Моделі та методи управління космічною програмою України з урахуванням обмеженості ресурсів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського

«Харківський авіаційний інститут»

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

05.13.22 - управління проектами та програмами

Моделі та методи управління космічною програмою

України з урахуванням обмеженості ресурсів

Баулін Сергій Олексійович

Харків - 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Державному підприємстві Науково-дослідний технологічний інститут приладобудування (м. Харків), Національне космічне агентство України.

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор

Замірець Микола Васильович,

Державне підприємство Науково-дослідний

технологічний інститут приладобудування,

генеральний директор - головний конструктор.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Малєєва Ольга Володимирівна, Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, професор кафедри інформаційних управляючих систем;

доктор технічних наук, професор Чернов Сергій Костянтинович, Державне підприємство Науково-виробничий комплекс газотурбобудування “Зоря”-“Машпроект”, м. Миколаїв, директор з персоналу та науково-технічної інформації.

Захист відбудеться “_19_” _червня 2009 р. о __14-00___ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.062.01 у Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут" за адресою: 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17, радіотехнічний корпус, ауд. 232.

З дисертацією можна ознайомитися у науково-технічній бібліотеці Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського "ХАІ” за адресою: 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17.

Автореферат розісланий “_18_” _травня_ 2009 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Латкін М.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми досліджень. За роки незалежності Україна набула статусу космічної держави та підвищує його завдяки виконанню власних і міжнародних космічних проектів. Для Загальнодержавної цільової науково-технічної космічної програми України на 2008-2012 роки (ЗКПУ) головною метою є розвиток й ефективне використання космічної галузі для економічного росту країни, гарантування безпеки, впровадження високих технологій і підвищення рівня науки.

При формуванні комплексу проектів для досягнення цих цілей до складу ЗКПУ включають проекти різної спрямованості - від комерційних до соціальних і наукових. Тому застосування існуючих у проектному аналізі показників комерційної ефективності проектів (чистої поточної вартості, індексу рентабельності, внутрішньої норми рентабельності), наведених у роботах В.Д. Шапіро, І.І. Мазури, С.А. Москвіна, В.А. Верби, М.В. Грачової, Л.С. Кобиляцького, а також у міжнародній методиці щодо оцінки інвестиційних проектів UNIDO, для багатьох проектів у складі ЗКПУ не є достатнім. Звідси виникає задача розробки методу оцінки ефективності програми, що на відміну від існуючих дозволить спільно оцінювати комерційну й державну спрямованість ЗКПУ. Отримані оцінки будуть основою для формування напрямків розвитку космічної діяльності з урахуванням задач розвитку країни та міжнародного співробітництва.

При плануванні ЗКПУ важливим питанням є також забезпечення достатнього і своєчасного фінансування, оскільки нерівномірність й обмежені можливості державного та комерційного фінансування призводять до появи періодів дефіциту коштів і до припинення робіт. Для покриття дефіциту фінансових коштів у виконавців проектів є можливість вибору виду їхнього залучення залежно від терміну використання, рівня платоспроможності й виду фінансових інструментів. Тому вибір джерел і динаміки фінансування проектів програм державного рівня являє собою актуальну задачу, вирішення якої дозволить оцінити ефективність виконання програми в умовах багатоваріантності фінансування.

Таким чином, актуальною науково-прикладною задачею є розробка моделей і методів управління космічною програмою України з урахуванням ресурсних обмежень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Робота над дисертацією виконувалася на Державному підприємстві Науково-дослідний технологічний інститут приладобудування відповідно до науково-дослідних робіт Загальнодержавної цільової науково-технічної космічної програми України на 2008-2012 рр. щодо тем "Створення космічної системи моніторингу природних і техногенних катастроф", шифр "Іоносат" (ДР №0108U006934); "Розробка і впровадження галузевої системи управління якістю, побудованої на основі національних стандартів України серії ДСТУ ІSO 9000", шифр "Якість" (ДР № 0107U004391); "Розробка технологій виготовлення радіоелектронної апаратури на основі сучасної елементної бази для Загальнодержавної цільової науково-технічної космічної програми України на 2008-2012 рр.”, шифр "Технолог" (ДР №0108U009525); "Виготовлення та постачання обладнання для дооснащення та обслуговування стенду термовакуумних випробувань КА", шифр "Січ-2"; "Розробка та виготовлення датчика орієнтації комбінованого для КА МС-2-8", шифр "СД МС-2-8"; "Розробка та виготовлення сонячних батарей та контрольно-перевірочної апаратури для КА МС-2-8", шифр "СБ МС-2-8". Особистий внесок автора в перерахованих НДР як співвиконавця полягає в розробці моделей і методу оцінки ефективності космічної програми України з урахуванням комерційної та соціальної спрямованості проектів, що входять до її складу; системних моделей процесів управління проектами в рамках космічної програми України на всіх рівнях її планування; моделей планування і управління космічною програмою України з урахуванням динаміки витрат і надходжень фінансових ресурсів; комп'ютерного інструментарію для оцінки ефективності космічної програми України й оцінки витрат і термінів її виконання в умовах обмеженості ресурсів.

Мета й задачі дослідження. Метою дослідження є забезпечення своєчасного виконання проектів Загальнодержавної цільової науково-технічної космічної програми України з урахуванням ресурсних обмежень.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

1) провести аналіз космічної програми, підходів і методів мультипроектного управління проектами і програмами державного рівня;

2) побудувати системні моделі управління програмами і проектами створення виробів ракетно-космічної техніки;

3) розробити метод оцінки ефективності космічної програми;

4) сформувати моделі управління фінансовими потоками космічної програми для аналізу тривалості й витрат на її виконання з урахуванням обмеженості ресурсів;

5) розробити моделі вибору видів інвестування в проекти космічної програми в умовах багатоваріантності фінансування;

6) розробити комп'ютерні інструментальні засоби для оцінки ефективності, планування і управління космічною програмою з урахуванням обмеженості ресурсів;

7) упровадити результати дослідження в практику виконання космічної програми.

Об'єкт дослідження - процеси управління державною програмою.

Предмет дослідження - методи та моделі управління Загальнодержавною цільовою науково-технічною космічною програмою України на 2008-2012 рр. з урахуванням обмеженості ресурсів.

Методи досліджень. Проведені дослідження основані на використанні: методів системного аналізу для вивчення особливостей і структуризації ЗКПУ; математичного апарату регулярних схем системних моделей для формалізованого опису моделей управління ЗКПУ; методів управління проектами й інвестиційного менеджменту для оцінки показників комерційної ефективності ЗКПУ; методів теорії нечітких множин і відносин для одержання інтегральних оцінок ефективності ЗКПУ; методів сітьового планування для формування багаторівневих планів виконання ЗКПУ; методів теорії імітаційного моделювання для моделювання процесів виконання проектів; методів об'єктно-орієнтованого програмування для розробки комп'ютерного інструментарію оцінки ефективності й аналізу планів виконання ЗКПУ.

Наукова новизна одержаних результатів:

Вперше одержано: методи моделювання структури й процесів управління програмами державного рівня розвитку техніки, що на відміну від існуючих забезпечують своєчасність реалізації та необхідний рівень ефективності проектів космічної програми шляхом вибору найбільш раціональних видів і схем фінансування в умовах обмеженості ресурсів.

Удосконалено: моделі формування фінансових потоків, що на відміну від існуючих дозволяють агрегувати частинні ресурсні та фінансові профілі на кожному рівні управління космічної програми, що дозволяє оцінити витрати й тривалість виконання програми при різних схемах фінансування.

Дістало подальшого розвитку: метод згортки показників ефективності проектів за допомогою теорії нечітких множин, що дає можливість спільного оцінювання різнорідних показників ефективності проектів у складі програм державного рівня.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблені в дисертаційній роботі методи та моделі є науково-методичною базою для створення інструментальних засобів аналізу і управління ЗКПУ. Їх реалізовано у вигляді комп'ютерної підсистеми для оцінки ефективності ЗКПУ з урахуванням її комерційної та державної значущості і комп'ютерної підсистеми аналізу планів виконання програми в умовах багатоваріантності фінансування і обмеженості ресурсів. Їхнє застосування дозволить вибрати джерела й динаміку фінансування проектів ЗКПУ для забезпечення своєчасного виконання з урахуванням стратегічних цілей розвитку космічної галузі.

Результати дисертаційних досліджень впроваджені: у ВАТ "ХАРТРОН" (акт впровадження від 16.12.08 р.); у ДП НДТІП (акт впровадження від 17.12.08 р.); у ВАТ "АТ НДІРВ" (акт впровадження від 15.10.08 р.); у ДП "КБ "Південне" (акт впровадження від 26.12.08 р.); у Національному космічному агентстві України (акт впровадження від 12.11.08 р.).

Особистий внесок здобувача. Всі основні наукові положення, висновки та рекомендації дисертаційної роботи отримані автором особисто.

У публікаціях, що написані у співавторстві, автору дисертації належать: системний підхід до формалізованого опису ЗКПУ [1]; аналіз підходів щодо розробки напрямків розвитку космічної діяльності України [3]; методологія побудови системних моделей управління ЗКПУ [4]; системні моделі управління змістом, часом і витратами програм і проектів [5]; математичні моделі узагальнених планів ЗКПУ [7]; метод вибору способів і джерел фінансування проектів [8]; модель оцінки додаткових витрат на виконання ЗКПУ [9]; метод формування кошторису і бюджету ЗКПУ [10]; аналіз підходів до оцінки некомерційної ефективності проектів ЗКПУ[11]; метод виявлення невідповідностей між динамікою витрат і фінансування з використання системних моделей витрат ЗКПУ [12]; формування вимог та обмежень для математичної моделі ЗКПУ[13]; метод формування структури фінансування ЗКПУ [14].

Апробація результатів дисертації. Результати дослідження доповідалися й обговорювалися на міжнародній науково-технічній конференції "Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні ІКТМ" (Харків, 2007, 2008), XVІІІ міжнародній конференції "Новые технологии в машиностроении" (Харків - Рибаче, 2008), VІ міжнародній науково-практичній конференції "Актуальные проблемы управления бизнесом, предприятиями и проектами " (Харків, 2008), восьмій міжнародній науково-технічній конференції " Проблемы информатики и моделирования " (Харків, 2008), міжнародній науково-практичній конференції " Информационные технологии в управлении сложными системами " (Дніпропетровськ, 2008).

Публікації. З теми дисертації опубліковано 16 робіт, з яких 10 статей - у наукових виданнях, що входять у перелік ВАК України (3 статті - у науково-технічних журналах, 7 статей - у збірниках наукових праць), 6 тез доповідей на наукових конференціях.

Структура роботи. Дисертаційна робота містить: вступ, чотири розділи, додатки і список використаних джерел. Повний обсяг становить 204 сторінки, 4 таблиці, 7 рисунків, з яких 2 на 2 окремих аркушах, 4 додатки на 42 аркушах, список використаних джерел із 157 найменувань на 15 аркушах.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вступ дисертаційної роботи містить: обґрунтування актуальності теми й наукової задачі; зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами; мету й задачі дослідження; об'єкт, предмет і методи досліджень; наукову новизну і практичну цінність отриманих результатів; особистий внесок здобувача; інформацію про реалізацію, апробації та публікації результатів.

У першому розділі проведено аналіз підходів і методів мультипроектного управління проектами й програмами державного рівня, у рамках якого розглянуто космічну програму України як об'єкт управління; проаналізовано існуючі методи й моделі мультипроектного управління проектами державного рівня; відображено підходи до оцінки ефективності проектів; розглянуто методи аналізу ресурсного та фінансового забезпечення проектів; проведено аналіз інформаційних технологій в управлінні проектами; сформульовано і обґрунтовано напрямок дисертаційного дослідження.

Аналіз ЗКПУ показав, що вона є багатофункціональною ієрархічною структурою, містить у собі цільові програми й проекти, забезпечується множиною наукових, інженерно-технічних, виробничих, фінансових та інших видів ресурсів, обсяг яких найчастіше обмежений. Це вимагає створення методів і моделей планування і управління ЗКПУ й окремими проектами протягом усього життєвого циклу.

Основними підходами при управлінні складними об'єктами, у тому числі й національними програмами, є такі: системний підхід, управління проектами, програмно-цільовий підхід. Зокрема, для ЗКПУ можна застосувати методи управління портфелем проектів, тому що вони теж спрямовані на досягнення стратегічної мети за наявності ресурсних обмежень. Методи управління портфелем проектів у рамках окремо взятого виробничого підприємства досить добре пророблені. Однак питання мультипроектного управління такими складними системами, як ЗКПУ й іншими програмами державного рівня, залишаються відкритими і вимагають розробки моделей та методів управління з урахуванням специфіки об'єкта управління, а саме з погляду таких системних вимірів:

-рівні управління (ЗКПУ, напрямок розвитку, цільові програми, проекти);

-рівні планування (довгостроковий, середньостроковий, річний);

-етапи життєвого циклу (науково-дослідні роботи (НДР), дослідно-конструкторські роботи (ДКР), технологічна підготовка виробництва (ТПВ), виробництво, експлуатація, модернізація й утилізація);

-рівні проектування ракетно-космічних комплексів.

У розподілі ресурсів за проектами у рамках ЗКПУ найбільш важливим аспектом при плануванні й управлінні є забезпечення раціональної структури фінансування. Більшість проектів у ЗКПУ фінансується з державного бюджету, а наявна практика фінансування показує, що кошти при цьому виділяються нерівномірно протягом року. Тому для забезпечення протягом усього життєвого циклу ЗКПУ безперервності робіт виникає необхідність залучення додаткового фінансування. Це вимагає розробки механізмів залучення додаткових джерел на покриття виникаючих дефіцитів ресурсів.

Проекти в складі ЗКПУ спрямовані на вирішення технічних, економічних і соціальних проблем держави та розвитку космічної галузі. Застосування показників комерційної ефективності для соціальних, наукових, дослідницьких проектів у складі ЗКПУ не дозволяє адекватно оцінити їхню значущість. Тому було зроблено висновок, що при формуванні структури ЗКПУ проекти варто оцінювати комплексно, розглядати з точки зору фінансової ефективності, суспільної й державної значущості. Задача комплексного оцінювання ефективності ускладнюється тим, що більшість параметрів оцінюють експерти, які найчастіше не можуть дати чіткого значення параметра, а оперують інтервальними чи нечіткими оцінками. Для цього необхідно розробити нечітку модель оцінки ефективності програми, що буде враховувати ступінь відповідності кожного рівня ЗКПУ стратегічним цілям розвитку космічної галузі.

Розповсюджені сучасні інформаційні технології MS Project, Project Expert, KOMFAR, PROSPІN не дозволяють здійснювати фінансове та ресурсне планування множини проектів у складі ієрархічної структури державних програм. Тому було зроблено висновок про необхідність розробки комп'ютерного інструментарію для оцінки ефективності й фінансового забезпечення ЗКПУ. Результати аналізу оформлені у вигляді постановки задачі дослідження.

Основні результати розділу опубліковані в працях [1-3, 11].

У другому розділі наведено формалізоване подання системних моделей управління космічною програмою й методи оцінки її ефективності з урахуванням різнорідних показників комерційної та соціальної значущості проектів.

ЗКПУ як об'єкт управління являє собою складну багаторівневу розподілену ієрархічну систему. Тому, застосовуючи технологію проектування метасистем, виділені такі рівні проектування ракетно-космічної техніки (РКТ): метасистема , система , підсистема , група елементів та елемент . Кожний більш верхній рівень проектування декомпозується на елементи, що входять у більш нижній рівень декомпозиції:

, (1)

де - оператор, обумовлений стратегією згортки показників. Тоді модель керування ЗКПУ на рівні формалізовано можна подати у вигляді рівняння балансу еталонного й фактичного стану:

, (2)

де і - фактичний та еталонний стани елемента ; - параметри, що обумовлюють можливість досягнення цільового стану системи, наприклад обсяг фінансового, кадрового, ресурсного забезпечення, терміни реалізації та ін. Якщо , то необхідно провести перепланування. Аналогічно описуються моделі управління для всіх рівнів ЗКПУ як метасистеми.

Така стратегія управління вимагає побудови системних структурних і подійних моделей поточного й еталонного станів ЗКПУ, а також методів порівняння цих станів. Тому подальшим кроком розробки системних моделей управління ЗКПУ є побудова моделей з урахуванням рівнів ієрархії програми: від рівня ЗКПУ до рівня проектів розробки виробів ракетно-космічної техніки; фаз життєвого циклу (ЖЦ) проектів програми; страт уявлення: цільової, функціональної, алгоритмічної та ін.; типів забезпечуючих ресурсів: кадрових, матеріальних, виробничих, фінансових та ін.

За допомогою мови регулярних схем системних моделей було розроблено системні моделі проектних дій (ПД) кожної страти (С), фаз ЖЦ проекту створення виробів ракетно-космічної техніки (ВРКТ), ракетно-космічного комплексу (РКК), цільової програми (ЦП) розвитку космічної галузі, напрямків (Н) розвитку і всієї ЗКПУ. Користуючись аксіомою згортки моделей , можна будувати системні моделі проектних дій ЗКПУ в кожному з перелічених вище базисів, підставляючи вираз системної моделі проектних дій, починаючи з нижнього рівня в сусідній верхній:

(3)

Кожна проектна дія, у свою чергу, має таку модель:

, (4)

де - тактико-технічні вимоги до результатів проектної дії, - кадрове забезпечення, - матеріальне забезпечення, - технологічне забезпечення, - фінансове забезпечення проектної дії, - трудомісткість її виконання.

Управління проектною дією буде полягати в складанні рівнянь балансу еталонних моделей і фактичних моделей станів з перевіркою значень моделей у задані моменти часу :

, (5)

де - припустимий рівень розбіжності показників часу, вартості, якості, забезпечення кадрами та ін. Аналіз розбіжностей за всіма рівнями і стратами уявлення є основою вибору методів їх усунення, які у загальному випадку охоплюють кілька напрямків. Однак на етапі планування основна увага приділяється усуненню неузгодженостей в термінах виконання й обсягах фінансування. Для визначення пріоритетності усунення неузгодженостей необхідно оцінити ефективність реалізації кожного проекту, цільових програм і всієї ЗКПУ в цілому.

Для цього розроблені методи формування показників ефективності як за окремими напрямками ефективності (рівень обороноздатності, якості зв'язку, нових знань), так і за всією програмою в цілому (комплексний показник проекту, цільової програми і всієї ЗКПУ). Показники за видами ефективності відбивають ефект від застосування отриманих результатів проектів за одним із напрямків. Комплексний показник відображає загальний ефект від програми за всіма напрямками використання результатів.

Суть пропонованих методів полягає в такому.

Крок 1. Виділяються рівні декомпозиції ЗКПУ: рівень державної програми - , рівень цільових програм -, рівень проектів - .

Крок 2. Формується набір показників ефективності ЗКПУ:

, , (6)

D - кількість показників ефективності, куди входять показники комерційної, науково-технічної, соціально-економічної ефективності проектів.

Для оцінки комерційної ефективності використовують показники доходу, чистої поточної вартості (NPV), індексу рентабельності (PІ), дисконтного періоду окупності (DPP), внутрішньої норми рентабельності (ІRR).

Науково-технічну ефективність можна визначити з урахуванням підвищення рівня науково-технічних розробок, перспективності застосування розробок, потенційного масштабу використання, ступені ймовірності досягнення позитивних результатів розробок, що оцінюються експертними методами.

До групи показників соціально-економічної ефективності можна віднести показники кількості створюваних робочих місць, збільшення сумарних відрахувань у соціальні фонди, скорочення бюджетних виплат у результаті працевлаштування працівників, збереження кваліфікованого персоналу.

Таким чином, ефективність ЗКПУ характеризується набором кількісних та якісних показників, тому виникає задача приведення їх до універсальної шкали виміру, що пропонується вирішити за допомогою використання лінгвістичних змінних.

Крок 3. У випадку аналізу ЗКПУ за видами ефективності кожен показник ефективності являє собою страту для оцінки ефективності всієї програми, у рамках якої оцінюється ефективність кожного проекту (- номер цільової програми, - номер проекту в цільовій програмі); потім цільових програм (як згортка показників ); а на останньому рівні - всієї ЗКПУ (як згортка показників ):

,, , (7)

,, (8)

де - кількість цільових програм, - кількість проектів, що входить у -ту цільову програму. Як функцію об'єднання f у (7) і (8) для адитивних кількісних показників застосовують суму їх значень на нижньому рівні для одержання значення показників більш верхнього рівня.

У випадку оцінки комплексного показника проводиться згортка показників ефективності на рівні проекту:

; (9)

; (10)

. (11)

Як функцію об'єднання f у (9)-(11) для неадитивних якісних і кількісних показників у (7)-(8) пропонується використовувати правила нечіткого виводу, основаних на максимінній композиції нечітких множин. Алгоритм проведення нечіткого виводу полягає у такому.

1. Показники ефективності описують за допомогою нечітких терм-множин , - лінгвістична назва терм-множини. Наприклад, у вигляді лінгвістичних змінних задаються зміни показників ефективності щодо базового рівня за допомогою термів "Зменшується", "Без змін", "Збільшується" і "Сильно збільшується".

2. Складають таблицю логічних правил згортки показників, позв'язують значення вхідних показників з відповідним значенням вихідного показника більш високого рівня. Наприклад, для згортки показників рівня цільової програми кожне правило описує одну комбінацію відповідності терм-множини показника при заданому наборі вхідних значень, , :

:. (12)

Об'єднання множини таких правил за допомогою оператора "АБО" дозволяє задати таблицю логічних правил у вигляді

. (13)

3. При заданому значенні вхідних показників визначається відповідне значення ступеня належності даного показника кожній терм-множині . Розраховується значення кожної терм-множини вихідного показника ефективності на основі логічних правил висновку

. (14)

4. Отримані в (14) значення є рівнями відтинання кожної терм-множини вихідного параметра ефективності. Об'єднання таких зрізаних терм-множин визначають функцію , на підставі якої обчислюється чітке значення показника ефективності

, (15)

де Х - область визначення показника ефективності . Таким чином розраховують кількісну оцінку ефективності елементів ЗКПУ будь-якого рівня декомпозиції. Запропонований метод оцінки ефективності ЗКПУ дозволяє одержати комплексну оцінку кожного рівня декомпозиції програми, на основі якої оцінюється важливість проектів і цільових програм для досягнення цілей державного рівня.

Для управління процесом виконання програми в умовах ресурсних обмежень пропонується використовувати зіставлення динаміки витрат і надходжень як за окремим проектом так і за ЗКПУ в цілому. Оцінку витрат пропонується здійснювати за рівнями декомпозиції ЗКПУ. На самому нижньому рівні декомпозиції програми проектні дії можна подати у вигляді сітьового графіка робіт , де - множина проектних дій, - множина зв'язків між ними. Плани більш високого рівня будують шляхом агрегування детальних планів, тому на кожному рівні декомпозиції ЗКПУ формуються сітьові моделі проектних дій з різним ступенем деталізації

, (16)

де і - множина елементів розбивки робіт і множина зв'язків між ними на рівні декомпозиції - відповідно рівні ЗКПУ, цільових програм, проектів створення ракетно-космічних комплексів, проектів створення виробів ракетно-космічної техніки і проектних дій. управління космічний програма обмеженість

На кожному з рівнів формуються статті витрат, виходячи з множини необхідних ресурсів , можливостей виконавців з множини виконавців чи їхніх підрозділів, пакета проектних дій і часу їхньої реалізації : .

Значення статей витрат визначають загальні фінансові витрати на елементи структури ЗКПУ на кожному рівні декомпозиції: .

Підсумкові витрати на ЗКПУ визначаються на основі витрат за кожним рівнем декомпозиції: і відбиваються в бюджетах кожного рівня з урахуванням розподілу витрат і доходів у часі:

, (17)

де - плановані грошові надходження на відповідному рівні ЗКПУ; - оцінка планованих витрат у момент часу t, - тривалість виконання програми. Бюджети проектів, що входять у цільові програми, є основою для формування бюджетів цільових програм, а ті визначають узагальнений бюджет усієї програми державного рівня. Плани на кожному рівні декомпозиції є основою для визначення достатності ресурсів з урахуванням їх обмежень і аналізу динаміки фінансування.

Основні результати розділу опубліковані в працях [4, 5, 10, 12, 13].

Третій розділ присвячений розробці моделей управління фінансовими потоками для реалізації космічної програми в умовах багатоваріантності фінансування.

При реалізації ЗКПУ й кожного проекту в її складі для вироблення управлінських впливів необхідно проводити аналіз динаміки споживання ресурсів і пов'язаних з ними витрат, а також динаміки надходження коштів на покриття цих витрат. Для аналізу динаміки фінансування пропонується використовувати моделі фінансового і ресурсного забезпечення ЗКПУ на різних рівнях планування із застосуванням апарату ресурсних і фінансових профілів. Це дозволяє моделювати виконання ЗКПУ на різних горизонтах планування і різних рівнях керування.

Динаміку загальних витрат визначають плани споживання ресурсів у часі Res(t)

, (18)

де - необхідні витрати на ресурси ЗКПУ в часі на відповідному рівні ЗКПУ.

Математичну модель фінансового плану ЗКПУ можна подати через фінансовий профіль надходжень коштів :

	(19)

де - фінансування n-го етапу елемента ЗКПУ відповідно до фінансового плану; - кількість етапів; - логічний предикат, який показує, що фінансування здійснюється в момент t. Найчастіше використовують фінансування по завершенні етапу, повну або часткову передплату.

Профіль руху коштів CF(t) визначають як різницю між кумулятивними профілями витрат і надходжень

.	(20)

Фінансова реалізовність проекту забезпечується, якщо , . Нерівномірність й обмежені можливості державного та комерційного фінансування призводять до виникнення періодів профіциту і дефіциту коштів. Це, у свою чергу, призводить до втрат реальної цінності грошей внаслідок інфляційних процесів, а у випадку їхнього дефіциту - до припинення виконання робіт проектів у рамках програм.

Для покриття виявлених дефіцитів фінансування при і запобігання припиненню робіт ЗКПУ пропонується таке вирішення задачі формування структури фінансування програми державного рівня, що полягає у виборі видів, обсягів і джерел фінансування проектів, які входять до її складу. Виконавці проектів шукають способи залучення додаткових надходжень із доступних власних , залучених та запозичених коштів. Обмеженнями при цьому виступають: терміни їхнього використання, рівень платоспроможності виконавця, вид дефіциту, на покриття якого спрямоване інвестування. Структура фінансування проекту має забезпечувати максимальну чисту поточну вартість проекту () для виконавця. Для розрахунку пропонується моделювати грошові потоки, пов'язані з проектом, за допомогою фінансових профілів, що відображають надходження і витрати коштів, динаміку надходження капітальних вкладень .

Кожен вид залучення коштів обумовлює відплив коштів у виді виплат дивідендів - , процентних виплат і повернення позикових засобів - . Далі, визначивши значення доступних обсягів додаткових засобів, що формують , і пов'язаних з ними витрат , моделюють грошові потоки за проектом.

Агрегування надходжень за проектом дає величину , агрегування витрат (у тому числі і виплат ) визначає . Тоді розраховують значення . Значення обсягів і джерел додаткових коштів, яке забезпечить максимум доходу, є раціональною структурою фінансування проекту

:. (21)

Подальше агрегування профілів , і проектів ЗКПУ за рівнями її декомпозиції визначає структуру фінансування всієї ЗКПУ

Основні результати розділу опубліковані в працях [8, 9,14, 15].

Четвертий розділ присвячений розробці комп'ютерного інструментарію для оцінки ефективності, планування і управління космічною програмою з урахуванням обмеженості ресурсів.

Розроблені в дисертації моделі й методи оформлені у вигляді комп'ютерного інструментарію, що містить у собі дві підсистеми:

-підсистему оцінки ефективності, що дозволяє формувати ієрархічну структуру програми; вводити набір показників усіх видів ефективності для кожного проекту нижнього рівня ієрархії; на підставі часткових показників ефективності проектів формувати інтегральні оцінки ефективності за кожним рівнем ієрархії програми;

підсистему планування фінансування, що дозволяє формувати плани проектів різного рівня деталізації; будувати ресурсні й фінансові профілі проектів в умовах заданих схем і обсягів фінансування; оцінити наявність дефіциту коштів; проаналізувати виконання програми при різних доступних видах фінансування і вибрати найбільш раціональний.

У роботі проведено аналіз ефективності ряду проектів з позиції екологічної ефективності. Вибрано шкали виміру та терм-множини показників для згортки показників за допомогою методу нечіткого виводу. Продемонстровано розрахунок впливу окремих показників на ефективність програми в цілому.

Проведено моделювання ЗКПУ з урахуванням різних варіантів динаміки фінансування замовником і можливих варіантів кредитування. Результатами моделювання є різні варіанти реалізації проектів і прогнозні значення термінів і витрат на їх виконання. Наявність такої інформації дозволяє менеджерам програми вибрати найбільш відповідний варіант реалізації проектів з урахуванням можливостей замовника, варіантів кредитування та можливостей виконавця проекту. Було проведено аналіз проектів, що виконуються в рамках поточної ЗКПУ. Розбіжності термінів та витрат становлять не більше 15%.

Основні результати розділу опубліковані в працях [6, 7, 16].

У додатках наведені акти про впровадження, модель управління ресурсами і якістю проектів ЗКПУ, очікувані результати ЗКПУ, початкові дані проекту створення космічного апарата і результати його моделювання.

ВИСНОВКИ

У дисертаційному дослідженні розв'язані науково-прикладні задачі розробки моделей і методів управління космічною програмою з урахуванням обмеженості ресурсів.

Основні наукові й практичні результати роботи полягають у такому.

Проаналізовано особливості структури, напрямків й оцінки ефективності ЗКПУ як складної ієрархічної системи, що має тривалі терміни реалізації, вимагає великої кількості ресурсів на виконання й обмежені джерела фінансування. Зроблено висновок про необхідність розробки методів формалізованого подання ЗКПУ і моделей управління програмою, що враховують обмеженість обсягів і нерівномірність бюджетного і небюджетного фінансування.

Проаналізовано напрямки оцінки ефективності ЗКПУ, що відображають їх економічну й суспільну значимість для держави. Зроблено висновок про необхідність розробки методів отримання інтегральних показників ефективності програми з урахуванням неоднорідності й якісного характеру частинних показників ефективності за різними напрямками.

Розроблено формалізовані системні моделі структури і управління тривалістю, вартістю, змістом, якістю і ресурсами проектів і ЗКПУ в цілому, що враховують рівні декомпозиції, страти уявлення, етапи життєвого циклу створення зразків ракетно-технічної техніки.

Розроблено метод оцінки ефективності ЗКПУ з урахуванням економічної і суспільної значущості, що дозволяє формувати комплексні показники з урахуванням неоднорідності частинних показників шляхом застосування основних положень теорії нечітких множин і відношень.

Створено моделі аналізу фінансових потоків інвестування проектів ЗКПУ з використанням методів формування профілів витрат і надходжень. Запропоновані моделі враховують вплив нерівномірності фінансування, що особливо важливо для тривалих проектів, які виконуються в рамках бюджетного фінансування, та можливості залучення додаткових інвестицій; дозволяють менеджерам програми одержувати варіанти реалізації окремих проектів і обґрунтовано приймати рішення щодо термінів виконання, варіантів фінансування й кінцевої вартості проектів.

Розроблено інструментальні засоби для оцінки ефективності ЗКПУ й моделювання варіантів фінансування проектів. Проведено дослідження реальних проектів і ЗКПУ в цілому. Отримані результати показали, що прогнозовані результати відрізняються від поточних у межах 10…15%. Розроблений комплекс методів, моделей та інструментальних засобів впроваджено в Національному космічному агентстві України і на ряді підприємств космічної галузі.

Створені методи оцінки ефективності, планування і управління проектами ЗКПУ дозволяють підвищити рівень наукової обґрунтованості планів реалізації проектів, корегувати їх у процесі реалізації і є важливим інструментом для менеджерів програми, які забезпечують максимальний рівень своєчасності виконання робіт і оцінки ефективності проектів і програм державного рівня.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Анализ развития ракетно-космической техники Украины и стратегия управления программами и проектами / Н.В. Замирец, В.М. Илюшко, С.А. Баулин, В.А. Щеголь // Технология приборостроения. - 2007. - № 2. - С. 30-35.

Баулин С.А. Системный анализ общегосударственной космической программы Украины для формирования подходов к оценке ее эффективности / С.А. Баулин // Технология приборостроения. - 2008. - №1. - С.14-17.

Концептуальні підходи до розробки Загальнодержавної цільової науково-технічної космічної програми України на 2008-2012 роки / Ю.С. Алексєєв, С.О. Баулін, С.М. Конюхов та ін. // Космічна наука і технологія. - 2008. - Т.14. - №1. - С. 3-9.

Методология построения системных моделей управления программами и проектами создания ракетно-космической техники / Н.В. Замирец, В.М. Илюшко, С.А. Баулин, В.А. Щеголь // Системи управління, навігації та зв'язку: зб. наук. праць Центрального науково-дослідного інституту навігації і управління. - Вип.1(5). - К., 2008.- С. 100-103.

Замирец Н.В. Системные модели управления программами и проектами ракетно-космической деятельности / Н.В. Замирец, С.А. Баулин, В.А. Щеголь // Системи управління, навігації та зв'язку: зб. наук. праць Центрального науково-дослідного інституту навігації і управління. - Вип.4(8). - К., 2008.- С. 98-105.

Баулин С.А. Модель оценки эффективности проектов и программ государственного уровня / С.А. Баулин // Системи обробки інформації: зб. наук. праць Харківського Університету Повітряних Сил ім. Івана Кожедуба. - Вип. 6(73). - Х., 2008. - С.151-155.

Замирец Н.В. Моделирование планов реализации программ государственного уровня на основе финансовых и ресурсных профилей / Н.В. Замирец, С.А. Баулин // Системи обробки інформації: зб. наук. праць Харківського Університету Повітряних Сил ім. Івана Кожедуба. - Вип. 3(70). - Х., 2008. - С.164-167.

Замирец Н.В. Метод выбора структуры финансирования программы государственного уровня / Н.В. Замирец, С.А. Баулин // Зб. наук. праць Харківського Університету Повітряних Сил ім. Івана Кожедуба. - Вип. 2(17). - Х., 2008.- С.128- 132.

Замирец Н.В. Модели оценки влияния инфляции и приостановки работ на выполнение программ государственного уровня / Н.В. Замирец, С.А. Баулин // Системи управління, навігації та зв'язку: зб. наук. праць Центрального науково-дослідного інституту навігації і управління. - Вип.3(7). - К., 2008.- С.128-131.

Баулин С.А. Метод оценки предварительных затрат проектов в составе программ государственного уровня / С.А. Баулин, О.Н. Замирец // Зб. наук. праць Харківського Університету Повітряних Сил ім. Івана Кожедуба. - Вип. 3(18). - Х., 2008.- С.148-154.

Бабак И.Н. Оценка эффективности проектов Общегосударственной космической программы Украины / И.Н. Бабак, С.А. Баулин // Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні: матеріали Міжнар. наук.-техн. конф., Х., 2007. - С. 602.

Бабак И.Н. Разработка моделей управления космической программы Украины в условиях ограниченности финансирования / И.Н. Бабак, Т.И. Москаленко, С.А. Баулин // Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні: матеріали Міжнар. наук.-техн. конф., Х., 2008. - Т. 2. - С. 165.

Методология формирования и технико-экономического обоснования космической программы Украины / С.А. Баулин, Н.В. Замирец, В.Т. Марченко, П.П. Хорольский // Информационные технологии в управлении сложными системами: сб. докл. и тез. Междунар. науч.-практ. конф, Днепропетровск, 22-23 мая 2008 г. - С. 75-80.

Бабак И.Н. Анализ государственной программы на основе моделирования финансовых профилей / И.Н. Бабак, С.А. Баулин // Новые технологии в машиностроении: тр. восемнадцатой междунар. конф., Харьков-Рыбачье, 3-8 сентября 2008. - С. 56.

Баулин С.А. Построение планов программ государственного уровня / С.А. Баулин // Актуальные проблемы управления бизнесом, предприятиями и проектами: VI междунар. науч.-практ. конф., Х., 2008. - С. 15.

Баулин С.А. Моделирование выполнения космической программы Украины в условиях ограниченности ресурсов / С.А. Баулин // Проблемы информатики и моделирования: материалы восьмой междунар. научно-техн. конф., Х., 2008. - С. 35.

АНОТАЦІЯ

Баулін С.О. Моделі та методи управління космічною програмою України з урахуванням обмеженості ресурсів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.22 - управління проектами та програмами. - Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, Харків, 2009.

Робота присвячена розробці моделей і методів управління Загальнодержавною цільовою науково-технічною космічною програмою України (ЗКПУ) з урахуванням обмеженості ресурсів. Науковими результатами є такі: вперше одержано методи моделювання структури і процесів управління програмами державного рівня розвитку техніки, що на відміну від існуючих забезпечують своєчасність реалізації і необхідний рівень ефективності проектів ЗКПУ шляхом вибору найбільш раціональних видів і схем фінансування в умовах обмеженості ресурсів; удосконалено моделі формування фінансових потоків, що на відміну від існуючих дозволяють агрегувати часткові ресурсні і фінансові профілі на кожному рівні управління ЗКПУ, що дозволяє оцінити витрати і тривалість виконання програми при різних схемах фінансування; дістав подальшого розвитку метод згортки показників ефективності проектів за допомогою теорії нечітких множин, що дає можливість спільного оцінювання різнорідних показників ефективності проектів у складі програм державного рівня.

Розроблені методи і моделі є науково-методичною базою для створення інструментальних засобів аналізу і управління ЗКПУ. Їх застосування дозволяє підвищити рівень наукової обґрунтованості планів проектів, корегувати їх у процесі реалізації і є важливим інструментом для менеджера при виборі джерел і динаміки фінансування проектів ЗКПУ для забезпечення їх своєчасного виконання з урахуванням стратегічних цілей розвитку космічної галузі.

Ключові слова: Загальнодержавна цільова науково-технічна космічна програма України, динаміка фінансування, ефективність державних програм, системні моделі управління.

АННОТАЦИЯ

Баулин С.О. Модели и методы управления космической программой Украины с учетом ограниченности ресурсов. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.22 - управление проектами и программами. - Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Харьков, 2009.

Работа посвящена разработке моделей и методов управления Общегосударственной целевой научно-технической космической программой Украины (ОКПУ) с учетом ресурсных ограничений.

Главной целью выполнения ОКПУ является развитие и эффективное использование космической отрасли для экономического роста страны, обеспечения безопасности, внедрения высоких технологий. Поэтому в ее состав включены коммерческие, социальные и научные проекты, для оценки эффективности которых существующих показателей проектного анализа (чистой текущей стоимости, индекса рентабельности и др.) недостаточно. Отсюда возникает задача разработки метода оценки эффективности программы, который в отличие от существующих позволит совместно оценивать коммерческую и государственную направленность ОКПУ.

При планировании ОКПУ важно также обеспечение достаточного и своевременного финансирования, поскольку неравномерность и ограниченные возможности государственного и коммерческого финансирования приводят к появлению периодов дефицита денежных средств, что приводит к приостановке работ. Поэтому выбор источников и динамики финансирования проектов в составе ОКПУ является актуальной задачей, решение которой позволит обеспечить своевременность выполнения программы и оценить эффективность ее выполнения.

В работе проанализированы направления оценки эффективности ОКПУ. Установлено, что показатели эффективности носять качественный и количественный характер. Поэтому был разработан метод оценки эффективности ОКПУ с учетом экономической и общественной значимости, который позволяет формировать комплексные показатели с учетом неоднородности частных показателей путем применения основных положений теории нечетких множеств и отношений. Разработаны формализованные системные модели структуры и управления длительностью, стоимостью, содержанием, качеством и ресурсами проектов и ЗКПУ в целом, которые учитывают уровни декомпозиции, страты представления, этапы жизненного цикла создания образцов ракетно-технической техники.

Разработаны модели анализа финансовых потоков инвестирования проектов ОКПУ с использованием методов формирования профилей затрат и поступлений. Предложенные модели учитывают влияние неравномерностей финансирования, что особенно важно для продолжительных проектов, выполняемых в рамках бюджетного финансирования, возможности привлечения дополнительных инвестиций; позволяют менеджерам программы получать варианты реализации отдельных проектов и обоснованно принимать решения о сроках выполнения проектов и вариантах финансирования и окончательной стоимости проектов.

Научными результатами являются: впервые получены методы моделирования структуры и процессов управления программами государственного уровня развития техники, которые в отличие от существующих обеспечивают своевременность реализации и необходимый уровень эффективности проектов ОКПУ, путем выбора наиболее рациональных видов и схем финансирования в условиях ограниченности ресурсов; усовершенствованы модели формирования финансовых потоков, которые в отличие от существующих позволяют агрегировать частные ресурсные и финансовые профили на каждом уровне управления ОКПУ, что позволяет оценить затраты и длительность выполнения программы при различных схемах финансирования; получил дальнейшее развитие метод свертки показателей эффективности проектов с помощью теории нечетких множеств, что дает возможность совместного оценивания разнородных показателей эффективности проектов в составе программ государственного уровня.

Разработаны инструментальные средства для оценки эффективности ОКПУ и моделирования вариантов финансирования проектов. Разработанные методы, модели и инструментальные средства внедрены в Национальном космическом агентстве Украины и на ряде предприятий космической отрасли, что позволило на этапе планирования оценить различные виды эффективности программы и провести анализ ее финансирования с учетом ограничений финансирования и возможностей исполнителей.

Разработанные методы оценки эффективности, планирования и управления проектами ОКПУ позволяют повысить уровень научной обоснованности планов реализации проектов, корректировать их в процессе реализации и являются важным инструментом для менеджеров программ, обеспечивающих максимальный уровень своевременности выполнения работ и оценки эффективности проектов и программ государственного уровня.

Ключевые слова: Общегосударственная целевая научно-техническая космическая программа Украины, динамика финансирования, эффективность государственных программ, системные модели управления.

ABSTRACT

Baulin S.A. Models and Methods of Ukraine Space Program Management with an Allowance for Scarce Resources. - Manuscript.

Dissertation for obtaining candidate scientific degree on specialty 05.13.22. - project and program management. - National Aerospace University “Kharkiv Aviation Institute”, Kharkiv, 2009.

Work is devoted to development of models and methods of Ukraine state space program (USSP) management for formation of directions of development of space industry, scarce resources are taken into account. The scientific results obtained in thesis are as follows: new methods of formation and modeling the structure and processes of the state engineering development program management which differ from existing ones and provide timeliness of realization of USSP projects' and their effectiveness required level due to selection of the most rational types and financial schemes under scarce resource conditions; models of funds flow formation which differ in aggregating private resources and financial structures at each level of USSP management that allows to estimate expenses and duration of the program realization at various financial schemes. The following method has been advanced: the project effectiveness parameters reduction method using the fuzzy-set theory that allows to evaluate diverse parameters of project effectiveness in structure of the state programs.

The developed methods and models are methodological base for creation of USSP analysis and management tools. Their application allows to increase the level of scientific validity of project plans while selecting the sources and dynamics of USSP projects financing to perform them timely duly in view of the strategic purposes of space engineering development.

Key words: Ukraine state space program management, financing dynamics, state programs effectiveness, system management models

Размещено на Allbest.ru

...