ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
___________________________________________________________________________________________
А.П. Першина
Практикум по выполнению контрольных заданий
по дисциплине «Информационные технологии в управлении»
Томск 2010
Оглавление
Введение
. 3
Выполнение контрольной работы
.. 4
1.1. Описание исходных данных. 4
1.2. Содержание контрольной работы.. 4
1.3. Контрольный пример. 4
1.3.1. Исходные данные. 4
1.3.2. Содержание контрольной работы.. 4
1.3.3. Оформление контрольной работы.. 4
Приложение 1………………….…………….………………………………………………..15
Введение
Проект
(Project) - это уникальный комплекс взаимосвязанных мероприятий, направленных на достижение конкретной цели при определенных требованиях к срокам, бюджету и характеристикам ожидаемых результатов.
В этом определении следует обратить внимание на следующее:
Во-первых
, каждый проект характеризуется конкретной целью, ради которой он затевается (получение дополнительного дохода, победа на выборах, повышение эффективности боевых действий и т. д.).
Во-вторых
, каждый проект в чем-то уникален: либо по преследуемым целям, либо по составу исполнителей, либо по условиям, в которых он реализуется. А может, и по всем перечисленным параметрам. Например, одно дело -- развернуть сеть ресторанов «Макдональдс» в штате Небраска, США, и совсем другое — в Брянской области.
В-третьих
, любой проект ограничен по времени «жизни». Успешный проект благопристойно «умирает» сразу, как только достигнута поставленная перед ним цель. При этом длительность «жизни» проекта может быть самой разной. Например, курсы по подготовке пользователей новой версии MS Project могут быть организованы и проведены в течение одного месяца, а проект по строительству кольцевой автодороги вокруг Санкт-Петербурга может длиться 4 года. Неудачный проект обычно «гибнет» преждевременно в силу тех или иных трагических обстоятельств (спонсор разорился, исполнители переметнулись к конкурентам и т. д.). Бывают, конечно, и клинические случаи, когда проект в течение длительного времени балансирует между «жизнью» и «смертью», то впадая в состояние глубокой комы, то вновь слегка оживая (когда его руководитель видит занесенную над проектом руку хирурга со скальпелем). Характерный пример такого проекта - строительство дамбы в Финском заливе, призванной защитить Санкт-Петербург от наводнений. Наверное, еще лет через 20 начало ее строительства будут приписывать Петру I.
В-четвертых
(мы вернулись к определению проекта), каждый проект характеризуется конкретными ресурсами, выделенными на его выполнение (материальными, трудовыми, финансовыми). В реальной жизни ресурсы всегда ограничены. Либо по количеству, либо по периоду времени, в течение которого они могут использоваться, либо по качеству (в частности, по уровню подготовки исполнителей). В определенном смысле ограниченным ресурсом является и время, отводимое на реализацию проекта. Например, при разработке в СССР первой межконтинентальной ракеты ограничение по времени было единственным: надо было ее закончить раньше, чем это сделают американцы. Именно ограниченность ресурсов и располагаемого времени заставляет заинтересованную сторону предпринимать специальные меры, чтобы использовать их наилучшим образом в интересах достижения поставленной перед проектом цели. Вот эти-то меры и составляют суть управления проектом.
Управление проектом
(Project Management) --
это процесс планирования, организации выполнения и контроля за состоянием задач и ресурсов проекта, направленный на своевременное достижение цели. Под управлением проектами понимают профессиональную творческую деятельность по руководству людскими и материальными ресурсами путем применения соответствующих методов и средств.
Выполнение контрольной работы
1.
1.1. Описание исходных данных
Исходными данными для выполнения контрольной работы являются семь задач одного уровня иерархии. Задачи обезличены, т.е. не именованы. Математическая модель предметной области представлена в виде двух векторов и одной матрицы, являющейся квадратной единичной. Размер векторов и матрицы определяет общее количество задач проекта, т.е. семь.
Значение каждого элемента первого вектора задает продолжительность выполнения соответствующей задачи. Длительности всех семи задач заданы в одном и том же временном масштабе.
Второй вектор - назначение ресурса – отражает . В контрольной работе рассматриваются только трудовые ресурсы, причем, без их персонификации. Рассматривается бригадный метод работы. Ресурс представляет собой одну бригаду (группу). Максимальное значение в строке определяет численный состав бригады и соответствует максимальному объему назначения, т.е. характеризует предельные возможности загруженности для данного ресурса. Значение каждого элемента вектора задает количество членов бригады, задействованных за выполнением соответствующей задачи проекта.
Квадратная единичная матрица определяет связность задач. Нулевое значение элемента матрицы, то же, что и пустая позиция, означает отсутствие связи. Ненулевое значение элемента матрицы ai
j
, а именно, единичное значение, свидетельствует о наличии связи между задачами с номерами i
и j
. Номер строки матрицы i
соответствует номеру предшествующей задачи. Номер столбца j
соответствует последующей (зависимой) задаче. Направление связи всегда указывается от предшествующей задачи к последующей.
1.2. Содержание контрольной работы
Целью выполнения контрольной работы является приобретение навыков работы с минипроектом:
· построение основных типов моделей;
· выполнение расчетных операций;
· анализ состояния проекта;
· выравнивание ресурсов.
Задание на выполнение контрольной работы:
1) построение графовой модели проекта;
2) построение линейной модели проекта;
3) определение критических задач и общей продолжительности проекта;
4) построение гистограммы распределения каждого ресурса;
5) выводы;
6) выполнение выравнивания ресурсов путем оптимизации проекта;
7) построение гистограммы распределения каждого ресурса для новой версии проекта;
8) определение критических задач и общей продолжительности проекта с учетом перераспределения ресурсов;
9) выводы;
10) построение табличной модели проекта путем задания наименования для каждой из задач.
Последовательность выполнения контрольной работы:
1) выбор варианта контрольной работы согласно двум последним цифрам номера зачетной книжки;
2) выбор наименования предметной области, на которую ориентируется разрабатываемый проект. Для заочников – область трудоустройства, т.е. сфера деятельности в соответствии с личной занятостью. В любом случае тема должна быть индивидуальной, не должна повторяться в пределах одной группы. Выбор темы должен быть согласован с преподавателем;
3) построение графовой модели проекта. Количество вершин должно соответствовать количеству задач, т.е. семи, число ребер (стрелок) соответствует количеству единиц в матрице связности;
4) построение линейной модели проекта. При этом необходимо строго соблюдать единый масштаб отображения отрезков для каждой задачи;
5) определение критических задач и общей продолжительности проекта. Критическими являются задачи проекта, не имеющие резерва времени. Временной резерв
представляет собой разность между самым ранним возможным сроком завершения работы и самым поздним допустимым временем ее выполнения. Совокупность критических задач составляют критический путь
, представляющий собой минимальный по продолжительности полный путь, т.е. логическую цепочку взаимосвязанных задач от момента начала первой до момента завершения последней. Именно длительность критического пути определяет общую продолжительность выполнения проекта;
6) построение гистограммы распределения ресурса - диаграммы, отображающей потребности проекта в соответствующем ресурсе в каждый момент времени. Она представляет собой последовательность столбцов, высота которых в каждый момент времени определяется суммированием объема назначений данного ресурса на все задачи проекта, выполняемые в данный момент времени (из вектора назначения ресурса);
7) выводы о возможности реализации проекта, которые следуют из построенной гистограммы. Если на каком-либо интервале времени гистограмма отражает потребности, превышающие возможности, т.е. ее значение больше 100% (ресурс перегружен), то такой проект считается не выполнимым, и его следует пересмотреть;
8) выполнение выравнивания (сглаживания) ресурсов с учетом оптимизации проекта, т.е. удовлетворения основного требования – обеспечить минимальное время его выполнения. Сглаживание ресурсов сводится к разработке новой линейной модели проекта на основе имеющегося. При этом, прежде всего, предпринимается попытка сдвинуть моменты начала задач, одновременно использующих перегруженный ресурс, в рамках их резервов
. Это наиболее простой и предпочтительный метод, который позволяет избежать увеличения продолжительности выполнения всего проекта. Если за счет использования резервов конфликт не снимается полностью, то прибегают к принудительному разделению во времени «перегруженных» задач, смещая некоторые из них вправо и пытаясь при этом совместить их, по возможности, с другими задачами. По возможности – означает «не вызывая перегрузки по ресурсам»;;
9) построение гистограммы распределения ресурса для новой версии проекта, аналогично п.6;
10) определение критических задач и общей продолжительности проекта с учетом перераспределения ресурсов (см. п.5);
11) выводы (см. п.7).
12) разработка табличной модели проекта, отражающей наименование каждой задачи, продолжительность выполнения, потребность в ресурсе, номера предшествующих задач. Наименование задач формулируется в соответствии со смысловым содержанием темы (предметной области), а также должно логически соизмеряться с исходными данными выбранного варианта. Параметры таблицы, такие как продолжительность выполнения, потребность в ресурсе, номера предшествующих задач, соответствуют исходным данным выбранного варианта задания.
1.3. Контрольный пример
1.3.1. Исходные данные
1. Задан вектор продолжительности задач
Таблица 1
| 5
|
6
|
10
|
17
|
18
|
6
|
10
|
2. Задана матрица связности задач
Таблица 2
| 1
|
1
|
|||||
| 1
|
1
|
|||||
| 1
|
||||||
| 1
|
||||||
| 1
|
||||||
3. Задана матрица назначения ресурсов
Таблица 3
| 1
|
2
|
3
|
4
|
4
|
5
|
1
|
1.3.2. Содержание контрольной работы
1. Разработка графовой модели проекта
, выполняемая на основе матрицы связности (см. табл.2).
2.
Рис. 1. Графовая модель проекта
2. Построение линейной модели проекта
(временной диаграммы) на основе таблицы 1 и с учетом связности задач (см. рис. 1). Получаем изображение семи основных отрезков (по количеству исходных задач). Они представлены жирными линиями. Для двух задач (3-ей и 5-ой) более тонкими линиями изображены детальные задачи. Длина отрезков соответствует длительностям задач (см. табл.1). Начало каждого отрезка определяется моментами завершения предшествующих задач, согласно рис.1. Независимые задачи (в нашем примере это 1 и 4 задачи) размещаются с нулевого момента времени. Для задачи 2 предшествующей является задача 1, т.е. задача 2 может быть начата только после завершения задачи 1. Задача 3 также может быть начата после завершения задачи 1. Тип связи в данном случае должен быть «как можно раньше». Поэтому отрезки, соответствующие задачам 2 и 3, начинаются с одного и того момента времени, причем сразу же после окончания задачи 1. По аналогии строятся отрезки, соответствующие задачам 5 (зависит от 4-ой) и 7 (зависит от 6-ой). А вот для построения отрезка, соответствующего 6-ой задаче, необходимо учитывать, что она зависит от 2 и 3 задач. Следовательно, задача 6 может быть начата только по завершении и 2-ой задачи и 3-ей задачи. Поэтому отрезок для 6-ой задачи помещаем на линейной модели после более поздней из предшествующих задач. В данном случае из 2-ой и 3-ей задач позже заканчивается 3-ья. Отрезок для 6-ой задачи начинается с момента окончания 3-ей задачи. В результате линейная модель получила изоб
0 t
|
|
|
Рис. 2. Линейная модель проекта
3. Выявление критических задач и общей продолжительности
проекта
.
Критические задачи, т.е. задачи, не имеющие резерва времени, проще всего выявить по линейной модели проекта. Причем, удобнее всего начинать с задачи, завершающей проект. Она всегда является критической: если срываются сроки ее выполнения, то это приводит к увеличению продолжительности выполнения проекта в целом. В нашем случае это задача №5. Она начинается непосредственно после четвертой задачи (без временного «зазора»), следовательно, и задача №4 также будет критической. Четвертой задаче в нашем примере ничего не предшествует, т.е. с нее начинается проект, поэтому наш критический путь
составляют две задачи - {4, 5}
.
Продолжительность выполнения проекта
составляет 17 + 18 = 35 единиц времени
.
0 35 t
|
|
Рис. 3. Критический путь проекта
4. Построение гистограммы распределения ресурса.
Диаграммы строится непосредственно под линейной моделью на основе данных матрицы назначения
ресурсов (см. табл.3). Каждому ресурсу ставится в соответствие отдельная диаграмма. Строка матрицы соответствует одному ресурсу. Максимальное значение строки матрицы соответствует 100% - наличие ресурса. В нашем примере матрица состоит из одной строки, следовательно, мы имеем дело с одним ресурсом (одной бригадой). Состав бригады 5 человек, что соответствует 100%. На графике этот уровень обозначен горизонтальной пунктирной линией. На диаграмме момент завершения каждой задачи соответствует изменению высоты столбца гистограммы, поэтому с линейной модели вниз мы проводим семь вертикальных пунктирных линий. На первом интервале времени, в соответствии с линейной моделью, выполняются одновременно две задачи: первая и четвертая. Согласно данным табл.3 на выполнение этих задач требуется 1 человек (для первой задачи) + 4 человека (для четвертой задачи). Суммарная потребность на выполнение этих двух задач составляет 5 человек. Получили первый столбик диаграммы. На втором интервале времени, когда закончилась первая задача, выполняются одновременно три задачи: начали выполняться вторая и третья задачи и продолжается четвертая задача. Согласно данным табл.3 на выполнение этих задач требуется 2 человека (для второй задачи) + 3 человека (для третьей задачи) + 4 человека (для четвертой задачи). Суммарная потребность на выполнение этих трех задач составляет 9 человек. Получаем второй столбик диаграммы. Его высота больше, чем у первого. Таким же образом рассчитываем высоту последующих столбцов. Результат построения ресурсной гистограммы представлен на рис. 4.
5-100% 5-100%
Рис. 4. Ресурсная гистограмма
5. Выводы
.
На основе полученного изображения ресурс-гистограммы можно сделать следующие выводы:
1) проект не может быть выполнен вследствие перегрженности ресурса;
2) требуется сглаживание (выравнивание) ресурса на участках совместного выполнения работ: {2, 3 и 4}, {3 и 4}, {4 и 6}, {5 и 6}, так как на соответствующих участках, согласно рис. 4, выявлены потребности в ресурсе (9, 7, 9 и 9 человек), превышающие возможности (5 человек).
6. Сглаживание ресурсов.
Процедура выравнивания ресурсов представляет собой разработку нового проекта, начиная с линейной модели. При этом необходимо учесть, что исходные данные должны оставаться неизменными. Сглаживание ресурса выполняется за счет смещения вправо задач, для которых наблюдается перегрузка. В нашем примере, согласно рис. 4, мы должны проанализировать на предмет перемещения вправо задач 2, 3, 4, 5 и 6. Для первого участка, т.е. при одновременном выполнении задач 1 и 4, перегрузки ресурса не наблюдается, следовательно, мы эти задачи можем оставить без изменения (см. рис. 5).
Рис. 5. Процесс сглаживания ресурса (шаг 1)
А вот на следующем участке мы видим перегрузку, следовательно, задачи 2, 3 и 4 одновременно выполнить невозможно. Если попытаться оставить совмещенными с 4-ой задачей одну из двух: 2-ую либо 3-ью, то это окажется невозможным, поскольку приведет к перегрузке ресурса, согласно данным табл. 3.
Совмещение 2-ой и 4-ой задач потребует 2 + 4 = 6 человек. Совмещение 3-ей и 4-ой задач потребует 3 + 4 = 7 человек. Следовательно, ни одна из задач 2 и 3 не может выполняться одновременно с 4-ой задачей. Они обе должны быть смещены вправо и начать их можно после 4-ой задачи. А вот одновременное выполнение задач 2 и 3 допустимо. Это потребует 2 + 3 = 5 человек. Они у нас есть. Текущее состояние процесса сглаживания ресурсов представлено на рис.6.
Рис. 6. Процесс сглаживания ресурса (шаг 2)
Встает вопрос, когда начинать 5-ую и 6-ую задачи? В исходном варианте проекта 5-ая задача начиналась после 4-ой задачи, 6-ая задача выполнялась после 3-ей задачи.
Теперь они не могут остаться в этих позициях. Поскольку в этом случае 5-ая задача будет совмещена с задачами 2 и (или) 3. А это приведет к перегрузкам:
- 2 человека на 2-ую задачу + 4 человека на 5-ую задачу = 6 человек;
- 3 человека на 3-ью задачу + 4 человека на 5-ую задачу = 7 человек.
Следовательно, 5-ую задачу можно начать после завершения 2-ой и 3-ей задач, причем после момента завершения более поздней из них, т.е. после 3-ей задачи.
|
В исходном варианте проекта 6-ая задача размещалась после 3-ей. Понятно, что обе задачи (5-ая и 6-ая) параллельно выполняться не могут. Это совмещение приведет к перегрузке ресурса: 4 человека на 5-ую задачу + 5 человек на 6-ую задачу = 9 человек.
Встает вопрос, какую же из двух задач – 5-ую или 6-ую – поставить непосредственно после 3-ей задачи? Согласно логическим связям (см. рис.1) эти задачи не зависимы друг от друга, и в принципе после 3-ей задачи мы могли бы поставить их в любой последовательности. Таким образом, получаем два различных варианта распределения задач (см. рис. 7 и 8).
Рис. 7. Сглаживания ресурса (шаг 3-а) Рис. 8. Сглаживания ресурса (шаг 3-б)
Прежде, чем принимать окончательное решение, следует сделать прогноз относительно размещения 7-ой задачи. Согласно заданным логическим связям, начать 7-ую можно только по окончании 6-ой задачи. В первом варианте 7-ая задача будет завершающей задачей всего проекта. Во втором варианте она пойдет параллельно с 5-ой задачей. При этом требования по ресурсу нас вполне устраивают:
4 человека на 5-ую задачу + 1 человек на 7-ую задачу = 5 человек.
Этот вариант позволяет сократить продолжительность выполнения всего проекта. Поскольку само понятие «проект» связано с требованием минимизации длительности всей совокупности задач, то имеет смысл остановиться на втором варианте, т.е. выбрать шаг 3-б. Таким образом, окончательный вариант проекта представляет собой следующую модель:
7
6
5
4
3
2
1
Рис. 9. Результат выравнивания проекта
Далее требуется выполнить действия, аналогичные описанным выше (пп. 3, 4, 5), но только применительно к новому варианту проекта.
7. Выявление критических задач и общей продолжительности
проекта.
В нашем случае задачей, завершающей проект, является задача №5. Она начинается непосредственно после 6-ой задачи (без временного «зазора»), следовательно, и задача №6 также будет критической. 6-ая задача начинается с момента завершения 3-ей задачи, которую также следует считать критической. 3-ья задача начинает свое выполнение непосредственно после 4-ой задачи. Следовательно, и 4-ая задача является также критической. Четвертой задаче в нашем примере ничего не предшествует, поэтому совокупность критических задач составляет цепочка: {4, 3, 6, 5}
. Продолжительность выполнения проекта
составляет 17 + 10 + 6 + 18 = 51 единица времени.
7
6
5
4
3
2
1
Рис. 10. Критические задачи после сглаживания ресурса
8. Построение гистограммы распределения ресурса.
Для вновь разработанного проекта необходимо построить ресурс-гистограмму, чтобы убедиться, что данный проект выполним.
7
6
5
4
3
2
1
5-100% 5-100%
Рис. 11. Ресурс-гистограмма после сглаживания ресурса
9. Выводы
.
На основе новой ресурс-гистограммы можно сделать следующие выводы:
1) проект реализуем, т.к. перегрузка по ресурсу устранена;
2) Общая продолжительность проекта увеличилась на 16 единиц (с 35-ти до 51).
10. Разработка табличной модели проекта
, заключающаяся, прежде всего, в том, чтобы придумать наименование каждой из семи функциональных задач, согласуясь с выбранной темой, а также содержанием матрицы связности (табл. 2) и вектора продолжительности контрольного задания (табл. 1). Для данного контрольного примера выбрана тема «Разработка программного продукта».
Таблица 4
| Уровень иерархии |
Наименование задач |
Продолжительность задач |
Предшествующие задачи |
Ресурсы |
| 1 |
Изучение предметной области |
5 |
1 |
|
| 2 |
Разработка математической модели |
6 |
1 |
2 |
| 3 |
Описание исходных данных |
10 |
1 |
3 |
| 4 |
Изучение ППП |
17 |
4 |
|
| 5 |
Разработка программного модуля |
18 |
2,4 |
4 |
| 6 |
Подготовка рабочей документации |
6 |
2,3 |
5 |
| 7 |
Разработка инструкции пользователя |
10 |
6 |
1 |
1.3.3. Оформление контрольной работы
Оформление контрольного задания должно соответствовать следующим требованиям:
· контрольная работа выполняется каждым студентом самостоятельно;
· по результатам выполнения задания оформляется отчет;
· отчет составляется в редакторе Word;
· форма отчета печатная, формат листа – А4;
· объем отчета должен составлять не менее 10 стр.;
· студент представляет отчет на проверку по требованию преподавателя;
· первой страницей отчета является титульный лист, на котором указываются следующие данные: наименование дисциплины, номер варианта, наименование темы, номер группы, фамилия и инициалы студента, должность, фамилия и инициалы преподавателя, дата сдачи отчета, подпись студента (см. приложение 1);
· в начале отчета должны быть указаны исходные данные в соответствии с номером варианта;
· изложение материала выполняется последовательно в соответствии с пунктами задания;
· каждый пункт задания должен начинаться с новой страницы;
· отчет не будет проверяться, если он выполнен не в полном объеме или оформлен не в соответствии с требованиями;
· контрольное задание должно быть защищено, по результатам защиты студент допускается к выполнению лабораторных работ;
· не предоставленный своевременно или незащищенный отчет по контрольной работе расценивается как неявка на занятие.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
|