Методы и модели оценки процесса разработки программных продуктов на виртуальном предприятии

1. обобщены и классифицированы виртуальные компоненты предприятий, а также уточнены основные понятия предметной области, такие как сетевая экономика, виртуальное предприятие, жизненный цикл программных средств, что позволило качественно улучшить разрабатываемые модели;
2. разработаны новые подходы к решению проблем оценки процесса разработки программных продуктов на виртуальных предприятиях, заключающиеся в определении способов оптимального распределения работ

5

междуаа подразделениямиаа иаа максимальногоаа удовлетворенияаа потребностей заказчика;

1. обоснован выбор методологии экстремального программирования для разработки программных продуктов на виртуальных предприятиях;
2. предложена экономико-математическая модель формирования оптимального набора задач для реализации в очередной версии программного продукта, учитывающая итеративную разработку в соответствии с методологией экстремального программирования.
3. разработана модель распределения задач между подразделениями виртуального предприятия и предложена методика определения наиболее выгодных вариантов с точки зрения затрат на производство программного продукта;

Оценивая научную новизну работы, важно отметить нюансы, касающиеся специфики объекта исследования. Существующие модели лишь косвенно отражают особенности производства, осуществляемого на виртуальном предприятии. Разработанные модели учитывать специфику виртуальных предприятий, которая отражается на большинстве процессов жизненного цикла программного продукта. По результатам работы были даны рекомендации по эффективному использованию элементов виртуализации при разработке программных продуктов, а также учтены отрицательные моменты, которые могут возникнуть при их использовании.

Практическая значимость предоставленной работы заключается в следующем:

1. анализ различных методологий разработки программных продуктов предоставляет возможность осуществить правильный выбор методологии для конкретных проектов в зависимости от их специфики, размеров и количества сотрудников, работающих над ним;
2. результаты проведенных исследований в области функционирования виртуальных предприятий могут быть использованы при организации распределенного производства;
3. разработанные модели позволят оценить процесс разработки программных продуктов, производимых на виртуальных предприятиях, с точки зрения временных и денежных затрат на производство.

Апробация и внедрение результатов исследования

Основные положения диссертации обсуждены и одобрены на научно-практических конференциях и семинарах ГОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет, а также в рамках научно-практических конференций Современные проблемы прикладной информатики.

В ходе исследования был разработан программный инструментарий на основе предложенных моделей, который был успешно внедрен на ООО Бинартс, производящем программные продукты по принципу виртуального предприятия.

6

Результаты диссертационного исследования были использованы в учебном процессе в дисциплинах Сетевая экономика и Информационный менеджмент при подготовке специалистов по специальности 351400 (080801) - Прикладная информатика в экономике в ГОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный инженерно-экономический университет.

Публикации

Основные положения диссертационного исследования отражены в шести опубликованных научных работах общим объемом 2,2 п. л.

Структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, сформулированы цели и задачи исследования, определены объект и предмет исследования, обоснована научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен анализ предметной области, уточнены основные понятия, предложены соответствующие классификации и схематические представления объекта исследования. Выявлен рад проблем экономического и управленческого характера, возникающих в процессе функционирования виртуального предприятия. Приведены особенности жизненного цикла программных продуктов виртуальных предприятий. Описаны основные положения стандарта 12207 (Процессы жизненного цикла программного обеспечения). Произведен анализ моделей жизненного цикла программных продуктов, а также инструментальных средств, используемых для поддержки жизненного цикла программных продуктов.

Во второй главе диссертации описаны основные подходы к выбору методологии для конкретных проектов, обосновывается выбор методологии для виртуального предприятия. Приводятся основные практики методики экстремального программирования, и предлагается перечень необходимых мер для адаптации данной методики к использованию в рамках функционирования виртуального предприятия. На основе адаптированной концептуальной модели строятся математические модели для оценки жизненного цикла разработки программных продуктов с точки зрения времени разработки и затрат.

В третьей главе приводятся методические рекомендации по практической реализации системы моделей, поддерживающей комплекс задач, реализованных в рамках управления жизненным циклом программного продукта виртуального предприятия. Исследуется практика применения системы моделей, посредством разработки программного инструментария, для их реализации, и его использованием при выполнении заказа на разработку программного продукта.

В заключении подводятся итоги диссертационного исследования, сформулированы основные выводы по результатам работы. Даны рекомендации для дальнейших исследований в области разработки программных продуктов и принципов функционировании виртуальных предприятий.

7

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В ходе развития производительных сил постоянно происходят глубокие

изменения в трех внешних сферах, влияющих на функционирование любого

предприятия: политической, главным элементом которой выступает

государство; социальной (общественные организации и общественное мнение) и экономической, где предприятие вступает в целый комплекс различных отношений с поставщиками и потребителями, конкурирует на рынке труда и товарном рынке. К концу 1990-х всеобщая глобализация вкупе с появлением Интернет-технологий, позволяющих выстраивать деловые отношения в среде Интернет, способствовали возникновению нового образа экономики, которая может быть названа сетевой. В России сетевая экономика начала свое развитие позже, чем на западе, но сейчас, она проникает во все сферы деятельности и не исключено, что вскоре вся экономика станет сетевой.

Появление нового типа экономики закономерно привело и к появлению

новых организационных форм. Одной из таких форм явилось виртуальное

предприятие,аа характеризующеесяаа распределеннымаа характером

функционирования в рамках единого информационного пространства, а также гибкой структурой. Многие предприятия, даже не являясь виртуальными, начинают использовать виртуальные компоненты. Совершенно ясно, что поиск нового баланса между виртуальными и не виртуальными (реальными) компонентами - задача управления, которую ставит наступившее тысячелетие.

Виртуальность компонентов предприятия можно определять по нескольким характеристикам:

1. по признаку материальности;
2. по характеру управления;
3. по характеру взаимодействия.

Не все компоненты могут иметь материальное воплощение. Однако большинство компонентов могут быть как виртуальными, так и не виртуальными. Именно выбор между реальностью и виртуальностью таких компонентов и является основой задачей проектирования виртуальной организации. Виртуальные организации способны предложить большие свободы и возможности творчества. Но необходим грамотный менеджмент, без которого все преимущества превратятся в факторы, замедляющие развитие организации.

В данном исследовании рассматривается производство программных продуктов, которые являются разновидностью информационных продуктов. Нематериальность информации позволяет выделить основные отличительные особенности информационных товаров:

1. Тиражирование информационных продуктов, как правило, достаточно простое, стремящееся к минимальной стоимости.
2. Использование сетевых информационных технологий обеспечивает быструю и дешевую передачу информационных продуктов на любые расстояния.

8

Хаа Любая информация, так или иначе, теряет свою актуальность, что ведет

к моральному устареванию информационного продукта. Этот факт

подтверждает принцип устойчивого неравновесия и обратного

ценообразования сетевой экономики.

Разработка программного обеспечения в большинстве случаев должна рассматриваться как коллективный труд специалистов, направленный на удовлетворение потребности пользователей в автоматизации их деятельности.

При разработке программного обеспечения можно выделить три направления деятельности:

1. производство программ не для продажи;
2. производство рыночного продукта, обеспечивающего прибыль за счет распространения;
3. разработка ведется под заказ, когда все производство программы, от стадии замысла до передачи в эксплуатацию, финансируется заказчиком.

Направления существенно различаются и по уровню ответственности разработки, и по требованиям к качеству продукции, и по другим параметрам, которые необходимо отслеживать. Но в производстве программ можно найти много общего, а поэтому полезно считать заказными любые разработки программ. Требования не всегда окончательно формируются с самого начала, довольно часто они поступают при развитии проекта и даже уже при использовании полученной программной системы. Поэтому важно учитывать, что работа над программным продуктом, как правило, ведется в условиях большой неопределенности относительно конечного результата. Этот факт является определяющим при выборе именно виртуального типа предприятия для производства программных продуктов. Виртуальное предприятие как нельзя лучше приспособлено к работе в условиях неопределенности, вследствие возможности гибкой реструктуризации.

Для оценки жизненного цикла программной продукции виртуального предприятия была выбрана методология экстремального программирования (ХР) на основании схожести принципов, изложенных в методологии с принципами функционирования виртуального предприятия. Среди этих принципов следующие:

1. Максимальное участие заказчика в процессе разработки.
2. Распределение выгод между участниками.
3. Распределенная работа.
4. Работа в условиях повышенных рисков.
5. Гибкость и возможность оперативного реагирования на изменяющиеся условия.

Создание универсальной модели жизненного цикла ПО нецелесообразно, так как жизненный цикл напрямую зависит от выбранной методологии и диктуется ею. Для каждого конкретного проекта (или типа проектов) необходимо определиться с методологией и сформулировать ее преимущества, ограничения по ее использованию, а также определиться потенциальной эффективностью ее использования.

9

Как уже упоминалось выше, в рамках данного диссертационного исследования была выбрана методология ХР, на основе которой были сформулированы основные рекомендации по использованию данной методологии на виртуальном предприятии, которые получили название экстремального программирования для виртуального предприятия (VXP). В ХР жизненный цикл продукции состоит из этапов, каждый из которых заканчивается выпуском очередной версии разрабатываемого программного продукта, то есть такого состояния, при котором он имеет вид законченного функционирующего продукта с ограниченным набором функций. Оставшаяся функциональность реализуется в следующих версиях продукта. Важно отметить, что любая версия продукта может быть внедрена заказчику. При этом параллельно с процессом внедрения и дальнейшей эксплуатации происходит работа над следующей версией. Такой цикл повторяется до тех пор, пока очередная версия полностью не реализует требующуюся заказчику функциональность.

Данная методология регламентирует два вида планирования разработки программного продукта: планирование совокупности работ по контрольным точкам для клиента и итерационное планирование распределения работ для разработчика.

Планирование для клиента

На этапе исследования, перед началом работы над первой версией, заказчик пишет истории (stories) - требования, которые необходимы в системе. Эти истории имеют описательный характер и носят неформализованный характер, в отличии от требований в обычном их понимании. По большому счету, истории - это требования, которые описаны клиентом своими словами. В методологии ХР такой подход считается более приемлемым, по сравнению с написанием технического задания. Этому есть две причины. Во-первых, написание ТЗ занимает некоторое время, и, соответственно, увеличивает стоимость проекта, что не выгодно для заказчика. Во-вторых, редко когда удается описать в ТЗ все необходимые требования, как правило, в ходе проекта выясняется, что заказчик не предусмотрел некоторые требования. Однако, обычно, разработчик придерживается утвержденного ТЗ и любые изменения переносятся на конец проекта, как доработки. Это не выгодно для заказчика, так как дополнительные требования могут быть критичными для него.

Поэтому, в ХР заказчик может добавить дополнительные истории в любой момент разработки. При этом весь набор историй переформировывается соответственно, и приоритет выполнения может быть смещен в сторону новой истории.

Разработчик оценивает истории по времени. Если имеется некоторая неопределенность в интерпретации истории, он согласовывает историю с заказчиком, который либо уточняет историю, либо разделяет ее на две и более.

На этапе подтверждения заказчик должен разделить все истории на три категории в соответствии с субъективной полезностью:

Хаа те, без которых разрабатываемый продукт не сможет функционировать;

10

1. менее полезные истории;
2. истории, которые желательно реализовать, но возможно и отказаться от них.

Таким образом, для каждой истории по трехбалльной шкале определяется полезность. Разработчик делит истории на три категории в соответствии с риском:

1. истории, время на выполнение которых можно оценить с наибольшей точностью;
2. истории, время на выполнение которых можно оценить с приемлемой точностью;
3. истории, время на выполнение которых оценить достаточно сложно на текущий момент.

Для планирования работ над очередной версией продукта заказчик имеет два варианта действий.

Вариант 1.

Заказчик выбирает из всех историй необходимое количество.

SC^S,(1)

Для определения срока реализации, разработчик вычисляет суммарное время выполнения всех историй:

N

T-YJn(2)

где N - количество выбранных историй.

Также разработчик может установить стоимость выполнения всех историй, посчитав суммарные затраты на выполнение всех задач, на которые разбиваются истории. Затраты на выполнение некоторой задачи можно рассчитать как:

zst=Tst-w + a-Tstm,аа (3)

где

Tst - время выполнения задачи,

w - заработная плата программиста, реализовывающего задачу,

а - стоимость машиночаса,

Tstm - машинное время для выполнения задачи.

zs=ix,аа (4)

1=1

где

К - количество задач истории.

Важно отметить, что на практике затраты на реализацию истории рассчитываются в большей степени исходя из предыдущего опыта разработок, и определяются произведением предполагаемого времени реализации истории на среднюю заработную плату программиста, что будет видно во втором варианте планирования. Стоимость для клиента будет рассчитываться следующим образом:

N

C = 2X;+7ax + Cfldd, (5)

где

Cadd - Прибыль,

Tax - налоги.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Приведена мотивация моделирования жизненного цикла программного продукта при разработке в рамках виртуального предприятия.
2. Обобщены и классифицированы виртуальные компоненты предприятий, функционирующих в рамках сетевой экономики.
3. Приведена классификация моделей жизненного цикла разработки программных продуктов.
4. Обоснован выбор методологии экстремального программирования для разработки программных продуктов на виртуальных предприятиях.
5. Предложена экономико-математическая модель поиска вариантов распределения работ (историй) и методика определения их оптимального распределения при разработке очередной версии продукта.
6. Разработана модель распределения задач между подразделениями виртуального предприятия и предложена методика определения наиболее выгодных вариантов с точки зрения затрат на производство программного продукта.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Статьи, опубликованные в рекомендованных ВАК изданиях

1.аа Судаков С. С. Методологические подходы к разработке моделей

жизненного цикла программного продукта // Вестник ИНЖЭКОНа. Сер.

Экономика. 2007. Вып. 4 (17). - 0,5 п. л.

Статьи, опубликованные в прочих научных изданиях

1. Судаков С. С. Особенности жизненного цикла виртуального предприятия // Современные проблемы прикладной информатики: I научно-практическая конференция 23-25 мая 2005 г. - СПб.: СПбГИЭУ, 2005. - 0,2 п. л.
2. Бугорский В. Н., Судаков С С Анализ инструментальных средств, обеспечивающих функционирование виртуальных предприятий // Современные проблемы прикладной информатики: II научно-практическая конференция 23-25 мая 2006 г. - СПб.: СПбГИЭУ, 2006. - 0,4 п. л. / 0,3 п. л.
3. Бу горский В. Н., Судаков С С Технологии поддержки виртуальных предприятий сетевой экономики // Прикладная информатика. Москва, 2006. Вып. 3.-0,7 п. л. /0,4 п. л.

5.аа Судаков С С Виртуализация предприятий // Современные проблемы

экономики, социологии и права: Сб. науч. ст. асп. СПбГИЭУ. Вып. 2 - СПб.:

СПбГИЭУ, 2007. - 0,2 п. л.

6.а Судаков С С Виртуальные компоненты организаций // Современные

проблемы прикладной информатики: III научно-практическая конференция 23-

25 мая 2007 г. - СПб.: Изд-во Политех, ун-та, 2007. - 0,2 п. л.