые ниже методы их решения ориентированы, в первую очередь, на решение практических задач управления проектами. В ряде случаев удается получить простые точные алгоритмы поиска оптимального решения. В более сложных случаях применяются эвристические алгоритмы построения приближенных решений.

Рис. 2.2.4. Зависимости скоростей операций от количества ресурсов в случае ресурсов типа затрат

2.3. Модели и алгоритмы определения минимума упущенной выгоды при независимости операций, составляющих проект

Ресурсы типа затрат. Задан комплекс из п независимых операций. Для каждой операции определена зависимость затрат в^) от продолжительности ее выполнения ъ. Заданы ограничения на суммарные затраты (бюджет проекта)

ХлЫ^ (2.3.1) 1

Требуется определить продолжительность всех операций, так чтобы минимизировать упущенную выгоду с.т,. (2.3.2) 1

Это классическая задача оптимального распределения ресурсов, методы решения которой хорошо разработаны [22]. Для линейных и выпуклых зависимостей 5;(Т;) получаем, соответственно, задачи линейного и выпуклого программирования.

Пример 2.3.1. Пусть

Я: 1 = 1'п' а>0

Для решения задачи (2.3.1), (2.3.2) применим метод множителей Ла-гранжа. Опуская промежуточные выкладки, приведем решение задачи:

В дискретном случае задача в постановке (2.3.1), (2.3.2) не имеет смысла, если все операции должны выполняться. Действительно, если ограничение (2.3.1) выполняется, то задача элементарна. Если же ограничение (2.3.1) не выполняется, то проект не реализуем.

Изменим постановку задачи, а именно, примем, что допускается невыполнение ряда операций. При этом если операция I исключается из проекта, то. величина упущенной выгоды будет равна с], (например, если задан планируемый период Т, то при исключении операции I упущенная выгода составит (1; = С)Т). В этом случае задача заключается в определении множества О операций, которые будут выполняться, а также продолжительностей этих операций, так чтобы

2.3.3)

2.3.4)

2.3.5) и величина упущенной выгоды

2.3.6) была минимальной.

Замечая, что п гО ¡=1 ¡еО приведем критерий (2.3.6) к эквивалентному виду: п

2.3.7) 1

Задача (2.3.5), (2.3.7) относится к задачам системной оптимизации, когда необходимо выбрать оптимальную структуру системы (в нашем случае - оптимальное множество различных операций) и решить задачу оптимального функционирования при выбранной структуре (в нашем случае - определить оптимальные продолжительности различных операций). В случае дискретных зависимостей получаем только задачу выбора оптимального множества реализуемых операций, то есть множества (3, такого что

Это классическая задача дискретной оптимизации, называемая задачей о ранце.

Рассмотрим задачу системной оптимизации для случая степенных зависимостей из примера 2.3.1. Выпишем критерий оптимальности (2.3.7), имея в виду (2.3.4):

Опишем двухэтапную процедуру решения задачи. На первом этапе решается следующая параметрическая задача о ранце: определить множество О операций, такое что при ограничении

2.3.8) при ограничении

2.3.9) а/ где Ь| = лу^71*", I = 1,п, У - параметр. Для решения параметрической задачи о ранце эффективным является применение метода динамического программирования. Обозначим Рт(У) - значение критерия (2.3.8) в оптимальном решении задачи (2.3.8), (2.3.9) при значении параметра, равном У. На втором этапе определяется У, при котором

Ь = У,+а/а -(а8)У°Рт(у) (2.3.10) принимает минимальное значение. Поскольку число различных решений параметрической задачи о ранце конечно, то задачу второго этапа можно решить простым перебором. Рассмотрим метод решения на примере.

Пример 2.3.2. Пусть п = 3, а = 1, 8 = 10. Значения лу;, с;, и с^ приведены в табл. 2.3.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.На основе анализа основных задач управления строительными проектами были выявлены основные задачи, характерные для каждого из этапов жизненного цикла проекта, что делает необходимым принятие решений на всем протяжении существования проекта на основе оптимизационных моделей и методов, обеспечивающих высокую эффективность реализации проекта.

2. Разработан метод определения эффективности проводимых организационных изменений на основе количественной оценки упущенной выгоды;

3. Разработан алгоритм увязки двойной сетевой модели на основе метода пропорционального растяжения;

4. Предложена процедура распределения ресурсов на основе введенных эвристических правил;

5. Построена модель выбора вариантов производства работ при минимуме средств направляемых на сокращение сроков выполнения;

6. Разработана модель выбора вариантов производства строительно-монтажных работ при выпуклой функции затрат;

7. Выполнено определение Парето-оптимального множества возможных стратегий выбора вариантов выполнения работ при условии минимума продолжительности и затрачиваемых средств;

8. Построена модель динамических обменных схем, отличающихся учетом фактора времени и позволяющих описать развитие технологического процесса во времени; разработать методы решения задачи максимизации прибыли или дохода оператора (корпоративного центра), отличающихся учетом технологической связи предприятий, входящих в корпорацию и обеспечивающих определение рациональной стратегии корпоративного центра при различных условиях о времени поставки продукта каждым из предприятий;

9. Разработана модель максимизации рыночной стоимости объектов недвижимости при ограниченности средств на реализацию вариантов развития с учетом возможности привлечения кредитных средств, позволяющая осуществлять выбор стратегии развития реализуемого строительного проекта на фазе коммерческого использования;

10. Построена модель максимизации рыночной стоимости объектов недвижимости в непрерывном случае, когда разные части объекта могут быть реализованы по разным вариантам;

11. Проведено доказательство существования оптимального плана развития объекта недвижимости, в котором каждый объект реализуется не более чем по двум различным вариантам;

12. Предложена модель управления объектом недвижимости с учетом его делимости и возможности самофинансирования.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Семенов, Петр Иванович, 2007 год

1. Агафонов В.А. Анализ стратегий и разработка комплексных программ. М.: Наука, 1990.

2. Айвазян 3., Кириченко В. Антикризисное управление: принятие решений на краю пропасти// Проблемы теории и практики управления. -1999, №4, 94-ЮОсс.

3. Акулич И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах. М.: Высшая школа, 1993.

4. Алексеев Н. Эволюция систем и организационное проектирование// Проблемы теории и практики управления. -1998, №4, 73-78сс.

5. Алпатов А. А. Управление реструктуризацией предприятий. -М.: Высшая школа приватизации и предпринимательства, 2000. 268с.

6. Алпатов А. А. Реструктуризация убыточных предприятий. М.: Высшая школа приватизации и предпринимательства, 1999. 40с.

7. Андреев С.П., Бурков В.Н., Кондратьев В.В., Черкашин A.M. Механизмы функционирования организационных систем. Препринт. М.: ИПУ РАН, 1984.

8. Ансофф И. Стратегическое управление. М.: Экономика, 1987.

9. Бабиков В.М. Человеко-машинные обучающие системы. Препринт. М.: ИПУ РАН, 1985.

10. Ю.Баласанян В.Э., Трахтенгерц Э.А. Диалоговые системы. М.: ИПУ РАН, 1979.

11. П.Баркалов С.А., Бабкин В.Ф. Управление проектами в строительстве // Учебное пособие. Воронеж: ВГАСУ, 2000. - 310 с.

12. Баркалов С.А., Богданов Д.А., Гуреев А.Б. Модели оптимального выбора портфеля строительных проектов и исполнителей на базе экспертных технологий. М.: ИПУ РАН, 1999.

13. Баркалов С.А., Бурков В.Н. и др. Диагностика, оценка и реструктуризация строительного предприятия. Бизнес-планирование. Воронеж, ВГСА, 2000г.-410с.

14. Башлыков A.A., Еремеев А.П. Экспертные системы поддержки принятия решений в энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 1994.

15. Белый М., Приходько В. К вопросу о гибкости организаций органического типа// Проблемы теории и практики управления. -1998, №4, 79-82сс.

16. Белых JI. П., Федотова М. А. Реструктуризация предприятия: Учеб. пособие для вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 399 с.

17. Богатин Ю.В., Швандар В.А. Инвестиционный анализ. М.: ЮНИТИ, 2000.

18. Богданов С.С., Шевцова Т.В. Основные элементы стратегического планирования развития больших социально-экономических систем. СПБ.: Изд-во СПБГУЭиФ, 1998.

19. Бурков В.Н., Горгидзе И.И., Новиков Д.А., Юсупов Б.С. Модели и механизмы распределения затрат и доходов в рыночной экономике. М.: ИПУ РАН, 1997.-78с.

20. Бурков В.Н., Грацианский Е.В., Еналеев А.К., Умрихина Е.В. Организационные механизмы управления научно-техническими программами. Препринт. М.: ИПУ РАН, 1993.

21. Бурков В.Н., Джавахадзе Г.С. Экономико-математические модели управления развитием отраслевого производства. Препринт. М.: ИПУ РАН, 1998.

22. Бурков В.Н., Квон О.Ф., Цитович JI.A. Модели и методы мультипроектно-го управления. Препринт. М.: ИПУ РАН, 1997.

23. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Как управлять проектами. М.: Синтег,1997. -187с.

24. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Теория активных систем: состояние и перспективы. М.: СИНТЕГ, 1999.

25. Бурков В.Н., Панкова JI.A., Шнейдерман М.В. Получание и анализ экспертной информации. М.: ИПУ РАН, 1980.

26. Валуев С.А., Волкова В.Н., Градов А.П. И др. Системный анализ в экономике и организации производства. Л.: Политехника, 1991.

27. Вартанов A.C. Экономическая диагностика деятельности предприятия:организация и методология. М.: Финансы и статистика, 1991.

28. Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1988.

29. Волков И.М., Грачева М.В. Проектный анализ. М.:ЮНИТИ, 1998.

30. Гликман Ф. Успешный менеджмент это наука здравого смысла. БОСС, №9,10,1998.

31. Глотов В.А., Павельев В.В. Комплексное оценивание многомерных объектов. Препринт. М.: ИПУ РАН, 1984.

32. Голубков Е.П. Использование системного анализа в отраслевом планировании. М.: Экономика, 1977.

33. Гохман О.Г. Экспертное оценивание. Воронеж: ВГУ, 1991.

34. Дегтярев Ю.И. Системный анализ и исследование операций. М.: Высшая школа, 1996.

35. Дубров A.M., Мхитарян B.C., Трошин Л.И. Многомерные статистические методы. М.: Финансы и статистика, 1998.

36. Дукарский О.М., Данилюк В.А., Браверман В.Я. Формирование сбалансированных планов подрядных работ. Киев: Будивэльнык, 1990.

37. Евсеев А. Стратегии реструктуризации предприятий в условиях кризисной ситуации// Проблемы теории и практики управления. 1999, №3, 107-ПЗсс.

38. Енюков И.С. Методы, алгоритмы, программы многомерного статистического анализа. М.: Финансы и статистика, 1986.

39. Жариков О. Н., Королевская В. И., Хохлов С. Н. Системный подход к управлению М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. 62с.

40. Жичкин A.M., Белоусов В.Л., Пастухов Г.М. Менеджмент: управление предприятием. М.: РИНКЦЭ, 1997.41.3акс С. Эволюционная теория организации// Проблемы теории и практики управления. -1998, №1, 81-86сс.

41. Иванов В., Братанов М., Пелевина Н. Методика комплексного анализа предприятия для целей антикризисного управления//Рынок ценных бумаг,1999, N223(158), 69-72 с.

42. Идрисов А.Б., Картышев C.B., Постников A.B. Стратегическое планирование и анализ эффективности инвестиций. М.: Филинъ, 1997.

43. Интегрированные системы управления предприятиями. Материалы конференции. М.: ИПУ РАН, 1996.

44. Йоханнес Рюэгг-Штюрм Новая системная теория и внутрифирменные изменения// Проблемы теории и практики управления. -1998, №5, 72-78сс.

45. Калянов Г. Подходы к реорганизации деятельности предприятия// Рынок ценных бумаг, 1999, №13(148), 29-31сс.

46. Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий. М.: СИНТЕГ, 1997.

47. Карлофф Б. Деловая стратегия. М.: Экономика, 1993.

48. Карминский A.M., Оленев Н.И., Примак А.Г., Фалько С.Г. Контроллинг в бизнесе. М.: Финансы и статистика, 1998.

49. Клиланд Д., Кинг В. Системный анализ и целевое управление. М.: Советское радио, 1974.

50. Кныш М.И., Перекатов Б.А., Тютиков Ю.П. Стратегическое планирование инвестиционной деятельности. СПБ: Бизнес-пресса, 1998.

51. Ковальков Ю.А., Дмитриев О.Н. Эффективные технологии маркетинга. М.: Машиностроение, 1994.

52. Коласс Б. Управление финансовой деятельностью предприятий. М.:Финансы-ЮНИТИ, 1997.

53. Кононов Д.А., Кульба В.В., Ковалевский С.С., Косяченко С.А. Синтез формализованных сценариев и структурная устойчивость систем. Препринт. М.: ИПУ РАН, 1998.

54. Криванов М.П. Менеджмент: информационные технологии поддержки управленческих решений. М.Экономика, 1997.

55. Криванова О.В. Менеджмент: моделирование управленческих решений. М.Экономика, 1997.

56. Крупномасштабные системы моделирования развития и функционирования/ Сборник трудов. М.: ИПУ РАН, 1990.

57. Кугаенко A.A. Основы теории и практики динамического моделирования социально-экономических объектов и прогнозирования их развития. М.'.Вузовская книга, 1998.

58. Курочкин А. Принципы организационного проектирования предприятий// Проблемы теории и практики управления; -1998, №1, 91-96сс.

59. Ламбен Ж.-Ж. Стратегический маркетинг. СПБ: Наука, 1996.

60. Леонтьев С. В. и др. стратегия успеха: обобщение опыта реформирования российских промышленных предприятий. М.: ОАО «Типография «НОВОСТИ», 2000. 336с.

61. Лескин A.A., Мальцев В.Н. Системы поддержки управленческих и проектных решений. Л.: Машиностроение, 1990.

62. Лесохин В.З. Информационные технологии в коммерческой деятельности. СПБ.: СПБГУЭиФ, 1998.

63. Литвак Б.Г. Управленческие решения. М.: Тандем, 1998.

64. Литвак Б.Г. Экспертные оценки и принятие решений. ИНФРА-М, 1996.

65. Логиновский О.В. Теория и практика автоматизированного проектирования и управления городскими структурами. Автореферат по специальностям 05.13.12 и 05.13.10. М., 1995.

66. Лотов A.B., Бушенков В.А., Каменев Г.К., Черных О.Л. Компьютер и поиск компромисса. Метод достижимых целей. М.: Наука, 1997.

67. Лузин А., Ляпунов С. Новый подход к реструктурированию российских предприятий// Проблемы теории и практики управления. -2000 №2, 95-104сс.

68. Мазур И. И., Шапиро В. Д. и др. Реструктуризация предприятий и ком-ппаний. / Справочное пособие/ Под ред. И. И. Мазура. М.: Высшая школа, 2000. - 587 е.: ил.

69. Методические рекомендации по реформе предприятий (организаций). -М.-ИНФРА-М, 2000. 96с. - (Серия «Высшее образование»).

70. Моделирование экономической динамики/ Под ред. Нижегородцева P.M.,1. М.: Диалог МГУ; 1997.

71. Моррисей Дж. Целевое управление организацией. М.: Советское радио, 1979.

72. Небритов Б.Н. Автоматизация решения задач подготовки строительного производства и оперативного управления. М.: Стройиздат, 1993.

73. Новиков Д.А. Механизмы функционирования многоуровневых организационных систем. М.: фонд "Проблемы управления", 1999.

74. Норберт Том Управление изменениями// Проблемы теории и практики управления. -1998, №1, 68-74сс.

75. Овчинников О.Г. Составляющие успешной организации бизнеса. М.: МИФИ, 1997.77.0динцов Б.Е. Проектирование экономических экспертных систем. М.: ЮНИТИ, 1996.78.0йхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса. М.: Финансы и статистика, 1997.

76. Панкова Л.А., Петровский A.M., Шнейдерман М.В. М.: Наука, 1984.

77. Патюрель Р. Создание сетевых организационных структур// Проблемы теории и практики управления. -1997, №3, 76-81сс.

78. Перегудов Ф.И. Системное проектирование АСУ хозяйством области. М.: Статистика, 1977,

79. Перминов С. Б. Концепция «минимализма» в управлении производством и реструктуризация российских предприятий / Препринт # WP/ 97/024 М.: ЦЭМИ РАН, 1997-23с. (рус.)

80. Попов Э.В., Фоминых И.Б., Кисель Е.Б., Шапот М.Д. Статические и динамические экспертные системы. М.: Финансы и статистика, 1996.

81. Поспелов Г.С., Ириков В.А. Программно-целевое планирование и управление. М.: Сов. радио, 1976 г. - 586с

82. Поспелов Г.С., Ириков В.А., Курилов В.А. Процедуры и алгоритмы формирования комплексных программ.- М.: Наука, 1985. 485с.

83. Проекты и управление проектами в России и Восточной Европе. Сборниктрудов. М.:СОВНЕТ, 1993.

84. Реброва М.П. Автоматическая классификация в системах обработки информации. М.: Радио и связь, 1983.

85. Реформа предприятия и управление финансами. Серия «Бизнес Тезаурус» (учебно-методическое пособия)-М.: КОНСЭКО, 1998.- 160 с.

86. Реформирование и реструктуризация предприятий! Методика и опыт. М.: «Издательство ПРИОР», 1998. 320с.

87. Реформирование предприятий. Типовая программа. Методические рекомендации. Состояние и перспективы: Сб. документов. Изд. 2-е М.: издательский Центр «Акционер», 2000. - 144с.

88. Ритвельдт Д., Качалин В. Сравнительный анализ эффективности предприятий как инструмент стратегического планирования.//Проблемы теории и практики управления. 2000г.№3, - 40-44сс.

89. Рыбальский В.И. Системный анализ и целевое управление в строительстве. М.: Стройиздат, 1980.

90. Семенов И.Б., Чижов С.А., Полянский C.B. Комплексное оценивание в задачах управления системами социально-экономического типа. Препринт. М.: ИПУ РАН, 1996.

91. Сивова С. Нуждается ли самоорганизация в управленческом обеспечении? (анализ актуальных направлений развития организационных структур)// Проблемы теории и практики управления. -1997, №3, 82- сс.

92. Симионова H. Е. Управление реформированием строительной организацией. Серия «Информатизация России на пороге XXI века». М.: СИНТЕГ, 1998, 224с.

93. Стратегический менеджмент. / Под ред. Фатхутдинова P.A. М.: Интел-Синтез, 1998.

94. Стратегическое планирование/ Под ред. Уткина Э.А. М.: ЭКМОС, 1998.

95. Тарасов В. Тектология А. Богданова и неоклассическая теория организаций предвестники эры реинжиниринга// Проблемы теории и практики управления. -1998, №4, 67-72сс

96. Технология и опыт вывода предприятия из критического и банкротного состояния в конкурентоспособное. Методика. Годовой опыт ЗАО «Чайковский текстиль» Москва, 1996. 230с.

97. Толмачева А.Ю. Представление знаний и автоматизация обучения в системах управления. М.: ИПУ РАН, 1985.

98. Толстых Т.Н. Проблемы анализа динамики, выбора стратегии развития и моделирования региональной экономики. Ростов-на-Дону, 1998.

99. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. М.: СИНТЕГ, 1998.

100. Тренев В.Н. Методы и механизмы реализации распределенных процедур формирования управленческих решений при реформировании предприятий. Препринт. М.:ИПУ РАН, 1998.

101. Тюрин Ю.Н., Макаров A.A. Анализ данных на компьютере. М.: ИНФРА-М, 1995.

102. Уотермен Р. Фактор обновления. М.: Знание, 1988.

103. Финансовый анализ. / Под ред. Ковалева B.B. М.: Финансы и статистика, 1995.

104. Хайниш С. В. Эффективность организационных систем. Москва 1997, -121с.

105. Хайниш С. В., Токарева Н. Ю. Механизм активного развития предприятия (из опыта управленческого консультирования) Москва, 1997. 116с.

106. Хайниш C.B. Нестандартные ситуации: практикум для хозяйственных руководителей. М.: Экономика, 1992.

107. Хасби Д. Стратегический менеджмент. М.: Контур, 1998.

108. Ходжаев Г.А. Теория и практика интеллектуального управления организационными системыми. Автореферат диссертации по спец. 05.13.16,1. М.: 1998.

109. Хорошевский В.Ф. Управление проектами в интеллектуальной системе. Техническая кибернетика, № 5, 1993.

110. Цвиркун А.Д., Акинфиев В.К. Оптимизация развития структур крупномасштабных систем. Препринт. М.: ИПУ РАН, 1987.

111. Цвиркун А.Д., Карибский А.В., Яковенко С.Ю. Математическое моделирование управления развитием структур крупномасштабных систем. Препринт. М.: ИПУ РАН, 1985.

112. Шрейдер Ю.А., Шаров А.А. Системы и модели. М.: Радио и связь, 1982.

113. Янг С. Системное управление организацией. М.: Советское радио, 1972.

114. Davenport Thomas Н., "Some principles of knowledge management", 1996, Graduate School of Business, University of Texas (Austin).

115. Friedman Tack P. Dictionary of business terms. Barrons Educational Series, Inc., 1987, USA.

116. Kelly J.S. Social choice theory, Berlin-Heidelberg, 1988.

117. Pincine Т., Goodtree D., Barth C. The full service Intranet. Network Strategies, The Forrester Report, 1996.

118. Saaty T.L. Scaling method for priorities in hierarchial structures \\ Jorn. Math. Psichology, 1977, Vol. 15,234-281.