Выбор оптимального подхода к управлению проектами цифровой трансформации в строительной отрасли

Строительная отрасль играет ключевую роль в современном мире, обеспечивая развитие инфраструктуры, жилья и экономики в целом [1]. Она создает новые рабочие места, стимулирует инвестиции и улучшает качество жизни населения (табл. 1).

Таблица 1

Значение строительной отрасли

Table 1 Importance of the construction industry

Направление	Содержание
Развитие инфраструктуры	Строительство дорог, мостов, аэропортов, энергетических объектов и других объектов инфраструктуры улучшает мобильность, транспортную доступность и обеспечивает функционирование экономики
Жилищное строительство	Обеспечение населения доступным и качественным жильем является одной из важнейших задач строительной отрасли
Экономическое развитие	Строительство стимулирует инвестиции, создает рабочие места и способствует росту ВВП
Создание комфортной среды	Строительство социальных объектов, таких как школы, больницы, спортивные сооружения и культурные центры, улучшает качество жизни населения
Внедрение инноваций	Современные технологии, такие как BIM, цифровые двойники, робототехника и 3D-печать, повышают эффективность строительных процессов, снижают затраты и улучшают качество строительства
Экологичность	Развитие экологичного строительства и использование «зеленых» материалов становится все более актуальным

Рассматривая современные тенденции в строительной отрасли, следует упомянуть следующие [2] (рис. 1).

I—I •Виртуальное строительство

• □    Использование цифровых моделей для планирования

______ и управления проектами _____________________________

• • Сборное и модульное строительство

• •    Повышение эффективности за счет использования готовых модулей и элементов

•Умные города

• •    Интеграция строительных технологий в городскую инфраструктуру для повышения ее эффективности _ и безопасности                            __________

•Экологичное строительство

• •    Использование возобновляемых источников энергии, переработка отходов и минимизация воздействия _____ на окружающую среду ____________________________

•Строительная робототехника

• •    Автоматизация процессов, повышение безопасности и эффективности работ

Рис. 1. Современные тенденции в строительной отрасли

Fig. 1. Current trends in the construction industry

В целом строительная отрасль играет важную роль в развитии современного общества, обеспечивая комфорт, безопасность и экономический рост. Внедрение новых технологий и ориентация на экологичность являются ключевыми факторами дальнейшего развития этой отрасли.

В настоящее время отрасль активно внедряет инновационные технологии, такие как BIM, цифровые двойники и робототехника, что повышает эффективность и безопасность строительства [3–5].

Со слов Н. Парфентьева, директора департамента цифрового развития Минстроя России, «Цифровизация для нас – не самоцель, а инструмент решения двух ключевых задач: сокращения строительного цикла и улучшения качества жизни людей» [6].

При этом внедрение новых технологий в строительной сфере является сложным проектом и требует грамотного управления [7–14].

Целью исследования является определение оптимального подхода к управлению проектами при переходе к работе с виртуальными моделями и облачному управлению проектами.

Управление строительными проектами (CPM) – это процесс управления, регулирования и надзора за строительными процессами. CPM позволяет командам планировать проектные работы на этапе подготовки к строительству, отслеживать процесс на этапе реализации, т. е. строительства, оценивать эффективность проекта и его отдельных фаз и закрывать проект после завершения инициативы.

Управление строительными проектами ориентировано на сроки. Эти проекты всегда начинаются с этапа планирования и имеют определенный результат в конце жизненного цикла проекта.

В силу множества требований, которые предъявляются к процессам строительства и его конечным результатам, управление именно строительными проектами является достаточно сложным. Хотя многие элементы жизненного цикла проекта аналогичны общему управлению проектами. Особого внимания требуют ограничения строительного проекта и аспекты безопасности.

Таким образом, следует отметить, что при выстраивании комплексной системы управления строительным проектом необходимо учитывать его особенности. Строительный проект имеет много общего, но и ряд существенных отличий по сравнению с традиционным проектом: большое количество заинтересованных сторон, высокие требования к безопасности, особые потребности.

Материалы и методы

В работе рассмотрены три наиболее популярных подхода к управлению проектами: каскадный (Waterfall водопадный), гибкий (Agile), гибридный (Hybrid). Для выбора лучшего варианта применяется метод анализа иерархий.

Сравнение методологий управления проектами

Сегодня используется множество методологий управления проектами [15–17]. Наиболее популярными из них являются каскадная (водопадная), гибкая и гибридная.

Каждый из подходов имеет свои особенности, преимущества и недостатки, рекомендации к применению. Рассмотрим основные аспекты подробнее.

Каскадный (классический) подход – Водопад (Waterfall)

Водопадная методология или традиционное управление проектами предписывает следование четко определенным последовательным стадиям (рис. 2).

Рис. 2. Водопадная модель управления проектами Fig. 2. Waterfall Project Management Model

В зависимости от регламентирующего документа это могут быть фазы выполнения проекта: требования, проектирование, разработка, тестирование и развертывание или, например, стадии управления проектами: инициация, планирование, организация и контроль, анализ и регулирование, закрытие. В любом случае здесь важно отметить, что каждая фаза должна быть завершена до начала следующей. При этом каждый член команды выполняет определенную задачу. Таким образом, главное преимущество методологии каскада заключается в том, что она позволяет менеджерам проектов прогнозировать и отслеживать основные параметры проекта: стоимость, объем и сроки. Самый большой недостаток заключается в том, что конечные пользователи видят результаты только после завершения проекта. Это увеличивает затраты на управление изменениями и устранение неполадок. Например, если бизнес-приоритеты немного изменятся на более позднем этапе цикла, потребуется переработать некоторые артефакты и компоненты, что повлияет на стоимость, объем работ и сроки.

Гибкий подход – Agile

Методология Agile-проектов появилась в начале 2000-х годов как ответ на жесткую структуру традиционных методов управления проектами каскадной модели. Фундаментальное отличие от последовательной методологии каскадной модели состоит в том, что методология Agile фокусируется на итеративной поставке продукта и постоянной обратной связи от пользователей (рис. 3). Члены команды тесно сотрудничают, разрушая разрозненность между различными функциями. Методология Agile использует набор практик, которые объединяют разработку и ИТ-операции, называемые DevOps.

Основное преимущество Agile – гибкость, поскольку она позволяет командам быстро внедрять функции, которые наиболее важны для бизнеса. Вместо того чтобы выпускать весь продукт сразу, методология Agile разбивает процесс поставки на более мелкие итерации. Каждая итерация обычно длится от одной до четырех недель.

Основным недостатком гибкой методологии является сложность прогнозирования конечных сроков и бюджетов. Постоянная обратная связь от пользователей может расширить область действия, что негативно скажется на сроках и бюджетах.

Итеративный и инкрементальный Scrum

Рис. 3. Гибкая модель управления проектами Fig. 3. Flexible project management model

Гибридный подход - Hybrid

Гибридная методология управления проектами объединяет лучшие практики каскадной и гибкой методологий. Согласно исследованию PMI «Будущее работы: прокладывая путь с помощью PMTQ», 60 % компаний используют гибридный подход к управлению проектами. При гибридной методологии руководители проектов документируют требования и создают полную конструкцию системы заранее, поскольку они обеспечивают бюджет и ресурсы на весь срок проекта. После определения общей концепции команды используют гибкую структуру для итеративной поставки конечным пользователям и учета их пожеланий в дальнейшей работе. Таким образом, при необходимости уже в следующей итерации, необходимые изменения могут быт внесены, не дожидаясь окончания фазы внедрения. Гибридный подход позволяет компаниям извлечь выгоду из гибкого управления проектами, одновременно снижая связанные с ним риски. Главное в данном случае найти оптимальный баланс сочетания водопадного и гибкого подходов (табл. 2).

Таблица 2

Сравнение подходов

Table 2

Comparison of approaches

Параметры	Waterfall	Agile	Hybrid
Простота понимания	+++	++	+
Прогнозируемость	+++	+	++
Обеспечение качества на каждом этапе	+++	++	+
Документирование	+++	+	++
Время	+	+	++
Вовлеченность клиентов	+	++	+++
Гибкость	+	+++	++
Дополнительное ПО и обучение	+	+++	++

Обобщим выявленные преимущества и недостатки вышеуказанных подходов в позиции проявления или оптимизации нижеуказанных параметров в табл. 3.

Таблица 3

Table 3

Оценка подходов к управлению по выбранным критериям

Evaluation of management approaches according to selected criteria

Параметры	Waterfall	Agile	Hybrid
Четкость и понятность алгоритмов	Высокая	Средняя	Низкая
Документирование	Высокая	Средняя	Средняя
Время	Низкая	Средняя	Высокая
Адаптивность (гибкость)	Низкая	Высокая	Выше среднего

Применение современных цифровых технологий позволяет в значительной степени оптимизировать процессы управления проектами. Но по данным Harvard Business Review, более 70 % цифровых преобразований терпят неудачу. А по данным Forbes, 84 % компаний не успешны в процессах цифровой трансформации [5].

Одной из причин является отсутствие надлежащего управления, что приводит к плохой кросс-функциональной согласованности. Чтобы избежать этой распространенной ошибки, организации должны выбрать методологию управления проектами для разработки стратегий до начала преобразований.

Выбор лучшего подхода к управлению проектами цифровой трансформациив строительной отрасли

Для выбора оптимального подхода к управлению проектами цифровой трансформации будем использовать метод анализа иерархий (МАИ). Метод реализуется по следующему алгоритму (рис. 4).

• 1.    Выделение проблемы. Определение цели

• 2.    Выделение основных критериев и альтернатив

• 3.    Построение иерархии: дерево от цели через критерии к альтернативам

• 4.    Построение матрицы попарных сравнений критериев по цели и альтернатив по критериям

• 5.    Применение методики анализа полученных матриц

• 6.    Определение весов альтернатив по системе иерархии

Рис. 4. Алгоритм реализации метода анализа иерархий Fig. 4. Algorithm for implementing the hierarchy analysis method

Рассмотрим 3 альтернативы, которые обозначим А 1 , А 2 , А 3 , где А 1 – традиционный подход к управлению проектами (Waterfall – водопадный), А₂ – гибкий подход (Agile), А₃ – гибридный подход (Hybrid); и четыре критерия выбора альтернатив К₁, К₂, К₃, К₄, где К₁ – четкость и понятность алгоритмов, К 2 – документирование, К 3 – время, К 4 – адаптивность.

Дерево альтернатив представлено на рис. 5.

Рис. 5. Дерево альтернатив Fig. 5. Tree of alternatives

При построении матрицы альтернатив, оценке критериев будем придерживаться следующей шкалы (рис. 6). Исходно попарное сравнение по качественной шкале с последующим преобразованием в баллы.

Рис. 6. Шкала для сравнения альтернатив Fig. 6. Scale for comparing alternatives

Сравниваем четыре альтернативы друг с другом по критерию К 1 . В результате попарного сравнения получаем матрицу сравнений Vp, каждый элемент которой в том случае, если альтернатива А i не менее предпочтительна, чем альтернатива А j , равен h , где h является степенью предпочтительности. Соответственно, если альтернатива А _i не является более предпочтительной, чем альтернатива А j , то соответствующий элемент матрицы сравнения VP равен 1/ h .

Таким же образом вычисляются матрицы сравнения V j ) для других критериев, где k = 1, 2, 3, 4.

Матрицы попарных сравнений альтернатив Vp, Vp, Vp, V p представлены в табл. 4-7).

Таблица 4

Таблица 5

Критерий «Документирование»

Критерий «Четкость и понятность алгоритмов»

Table 4

Criterion “Clarity and understandability of algorithms”

	Waterfall	Agile	Hybrid
Waterfall	1	9	7
Agile	1/9	1	1/3
Hybrid	1/7	3	1

Критерий «Время»

Table 5

Criterion “Documentation”

	Waterfall	Agile	Hybrid
Waterfall	1	9	7
Agile	1/9	1	1/5
Hybrid	1/7	5	1

Критерий «Адаптивность»

Таблица 6

Таблица 7

Table 6

Criterion “Time”

	Waterfall	Agile	Hybrid
Waterfall	1	1/5	1/3
Agile	5	1	3
Hybrid	3	1/3	1

Table 7

Criterion “Adaptability”

	Waterfall	Agile	Hybrid
Waterfall	1	1/7	1/5
Agile	7	1	3
Hybrid	5	1/3	1

Далее проводим нормировку: находим сумму элементов каждого столбца и делим все элементы матрицы на сумму элементов соответствующего столбца.

Далее вычисляем собственные векторы альтернатив по каждому из критериев. Для каждой i -й альтернативы по k -му критерию находим элемент вектора U k ) , который равен среднегеометрическому показателю матрицы сравнения для данной альтернативы:

п = 1 V (k   ^-1 V k ^ v k .

Аналогично вычисляем собственный вектор для матрицы сравнения критериев. Далее в результате нормализации собственных векторов вычисляем веса альтернатив по каждому критерию, а также веса самих критериев. Результаты вычислений представлены в табл. 8, 9.

Вес i -й альтернативы по k -му критерию W^k ) рассчитывается как отношение соответствующего элемента собственного вектора U^k ) к сумме всех элементов собственного вектора данного критерия:

( k ) ₌   U^k )  ₌       U^k )

'    £ n=1 U^k )    U^k ) +U^k ) +.+U n ^{k ) .}

Таблица 8

Таблица 9

Интегральная таблица критериев и весов

Table 8

Integrated table of criteria and weights

	Четкость и понятность алгоритмов	Документирование	Время	Адаптивность
Waterfall	0,78539	0,77202	0,10473	0,07193
Agile	0,06579	0,05455	0,63699	0,64911
Hybrid	0,14882	0,17343	0,25828	0,278956

Веса критериев

Table 9

Criteria weights

Четкость и понятность алгоритмов	0,44091
Документирование	0,17023
Время	0,12935
Адаптивность	0,25951

Далее рассчитываем функцию полезности i -й альтернативы по следующей формуле:

F ' = £ k =1 W^k ) ■ W k t =W ( 1^x WS ut +W' ■ W 2Ut +...+W m ) ■ W ^Ut .                        (3)

Полученные значения полезности альтернатив представлены на рис. 7.

Waterfall	0,50992
Agile	0,28914
Hybrid	0,20094

Рис. 7. Результаты МАИ Fig. 7. AHP results

Заключение

Таким образом, в большей степени с поставленной задачей справится традиционный подход к управлению проектами. В первую очередь это связано со сложностью процесса цифровизации и необходимостью описания и фиксации дальнейших алгоритмов работы с виртуальными моделями.

Данные выводы подтверждаются и практикой. Традиционный способ выполнения проектов, в том числе и проектов в ИТ-сфере, по-прежнему широко распространен в государственных организациях и других достаточно строго регулируемых отраслях. Независимо от отрасли перенос монолитной системы в облако является типичным сценарием для каскадной методологии. Из-за сложных зависимостей, которые должны быть реализованы до полной миграции, рекомендуется последовательный подход. Для многих организаций поэтапная миграция является первым шагом на пути к цифровым инновациям, за которым следуют инициативы по модернизации, которые уже могут реализовываться гибко.

По мере продвижения организаций по облачному пути они переводят свои методы управления проектами на гибкие. Для зрелых облачных организаций гибкий подход становится стандартным режимом работы.

Такая трансформация не происходит в одночасье. Она требует обучения, поддержки и наставничества групп разработки, проектирования и эксплуатации облака в гибких методах. Лучший способ принять новый метод работы – это практический опыт. Акселерация, основанная на опыте (EBA), является одним из механизмов, позволяющих командам повысить эффективность бизнеса при внедрении гибких моделей работы. Процесс EBA объединяет кросс-функциональные команды и разрушает традиционные барьеры.

В конечном итоге выбор между каскадным, гибким и гибридным управлением проектами для проектов миграции и трансформации в цифровую среду будет зависеть от их зрелости в облаке, ресурсов и организационных целей.