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:
Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm ………
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 KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
CỦA LUẬN ÁN
1 Nguyễn Ngọc Tuấn, Huỳnh Quyết Thắng (2017), “Iteration
scheduling using Bayesian networks in Agile Software Development”, Kỷ
yếu Hội nghị Quốc gia lần thứ X về Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng Công nghệ thông tin (FAIR’10) – Đà Nẵng, ngày 17-18/8/2017, trang 300-308, ISBN: 978-604-913-614-6
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
và ứng dụng Công nghệ thông tin (FAIR’10) – Đà Nẵng, ngày 18/8/2017, trang 275-282, ISBN: 978-604-913-614-6
17-3 Nguyễn Ngọc Tuấn, Trần Trung Hiếu, Huỳnh Quyết Thắng (2017),
“Phương pháp xác suất cải tiến sử dụng mạng bayes đánh giá rủi ro trong lập lịch dự án phần mềm”, Chuyên san Công nghệ thông tin và
Truyền thông, Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật - Học viện KTQS - Số 184 (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 978-1-61499-899-0, DOI: 10.3233/978-1-61499-900-3-596, SCOPUS Indexed
5 Ngoc-Tuan Nguyen, Quyet-Thang Huynh, Thi-Huong-Giang Vu
(2018), “A Bayesian Critical Path Method for Managing Common Risks
in Software Project Scheduling”, SoICT 2018 Proceedings of the 9th
International Symposium on Information and Communication Technology, Danang City, Viet Nam - December 06 - 07, 2018, ISBN: 978-1-4503-6539-0, pp 382-388, DOI: 10.1145/3287921.3287962
6 Quyet-Thang Huynh, Ngoc-Tuan Nguyen (2020), “Probabilistic
Method for Managing Common Risks in Software Project Scheduling Based on Program Evaluation Review Technique”, International Journal
of Information Technology Project Management, Volume 11(3), pp
77-94, ISSN: 1938-0232, DOI: 10.4018/ IJITPM.2020070105
Trang 4MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Dự án luôn có các rủi ro và mối lo lắng thường trực của các nhà quản trị dự án có liên quan đến rủi ro Nhiều dự án ở trong nước cũng như ở các nước phát triển đã và đang gặp phải những vấn đề Ví dụ: dự án đường sắt Cát Linh – Hà Đông được phê duyệt từ tháng 10/2008 và dự kiến đi vào hoạt động năm 2013 nhưng đến nay vẫn chưa hoàn thành và đội vốn gần gấp đôi [1] Trong ngành công nghệ phần mềm cũng có nhiều dự án bị đội chi phí lớn cùng với nhiều lần chậm tiến độ, dẫn đến những vấn đề tạm thời hoặc thất bại toàn bộ dự án Ví dụ dự án Queensland Health Payroll System của Úc bắt đầu từ năm 2013 đội vốn hơn 200 lần [3], hoặc dự án e-Borders của Vương quốc Anh bắt đầu năm 2007 bị chậm tiến độ quá nhiều lần nên phải hủy vào năm 2014 [4]
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 [5, 6] 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 [7] Như vậy trong ngành công nghệ phần mềm, thách thức lớn nhất đối với các đội DAPM là kiểm soát được dự án tốt về chi phí và tiến độ
Vì vậy câu hỏi đặt ra là làm sao quản lý DAPM tốt hơn để loại bỏ những vấn đề tạm thời cũng như tránh dự án khỏi thất bại? Tức là làm sao để quản trị rủi ro trong DAPM tốt hơn? Quản trị rủi ro và lập lịch dự án là các khâu tối quan trọng trong mỗi DAPM do yêu cầu phần mềm luôn thay đổi; DAPM hầu như không theo đúng kế hoạch, lịch trình; quản trị dự án không
Trang 5cứu và chuyên gia đã đề xuất nhiều quy trình và kỹ thuật, lĩnh vực quản trị rủi ro dự án vẫn phát triển rất nhanh và xử lý rủi ro trong các dự án nói chung cũng như trong DAPM vẫn là một thách thức
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 nghiệm) rủi ro trong lập lịch DAPM
Một số nghiên cứu gần đây chỉ ra có thể sử dụng mạng Bayes để định lượng hoá các yếu tố bất định trong lập lịch dự
án và cải thiện khả năng đánh giá, phân tích rủi ro dự án nói chung Tuy vậy trong thực tiễn cũng như trong nghiên cứu, Mạng Bayes vẫn còn ít được áp dụng trong quản trị DAPM cũng như trong lập lịch DAPM Ngoài ra, tác giả của luận án tin tưởng rằng nếu ta có thể xác định và kiểm soát rủi ro trong các giai đoạn đầu của dự án phát triển phần mềm thì ta có thể làm tăng đáng kể khả năng thành công của dự án
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 [7] 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 [15] ứng dụng Mạng Bayes vào lập lịch dự án nói chung; áp dụng trong hai nghiên cứu tình huống
Trang 6(case study) là dự án thiết kế và sản xuất máy bay và dự án thiết
kế xây dựng trung tâm sức khỏe (Heath and Fitness Center) Lee Y P và Shin J G [16] ứng dụng Mạng Bayes vào quản trị rủi ro dự án xây dựng tàu thủy; đưa ra danh sách 26 rủi ro trong
dự án xây dựng Y Hu et al [17] đề xuất mô hình mạng Bayes với các ràng buộc nhân quả để phân tích rủi ro trong DAPM Fenton N.E và Neil M [18] đề xuất phần mềm AgenaRisk là công cụ xác suất sử dụng Mạng Bayes Luận án tiến sĩ của Akos Szoke [19] đề xuất giải thuật lập lịch cho DAPM linh hoạt Kumar C & Yadav D.K [20] 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 et al [21] 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 và M Khaliq [22] đề xuất danh sách 43 yếu tố rủi ro trong DAPM linh hoạt Chang H.K, Yu, W.D & Cheng, S.T [23] 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 và U Chanda [24] 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
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 đặc tính rủi ro trong lập lịch 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
Trang 7áp 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
- 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 trợ công tác ra quyết định của quản trị viên dự án tốt hơn
Phương pháp nghiên cứu
Trang 8Phương 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
Chương 3 Tích hợp Mạng Bayes vào các phương pháp lập
lịch DAPM
Đề xuất phương pháp lập lịch cải tiến trên cơ sở tích hợp sử dụng Mạng Bayes và các bộ các yếu tố rủi ro trong lập lịch DAPM theo các kỹ thuật: PERT, CPM, Agile
Chương 4 Kết luận
Luận án có 6 công trình khoa học đã công bố, trong đó có một công trình được công bố trên một tạp chí ISI (chi tiết tại DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG
BỐ CỦA LUẬN ÁN)
Trang 9CHƯƠNG 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) [33], 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)
Trong cấu trúc kế hoạch thực hiện dự án, quy trình lập kế hoạch thực hiện dự án thì hai khâu quan trọng không thể thiếu
và liên quan mật thiết với nhau là phân tích các yếu tố rủi ro (sau đây gọi tắt là rủi ro) và lập lịch dự án (project scheduling) Hai khâu này đóng vai trò quyết định đảm bảo cho dự án được
tổ 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
Trang 10gian 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 động) chỉ ra sự phụ thuộc giữa các hoạt động và phân công nhân sự
1.2 Các phương pháp và kỹ thuật lập lịch dự án
Có nhiều kỹ thuật lập lịch dự án hoặc hỗ trợ lập lịch dự án, phổ biến như:
- Cấu trúc phân rã công việc (Work Breakdown Structure)
- Biểu đồ hoạt động (Activity Charts)
- Biểu đồ Gantt (Gantt Chart)
- Critical Path Method – CPM: Kỹ thuật tiêu chuẩn, nổi tiếng nhất trong lập lịch dự án, được 70 % chuyên gia quản trị
dự án sử dụng CPM giúp đưa ra các ước lượng cố định về thời gian cho các hoạt động (deterministic)
- Program Evaluation and Review Technique – PERT: Kỹ thuật lập lịch đưa ra phân phối xác suất beta cho mỗi hoạt động (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 án phát triển linh hoạt (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;
Trang 11sử 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 các
nút 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 1.3 [25]
Hình 1.3 Ví dụ Mạng Bayes cho một trường hợp đơn giản
Trang 121.4 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; 2) Phân tích rủi
ro (Risk Analysis) - quản trị rủi ro định lượng; 3) Xử lý, phản hồi rủi ro (Risk response) - quá trình ra quyết định Bước quan
trọng nhất là phân tích rủi ro, và vì thế quản trị rủi ro phải mang tính chất định lượng Đây là cơ sở để sử dụng phương
pháp xác suất (Mạng Bayes) để quản trị rủi ro tốt hơn
Một cơ sở nữa để áp dụng Mạng Bayes trong lập lịch DAPM
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 DAPM 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
Trang 132.1 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 thường gặp A.K.T Hui và D.B Liu [7] dựa trên danh sách này
đã xây dựng một chương trình tính toán độ ảnh hưởng của 24 yếu tố rủi ro tới khả năng hoàn thành DAPM, và khảo sát 29 chuyên gia IT có kinh nghiệm
24 yếu tố rủi ro thường gặp này được chia thành các nhóm,
nổi bật là các nhóm yếu tố: Nguồn lực (Phụ thuộc vào một số cá nhân, Áp lực về thời gian), Hệ thống (Thiếu rõ ràng và chậm phản hồi về yêu cầu của người dùng), Quản lý (Thiếu kỹ năng quản lý), Kinh nghiệm (Thiếu kinh nghiệm với môi trường dự án) 24 yếu tố được thể hiện trong Bảng 2.1 và làm tiền đề cho
việc phân tích các yếu tố rủi ro DAPM trong luận án
Tác giả đề xuất giải thuật BRI như sau:
* Đầu vào: Các yếu tố rủi ro và xác suất (Bảng 2.1)