Секрет планирования ~ закон больших чисел
В управлении проектами есть один весьма коварный вопрос. Как можно составить план того, что по большей части существует только в виде идеи'? Выражаясь более научно, возможно или нет планирование в ситуации с большой степенью неопределенности?
Рассмотрим неопределенность планирования на примере годовых производственных планов завода. На рис. 06 показаны четыре варианта производственных плана.
План по варианту №1 составляется очень просто. На предприятии есть фактические данные по всем параметрам производства. Всегда можно найти резервы для небольшого увеличения, скажем, на 3-10% без существенного привлечения новых ресурсов. Поэтому план вариант №1 является просто записью уже проверенных на практике результатов. Другое дело вариант №4. Здесь сначала возникает идея, инициатива создать филиал. В этот момент ничего кроме концетуальной идеи не существует. Может ли персонал завода в этот момент более или менее точно рассчитать бюджет и дать заявку на финансирование, насколько точно можно прогнозировать срок завершения проекта?
Простои план |
Проектный план |
Рисунок 06. Варианты годовых производственных планов
Казалось бы, задача не имеет решения: нельзя планировать то, что в принципе неопределенно. На самом деле, методика решения существует.
В руководствах по управлению проектами этот метод называется Work Breakdown Structure (WBS). Для перевода используются значения — Разбиение работ, Декомпозиция работ, Иерархическая структура работ.
К сожалению, практически нигде не описывается, почему этот метод имеет какую-то эффективность. Отсутствие пояснений может заставить относится к WBS как к непонятно зачем - существующему инструменту.
Причина отсутствия пояснений к WBS носит объективный характер. Дело в том, что эффективность метода WBS обусловлена действием знаменитого математического вывода - законом больших чисел. Вероятно, авторы учебников и других документов уверены в том, что читатели все равно не поймут действие этого закона и потому просто опускают его изложение (а может и не знают про такой закон).
Закон больших чисел точно доказан для большого количества ситуаций. Более того, вероятно, закон имеет и некий общечеловеческий смысл, так как его проявление видно в различных сферах жизни. Классический, известный всем пример. В семье с одним ребенком, ребенок может быть или девочкой, или мальчиком. В большом коллективе (например, деревня) количество девочек всегда примерно равняется количеству мальчиков. Чем больше коллектив, тем более высока степень равенства. Отсюда и название закона - закон больших чисел.
Попробуем разобраться в действии этого закона применительно к WBS.
Закон применяется в ситуациях, когда складывают случайные (изначально неопределенные) величины. К случайным величинам относится: выпадение орла или решки при бросании монеты, приход трамвая в заданный интервал времени и т. д. Значительная часть случайных величин имеет какое-то среднее значение, а сами величины распределяются вокруг этого среднего значения. Например, строительный кирпич керамический полнотельный должен иметь по ГОСТ 530-95 вес 3,5 кг, а размеры 250 х 120 х 65 мм. Реальные кирпичи будут иметь отличающиеся от стандарта, случайные значения. Это отличие будем называть ошибкой.
Фактические показатели проекта являются случайными величинами по отношению к первоначальным, плановым показателям. Отклонение фактических показателей от плановых является ошибкой проекта. В частности, в этой терминологии экономия ресурсов считается ошибкой.
Исходя из сказанного, приведем общую качественную формулировку закона применительно к нашему случаю:
• ошибка суммы случайных (неопределенных) величин меньше, чем ошибка самой величины
Приведем численный пример. Допустим, мы строим дорогу из рельсов. По чертежам мы должны делать каждый рельс длиной ровно 10 метров. Наше оборудование, на котором нарезаются рельсы, весьма грубое. Поэтому один рельс у нас получается не 10 метров, а 10 метров плюс-минус 1 метр. Другими словами точность (ошибка) длины одного рельса составляет примерно 10% от планового значения. Конечно, в реальности трудно представить себе настолько грубое оборудование. Но, для рассматриваемого примера, такая утрированность как раз необходима.
Результаты нашего "производства" приведены в таблице 05. Конечно, реального производства рельсов не было. Для длины каждого рельса использовался генератор случайных чисел программы MS Excel.
Таблица 05. Результаты "производства" рельсов
|
На рис. 07 показано, как изменяется ошибка фактической длины дороги в зависимости от количества рельсов, уложенных в дорогу.
-Я'/- A;' . ^
15 20 25 ЗО ЗЇЇ 40
Рисунок 07. Точность длины дороги в зависимости от количества
Рельсов
Таблица 06 содержит сводный отчет о строительстве дороги из 36 рельсов.
Таблица 06. Итоговые данные строительства дороги
|
Итоговые данные демонстрируют удивительный результат. Казалось бы, если каждый рельс имеет отклонение плюс-минус 1 метр, то первое интуитивное ощущение состоит в том, что длина дороги из 36 рельсов будет иметь отклонение плюс-минус 36 метров. Фактически, отклонение составило всего лишь 3,4 метра. Вместо изначальной ошибки 10%, фактическая длина дороги отклоняется от планового значения всего лишь на 0,94%!
Более того, увеличим длину дороги. Пусть теперь дорога состоит из 100 рельсов. Рельсы изготавливаются с той же точностью. Таблицу для случая 100 рельсов, аналогичную таблице 05, не приводим. Оказывается, что теперь фактическая длина дороги будет отклоняться от планового значения всего лишь на 0,32%. То есть, всего лишь 32 сантиметра. Это даже меньше, чем погрешность на одном рельсе — 1 метр. Таким образом, чем больше количество суммируемых случайных элементов, тем выше точность суммы величин.
С какой скоростью растет точность суммы величин? Темп скорости зависит от так называемого в математике распределения вероятностей значений первичной величины. В большинстве случаев действует простое правило:
Ошибка суммы случайных величин меньше ошибки самой величины в корень из N, где N - количество суммируемых величин.
Если A =Xj + х, + + xv то:
SA=Sx/ ^N
Как закон больших чисел помогает в управлении проектами? Допустим, нам нужно подсчитать бюджет (смету) проекта. Разобьем все работы на 100 различных по типу работ, но примерно одинаковых по стоимости. Если стоимость каждой работы на начальном этапе нам известна с точностью 50% относительно будущей фактической величины, то точность всего бюджета составит 5%! Корень из 100 равняется 10, и именно в 10 раз улучшится точность. На начальном этапе точность в 5% более, чем достаточна.
Приведенное правило и составляет основу WBS. Забегая вперед, следует сказать, что WBS, декомпозиция работ нужна не только для повышения точности расчетов.
Совершенно аналогичные рассуждения можно привести и для повышения точности расчета длительности проекта. Нужно разбить все работы на примерно равные по длительности, оценить длительность каждой отдельной работы и получить общую длительность.
При применении закона больших чисел нужно учитывать следующие замечания.
Замечание первое.
Закон эффективно работает, если производится разбиение на примерно равнообъемные работы. В противном случае закон работать не
Будет. Например, проект заключается в покупке офисного здания и выполнения в нем косметического ремонта. Стоимость покупки 1 миллион долларов, стоимость ремонта 50 тысяч. Суммарный бюджет 1050 тысяч, при этом как точно ни считать стоимость ремонта, точность бюджета будет определяться точностью цены покупки здания. Понятно, что цену покупки нельзя подвергнуть декомпозиции. Поэтом}' для подобных проектов надо сразу смириться с тем, что бюджет и сроки проекта будут на начальном этапе известны с небольшой точностью.
Замечание второе. Насколько подробно нужно производить декомпозицию?
Может возникнуть вопрос: а если мы сделаем разбиение не на 100 элементов, а на 10 тысяч, насколько здесь увеличится точность? Оказывается, что математическая статистика здесь ставит заслон - достичь абсолютной точности не удастся. Не вдаваясь в дебри математики, можно привести эмпирическое правило: достаточно разбиения на 100- 300 величин. Это количество дает вполне приемлемое увеличение точности с экономической точки зрения. Затраты на более точные расчеты могут превысить разумные величины.
Замечание третье.
При выполнении декомпозиции нужно учесть все возможные работы. Если в перечень работ включены 95% работ, а про 5% просто забыли, то, как бы точно ни считать учтенные 95% работ, суммарный плановый бюджет все равно окажется меньше фактического на 5%і Еще более важно учесть все работы при расчете длительности проекта. Некоторые работы могут иметь критическое значение. Например, в строительных проектах получение разрешения на ведение строительных работ. Прямые затраты на получение разрешения минимальны, но если разрешения нет, то весь проект может остановиться.
Последнее замечание прямо связано с принципом комплексности в управлении проектами:
Не столь важно, как точно и детально мы управляем отдельными элементами проекта, важно, чтобы мы управляли всеми элементами проекта!