Содержание к диссертации
Оглавление 2
Список сокращений , 5
Введение 6
Раздел 1
Анализ исходного состояния проблемы и разработка методики
исследования .,„. 11
1,1. Анализ современных методов управления проектами по разработке
^ л J, программного обеспечения 11
JtJS 1,2, Анализ методического обеспечения планирования разработки
программного обеспечения . 18
1,3. Анализ диссертационных исследований в области управления
проектами 21
1-4. Характеристика проблемы и методика исследования 27
1.4.1. Характеристика проблемы 27
L4.2. Методика исследования в свете требований системного анализа 29
Выводы по разделу 1 34
Раздел 2
Концептуализация проблемы на основе системного анализа 36
_ ,2Л. Концептуальная модель процесса разработки программного
&v:' ((1j обеспечения 36
1^"' 2.2. Основные факторы влияния среды на систему разработки
программного обеспечения 38
2-3. Оценка значимости причин рисков, обусловленных характером
деятельности специалистов 41
2-4, Оценка влияния факторов внешней среды на вероятность
возникновения профессиональных рисков , 44
2-4,1. Классификация рисков при управлении программными проектами „44
2.4.2, Анализ влияния региональных факторов,.. , .,46
2-4,3. Анализ влияния технических факторов 49
2.4.4, Анализ влияния технологических факторов ..,. 52
2-5, Оценка влияния факторов внутренней среды на вероятность
возникновения профессиональных рисков 54
2.5.1- Анализ влияния эргономических факторов 54
2.5.2, Анализ влияния квалификационных факторов 57
2.5.3. Анализ влияния психофизиологических и психоэмоциональных
факторов 63
Выводы по разделу 2 66
Раздел 3
Разработка системы автоматизированного сетевого планирования и
управления программными проектами 68
3.1. Определение места автоматизированной системы сетевого
"**( Планирования и управления в процессе разработки программного
обеспечения 68
3.2. Разработка постановок задач и методов их решения для формирования
базы знаний системы автоматизированного сетевого планирования и
управления 70
Модель сетевого планирования распределения ресурсов по технологическим этапам проекта 70
Метод последовательной оптимизации с заданным кортежем критериев 74
Метод последовательной оптимизации с заданным кортежем содержательных критериев 75
Выбор группы специалистов для выполнения проекта из списка групп претендентов ....76
Выбор сотрудников и управление выполнением р-го этапа проекта77
Алгоритм оптимального управления выполнением этапов проекта ..79
3.3. Алгоритмическое описание моделей формирования групп
специалистов 85
Алгоритм формирования этапов сетевого графика и списка групп исполнителей, претендующих на выполнение проекта 85
Алгоритм управления характеристиками сетевого графика работ и ресурсами проекта 87
Обоснование выбора языка программирования для реализации алгоритмов 90
3.4. Обоснование состава и структуры данных, содержащихся в базе данных
системы автоматизированного сетевого планирования и управления 91
Выводы по разделу 3 93
Раздел 4
. Исследование эффективности функционирования САСПУ и создание у(і методики повышения качества ПО и эффективности системы его
разработки 96
Ключевые термины исследования и связи между ними 96
Обоснование класса критерия эффективности 98
Обоснование структуры критерия эффективности 100
Методика оценки эффективности системы автоматизированного сетевого планирования и управления разработкой программного обеспечения 102
Структурная схема методики и ее описание.. 102
Порядок использования методики 104
4.5. Апробация методики 105
Подготовка исходных данных 105
Оценка качества планирования и управления ресурсами проекта менеджерами российско-американской фирмы 106
Оценка качества автоматизированного планирования и управления ресурсами проекта DCSPC.0M-135GSH2 109
4
4.5.4. Оценка качества подбора ресурсов и управления трудовыми
ресурсами менеджерами российско-американской фирмы 114
Обоснование возможности применения автоматизированных алгоритмов оптимального планирования и динамического управления распределением ресурсов для решения практических задач 122
Сравнительная оценка эффективности планирования и управления ресурсами в российско-американской фирме 131
Выводы по разделу 4 135
Заключение - 137
Список использованной литературы 139
5 Список сокращений
АСУ — автоматизированная система управления
БЗ САСПУ — база знаний системы автоматизированного сетевого планирования и управления
БД САСПУ - база данных системы автоматизированного сетевого планирования и управления
ВУЗ —высшее учебное заведение
ВФСГ — вариант формирования специалистов-разработчиков программного проекта в группы
ГОСТ - государственный отраслевой стандарт
МО РФ —Министерство обороны Российской Федерации
САСПУ - система автоматизированного сетевого планирования и управления
СУБД САСПУ - система управления базой данных системы управления базой данных
СРПО — система разработки программного обеспечения
США - Соединенные Штаты Америки
ТТЗ -тактико-техническое задание
ТТТ - тактико-технические требования
ЭВМ - электронно-вычислительная машина
Введение к работе
Актуальность темы. Увеличивающаяся из года в год потребность в программном обеспечении (ПО) различного назначения и класса в условиях конкурентных рыночных отношений способствовала пониманию важности задач, связанных с обеспечением его качества. Тем не менее, в настоящее время, несмотря на расширение разработок ПО, его качество перестало удовлетворять потребителя. Возникла проблемная ситуация, характеризующаяся противоречием между возрастающей потребностью в ПО, ухудшением его качества и снижением в связи с этим эффективности функционирования структур разработки ПО. Отсюда вытекает проблема повышения качества ПО и эффективности управления технологическим процессом его разработки.
Решению этой проблемы посвящено значительное количество научных исследований, выполненных в разное время Российскими и зарубежными учеными, среди которых работы С.А, Орлова, В.В. Липаева, СИ. Бобровского, Г-Б. Мороза, Е. М, Лаврищевой, А. Ф. Кулакова, С.А. Юдицкого, А, М. Вендрова, И. Соммервилла, М. Кантора, Д. Фокса, Д. Лефингвела, Г, Гласа, А. Шаллоуея и других.
Многочисленные исследования в области управления проектами получили практическую реализацию в разработках таких компаний, как Microsoft corp., Welcom corp., Primavera Systems, Spider Technologies Group, Про-Инвест-ИТ, 1С-Рарус. Разработанные средства управления в этих компаниях, хотя и считаются универсальными, тем не менее, скорее ориентированы на управление промышленными и финансовыми проектами, чем программными. Очевидным стал тот факт, что система управления программными проектами, принципы построения которой заимствованы у промышленных предприятий, исчерпала себя, что и отразилось на качестве разрабатываемого ПО.
Как правило, опыта, накопленного при реализации более раннего проекта и используемого при управлении новым техническим проектом, оказывается недостаточно для выработки стратегии управления новым программным проектом. Недостаточность опыта актуализирует проблему, возникающую при управлении программным проектом, проблему мониторинга рисков с регулярным пересчетом вероятностей их осуществления и оценкой возможного ущерба от них на всех технологических этапах разработки ПО,
Поскольку система разработки программного обеспечения (СРПО) классифицируется как антропоцентрическая система, в которой центральным элементом является человек, то эти риски неразрывно связаны с условиями его деятельности и влиянием на него факторов внешней и внутренней сред. Следовательно, пути снижения рисков лежат в изучении основных закономерностей влияния факторов среды на интеллектуальную деятельность специалистов, задействованных в разработке ПО. В современных средствах управления программным проектом задачи численной оценки риска, обусловленного, так называемым, человеческим фактором, не решаются, а его учет осуществляется на основе интуиции и здравого смысла менеджера.
7 Даже для простых программных проектов характерны большая размерность и вычислительная сложность задач управления, а отсутствие формализованных методов планирования и управления интеллектуальным ресурсом стимулирует к автоматизации этих процессов на основе систематического оценивания эффективности выполнения работ на каждом технологическом этапе разработки ПО,
Поэтому разработка методов, моделей и алгоритмов для автоматизированного управления программными проектами на основе выявления основных закономерностей влияния факторов среды на вероятность проявления профессиональных и организационных рисков представляет собой сложную научную задачу, решение которой является своевременным и актуальным.
Цель и задачи исследования. Целью исследования является повышение качества ПО и эффективности функционирования СРПО на основе разработки эффективных методов, моделей и алгоритмов для автоматизации системы управления программными проектами. Реализация сформулированной цели требует решения ряда методических, научно-исследовательских и инженерно-технических задач, основными из которых являются:
L создание формализованного представления системы управления простил ^^} граммными проектами на основе проблемно-целевого анализа и моделирования процесса разработки ПО; 1. выявление основных закономерностей профессиональных и организа-^<м^Ъг цпонных рисков, возникающих в процессе управления программным проектом и влияющих на качество разработанного ПО;
3. разработка метода формирования интеллектуального ресурса с учетом
„Л потенциальных возможностей исполнителей в заданных условиях среды
^с^г1* и предметной отраслевой области;
4. разработка метода последовательной оптимизации распределения ин-
ймоЭ^ теллектуальных ресурсов с заданным кортежехМ критериев и заданным q
wx^J**' кортежем содержательных критериев; 7^ ^^ «0
5- разработка моделей и алгоритмов динамического управления интеллек- , туальными, трудовыми и финансовыми ресурсами, выделенными для разработки ПО;
6. разработка программной реализации системы автоматизированного се-
M^^aw^t тевого планирования и управления программными проектами, ориенти
рованной на использование предложенных моделей учета профессио
нальных рисков, и ее верификация;
7. исследование эффективности системы автоматизированного сетевого
->cii'jw^ планирования и управления (САСПУ) программными проектами, по- \
строенной на разработанных в диссертации моделях и алгоритмах; J
8. разработка методики оценки эффективности САСПУ программными
проектами.
U^ w mx-ciW**
Методы исследования. Основу теоретических исследований составили основные положения системно-структурного подхода, предполагающего широкое применение концептуального и математического моделирования системы разработки ПО, Обработка результатов экспериментальных исследова-
8 ний осуществлялась методами теории вероятностей и математической статистики. Разработка моделей и алгоритмов САСПУ выполнялась с помощыо методов структурной и параметрической оптимизации, комбинаторного анализа, линейного программирования, теории алгоритмов и иерархических систем- При решении частных задач применялись методы теории принятия решений, инженерной психологии и эргономики.
Научная новизна. Выполненный комплекс теоретических и эксперимен
тальных исследований по разработке методов и моделей автоматизированно
го управления программными проектами позволил решить актуальную задачу
повышения эффективности системы планирования и обеспечения качества
управления разработкой ПО. При этом получены новые научные результаты:
1 . системное описание элементов сложной антропоцентрической СРПО с
выделением ее эмерджентных свойств» являющихся предпосылками для
Олк^У) обоснования критерия эффективности управления программным проек-
том;
tpeu4Jj'b
2, научное обоснование граничных условий для рисков, обусловленных
характером интеллеюуальной и профессиональной деятельности спе
циалистов;
3, метод последовательной оптимизации с заданным кортежем содержа
сь л^-У^^ тельных критериев, позволяющий получить решение л-мерных задач
линейного программирования для случаев, когда кортеж критериев требует как минимизации, так и максимизации целевых функций;
4, метод системного решения задач формирования интеллектуального ре-
,' '* сурса с заданными характеристиками в сложных антропоцентрических
fJL^
СРПО;
модели и алгоритмы динамического управления ресурсами, отличающиеся возможностью сравнения разнотипных показателей и позволяющие получать оценки влияния факторов среды на компоненты СРПО и обеспечения качества управления программными проектами;
6. программная реализация автоматизированного управления ресурсами
v^vfV*t,tfA> ПрИ управлении программными проектами на основе системного ис
пользования методов структурной и параметрической оптимизации,
комбинаторного анализа, линейного программирования и ориентиро
ванных графов;
7. методика оценки эффективности САСПУ процессами формирования и
3<^VA**J динамического распределения ресурсов в сложных антропоцентриче
ских СРПО.
Практическая значимость работы* Совокупность разработанных в диссертации положений позволяет количественно оценивать граничные условия рисков и на этой основе существенно увеличить эффективность планирования и управления программными проектами и, следовательно, повысить качество разработанного ПО. Сравнительный анализ эффективности управления программным проектом DGSPCQM-135GSH2 менеджером российско-американской фирмы с эффективностью деятельности этого же менеджера, но
использующего разработанные в диссертации методы, модели и алгоритмы, показали весомые преимущества их использования.
Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы реализованы в ФГУП НИИ «Субмикрон» в двух ОКР «НАСТ ЦВМ101» и «Норд БЦВМ-К» при разработке программного обеспечения наземных отладочных комплексов бортовых систем, что позволило более чем в 2 раза снизить время на его разработку. Акт о реализации (исх. 709-СМот 18.05.2006 г.)-
Разработанные в диссертации модели и алгоритмы динамического управления интеллектуальными, трудовыми и финансовыми ресурсами использованы в 13 ГНИЙ МО РФ при выполнении НИР «Авангард-А». Их применение позволило в 23 раза повысить эффективность процесса планирования и управления тестированием специального ПО бортовых вычислительных систем, что подтверждено актом внедрения (исх, 3/234 от 25Л2.2005 г
Основные теоретические результаты диссертационной работы обобщены, доведены до удобного для практического использования вида и внедрены в производственный процесс ЗАО «ОРГА Зеленоград»- Внедрение подтверждено актом реализации (исх. 232-06 от 18.05.2006 г.).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы многократно докладывались и обсуждались:
на 11-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (2004 г,);
на Международной (VIII Тамбовской межвузовской) научно-практической конференции (2004 г,);
на научно-практических конференциях молодых научных сотрудников 13 ГНИЙ МО РФ (2004, 2005 г.г.) и получили положительную оценку.
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 6 печатных работ* в том числе 1 работа в центральном издательстве» 3 работы в трудах международной и Всероссийских конференциях, 2 работы в трудах 13 ГНИЙ МО РФ- Три печатных работы опубликованы без соавторов.
Личный вклад автора. Все теоретические и практические результаты диссертационной работы разработаны и получены лично автором. В своей работе автор использовал статистические материалы 13 ГНИЙ МО РФ (разрешение на использование исх.3/2346 от 6Л 1.2005 г.).
Объем и структура работы. Диссертация состоит из содержания, введения, списка основных сокращений, 4 разделов с выводами по каждому из них, заключения, списка использованных источников, включающего 96 наименований (из них 2 иностранных). Объем основного текста изложен на 144 страницах, включая 25 таблиц и 63 рисунка.
На защиту выносятся: ^//.^1. формализованное представление сложной антропоцентрической СРПО
как объекта исследования;
avTP2. граничные условия рисков, обусловленных характером интеллектуаль-
** ной и профессиональной деятельности специалистов;
метод формирования интеллектуального ресурса для выполнения программного проекта, учитывающего потенциальные возможности исполнителей в заданных условиях среды и предметной отраслевой области; метод последовательной оптимизации с заданным кортежем содержательных критериев;
модели и алгоритмы динамического управления интеллектуальными, материальньши и финансовыми ресурсами, основанные на процедурах структурной и параметрической оптимизации и согласовании граничных условий кортежа содержательных критериев;
программная реализация системы автоматизированного управления ресурсами организации при создании ПО, ориентированной на использование разработанных моделей и алгоритмов;
метод оценки эффективности автоматизированного управления процессами формирования и динамического распределения ресурсов в сложных антропоцентрических СРПО.
