Модели и методы распределения ресурсов при мягких зависимостях между работами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.10, кандидат технических наук Перелыгин, Александр Леонидович

• Перелыгин, Александр Леонидович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Перелыгин, Александр Леонидович

Введение.

ГЛАВА I. Основные задачи теории управления проектами

1.1. Основные понятия управления проектами.

1.2. Формы представления календарных планов.

1.3. Эвристические алгоритмы распределения ресурсов.

1.4. Методы решения задач распределения ресурсов на сетях.

1.5. Мультипроекты.

1.6. Выводы и постановка задач исследования.

ГЛАВА II. Задачи управления проектами при рекомендательных зависимостях между работами.

2.1. Задачи управления проектами при зависимостях рекомендательного типа.

2.2. Алгоритм решения задачи построения календарного плана с минимальной продолжительностью проекта.

2.3. Определение очередности выполнения работ.

2.4. Метод решения задачи определения календарного плана с минимальными дополнительными затратами для последовательного выполнения работ.

2.5. Метод дихотомического программирования.

2.6. Построение календарного плана заданной продолжительности при минимальном увеличение затрат.

2.7. Оптимизация календарного плана при ограниченных ресурсах.

ГЛАВА III. Формирование производственной программы строительного предприятия.

3.1. Производственная программа ЗАО «Воронеж - дом».

3.2. Определение оптимальной очередности включения объектов в поток

3.3. Определение оптимальной очередности включения объектов в поток при минимальных дополнительных затратах.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и методы распределения ресурсов при мягких зависимостях между работами»

Деятельность современного предприятия можно представить, как последовательность выполняемых проектов. И вполне закономерным является тот факт, что управление проектами в настоящее время не используется только в каких - либо исключительных случаях, а, наоборот, все чаще и быстрее становится стандартным способом ведения бизнеса. Все большая доля работ в обычных современных компаниях выполняется как проекты. И, современные тенденции развития экономики таковы, что в ближайшем будущем ожидается увеличение важности и роли проектов в повседневной деятельности современного предприятия.

Одной из основных причин, делающих управление проектами жизненно необходимым, является сокращение жизненного цикла производимых продуктов. Это связано в основном с современными достижениями в области коммуникаций, когда распространение информации осуществляется в предельно сжатые сроки, что приводит к снижению конкурентоспособности новых продуктов, так как информация о них очень быстро становится общедоступной, лишая предприятие - производитель конкурентных преимуществ, связанных с выведением на рынок нового продукта. Такая ситуация требует от предприятия постоянно иметь на подходе принципиально новую продукцию и успеть выставить ее на рынок раньше своих конкурентов. По оценкам специалистов, полугодовая задержка проекта в сфере разработки продукции высоких технологий, как правило, ведет к потере 33 % потенциального дохода. Скорость освоения новых рыночных ниш, скорость вывода новой продукции на рынок - все это в современных условиях становится конкурентным преимуществом, и технология управления проектами способствует реализации этого преимущества.

Строительство относится к той области производственной деятельности человека, в которой элементы технологии управления проектами применялись уже давно, что являлось следствием специфических особенностей этой отрасли.

Реализация строительных проектов связана с отвлечением больших объемов денежных средств на достаточно значительный срок. В связи с этой особенностью возникает необходимость тщательного обоснования проектов, принятых к реализации, причем обоснование необходимости реализации такого проекта должно быть тесно увязано с потребностями экономической жизни соответствующего региона.

Процесс строительства, как и всякая производственная деятельность, носит двойственный характер: с одной стороны осуществляется работа по возведению некоторого объекта, достаточно сложного с технической стороны, причем работы ведутся специализированными организациями, действия которых необходимо координировать, с другой — деятельность специализированных фирм осуществляется непрерывно, в динамике, и работы по возведению данного объекта являются только производственным эпизодом для организаций -участниц строительства, то есть соответствующие предприятия должны быть подготовлены для выполнения конкретных работ в определенные сроки.

Следовательно, подготовка к реализации проекта, связанная с возведением линейно — протяженного объекта сводится к трем стадиям: общая подготовка строительного производства; подготовка к строительству объекта; подготовка генподрядных строительных организаций.

Общая подготовка производства включает в себя предпроектную стадию проведения работ, заключающуюся в экономическом обосновании необходимости строительства и его увязки с комплексной программой развития региона и разработка проектно - сметной документации на проектируемый объект.

Подготовка к строительству объекта предполагает определение номенклатуры возводимых объектов, сроков их возведения и последовательности, распределения капитальных вложений и объемов строительно — монтажных работ, потребности в материально - технических и трудовых ресурсах. Все эти проблемы решаются в проекте организации строительства (ПОС), который служит основой для разработки более детального проекта производства работ (111 IF).

Теория управления проектами предполагает осуществление горизонтальных связей, направленных на реализацию проекта и объединяющих деятельность различных предприятий, участвующих в выполнении проекта и вертикальных связей, обеспечивающих полноценное функционирование данных предприятий, как в рамках этого проекта, так и за его пределами.

Роль горизонтальных связей выполняют проекты организации строительства и проекты производства работ. В качестве вертикального связующего элемента, обеспечивающего эффективную деятельность строительной фирмы в течении некоторого промежутка времени, используется проект организации работ (ПОР), составляемый на один год (реже на два года ) и показывающий, какое место в производственной деятельности конкретного предприятия будет занимать работа по возведению данного объекта.

Таким образом, основным документом, завершающим этап подготовки строительства является календарный план выполнения работ, предусмотренных проектом. Расписанием работ определяется очередность выполнения работ по проекту. Но, далеко не все работы по проекту имеют жесткие ограничения на технологическую последовательность выполнения. Особенно это характерно для мультпроекта, состоящего из нескольких проектов, связанных между собой только используемыми ресурсами. В этом случае многие зависимости имею рекомендательный характер. Возникает закономерный вопрос о влиянии возможных нарушений рекомендательных зависимостей на общую продолжительность и стоимость проекта в целом.

Следовательно, актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью разработки эффективных моделей составления расписания работ при рекомендательных (мягких) зависимостях между работами проекта.

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

- МНТП «Архитектура и строительство» 2001-2002 г.г.- №5.15;

- 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.

Цель и постановка задач исследования. Целью диссертации является разработка алгоритмов распределения ресурсов при управлении проектами при мягких зависимостях между работами, составляющими проект.

Достижение цели работы потребовало решения следующих основных задач:

1. Провести анализ основных моделей построения расписания работ.

2. Разработать алгоритм решения задачи минимизации продолжительности проекта при рекомендательных (мягких) зависимостях между работами проекта.

3. Получить критерий сходимости итерационной процедуры решения задачи минимизации продолжительности проекта.

4. Решить задачу о минимальном суммарном увеличении продолжитель-ностей работ при нарушении рекомендательных (мягких) зависимостях между работами проекта.

5. Разработать алгоритм решения задачи минимизации затрат по проекту при нарушениях рекомендательных зависимостей между работами по проекту.

6. Применить метод дихотомического программирования к решению задачи минимизации затрат по проекту при нарушениях рекомендательных зависимостей между работами проекта.

7. Применить метод дихотомического программирования к задаче составления расписания работ.

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

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Алгоритм решения задачи минимизации продолжительности проекта при рекомендательных (мягких) зависимостях между работами проекта, позволяющий получать оптимальную очередность выполнения работ по проекту.

2. Теорема о минимальных сроках завершения работ, позволяющая получать критерий сходимости итерационной процедуры решения задачи минимизации продолжительности проекта.

3. Доказательство теоремы о минимальном суммарном увеличении продолжительностей работ при нарушении рекомендательных (мягких) зависимостях между работами проекта, что позволяет получать оценки увеличения продолжительностей работ при различных последовательностях выполнения работ.

4. Алгоритм решения задачи минимизации затрат по проекту при нарушениях рекомендательных зависимостей между работами по проекту, позволяющей оценивать величину дополнительных затрат при нарушениях рекомендованной последовательности выполнения работ по проекту.

5. Применение метода дихотомического программирования к решению задачи минимизации затрат по проекту при нарушениях рекомендательных зависимостей между работами проекта.

6. Применение метода дихотомического программирования к задаче составления расписания работ, позволяющего завершить проект за заданный промежуток времени при минимальных дополнительных затратах, сопутствующих каждому варианту выполнения работ по проекту.

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 и результаты внедрения. На основании выполненных автором исследований разработаны модели и алгоритмы позволяющие получать распределение ресурсов по проекту, адаптированное к текущему состоянию проекта.

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

Разработанные модели используются в практике реализации строительных проектов в ОАО «Воронежагропромстрой», ЗАО «Воронеж-Дом».

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

На защиту выносятся: алгоритм решения задачи минимизации продолжительности проекта при рекомендательных (мягких) зависимостях между работами проекта; теорема о минимальных сроках завершения работ; доказательство теоремы о минимальном суммарном увеличении продолжительностей работ при нарушении рекомендательных (мягких) зависимостях между работами проекта; алгоритм решения задачи минимизации затрат по проекту при нарушениях рекомендательных зависимостей между работами по проекту; применение метода дихотомического программирования к решению задачи минимизации затрат по проекту при нарушениях рекомендательных зависимостей между работами проекта; применение метода дихотомического программирования к задаче составления расписания работ.

Апробация работы.

Материалы диссертации, ее основные положения и результаты доложены и обсуждены на международных и республиканских конференциях, симпозиумах и научных совещаниях в 1999-2003гг, в том числе - 1-й Международной конференции по проблемам строительства и энергетики, Тула, 2002 г, Международной научно-технической конференции по теории активных систем, ИПУ РАН, 2003 г, Научно-технической отраслевой конференции «Системы автоматизированного управления производствами, предприятиями и организациями горнометаллургического комплекса, Старый Оскол, 2003 г, Международной конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий», Москва-Сочи, 2003 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Личный вклад автора в работах, опубликованных в соавторстве, состоит в следующем: В работах [22, 30] автору принадлежат постановки задач управления проектами при нечетких (мягких) зависимостях между работами; в [25] -алгоритм составления расписания при ограниченных ресурсах типа мощности; в [27] - постановка задачи планирования ремонтных работ как задачи управления проектами; в [29] - способ учета нечетких (мягких) зависимостей при организации корпоративных структур.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Она содержит 134 страницы основного текста, 75 рисунков, 15 таблиц и приложения. Библиография включает 138 наименований.

Заключение диссертации по теме «Управление в социальных и экономических системах», Перелыгин, Александр Леонидович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современных условиях осуществляется переход к технологиям проектного управления. Основной задачей теории управления проектами является разработка календарного плана, что связано с решением задачи распределения ограниченных ресурсов. Были рассмотрены задачи построения календарного плана для случая, когда зависимости между работами носят рекомендательный характер. При этом были получены следующие результаты:

1. Алгоритм решения задачи минимизации продолжительности проекта при рекомендательных (мягких) зависимостях между работами проекта, позволяющий получать оптимальную очередность выполнения работ по проекту.

2. Теорема о минимальных сроках завершения работ, позволяющая получать критерий сходимости итерационной процедуры решения задачи минимизации продолжительности проекта.

3. Доказательство теоремы о минимальном суммарном увеличении продолжительностей работ при нарушении рекомендательных (мягких) зависимостях между работами проекта, что позволяет получать оценки увеличения продолжительностей работ при различных последовательностях выполнения работ.

4. Алгоритм решения задачи минимизации затрат по проекту при нарушениях рекомендательных зависимостей между работами по проекту, позволяющей оценивать величину дополнительных затрат при нарушениях рекомендованной последовательности выполнения работ по проекту.

5. Применение метода дихотомического программирования к решению задачи минимизации затрат по проекту при нарушениях рекомендательных зависимостей между работами проекта.

6. Применение метода дихотомического программирования к задаче составления расписания работ, позволяющего завершить проект за заданный промежуток времени при минимальных дополнительных затратах, сопутствующих каждому варианту выполнения работ по проекту.

136

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Перелыгин, Александр Леонидович, 2004 год

1. Авдеев Ю.А. Оперативное планирование в целевых программах. Одесса: Маяк, 1990.- 132 с.

2. Александров Н.И., Комков Н.И. Моделирование организации и управления решением научно-технических проблем. М.: Наука, 1988. — 216 с.

3. Алтаев В.Я., Бурков В.Н., Тейман А.И. Теория сетевого планирования и управления // Автоматика и Телемеханика. 1966. № 5.

4. Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Анализ, синтез, планирование решений в экономике. М.: Финансы и статистика, 2000. - 368 е.: ил.

5. Андронникова Н.Г., Баркалов С.А., Бурков В.Н., Котенко A.M. Модели и методы оптимизации региональных программ развития. (Препринт) -М.: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2001.

6. Андронникова Н.Г., Бурков В.Н., Леонтьев С.В. Комплексное оценивание в задачах регионального развития (Научное издание / Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН) М.: 2002.

7. Ануфриев И.К., Бурков В.Н., Вилкова Н.И., Рапацкая С.Т. Модели и механизмы внутрифирменного управления. М.: ИПУ РАН, 1994. 72 с.

8. Арнольд В.И. О функциях трех переменных. ДАН СССР, 1957, №2.

9. Бабкин В.Ф., Баркалов С.А., Буркова И.В. Модели, методы и механизмы повышения эффективности учебного процесса — М. 2001 (Препринт / Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН).

10. Багриновский К.А. Основы согласования плановых решений. М.: Наука, 1977. 303 с.

11. Баркалов П.С., Буркова И.В., Глаголев А.В., Колпачев В.Н. Задачи распределения ресурсов в управлении проектами. М.: 2004 (Научное издание / Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН), 86 с.

12. Баркалов С.А. Теория и практика календарного планирования в строительстве. Воронеж: ВГАСА, 1999.

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

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

15. Баркалов С.А., Бурков В.Н. и др. Прикладные модели в управлении организационными системами. ИПУ РАН, ВГАСУ, ТГУ, Тула. 2002.

16. Баркалов С.А., Бурков В.Н., Гилязов Н.М. Методы агрегирования в управлении проектами. М.: ИПУ РАН, 1999. 55 с.

17. Баркалов С.А., Бурков В.Н., Гилязов Н.М., Семенов П.И. Минимизация упущенной выгоды в задачах управления проектами М.: 2001.

18. Баркалов С.А., Буркова И.В., В.Н. Колпачев, Потапенко A.M. Модели и методы распределения ресурсов в управлении проектами. Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН. М.: 2004г. 87 с.

19. Баркалов С.А., Курочка П. Н. , Мищенко В. Я. Моделирование и автоматизация организационно-технологического проектирования строительного производства. Воронеж, 1997.- 120 с.

20. Баркалов С.А., Богданов Д.А., Перелыгин A.JI. Модель нечеткой сети оперативного управления в мультипроекте. В кн. Управление в социальных и экономических системах. Воронеж, ВГТУ, 2002. с.

21. Баркалов С.А., Новиков Д.А., Смирнов И.М., Перелыгин A.JI. Классификация задач управления динамическими активными системами. Известия ТГУ. Серияя «Строительство и архитектура», выпуск 5. Тула, 2003. с.43 51.

22. Баркалов С.А., Бакунец О.Н., Колпачев В.Н., Перелыгин A.JI. Применимость задач распределения ресурсов при формирования модели диверсификации предприятия. Известия ТГУ. Серияя «Строительство и архитектура», выпуск 5. Тула, 2003. с. 175 182.

23. Баркалов С.А., Котенко A.M., Колпачев В.Н., Перелыгин A.JI. Формирование критериев оценки программ регионального развития. В кн.

24. Проблемы и перспективы формирования региональных экономических стратегий. Пенза, 2003г. с. 29 30.

25. Баркалов С.А., Колпачев В.Н., Перелыгин А.Л., Семенов П.И. Динамическая задача планирования ремонтных работ в автодорожной отрасли. Журнал «Системы управления и информационные технологии». №1. 2004г. с. 53 59.

26. Баркалов С.А., Олейникова В.В., Перелыгин A.JI., Семенов П.И. Механизм внутренних цен при распределении корпоративного заказа. Вестник ВГТУ Серия «Проблемно-ориентированные системы управления», выпуск 2.3. Воронеж, ВГТУ, 2003. с. 60 63.

27. Басакер Р., Саати Т. Конечные графы и сети. М.: Наука, 1973. 368 с.

28. Берж К. Теория графов и ее применения. М.: Иностранная литература, 1962.-319 с.

29. Бир С. Мозг фирмы. М.: Радио и связь, 1993. 416 с.

30. Бобрышев Д.Н., Русинов Ф.М. Управление научно-техническими разработками в машиностроении. М.: Машиностроение, 1976. 236 с.

31. Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления. М.: Наука, 1968.-408 с.

32. Бурков В.Н. и др. Теория активных систем и совершенствование хозяйственного механизма. — М.: Наука, 1984.

33. Бурков В.Н. Распределение ресурсов как задача оптимального быстродействия // Автоматика и Телемеханика. 1966. № 7.

34. Бурков В.Н., Буркова И.В. Задачи дихотомической оптимизации. Материалы международной научно-технической конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий», Радио и связь, 2003. С. 23-28.

35. Бурков В.Н., Буркова И.В. Метод дихотомического программирования в задачах дискретной оптимизации. Научное издание / Центральный экономико-математический институт (ЦЭМИ) РАН. М., 2003. 43 с.

36. Бурков В.Н., Горгидзе И.А., Ловецкий С.Е. Прикладные задачи теории графов. Тбилиси: Мецниереба, 1974. - 234 с.

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

38. Бурков В.Н., Данев Б., Еналеев А.К. и др. Большие системы: моделирование организационных механизмов. М.: Наука, 1989. 245 с.

39. Бурков В.Н., Еналеев А.К., Новиков Д.А. Механизмы функционирования социально-экономических систем с сообщением информации // Автоматика и Телемеханика. 1996. № 3. С. 3 25.

40. Бурков В.Н., Заложнев А.Ю., Новиков Д.А. Теория графов в управлении организационными системами. М.: СИНТЕГ, 2001. 124 с.

41. Бурков В.Н., Кондратьев В.В. Механизмы функционирования организационных систем. М.: Наука, 1981. 384 с.

42. Бурков В.Н., Квон О.Ф., Цитович Л.А. Модели и методы мультипро-ектного управления. М.: ИПУ РАН, 1998. 62 с.

43. Бурков В.Н., Ланда Б.Д., Ловецкий С.Е., Тейман А.И., Чернышов В.Н. Сетевые модели и задачи управления. М.: Издательство "Советское радио", 1967. - 144 с.

44. Бурков В.Н., Ловецкий С.Е. Комбинаторика и развитие техники. М.: Знание, 1968.

45. Бурков В.Н., Ловецкий С.Е. Методы решения экстремальных задач комбинаторного типа (обзор). Автоматика и телемеханика - 1968, № 11.

46. Бурков В.Н., Ловецкий С.Е. Методы решения экстремальных комбинаторных задач (обзор). Техническая кибернетика - 1968, № 4.

47. Бурков В.Н., Ловецкий С.Е. Эвристический подход к решению динамических задач распределения ресурсов. Автоматика и телемеханика - 1966, № 5.

48. Бурков В.Н., Новиков Д.А. Как управлять проектами: Научно-практическое издание. Серия "Информатизация России на пороге XXI века". СИНТЕГ-ГЕО, 1997. - 188 с.

49. Вагнер Г. Основы исследования операций. М.: Мир, 1972. Т. 1-3.

50. Васильев В.М. Управление строительным производством. Л.: Строииз-дат, 1990. 208 с.

51. Виханский О.С., Наумов А.И. Менеджмент: человек, стратегия, организация, процесс. М.: Изд-во МГУ, 1996. 416 с.

52. Власюк Б.А. Оптимальное расписание обработки деталей на трех последовательных механизмах. Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1967, № 4.

53. Воронов А.А. Исследование операций и управление. М.: Наука, 1970. -128 с.

54. Воропаев В.И. Модели и методы календарного планирования в автоматизированных системах управления строительством. М.: Стройиздат, 1974. 232 с.

55. Воропаев В.И. Управление проектами в России. М.: Алане, 1995. -225с.

56. Голенко Д.И. Статистические методы сетевого планирования и управления. М.: Наука, 1968. 400 с.

57. Голенко Д.И., Тарнопольский Ю.Я. Оптимизации я календарных планов методами направленного поиска. — Кибернетика 1970. № 6.

58. Емеличев В.А. Дискретная оптимизация. Последовательностные схемы решения. I, II. Кибернетика - 1971. № 6; - 1972, № 2.

59. Зуховицкий С.И., Радчик И.А. Математические методы сетевого планирования. М.: Наука, 1965. 296 с.

60. Иванилов Ю.П., Лотов А.В. Математические модели в экономике. М.: Наука, 1979. 304 с.

61. Ириков В.А. Технологии стратегического планирования и формирования финансово-экономической политики фирмы: Учебное пособие/ МФТИ, М., 1997. 46 с.

62. Ириков В.А., Ириков И.В. Технология финансово-экономического планирования на фирме. Часть 1. Управление финансовыми потоками: Учебное пособие/ Под. ред. В.А. Ирикова/ МФТИ. М., 1997. 88 с.

63. Клейнер Г.Б. Производственные функции: теория, методы, применение. М.: Финансы и статистика, 1986. 238 с.

64. Колмогоров А.Н. О представлении непрерывных функций нескольких переменных суперпозициями непрерывных функций меньшего числа переменных. ДАН СССР, 1956, 108, №2.

65. Комков Н.И., Левин Б.И., Журдан Б.Е. Организация систем планирования и управления прикладными исследованиями и разработками. М.: Наука, 1986. 233 с.

66. Корбут А.А., Финкелыптейн Ю.Ю. Дискретное программирование. -М.: Наука, 1969.74.