Расчет эффективности разработки и внедрения системы | |
| |
|Основной целью создания имитационной модели является анализ и прогнозирование |
|основных показателей жилищно-коммунальной сферы региона. Система разрабатывается|
|для информационно-аналитической поддержки процесса управления территории, прежде|
|всего в жилищно-коммунальной сфере, с целью повышения эффективности процесса |
|принятия управленческих решений и улучшения их качества. |
|Источниками эффективности разработки и внедрения системы являются: |
|сокращение трудоемкости обработки информации при прогнозировании и анализе; |
|сокращение времени составления прогнозов социально-экономического развития |
|региона; |
|сокращение времени анализа альтернативных стратегических решений и выбора |
|наиболее рационального; |
|предотвращение возможного ущерба (как экономического, так и социального) от |
|принятия неверных, нерациональных управленческих решений, что особенно важно при|
|разработке стратегических решений; |
|достижение стабильного социально-экономического развития территории как |
|следствие принятия наилучших управленческих решений. |
|Разрабатываемая система предназначена для внедрения в структуре муниципальных |
|органов управления жилищно-коммунальной сферой территории, но является |
|универсальной с точки зрения объекта управления и может быть для любой |
|административно-территориальной единицы, будь то муниципальный район, город, |
|регион, область и даже Россия в целом, а следовательно, может быть тиражирована |
|и распространена по различным объектам с целью увеличения общего эффекта в целом|
|для страны. |
|Сетевым графиком называется графическое изображение комплекса работ в виде |
|ориентированного графа без контуров с дугами, имеющими одну или несколько |
|числовых характеристик, отображающими технологическую взаимосвязь между |
|работами. |
|Работа – это процесс, происходящий во времени, поэтому можно говорить об объеме |
|работы, выполненному к моменту времени. |
|Термин «работа» может иметь следующие значения: |
|действительная работа – или просто работа, т.е. производственный или творческий |
|процесс, требующий затрат труда, времени и материальных ресурсов; |
|зависимость (фиктивная работа) – работа, не требующая затрат труда, времени и |
|ресурсов. |
|Действительную работу и ожидание на сетевом графике принято обозначать сплошной |
|стрелкой, а фиктивную – пунктирной. |
|Событие – означает определенное состояние в процессе выполнения работ, т.е. |
|событие – это определенный результат предшествующих работ, дающий возможность |
|начать другие работы. Предшествующее событие – это событие, которое определяет |
|начало работы. Последующее событие – это событие, которое определяет завершение |
|работы. Исходным (или начальным) называется событие, которое не имеет |
|непосредственно предшествующих ему работ. Конечным (или завершающим) называется |
|событие, которое непосредственно не имеет непосредственно следующих за ним |
|работ. |
|Ход разработки системы представлен в форме сетевого графика на «Рис.1», работы,|
|составляющие критический путь, выделены. В «Таблице 1» приведен детализированный|
|перечень работ и событий. |
|[pic] |
|«Рис.1. Сетевой график работ по разработке и внедрению системы». |
| |
|Таблица 1. Детализированный перечень работ и событий |
|Работа |
|Предшествующее событие |
|Последующее событие |
|tож |
| |
|Код |
|Наименование |
|Код |
|Наименование |
|Код |
|Наименование |
|(дней) |
| |
|0 |
|– |
|1 |
|Анализ проблемной области, ознакомление с прототипами, оценка целесообразности |
|создания системы |
|0 |
|Получено задание на создание системы |
|1 |
|Постановка задачи |
|24 |
| |
|1 |
|– |
|2 |
|Формулирование проблемы, определение целей моделирования |
|1 |
|Постановка задачи |
|2 |
|Содержательное описание реальной системы |
|7 |
| |
|1 |
|– |
|10 |
|Экономическое обоснование разработки и внедрения системы |
|1 |
|Постановка задачи |
|10 |
|Проектная документация |
|14 |
| |
|2 |
|– |
|3 |
|Концептуальное описание системы, разработка концептуальной модели |
|2 |
|Содержательное описание реальной системы |
|3 |
|Концептуальная модель |
|8 |
| |
|3 |
|– |
|4 |
|Формализованное описание |
|3 |
|Концептуальная модель |
|4 |
|Формальная модель |
|15 |
| |
|3 |
|– |
|5 |
|Сбор и анализ исходных данных |
|3 |
|Концептуальная модель |
|5 |
|Исходные данные |
|17 |
| |
|4 |
|– |
|6 |
|Разработка (программирование) имитационной модели |
|4 |
|Формальная модель |
|6 |
|Имитационная модель |
|11 |
| |
|4 |
|– |
|7 |
|Определение критериев эффективности и управляющих параметров |
|4 |
|Формальная модель |
|7 |
|План направленного вычислительного эксперимента |
|4 |
| |
|5 |
|– |
|6 |
|Параметризация компонентов модели |
|5 |
|Исходные данные |
|6 |
|Имитационная модель |
|19 |
| |
|5 |
|– |
|7 |
|Планирование направленного вычислительного эксперимента |
|5 |
|Исходные данные |
|7 |
|План направленного вычислительного эксперимента |
|7 |
| |
|6 |
|– |
|7 |
|Оценка адекватности и верификация имитационной модели |
|6 |
|Имитационная модель |
|7 |
|План направленного вычислительного эксперимента |
|22 |
| |
|7 |
|– |
|8 |
|Проведение исследования на имитационной модели |
|7 |
|План направленного вычислительного эксперимента |
|8 |
|Выходная статистика |
|11 |
| |
|8 |
|– |
|9 |
|Анализ и интерпретация результатов моделирования |
|8 |
|Выходная статистика |
|9 |
|Результаты исследования, выводы |
|9 |
| |
|9 |
|– |
|10 |
|Документирование проекта |
|9 |
|Результаты исследования, выводы |
|10 |
|Проектная документация |
|6 |
| |
|10 |
|– |
|11 |
|Внедрение системы |
|10 |
|Проектная документация |
|11 |
|Сдана в эксплуатацию |
|6 |
| |
|Ожидаемая продолжительность выполнения работ определена на основе |
|пессимистической, оптимистической и вероятной оценок как: |
|tож=( tмин + 4*tвер + tмакс) |
|Дисп=(( tмин – tмакс)/6)^2. |
|Построение сетевого графика, как правило, является начальным моментом |
|осуществления работ: главная задача – это последующая оптимизация графика с |
|целью повышения общей экономической эффективности всего цикла «проектирование – |
|реализация – внедрение». |
|Методика расчета продолжительности выполнения разработки по сетевым графикам |
|основана на оценке так называемого критического пути. Любая последовательность |
|работ в сетевом графике, в которой конечное событие каждой работы совпадает с |
|начальным событием следующей за ней работы, называется путем. |
|Путь сетевого графика, имеющий начало в исходном событии, а конец в завершающем,|
|называется полным путем. Путь, обладающий максимальной длительностью из всех |
|имеющихся полных путей, называется критическим. Критический путь показывает |
|время необходимое для выполнения всего комплекса работ. В «Таблице 2» |
|представлены расчеты продолжительности работ. |
| |
|Из проведенных расчетов следует, что общая ожидаемая продолжительность |
|разработки и внедрения системы составляет 129 рабочих дней. |
|Директивные сроки разработки системы были определены следующим образом: |
|- начало работ – 29.01.2002; |
|- требуемый срок завершения работ – 29.05.2002; |
|- продолжительность работ – 120 дней. |
|Вероятность завершения работ в срок определяется как: |
|Р = Ф(z), [pic] |
|где z – аргумент нормальной функции распределения вероятностей; |
| Тдир – директивный срок завершения комплекса работ; |
| Ткрит – ожидаемый ранний срок завершения комплекса работ. |
|Из результатов расчетов следует, что вероятность завершения работ в срок |
|составляет 0,005. Из чего следует, что необходимо провести оптимизацию сетевого |
|графика работ. В решении задачи минимизации сроков выполнения разработки |
|системы могут использоваться разные приемы – такие, как запараллеливание работ, |
|привлечение дополнительных ресурсов на выполнение работ, лежащих на критическом |
|пути, сопровождаемое снятием их с работ, не лежащих на критическом пути и |
|располагающих ресурсными резервами. |
|В предлагаемом случае оптимизация начинается с процедуры выравнивания сетевого |
|графика – «снятия» ресурсов с работ, не лежащих на критическом пути, и |
|«переброску» их на работы, лежащие на критическом пути, – и так до тех пор, пока|
|все пути не станут критическими. Будем считать, что снятие единицы ресурса с |
|работы приводит к ее увеличению на единицу времени, а назначение ресурса к ее |
|сокращению на единицу времени. Предположим также, что нельзя сокращать или |
|увеличивать работу более, чем вдвое, а переброска ресурсов с одной работы на |
|другую ведет к увеличению стоимости работ пропорционально количеству |
|переброшенных ресурсов. В «Таблице 3» приведены предварительные расчеты для |
|оптимизации сетевого графика, где |
|i – индекс вершины, исходная вершина дуги (работы), |
|j – индекс вершины, завершающая вершина дуги, |
|tij – продолжительность работы, |
|trnij – раннее начало работы (макс(troki)) , |
|troij – раннее окончание работы (trnij + tij ), |
|tpnij – позднее начало работы (tpoij - tij), |
|tpoij – позднее окончание работы (мин(tpnjk)), |
|Rnij – полный резерв работы (tpoij - troij = tpnij - trnij), |
|R1nij – частный резерв 1-го вида (tpnij - мин(tpnik) ), |
|R2nij – частный резерв 2-го вида ( макс(tpokj) - tpoij ), |
|Rnij – свободный резерв времени работы (R1nij + R2nij - Rnij). |
| |
|Таблица 3. Расчеты сетевого графика |
| |
| |
| |
|[pic] |
| |
| |
| |
|Полный резерв времени работы – это предельное время, на которое можно увеличить |
|продолжительность данной работы, не изменяя при этом продолжительности |
|критического пути. Для работ лежащих на критическом пути полный резерв времени |
|равен нулю. |
|Частный резерв времени первого он возникает у работ (двух и более) с общим |
|начальным событием (i) за счет разности максимального пути, проходящего через |
|событие (i) и максимального пути, проходящего через работу (i-j). Частный резерв|
|второго вида образуется в тех случаях, когда в одно событие входят работы с |
|различной продолжительностью максимальных путей, у работ, выполнение которых |
|может быть закончено в более близкий срок по сравнению с ранним сроком |
|наступления их общего конечного события. |
|Независимый резерв времени образуется в тех случаях, когда сама работа не |
|принадлежит максимальным путям, проходящим через ее начальное и конечное |
|событие. Отрицательное значение независимого резерва времени показывает время, |
|которого не хватит у данной работы для ее выполнения к самому раннему сроку |
|свершения ее конечного события при условии, что она была начата в самый поздний |
|срок. |
|Из полученных результатов видно, что можно снять ресурсы с работ 1–10, 3–4, |
|4–6, 4–7 и 5–7 и перебросить их на особо трудоемкие работы, лежащие на |
|критическом пути. Расчеты оптимизации сетевого графика и критического пути |
|нового графика представлены в «Таблицах 4-7». |
| |
|Таблица 4. Оптимизация сетевого графика (вариант 1) |
| |
| |
| |
|[pic] |
| |
| |
|Таблица 5. Оптимизация сетевого графика (вариант 2) |
| |
| |
| |
| |
|[pic] |
| |
| |
|Таблица 6. Расчет критического пути сетевого графика после оптимизации (вариант |
|1) |
| |
| |
| |
| |
|[pic] |
| |
| |
| |
|Таблица 7. Расчет критического пути сетевого графика после оптимизации (вариант |
|2) |
| |
| |
| |
|[pic] |
| |
| |
| |
|Первый вариант оптимизации дал результат: продолжительность работ составляет 119|
|дней, вероятность – 0,612. Второй вариант сократил критический путь до 83 дней,|
|а вероятность составила 1,000. Следовательно, при необходимости все работы могут|
|быть выполнены в течении 83 дней и завершены к 22.04.2002. Однако, согласно |
|рекомендациям из опыта сетевого планирования и управления наиболее рациональным |
|считается интервал значений вероятностей завершения работ в срок 0,350 < Р |
| 0,650 комплекс работ будет выполнен в запланированный срок, но |
|при этом в план заложено избыточное количество ресурсов. |
|Таким образом, окончательное решение согласно представленным расчетам: |
|длительность разработки – 119 рабочих дней. Новый сетевой график представлен на |
|«Рис.2». |
|[pic] |
|«Рис.2. Сетевой график работ после оптимизации». |
| |
|На основе полученных результатов был составлен календарный план хода разработки |
|и внедрения системы, который представлен в «Таблице 8». |
| |
|Таблица 8 Календарный план разработки и внедрения системы |
|Код |
|Наименование работы |
|Начало |
|Окончание |
| |
|0 |
| – |
|1 |
|Анализ проблемной области, ознакомление с прототипами, оценка целесообразности |
|создания системы |
|29 янв 02 |
|22 фев 02 |
| |
|1 |
| – |
|2 |
|Формулирование проблемы, определение целей моделирования |
|22 фев 02 |
|01 мар 02 |
| |
|1 |
| – |
|10 |
|Экономическое обоснование разработки и внедрения системы |
|22 фев 02 |
|12 мар 02 |
| |
|2 |
| – |
|3 |
|Концептуальное описание системы, разработка концептуальной модели |
|01 мар 02 |
|16 мар 02 |
| |
|3 |
| – |
|4 |
|Формализованное описание |
|16 мар 02 |
|02 апр 02 |
| |
|3 |
| – |
|5 |
|Сбор и анализ исходных данных |
|16 мар 02 |
|30 мар 02 |
| |
|4 |
| – |
|6 |
|Разработка (программирование) имитационной модели |
|02 апр 02 |
|14 апр 02 |
| |
|4 |
| – |
|7 |
|Определение критериев эффективности и управляющих параметров |
|02 апр 02 |
|14 апр 02 |
| |
|5 |
| – |
|6 |
|Параметризация компонентов модели |
|30 мар 02 |
|14 апр 02 |
| |
|5 |
| – |
|7 |
|Планирование направленного вычислительного эксперимента |
|30 мар 02 |
|14 апр 02 |
| |
|6 |
| – |
|7 |
|Оценка адекватности и верификация имитационной модели |
|14 апр 02 |
|26 апр 02 |
| |
|7 |
| – |
|8 |
|Проведение исследования на имитационной модели |
|26 апр 02 |
|07 май 02 |
| |
|8 |
| – |
|9 |
|Анализ и интерпретация результатов моделирования |
|07 май 02 |
|16 май 02 |
| |
|9 |
| – |
|10 |
|Документирование проекта |
|16 май 02 |
|22 май 02 |
| |
|10 |
| – |
|11 |
|Внедрение системы |
|22 май 02 |
|28 май 02 |
| |
| |
|Расчет стоимости системы |
|В «Таблице 9» представлены результаты расчета затрат на разработку и внедрение |
|системы. |
| |
|Таблица 9. Калькуляция затрат на разработку и внедрение системы |
|№ |
|Наименование статьи |
|Февраль 2002 года (руб.) |
|Март 2002 года (руб.) |
|Апрель 2002 года (руб.) |
|Май 2002 года (руб.) |
|Общая сумма (руб.) |
| |
|Капитальные вложения |
| |
|1 |
|Стоимость специального оборудования |
|175000,00 |
| |
| |
| |
|175000,00 |
| |
|2 |
|Программное обеспечение |
|73000,00 |
| |
| |
| |
|73000,00 |
| |
|Текущие затраты |
| |
|3 |
|Материальные затраты |
|23500,00 |
|18500,00 |
|13000,00 |
|18500,00 |
|73500,00 |
| |
|4 |
|Покупные комплектующие |
|14000,00 |
|5200,00 |
|3100,00 |
|6000,00 |
|28300,00 |
| |
|5 |
|Расходы на оплату труда |
|85000,00 |
|85000,00 |
|85000,00 |
|85000,00 |
|340000,00 |
| |
|6 |
|Отчисления во ВБФ |
|32500,00 |
|32500,00 |
|32500,00 |
|32500,00 |
|130000,00 |
| |
|7 |
|Канцелярские расходы |
|6200,00 |
|6200,00 |
|6200,00 |
|6200,00 |
|24800,00 |
| |
|8 |
|Прочие прямые расходы |
|24620,00 |
|25240,00 |
|26800,00 |
|15620,00 |
|92280,00 |
| |
|Итого: |
|936880,00 |
| |
|В рассматриваемом варианте, согласно сетевому графику, продолжительность всех |
|видов проектных работ составляет 4 месяца. Размер затрат по отдельным статьям |
|дан в ориентации на нынешние рыночные цены (2002 год), уровень оплаты труда и |
|отчислений во внебюджетные фонды от ФОТ. |
|Цена системы определена затратным методом и составляет с учетом капитальных |
|затрат на тиражирование 1 153 700,00 руб. В связи с этим целесообразно оценить |
|точку безубыточности и экономическую эффективность тиражирования системы. |
|Такая цена системы является вполне конкурентоспособной на рынке немногочисленных|
|продуктов данного класса. В частности, например, наиболее близкий конкурент |
|аналитический комплекс «Прогноз» в полной комплектации оценивается |
|разработчиками в 860 000 руб, что естественно не включает в себя стоимость |
|компьютерной техники и базового программного обеспечения (Microsoft Windows, |
|Microsoft Office, Oracle или другую СУБД). |
|Расчет экономической эффективности, связанной с тиражированием |
|Тиражирование проводится конкретно под заказ, так как система требует адаптации |
|и настройки на определенные условия и специфику административно-территориальной |
|единицы. Предположительно будем считать, что после окончания разработки системы |
|в каждый последующий месяц будет тиражировано и реализовано по единице продукта.|
|В «Таблице 10» представлены результаты расчета затрат на тиражирование системы. |
|В «Таблице 11» представлены финансовые результаты разработки системы. |
| |
|Таблица 10. Калькуляция затрат на тиражирование системы |
|№ |
|Наименование статьи |
|Сумма (руб.) |
| |
|Капитальные затраты |
| |
| |
|1 |
|Стоимость специального оборудования |
|86000,00 |
| |
|2 |
|Программное обеспечение |
|44000,00 |
| |
|Итого: |
|130000,00 |
| |
|Ежемесячные расходы |
| |
|2 |
|Материальные расходы |
|14500,00 |
| |
|3 |
|Затраты на тиражирование ед. ПП |
|54000,00 |
| |
|4 |
|Расходы на оплату труда (мес.) |
|85000,00 |
| |
|5 |
|Отчисления во ВБФ |
|32500,00 |
| |
|6 |
|Канцелярские расходы |
|6200,00 |
| |
|7 |
|Прочие прямые расходы |
|24620,00 |
| |
|Итого: |
|216820,00 |
| |
| |
| |
|Таблица 11. Финансовые результаты разработки системы |
|НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ |
|Февраль 2002г. (руб.) |
|Март 2002г. (руб.) |
|Апрель 2002г. (руб.) |
|Май 2002г. (руб.) |
|Июнь 2002г. (руб.) |
|Июль 2002г. (руб.) |
|Август 2002г. (руб.) |
| |
|1) Операционная деятельность |
| |
| 1.1. Объем продаж (шт.) |
|0 |
|0 |
|0 |
|1 |
|1 |
|1 |
|1 |
| |
| 1.2. Цена единицы продукции |
|1153700 |
|1153700 |
|1153700 |
|1153700 |
|1153700 |
|1153700 |
|1153700 |
| |
| 1.3. Выручка |
|0 |
|0 |
|0 |
|1153700 |
|1153700 |
|1153700 |
|1153700 |
| |
| 1.4.Текущие затраты |
|190900 |
|172530 |
|163516 |
|162920 |
|459630 |
|459630 |
|459630 |
| |
| 1.5. Амортизация |
|5922 |
|5922 |
|5922 |
|5922 |
|3523 |
|3523 |
|3523 |
| |
| 1.6. Прибыль до вычета налога |
|-196822 |
|-178452 |
|-169438 |
|984858 |
|690547 |
|690547 |
|690547 |
| |
| 1.7. Налоги и сборы |
|0 |
|0 |
|0 |
|403792 |
|283124 |
|283124 |
|283124 |
| |
| 1.8. Проектируемый чистый доход |
|-196822 |
|-178452 |
|-169438 |
|581066 |
|407423 |
|407423 |
|407423 |
| |
| 1.9. Чистый приток от операционный деятельности |
|-190900 |
|-172530 |
|-163516 |
|586988 |
|410946 |
|410946 |
|410946 |
| |
|2) Инвестиционная деятельность |
| |
| 2.1. Капитальные затраты |
|248000 |
|0 |
|0 |
|130000 |
|130000 |
|130000 |
|130000 |
| |
|3) Чистый приток от всех видов деятельности |
|-438900 |
|-172530 |
|-163516 |
|456988 |
|280945 |
|280945 |
|280945 |
| |
|На «Рис.3.» представлен график рентабельности, в соответствии с проведенными |
|расчетами точкой безубыточности является единица продукта. |
|[pic] |
|«Рис.3. График рентабельности». |
|Общая сумма приведенных выгод деятельности за 11 месяцев составляет: |
|D = 1 089 459 руб. при сумме капиталовложений K = 512 038 руб.. Результаты |
|разработки и тиражирования системы за период деятельности с фев'02 по авг'02 |
|характеризуются следующими показателями эффективности: |
|1. Чистый дисконтированный доход |
|[pic], |
| NPV = 1 089 459 руб. |
|2. Индекс прибыльности: |
|[pic], [pic] |
| PI = 2,13 |
|3. Отношение выгоды/затраты: |
|[pic] и [pic] |
|R = 3,52 |
|Срок окупаемости для разработчика составляет 6 месяцев, реализация трех |
|экземпляров системы покрывает все капитальные и текущие затраты. На «Рис.4.» |
|представлен чистый дисконтированный доход, на «Рис.5.» отражены потоки реальных |
|денег во времени или, так называемый график Cash – Flow. |
|[pic] |
|«Рис.4.Накопленный ЧДД». |
|[pic] |
|«Рис.5. Потоки реальных денег». |
|Оценка социального эффекта от применения системы |
|Следует заметить, что внедрение системы и принятие с ее помощью более |
|обоснованных управленческих решений способствует важному социальному эффекту — |
|улучшению жилищных условий населения, обеспечивает более рациональную социальную|
|поддержку незащищенных слоев населения с низким уровнем доходов, способствует |
|снижению социальной напряженности в обществе. |
|Прогнозирование различных показателей развития городской системы в целом и |
|жилищно-коммунальной сферы в частности помогает предотвратить конфликтные |
|ситуации между властью и обществом, предвидеть народные волнения в результате |
|необдуманных действий властей, например, в результате резкого повышения тарифов |
|для населения на услуги жилищно-коммунального хозяйства. |
|На сегодняшний день не существует универсальных методик количественной оценки |
|социального эффекта от внедрения систем поддержки принятия решений в |
|социально-экономических системах. Сведение социального эффекта к каком-то одному|
|показателю, например, обеспеченность населения жильем, влечет за собой |
|возможность потери очень важной информации о других показателях, например, |
|доходах населения. Поэтому социальный эффект можно выразить как комплексное |
|устойчивое развитие города в целом с учетом всех основных |
|социально-экономических показателей. Пример, подобного анализа результатов |
|моделирования был приведен выше при выборе оптимальной стратегии финансирования |
|жилого фонда. Анализ результатов моделирования проводился по всем основным |
|социально-экономическим показателям с учетом каждой подсистемы: бюджет, |
|население, жилой фонд, предприятия и др. В результате анализа выбранная |
|стратегия финансировования приводила к устойчивому и комплексному развитию |
|города. |
|Таким образом, социальный эффект от использования системы заключается в |
|следующих явлениях: |
|улучшение жилищных условий населения (основные индикаторы: обеспеченность |
|населения жильем, степень износа жилого фонда, доступность приобретения жилья) |
|снижение социальной напряженности (основные индикаторы: доля квартплаты в доходе|
|семьи, уровень неплатежей). |
|комплексное развития города в целом (основные индикаторы: население, бюджет, |
|доходы и расходы бюджета, жилой фонд с различной детализацией и др.) |
|Поэтому социальной эффект может превысить по своей значимости экономический |
|эффект. Это может привести к тому, что некоторым городам будет выгодно |
|приобретать и использовать данную систему даже без значительной финансовой |
|отдачи. Косвенные результаты для населения и для города в целом могут превысить |
|по значимости финансовые затраты на внедрение и использование данной системы. |