Планирование проекта

Общая постановка проблемы

Колебательные процессы в технике имеют большое значение. Электромагнитные колебания лежат в основе всех современных электронных средств передачи и обработки информации.

Для облегчения понимания общих закономерностей колебательных процессов целесообразно начинать их изучение с простых и наглядных систем, например, замкнутая цепь, содержащая конденсатор и катушку индуктивности. Изменение во времени физических величин, характеризующих разные колебательные системы, описывается одинаковыми дифференциальными уравнениями.

Исследование компьютерных программ при моделировании разных способов возбуждения колебаний позволяет определить точностные и частотные характеристики программ.

Анализ архитектур моделирующих программ

На данный момент существует множество систем моделирования. Анализ научно-технической литературы показывает, что наиболее популярными являются системы моделирования DyMoLa, Dynast, Multisim, VisSim, МВТУ, MVS, SimuLink[1] Для сравнения при изучения гармонических колебаний были выбраны специализированные системы SimuLink и МВТУ.

Программный комплекс «МВТУ»[3] предназначен для исследования динамики и проектирования самых разнообразных систем и устройств. По своим возможностям он является альтернативой аналогичным зарубежным программным продуктам Simulink, VisSim и др. Удобный редактор структурных схем, обширная библиотека типовых блоков и встроенный язык программирования позволяют реализовывать модели практически любой степени сложности, обеспечивая при этом наглядность их представления. ПК «МВТУ» успешно применяется для проектирования систем автоматического управления, следящих приводов и роботов-манипуляторов, ядерных и тепловых энергетических установок, а также для решения нестационарных краевых задач (теплопроводность, гидродинамика и др.). Он широко используется в учебном процессе, позволяя моделировать различные явления в физике, электротехнике, в динамике машин и механизмов, в астрономии и т.д. Отличительной особенностью комплекса является возможность функционировать в многокомпьютерных моделирующих комплексах, в том числе и в режиме удаленного доступа к технологическим и информационным ресурсам.

ПК «МВТУ» реализует следующие режимы работы: моделирование, оптимизация, анализ, синтез ,контроль и управление.

Для отечественных пользователей удобство работы с ПК «МВТУ» обусловлено русскоязычным интерфейсом и наличием обширной документации на русском языке. Учебная и демонстрационная версии ПК «МВТУ» вместе с полной документацией и набором демонстрационных примеров распространяются свободно[1]. В учебной версии есть ограничения на сложность модели: порядок дифференциальных уравнений не выше 30, а число блоков не более 100. В демонстрационной версии таких ограничений нет, но модель нельзя сохранить.

В качестве сравнивоемой системы выбрана MATLAB, а точнее toolbox к нему под – Simulink. Этот выбор основан на том, что Simulink, как и МВТУ, является блочным языком программирования. Программа Simulink является приложением к пакету MATLAB. При моделировании с использованием Simulink реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым, пользователь на экране из библиотеки стандартных блоков создает модель устройства и осуществляет расчеты. При этом, в отличие от классических способов моделирования, пользователю не нужно досконально изучать язык программирования и численные методы математики, а достаточно общих знаний требующихся при работе на компьютере и, естественно, знаний той предметной области в которой он работает.

Simulink является достаточно самостоятельным инструментом MATLAB и при работе с ним совсем не требуется знать сам MATLAB и остальные его приложения. С другой стороны доступ к функциям MATLAB и другим его инструментам остается открытым и их можно использовать в Simulink. Часть входящих в состав пакетов имеет инструменты, встраиваемые в Simulink (например, LTI-Viewer приложения Control System Toolbox – пакета для разработки систем управления). Имеются также дополнительные библиотеки блоков для разных областей применения (например, Power System Blockset – моделирование электротехнических устройств, Digital Signal Processing Blockset – набор блоков для разработки цифровых устройств и т.д).

При работе с Simulink пользователь имеет возможность модернизировать библиотечные блоки, создавать свои собственные, а также составлять новые библиотеки блоков.

При моделировании пользователь может выбирать метод решения дифференциальных уравнений, а также способ изменения модельного времени (с фиксированным или переменным шагом). В ходе моделирования имеется возможность следить за процессами, происходящими в системе. Для этого используются специальные устройства наблюдения, входящие в состав библиотеки Simulink. Результаты моделирования могут быть представлены в виде графиков или таблиц.

Преимущество Simulink заключается также в том, что он позволяет пополнять библиотеки блоков с помощью подпрограмм написанных как на языке MATLAB, так и на языках С + +, Fortran и Ada.

При сравнении моделирующих программ видно, что их модульная структура практически неизменна:

• графический интерфейс ориентирован на человека и отвечает за представление математической модели в виде, понятном широкому кругу специалистов. Это могут быть блок-схемы, схемы физические принципиальные, гибридные карты состояний и пр;
• система управления базой данных отвечает за хранение объектов составленной пользователем модели и требуемые трансформации структуры ее хранилища;
• математическое ядро берет на себя основную вычислительную нагрузку, и, в цикле, согласно заданной программе, руководствуясь готовностью аргументов и приоритетностью математических операций, обеспечивает исполнение потоков математических функций.

Разработчики моделирующих программ при создании своих продуктов не достаточно ориентируются на современные технологии модуляризации (COM, CORBA) и предпочитают выполнять реализацию самостоятельно. Все модули могут быть не просто автономными, а уже традиционно считаются независимыми программными продуктами. Наиболее простой и легкий в создании модуль - математическое ядро.

Анализ программ для моделирования динамических процессов

В тестируемой модели для разработки системных программ, в т.ч. реального времени, является модель гармонического осциллятора. Она позволит определить частоту и точные характеристики разрабатываемых программ.

В качестве исследуемой функции возьмем уравнение Ван дер Поля, амплитуда колебаний которого затухает во времени:

В моделировании для коэффициентов ? и b будем использовать следующие значения:

Основные результаты исследования

План проекта - скелет, состоящий из множества мероприятий с перспективами на будущее; это управляемая деятельность; это этапы, на которые выделяются ресурсы и прилагаются усилия для начала проекта с большим количеством предварительной работы. Проект - способ осуществления того, что мы надеемся сделать по определенной проблеме. Однако проект не несет ответственности за то, что происходит во время планирования. Проект - это окончательная форма письменных документов, которые подсказывают нам, какие шаги необходимо предпринимать.

Невозможно представить проект линейным образом. Он включает в себя несколько видов деятельности, ресурсов, ограничений и взаимосвязей, которые могут быть легко визуализированы человеком и запланированы неформально. Однако, когда проект пересекает определенный пороговый уровень размера и сложности, неформальное планирование должно заменяться формальным планированием. Потребность в формальном планировании действительно намного больше для проектной работы, чем для обычных операций. Продуманный и набросанный подробный план действий помогает руководителям выполнять свою задачу более эффективно.

Следует отметить, что всегда существуют конкурирующие требования к ресурсам, расположенным в регионе или стране, из-за ограниченной доступности и постоянно расширяющихся потребностей человека. Планирование оптимального использования имеющихся ресурсов становится предпосылкой для быстрого экономического развития страны или региона. Планирование проекта позволяет перечислять приоритетные и перспективные проекты с целью осуществления национального выбора между различными альтернативами. Это инструмент, с помощью которого планировщик может определить хороший проект и принять обоснованные инвестиционные решения.

Одна из целей планирования проекта - полностью определить всю запрошенную работу, чтобы она была легко идентифицирована для каждого участника проекта. Кроме того, есть четыре основные причины для чего нужно планирования проекта:

1. Для того, чтобы устранить или уменьшить неопределенность.
2. Для повышения эффективности работы.
3. Для того, чтобы лучше понять цели.
4. Для обеспечения мониторинга и контроля работы.

В процессе планирования проекта должны быть тщательно выполнены следующие функции:

1. Планирование должно обеспечить основу для организации работы над проектом и распределение обязанностей перед отдельными лицами.
2. Планирование является средством коммуникации и координации между всеми участниками проекта.
3. План побуждает людей смотреть вперед.
4. План придает ощущение срочности во времени.
5. План устанавливает основу для мониторинга и контроля.

При планировании проекта менеджер проекта должен структурировать всю работу на небольшие элементы, которые должны быть: управляемыми, независимыми, интегрируемыми, а также измеримыми с точки зрения прогресса. Планирование должно быть систематическим и достаточно гибким, чтобы обрабатывать уникальные действия, дисциплинировать через средства управления.

Планирование решений предполагает осознанный выбор одной альтернативы поведения из группы двух или более альтернатив. Рассмотрим три основных этапа, включающих в себя решения по планированию проекта:

1. Человек осознает, что существуют альтернативные способы действий, которые могут влиять на принятие решения.
2. Он должен определить каждую из альтернатив. Следовательно, определение включает систематизацию последствий или воздействий каждой из предложенных альтернатив.
3. Человек должен сделать выбор между альтернативами, то есть ему приходится принимать решение с максимальной исходной информацией, обратной связью и участием руководства, а также подчиненных.

Планирование - это систематическая попытка достичь определенных целей в течение заданного срока с ограничениями доступных ресурсов и наименьшими потерями. В широком смысле планирование предполагает две различные между собой методологии:

1. Планирование с помощью стимулов: в основном зависит от контроля экономических инструментов для подталкивания экономических ресурсов к достижению поставленных целей в течение указанного периода времени.
2. Планирование по направлениям: уделяет больше внимания прямому участию центрального органа планирования в экономической деятельности для достижения поставленной цели в течение расчетного срока.

Планирование - это принятие решений на основе будущего. Это непрерывный процесс принятия предпринимательских решений с прицелом на будущее и методическая организация усилий, необходимых для выполнения этих решений.

Комплексное планирование проекта охватывает следующие пункты:
- Планирование работ по проекту: мероприятия, связанные с проектом, должны быть подробно изложены. Они должны быть правильно запланированы и упорядочены.
- Планирование рабочей силы: требуется оценить трудовые ресурсы, необходимые для проекта, и возложить на них ответственность за выполнение проектной работы.
- Планирование денег: расходование средств должно происходить поэтапно, так как это предусмотрено в бюджете.
- Планирование информационной системы: необходимо определить информацию, которая требуется для мониторинга проекта.

Различные способы распределения деятельности проекта являются важными средствами разграничения различных степеней децентрализации. Существует три основных способа, с помощью которых планирование проектов может быть децентрализовано в управляемые подразделения, а именно:

1. Планирование проекта по предмету.
2. Планирование проекта по типу плана.
3. Планирование поэтапно.

Планирование по предмету - это самый простой способ разделения полномочий. Планировщик принимает решение по соответствующей операции и планировании по предмету. Он планирует, решает и направляет часть плана. Именно он является продавцом по плану от начала до завершения.

Планирование по типу плана в широком смысле определяет предпосылки и предположения, оставляя детализированные данные лицами на уровне планирования. Как правило, такие случаи связаны с решениями, которые являются довольно рутинными и предусматривают более низкий уровень профессионального и финансового риска.

Планирование поэтапно предназначено для нескольких лиц, которые принимают участие на стадии разработки. Уровень вовлеченных людей напрямую связан с фазой и степенью риска.