В данном разделе приводится количественное и качественное обоснование экономической целесообразности создания и внедрения программного средства для расчета количества электроэнергии, определяющее количество тепловой энергии для ведения технологического процесса рафинирования свинца за определенный период времени

Важность правильной оценки затрат на разработку ПП обусловлена необходимостью не только получения конкретных значений трудоемкости и стоимости разработки ПП, но и эффективной организации и управления процессом разработки [7].

Экономическую эффективность проектируемого программного изделия (ПИ) можно оценить при помощи ряда показателей:

трудоемкость разработки;

длительность разработки;

годовая экономия;

единовременные затраты на разработку и внедрение;

текущие затраты на функционирование.

Все известные методы расчета стоимости разработки программных продуктов основаны на нормировании базовых, определяющих ресурсов. При этом ресурсы нормируются либо на составляющие процесса разработки ПП (отдельные операции), либо на составные элементы продукта (требования или результат).

В зависимости от этого:

первые методы основаны на четкой идентификации операций процесса разработки ПП;

вторые - на определении функциональных требований и/или конечного продукта.

3.1.1 Методика оценивания затрат СОСОМО II

В конце 70-х годов Барри Боэмом была разработана модель оценивания объемов работ при разработке информационных систем, и получила название конструктивная модель стоимости (Constructive Cost Model - COCOMO). На сегодняшний день данная модель оценки трудоёмкости разработки ПП является наиболее известной среди множества подобных моделей.

С течением времени и ростом требованиям к системам, модель СОСОМО оказалась устаревшей в значительной своей части. Непосредственно по этой причине и ряд других немаловажных проблем, была разработана модель СОСОМО II, впервые опубликованная в 1999 году.

Модель ориентирована на порционность поступления информации для оценивания на протяжении всего периода разработки ПП и является трехуровневой [8].

Предварительная модель - обеспечивает предварительную оценку трудозатрат на ПС на ранних стадиях разработки. Модель предназначена для оценки трудоемкости прототипирования, а также разработки ПС с использованием интегрированных сред (ICASE);

Предпроектная модель - обеспечивает предварительную оценку трудозатрат на разработку как ПС в целом, так и отдельных программных компонентов (подсистем) на предпроектных стадиях ЖЦ. Может применяться для технико-экономического обоснования затрат на создание ПС, а также для распределения затрат по стадиям разработки.

Детальная модель - уточняет оценку, выполненную по предпроектной модели. Обеспечивает поуровневую оценку трудозатрат на разработку ПС - от программных компонентов до программных модулей. Может применяться на стадиях проектирования и разработки ПС, а также при сопровождении.

В рамках модели COCOMO II оценки трудоемкости проекта и времени, требующегося на его выполнение, определяются тремя разными способами на вышеперечисленных уровнях проекта:

вычисляется функциональный размер ПС. Для этого определяется общий функциональный размер ПП () по всем составляющим ее информационно-функциональным объектам (экранам, отчетам, модулям), включая все объекты, которые будут использоваться в системе повторно.

Определяется функциональный размер разрабатываемых компонентов ПП по формуле:

, (3.1)

где - доля (в процентах) повторно используемых объектов (экранов, отчетов и модулей);

оценивается уровень производительности,.

трудозатраты на разработку вычисляются в человеко-месяцах (чел-мес.) по формуле:

. (3.2)

Когда требования к системе уже определенны и начинается процесс разработки архитектуры ПО, используется предпроектная модель и применяются следующие формулы.

Трудоемкость вычисляется следующим образом:

, (3.3)

где - трудозатраты на автоматически генерируемый код;

- фактор процесса разработки, который вычисляется по формуле:

, (3.4)

где факторы W_i принимают значения от 0 до 5:

W₁ - предсказуемость проекта для данной организации, от полностью знакомого (0) до совсем непредсказуемого (5);

W₂ - гибкость процесса разработки, от полностью определяемого командой при выполнении общих целей проекта (0) до полностью фиксированного и строгого (5);

W₃ - степень удаления рисков, от полной (0) до небольшой (5), оставляющей около 80% рисков;

W₄ - сплоченность команды проекта, от безукоризненного взаимодействия (0) до больших трудностей при взаимодействии (5);

W₅ - зрелость процессов в организации, от 0 до 5 в виде взвешенного количества положительных ответов на вопросы о поддержке ключевых областей процесса в модели CMM.

- произведение семи коэффициентов затрат, каждый из которых лежит в интервале от 1 до 6:

возможности персонала;

надежность и сложность продукта;

требуемый уровень повторного использования;

сложность платформы;

опытность персонала;

использование инструментов;

плотность графика проекта.

После того, как разработана архитектура ПО, оценки должны выполняться с использованием детальной модели.

Формула для трудоемкости имеет вид:

, (3.5)

где

, (3.6)

где

, (3.7)

где AT - процент автоматически генерируемого кода;

AA - фактор трудоемкости перевода компонентов в повторно используемые;

DM - процент модифицируемых для повторного использования проектных моделей;

CM - процент модифицируемого для повторного использования кода;

IM - процент затрат на интеграцию и тестирование повторно используемых компонентов;

SU - фактор понятности повторного использования кода.

Все коэффициенты, кроме и , имеют те же значения, что и в предыдущей модели.

Коэффициент вычисляется как (1 + (процент кода, выброшенного из-за изменений в требованиях) /100).

Коэффициент является произведением 17 коэффициентов затрат, имеющих значения от 1 до 6:

надежность продукта;

сложность продукта;

размер базы данных разрабатываемого приложения;

требуемый уровень повторного использования;

требуемый уровень документированности;

уровень производительности по времени;

уровень требований к занимаемой оперативной памяти;

изменчивость платформы;

возможности аналитика проекта;

возможности программистов;

опыт работы команды в данной предметной области;

опыт работы команды с используемыми платформами;

опыт работы команды с используемыми языками и инструментами;

уровень текучести персонала в команде;

возможности используемых инструментов;

возможности общения между членами команды;

фактор сжатия графика проекта.

Для расчета срока разработки информационной системы используется следующее уравнение:

, (3.8)

где

t_{разр. -} срок разработки информационной системы, в месяцах;

Т (А) - линейный коэффициент зависимости срока разработки типа проекта;

T - трудоемкость в человеко-месяцах;

Т (В) - экспоненциальный коэффициент зависимости срока разработки от типа проекта;

- сумма корректировочных коэффициентов факторов масштабирования.

Модель СОСОМО II имеет ряд достоинств, среди которых следует отметить объективность и простоту применения.

3.1.2 Методика расчета трудоемкости программного средства

Госкомтруда 1986 года. В течение восьмидесятых годов в СССР были разработаны собственные модели оценки трудоемкости разработки программных систем, утвержденные Госкомтруда в 1986 году. Базовая трудоемкость разработки программных средств в данной методике определяется в зависимости от группы сложности и от объема.

Основными параметрами, влияющими на расчет трудоемкости разработки, являются: стадии разработки ПС, сложность ПС, степень новизны ПС, новый тип ЭВМ, новый тип ОС, степень охвата реализуемых функций стандартными ПС, средства разработки ПС, характер среды разработки, характеристики ПС, группа сложности, функции ПС, тип ЭВМ [9].

Параметр "Стадии разработки ПС" может принимать значения:

"Техническое задание";

"Эскизный проект";

"Технический проект";

"Рабочий проект";

"Внедрение";

"Предварительное проектирование".

Данные стадии разработки могут присутствовать как по отдельности, так и в различной комбинации. Однако на стадии разработки накладываются следующие ограничения:

использование CASE-технологий;

объединение технического и рабочего проекта.

При использовании CASE-технологии стадии "Техническое задание", "Эскизный проект" и "Технический проект" объединяются в одну стадию "Предварительное проектирование", за которой следуют стадии "Рабочий проект" и "Внедрение".

Объединение стадий "Технический проект" и "Рабочий проект" в одну стадию "Технорабочий проект", предполагает обязательное наличие этих двух стадий.

Параметр "Элементы, повышающие сложность ПС" может принимать значения:

"Наличие экранных подсказок и меню функций";

"Выдача на экран контекстно-зависимой помощи";

"Обеспечение хранения и поиска данных в сложных структурах";

"Возможность связи с другими ПС".

Параметр "Степень новизны ПС" может принимать одно из следующих значений:

"Принципиально новое ПС, не имеющее доступных аналогов";

"ПС, являющееся развитием определенного параметрического ряда ПС на новом типе ЭВМ/ операционной системы (ОС)";

"ПС, являющееся развитием определенного параметрического ряда ПС на прежнем типе ЭВМ/ОС".

Параметры "Новый тип ЭВМ" и "Новый тип ОС" определяют, используется ли новый тип ЭВМ или ОС при разработке ПС

Параметр "Степень охвата реализуемых функций стандартными ПС" может принимать одно из следующих значений:

"Свыше 60%";

"От 40% до 60%";

"От 20% до 40%";

"До 20%".

Параметр "Средства разработки ПС" может принимать одно из следующих значений:

"Язык Ассемблера";

"Процедурные языки высокого уровня (C, Pascal, и др.)";

"Системы программирования на основе СУБД";

"CASE-средства".

Параметр "Характер среды разработки" может принимать одно из следующих значений:

"Большие ЭВМ без "дружелюбной" среды (ЕС ЭВМ с ОС ЕС)";

"Большие ЭВМ с "дружелюбной" средой (RS, mainframe)";

"Малые ЭВМ без "дружелюбной" среды (СМ ЭВМ с ОС РВ, UNIX)";

"Малые ЭВМ с "дружелюбной" средой (VAX, DEC)";

"Персональные ЭВМ (с MS-DOS, Windows)";

"Другие персональные ЭВМ (Apple)";

"Сети ЭВМ локальные (типа NetWare)";

"Глобальные сети (через модемы)".

Параметр "Характеристики ПС" может принимать значения:

1) "Наличие мощного интеллектуального языкового интерфейса высокого уровня с пользователем (без учёта подсказок и меню функций)";

2) "Режим работы в реальном времени";

3) "Обеспечение телекоммуникационной обработки данных";

4) "Машинная графика";

5) "Криптография и другие методы защиты от несанкционированного доступа";

6) "Обеспечение существенного распараллеливания вычислений";

7) "Оптимизационные расчеты";

8) "Моделирование объектов и процессов";

9) "Задачи анализа и прогнозирования";

10) "Сложные экономические, инженерные или научные расчеты";

11) "Обеспечение настройки ПС на изменения структур входных и выходных данных".

Характеристики ПС определяют параметр "Группа сложности", пункты 1 - 6 соответствуют максимальной группе сложности, 7 - 11 - средней группе сложности, если же разрабатываемое ПС не обладает ни одной из перечисленных характеристик, оно относится к минимальной группе сложности.

Параметр "Функции ПС" может принимать значения:

"Управление работой компонентов ПС";

"Обработка прерываний";

"Ввод данных в интерактивном режиме";

"Вывод данных в табличной форме на экран и на печать";

"Обработка ошибочных ситуаций";

"Система настройки ПС на условия применения";

"Формирование последовательных файлов";

"Сортировка файлов";

"Обработка файлов";

"Формирование базы данных";

"Обработка записей базы данных";

"Организация поиска и поиск в базе данных";

"Статистическая обработка данных";

"Расчет экономических показателей";

"Экономический анализ и прогнозирование";

"Составление сводных балансов".

Данные функции могут присутствовать как все вместе, так и по отдельности.

Расчет трудоемкости разработки программного продукта осуществляется по формуле:

, (3.9)

где Т_общ - общая трудоемкость разработки ПС (в чел. - днях);

Т_i - трудоемкость i-ой стадии разработки ПС (в чел. - днях), i = 0.5;

n - количество стадий разработки ПС.

Трудоемкость i-ой стадии разработки ПС, i = 0.5, определяется по формуле:

T_i = L_i * К_н * Т_о, для i = 0,1,2,3,5, (3.10)

T_i = L_i * К_н *К_т * Т_о, для i = 4,

где Li - удельный вес трудоемкости i-ой стадии разработки ПС, учитывающий наличие той или иной стадии и использование CASE-технологии, определяется по таблице, причем

₍3.11)

В случае отсутствия стадии "Эскизный проект" L₃' = L₂ + L₃.

В случае объединение стадий "Технический проект" и "Рабочий проект" в одну стадию "Технорабочий проект" L₃' = 0,85 * L₃ + L₄.

К_н - поправочный коэффициент, учитывающий степень новизны ПС и использование при разработке ПС новых типов ЭВМ и ОС, определяется по таблице;

К_т - поправочный коэффициент, учитывающий степень использования в разработке (типовых) стандартных ПС, определяется по таблице;

Т_о - общая трудоемкость разработки ПС (в чел. - днях) определяется по формуле:

Т_о = Т_ур * К_сл, (3.12)

где Т_ур - трудоемкость разработки ПС с учетом конкретных условий разработки (в чел. - днях);

К_сл - коэффициент сложности ПС, определяется по формуле:

, (3.13)

где K_i - коэффициенты повышения сложности ПС, i = 1.7, зависящие от наличия у разрабатываемой системы характеристик, повышающих сложность ПС и от количества характеристик ПС, определяется по таблице;

n - количество дополнительно учитываемых характеристик ПС.

Трудоемкость разработки ПС с учетом конкретных условий разработки определяется по формуле:

Т_ур = Т_б * К_ур, (3.14)

где Т_б - базовая трудоемкость разработки ПС (в чел. - днях), учитывающая V_о - объем ПС и группу сложности, определяется по таблице;

К_ур - поправочный коэффициент, учитывающий характер среды разработки и средства разработки ПС, определяется по таблице;

Общий объем разрабатываемого ПС, определяется по формуле:

_{, (}3.15)

где V_i - объем i-ой функции ПС, i = 1.16, учитывающий тип ЭВМ, определяется по таблице;

n - общее число функций.

Продолжительность разработки программного продукта определяется по формуле:

^{. (}3.16)

Среднее число исполнителей реализации программного продукта рассчитывается:

Ч = T_общ/t. (3.17)

Данная методика учитывает важные параметры проектируемой системы и позволяет рассчитать трудоемкость каждой стадии, в отличие, от композиционной модели COCOMO II. Сравнивая эти две методики между собой, можно сделать следующие выводы, относительно применения их для оценки трудоемкости информационно-программной поддержки оценки риска: для предсказания усилий на разработку в модели COCOMO II необходимо сначала предсказать размер конечной системы в единицах KDSI (Thousands of Delivered Source Instructions, тысяч строк исходных инструкций поставляемого кода), то есть данная модель основана на размере кода ПП, а длина кода не всегда отражает размер современных программных продуктов; методика расчета трудоемкости программного продукта Госкомтруда 1986 года применима для оценки трудозатрат на разработку любых типов ПП, в отличие, от композиционной модели, которая предназначена для оценки трудозатрат на разработку крупных ПП; точность модели COCOMO II согласована с большим количеством фактических данных и зависит от точности оценивания входных данных.

Таким образом, использование методики расчета трудоемкости программного средства Госкомтруда 1986 года в данном случае является наиболее целесообразным, так как она, по сравнению с моделью COCOMO II включает определения основных понятий и количественных характеристик без ограничения общности или разнообразия типов ПС. Данная методика повышает объективность оценок путем применения шкалы оценок, учитывающих влияние разных атрибутов на оценку трудозатрат. Методика расчета трудоемкости программного средства Госкомтруда 1986 года проста для понимания и применения, что также является немаловажным фактором при выборе методики.

3.3 Расчет частных показателей экономической эффективности