Phương pháp quản trị giá trị thu Được và Ứng dụng trong quản lý dự Án phần mềm

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt ACWP Actual Cost of Work Performed Chi phí thực tế của công việc đã thực hiện BAC Budget At Completion Ngân quỹ hoàn thành dự án BCWP B

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT PHẦN MỀM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 TS Nguyễn Thanh Hùng

2 TS Trịnh Anh Phúc

Hà Nội - 2024

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đề tài: “Phương pháp quản trị giá trị thu được và ứng dụng trong quản lý

dự án phần mềm” là công trình nghiên cứu của bản thân tôi, các kết quả nghiên cứu

trong luận án là trung thực và chưa từng được tác giả khác công bố

Người hướng dẫn khoa học

Hà Nội, ngày 26 tháng 9 năm 2024

Tác giả

Lê Thế Anh

Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường, tôi đã nhận được sự hướng dẫn

và giúp đỡ tận tình của tập thể các thầy, cô giáo tại Trường Công nghệ thông tin và Truyền thông, Đại học Bách khoa Hà Nội, các thầy cô tại Ban Đào tạo, Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin chân thành biết ơn sự đóng góp quý báu của các thầy, cô

Ngoài ra, tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp tại Khoa Công nghệ và An toàn thông tin, Trường Đại học Kỹ thuật – Hậu cần CAND, những người đã luôn ủng hộ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận

án tại Trường Công nghệ thông tin và Truyền thông, Đại học Bách khoa Hà Nội Mặc dù tôi đã nỗ lực và cố gắng hoàn thiện luận án của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi còn những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn

Tôi xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 26 tháng 9 năm 2024

Tác giả

Lê Thế Anh

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC CÁC BẢNG 8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 9

MỞ ĐẦU 10

1 Lý do chọn đề tài 10

2 Mục tiêu nghiên cứu 11

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 12

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 12

5 Phương pháp nghiên cứu 12

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 13

7 Các kết quả mới đạt được 13

8 Cấu trúc Luận án 14

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 15

1.1 Tổng quan về quản lý dự án phần mềm 15

1.1.1 Lịch sử phát triển 15

1.1.2 Giới thiệu quản lý dự án 16

1.1.3 Quy trình quản lý dự án phần mềm 19

1.1.4 Thực trạng quản lý dự án phần mềm tại Việt Nam 21

1.2 Tổng quan về công nghệ phần mềm hướng giá trị 22

1.2.1 Giới thiệu 22

1.2.2 Mô hình chất lượng phần mềm hướng giá trị 23

1.3 Phương pháp Quản trị giá trị thu được (Earned Value Management – EVM) 24

1.3.1 Giới thiệu 24

1.3.2 Các tham số chính của Phương pháp quản trị giá trị thu được 25

1.3.3 Độ đo thời gian kế hoạch ES 29

1.3.4 Đo lường hiệu suất dự án 30

1.3.5 Đo lường tin cậy hiệu suất thời gian của dự án 32

1.3.6 Dự đoán chi phí hoàn thành dự án 34

1.3.7 Dự đoán thời gian hoàn thành dự án 36

1.4 Một số phương pháp dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành dự án 40

1.4.1 Phương pháp dựa trên mô hình tăng trưởng 40

1.4.2 Phương pháp liên tiến lũy thừa (Exponential Smoothing Method – XSM) 43

1.5 Tổng quan về học máy 46

1.5.1 Giới thiệu 46

1.5.2 Phân loại học máy 47

1.5.3 Một số thuật toán học máy 48

1.6 Tổng hợp và đánh giá các nghiên cứu liên quan 54

1.6.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 54

1.6.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 58

1.7 Bài toán đánh giá mức độ hoàn thành dự án phần mềm 59

1.8 Tiểu kết chương 60

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP DỰ ĐOÁN CHI PHÍ VÀ THỜI GIAN HOÀN THÀNH DỰ ÁN DỰA VÀO PHƯƠNG PHÁP QUẢN TRỊ GIÁ TRỊ THU ĐƯỢC 61

2.1 Kết hợp mô hình tăng trưởng và phương pháp quản trị giá trị thu được 61

2.1.1 Phương pháp dựa trên mô hình tăng trưởng 61

2.1.2 Kết hợp mô hình tăng trưởng và quản trị giá trị thu được 65

2.1.3 Cải tiến dựa vào hệ số hiệu suất tương lai PF (CT1) 66

2.1.4 Cải tiến thuật toán ước lượng tham số trong mô hình tăng trưởng Gompertz (CT2) 67

2.1.5 Đề xuất cải tiến thuật toán kết hợp mô hình tăng trưởng và EVM (CT4) 70

2.2 Kết hợp phương pháp XSM và phương pháp quản trị giá trị thu được (CT6) 71

2.3 Thực nghiệm và đánh giá 74

2.3.1 Dữ liệu và kịch bản thực nghiệm 74

2.3.2 Các độ đo chất lượng dự đoán 74

2.3.3 Đánh giá kết quả 75

2.4 Tiểu kết chương 84

CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HỌC MÁY TRONG PHƯƠNG PHÁP QUẢN TRỊ GIÁ TRỊ THU ĐƯỢC 85

3.1 Phương pháp ứng dụng mạng nơ ron LSTM (Long Short-Term Memory) - (CT3) 86

3.1.1 Mạng LSTM 86

3.1.2 Áp dụng mạng LSTM dự đoán chi phí hoàn thành dự án 88

3.2 Phương pháp ứng dụng Extreme Gradient Boosting (CT 7) 92

3.2.1 Xây dựng công thức XGBoost 92

3.2.2 Các tham số quan trọng trong mô hình XGBoost 94

3.2.3 Áp dụng XGBoost dự đoán mức độ hoàn thành dự án 95

3.3 Phương pháp ứng dụng LightGBM 96

3.3.1 Các tham số quan trọng khi huấn luyện mô hình LightGBM 96

3.3.2 Áp dụng LightGBM dự đoán mức độ hoàn thành dự án 97

3.4 Thực nghiệm và đánh giá 98

3.4.1 Dữ liệu và kịch bản thực nghiệm 98

3.4.2 Đánh giá kết quả 101

3.5 Tiểu kết chương 113

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN 114

Kết luận 114

Hướng phát triển của luận án 115

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 116

TÀI LIỆU THAM KHẢO 117

PHỤ LỤC 122

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết

tắt

ACWP Actual Cost of Work Performed Chi phí thực tế của công việc đã

thực hiện

BAC Budget At Completion Ngân quỹ hoàn thành dự án BCWP Budgeted Cost of Work

CDF Cumulative Distribution Functions Hàm số phân bố tích lũy

CEAC Cost Estimation At Completion Dự đoán chi phí hoàn thành CPI Cost Performance Index Chỉ số hiệu suất chi phí

EAC Estimation At Completion Dự đoán tại thời điểm hoàn thành

ED Earned Duration Khoảng thời gian thu được

EVM Earned Value Management Quản trị giá trị thu được

IEEE Institute of Electrical and

Electronics Engineers Viện kỹ nghệ Điện và Điện tử

MAPE Mean Absolute Percentage Error Phần trăm lỗi trung bình tuyệt đối

OBS Organization Breakdown Structure Cơ cấu phân chia tổ chức

PCWR Planned Cost for Work Remain Chi phí dự kiến cho các công việc

PC Percentage Complete Tỷ lệ phần trăm hoàn thành

PF Performance Factor Hệ số hiệu suất

PMI Project Management Insitute Viện quản lý dự án

RAM Responsibility Assignment Matrix Ma trận phân công trách nhiệm SCI Schedule Cost Index Chỉ số chi phí kế hoạch

SD Standard Derivation Độ lệch chuẩn

SPI Schedule Performance Index Chỉ số hiệu suất thời gian

SV Schedule Variance Phương sai thời gian

TEAC Time Estimation At Completion Dự đoán thời gian hoàn thành

VBSE Value-Based Software

WBS Work Breakdown Structure Cơ cấu phân chia công việc

XSM eXponential Smoothing Method Phương pháp liên tiến lũy thừa

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Ví dụ các tham số chính của dự án tại hình 1.4 27

Bảng 1.2: Ba tham số EVM chính và bốn độ đo hiệu suất 31

Bảng 1.3: Dữ liệu EVM cho ví dụ tại hình 1.9 33

Bảng 1.4: Tổng quan về các dự đoán chi phí dựa trên EVM 35

Bảng 1.5: Ví dụ tổng hợp các dự đoán chi phí dựa trên EVM 36

Bảng 1.6: Tổng quan về các phương pháp dự đoán thời gian EVM 37

Bảng 1.7: Tổng quan về các dự đoán thời gian EVM theo ví dụ 39

Bảng 1.8: Các mô hình tăng trưởng và đặc trưng toán học của chúng 41

Bảng 2.1: Ví dụ dữ liệu của một dự án phần mềm DA1 đang ở giai đoạn giữa 62

Bảng 2.2: Bảng dữ liệu đã chuẩn hóa theo đơn vị của dự án DA1 63

Bảng 2.3: Bảng tổng hợp thông tin 5 dự án thực nghiệm 74

Bảng 2.4: Kết quả thực hiện dự đoán chi phí thực hiện các dự án 78

Bảng 2.5: Kết quả thực hiện dự đoán chi phí thực hiện các dự án theo phần trăm sai số (PE) 79

Bảng 2.7: Kết quả thực hiện dự đoán thời gian hoàn thành các dự án 82

Bảng 2.8: Kết quả thực hiện dự đoán thời gian thực hiện các dự án theo phần trăm sai số (PE) 83

Bảng 3.1: Input, output của các mô hình 98

Bảng 3.2: Các tham số đề xuất của các mô hình 98

Bảng 3.3: Bảng tổng hợp thông tin 10 dự án để kiểm tra 100

Bảng 3.4: Kết quả thực hiện dự đoán chi phí thực hiện các dự án 103

Bảng 3.5: Kết quả dự đoán chi phí hoàn thành dự án theo phần trăm sai số (PE) 105

Bảng 3.6: Kết quả dự đoán chi phí hoàn thành dự án theo sai số trung bình MAPE 106

Bảng 3.7: Kết quả dự đoán thời gian hoàn thành các dự án 109

Bảng 3.8: Kết quả dự đoán thời gian hoàn thành các dự án theo phần trăm sai số (PE) 111

Bảng 3.9: Kết quả dự đoán thời gian hoàn thành dự án theo sai số trung bình MAPE 112

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Tam giác quản lý dự án 16

Hình 1.2: Các giai đoạn phát triển dự án phần mềm 19

Hình 1.3: Ví dụ về một mạng lưới công việc của một dự án [18] 26

Hình 1.4: Đường kế hoạch cơ sở sớm nhất của dự án tại hình 1.3 [18] 26

Hình 1.5: Đường cong PV (S-curve) [18] 27

Hình 1.6: Tiến độ thực hiện dự án thực tế ở thời điểm kết thúc 7 tuần [18] 27

Hình 1.7: Các đường cong S của PV, EV và AC [18] 28

Hình 1.8: Minh họa tính toán ES tại tuần thứ 7 của dự án [18] 30

Hình 1.9: Tiến độ dự án ở tuần thứ 7 [18] 31

Hình 1.10: Một ví dụ về đường kế hoạch cơ sở PV (phía trên) và tiến độ thực tế AC (phía dưới) bị chậm tiến độ 2 tuần [18] 32

Hình 1.11: So sánh giữa SPI và SPI(t) [18] 34

Hình 1.12: Dự đoán chi phí (EAC) và thời gian (EAC(t)) hoàn thành dự án [18] 39

Hình 1.13: Các đặc trưng của một mô hình tăng trưởng chữ S: (a) đường cong tăng trưởng tích lũy; (b) đường cong tốc độ tăng trưởng [7] 40

Hình 1.14: Tương quan Bias và Variance [27] 50

Hình 1.15: Ví dụ Decision Tree Ensemble [28] 52

Hình 2.1: Xây dựng đường cong S của mô hình tăng trưởng 63

Hình 3.1: Kiến trúc mạng LSTM [52] 87

Hình 3.2: Tối ưu hàm mục tiêu trong miền giá trị chứa điểm yên ngựa 90

Hình 3.3: Kiến trúc mạng LSTM đề xuất 91

Hình 3.4: Biểu đồ giá trị loss trong quá trình training mạng LSTM 91

Hình 3.5: Tương quan giữa hàm mất mát và hàm chính quy hoá [28] 93

Hình 3.6: Lưu đồ luồng giải pháp 95

Hình 3.7: Dữ liệu gốc trang projectmanagement 99

Hình 3.8: Dữ liệu trang projectmanagement sau khi xử lý 99

Có rất nhiều lý do làm cho dự án phần mềm thất bại, một trong những lý do quan trọng nhất là quản lý dự án không phù hợp Ví dụ, các lý do chính làm cho dự án chệch

ra khỏi tầm kiểm soát là: (1) mục tiêu không rõ ràng, (2) lập kế hoạch tồi, (3) công nghệ mới, (4) thiếu một phương pháp quản lý dự án và (5) không đủ nhân sự [3] Ít nhất ba trong năm lý do này rõ ràng liên quan đến quản lý dự án Hai lý do còn lại: không đủ nhân sự và công nghệ mới, có thể được coi như những rủi ro mà để quản lý chúng cũng

là một phần của quản lý dự án Để thoát khỏi tình trạng này người quản lý dự án phải biết cách quản lý dự án cho thật hiệu quả mà một trong số đó chính là việc áp dụng các công cụ để dự đoán chi phí và thời gian tại thời điểm hoàn thành dự án (EAC) tại bất kỳ thời điểm nào của quá trình thực hiện dự án

Công nghệ phần mềm hướng giá trị là một phương pháp tiếp cận trong quá trình phát triển phần mềm, tập trung vào việc tạo ra giá trị cho khách hàng và người dùng cuối Phương pháp này đặt sự chú trọng vào việc hiểu và đáp ứng nhu cầu thực sự của khách hàng, từ đó xác định và ưu tiên các tính năng và chức năng của phần mềm để cung cấp giá trị tối đa cho họ [4]

Quản trị giá trị thu được (Earned Value Management - EVM) [5], [6] là một trong những phương pháp nổi tiếng để kiểm soát thời gian và chi phí của một dự án Phương pháp này được sử dụng từ những năm 1960 khi Bộ Quốc phòng Hoa kỳ đề xuất một phương pháp chuẩn để đo lường hiệu suất của một dự án Phương pháp này dựa trên một tập hợp các chỉ số để đo lường và đánh giá tình trạng tổng thể của dự án, giúp cảnh báo sớm cho người quản trị dự án về các vấn đề tiềm ẩn Tuy nhiên, phương pháp này cũng có một số hạn chế như: (1) chỉ dựa vào các chi phí đã phát sinh, (2) dự đoán thiếu

độ tin cậy trong giai đoạn sớm của dự án và (3) không tính đến các dữ liệu dự báo [7]

Ba hạn chế nêu trên là lý do chính dẫn đến việc cần phát triển các phương pháp mới Một trong các phương pháp đó là sử dụng phân tích hồi quy tuyến tính hoặc phi

tuyến để xây dựng các mô hình hồi quy, còn được gọi là các mô hình tăng trưởng (Growth Models - GM) [7]

Đã có các công trình sử dụng phương pháp EVM hoặc GM trong việc dự đoán giá trị EAC [8], [9], [10] tuy nhiên hầu như rất ít công trình đề cập đến việc kết hợp hai phương pháp này trong việc nâng cao tính chính xác của việc dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành dự án

Hiện nay, trí tuệ nhân tạo rất phát triển và được ứng dụng trong mọi lĩnh vực đời sống Học máy là một nhánh cụ thể của trí tuệ nhân tạo và được ứng dụng nhiều trong phân tích dữ liệu lớn để phân loại, dự đoán và khai thác thông tin chi tiết Trong các nghiên cứu [11], [12], [13] các tác giả đã sử dụng các phương pháp học máy như: mạng nơ-ron nhân tạo, mô hình logic mờ, lý luận dựa trên trường hợp, phân tích hồi quy bội,

mô hình mờ di truyền, mô hình lai để giải quyết các vấn đề khác nhau trong quản lý dự

án Các tác giả đã nghiên cứu và đề xuất sử dụng một số thuật toán học máy như: LSTM, XGBoost (Extreme Gradient Boosting), LightGBM để giải quyết bài toán dự đoán thời gian và kinh phí để hoàn thành dự án Đây là những thuật toán học có giám sát (supervised learning) cho độ chính xác khá cao, bên cạnh các mô hình Deep Learning hiện đang rất phổ biến

Xuất phát từ những phân tích ở trên, tôi chọn đề tài "Phương pháp quản trị giá trị thu được và ứng dụng trong quản lý dự án phần mềm" làm luận án

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chung:

Đề tài thực hiện nghiên cứu các phương pháp dự đoán chi phí hoàn thành dự án và thời gian hoàn thành dự án theo phương pháp quản trị giá trị thu được để nâng cao hiệu quả quản lý các dự án phần mềm dựa trên công nghệ phần mềm hướng giá trị

- Thực hiện việc thử nghiệm và đánh giá đối với mô hình

Vì vậy, trên cơ sở có nhiều năm hoạt động trong lĩnh vực Công nghệ phần mềm cũng như Quản lý dự án, người thực hiện đề tài mong muốn góp phần làm phong phú thêm các nghiên cứu về lĩnh vực này, cũng như mong muốn có thể thiết kế một phương pháp luận rõ ràng hơn, cụ thể bằng một giải pháp phần mềm để dự đoán chi phí và thời

gian hoàn thành dự án, giúp ích cho quá trình trợ giúp việc ra quyết định trong quản lý

dự án, nhằm nâng cao chất lượng dự án

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Với mục tiêu đặt ra ở trên, nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm:

- Nghiên cứu đánh giá các các công trình nghiên cứu đã xuất bản liên quan đến phương pháp quản trị giá trị thu được trong quản lý dự án

- Đề xuất cải tiến phương pháp kết hợp mô hình tăng trưởng với phương pháp quản trị giá trị thu được

- Đề xuất các thuật toán học máy trên các chỉ số quản trị giá trị thu được để giải quyết bài toán dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành dự án phần mềm

- Thử nghiệm đối với các dự án thực tế

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài:

+ Quản lý dự án phần mềm

+ Các mô hình tăng trưởng: Gompertz, Logistic, Bass, Weibull

+ Các thuật toán học máy Mạng nơ ron nhân tạo LSTM, XGBoost, LightGBM + Các chỉ số quản trị giá trị thu được: PV, EV, AC, ES, SCI, SPI, CPI

+ Dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành của một dự án phần mềm tại thời điểm

t khi thực hiện dự án (EAC, EAC(t))

+ Các độ đo mức độ chính xác của việc dự đoán: PE, MAPE

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài:

+ Nghiên cứu thực nghiệm trên một số dự án phần mềm thực tế tại các công ty phần mềm Việt Nam

+ Nghiên cứu thực nghiệm trên một số dự án thực tế được công bố trên thế giới

5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp lý thuyết

Nghiên cứu sinh sử dụng phương pháp này vào trong các nghiên cứu về:

- Nghiên cứu về quản lý dự án;

- Nghiên cứu về các mô hình tăng trưởng;

- Nghiên cứu về các phương pháp học máy;

- Phân tích, so sánh điểm yếu điểm mạnh của các nghiên cứu hiện tại gần với hướng nghiên cứu của luận án bao gồm các nội dung: quản trị giá trị thu được, mô hình tăng trưởng, các phương pháp học máy;

- Chứng minh khả năng áp dụng được các kỹ thuật học máy hiện đại giải quyết bài toán dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành dự án

Các phương pháp trên cho phép tổng quan các kết quả nghiên cứu, hệ thống hóa

lý thuyết có liên quan đến xây dựng cơ sở lý luận của đề tài

Phương pháp thực nghiệm

Tiến hành kiểm chứng tính khả thi của các phương pháp đề xuất trong luận án bằng việc áp dụng vào các dự án thực tế về lĩnh vực đầu tư công nghệ thông tin trong một số đơn vị, doanh nghiệp khác nhau, với các loại dự án khác nhau Sử dụng một số công cụ

và thuật toán tiêu biểu để kiểm chứng, đánh giá và so sánh tính hiệu quả giữa chúng

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học

Đề tài của luận án phân tích và hệ thống hóa các phương pháp dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành dự án trong quản lý dự án phần mềm Đồng thời, luận án đã góp phần bổ sung, làm phong phú cơ sở lý luận khoa học trong việc cải tiến các phương pháp dự đoán và đề xuất áp dụng một số phương pháp mới trong dự đoán mức độ hoàn thành dự án phần mềm

Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu là tài liệu có giá trị tham khảo trong hoạt động thực tiễn của các đơn vị, doanh nghiệp trong quản lý dự án phần mềm Kết quả nghiên cứu cũng đồng thời đề xuất các phương pháp cải tiến chất lượng dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành

dự án phần mềm, cung cấp công cụ hỗ trợ ra quyết định, giúp nâng cao chất lượng của quản lý dự án phần mềm

7 Các kết quả mới đạt được

Những đóng góp mới của nghiên cứu bao gồm:

- Đề xuất cải tiến các phương pháp dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành dự án: + Cải tiến hệ số hiệu suất tương lai trong phương pháp kết hợp mô hình tăng trưởng và kỹ thuật quản trị giá trị thu được

+ Cải tiến thuật toán ước lượng tham số trong mô hình tăng trưởng Gompertz + Cải tiến thuật toán kết hợp mô hình tăng trưởng và EVM

+ Cải tiến phương pháp kết hợp XSM và EVM

- Đề xuất áp dụng một số phương pháp dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành

dự án dựa trên một số thuật toán học máy

+ Phương pháp ứng dụng mạng nơ ron LSTM

+ Phương pháp ứng dụng thuật toán học máy XGBoost

+ Phương pháp ứng dụng thuật toán học máy LightGBM

- Thực nghiệm và đánh giá hiệu quả của các phương pháp đề xuất

8 Cấu trúc Luận án

Nội dung Luận án gồm phần Mở đầu, Kết luận và 03 chương:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Một số phương pháp dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành dự án dựa

và phương pháp quản trị giá trị thu được

Chương 3: Áp dụng một số phương pháp học máy trong phương pháp quản trị giá trị thu được

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Chương 1 trình bày cơ sở lý thuyết về quản lý dự án phần mềm, công nghệ phần mềm hướng giá trị, phương pháp quản trị giá trị thu được và các phương pháp dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành dự án Trong chương này NCS cũng trình bày tổng quan

về một số phương pháp học máy tiên tiến như LSTM, XGBoost, LightGBM Phần cuối chương NCS trình bày các vấn đề nghiên cứu liên quan đến đề tài và giới thiệu bài toán đánh giá mức độ hoàn thành của dự án phần mềm dựa vào dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành dự án

1.1 Tổng quan về quản lý dự án phần mềm

1.1.1 Lịch sử phát triển

Lịch sử phát triển của quản lý dự án phần mềm là một quá trình dài với nhiều thay đổi và cải tiến Dưới đây là một tóm tắt về các giai đoạn chính và những điểm mốc quan trọng trong lịch sử phát triển của dự án phần mềm [14]:

- Giai đoạn khởi đầu của quản lý dự án phần mềm (1970s):

Khái niệm về quản lý dự án phần mềm bắt đầu được chú trọng hơn Mô hình phát triển thác nước (Waterfall Model) ra đời, với các bước tuần tự từ phân tích yêu cầu đến thiết kế, lập trình, kiểm thử và triển khai

- Giai đoạn chuẩn hóa và phát triển phương pháp luận (1980s-1990s):

+ 1980s: Sự xuất hiện của nhiều mô hình phát triển phần mềm khác nhau như mô hình xoắn ốc (Spiral Model), CMM (Capability Maturity Model) được phát triển để đánh giá mức độ trưởng thành của quy trình phát triển phần mềm

+ 1990s: Các phương pháp phát triển phần mềm linh hoạt bắt đầu được đề xuất để thay thế các phương pháp truyền thống Mô hình Scrum và Extreme Programming (XP) được giới thiệu và bắt đầu trở nên phổ biến

- Giai đoạn các phương pháp linh hoạt (2000s-2010s):

+ 2001: Tuyên ngôn cho phát triển phần mềm linh hoạt (Manifesto for Agile Software Development) được công bố, đánh dấu sự chuyển đổi quan trọng sang các phương pháp phát triển phần mềm linh hoạt và tập trung vào tương tác con người, sản phẩm hoạt động, hợp tác với khách hàng và phản ứng với thay đổi

+ 2000s-2010s: Phương pháp Agile, Scrum, Kanban và các phương pháp linh hoạt khác trở nên phổ biến rộng rãi Các công cụ quản lý dự án như Jira, Trello, và Asana được phát triển để hỗ trợ quản lý dự án phần mềm theo các phương pháp linh hoạt

- Giai đoạn hiện nay (2020s):

Sự phát triển của các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo, học máy và phương pháp phát triển phần mềm kết hợp giữa các hoạt động của nhóm phát triển và nhóm vận hành (DevOps) đã thay đổi cách quản lý dự án phần mềm Sự ra đời của các nền tảng quản lý

dự án tích hợp và công cụ tự động hóa, như GitLab và GitHub Actions, giúp tối ưu hóa quy trình phát triển và triển khai phần mềm

Quá trình phát triển quản lý dự án phần mềm là một sự tích lũy kiến thức và kinh nghiệm qua nhiều thập kỷ, với nhiều cải tiến và thay đổi để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp phần mềm

1.1.2 Giới thiệu quản lý dự án

Dự án là một nỗ lực phức tạp, không thường xuyên, mang tính chất đơn nhất được thực hiện trong điều kiện ràng buộc nhất định về thời gian, ngân sách, nguồn lực và các tiêu chuẩn chất lượng để đáp ứng yêu cầu của khách hàng

Quản lý dự án là sự áp dụng một cách phù hợp các kiến thức, kỹ năng, công cụ và

kỹ thuật vào trong quá trình đề xuất dự án, lập kế hoạch dự án, thực hiện dự án, theo dõi giám sát dự án và kết thúc dự án để đạt được các yêu cầu của dự án [3]

Mục tiêu cơ bản của việc quản lý dự án thể hiện ở chỗ các công việc phải được hoàn thành theo yêu cầu và bảo đảm chất lượng, trong phạm vi chi phí được duyệt, đúng thời gian và giữ cho phạm vi dự án không thay đổi

Quản lý dự án thường bao gồm:

- Xác định các yêu cầu (của công ty hoặc của khách hàng)

- Xác định và đáp ứng các nhu cầu, các mối quan tâm, và mong đợi của các chủ thể dự án trong quá trình lập kế hoạch và thực hiện dự án

- Cân đối hài hoà giữa các yêu cầu, ràng buộc khác nhau của dự án bao gồm, trong

đó 3 ràng buộc chính là: phạm vi, thời gian, chi phí

Hình 1.1: Tam giác quản lý dự án

Chất lượng

dự án

Thời gian hoàn thành

Chi phí (tiền, nhân sự) Phạm vi

dự án

Mỗi dự án cụ thể sẽ có những yêu cầu và ràng buộc nhất định đòi hỏi nhà quản lý

dự án cần phải xác định thứ tự ưu tiên giữa các yêu cầu Các ràng buộc trong dự án có mối quan hệ tương tác với nhau, nghĩa là sự thay đổi của một ràng buộc có thể kéo theo

sự thay đổi của một hoặc nhiều ràng buộc khác Ví dụ, khi yêu cầu rút ngắn thời hạn hoàn thành dự án, kinh phí thực hiện dự án thường phải tăng lên vì cần bổ sung thêm nguồn lực để hoàn thành cùng khối lượng công việc trong thời gian ngắn hơn Nếu không thể tăng kinh phí, có thể phải thu hẹp phạm vi dự án bằng cách cắt giảm một số hạng mục công việc, hoặc chấp nhận giảm chất lượng đầu ra bằng cách sử dụng nguyên vật liệu có chất lượng thấp hơn hoặc thay đổi phương án thi công với chi phí ít hơn và chất lượng thấp hơn Các bên liên quan trong dự án thường có ý kiến khác nhau về yếu

tố nào là quan trọng nhất, tạo ra thách thức lớn cho dự án Thay đổi các yêu cầu đối với

dự án cũng có thể làm tăng mức độ rủi ro Do đó, đội ngũ dự án cần có khả năng đánh giá tình hình và hài hòa các yêu cầu khác nhau để thực hiện và bàn giao dự án thành công [3]

Nhà quản lý dự án (PM – Project manager) là người được công ty thực hiện dự án

bổ nhiệm để đạt được các mục tiêu của dự án Đây là một ví trị quản lý đầy thách thức với trách nhiệm nặng nề và các mức độ ưu tiên luôn thay đổi Vị trí này đòi hỏi người đảm nhiệm phải rất linh hoạt, nhạy bén, có kỹ năng lãnh đạo và đàm phán tốt, cùng với kiến thức sâu rộng về quản lý dự án Nhà quản lý dự án cần am hiểu mọi vấn đề chi tiết của dự án, đồng thời phải quản lý với tầm nhìn bao quát toàn bộ dự án Họ phải chịu trách nhiệm về sự thành công của dự án và chịu trách nhiệm hoàn toàn về mọi mặt của

dự án, bao gồm::

- Phát triển kế hoạch quản lý dự án và các kế hoạch chi tiết khác;

- Đảm bảo rằng việc thực hiện dự án luôn tuân thủ tiến độ và ngân sách đã định;

- Phát hiện, theo dõi và xử lý kịp thời các vấn đề phát sinh và các rủi ro trong quá trình thực thi - quản lý rủi ro;

- Định kỳ lập các báo cáo chính xác và cập nhật về tình hình thực hiện dự án Theo PMBOK, năng lực, kiến thức của quản lý dự án được mô tả trong 10 lĩnh vực kiến thức có thể chia làm 2 nhóm: nhóm kỹ năng cứng và nhóm kỹ năng mềm Các lĩnh vực kiến thức quản lý dự án thuộc nhóm kỹ năng cứng tập trung vào các quy trình

và công cụ để khởi tạo, lập kế hoạch, thực thi, giám sát và điều khiển, và đóng dự án trong suốt vòng đời dự án [3]:

- Quản lý tích hợp dự án (Project Integration Management): phát triển điều lệ dự

án, tích hợp các kế hoạch quản lý dự của các lĩnh vực kiến thức khác thành kế hoạch quản lý dự án hoàn chỉnh, và quản lý các yêu cầu thay đổi trong suốt vòng đời dự án;

- Quản lý phạm vi dự án (Project Scope Management): xác định và quản lý yêu cầu, xác định đường cơ sở phạm vi, và theo dõi việc hoàn thành phạm vi dự án;

- Quản lý thời gian dự án (Project Time Management): chia nhỏ đường cơ sở phạm

vi thành những thành phần dễ quản lý hơn gọi là hoạt động, phát triển lịch trình dự án cũng được gọi là đường cơ sở lịch trình, và kiểm soát lịch trình;

- Quản lý chi phí dự án (Project Cost Management): ước lượng chi phí, xác định đường cơ sở chi phí bao gồm dự phòng rủi ro và dự phòng quản lý, và kiểm soát chi phí;

- Quản lý chất lượng dự án (Project Quality Management): lập kế hoạch quản lý chất lượng bao gồm tiêu chuẩn chất lượng, chỉ số chất lượng, và kế hoạch liên tục cải tiến; các hoạt động đảm bảo chất lượng nhằm đảm bảo kế hoạch quản lý dự án và tiêu chuẩn chất lượng được tuân thủ; và kiểm soát chất lượng tất cả các sản phẩm bàn giao

và kiểm tra tất cả các thay đổi đã được phê duyệt;

- Quản lý rủi ro dự án (Project Risk Management): xác định rủi ro, phân tích định tính và phân tích định lượng rủi ro nhằm phân loại thành nhóm rủi ro được quản lý và nhóm rủi ro vào danh sách chờ, phát triển kế hoạch phản ứng khi rủi ro xảy ra, và kiểm soát rủi ro trong suốt quá trình thực thi dự án;

- Quản lý mua sắm đấu thầu dự án (Project Procurement Management): chọn loại hợp đồng trong 3 loại hợp đồng phổ biến (giá cố định, hoàn phí, thời gian và vật liệu), đánh giá nhà cung cấp, trao hợp đồng và quản lý các thay đổi, phát sinh và tranh cãi trong suốt quá trình thực thi dự án

Các lĩnh vực kiến thức của nhóm kỹ năng mềm gồm [3]:

Quản lý giao tiếp dự án (Project Communications Management): cung cấp thông tin dự án cho các bên liên quan và kiểm soát hiệu quả tất cả các kênh giao tiếp trong dự

án Quản lý giao tiếp là một thách thức với tất cả nhà quản lý dự án bởi vì số kênh giao tiếp trong dự án tăng theo hệ số mũ khi số bên liên quan trong dự án tăng lên (số kênh giao tiếp được tính bằng n*(n-1)/2 với n và số bên liên quan trong dự án) và thời gian dành cho giao tiếp trong dự án chiếm đến 90% tổng thời gian của nhà quản lý dự án;

- Quản lý nhân sự dự án (Project HR Management): thành lập đội dự án, xây dựng đội dự án thông qua 5 giai đoạn phát triển đội dự án theo mô hình Tuckman (thành lập, bão tố, bình thường, thực thi, và giải tán) và quản lý các xung đột trong đội dự án Các nhà quản lý dự án cần chọn lựa kỹ thuật tốt nhất trong 5 kỹ thuật quản lý xung đột phổ biến (tránh né, giảm bớt, thoả hiệp, ép buộc và đương đầu) để quản lý hiệu quả xung đột từng trường hợp cụ thể;

- Quản lý các bên liên quan (Project Stakeholder Management): xác định và xếp thứ tự ưu tiên tất cả các bên liên quan có thể ảnh hưởng hoặc bị ảnh hưởng bởi dự án, quản lý mong đợi của các bên liên quan và đảm bảo sự can dự của các bên liên quan trong suốt quá trình thực thi dự án

1.1.3 Quy trình quản lý dự án phần mềm

Quy trình quản lý dự án phần mềm là quy trình vận dụng những kiến thức, kỹ năng

và kỹ thuật công nghệ vào hoạt động của dự án để đạt được mục tiêu của dự án đặt ra Những ứng dụng này được đưa vào phần mềm theo một tiêu chuẩn hóa của quản lý dự

án theo tiêu chuẩn PMI Để đảm bảo dự án thành công, các thành viên dự án phải đảm bảo [3]:

- Lựa chọn quy trình thích hợp để đạt được mục tiêu của dự án

- Tuân thủ các yêu cầu nhằm đạt được kỳ vọng của các bên liên quan

- Đảm bảo cân bằng các yếu tố cạnh tranh trong dự án như: phạm vi công việc, ngân sách, tiến độ, chất lượng, rủi ro, thay đổi Tùy thuộc vào quy mô của từng dự án

mà mỗi giai đoạn có thể gồm các quy trình nhỏ hơn

Ngoài các lợi ích chiến lược đã đề cập phần mềm còn cung cấp đầy đủ các tính năng hệ thống Việc bảo mật được tiến hành một cách nghiêm ngặt tuyệt đối và phân quyền được xác định cụ thể cho từng vai trò của người sử dụng

Hình 1.2: Các giai đoạn phát triển dự án phần mềm

Các giai đoạn phát triển dự án phần mềm bao gồm 5 giai đoạn như sau:

- Khởi tạo dự án (Initiating):

+ Xác định mục tiêu và phạm vi dự án: Xác định rõ ràng mục tiêu cụ thể của dự

- Triển khai (Executing):

+ Phát triển và thiết kế: Tiến hành thiết kế hệ thống và phát triển phần mềm theo yêu cầu đã xác định

+ Quản lý công việc và nguồn lực: Phân phối công việc và quản lý nguồn lực để đảm bảo tiến độ dự án

+ Đảm bảo chất lượng: Thực hiện các hoạt động kiểm thử và kiểm soát chất lượng

để đảm bảo phần mềm đạt yêu cầu

+ Triển khai và tích hợp: Tích hợp các thành phần phần mềm và triển khai vào môi trường thử nghiệm hoặc sản xuất

- Giám sát và điều khiển (Monitoring & Control):

+ Theo dõi tiến độ: Theo dõi tiến độ công việc so với kế hoạch đã đề ra

+ Quản lý thay đổi: Xử lý các thay đổi phát sinh trong quá trình thực hiện dự án + Báo cáo tiến độ: Thực hiện các báo cáo tiến độ định kỳ để thông báo cho các bên liên quan

+ Đánh giá hiệu quả: Đánh giá hiệu quả và hiệu suất của các hoạt động dự án để điều chỉnh kịp thời

- Kết thúc (Closing):

+ Kiểm tra và bàn giao: Kiểm tra toàn bộ dự án và bàn giao sản phẩm cuối cùng cho khách hàng

+ Đánh giá và rút kinh nghiệm: Đánh giá toàn bộ quá trình thực hiện dự án và rút

ra các bài học kinh nghiệm

+ Hoàn tất tài liệu dự án: Tạo lập và lưu trữ tài liệu hoàn tất dự án để tham khảo trong tương lai

+ Đánh giá hiệu suất và thành công dự án: Phân tích các yếu tố thành công và thất bại của dự án để cải thiện quy trình quản lý dự án trong tương lai

Quy trình quản lý dự án phần mềm là một chuỗi các hoạt động được thiết kế để đảm bảo rằng phần mềm được phát triển đúng yêu cầu, trong ngân sách và đúng thời hạn, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cần thiết

1.1.4 Thực trạng quản lý dự án phần mềm tại Việt Nam

Thực tiễn công tác quản lý dự án phần mềm ở Việt Nam đã phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây Nhiều công ty phần mềm ở Việt Nam đã bắt đầu áp dụng các phương pháp quản lý dự án hiện đại như Agile, Scrum và Kanban Những phương pháp này giúp tăng cường sự linh hoạt và cải thiện hiệu quả làm việc của các đội phát triển Các công cụ quản lý dự án như Jira, Trello, Asana, và Microsoft Project được sử dụng rộng rãi để theo dõi tiến độ, quản lý công việc, và phối hợp giữa các thành viên trong nhóm Việc sử dụng các công cụ này giúp tăng cường sự minh bạch và đảm bảo rằng mọi người đều có thể theo dõi tiến độ dự án

Các công ty phần mềm ở Việt Nam đầu tư vào việc đào tạo và phát triển kỹ năng cho nhân viên thông qua các khóa học và chứng chỉ quản lý dự án như PMP (Project Management Professional) và CSM (Certified ScrumMaster) Nhiều công ty cũng khuyến khích nhân viên tham gia vào các hội thảo và sự kiện liên quan đến quản lý dự

án để cập nhật kiến thức và kỹ năng mới

Quản lý chất lượng là một yếu tố quan trọng trong quản lý dự án phần mềm ở Việt Nam Các công ty thường áp dụng các quy trình kiểm thử phần mềm và kiểm soát chất lượng chặt chẽ để đảm bảo sản phẩm cuối cùng đáp ứng các yêu cầu và tiêu chuẩn chất lượng

Một số thách thức trong quản lý dự án phần mềm ở Việt Nam bao gồm việc đối mặt với sự thay đổi nhanh chóng của công nghệ, sự cạnh tranh gay gắt, và việc quản lý các yêu cầu không rõ ràng từ phía khách hàng

Nhìn chung, thực tiễn quản lý dự án phần mềm ở Việt Nam đang ngày càng chuyên nghiệp và hiệu quả hơn, với việc áp dụng các phương pháp và công cụ hiện đại, cũng như tập trung vào việc nâng cao chất lượng và kỹ năng của nhân lực [15]

Chính phủ Việt Nam cũng đã có các Nghị định quy định về việc quản lý các dự án phần mềm nói riêng cũng như là dự án công nghệ thông tin nói chung Ngày 05/9/2019, Chính phủ đã ban hành Nghị định số 73/2019/NĐ-CP về việc quy định quản lý đầu tư ứng dụng công nghệ thông tin sử dụng nguồn vốn ngân sách nhà nước Đối với các dự

án của Nhà nước về ứng dụng công nghệ thông tin thì yêu cầu về dự toán chi phí và thời gian hoàn thành dự án rất là quan trọng Nếu dự toán chi phí không chính xác sẽ dẫn tới

dự án khó được nghiệm thu Do vậy, việc dự đoán chi phí và thời gian hoàn thành dự án

để điều khiển cho dự án thực hiện theo đúng tiến độ và ngân sách là rất quan trọng

1.2 Tổng quan về công nghệ phần mềm hướng giá trị

1.2.1 Giới thiệu

Công nghệ phần mềm hướng giá trị - VBSE (Value-Based Software Engineering)

là một bộ quy tắc xem xét các khía cạnh kinh tế trong toàn bộ chu kỳ phát triển phần mềm Nó có thể được định nghĩa là một mô hình phát triển phần mềm trong đó yêu cầu giá trị thương mại được xem là quan trọng và bình đẳng trong các tiến trình phần mềm, quản lý và quyết định công nghệ, công cụ, kỹ thuật sử dụng trong suốt vòng đời phần mềm [16]

Kinh doanh luôn có mục tiêu cuối cùng là tối đa hóa lợi nhuận, vì thế luôn có những cơ hội để cải thiện quá trình hơn là có những nguồn lực sẵn có Không bao giờ

có “đủ” tiền để “làm đúng” cho bất cứ ai Các doanh nghiệp có hệ thống tương tác cao, trong đó mỗi chức năng ảnh hưởng đến toàn bộ bằng nhiều cách khác nhau

Công nghệ phần mềm hướng giá trị là một phương pháp tiếp cận trong quá trình phát triển phần mềm, tập trung vào việc tạo ra giá trị cho khách hàng và người dùng cuối Phương pháp này đặt sự chú trọng vào việc hiểu và đáp ứng nhu cầu thực sự của khách hàng, từ đó xác định và ưu tiên các tính năng và chức năng của phần mềm để cung cấp giá trị tối đa cho họ

Công nghệ phần mềm hướng giá trị chú trọng vào các nguyên tắc sau:

Hiểu rõ nhu cầu và mong đợi của khách hàng: Phương pháp này bắt đầu bằng việc nắm bắt và hiểu rõ những gì khách hàng thực sự muốn và cần từ sản phẩm phần mềm

Ưu tiên theo giá trị: Các tính năng và chức năng được ưu tiên dựa trên tiêu chí tạo

ra giá trị cao nhất cho khách hàng, thay vì chỉ tập trung vào việc cung cấp một số tính năng lớn

Phản hồi liên tục: Phương pháp này thúc đẩy việc cung cấp phản hồi thường xuyên

từ khách hàng và sử dụng phản hồi đó để điều chỉnh và cải thiện sản phẩm

Sử dụng kỹ thuật phát triển linh hoạt: Công nghệ phần mềm hướng giá trị thường

sử dụng các phương pháp phát triển linh hoạt như Agile để có thể linh hoạt thích ứng với sự thay đổi và phản hồi từ khách hàng

Tập trung vào sự linh hoạt và tiết kiệm chi phí: Phương pháp này thúc đẩy việc sử dụng các quy trình và công cụ linh hoạt để giảm thiểu lãng phí và tăng cường khả năng thích ứng với sự thay đổi

Tóm lại, công nghệ phần mềm hướng giá trị là một cách tiếp cận chủ đạo trong việc phát triển phần mềm, với sự tập trung chính vào việc tạo ra giá trị cao nhất cho khách hàng thông qua hiểu biết sâu sắc về nhu cầu của họ và việc ưu tiên và cải tiến dựa trên phản hồi liên tục

1.2.2 Mô hình chất lượng phần mềm hướng giá trị

Mô hình chất lượng phần mềm hướng giá trị là một cách tiếp cận trong đánh giá chất lượng của phần mềm, tập trung vào việc đo lường và đánh giá chất lượng dựa trên việc phân tích mức độ đóng góp của từng tính năng và chức năng của phần mềm vào việc cung cấp giá trị cho khách hàng và người dùng cuối Dưới đây là một mô hình chất lượng phần mềm hướng giá trị cơ bản:

Hiểu biết và đánh giá nhu cầu của khách hàng: Bước đầu tiên trong mô hình là hiểu rõ và đánh giá nhu cầu thực sự của khách hàng Điều này bao gồm việc xác định

và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị của sản phẩm phần mềm đối với khách hàng

Xác định các chỉ số chất lượng có liên quan: Dựa trên nhu cầu của khách hàng và giá trị mong muốn từ sản phẩm, các chỉ số chất lượng phần mềm được xác định Các chỉ

số này có thể bao gồm hiệu suất, độ tin cậy, tính khả dụng, tính bảo mật, và các yếu tố khác phù hợp với yêu cầu cụ thể của dự án

Ưu tiên và ước lượng giá trị: Các tính năng và chức năng của phần mềm được ước lượng và ưu tiên dựa trên mức độ đóng góp vào việc cung cấp giá trị cho khách hàng Các tính năng quan trọng hơn và mang lại giá trị lớn hơn cho khách hàng sẽ được ưu tiên cao hơn trong quá trình phát triển

Thiết kế và triển khai tính năng hướng giá trị: Dựa trên ước lượng và ưu tiên, các tính năng được thiết kế và triển khai để tối ưu hóa giá trị đem lại cho khách hàng Quá trình này thường được thực hiện trong một quy trình phát triển linh hoạt như Agile để

có thể linh hoạt thích ứng với phản hồi từ khách hàng

Đo lường và đánh giá chất lượng: Sau khi các tính năng được triển khai, chất lượng của chúng được đo lường và đánh giá dựa trên các chỉ số chất lượng đã được xác định trước đó Việc đánh giá này giúp đảm bảo rằng sản phẩm phần mềm đang cung cấp giá trị như mong đợi từ khách hàng

Mô hình chất lượng phần mềm hướng giá trị giúp đảm bảo rằng quá trình phát triển phần mềm tập trung vào việc tạo ra giá trị cho khách hàng, và đo lường chất lượng dựa trên mức độ đóng góp của từng tính năng và chức năng vào việc cung cấp giá trị đó

1.3 Phương pháp Quản trị giá trị thu được (Earned Value Management – EVM)

1.3.1 Giới thiệu

Từ khởi đầu của một dự án và trong suốt các giai đoạn của nó, người quản lý dự

án và đội ngũ quản lý dự án phải giải quyết nhiều câu hỏi Các câu hỏi thường gặp nhất đến từ những người phải đối mặt với tiến độ và chi phí dự kiến của dự án Ví dụ, chúng

ta đang đi trước tiến độ hay chậm tiến độ? Làm thế nào chúng ta sử dụng thời gian có hiệu quả? Khi nào chúng ta có thể hoàn thành dự án? Chúng ta đang trong trong ngân sách hay đã vượt ngân sách? Chúng ta phải sử dụng thế nào các nguồn một cách có hiệu quả? Chúng ta phải sử dụng thế nào các nguồn còn lại một cách có hiệu quả? Chi phí dự

án có khả năng là bao nhiêu? Khi dự án kết thúc chúng ta sẽ đảm bảo được ngân sách hay sẽ bị vượt ngân sách? Chi phí cho công việc tồn đọng là bao nhiêu?

Vì vậy, có thể dự tính được thời gian và chi phí trong các dự án và đưa ra một câu trả lời chính xác cho những câu hỏi như trên là rất quan trọng đối với bất kỳ một nhà quản lý dự án nào Quản trị giá trị thu được là một công cụ đắc lực có khả năng giải quyết các câu hỏi trên và do đó mang lại lợi ích đáng kể cho người quản lý dự án và đội ngũ quản lý dự án

Fleming và Koppelman [17] lập luận rằng EVM là một công cụ rất hiệu quả và nhiều nhà nghiên cứu khác đã đề cập đến những lợi ích sau: nó cung cấp cho đội ngũ quản lý các dữ liệu đáng tin cậy để phân tích sâu hơn nhằm đưa ra một dấu hiệu cảnh báo sớm về chi phí, thời gian tiến độ và hiệu suất của dự án Hơn nữa, EVM cũng đảm bảo rằng người quản lý dự án có thể được cảnh báo từ giai đoạn đầu của dự án và do đó

nó cũng giúp giảm bớt căng thẳng, nó làm tăng lợi nhuận và tạo điều kiện giám sát và kiểm soát dự án Cuối cùng, EVM được coi là cần thiết cho những hành động chủ động

và những phân tích quản lý rủi ro

Quản trị giá trị thu được được công nhận là một công cụ quản lý dự án quan trọng của các tổ chức như: Viện Quản lý dự án (PMI), Hiệp hội vì sự tiến bộ của kỹ thuật Chi

phí Quốc tế, Hiệp hội Công nghiệp Quốc phòng, Chương trình Ban Quản Lý Hệ Thống, Viện Tiêu chuẩn Hoa Kỳ, và Hội đồng quản lý hiệu suất Quốc tế

Cuối cùng, Quản trị giá trị thu được được kết hợp thực tế trong các chiến lược quản

lý dự án của các tổ chức sau: Bộ Quốc phòng, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA), Bộ Năng lượng, Cộng đồng tình báo, các Bộ An ninh Nội địa, Cục quản lý Hàng không Liên bang, các Sở Giao thông vận tải, Y tế và Dịch vụ Nhân sinh Hoa Kỳ

1.3.2 Các tham số chính của Phương pháp quản trị giá trị thu được

Các tham số chính của EVM như sau:

- Giá trị kế hoạch (PV - Planned Value): là chi phí ngân sách cho các công việc theo kế hoạch, còn được gọi là đường kế hoạch cơ sở theo từng giai đoạn (thời gian), thể hiện kết quả thực hiện theo kế hoạch

- Chi phí thực tế (AC - Actual Cost): là chi phí tích lũy đã chi trong thực tế ở thời điểm cho trước, thường thể hiện bởi Chi phí thực tế cho các công việc đã thực hiện

- Giá trị thu được (EV - Earned Value): là lượng ngân sách chi cho các công việc

đã thực hiện (nó khác với AC ở chỗ AC là chi phí đã chi thực tế, còn EV là chi phí ngân sách kế hoạch dành cho các công việc) tại một thời điểm cho trước, thường được gọi là Chi phí ngân sách cho các công việc đã thực hiện, được tính bằng tổng các ngân sách cho các hoạt động (hoặc của dự án) ở thời điểm hoàn thành (BAC) nhân với tỷ lệ phần trăm hoàn thành của hoạt động (hoặc dự án) ở thời điểm cụ thể (PC)

- Thời gian theo kế hoạch (ES - Earned Schedule): khi dịch chuyển giá trị EV của một thời điểm cho trước theo đơn vị thời gian để xác định khi nào thì đạt được EV trên đường kế hoạch cơ sở (PV)

Độ đo ES đo lường tiến độ của một dự án theo chiều thời gian và biến thiên từ 0 (thời điểm bắt đầu dự án) cho tới khoảng thời gian theo kế hoạch (PD - Planned Duration) tại thời điểm kết thúc dự án Bởi vậy, tại thời điểm kết thúc dự án thì EV =

PV và ES = PD

Đường kế hoạch cơ sở dự án đóng một vai trò quan trọng trong EVM, và đường cong giá trị kế hoạch (PV) là một chuyển đổi trực tiếp từ đường kế hoạch cơ sở này theo khái niệm tiền tệ Tiến độ dự án và hiệu suất dự án luôn dựa trên giá trị kế hoạch (PV), chi phí hiện tại (AC) và giá trị thu được (EV) hiện tại

Hình 1.3 biểu diễn một mạng công việc dự án với 8 hoạt động và thời gian thực hiện của chúng Mỗi con số nằm trên một nút ký hiệu cho khoảng thời gian ước lượng của hoạt động trong khi con số nằm dưới nút được sử dụng để chỉ chi phí kế hoạch của hoạt động

Hình 1.3: Ví dụ về một mạng lưới công việc của một dự án [18]

Giá trị kế hoạch (PV) là đường ngân sách cơ sở theo thời gian được chuyển đổi từ mạng lưới các công việc theo kế hoạch của dự án

Hình 1.4 chỉ ra kế hoạch khởi động sớm nhất của dự án ví dụ ở hình 1.3 Tổng chi phí ngân sách được chỉ định cho mỗi hoạt động phụ thuộc vào phương pháp đo lường EVM Trong biểu đồ Gantt ở hình 1.4, ta giả sử rằng chi phí tăng tuyến tính theo thời gian trên các hoạt động, thể hiện bởi lượng chi phí cho mỗi thời hạn (tuần) của mỗi hoạt động

Hình 1.4: Đường kế hoạch cơ sở sớm nhất của dự án tại hình 1.3 [18]

Hình 1.5 chỉ ra tổng tích lũy tăng dần của tất cả các giá trị kế hoạch cho bởi các hoạt động của đường kế hoạch cơ sở, với kết quả ngân sách tổng cộng là €150 Khi sử dụng thuật ngữ của EVM ta có:

Khoảng thời gian kế hoạch (PD) = 9 tuần

Ngân sách ở thời điểm hoàn thành (BAC) = €150.00

Hình 1.5: Đường cong PV (S-curve) [18]

Cách tính toán các giá trị EV, AC và so sánh với giá trị PV để đưa ra kết luận về hiệu suất của một dự án theo tiến độ Tất cả các tính toán này đều dựa trên ví dụ cho bởi biểu

Hình 1.6: Tiến độ thực hiện dự án thực tế ở thời điểm kết thúc 7 tuần [18]

Dựa trên tiến độ tính tới thời điểm hiện tại, ta có thể tính được hai tham số EV và

AC còn lại AC là chi phí tích lũy tiêu tốn trên thực tế ở thời điểm cho trước (cụ thể ở đây là tuần thứ 7) là tổng chi phí tiêu tốn cho tất cả các hoạt động EV là lượng chi phí ngân sách hóa cho các công việc đã thực hiện được tính tới thời điểm cho trước (tuần thứ 7) Nó được đo lường bởi phần trăm đã hoàn thành (thường là giá trị ước lượng bởi người quản trị dự án) nhân với chi phí kế hoạch cho mỗi dự án Dưới đây là ví dụ tính toán EV và AC cho tuần thứ 6 và thứ 7

Tuần thứ 6:

EV: 100% * € 10 + 75% * € 30 + 100% * € 5 + 100% * € 40 + 100% * € 5 = € 82.5 AC: € 30 + € 45 + € 30 + € 30 + € 20 = € 155

Tuần thứ 7:

EV: 100% * € 10 + 100% * € 30 + 100% * € 5 + 100% * € 40 + 100% * € 5 = € 90 AC: € 30 + € 60 + € 30 + € 30 + € 20 = € 170

Hình 1.7 chỉ ra các đường cong S cho ba tham số chính theo thời gian tới thời điểm hết tuần thứ 7 của dự án Chỉ giá trị kế hoạch PV là biết trước từ khi bắt đầu dự án cho tới khi kết thúc dự án, nó thể hiện đường kế hoạch cơ sở

Hình 1.7: Các đường cong S của PV, EV và AC [18]

Các giá trị của ba tham số chính ở tuần 7 có thể được hiểu như sau:

Đường cong PV đo lường giá trị thu được là bao nhiêu dựa trên đường cơ sở kế hoạch

ở tuần 7, và nó bằng € 130.00

Đường cong EV đo lường giá trị thu được ở tuần thứ 7 hiện tại với các công việc đã thực hiện tính tới thời điểm hiện tại là bao nhiêu, và nó bằng € 90.00

Đường cong AC đo lường chi phí thực tế cho tới tuần thứ 7 đã chi cho các công việc

đã thực hiện và nó bằng € 170.00

Dựa trên các thông tin này, các độ đo có thể được sử dụng để đo lường hiệu suất hiện tại và quá khứ của một dự án theo tiến độ Vì đường cơ sở PV thể hiện rằng phải thêm € 40.00 khi so sánh với giá trị EV thực tế ở tuần 7, nên rõ ràng dự án bị chậm tiến

độ Chi phí thực tế tính tới thời điểm hiện tại (AC) vượt quá chi phí cần chi cho các công việc đã thực hiện tính tới thời điểm hiện tại (EV), nên dự án rõ ràng đã bị vượt ngân sách Độ lệch về thời gian và chi phí được biểu diễn bởi các chỉ số hiệu suất, và có thể được sử dụng để dự đoán khoảng thời gian và tổng chi phí khi kết thúc dự án

1.3.3 Độ đo thời gian kế hoạch ES

Hình 1.7 thể hiện các đường cong chữ S cho ba tham số chính (PV, AC và EV) theo thời gian, tính tới thời điểm kết thúc tuần thứ 7 Chỉ PV là biết trước từ khi bắt đầu cho tới khi kết thúc dự án, các giá trị AC và EV dựa trên việc đo lường theo tiến độ hàng tuần trong suốt quá trình thực hiện dự án

Độ đo chính thứ tư với tên gọi ES là sự dịch chuyển đơn giản giá trị EV của một trạng thái thời gian cho trước theo các đơn vị thời gian bằng việc xác định khi nào thì giá trị EV này đạt được trên đường cong PV Công thức định nghĩa độ đo ES như sau: Tìm t sao cho EV ≥ PVt và EV < PVt+1 Khi đó:

ES = t + (EV - PVt) / (PVt+1 - PVt) (1.1)

trong đó:

PVt: giá trị kế hoạch ở thời điểm t

EV: giá trị thu được ở tuần hiện tại

Hình 1.8: Minh họa tính toán ES tại tuần thứ 7 của dự án [18]

Trong khi EVM đo lường hiệu suất kế hoạch không theo các đơn vị thời gian mà theo các chi phí thì độ đo ES lại đo lường tiến độ dự án theo chiều thời gian và biến thiên từ 0 tới PD (thời điểm kết thúc dự án) Bởi thế, khi kết thúc dự án, EV = PV và ES

= PD Trong mục tiếp theo sẽ chỉ ra rằng ES cũng được sử dụng để đo lường hiệu suất

về mặt thời gian của một dự án bằng cách sử dụng một chỉ số hiệu suất kế hoạch thay thế, nó đáng tin cậy hơn so với chỉ số truyền thống SPI = EV/PV

1.3.4 Đo lường hiệu suất dự án

Hiệu suất dự án, theo cả thời gian và chi phí, được xác định bằng cách so sánh các tham số chính PV, EV, AC và ES để tạo ra phương sai về kế hoạch (thời gian) và chi phí, như dưới đây:

Phương sai kế hoạch (SV): chỉ ra phương sai về mặt thời gian và được tính như sau:

SV = EV - PV (xem hình 1.9) và có thể được hiểu như sau:

SV > 0: dự án đi trước so với kế hoạch

SV = 0: dự án đang đi đúng kế hoạch

SV < 0: dự án bị chậm so với kế hoạch

Phương sai chi phí (CV): chỉ ra phương sai về mặt chi phí và được tính như sau: CV

= EV - AC (xem hình 1.9) và có thể được hiểu như sau:

CV > 0: dự án đang ở dưới mức ngân sách dự kiến

CV = 0: dự án đang sử dụng đúng ngân sách

CV < 0: dự án đã bị vượt quá ngân sách

Cả hai phương sai đều được biểu diễn dưới dạng đơn vị tiền tệ Trong khi, nó rất hợp lý đối với phương sai về chi phí thì phương sai về thời gian cần phải được biểu diễn tốt hơn theo chiều thời gian chứ không phải theo đơn vị tiền tệ Với mục đích đó, hai

phương sai này được chuyển đổi sang các chỉ số hiệu suất không có đơn vị rất nổi tiếng như sau:

Chỉ số hiệu suất kế hoạch (SPI): chỉ ra hiệu suất theo thời gian (SPI = EV/PV) theo chiều phi đơn vị:

SPI > 100%: dự án đang đi trước kế hoạch

SPI = 100%: dự án đang đúng kế hoạch

SPI < 100%: dự án đang chậm kế hoạch

Chỉ số hiệu suất chi phí (CPI): chỉ ra hiệu suất về mặt chi phí (CPI = EV/AC) theo chiều phi đơn vị:

CPI > 100%: dự án đang tiêu ít ngân sách hơn dự kiến

CPI = 100%: dự án đang tiêu đúng ngân sách dự kiến

CPI < 100%: dự án đang bị vượt quá ngân sách

Bảng 1.2: Ba tham số EVM chính và bốn độ đo hiệu suất

Cần để ý rằng, cả phương sai kế hoạch (SV) và chỉ số hiệu suất kế hoạch (SPI) đều

bị chỉ trích vì chúng thiếu tính tin cậy đối với hiệu suất về mặt thời gian của một dự án

Vì vậy nó sẽ được thay thế bởi các độ đo khác ở mục dưới

1.3.5 Đo lường tin cậy hiệu suất thời gian của dự án

Như đã nêu ở mục trước, chỉ số SPI là không đáng tin cậy nên một chỉ số điều chỉnh SPI(t) sẽ được đưa ra để khắc phục nhược điểm của nó Các tính toán ví dụ sẽ được sử dụng để minh chứng cho vấn đề này, dựa trên đường kế hoạch cơ sở và tiến độ

dự án khi kết thúc chậm 2 tuần so với kế hoạch dự kiến, như trong hình 1.10 dưới đây Đường kế hoạch cơ sở thể hiện các giá trị kế hoạch tích lũy cho mỗi hoạt động và quá trình thực hiện thực tế cho ta các chi phí tích lũy thực tế cho mỗi hoạt động

Hình 1.10: Một ví dụ về đường kế hoạch cơ sở PV (phía trên) và tiến độ thực tế AC (phía

dưới) bị chậm tiến độ 2 tuần [18]

Hiệu suất thời gian của một dự án được đo bởi phương sai kế hoạch SV hoặc chỉ

số hiệu suất kế hoạch SPI như mục 1.3.4 Tuy nhiên, kỹ thuật ES cho phép đo lường các phiên bản thay thế của phương sai và chỉ số hiệu suất kế hoạch như sau:

Phương sai kế hoạch (SV(t)): cho ta phương sai về mặt thời gian (SV(t) = ES - AT) biểu diễn theo các đơn vị thời gian:

SV(t) > 0: dự án đang đi trước kế hoạch

SV(t) = 0: dự án đang đúng kế hoạch

SV(t) < 0: dự án đang chậm so với kế hoạch

Chỉ số hiệu suất kế hoạch (SPI(t)): cho ta hiệu suất theo thời gian (SPI(t) = ES/AT) theo chiều phi đơn vị:

SPI(t) > 100%: dự án đang đi trước kế hoạch

SPI(t) = 100%: dự án đang đúng kế hoạch

SPI(t) < 100%: dự án đang chậm so với kế hoạch

Bảng 1.3: Dữ liệu EVM cho ví dụ tại hình 1.9

SV = EV - PV = BAC - BAC = 0 (khi dự án đúng hoặc chậm thời gian)

SPI = EV/PV = BAC/BAC = 1 (khi dự án đúng hoặc chậm thời gian)

SV(t) = ES - AT = PD - AT

SV(t) > 0 nếu AT < ES (dự án kết thúc sớm hơn dự kiến)

SV(t) = 0 nếu AT = ES (dự án đúng kế hoạch)

SV(t) < 0 nếu AT > ES (dự án chậm kế hoạch)

SPI(t) = ES/AT = PD/AT

SPI(t) > 1 nếu AT < ES (dự án hoàn thành trước dự kiến)

SPI(t) = 1 nếu AT = ES (dự án đúng kế hoạch)

SPI(t) < 1 nếu AT > ES (dự án bị chậm kế hoạch)

Vì EV luôn bằng PV ở thời điểm kết thúc dự án nên SPI luôn luôn bằng 100% ở

thời điểm kết thúc, bất kể tình trạng thực tế của dự án thế nào (đúng hoặc chậm thời

gian) Xu hướng thiếu tin cậy của SPI khi nó hướng tới giá trị 1 tại thời điểm kết thúc

dự án đã trở thành chủ đề của rất nhiều các thảo luận và nghiên cứu trước đây, và được

giải quyết bởi các độ đo hiệu suất thay thế SV(t) và SPI(t) Hình 1.11 thể hiện tương

quan giữa SPI và SPI(t) của dự án ví dụ

Hình 1.11: So sánh giữa SPI và SPI(t) [18]

1.3.6 Dự đoán chi phí hoàn thành dự án

Chi phí hoàn thành một dự án được tính theo công thức sau:

EAC = AC + PCWR (1.2)

trong đó:

AC (Actual Cost): Chi phí thực tế tại thời điểm hiện tại (tức là thời gian thực tế

AT)

PCWR (Planned Cost for Work Remain): Chi phí dự kiến cho các công việc còn

lại (là ước lượng cho tương lai)

Cách tính giá trị PCWR phụ thuộc vào hệ số hiệu suất tương lai PF (𝑃𝐶𝑊𝑅 =

𝐵𝐴𝐶−𝐸𝑉

𝑃𝐹 ) Hệ số này phản ánh giả định về hiệu suất mong muốn của các công việc trong

tương lai và được tính như sau:

PF = 1: Hiệu suất tương lai được mong đợi dựa trên đường kế hoạch cơ sở

PF = CPI: Hiệu suất tương lai được dự đoán dựa trên hiệu suất chi phí hiện tại

PF = SPI hoặc SPI(t): Hiệu suất tương lai được dự đoán dựa trên hiệu suất về thời gian hiện tại

PF = SCI hoặc SCI(t): Hiệu suất tương lai được dự đoán dựa trên hiệu suất về thời gian và chi phí hiện tại Trong đó, SCI là chỉ số chi phí kế hoạch, được tính theo công thức SCI = SPI * CPI và SCI(t) = SPI(t) * CPI

Khi đó, chi phí hoàn thành dự án được viết lại như sau:

𝐸𝐴𝐶 = 𝐴𝐶 + 𝐵𝐴𝐶 − 𝐸𝑉

𝑃𝐹 (1.3) Bảng 1.4 cho ta một cái nhìn tổng quan về tám phương pháp dự đoán chi phí Mỗi phiên bản khác nhau ở việc tính giá trị PCWR và hệ số hiệu suất tương lai PF Tám công thức tính EAC khác nhau này được giải thích ở phần bên dưới và được minh họa trên

dữ liệu dự án được tổng hợp trong bảng 1.5

Bảng 1.4: Tổng quan về các dự đoán chi phí dựa trên EVM

Trong bảng 1.5, tất cả các phương pháp dự đoán được tính toán dựa trên dữ liệu

dự án với PD = 9 tuần, dự án kết thúc chậm tiến độ 2 tuần, tổng ngân sách là BAC = € 150.00 và tổng chi phí thực tế cho dự án là € 210.00 (như đã thảo luận trong mục 1.3.5) Tốc độ của PV là € 150 / 9 = € 16.66/tuần Các giá trị SPI, SPI(t) và CPI cũng cho phép

ta tính được các dự đoán EAC(t)

Bảng 1.5: Ví dụ tổng hợp các dự đoán chi phí dựa trên EVM

1.3.7 Dự đoán thời gian hoàn thành dự án

Để dự đoán thời gian hoàn thành dự án, ta sử dụng công thức sau:

TEAC = AT + PDWR (1.4) trong đó:

AT (Actual Time): Thời gian hiện tại

PDWR (Planned Duration for Work Remain): Khoảng thời gian dự kiến của các công việc còn lại

Cách tính PDWR cũng dựa trên hệ số hiệu suất tương lai PF như sau:

PF = 1: Hiệu suất tương lai được dự đoán dựa trên đường kế hoạch cơ sở

PF = SPI hoặc SPI(t): Hiệu suất tương lai được dự đoán dựa trên hiệu suất về thời gian hiện tại

PF = SCI hoặc SCI(t): Hiệu suất tương lai được dự đoán dựa trên hiệu suất về thời gian và chi phí hiện tại Trong đó, SCI là chỉ số chi phí kế hoạch, được tính theo công thức SCI = SPI * CPI và SCI(t) = SPI(t) * CPI

Để chính xác hơn, ba kỹ thuật dự đoán thời gian hoàn thành dự án khác nhau được thảo luận như sau:

- Phương pháp dựa trên PV (Planned Value- giá trị kế hoạch)

- Phương pháp dựa trên ED (Earned Duration – Khoảng thời gian thu được)

- Phương pháp dựa trên ES (Earned Schelule – Thời gian kế hoạch)

Bảng 1.6 chỉ ra tổng quan về 3 phương pháp dự đoán và 3 phiên bản tính toán khác nhau Mỗi phiên bản khác nhau ở cách tính PDWR và hệ số hiệu suất tương lai PF Theo

đó, ta có 9 công thức tính TEAC khác nhau được đưa ra trong phần dưới đây và cả ví

dụ minh họa dựa trên dữ liệu dự án được tổng hợp trong bảng 1.6

Bảng 1.6: Tổng quan về các phương pháp dự đoán thời gian EVM

SPI)

TEACED (PF = SCI)

SPI(t))

TEACES (PF = SCI(t))

Cách tính thứ hai và thứ ba đều tính lại giá trị PD dựa trên các giá trị SPI và SCI như sau:

TEAC2_PV = PD / SPI (1.8) TEAC3_PV = PD / SCI (1.9)

Tiến độ dự án đang sớm hơn kế hoạch: nếu AT < PD thì PD được sử dụng

Tiến độ dự án bị chậm: nếu AT > PD thì AT được sử dụng

Ba phiên bản khác nhau của kỹ thuật dự đoán này sẽ chỉ khác nhau ở việc sử dụng

hệ số PF được thay lần lượt là 1, SPI hay SPI*CPI

Trong bảng 1.7, tất cả các phương pháp dự đoán được tính toán dựa trên dữ liệu

dự án với PD = 9 tuần, dự án kết thúc chậm tiến độ 2 tuần, tổng ngân sách là BAC = € 150.00 (như đã thảo luận trong mục 1.3.6) Tốc độ của PV là € 150 / 9 = € 16.67/tuần Các giá trị SPI, SPI(t) và CPI cũng cho phép ta tính được các dự đoán EAC(t)