Luận án này tập trung vào mô hình hóa rủi ro trong quản lý thời gian của DAPM, hay nói cách khác là tập trung vào phần tích định lượng để hạn chế những đánh giá chủ quan dựa trên kinh ng
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Trang 2Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Người hướng dẫn khoa học:
PGS TS Huỳnh Quyết Thắng
TS Vũ Thị Hương Giang
Phản biện 1: PGS TS Nguyễn Hữu Quỳnh
Phản biện TS Lê Quang Minh 2:
Phản biện 3: PGS TS Lê Trọng Vĩnh
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Vào hồi 14 giờ, ngày 20 tháng 4 năm 2021
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1 Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội
2 Thư viện Quốc gia Việt Nam
Trang 3DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
2 Nguyễn Ngọc Tuấn, Võ Thị Hường, Huỳnh Quyết Thắng (2017),
“Hướng tới mô hình mạng Bayes để đánh giá rủi ro trong lập lịch dự án phần mềm”, Kỷ yếu Hội nghị Quốc gia lần thứ X về Nghiên cứu cơ bản
trong lập lịch dự án phần mềm”, Chuyên san Công nghệ thông tin và
(06-2017), trang 45-61, ISSN: 1859-0209
4 Nguyen Ngoc Tuan, Huynh Quyet Thang (2018), “Risk management in Agile software project iteration scheduling using Bayesian Networks”, New Trends in Intelligent Software Methodologies, Tools and Techniques, Volume 303, 2018, pp 596 - 606 (SOMET 2018), ISBN
Indexed
5 Ngoc-Tuan Nguyen, Quyet-Thang Huynh, Thi-Huong-Giang Vu (2018), “A Bayesian Critical Path Method for Managing Common Risks
International Symposium on Information and Communication
of Information Technology Project Management, Volume 11(3), pp
77-94, ISSN: 1938-0232, DOI: 10.4018/ IJITPM.2020070105
Trang 4của Vương quốc Anh bắt đầu năm 2007 bị chậm tiến độ quá nhiều lần nên phải hủy vào năm 2014 (Glick B., 2014)
Các nghiên cứu về dự án phần mềm (DAPM) đã chỉ ra phần lớn (83.8%) các DAPM vượt quá ngân sách dự kiến hoặc chậm tiến độ và 52.7% các DAPM tạo ra phần mềm có ít chức năng hơn mô tả ban đầu (Boehm B.W., 1991; Dedolph M., 2003) Các nghiên cứu cũng thống kê được 31.1% các dự án phát triển phần mềm bị hủy hoặc kết thúc trước khi có kết quả Còn trong
số các DAPM được hoàn thành thì chỉ có 61% dự án đáp ứng
các chức năng hoặc tính năng được đưa ra ban đầu (Hui and Liu, 2004) Như vậy trong ngành công nghệ phần mềm, thách thức lớn nhất đối với các đội DAPM là kiểm soát được dự án tốt
Trang 5Luận án này tập trung vào mô hình hóa rủi ro trong quản lý thời gian của DAPM, hay nói cách khác là tập trung vào phần tích định lượng (để hạn chế những đánh giá chủ quan dựa trên kinh nghiệm) rủi ro trong lập lịch DAPM
Do vậy luận án nghiên cứu cách tiếp cận cải tiến để tích hợp quản trị rủi ro trong DAPM Cụ thể là luận án sử dụng mạng Bayes trong các kỹ thuật lập lịch dự án thông dụng cũng như
mô hình hóa các yếu tố rủi ro trong lập lịch DAPM
Các nghiên cứu liên quan
Hui A.K.T và Liu D.B (Hui A.K.T và Liu D.B., 2004) đưa
ra 24 yếu tố rủi ro trong DAPM và đề xuất mô hình Mạng Bayes để đánh giá rủi ro trong DAPM Khodakarami V (2009) ứng dụng Mạng Bayes vào lập lịch dự án nói chung; áp dụng
Trang 6M (2014) đề xuất phần mềm AgenaRisk là công cụ xác suất sử dụng Mạng Bayes Luận án tiến sĩ của Akos Szoke (2014) ề đxuất giải thuật lập lịch cho DAPM linh hoạt Kumar C & Yadav D.K (2015) đưa ra phương pháp xác suất để đánh giá rủi
ro cho toàn DAPM và đưa ra bộ chỉ số 27 chỉ số rủi ro trong DAPM Anthony B.J và cộng sự (2016) đề xuất mô hình đánh giá rủi ro DAPM gồm các quy trình và thành phần đánh giá rủi
ro theo 3 nhóm: rủi ro hoạt động, rủi ro kỹ thuật và rủi ro chiến lược A K Rai, S Agrawal M Khaliq (2017) và đề xuất danh sách 43 yếu tố rủi ro trong DAPM linh hoạt Chang H.K, Yu, W.D & Cheng, S.T (2017) đề xuất mô hình lập lịch dự án theo CPM dựa vào các rủi ro và 7 mức độ rủi ro ứng dụng vào dự án xây dựng S.K Sharma U Chanda (2017) và đưa ra mô hình Mạng Bayes để dự đoán khả năng thất bại của dự án nghiên cứu
và phát triển (R&D); mô hình này cũng đánh giá trên các yếu tố rủi ro của dự án R&D Erhan và cộng sự (Erhan P., Yasemin S and Barbaros Y., 2020) đề xuất khung kiểm soát dự án trong đó tích hợp những bất định của dự án và gắn các yếu tố rủi ro trong kiểm soát dự án Khung kiểm soát này lai giữa mạng Bayes và quản lý giá trị thu được (earned value management - EVM) để tính toán sự bất định gắn với các yếu tố rủi ro, và do vậy rất có giá trị thực tiễn với các dự án xây dựng Để định lượng độ bất định, Jefferson và cộng sự (Jefferson F.B., Hermano P.d.M, Marcelo L.M.M, 2020) áp dụng Nghiên cứu Hành động (Action Research) để phát triển một mô hình có tính đến các mối quan
hệ phụ thuộc và phụ thuộc lẫn nhau tồn tại giữa các nguồn rủi
Trang 7ro và sự bất định ong các DAPMtr Do đó, công việc của họ đóng góp vào việc thực hành quản lý rủi ro và sự không chắc chắn trong DAPM
Như vậy ta có thể thấy các nghiên cứu hiện tại hoặc là về đánh giá và quản trị rủi ro cho toàn bộ DAPM, hoặc về quản trị rủi ro trong lập lịch các loại dự án khác (xây dựng, nghiên cứu phát triển ) Do đó phát sinh nhu cầu về một phương pháp xác suất để quản trị rủi ro trong lập lịch DAPM cũng như phân tích sâu hơn các đặ tính rủi ro trong lập lịch c DAPM
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là những dự án phần mềm (hay dự án phát triển phần mềm , có những điểm chung nhưng )
có những đặc thù riêng so với các dự án khác (như dự án xây dựng, dự án R&D…)
Phạm vi nghiên cứu của luận án là về quản trị rủi ro trong lập lịch DAPM Như đã phân tích ở trên, quản trị rủi ro trong phạm vi nghiên cứu là quản trị rủi ro định lượng những yếu tố rủi ro tác động đến lịch trình (thời gian) của dự án (được thể hiện bước đầu ở các phương pháp, công cụ tại Chương 2) Khi
áp dụng vào các kỹ thuật lập lịch DAPM (ở Chương 3), luận án tập trung vào các kỹ thuật thông dụng và thịnh hành nhất như CPM, PERT cho DAPM truyền thống, cũng như kỹ thuật lập lịch cho dự án phát triển phần mềm linh hoạt (Agile)
Mục đích nghiên cứu
- Xây dựng phương pháp định lượng đánh giá, phân tích hiệu quả hơn rủi ro trong lập lịch DAPM Muốn vậy nghiên cứu phải trả lời được các câu hỏi: Lập lịch DAPM có những đặc
trưng rủi ro nào? Làm sao để quản trị rủi ro trong lập lịch DAPM tốt hơn? Tức là nghiên cứu sẽ phân tích, mô hình hóa các đặc trưng rủi ro trong lập lịch DAPM
Trang 8- Xây dựng phương pháp xác suất để cải tiến các kỹ thuật lập lịch thông dụng áp dụng cho DAPM, bao gồm lập lịch DAPM truyền thống và lập lịch DAPM linh hoạt
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Phương pháp, mô hình khoa học được đề xuất giúp cải tiến quá trình quản trị rủi ro thông qua việc đánh giá định lượng ảnh hưởng của các yếu tố rủi ro lên lập lịch DAPM
Áp dụng vào thực tiễn, phương pháp đề xuất giúp dự đoán khả năng hoàn thành, kiểm soát lịch trình DAPM tốt hơn, hỗ trợcông tác ra quyết định của quản trị viên dự án tốt hơn
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết (literature review): từ lý thuyết chung về quản trị rủi ro dự án, lập lịch dự
án để đề xuất hướng tiếp cận cho quản trị rủi ro trong lập lịch DAPM
Phương pháp thực nghiệm khoa học (experiments): xây dựng công cụ để thử nghiệm, kiểm chứng mô hình, phương pháp đề xuất
Cấu trúc luận án gồm 4 chương:
Chương 1 Tổng quan về lập lịch dự án và quản trị rủi ro trong lập lịch dự án
Chương này mô tả những kiến thức cơ sở từ nghiên cứu lý thuyết về quản trị dự án, lập lịch dự án, các kỹ thuật lập lịch dự
án, quản trị rủi ro trong lập lịch dự án, và Mạng Bayes
Chương 2 Xây dựng và thử nghiệm bộ các yếu tố rủi ro và
áp dụng mô hình Mạng Bayes để đánh giá trong lập lịch DAPM
Xây dựng giải thuật (BRI) và công cụ (CKDY) để đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố rủi ro và từ đó đề xuất bộ 19 yếu tố rủi ro trong lập lịch DAPM
Trang 9BỐ CỦA LUẬN ÁN)
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LẬP LỊCH DỰ ÁN VÀ QUẢN TRỊ RỦI RO TRONG LẬP LỊCH DỰ ÁN
1.1 Quản trị DAPM và lập lịch DAPM
Quản lý DAPM là nghệ thuật và khoa học lên kế hoạch và
dẫn dắt các DAPM Nó chính là một lĩnh vực của quản lý dự án theo các DAPM được được lên kế hoạch, thực thi, theo dõi và kiểm soát
Người quản trị dự án dẫn dắt đội dự án và là đầu mối của dự
án với các nhà đầu tư (khách hàng), nhà cung cấp và lãnh đạo cấp cao hơn của tổ chức Công việc của quản trị dự án là đảm bảo DAPM tuân theo đúng các ràng buộc và đưa ra sản phẩm (phần mềm) đúng hạn Như vậy quản lý DAPM là phương pháp
tổ chức tất cả các hoạt động liên quan đến phần mềm Chúng ta cần quản trị dự án vì DAPM chuyên nghiệp luôn bị ràng buộc
về kinh phí và thời gian
Theo Project Management Insitute (PMI), quản lý DAPM
bao gồm 5 giai đoạn: Khởi tạo (Initiation), Lập kế hoạch (Planning), Thực thi (Executing), Theo dõi và Điều khiển (Monitoring and Controlling) và Kết thúc (Closing)
Trang 10tổ chức, phân bổ tài nguyên (phần cứng, phần mềm, mạng), phân công công việc và nguồn lực cũng như được giám sát hiệu quả
Lập lịch DAPM là một trong những công việc đòi hỏi nhiều nhất đối với người quản trị dự án Đó là việc phân bổ nguồn lực trong suốt thời kỳ của dự án Lập lịch nói một cách đơn giản là tách phần việc tổng thể thành các hoạt động và đánh giá thời gian cần thiết để hoàn thành các hoạt động đó, và người quản trị
dự án cũng phải ước lượng được các nguồn lực cần thiết cho mỗi hoạt động
Trong thực tế việc lập lịch dự án thường được thể hiện là tập các biểu đồ công việc (cấu trúc phân rã công việc, biểu đồ hoạt
- Cấu trúc phân rã công việc (Work Breakdown Structure)
- Biểu đồ hoạt động (Activity Charts)
- Biểu đồ Gantt (Gantt Chart)
Trang 11(probabilistic) Tương tự CPM, nhưng PERT được dùng khi khó có thể ước lượng rõ thời gian cho hoạt động
- Kỹ thuật lập lịch tựa mô phỏng Monte Carlo MCS: – tận dụng sức mạnh tính toán của máy tính Kỹ thuật này áp dụng chủ yếu cho lập lịch dự án nói chung
- Kỹ thuật lập lịch thích ứng theo mỗi phân đoạn lặp(iteration scheduling) của mô hình dự á phát triển linh hoạtn (Agile Software Development) Agile dựa trên các nguyên tắc phát triển phân đoạn lặp (iterative) và tăng trưởng (incremental) Sử dụng cách lập kế hoạch thích ứng (adaptive planning), việc phát triển và chuyển giao theo hướng tiến hóa;
sử dụng các khung thời gian ngắn (iteration/sprint) và linh hoạt
để dễ dàng phản hồi lại với các thay đổi trong quá trình phát triển
Trong phạm vi luận án, tác giả áp dụng Mạng Bayes để mô
hình hóa và quản trị rủi ro trong lập lịch DAPM theo các kỹ thuật Agile, CPM, PERT
1.3 Mạng Bayes
Mạng Bayes biểu diễn bởi 2 thành phần:
- Biểu diễn định tính: Đồ thị có hướng (DAG) trong đó cácnút là các biến, các cung là mối quan hệ nhân quả giữa các biến
- Biểu diễn định lượng: Bảng phân phối xác suất NPT gắn với mỗi nút Các phân phối xác suất được xác định qua ý kiến chuyên gia (kinh nghiệm, thăm dò ) hoặc/và qua tính toán bằng các công thức xác suất như luật Bayes, suy diễn Bayes, luật chuỗi Ứng dụng Mạng Bayes luôn phải kết hợp 2 yếu tố:
ý kiến chuyên gia, và tính toán bằng các công thức xác suất
Ví dụ về Mạng Bayes cho một trường hợp đơn giản được thể hiện trong Hình 1.1 (Khodakarami et al., 2007)
Trang 12Hình 1.1 Ví d M ng Bayes cho mụ ạ ột trường hợp đơn giản
1.4 Quản trị rủi ro trong lập lịch DAPM
Quy trình quản trị rủi ro gồm 3 bước:
1) Xác định rủi ro (Risk Identification) - quản trị rủi ro định tính ;
đó là các hoạt động trong các kỹ thuật lập lịch đều có thể được biểu diễn dưới dạng Mạng Bayes Ví dụ với CPM và PERT, nút (hoạt động) cha i và nút con j (sau đó) có thể kết nối bằng cách: nối EF của i với ES của j và nối LS của j với LF của i
1.5 Kết chương
Như đã đề cập trong phần Mở đầu, đến nay vẫn có rất ít các nghiên cứu về ứng dụng Mạng Bayes vào quản trị rủi ro trong
Trang 13DAPM Do đó, bên cạnh phần nghiên cứu lý thuyết về quản trị rủi ro, lập lịch DAPM, luận án cần phải quan tâm đến các yếu tố rủi ro trong lập lịch DAPM như là đặc tính riêng của các DAPM Cơ sở lý thuyết ở Chương 1 này sẽ là nền tảng để đề
xuất các phương pháp, mô hình, công cụ ở Chương 2 và Chương 3
Chương 2 sẽ bao gồm những nỗ lực ban đầu của tác giả trong việc áp dụng Mạng Bayes vào quản lý rủi ro trong lập lịch
dự án phần mềm cũng như các thử nghiệm về các yếu tố rủi ro phổ biến và tác động của chúng trong việc lập lịch dự án phần mềm 19 yếu tố rủi ro thông dụng cho cả các dự án phát triển phần mềm truyền thống và các dự án phần mềm linh hoạt cũng được đề xuất
Chương 3 sẽ tích hợp Mạng Bayes vào các kỹ thuật lập lịch
dự án phần mềm phổ biến, cụ thể là CPM, PERT và lập lịch phần mềm linh hoạt (Agile), để nâng cao khả năng dự đoán lịch trình bằng các kỹ thuật đó Mạng Bayes cũng được áp dụng để
mô hình hóa và phân tích các mối quan hệ giữa các yếu tố rủi ro được đề xuất trong Chương 2
CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM BỘ CHỈ SỐ NGUY CƠ RỦI RO VÀ ÁP DỤNG MÔ HÌNH MẠNG BAYES ĐỂ ĐÁNH GIÁ TRONG LẬP LỊCH DAPM
2.1 Ứng dụng Mạng Bayes để quản trị rủi ro trong lập lịch DAPM
Phần này đề xuất giải thuật BRI đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố rủi ro lên lịch trình dự án, từ đó đánh giá được khả năng thành công của lịch trình Kết quả của phần này được thể hiện trong công trình công bố số 2
Năm 2000, Trường Đại học Bang Arizona Hoa Kỳ đã thực - hiện một khảo sát để đưa ra được danh sách 24 yếu tố rủi ro
Trang 14Tác giả đề xuất giải thuật BRI như sau:
* Đầu vào: Các yếu tố rủi ro và xác suất (Bảng 2.1)
* Đầu ra: Mức độ ảnh hưởng của yếu tố rủi ro tới khả năng hoàn thành của DAPM dưới dạng một vector các giá trị số Giá trị càng cao thì mức độ ảnh hưởng càng lớn
* Thuật toán BRI đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu
Nếu không tìm thấy, ImpactWeight(node_con) =
P(node_con)
Bước 3 ImpactWeight(rủi_ro_đang_xét) =
∑ImpactWeight(node_con)
Trang 15Bước 4 Cộng dồn giá trị các ImpactWeight(rủi_ro_đang_xét) vào vector mức độ ảnh hưởng
Bước 5 Lặp lại thuật toán với các rủi ro khác
Luận án xây dựng công cụ thử nghiệm bằng ngôn ngữ lập trình C# (MS.NET Framework 4.5), Visual Studio 2012 Tác giả thử nghiệm giải thuật và công cụ với các bộ dữ liệu của 2 DAPM thực và kết quả của A.K.T Hui và D.B Liu (2004) Công cụ xây dựng để thử nghiệm cho thấy giải thuật BRI đánh
giá chính xác được ảnh hưởng của các yếu tố rủi ro lên lịch trình dự án bằng cách lượng hóa rủi ro và tính toán hậu quả Công cụ còn giúp xác định các vấn đề và các rủi ro tiềm tàng ở giai đoạn đầu tiên của dự án – lập lịch và lập kế hoạch dự án, do
đó có thể tăng đáng kể khả năng thành công của dự án
2.2 Xây dựng và thử nghiệm bộ chỉ số nguy cơ rủi ro
Phần này tác giả đề xuất bộ chỉ số nguy cơ rủi ro trong lập lịch DAPM và xây dựng và thử nghiệm công cụ xác suất CKDY để đánh giá các rủi ro trong quá trình lập lịch DAPM Kết quả của phần này được thể hiện trong công trình công bố số
3
Tác giả áp dụng phương pháp của các tác giả C Kumar và
D K Yadav (2015) gồm 4 bước sau:
(1) Lựa chọn các phép đo chỉ số rủi ro hàng đầu trong lập lịch dự án phát triển phần mềm Tác giả tổng hợp từ một số bộ chỉ số nguy cơ tiêu chuẩn đã được công bố như hân loại rủi ro : Pcủa SEI (Alberts C.J and Dorofee A.J., 2010), phân loại rủi ro của NASA (NASA, 2005), 24 yếu tố rủi ro của A.K.T Hui và D.B Liu (A.K.T Hui và D.B Liu, 2004) và lựa chọn 27 chỉ số rủi ro của C Kumar và D.K Yadav (C Kumar và D.K Yadav,
2015) để đưa ra danh sách 5 chỉ số nguy cơ rủi ro như trong Bảng 2.1