Разработка метода оптимизации портфеля заказов для инжиниринговых консалтинговых компаний
Последнее время проблемам проектного управления уделяется достаточно много внимания. Действительно, организации, использующие современную концепцию управления проектами и процессно-ориентированные подходы становятся более конкурентоспособными по отношению к предприятиям, придерживающимся функционально-ориентированного подхода, основанном на принципах последовательного выполнения трудовых задач [9, 83].
В соответствии с концепцией управления проектами деятельность современных компаний может рассматриваться в качестве совокупности, или объединения разных проектов, совместная, единовременная реализация которых обеспечивает достижение стратегических целей организации. Основным отличием процессно-ориентированного подхода является формирование отдела, или офиса, координирующего работу структурных подразделений, ответственность которых заключается в обеспечении и контроле проектов ресурсами. В большинстве проектных организаций подобный офис называется «бюро главных инженеров проекта» (бюро ГИП), функции которого включают выбор икоординацию проектов, расстановку приоритетов выполняемых проектов, организацию ресурсов с целью минимизации простоев и сокращения затрат. Бюро ГИПов несомненно руководствуется корпоративной стратегией для достижения целей.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что специально сформированный отдел, деятельность которого направлена на организацию и контроль процесса управления проектами, является центром накопления знаний в своей области.
Проблемам управления проектами уделяется большое внимание как со стороны отечественных, так и со стороны зарубежных ученых, систематически публикуется множество статей и учебных пособий, в частности [141, 143].
Решению проблем, связанных с управлением портфеля проектов, с использованием современных моделей и методов управления, посвящены следующие работы [55, 60, 67].
Рассмотрим задачу, которую многие руководители решают, как правило, опираясь на собственные знания и интуицию, и при этом не используют математические модели, обеспечивающие получение оптимальных результатов. В реальной жизни ИКК имеют вполне конкретный ограниченный набор трудовых ресурсов. В связи с чем возникает следующая задача: из всего «портфеля потенциальных заказов» необходимо выбрать такой набор проектов, в результате реализации которых компания получит максимальный условный экономический результат при условии эффективного использования трудовых ресурсов[110, 111].Под условным экономическим результатом будем понимать разницу между ценой проектов и трудовыми затратами на их реализацию. Проблемы управления портфелями проектов с использованием различных методов рассматривались следующими отечественными учеными [68, 74, 75, 78, 79, 86, 93, 122]. Среди зарубежных работ были рассмотрены следующие [144, 145, 146, 147, 148, 151, 152].
Ниже по тексту каждый этап отдельного проекта будем представлять в следующем виде: разработка технического задания - этап 1, предпроектное обследование - этап 2, разработка и утверждение отчета обследования предприятия - этап 3 и так далее.
Отметим, что основным ресурсом инновационных консалтинговых компаний является персонал, который занимается разработкой прикладных решений, в это число входят: руководитель проекта, бизнес-консультант, системный администратор, инженер-программист и другие. Задачи распределения ресурсов в управлении проектами можно встретить работах следующих отечественных авторов [13, 87, 15], к зарубежным работам относятся [150, 153, 173].
Без потери общности, примем, что каждый проект длится не более 12 месяцев, время реализации отдельного этапа составляет один месяц (любой проект практически всегда можно свести к подобным ограничениям)[70, 85, 123].
екта соответствует первому месяцу реализации производственной программы.
Будем полагать, что реализация производственной программы начинается с начала календарного года;- цена /-го этапа і-го проекта;
- затраты на оплату трудовых ресурсов реализации/-го этапа і-го проекта рассчитываются по формуле (2.7):
- si j - время выполненияу-го этапа і-го проекта;
- совокупное время реализации i-го проекта, измеряемое в месяцах, будем рассчитывать по формуле (2.8):
- трудовые затраты на реализацию i-го проекта рассчитываются по формуле (2.9):
- цена проекта piрассчитывается по формуле (2.10):
- условный экономический результат от реализации проекта Р[ рассчитывается в соответствии с формулой (2.11):
- время, затрачиваемое к-м ресурсом на выполнение і-го проекта, можно рассчитать в соответствии с (2.12):
76
- затраты на использование k-го трудового ресурса при выполнении і-го проекта будем рассчитывать по формуле (2.13):
Тогда решение сформулированной выше задачи по выбору оптимального набора проектов из имеющегося «портфеля заказов» с целью получения наибольшего условного экономического результата при условии эффективного распределения трудовых ресурсов сводится к максимизации целевой функции Fи рассчитывается по формуле (2.14).
За единицу будем принимать 100 % загрузку ресурса за один рабочий месяц. Из расчета возможности переработки на 20 % в месяц, максимальной загрузкой ресурса за один рабочий месяц будем считать 1,2 усл. ед. Введем следующие ограничения: загрузка ресурса rkпо всем проектам не превышает 1,2 условных единицы (усл. ед.) за 1 месяц, также не превышает 14,4 усл. ед. за 12 месяцев. Эти допущения запишем как ограничения (2.16) и (2.17):
Таким образом, все сводится к решению задачи целочисленного линейного программирования. Определим в общем виде суммарную загрузку по каждому трудовому ресурсу помесячно и по году в целом (таблица 2.3). Модель отдельного проекта представим в виде следующей матрицы (таблица 2.4).
Таблица 2.3 - Совокупная загрузка каждого трудового ресурса по всем проектам
Для проверки корректности работы модели в приведенной выше постановке проведем численный эксперимент. Представим, что перед руководителем ИКК стоит задача составления производственной программы на 12 месяцев. Предположим, что портфель заказов на начало календарного года состоит из 14 потенциальных проектов. Бюджеты и сроки выполнения каждого из них известны. Загрузка ресурсов определяется исходя из имеющегося опыта внедрения систем подобного класса. Стоимость этапов по каждому из проектов определяется в соответствии с загрузкой ресурсов и по согласованию с заказчиком. В соответствии с таблицей 2.4 составим матрицу загрузки ресурсов по одному из проектов, где совокупное время выполнения проекта составляет 12 месяцев (таблица 2.5).
Таблица 2.4 - Обобщенная матрица модели проекта pi
Таблица 2.5 - Загрузка ресурсов проекта p1
Время в проекте (мес.) | Обозначения этапа проекта | Проект p1 | ||||||||
Затраты на использование ресурса (тыс. руб./мес.) | 40 | 35 | 30 | 30 | 25 | |||||
Этапы разработки и сдачи АСУ предприятия в эксплуатацию | Цена этапа (тыс. руб.) | Затраты (тыс. руб.) | Длительность выполнения этапа (мес.) | Загрузка в отн. ед. | ||||||
Г1 | Г2 | Г3 | Г4 | Г5 | ||||||
1 | e(1,1) | Разработка технического задания | 70 | 40 | 1 | 0,8 | 0 | 0 | 0 | 0,5 |
2 | e(1,2) | Утверждение технического задания | 50 | 20 | 1 | 0,2 | 0 | 0 | 0 | 0,5 |
3 | e(1,3) | Обследование предприятия | 70 | 50 | 1 | 0,5 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,5 |
4 | e(1,4) | Формирование отчета обследования предприятия | 70 | 50 | 1 | 0,5 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,5 |
5 | e(1,5) | Формализация бизнес- процессов | 70 | 50 | 1 | 0,5 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,5 |
6 | e(1,6) | Утверждение бизнес- процессов | 70 | 50 | 1 | 0,5 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,5 |
7 | e(1,7) | Разработка прикладного решения | 80 | 50 | 1 | 0,5 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,5 |
8 | e(1,8) | Разработка прикладного решения | 80 | 51 | 1 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
9 | e(1,9) | Разработка прикладного решения | 80 | 26 | 1 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
10 | e(1,10) | Разработка прикладного решения | 80 | 26 | 1 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
11 | e(1,11) | Опытно-промышленная эксплуатация | 50 | 26 | 1 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
12 | e(1,12) | Сдача системы в промышленную эксплуатацию | 50 | 26 | 1 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
Общее время проекта (мес.) загрузка ресурсов в отн.ед. | 12 | 4,5 | 1,5 | 2 | 2 | 4,5 | ||||
Бюджет проекта (затраты на ресурс) | 820 | 465 | - | 148 | 53 | 60 | 60 | 100 | ||
Прибыль проекта pi (тыс. руб.) | 355 |
При возникновении перегрузки некоторого ресурса, можно воспользоваться не полной загруженностью других ресурсов, поскольку в большинстве работ они являются взаимозаменяемыми, например, функция по разработке программ управления реализацией бизнес-процессов предназначена для исполнения инженером-
программистом, а в нашем случае подобные функции могут выполнять одновременно несколько ресурсов.
Опыт выполнения подобных проектов позволяет утверждать, что процесс разработки и создания ИС управления предприятием состоит из ряда основных этапов, что позволяет составить подобные матрицы загрузки ресурсов для каждого проекта по отдельности. При этом, конечно, необходимо учитывать, что сроки их реализации могут быть меньше, чем длительность проекта модели р[ (таблица 2.4). В таблице 2.6 приведены расчеты сроков реализации каждого проекта, совокупный бюджет, затраты и прибыль от реализации всех проектов из нашего гипотетического портфеля, за исключением первого проекта, в соответствии с выражениями (2.8), (2.9), (2.10) и (2.11).
Таблица 2.6 - Финансовые показатели, сроки реализации проектов
№ проекта | Бюджет проекта (тыс.руб.) V(Pi) | Затраты на реализацию проекта (тыс. руб.) Z(Pi) | Прибыль от реализации проекта Po(Pi) | Время выполнения (мес.) S(Pi) | Начало выполнения проекта mes(Pi) |
Pi | 820 | 465 | 355 | 12 | 1 |
P2 | 810 | 427 | 383 | 9 | 3 |
Рз | 790 | 450 | 340 | 9 | 2 |
P4 | 810 | 460 | 350 | 9 | 1 |
Ps | 670 | 361 | 309 | 9 | 1 |
Рб | 670 | 380 | 290 | 9 | 2 |
P7 | 620 | 330 | 290 | 9 | 3 |
Ps | 640 | 361 | 279 | 9 | 4 |
P9 | 750 | 434 | 316 | 11 | 1 |
Pio | 750 | 450 | 300 | 11 | 2 |
Pii | 650 | 324 | 326 | 8 | 1 |
P12 | 660 | 345 | 315 | 8 | 2 |
P13 | 680 | 310 | 370 | 8 | 3 |
Pi4 | 640 | 324 | 316 | 8 | 4 |
В таблице 2.7 представим расчет загрузки трудовых ресурсов по каждому из этапов в совокупности по всему портфелю проектов.
Из таблицы видно, что до решения задачи оптимального планирования в смысле (2.14) трудовые ресурсы rι и Г2 имели перегрузку в течение марта, апреля и мая. Неполная загруженность одних трудовых ресурсов приводит к перегрузке других. В данной случае стоит обращать внимание непосредственно на функции, которые могут выполняться взаимозаменяемыми сотрудниками. Очевидно, что они обязательно должны совпадать.
Таблица 2.7 - Совокупная загрузка трудовых ресурсов по всем проектам портфеля
Время | Загрузка ресурсов по всем проектам за каждый месяц | ||||
Месяц | Г1 | r2 | r3 | r4 | r5 |
1 | 0 | 0,6 | 0 | 0,2 | 0 |
2 | 0 | 1 | 0,2 | 0,7 | 0,4 |
3 | 0,7 | 1,5 | 0,4 | 1,2 | 0,8 |
4 | 1,5 | 1,2 | 0,9 | 1,2 | 1,1 |
5 | 1,1 | 1,7 | 0,9 | 1,2 | 1,1 |
6 | 0,9 | 1 | 0,9 | 1,2 | 1,1 |
7 | 0,9 | 0,8 | 0,9 | 0,9 | 1,3 |
8 | 1 | 0,8 | 0,9 | 0,9 | 1,2 |
9 | 0,9 | 0,8 | 1,2 | 0,8 | 1 |
10 | 0,8 | 0,7 | 0,7 | 0,6 | 0,6 |
11 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,6 | 0,6 |
12 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,4 | 0,4 |
Загрузка за год | 9 | 11,3 | 8,2 | 9,9 | 9,6 |
Учитывая ограничения (2.16) и (2.17), найдем оптимальный набор проектов,
реализация которых доставляет максимум целевой функции вида 2.14 (таблица 2.8).
Таблица 2.8 - Результат работы модели поиска оптимального набора проектов, доставляющих максимум целевой функции вида (2.14)
Номер проекта | Pi | P2 | Рз | P4 | Ps | P6 | P7 | Ps | P9 | Pio | Pii | Pi2 | Pi3 | Pi4 |
Значения | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
Прибыль | 344 | 383 | 340 | 350 | 309 | 290 | 290 | 279 | 316 | 300 | 326 | 315 | 370 | 316 |
Значение целевой функции (тыс. руб.) | 1738 |
Таким образом, реализация проектов p2, p4, p3, p11, p13доставляет максимум целевой функции вида (2.14), F= 1738 тыс. руб. с учетом ограничений (2.16) и (2.17). Проекты: p1, p3, p6, p7, ps, p9, p10, p12, pi4не попадают в план производственной программы на 12 месяцев.
Полученная модель позволяет реализовать принцип «что будет, если...», т. е. изменяя входные данные, такие как изменение загрузки ресурсов на любых стадиях проекта, бюджеты проектов или прибыль, полученную от их реализации и т.д., можно видеть результаты оптимального планирования в смысле (2.14) при новых исходных данных.
Например, если бюджет проекта p1= 504 тыс. руб. при тех же ограничениях, вектор оптимального набора проектов будет составлять: p1, p4, p3, p11, p13(таблица 2.10), значение целевой функции F = 1859 тыс. руб.
Таблица 2.9 - Вектор проектов, доставляющий максимум целевой функции при p1 = 504 тыс. рублей
Номер проекта | Pi | P2 | Рз | P4 | Ps | P6 | P7 | Ps | P9 | Pio | Pii | Pi2 | Різ | Pi4 |
Значения | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
Прибыль | 504 | 383 | 340 | 350 | 309 | 290 | 290 | 279 | 316 | 300 | 326 | 315 | 370 | 316 |
Значение целевой функции (тыс. руб.) | 1859 |
При условии, что бюджет проекта р9 составляет 1066 тысяч рублей, вектор оптимального набора проектов производственной программы будет составлять p1, p4, Ps, Р11, Різ (таблица 2.10), значение целевой функции F= 2367 тыс. руб.
Таблица 2.10 - Вектор проектов, доставляющий максимум целевой функции при P9 = 1066 тыс. рублей
Номер проекта | Pi | P2 | Рз | P4 | Ps | P6 | P7 | P8 | P9 | Pio | Pii | Pi2 | Різ | Pi4 |
Значения | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
Прибыль | 504 | 383 | 340 | 350 | 309 | 290 | 290 | 279 | 1066 | 300 | 326 | 315 | 370 | 316 |
Значение целевой функции (тыс. руб.) | 2367 |
В заключении приведем алгоритм оптимизации портфеля заказов ИКК, специализирующейся в области реализации проектов по разработке и внедрения инновационных информационных систем управления предприятием:
1) определить количество потенциальных проектов;
2) для каждого проекта необходимо составить матрицу модели проекта в соответствии с таблицей 2.3, например, используя программную среду MS Excel;
3) определить значения следующих показателей:
- количество используемых ресурсов;
- ежемесячные затраты на использование каждого ресурса;
- время загрузки k-го ресурса на j-м этапе i-го проекта;
- дату начала реализации каждого проекта;
- стоимость j-го этапа i-го проекта;
- совокупные затраты всех ресурсов по j-му этапу i-го проекта;
- время выполнения j-го этапа i-го проекта;
- совокупные затраты по реализации i-го проекта;
- совокупное время реализации i-го проекта;
- бюджет каждого из проектов;
- прибыль от реализации каждого проекта;
- время, затрачиваемое k-м ресурсом на выполнение i-го проекта;
- затраты на использование k-го ресурса при выполнении i-го проекта.
4) в соответствии с таблицей 2.4 составить таблицу совокупной загрузки каждого из ресурсов по всем проектам в течение года на каждый месяц.
5) сформировать ограничения на загрузку ресурсов в соответствии с (2.16) и (2.17);
6) выполнить решение задачи поиска оптимального набора проектов, доставляющих максимум целевой функции вида (2.14);
7) выполнить анализ полученных результатов и формирование программы работ по реализации проектов.
Отметим, что предложенный алгоритм инвариантен к сути проектов, т.е. он может быть использован для формирования производственных программ ИКК, внедряющих ИС управления предприятием, строительных компаний, создающих гражданские и промышленные объекты, или рекламных компаний, реализующих БТЛ-проекты и т.д.
Выводы по второй главе.
Описан процесс деятельности некоторых инжиниринговых консалтинговых компаний, разрабатывающих и внедряющих информационные системы управления предприятием, выявлены узкие места в данном процессе. Обоснована необходимость формирования методики процесса планирования в деятельности ИКК с использованием методов информационного обеспечения.
Для объективного выбора клиентов, организационно и функционально заинтересованных в создании инновационных программных продуктов, автором предложена система критериев, достаточно полно отражающая их деятельность. Сформированная система является неотъемлемой частью авторской модели выбора потенциальных заказчиков. Данная модель позволяет сформировать подмножество организаций из всего экономического пространства и обеспечить сокращение сроков реализации процесса выбора заказчиков, что повышает динамичность формирования производственных программ исследуемых компаний.
Процесс разработки инновационной информационной системы управления предприятием тесно связан со стратегическим развитием любой компании и не может рассматриваться в качестве локальной инженерной задачи. Архитектура разрабатываемых инновационной ИС управления предприятием должны соответствовать целям организации и ее организационной структуре. Необходимо учитывать тот факт, что структура предприятия может видоизменяться и система должна иметь возможность адаптироваться к таким изменениям. Также любая компания при выборе инструмента для разработки ИС управления предприятием должна сформировать предварительно список ожидаемых эффектов от внедрения, выделить качественные и количественные показатели.
В общем, при выборе инструмента для разработки и внедрения ИС управления предприятием необходимо учитывать значительное число факторов. Тем не менее, данному вопросу уделяется недостаточно внимания со стороны топ-менеджеров, что приводит к замене ИС через определенный промежуток времени.
Предложенный автором алгоритм и модель выбора программных продуктов также могут использоваться непосредственно заказчиками, заинтересованными в разработке и внедрении программных продуктов, что позволяет объективно подходить к выбору, вне зависимости от предложений поставщиков. Разработанная автором модель и алгоритм выбора программных продуктов позволяет подойти к выбору программных продуктов без учета субъективных пристрастий тех или иных физических лиц. Кроме того, модель и алгоритм инвариантны по отношению к организационно правовой форме компании, её структуре и размерам.
Алгоритм формирования производственной программы инжиниринговых консалтинговых компаний с использованием модели формирования оптимального портфеля проектов из всего портфеля заказов позволяет обеспечить максимизацию условного экономического результата за счет эффективного распределения трудовых ресурсов.
Разработанные модели и алгоритмы являются необходимыми элементами процесса формирования производственной программы инжиниринговых консалтинговых компаний и позволяют наиболее качественно планировать их деятельность. Результаты использования алгоритмов и методов представлены в следующей главе.