Разработка методов повышения эффективности процессов проектирования ЛСП

Страница 1 2

---

СОДЕРЖАНИЕ

• Введение
• Глава 1. процессы проектирования ЛСП, структуризация процессов проектирования ЛСП
• Основные положения проектирования ЛСП
• факторы, влияющие на выбор типа ЛСП
• основные принципы и требования к проектированию ЛСП
• Структуризация процессов проектирования ЛСП
• структура продукта
• структура процесса
• организационная структура
• структура управления
• Выводы
• Глава 2. Система управления процессами
• проектирования ЛСП
• 2.1. Подсистема управления проектами
• стандарт управления проектами
• пакеты прикладных программ
• 2.2. Подсистема САПР-ЛСП
• 2.3. Система управления процессами проектирования ЛСП
• Выводы
• Глава 3. Использование систем поддержки принятия решений при проектировании ЛСП
• 3.1. Использование систем ИАД для анализа данных проектов ЛСП
• 3.2. Исследование возможностей реализации результатов работы систем ИАД в процессах проектирования
• Выводы
• ГЛАВА 4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
  

Введение

Общая характеристика работы.

Усилия многих стран направлены в настоящее время на освоение минеральных ресурсов Мирового Океана. И они увеличиваются в той степени, насколько утверждается общественное мнение, что разведочные запасы полезных ископаемых материков истощаются, и возникает настоятельная необходимость вовлечения в сферу общественного производства полезных ископаемых месторождений шельфа Океана.

В мировом Океане выявлено более трехсот осадочных бассейнов, которые считаются перспективными на нефть и газ. В настоящее время около ста государств проводят геолого-географические работы по поиску месторождений нефти и газа в океане, более шестидесяти стран выполняют разведочное бурение и более сорока – добычу.

Осадочные отложения шельфа морей России обладают огромной, практически неосвоенной минерально-сырьевой базой. По предварительным данным начальные суммарные ресурсы газа, конденсата и нефти составляют на шельфе морей России свыше 65% от разведанных запасов на шельфе Мирового океана.

Освоение ресурсов нефтегазоносных районов шельфа морей и океанов в настоящее время становится одним из главных перспективных источников развития топливно-энергетической базы России.

Итак, 70% площади российского шельфа перспективны на нефть и газ, при этом подавляющая часть перспективного шельфа расположена в замерзающих морях с тяжелым ледовым режимом, суровыми природно-климатическими условиями и слабо развитой береговой инфраструктурой (арктические и дальневосточные моря). Суровые природно-климатические условия создают серьезные трудности на пути создания технических средств освоения шельфа.

Разработка месторождений арктических морей началась в начале 70-х годов, когда на Канадском шельфе в море Бофорта было построено около 30 искусственных островов на глубинах моря до 25 метров. Опыт строительства и эксплуатации искусственных островов показал, что для подобных сооружений вопрос защиты от волновой и ледовой эррозии до конца не решен. Кроме того, использование искусственных островов возможно только лишь на относительно небольших глубинах. Первые ледостойкие платформы построенные в середине 80-х годов в заливе Кука доказали возможность технического решения проблем разработки месторождений арктических морей и активизировали научные исследования в этой области. Однако и по сей день морские ледостойкие стационарные нефтегазодобывающие платформы (ЛСП) являются относительно новым и перспективным классом гидротехнических сооружений, требующим научных и практических исследований.

Сооружения рассматриваемого класса принципиально отличаются от традиционных объектов гидротехники и судостроения, их создание связано с необходимостью обширного изучения внешних условий проведения теоретических и конструктивных разработок. Надежность ЛСП в значительной мере зависит от достоверности определения величин различных нагрузок, например, ледовых, достигающих иногда нескольких десятков тысяч тонн, что значительно превышает величины нагрузок от действия других факторов окружающей среды (ветра, волны, сейсмики). Кроме того, промышленные комплексы сооружений континентального шельфа сосредотачивают на своих объектах большое количество техники и людских ресурсов, что делает последствия от аварии таких сооружений несоизмеримо выше стоимости их строительства. Поэтому повышение качества и эффективности процессов проектирования ЛСП является одним из важнейших стратегических направлений развития нефтяной и газовой промышленности. Одним из способов эффективного решения этих вопросов является создание методов интеграции систем автоматизированного проектирования (САПР) и технологий управления проектами (УП).

Российская нефтегазодобывающая промышленность испытывает ряд серьезных трудностей на пути освоения месторождений арктических и субарктических морей. Среди них:

• Относительно небольшой отечественный опыт проектирования и разработки морских месторождений замерзающих морей;
• Несовершенство нормативной базы проектирования исследуемых систем;
• Слабый уровень информационных технологий и методов управления проектами, используемых в процессах проектирования и управления.

Зарубежный опыт проектирования ЛСП, накопленный, в основном при строительстве платформ в шельфовых зонах Аляски и Канады, может быть использован лишь как вспомогательный. В этих районах отсутствует сейсмичность, а гидрометеорологические и геологические условия значительно благоприятнее, чем в бассейнах Баренцева и Охотского морей.

Увеличение качества и эффективности процессов проектирования становится условием выполнения повышенных требований надежности и безопасности ЛСП.

Основной целью работы является исследование и разработка методов повышения эффективности процессов проектирования ЛСП за счет интеграции систем автоматизированного проектирования и управления проектами.

Поставленная цель достигается путем решения следующих задач:

• исследовать процессы проектирования ЛСП и провести структуризацию этих процессов в соответствии с положениями теории управления проектами. Разработать структурную декомпозицию работ проекта и декомпозицию организационной структуры проекта;
• выполнить анализ возможностей использования современных моделей и технологий автоматизированного проектирования и управления проектами в процессах проектирования ЛСП. На основании результатов анализа разработать генеральную схему и архитектуру системной среды САПР-ЛСП;
• на основе анализа возможностей интеграции технологий САПР и управления проектами разработать систему управления процессами проектирования ЛСП (СУПП ЛСП);

Ядром дипломной работы является система управления процессами проектирования ЛСП (СУПП ЛСП), основные компоненты которой изображены на рис. 1.

Рис. 1. Система управления процессами проектирования ЛСП

На основе исследований работы СППР в системе управления процессами проектирования ЛСП изучены возможности практического использования разрабатываемой системы (рис. 2).

Рис. 2. Системы поддержки принятия решений в СУПП ЛСП

ПРОЦЕССЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛСП, СТРУКТУРИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛСП

1.1. Основные положения проектирования ЛСП

Морские ледостойкие платформы являются наиболее ответственными конструкциями для общего обустройства нефтегазовых месторождений. Из-за тяжелых внешних условий эти сооружения должны проектироваться таким образом, чтобы обеспечить защиту персонала, дорогостоящего оборудования и технических средств от однолетнего и многолетнего льда, сильных землетрясений, существенных ветров, волн и течений. Отсутствие опыта проектирования уникальных сооружений на шельфах арктических морей, пробелы в существующей нормативной базе и особенности условий окружающей среды делают вопросы совершенствования процессов проектирования морских стационарных ледостойких платформ ЛСП актуальной, требующей скорейшего решения, проблемой.

Факторы, влияющие на выбор типа ЛСП

Тип ледостойкого сооружения, в первую очередь, определяется его функциональным назначением, особенностью ледового режима региона, глубиной моря и конкретными инженерно-геологическими условиями. Большую роль играют также параметры и состав технологического оборудования, наличие производственных мощностей, уровень развития инфраструктуры, отдаленность от промышленных районов и баз снабжения.

В современной практике существует 4 основных типа морских нефтегазовых сооружений, которые способны выдерживать тяжелые ледовые нагрузки и могут быть установлены в районах со сложными природно-климатическими условиями:

1. Ледостойкие искусственные острова;
2. Ледостойкие свайные платформы;
3. Ледостойкие гравитационные платформы;
4. Ледостойкие свайно-гравитационные платформы.

На небольших глубинах арктического шельфа широкое распространение получили конструкции искусственных островов. Этот вид конструкций изучается в данной работе, как альтернативный стационарным платформам вариант технического решения.

Обоснованность выбора типа ЛСП зависит от полноты и достоверности анализа технологических, инженерно-геологических, гидрометеорологических и производственных факторов. В зависимости от этих же факторов определяется общая концепция схемы освоения, как отдельных месторождений, так и всего региона.

Основным технологическим фактором, влияющим на выбор типа ЛСП, является назначение предполагаемых морских скважин: структурно-поисковые, разведочные, эксплуатационные. Следующим технологическим фактором является вид добываемой продукции: нефть, газ, конденсат.

Инженерно-геологические факторы являются основными для выбора типа ОО сооружения (гравитационный, свайный или свайно-гравитационный). Наличие карьеров инженерных материалов при определенных глубинах может оказаться решающим фактором для выбора конструкции искусственного острова.

Основными инженерно-геологическими условиями для проектирования являются:

• геологическое строение точки установки ЛСП;
• данные инженерно-геологических процессов в районе установки;
• физико-механические характеристики грунтов.

В зависимости от характеристики верхнего слоя грунтов определяется необходимость защиты фундаментов ЛСП от размывов и способ закрепления сооружения на грунте.

Гидрометеорологические факторы являются основными при выборе конструкции ЛСП. Они также являются решающими при определении процедур организации строительства и возможности эксплуатации сооружения.

Окружающая среда характеризуется гидрометеорологическими факторами, определяющими условия проведения работ в море, возможности строительства и эксплуатации нефтепромысловых объектов и технических средств. Основные из них: ледовый покров морей, температурные условия, ветер, волнения, течения, уровень воды, ее химический состав и др.

Учет этих факторов дает возможность оценить рентабельность освоения морских месторождений нефти и газа.

Первоочередными факторами являются ледовые условия и глубина моря. По этим факторам определяется класс сооружений (ледостойкий или неледостойкий вариант) и конкретный тип (островной, эстакадный, платформа, подводное оборудование и т.д.).

Отдаленность месторождения от берега определяет вид транспортных средств обеспечения и способы транспортировки углеводородов.

Конструктивные решения должны приниматься исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения материалоемкости, энергоемкости, продолжительности и стоимости строительства.

Основные принципы и требования к проектированию ЛСП

ЛСП должны проектироваться и строиться на современном научно-техническом уровне, отвечающем требованиям эстетики, эргономики, корабельной архитектуры, технико-экономическим показателям наиболее прогрессивных сооружений подобного типа в мировой практике путем:

• применения современных технологий САПР и управления проектами;
• применения автоматизированного и дистанционно-управляемого основного и вспомогательного оборудования, средств КИП и А и др., обеспечивающих безаварийную эксплуатацию с длительным межремонтным циклом в условиях агрессивной морской атмосферы;
• оснащения платформы оборудованием и устройствами, обеспечивающими предупреждение аварии, тушение пожара и эвакуацию персонала;
• оптимального распределения технологических операций по подготовке и бесперебойному транспорту пластовой продукции (ПП).

Проект ЛСП должен быть разработан по нормам и правилам действующим в РФ.

Продуктом процессов проектирования является техническая документация. Одним из основных факторов, влияющих на объем и глубину технических проработок, производимых в процессе проектирования, является стадия проектирования. От стадии концептуального планирования до начала строительства проводится большой объем работ по верификации и оформлению проектных решений.

В зависимости от стадии проектирования меняется не только структура разрабатываемой документации, но и процессы необходимые для ее создания. Например, к таким временным процессам относятся согласование и утверждение технической документации в государственных надзорных органах. Для успешного утверждения проекта разработки морского месторождения на территории РФ необходимо придерживаться российской практики проектирования, так как государственные надзорные органы действуют на основании российского законодательства и руководствуются российскими нормами и правилами проектирования.

Состав технической документации для каждой стадии проектирования должен определяться на основе итеративного процесса разработки документации, норм и правил проектирования, требований заказчика и государственных надзорных органов.

Далее сформулированы основные принципы и требования к проектированию ЛСП:

• Морские ледостойкие стационарные платформы являются объектами обустройства морских нефтегазовых месторождений и техническим средством для бурения разведочных и эксплуатационных скважин. Класс платформы определяется в соответствии со СниП 2.06.01-86 [48].
• При проектировании ЛСП необходимо учитывать опыт проектирования, строительства и эксплуатации морских гидротехнических сооружений, а также использовать результаты исследований в этой области.
• При проектировании ЛСП должны учитываться требования действующих государственных стандартов, норм, правил и нормативных документов по проектированию, а также требования по обеспечению безопасности работ, охране окружающей среды в период разведки, строительства и эксплуатации объекта.
• Проектирование должно осуществляться с учетом требований безопасной, бесперебойной и экологически безвредной эксплуатации в течение всего срока службы сооружения, а также обеспечения удобства ведения работ по осмотру и текущему ремонту сооружения.
• Морские ледостойкие платформы должны проектироваться исходя из общей схемы обустройства месторождения, на основе комплексного подхода к освоению нефтегазоносного района и смежных отраслей.
• Тип, параметры и компоновку ЛСП следует выбирать на основании сравнения технико-экономических показателей вариантов согласно СНиП 2.06.01-86 [48] и задания на проектирование по СНиП 1.02.01-85 [47] с учетом:

— проекта разработки месторождения;

— правил охраны прибрежных вод, морей и законодательства по охране экологических зон РФ;

— природных условий района строительства (климатических, инженерно-геологических, геокриологических, сейсмических, гидрометеорологических и других условий среды) и прогноза их изменения;

— наличия транспортных и строительных средств;

— условий и методов производства работ;

— требований по экономному расходованию строительных материалов;

— размещения производственных баз и их возможностей.

При проектировании ЛСП необходимо обеспечить:

— прочность и устойчивость сооружения и его элементов на стадиях изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации;

— максимальное использование местных строительных материалов;

— минимальную продолжительность строительно-монтажных работ на акватории;

— эстетическое и архитектурное оформление;

— унификацию компоновки оборудования, конструкций и технологий производства работ;

— автономность работы технологических модулей;

— соблюдение требований действующих законов по охране окружающей среды, международных договоров, правил охраны от загрязнения прибрежных вод морей и законодательств по охране экономических зон;

— пожарную безопасность и оснащение средствами пожаротушения.

• При проектировании ЛСП необходимо предусмотреть установку соответствующего стационарного оборудования, КИПиА для выполнения режимных и контрольных наблюдений и исследований при эксплуатации сооружений.
• Технологические площадки ЛСП должны иметь минимально необходимые размеры в соответствии с требованиями технологического процесса.
• При проектировании ЛСП необходимо применять модельные исследования и методы математического моделирования.
• Все элементы конструкции надводной части ЛСП должны быть доступны для безопасного осмотра и обслуживания.
• При выборе конструктивной схемы и технического решения ЛСП необходимо предусматривать разбивку на сборочные единицы, размеры и масса которых допускает транспортировку, установку и крепление на точке существующими техническими средствами.
• Минимизировать ветроволновое воздействие на ЛСП за счет соответствующей ориентации сооружения по частям света.
• Жилой блок на ЛСП следует располагать со стороны господствующих ветров. С противоположной стороны от жилого блока должны располагаться буровой и производственные модули, а также стрела факела.
• Мероприятия по охране природной среды должны проектироваться комплексно на основе прогноза ее изменения в связи с установкой ЛСП.
• При проектировании ЛСП должна быть предусмотрена разработка технологических мероприятий по предупреждению аварийных разливов нефти.
• При проектировании ЛСП следует предусмотреть мероприятия по демонтажу сооружения и тампонажу скважин после окончания эксплуатации.
• Выбор типа фундаментов ЛСП должен производиться на основании вариантных проработок, учитывающих требования технологического характера по эксплуатации, монтажу и демонтажу всего комплекса оборудования, экологических требований, а также требований по сокращению сроков строительства. Выбор типа фундамента должен зависеть от технико-экономических показателей сравнения вариантов и инженерно-геологических условий.
• ЛСП должны оборудоваться причально-посадочными устройствами для подхода судов и вертолетными площадками

Выше приведена часть основных принципов проектирования ЛСП. Эти сооружения являются сложными техническими системами, процессы проектирования которых характеризуются высокой степенью интеграции нескольких научно-технических дисциплин. Проект ЛСП является результатом технико-экономических компромиссов сопоставления различных норм, требований и методов принятия проектных решений.

Рассмотренные требования показали, что жизненный цикл ЛСП отражает характерное для сложных систем отсутствие возможности полной централизации процессов обработки информации и принятия решений в одном проектирующем звене. Это приводит к необходимости формирования иерархической структуры системы проектирования, уровневой декомпозиции объекта проектирования и этапной декомпозиции процесса проектирования.

1.2. Структуризация процессов проектирования ЛСП

Проектирование морских ледостойких стационарных нефтегазодобывающих платформ является методологически сложной, многоуровневой задачей и требует реализации проектно-ориентированного системного подхода. Для успешного выполнения проекта необходима организация эффективного взаимодействия изыскательских, проектных, научных и конструкторских организаций, обеспечивающих разработку, создание и утверждение технической документации на создание ЛСП в соответствии с разработанной концепцией системы управления проектом.

Основой для эффективного управления процессами проектирования ЛСП является структура проекта. Для выявления и формулировки целей, определения состава проекта, организации планирования и контроля процессов выполнения проекта необходимо определить и построить структуру работ проекта. Структурная декомпозиция подсистем и элементов проекта формирует схемы эффективного управления, организует связи и отношения между его элементами.

На рис. 1.1. представлена общая схема структуризации процессов проектирования ЛСП, состоящая из следующих компонентов:

1) компоненты продукции проекта (структура продукта),

2) этапы жизненного цикла (структура процесса),

3) элементы организационной структуры (организационная структура),

4) компоненты управления проектом (структура управления проектами).

Рис. 1.1. Общая схема структуризации процессов проектирования ЛСП

Ряд проблем повышения эффективности процессов управления проектированием ЛСП решается за счет формирования на основе структуры проекта технологических линий проектирования и управляющих процедур на всех этапах жизненного цикла проекта.

Для структуризации используется ряд специальных моделей. При структуризации процессов проектирования ЛСП использованы следующие модели: структура продукта, дерево работ, организационная структура исполнителей, структура управления. В качестве метода структуризации проекта использован метод «сверху — вниз» (детализация крупных частей проекта).

Структура продукта.

Первой в исследовании была разработана структура продукта (тех. документации). Продуктом процессов проектирования ЛСП является согласованный и утвержденный в государственных надзорных органах технический документ, содержащий техническую информацию по проектированию, строительству, эксплуатации и/или ликвидации морских ледостойких стационарных платформ. Техническая информация, содержащаяся в документе, является интеллектуальным продуктом деятельности предприятий, участвующих в проектировании.

Для разработки структуры продукта необходим тщательный анализ объекта проектирования (ЛСП). Выделение уникальных технических характеристик объекта дает возможность эффективно структурировать разрабатываемую на него, техническую документацию.

Конструкции морских платформ имеют сложные, часто уникальные конструкционно-архитектурные решения, многие из них являются конструкциями оболочечного типа и близки к судостроительным конструкциям, так как должны обладать плавучестью, остойчивостью на воде и выдерживать локальные воздействия внешних нагрузок, в первую очередь льда.

По функциональным и архитектурным признакам конструкция ЛСП делится на два основных блока – это верхние строения (ВС) и опорное основание. Эти два функционально-различимых блока войдут в структуру как независимые структурные элементы продукта процессов проектирования (левая часть рис. 1.3.).

На рис. 1.2. представлена схема жизненного цикла морской ледостойкой стационарной платформы. Процедуры ликвидации ЛСП по исполнению сходны с процессами строительства, поэтому они объединены на рис. 1.3. В средней части рис. 1.3. учтены структурные элементы продукта (тех. документации) основанные на этапах жизненного цикла ЛСП.

Рис. 1.2. Схема жизненного цикла ЛСП

Процессы бурения, добычи и переработки пластовой продукции, выполняемые на ЛСП, накладывают особые требования к экологической безопасности систем и конструкций морской платформы. Аварийные нарушения технологических операций, проводимых на ЛСП, могут повлечь за собой крупные экологические катастрофы. Кроме того, особое значение для этих компактных и автономных гидротехнических объектов имеют вопросы безопасности персонала.

Отсутствие или недостаточное внимание в технической документации к вопросам экологии и безопасности станет препятствием для получения согласований и утверждения в надзорных органах. В правой части рис. 1.3. в качестве структурных элементов учтены вопросы экологии и безопасности.

На рис. 1.3. показана обобщенная схема структуры продукта проектирования ЛСП. Структура продукта дает представление о содержании тех. документации, о сумме знаний, навыков, процедур и средств, которые необходимо применить для достижения цели ее создания и о специалистах и их квалификации, способных выполнить эту работу.

Рис. 1.3. Структура продукта (тех. документации на ЛСП)

Структура процесса.

Для организации эффективной системы управления недостаточно использовать только структуру продукта. Существуют процессы проектирования, которые не отражены в описании продукта и при этом являются важными процедурами проекта. (Например: «согласование и утверждение проекта»). Для организации эффективного управления процессами проектирования ЛСП должна быть подготовлена схема жизненного цикла проекта, которая и станет основой структуры процесса (рис. 1.4.).

Рис. 1.4. Структура процесса проектирования ЛСП

Фазы подготовки и завершения проекта находятся за временными рамками проекта и потому не входят в основную структуру процесса проектирования. «Подготовка проекта» — деятельность предприятия, направленная на привлечение Заказчика (технические и коммерческие предложения, совещания, переговоры и т. д.). «Завершение проекта» — это мероприятия по внутреннему закрытию проекта.

Компоненты структуры процесса могут меняться в зависимости от специфических условий проекта. Они обладают различным объемом работ и не имеют строгой последовательности выполнения. Так, «отчеты о состоянии работ» и «технические совещания» будут выполняться на протяжении всего проекта с момента «заключения контакта». Подсистема «разработки тех. документации (проектирования)» это наиболее наукоемкий процесс, где задействовано наибольшее количество квалифицированного персонала. На этом этапе обобщаются и оптимизируются все проектные решения по отдельным проектирующим подсистемам (структура продукта). Этап «заключение контакта» выполняется руководящим комитетом предприятия, имеет единовременный характер и происходит в самом начале проекта.

Детализация структуры процесса позволяет учесть проектные процессы не связанные со структурой продукта и использовать их для создания общей декомпозиции работ проекта.

Организационная структура.

Для распределения ответственности и координации работ по проекту необходима организационная схема, которая должна охватывать все группы или отдельные лица, которые будут работать на проект, включая лиц, заинтересованных в проекте из его внешнего окружения. Схема включает не только непосредственных исполнителей внутри предприятия, но и заинтересованные в проекте стороны, такие, например, как заказчик, субподрядные организации, независимые эксперты и специалисты, государственные надзорные органы и их независимые эксперты.

Обобщенная схема организационной структуры процессов проектирования ЛСП представлена на рис. 1.5.

Организационная структура может иметь и иные связи и иерархию. Она может зависеть от организационной политики предприятия подрядчика, а также от конкретных условий проекта.

Разработка организационной структуры дает возможность увеличить эффективность управления процессами проектирования ЛСП за счет рационального распределения ответственности между участниками проекта.

Структура управления.

При осуществлении проекта кроме основных работ необходимо также учитывать действия менеджмента предприятия направленные на управление проектом. Данный вид деятельности полностью зависит от управленческой политики Заказчика и Исполнителя и состоит из двух частей это – «общее управление проектом» и «система управления проектом». К общему управлению отнесем организационно-иерархическую модель управления, а к системе управления проектом — совокупность инструментариев, методик и технологий направленных на совершенствование процедур и процессов. Компонент «система управления проектом» включает в себя деятельность по разработке, модификации и обслуживанию архитектуры системы управления проектом.

Введение структуры управления проектом позволит оптимизировать деятельность менеджмента проектного предприятия, дифференцировать задачи управления, а также решить ряд задач совершенствования управляющих процессов. Увеличение эффективности процедур управления проектированием путем разработки систем УП позволяет значительно повысить качество принимаемых управленческих решений.

Обобщая накопленные знания о продукте, процессах, организации и управлении проекта для удобства управления создаются структурная декомпозиция работ проекта (Work Breakdown Structure (WBS)) и декомпозиция организационной структуры проекта (Organizational Breakdown Structure (OBS)) [2] (рис. 1.6.).

Первая часть схемы (WBS) — это целеориентированная группа элементов проекта, которая определяет и организует общий замысел проекта и включает в себя разбиение основных целей проекта на более мелкие и более управляемые компоненты.

Часто структурные декомпозиции работ других проектов могут быть использованы как шаблоны для нового проекта.

Структурная декомпозиция работ проекта должна быть отделена от прочих структур декомпозиции, используемых для отображения информации о проекте. Одной из таких структур является декомпозиция организационной структуры проекта (OBS) (рис. 1.6.), которая используется для распределения ответственности по всем элементам деятельности проекта.

Структурная декомпозиция подсистем и элементов проекта определяет предметную среду управления. Формируются связи и отношения между этими элементами. Для организации взаимодействия участников проекта и производства документирования на основе декомпозиции создается информационный язык проекта.

Система управления процессами проектирования ЛСП

2.1. Подсистема управления проектами

Исследование подсистемы управления проектами состоит из 2-х частей. Первая часть – это изучение методологической основы подсистемы. Во второй части производится обзор и сравнительный анализ программных средств поддержки управляющих процедур. На рис. 2.1. представлена структура исследований в области управления проектами.

Рис. 2.1. Структура исследований в области УП.

Стандарт управления проектами.

Таблица 2.1

 

Управление интеграцией проекта — описание основных процессов, необходимых для координации различных элементов проекта.

Управление содержанием (замыслом) проекта — процессы проверки наличия необходимых видов деятельности для успешного завершения проекта.

Управление временем проекта — описание процессов обеспечения своевременного завершения проекта.

Управление стоимостью проекта — описание процессов выполнения проекта в рамках утвержденного бюджета.

Управление качеством проекта — описание процессов удовлетворения потребностей, ради которых был предпринят проект.

Управление человеческими ресурсами проекта — процессы, направленные на эффективное использование человеческих ресурсов проекта.

Управление коммуникациями проекта — процессы, контролирующие информацию проекта.

Управление риском проекта — процессы, связанные с определением, анализом и ответной реакцией на риск проекта.

Управление обеспечением проекта — процессы получения товаров и услуг извне проекта.

Пакеты прикладных программ.

Ниже приведено исследование информационных средств управления проектами. Приложения по УП являются инструментарием выполнения методик и технологий управления. Они должны быть функциональны, эффективны и удобны в использовании. Выбор программных средств для управления проектами является важной частью процесса организации деятельности предприятия.

Информационные средства УП представлены специализированными системами календарно-сетевого планирования (КСП). На рынках СНГ продукция западных производителей представлена в основном фирмами Microsoft, Primavera Systems и Welcom Software. Среди КСП систем российских разработчиков выделяется продукт Spider Project компании «Технологии управления Спайдер».

1) КСП-система Microsoft Project наиболее популярный продукт. Сочетание простоты использования, дружественного интерфейса и наличие наиболее необходимых инструментов для управления проектом стало предпосылкой успеха этой системы у пользователей. Этот продукт, в первую очередь, рассчитан на пользователей, которые не являются профессионалами в области УП.

2) Компания Primavera Systems на основе своей концепции концентрического управления проектами (Concentric Project Management) предоставляет продукцию для построения интегрированной среды управления комплексными проектами. Базовый пакет Primavera Project Planner (P3) рассчитан на пользователей профессионалов в области управления проектами.

3) Компания Welcom Software Technologies предлагает только одну систему для календарно-сетевого планирования Open Plan. Пакет создан на основе стратегии создания интегрированной среды управления проектами. Open Plan Professional (OPP) ориентирован на менеджмент сложных комплексных проектов.

4) КСП-система Spider Project создана профессионалами в управлении проектами. В настоящее время, этот функционально мощный продукт получил распространение не только в России, но и за рубежом.

Проектно-ориентированные организации, выполняющие сложные, многоуровневые проекты разработки ЛСП, нуждаются в мощном и многофункциональном информационном инструменте управления.

В процессе исследований был произведен сравнительный анализ программных средств УП для определения возможностей использования этих средств в процессах проектирования ЛСП. Анализ программных продуктов осуществлялся на основе сопоставления следующих критериев:

1.    Пользователь (на какого пользователя, в большей мере, рассчитана система: профессионал/непрофессионал);

2. Российская локализация (адаптировано ли приложение для российского пользователя: локализовано/частично/не локализовано);
3. Инструменты для УП (инструменты управления проектом в приложении: достаточно/недостаточно);
4. Дополнительные модули (дополнительные программы и модули для выполнения специфических задач: много/мало/отсутствуют);
5. Интеграция с другими системами (интеграция с другими приложениями и системами: осуществляется/не осуществляется);
6. Возможность сетевой работы (возможность одновременной сетевой работы с данными проекта: существует/отсутствует);
7. Дружественный интерфейс (интерфейс для работы пользователя с приложением: дружественный/средний/неудобный).
8. Критерии имеют общий характер и расположены в иерархическом порядке по степени значимости для пользователя. В таб. 2.2 приведены результаты анализа программных продуктов по управлению проектами.

Таблица 2.2

 

Для оценки результатов сравнительного анализа был использован метод подсчета очков. Для учета иерархии критериев была использована дифференцированная система присуждения очков. В таблице 2.3 приведена дифференцированная система очков.

Таблица 2.3

 

Таблица 2.4

 

В таблице 2.4 представлены результаты сравнительного анализа программных продуктов по УП в виде суммы, набранных каждым приложением, очков. Две системы с заметным отрывом набрали наибольшее количество очков это: продукция компании Primavera Systems и компании Welcom Software.

Эти пакеты высоко функциональные инструменты УП. Они могут быть успешно использованы для управления сложным многоуровневым проектом. Общий анализ рабочих характеристик этих пакетов позволил сделать следующие выводы: Open Plan Professional – более новый пакет, имеющий ряд рабочих характеристик превосходящих P3. Очень важное преимущество Open Plan – полная локализация системы в России. Бесспорным преимуществом Primavera Project Planner является то, что этот пакет имел практическое применение и существует достаточное количество специалистов владеющих им. Не менее важным фактором является способность пакета компании Primavera Systems интегрироваться с другими приложениями и системами. Все продукты Primavera могут быть интегрированы с комплексными АСУП. Существуют готовые решения для Oracle Applications, SAP R/3, Baan, People Soft и J.D. Edwards. Для облегчения интеграции с другими КСП-системами разработан модуль Ra. Модуль поддерживает стандартные языки программирования (Visual Basic, Microsoft Office/VBA, Java, Visual C++, Powerbuilder) и предоставляет возможность не только организовать доступ к данным P3 из других информационных систем, но и использовать блок расчета расписания Р3 в других приложениях.

Для решения задач исследования необходим программный продукт УП с открытой архитектурой и с широкими возможностями для интеграции с другими системами. По этому критерию Primavera Systems (Primavera Project Planner (P3)) выглядит предпочтительней своих конкурентов. Инструментальные и интеграционные возможности этого пакета учитывались в диссертационной работе при разработке автоматизированных систем и комплексов управления.

2. ПОдсистема САПР-ЛСП

САПР-ЛСП состоит из проектирующих и обслуживающих подсистем [28]. Проектирующие подсистемы прежде всего выполняют проектные процедуры. При проектировании ЛСП могут быть использованы средства геометрического двух и трехмерного моделирования, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа, расчетные подсистемы (AutoCAD, MathCAD, ProEngineer и др.).

Функционирование проектирующих подсистем обеспечивают обслуживающие подсистемы. Их совокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными (PDM — Product Data Management), управления процессом проектирования (DesPM — Design Process Management), управления разработкой моделей проектирования, пользовательского интерфейса, CASE (Computer Aided Software Engineering) для разработки и сопровождения программного обеспечения САПР, обучающие подсистемы.

На рис. 2.2. представлена структура программного обеспечения САПР-ЛСП. В структуру вошли проектирующие и обслуживающие подсистемы, а также операционные системы и сетевое ПО.

Рис. 2.2. Структура программного обеспечения САПР-ЛСП

Следующие виды обеспечения САПР необходимы для эффективной работы автоматизированной системы проектирования ЛСП:

• техническое (ТО) — сетевое коммутационное оборудование, линии связи, и т.д.;
• математическое (МО) и методическое (МетО) — математические методы, методики проектирования, модели и алгоритмы для выполнения проектирования;
• программное (ПО) — компьютерные программы;
• информационное (ИО) — банк данных (БнД) (БД вместе с СУБД), другие данные;
• лингвистическое (ЛО) — языки общения между проектировщиками и ЭВМ, языки программирования и языки обмена данными;
• организационное (ОО) — штатные расписания, инструкции и другие документы, регламентирующие работу проектного предприятия.

По целевому назначению в САПР-ЛСП должны быть включены подсистемы, обеспечивающие различные аспекты проектирования:

1) САПР функционального проектирования — САЕ (Computer Aided Engineering) системы;

2) конструкторские САПР — CAD (Computer Aided Design) системы;

3) технологические САПР — САМ (Computer Aided Manufacturing) системы.

Повышение эффективности производства возможно за счет интеграции подсистем САПР. Такая интеграция лежит в основе создания комплексных систем автоматизации, в которых кроме функций САПР реализуются средства для автоматизации функций управления проектированием, документооборота, планирования производства, учета и т. п. Базовой подсистемой комплексных САПР может быть совокупность приложений машинной графики, геометрического моделирования, СУБД, математического моделирования и др.

Процессы проектирования ЛСП постепенно усложняются и приобретают все более распределенный характер. Для управления сложными интегрированными системами в их составе имеется специальное ПО — системная среда САПР.

Основными функциями системной среды САПР-ЛСП являются управление данными, управление проектированием, управление методологией проектирования, интеграция ПО, реализация интерфейса с пользователем САПР, помощь в разработке и сопровождении ПО САПР.

В структуре ПО системной среды САПР-ЛСП можно выделить несколько подсистем (рис. 2.5.).

Ядро системной среды САПР-ЛСП — интегрированный банк данных, который должен выполнять функции управления проектными данными, отвечать за взаимодействие компонентов системной среды, предоставлять доступ к ресурсам ОС и сети, обеспечивать возможность работы в гетерогенной среде.

Подсистема сквозного параллельного проектирования CAPE (Concurrent Art-to-Product Environment) является подсистемой управления проектом системной среды САПР-ЛСП. Она должна выполнять функции контроля за состоянием проекта, координации и синхронизации параллельно выполняемых процедур разными исполнителями.

Подсистема управления методологией проектирования существует в виде базы знаний, в которой содержатся сведения о предметной области проектирования. БЗ может содержать информационные модели, иерархические структуры проектируемых объектов, описания типовых проектных процедур, типовые фрагменты маршрутов проектирования и т. п. От успешной работы подсистемы во многом зависит уровень принимаемых проектных решений. Подсистема формируется в тесном взаимодействии с системами поддержки принятия решений.

Системы управления проектными данными называют PDM (Product Data Manager). PDM предназначены для информационного обеспечения проектирования. Основной компонент PDM — банк данных (БнД).

При проектировании ЛСП должен использоваться большой массив данных. По этой причине, предпочтительным является использование систем PDM в качестве ядра системной среды САПР-ЛСП.

Подсистема интеграции ПО осуществляет организацию взаимодействия программных средств на маршрутах проектирования.

Подсистема пользовательского интерфейса состоит из многооконных приложений, таких как текстовые и графические редакторы.

CASE подсистема разработки и сопровождения прикладного ПО предназначена для адаптации САПР к нуждам конкретных пользователей.

Обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР.

Рассмотрим системы поддержки принятия проектных и управленческих решений. Несмотря на многолетний мировой опыт процессы проектирования ЛСП еще до конца не структурированы. В этой ситуации использование технологий СППР в этих процессах способно повысить эффективность не только самого проектирования, но и научных исследований в этой области.

Значение СППР в системе управления проектного предприятия показано на рис. 2.3. [10,54]. Процессы производства проектного предприятия состоят из трех блоков: подготовка и обеспечение проектирования и производства тех. документации (ресурсы и деятельность по обеспечению проектирования и производства); процессы проектирования и производства тех. документации (ресурсы и деятельность непосредственно проектирования и производства); сбыт готовой продукции (ресурсы и деятельность по сбыту интеллектуальной продукции, произведенной предприятием).

Система управления проектного предприятия состоит из систем принятия решений, систем поддержки принятия решений и информационных систем. Информационные потоки движущиеся в вертикальном направлении вверх — управляющие воздействия, вниз — информация обратной связи. Горизонтальные потоки осуществляют обмен информацией между внутренними объектами одного уровня, а также между внутренними и внешними.

Информационные системы включают в себя средства сбора, обработки, хранения, передачи и представления информации. Совокупность этих средств образует информационную модель предприятия.

Вершиной треугольника управления являются системы принятия решений. Эти системы составляют участвующие в принятии решений руководители предприятия.

В средней части треугольника управления находятся системы поддержки принятия решений. Модели СППР выполняют многовариантные расчеты, производят оценки, генерируют варианты возможных решений, оценивают их, прогнозируют последствия решений.

Основными задачами СППР являются: помощь руководителю при формировании функции предпочтения и вычисление ее значения для каждой альтернативы решения.

Рис. 2.3. Схема управления проектного предприятия

В общем виде задачи поддержки принятия решений можно также свести к решению трех вопросов [10]:

— где мы находимся — модель « как есть»;

— куда хотим придти — модель «как должно быть»;

— как туда попасть — модель «задача принятия решения».

Современные СППР решают в основном первый вопрос, но в целом, должны выполнять следующие функции [10]:

— помощь ЛПР в оценке сложившейся обстановки и ограничений, накладываемой внешней средой;

— определение и ранжирование предпочтений ЛПР (учет неопределенности в оценках и формировании предпочтений);

— генерация возможных решений (формирование списка альтернатив);

— оценка альтернатив по предпочтениям ЛПР и ограничений, накладываемых внешней средой;

— обеспечение непрерывного обмена информацией и помощь в согласовании групповых решений;

— ранжирование альтернатив решений;

— анализ последствий принимаемых решений;

— выбор оптимального варианта решения в соответствии с предпочтениями ЛПР.

Существует ряд требований к процессам обработки данных [54]:

• данные должны иметь неограниченный объем;
• данные должны быть разнородными;
• результаты обработки должны быть конкретны и понятны;
• инструменты обработки должны быть просты в использовании.

На современном этапе деятельность, в том числе проектная, любого предприятия сопровождается ведением электронного архива процессов и результатов его функционирования. Каждая стадия проекта увеличивает поток необработанной информации, заполняющей базу данных проекта. Современные системы анализа данных OLAP и интеллектуального анализа данных Data Mining способны решить ряд проблем работы с проектными данными.

Систему OLAP (On-Line Analytical Processing) определяют как «инструмент оперативного анализа данных». Эта программная система, анализирует данные в реальном времени. Развитием систем OLAP являются системы Интеллектуального Анализа Данных (Data Mining, ИАД). ИАД – это процесс обнаружения в необработанных данных: неизвестных, практически полезных, доступных интерпретации знаний, необходимых для принятия решений в различных сферах деятельности предприятия. ИАД также определяют как метод поддержки принятия решений, основанный на анализе зависимостей между проектными данными. Процессы ИАД подразделяются на три группы: поиск зависимостей, прогнозирование и анализ аномалий. В ИАД системах используется чрезвычайно широкий спектр математических, логических и статистических методов: от анализа деревьев решений до нейронных сетей.

В основе современных технологий ИАД использована концепция шаблонов (паттернов), отражающих фрагменты сложных взаимоотношений в данных. Эти шаблоны являются закономерностями свойственными подвыборкам данных, которые могут быть выражены в доступной и компактной форме. Поиск шаблонов производится методами не ограниченными рамками априорных предположений о структуре выборки и виде распределений значений анализируемых показателей.

Применение современных методов ИАД в процессах проектирования сложных систем способно приводить к существенным достижениям в технологиях принятия решений. Таким образом, уровень принимаемых проектных решений существенно зависит от использования проектным предприятием современных систем обработки данных.

Вопрос увеличения качества проектных решений при проектировании ЛСП имеет особое значение, т.к. выбор оптимально приемлемых альтернатив решений позволит получить значительную экономию капиталовложений на стадиях строительства и эксплуатации сооружения.

Для эффективной организации работ проектного предприятия необходима разработка специальной модели управления проектным процессом. Такая модель может быть реализована путем создания генеральной технологической схемы автоматизированного проектирования ЛСП. В генсхеме отражены основные концепции САПР-ЛСП (рис. 2.4.).

В рамках рассматриваемой концепции процесс проектирования представляет собой взаимоувязанные последовательности проектных процедур, объединенные по функциональным признакам в технологические линии проектирования (ТЛП). Функциональные подсистемы в генсхеме реализуются в виде наборов ТЛП.

Информационное обеспечение ТЛП и САПР в целом строится, как правило на базе интегрированного банка данных.

Генсхема САПР-ЛСП состоит из функциональных подсистем и включает интегрированный банк данных. Состав функциональных подсистем генсхемы САПР-ЛСП формируется исходя из структур продукта и процесса: проектирования верхних строений ЛСП; проектирования опорного основания ЛСП; проектирования процессов проектирования ЛСП; проектирования строительства ЛСП; проектирования эксплуатации ЛСП; проектирования экологии и безопасности ЛСП; управления и материально-технического обеспечения процессов проектирования ЛСП.

На рис. 2.4. представлена генеральная схема системы автоматизированного проектирования морских ледостойких стационарных платформ (САПР-ЛСП).

Первоочередная задача интегрированного банка данных генсхемы обеспечить проектирующие и управляющие подсистемы проектной информацией: техническое задание; обоснование инвестиций; договор; инженерные изыскания; типовые проекты; нормативная документация; материалы и оборудование; технико-экономические концепции, графики проектных работ; планово-финансовая документация и д.р.

Функциональные подсистемы САПР-ЛСП представлены ниже технологическими линиями проектирования (Рис. 2.5.-2.8.).

Рис. 2.5. ТЛП управления и материально-технического обеспечения процессов проектирования ЛСП

Интегрированный банк данных генсхемы САПР-ЛСП является обслуживающей подсистемой и ядром системной среды, где хранятся как редко изменяемые данные (архивы, справочные данные, нормативная документация, типовые проектные решения и др.), так и сведения о текущем состоянии версий выполняемых проектов. БнД должен работать в многопользовательском режиме, с его помощью должен осуществляется информационный интерфейс различных подсистем САПР-ЛСП. Задача построения БнД САПР-ЛСП обусловлена следующими требованиями [28]:

1. разнообразие проектных данных;
2. высокая скорость транзакций и обмена данными;
3. целостность данных в многопользовательском режиме;
4. иерархическая структура проектных данных.

Современные СУБД третьего поколения обладают следующими особенностями [28]: расширенный набор возможных типов данных (абстрактные типы, массивы, множества, записи, композиции разных типов, отображение величин со значениями разных типов), открытость (доступность из разных языков программирования, возможность взаимодействия с прикладными системами), непроцедурность языка (использование общепринятого языка запросов SQL), управление асинхронными параллельными процессами, состояние которых отражает БД.

Интегрированный банк данных САПР-ЛСП должен обеспечивать:

• разнообразие хранимых данных (технические, архивные, графические, коммерческие, управленческие и т. д.);
• интеграцию с другими системами;
• одновременный, быстрый доступ к различным проектным данным большому количеству заинтересованных лиц;
• защиту информации и контроль за изменениями данных;
• иерархичность данных.

Успешное проектирование ЛСП во многом зависит от качественного информационного обеспечения проекта. Эффективность процессов проектирования ЛСП значительно возрастет при условии выполнения БнД генсхемы САПР-ЛСП требований, предъявляемых к современным системам управления данными.

Для обеспечения эффективной работы САПР-ЛСП необходимо развитое и функциональное программное обеспечение.

Базовой подсистемой САПР-ЛСП принят банк данных на базе БД и СУБД. Одним из лидеров информационных средств данного класса является система Oracle.

Система Oracle обладает следующими функциональными возможностями [55]:

• система обладает набором интегрированных программных продуктов;
• приложения системы поддерживают полный цикл разработки, создания и эксплуатации хранилищ данных;
• продукты Oracle характеризуются высокой степенью масштабируемости, работают на большинстве аппаратных платформ и с любыми источниками информации;
• Oracle способна создавать аналитические системы в любой среде и адаптировать их к возможным изменениям;
• система осуществляет интеграцию и согласование информации из различных источников путем ее извлечения, преобразования, очистки и загрузки в хранилище;
• система предоставляет пользователю аналитическую информацию в удобной и доступной форме.

Система Oracle по своей информационной и инструментальной архитектуре способна стать базовой подсистемой САПР-ЛСП.

Современные средства автоматизации процессов проектирования способны значительно повысить качество и сократить время проектных работ. Разработка генеральных схем автоматизированного проектирования для ЛСП и других сложных систем позволит эффективно использовать информационные средства автоматизации на всех стадиях жизненного цикла проекта.

2.3. Система управления процессами проектирования ЛСП

Проведенные выше исследования показали эффективность использования технологий САПР и УП в процессах проектирования ЛСП. Объединение этих дисциплин в систему являлось главной задачей работы Так, была разработана система управления процессами проектирования ЛСП, которая стала методологической основой исследования (рис. 2.9.).

Для создания системы необходимы: изучение прикладной области (ЛСП), анализ автоматизируемых процессов, знания в области информационных технологий, применение системотехники и технологий управления проектами.

Целью главы является исследование взаимосвязей и средств интеграции между компонентами системы управления процессами проектирования ЛСП (СУПП ЛСП).

Проектирование морских ледостойких стационарных нефтегазодобывающих платформ представляет собой уникальный, трудно формализуемый процесс. Уникальность обусловлена практически полным отсутствием идентичных проектных условий, что исключает возможность использования стандартных проектов. Поэтому ЛСП проектируются для определенных условий строительства и эксплуатации.

При увеличении эффективности использования технических средств и технологий проектирования, продолжают усложняться проектируемые объекты. Появляется необходимость проведения новых исследований и разработки новых конструктивных решений. В ситуации итеративного усложнения средств и объектов проектирования необходимы дополнительные усовершенствования в технологиях инжиниринга, которые позволят проектировщикам быстрее адаптироваться к новым проектным условиям.

Рис. 2.9. Система управления процессами проектирования ЛСП

На основе анализа существующих технологий САПР, управления проектами и результатов структуризации процессов проектирования ЛСП, разработана архитектура СУПП ЛСП (рис. 2.9.). Основными компонентами системы являются: проект (СТРУКТУРА), УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТОМ и САПР-ЛСП. Подсистема проект (СТРУКТУРА) представлена четырьмя структурами проекта: продукта, процесса, организации и управления. Компонент УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТАМИ состоит из стандарта (технологии) управления проектами и информационных средств, поддерживающих процедуры управления проектом. Основой подсистемы САПР-ЛСП является генеральная схема. Интегрированный банк данных, системы поддержки принятия решений и программное обеспечение, также являются субсистемами САПР-ЛСП.

В процессе исследований СУПП ЛСП была интегрирована во внутреннюю структуру компонентов. Так, одной из процедур ТЛП (САПР-ЛСП) проектирования процессов проектирования (рис 2.7.) является «Создание системы управления проектированием ЛСП», а составной частью структурной декомпозиции работ проекта (рис. 1.6.) является система управления проектированием.

Частичная автоматизация, как правило, не дает ожидаемого увеличения эффективности функционирования проектного предприятия [28]. В этой ситуации необходима интеграция компонентов системы управления процессами проектирования ЛСП и предпочтительным является внедрение интегрированных САПР, автоматизирующих все основные этапы проектирования. Большинство практических задач проектирования имеет комплексный характер и требует для своего решения совместного использования приложений, относящихся как проектирующим, так и обслуживающим подсистемам. Повышение эффективности процессов проектирования ЛСП и конкурентоспособности выпускаемой тех. документации возможно за счет интеграции систем проектирования, управления и документооборота.

Использование СУПП ЛСП обеспечивает повышение качества и эффективности всех видов проектных работ. Применение системы в процессах проектирования позволит организовать взаимодействие специалистов для принятия, контроля и уточнения проектных решений.

СУПП ЛСП должна создаваться с помощью специальных инструментальных средств разработки на базе готовых программных и аппаратных компонентов. Процесс разработки такой системы можно охарактеризовать термином «системная интеграция».

В СУПП ЛСП выделяются три основных связующих (интегрирующих) звена (рис. 2.9.).

• Проект, структура – Управление проектами;
• Проект, структура – САПР-ЛСП;
• Управление проектом – САПР-ЛСП.

Ключевым компонентом интеграции «Проект, структура – Управление проектами» является структурная декомпозиция работ проекта. Разработка подсистемы УП основывается на структурах продукта, процесса, управления и организации проекта. Для построения графиков работ проекта, расчетов трудоемкости и стоимости отдельных проектных процедур менеджменту предприятия необходимо использовать описание структур проекта.

Подструктуры продукта, процесса и управления образуют взаимоувязанную систему проектных работ. Обобщенная структурная декомпозиция работ проекта содержит компонент управления проектом, который является ключевым интегрирующим звеном «проект, структура» – «управление проектами». Структура управления проектом состоит из общего управления проектом – стандартные процедуры управления и СУПП ЛСП. При разработке общей декомпозиции работ проекта необходимо учитывать деятельность менеджмента предприятия по общему управлению, разработке и обслуживанию СУПП ЛСП.

Процессы разработки декомпозиции работ и структуры управления проектом являются итеративными. Для создания декомпозиции необходимы данные о процедурах управления, информация о работах по разработке и обслуживанию СУПП ЛСП. В свою очередь, формирование структуры управления проектом основана на структурной декомпозиции работ проекта.

Планирование проекта осуществляется на основе структуры проекта. Обмен информационными потоками между подсистемами «проект, структура» – «управление проектами» происходит на уровне фиксаций изменений в структуре и управлении проекта. Изменения в проекте произошедшие в результате использования процедур управления проектом должны обеспечивать изменения в структуре проекта. При этом фиксация изменений должна обеспечиваться во всех структурных декомпозициях проекта (организационной, проектной, ресурсной и др.).

На рис. 2.10. представлена схема интеграции «Проект, структура» – «Управление проектом». На схеме представлены четыре координатные плоскости, образуемые следующими осями: структура продукта проекта, структура процесса проекта, организационная структура проекта и время. Координатные оси структур продукта и процесса образуют с осью времени два графика выполнения проекта, позволяющие планировать и управлять работами проекта. Координатные оси структур продукта и процесса образуют с осью организационной структуры две матрицы ответственности, распределяющие ответственность между заинтересованными лицами проекта.

Основным преимуществом трехмерной модели управления является, то что все работы проекта находятся в одном рабочем пространстве и могут быть фиксированы относительно сроков выполнения и исполнителей проекта. Использование такой модели управления проектом существенно увеличит эффективность управления сложной системой работ процессов проектирования ЛСП.

Интеграция «Проект, структура – САПР-ЛСП» основана на функционировании ядра системной среды САПР – банка данных. Между общей структурой проекта и банком данных происходит обмен данными. В банке данных хранятся, обновляются и обрабатываются данные структурных элементов проекта, фиксируются изменения и предоставляются пользователю в виде отчетов.

На основе структур проекта строятся архитектуры подсистем САПР и интегрированного банка данных. Функциональные подсистемы генеральной схемы САПР-ЛСП (рис. 2.4.) и ТЛП-САПР (рис. 2.5. – 2.8.) разработаны исходя из концепции интеграции структурной декомпозиции работ проекта и декомпозиции организационной структуры проекта.

На начальном этапе создания нового проекта, когда формируется структура будущего проекта, банк данных обеспечивает менеджмент предприятия исходной информацией (типовой проект (структура), данные о персонале, ресурсах и т.д.). В процессе выполнения проекта осуществляются транзакции данных об изменениях в его структуре, для обработки и информационной реализации в функциональных подсистемах САПР и банке данных. В результате обмена информационными потоками электронное хранилище предприятия пополняется стандартными шаблонами изменений в структуре проектов, которые активно использует менеджмент для поддержки принятия решения о внесении изменений. Информационная поддержка проектных решений, осуществляемая БнД и его подсистемами, используется в моделях оптимизации принимаемых решений.

Одним из наиболее ярких примеров интеграции САПР и структурных декомпозиций проекта является дифференциация пользовательского доступа к проектной информации. Для синхронизации использования и контроля изменений в информационном обеспечении проекта необходимо подразделение пользователей на классы (администрация системы, менеджмент и пользователи-проектировщики). Для каждого класса вводятся определенные ограничения, связанные с доступом к разделяемым данным. Структура проекта является основой для разделения пользователей на классы и определения информационного сегмента для каждого класса.

Интеграция «Управление проектом – САПР-ЛСП» лежит в основе создания комплексных систем автоматизации, в которых помимо функций собственно САПР реализуются средства для автоматизации функций управления проектированием, документооборота, планирования производства, учета и т. п. [28].

Для эффективного функционирования проектного предприятия, одновременно с выполнением проектных процедур необходимо автоматизировать также управление проектированием, поскольку сам процесс проектирования становится все более сложным и зачастую приобретает распределенный характер. На крупных и средних предприятиях заметна тенденция к интеграции САПР с системами управления.

Одной из важнейших функций подсистем управления проектированием является помощь в реализации параллельного проектирования и асинхронных параллельных процессов, состояние которых отражает БД. Это возможно при взаимосвязи СУБД с подсистемой управления проектами. Составной частью генеральной схемы САПР-ЛСП является интегрированный банк данных, в котором фиксируются результаты выполнения процедур управления проектом. Управление процессом проектирования поддерживает мультипроектный режим параллельной работы многих пользователей над общим проектом [28]. Управление выполняется на основе моделей вычислительных процессов в САПР. Используются спецификации моделей, принятые в CASE-системах, например, диаграммы потоков данных, ориентированные графы. Архитектура программного обеспечения УП должна быть открытой для непрерывного информационного обмена с банком данных предприятия.

Генсхема САПР-ЛСП включает функциональную подсистему управления и материально-технического обеспечения. Эта подсистема имеет в своем составе ТЛП управления проектом. Процессы и результаты управления хранятся и обрабатываются в подсистемах САПР. Подсистема управления проектами использует обработанные данные предыдущих процессов управления и планирования для поддержки принятия текущих решений.

В отдельную группу задач структурного синтеза в САПР выделяется планирование процессов и распределение ресурсов. Это синтез технологических и логистических процессов, а также планирование работ при управлении проектами. Эти задачи объединяет общность ряда свойств и подходов к решению задач синтеза расписаний. Результаты синтеза обычно представляют в виде различных таблиц и диаграмм. Например диаграмм PERT, Ганта и др. [28,2].

Для создания комплексных систем автоматизации необходима интеграция программного обеспечения УП в системной среде проекта. В такой системной среде могут функционировать приложения способные решать отдельные задачи управления. Например, в случае если СУБД проекта принята система Oracle, то решение таких задач, как управление стоимостью проекта, управление риском проекта и управление обеспечением проекта (см. п. 2.1) [2,56] может быть осуществлено с помощью приложения Oracle Financial Analyzer.

Реализация СУПП-ЛСП основана на создании специальных моделей проектирования. Так, для управления сложными интегрированными комплексами создается системная среда САПР (см. п. 2.2). Архитектура СУПП ЛСП является основой для создания подобной системной среды. В процессах проектирования ЛСП обрабатывается большой объем данных, поэтому системная среда САПР-ЛСП реализуется на базе СУБД. Взаимодействие проектировщиков в основном осуществляется путем обмена данными, поэтому в системе БнД часто совмещают функции управления данными и УП.

В системных средах САПР управление проектированием возлагается на подсистему САРЕ. Подсистема управления проектированием позволяет выбирать объекты, проводить декомпозицию моделей, для каждого компонента выбирать проектные процедуры. Структура СУПП ЛСП может, также стать основой для создания этой подсистемы. САРЕ должна включать комплексы базовых знаний по тем предметным областям, которые определяются объектом проектирования, знания о языках представления характеристик и ограничений (проект, структура); средства для генерации плана — маршрута проектирования, параметры наличия средств и ресурсов для реализации плана (управление проектом); средства выполнения плана; средства оценки результатов (САПР-ЛСП) [28,2].

СУПП ЛСП является основой для эффективной организации процессов проектирования ЛСП. Средства интеграции системы основаны на инструментариях разработки комплексных систем автоматизации. Архитектура СУПП ЛСП при соответствующей трансформации применима к другим предметным областям. Использование системы для управления процессами проектирования ЛСП сокращает сроки выполнения проекта, увеличивает эффективность проектных процедур, повышает уровень и качество принимаемых решений.

---

Страница 1 2