The Principles of Product Development Flow: Second Generation Lean Product Development⁠⁠

Размер очереди имеет значение.

Специалисты по операционному управлению.

Проблемы с текущим ортодоксальным подходом

1. Невозможность правильно посчитать экономику

2. Неспособность видеть очереди

3. Поклонение эффективности

4. Неприятие вариативности

5. Поклонение соответствию

6. Узаконивание крупных партий

7. Недоиспользование управленческого ритма

8. Управление сроками, а не очередями

9. Отсутствие ограничений на незавершенную работу

10. Отсутствие гибкости

11. Управление потоком на неэкономической основе

12. Централизованный контроль

Только 15% разработчиков продуктов знают стоимость задержки своих проектов. Чтобы делать экономически обоснованные выборы, нужно понимать связь между прокси-переменными и прибылью на жизненном цикле.

Возможные решения этих проблем:

1. Экономика

2. Очереди

3. Вариативность

4. Размер партии

5. Ограничения на незавершенную работу

6. Управленческие ритмы, синхронность и контроль потока

7. Быстрая обратная связь

8. Децентрализованный контроль

Источники идей:

- Бережливое производство

- Экономика

- Теория массового обслуживания

- Статистика

- Интернет

- Операционные системы

- Теория автоматического управления

- Маневренная война

75 принципов, быстрая реализация которых дает 5-10 кратные улучшения в отдельных частях процесса разработки.

Экономические принципы

Вы можете не замечать экономику, но не избежите ее влияния.

Единственная цель изменения процесса разработки - увеличить прибыль. Люди в одном проекте оценивают стоимость его задержки от 1 до 50 единиц, почти два порядка разницы.

E1: Принцип количественной экономической оценки всего проекта: выбирайте действия на основе их общего экономического эффекта.

Сколько стоит устранить все дефекты в лаборатории и только потом выпустить документацию и сколько стоит выпустить документацию сейчас и быстро найти все ошибки в документации прямо на производстве? Нужно считать деньги, а не пытаться найти универсальный философский ответ на эти вопросы.

E2: Принцип взаимосвязанных переменных: нельзя просто изменить одну вещь.

Все взаимосвязано, поэтому изменения различных переменных надо отражать по одной шкале. Это деньги (хотя главное время, но про это позже).

E3: Принцип количественной оценки стоимости задержки (Cost of Delay): если вы можете перевести в цифры только одну переменную, считайте стоимость задержки.

Когда вы добавляете буфер проекта, сколько он стоит? Экономика проекта почти полностью определяется стоимостью очередей. Стоимость задержки можно считать не только для окончания проекта, но и для других вех проекта.

E4: Принцип экономической добавленной пользы (Value-Added): стоимость, добавленная действием, равна разнице в экономической пользе рабочего продукта до и после действия.

Нельзя просто брать концепцию добавленной пользы из бережливого производства. Клиент не является единственным стейкхолдером, который определяет добавленную пользу. Пример клинических испытаний фармацевтической компании как покупка информации о потенциальной успешности новой молекулы. Или решение о том, как должен работать отдел проектирования - с 80% загрузкой и очередью 2 недели или 90% загрузкой и очередью 4 недели? Ответить можно только если сравнивать прибыль на жизненном цикле.

E5: Принцип бездействия: следите за рабочими продуктами, а не за работниками.

В разработке основные потери сосредоточены в очередях рабочих продуктов.

E6: Принцип U-кривой: важные выборы скорее всего оптимальны в некотором достаточно широком диапазоне.

10% ошибка в определении оптимального размера партии приводит всего к 2-3% разницы стоимости.

E7: Принцип несовершенства: даже несовершенные ответы улучшают принятие решений.

Главное - найти ключевые рычаги влияния на прибыль, а не посчитать с точностью до копейки.

E8: Принцип маленьких решений: влияйте на множество маленьких решений.

Не надо пытаться правильно принимать небольшое количество ключевых решений. Сделайте децентрализацию и принимайте кучу маленьких правильных решений. Темная сторона принципа Паретто - возможности 80% случаев вообще не используются. Пример завода с очередью 100 дней и аналогичного бережливого производства с 2 днями. 98 дней приходят не из 3 месячных очередей, они приходят из 98 8-ми часовых задержек.

E9: Принцип постоянных экономически обоснованных выборов (Economic Trade-offs): экономические выборы нужно делать постоянно.

Решения принимаются не в гейтах и контрольных точках, они должны приниматься постоянно на основе экономики. В этом отличие от производства, в котором мир предсказуем и поэтому можно сделать хорошие планы, а любое отклонение от плана будет идти по не оптимальному маршруту. В разработке мы получаем сигналы от рынка и процесса проектирования, их глупо игнорировать. Например, в плане мы считали, что функционал программы будут использовать 50% потребителей, а его разработка займет 2 недели. В ходе работы выяснилось, что это 1% и 2 месяца, экономика изменилась в 200 раз, план стал не адекватен реальности.

E10: Первый принцип ускользающих возможностей: большинство экономических выборов приносят пользу только если их делать быстро.

Мы должны быстро измерять пользу принимаемых решений и сокращать срок принятия решений. Поэтому надо децентрализовать принятие решений.

E11: Принцип разукрупнения решений: внутри каждого плохого выбора есть хороший выбор.

Крупные решения можно разбить на мелкие, у каждого из которых будет своя экономика. Например, одна компания хотела отдать на субподряд критическую разработку, т.к. у нее не было ресурсов для ее проектирования. Внутренняя разработка была плохим выбором. Но и отдавать критическую разработку на сторону тоже было плохим решением. Но можно было пойти по среднему пути. Отдать разработку на сторону, но выделить одного инженера досконально отслеживать ее ход, чтобы в нужный момент забрать разработку внутрь.

Поэтому разбивайте свой крупный выбор на мелкие и считайте экономику каждого мелкого выбора отдельно.

E12: Принцип раннего сбора урожая: создайте систему сбора ранних дешевых возможностей.

Одна организация создала процесс покупки времени цикла. У каждого инженера есть возможность сократить расписание на 4 недели за 500 долларов/неделю. У менеджеров этот лимит выше.

Когда инженер выбрал лимит, его решения проверяются, и если все в порядке, то ему даются еще 4 недели. Такая система позволяет дешево покупать время на критическом пути.

E13: Первый принцип принятия решений: создайте правила принятия решений, чтобы распределить принятие решений.

Если большинство (80% Паретто) выгодных решений находятся на нижних уровнях организации, то нам надо дать полномочия по принятию таких решений вниз. Чтобы это сделать, надо создать правила принятия решений. Пример Боинга 777, когда инженерам разрешили увеличивать стоимость узла на 600 долларов, если они могут снизить вес узла на 1 кг. Так 5,000 инженеров Боинга стали принимать хорошие решения. Их менеджеры проверяли принятые решения и если что могли их отменить.

E14: Первый принцип рынка: убедитесь, что лицо, принимающее решение, чувствует выгоды и цену решения.

Сейчас большинство разработчиков изолированы от цены принимаемых решений. Например, приоритетные запросы руководителей стоят им ровно столько же, сколько обычные. В результате громкий голос становится полезным преимуществом, а если бы приоритет был гораздо дороже, как это и бывает в реальной жизни, то крикуны бы еще подумали, стоит ли лезть вперед. Современные организации похожи на плановые экономики 20-го века, ресурсы распределяются бесконечно мудрым центром. В теории такой центр знает все обстоятельства каждого выбора. В результате интриги, лоббирование и политика вместо нормальных экономически обоснованных нужд.

Например, одна организация за премиальный быстрый сервис требует 125% обычной цены. И это заставляет менеджеров проекта включать голову, когда они запрашивают приоритетное обслуживание.

E15: Первый принцип оптимального времени для принятия решения: у каждого решения есть свое оптимальное время принятия.

Принимать решения слишком рано и слишком поздно плохо. Например, когда вы покупаете авиабилеты сильно заранее, вы пропускаете скидку на них. Если покупаете билеты в последний момент, вы купите их за любые деньги, потому что вам надо улететь любой ценой. Авиакомпании знают про это и играют на ценах. Цветные декоративные вставки для телефонов позволяют менять цвет на популярный сразу перед запуском.

E16: Принцип маржинальной экономики: всегда сравнивайте маржинальную стоимость и маржинальную пользу.

Разработчики продуктов редко обращают внимание на маржинальную стоимость и пользу. Например, есть проект с двумя функциональностями в разработке, каждая из которых готова на 80%. Одна идет по графику, другая отстает, над какой нужно работать? Большинство станет работать над отстающей от графика, потому что план надо выполнять. Правильный ответ - надо работать над той, которая принесет больше денег. Забавно, что чаще всего это функциональность, которая не отстает от графика. А отстающая скорее всего уже исчерпала все возможности дешевых улучшений.

E17: Принцип безвозвратных затрат (Sunk Cost): убирайте из рассмотрения уже затраченные деньги.

Например, у вас есть проект средней прибыльности, который готов на 90%. И тут у вас появляется высокоприбыльный проект. Нужно ли его ставить в приоритет? Правильный ответ можно получить только если сравнить прибыльность оставшихся по первому проекту затрат. И тогда получится, что высокоприбыльный проект можно ставить в приоритет только если он даст денег в 10 раз больше.

E18: Принцип покупки информации: цена информации равна ожидаемой экономической выгоде.

Информация уменьшает неопределенность. Например, справедливая цена лотерейного билета на 1,000,000 с вероятностью выигрыша 1 к 1,000,000 равна 1 доллару. Теперь я вам даю 100% информацию о первой цифре выигрыша. Это повышает вероятность выигрыша в 10 раз и повышает ценность билета до 10 долларов. Сколько можно заплатить за такую информацию? Не больше 9 долларов. Поэтому рационально тратить деньги в разработке даже если это не приводит к появлению новых функций.

E19: Принцип покупки страховки: не платите за страховку больше, чем ожидаемая потеря.

Если вы разрабатываете несколько вариантов изделия, чтобы снизить риски неудачи, то вероятность неудачи падает по экспоненте. Если вероятность провала 1 варианта равна 10%, то 2 параллельных решения дадут вам вероятность провала 1%.

E20: Принцип торговца газетами: высокая вероятность провала не означает, что вы сделали плохой выбор.

Продавец газет получает 50 центов за проданную газету и теряет 25 на непроданной. Сколько он должен заказать газет? Оптимальный выбор - это когда газет не хватает в 1/3 случаев. В случаях сильной несимметричности выбора оптимальное решение может выглядеть на удивление плохим. В разработке ассиметрия выбора очень высока и поэтому 96% неудач в проектах разработки новых продуктов не говорит о низкой квалификации менеджеров по продукту, оно говорит нам о несимметричности выборов.

E21: Принцип “как мы на этом заработаем”: чтобы влиять на экономические решения, говорите языком денег.

Когда я слышу, что менеджеры медленно принимают решения, скорее всего, эти решения просто плохо обоснованы с экономической точки зрения. Обычно менеджеры решают очень быстро, если решения хорошо посчитаны.

Принципы систем массового обслуживания (Queueing)

Не спеша поспешай.

Латинская поговорка.

Q1: Принцип невидимости запасов: запасы в процессе разработки не видны физически и финансово.

На производстве мы видим товарные запасы, они отражены в финансовой отчетности. Если мы сократим товарный запас на 10 миллионов, финансовый директор счастлив, так как появились деньги. Если вы спросите финансового директора о том, какие у вас запасы в разработке (DIP, design-in-progress), то он посмотрит на вас с удивлением. Он скажет, что таких показателей в финансовой отчетности нет. Мы и сами можем пройтись по отделу разработки и попробовать найти эти запасы. Но эти запасы по сути информация в головах людей и она скрыта от нас. Как сказал инженер Hewlett Packard: "Наши запасы - это биты на дисках. А диски у нас очень большие!" Но то, что вы не видите запасов еще не значит, что их нет. Вам надо моделировать запасы в разработке, чтобы управлять ими. Иначе вы будете ощущать последствия недостаточного уровня управления запасами в разработке - увеличенным временем цикла, задержками в обратной связи, постоянно меняющимися приоритетами и накладными расходами на отчетность.

Q2: Принцип потерь в СМО: очереди являются корневыми причинами большинства экономических потерь в разработке продуктов.

Очереди в разработке приносят гораздо больше ущерба, чем очереди в производстве. В первую очередь потому что очереди в разработке намного больше очередей в производстве. Цикл разработки в среднем гораздо длиннее, чем производственный цикл. А во-вторых, они невидимы, их никто не замечает, и они принимают форму множества издержек.

Некоторые компании думают, что очереди, которые не находятся на критическом пути, ничего не стоят. Но если вы посмотрите на рисунок, то поймете ошибочность этого мнения. Например, очереди задач на некритическом пути повышают накладные расходы.

Q3: Принцип уровня загрузки ресурсов в СМО: с ростом загрузки ресурса длина очередей возрастает по экспоненте.

Самый главный фактор, который определяет длину очередей - это загрузка ресурса. 13 лет я веду занятия в Калтехе и мои исследования показывают, что разработчики работают с загрузкой, близкой к 98,5%. Какие есть последствия такой загрузки? Простое эмпирическое правило говорит нам, что каждый раз, когда мы уменьшаем свободные резервы ресурса в два раза, мы удваиваем очередь. Перешли от загрузки 60% к загрузке 80%, удвоили очередь, от 80 к 90 еще удвоили, от 90 к 95 еще удвоили.

Если мы знаем загрузку ресурсы, то можем предсказать:

- какой процент назначаемых на ресурс работ будет ожидать своей очереди;

- средняя длина очереди;

- среднее количество рабочих продуктов в системе;

- доля ожидания во времени цикла рабочих продуктов в очереди;

- отношение времени ожидания к времени добавления пользы.

Эти формулы можно использовать и в обратном направлении, например, с помощью длины очередей посчитать загрузку ресурса. Это нужно потому, что даже самые лучшие оценщики могут легко ошибиться на 10% когда они говорят про запросы и на 10% свою способность выполнять работу. Если эти ошибки сложатся, то у вас будет интервал от 55 до 95%, а это различие в очередях в 25 раз. И хотя загрузка ресурса напрямую определяет экономику процесса разработки, практичнее измерять длину очередей и объем незавершенной работы.

Q4: Принцип состояний СМО с длинными очередями: большая часть ущерба от очередей приносится состояниями с высокими очередями.

На рисунке показана вероятность состояний с высокими очередями для ресурса, работающего с загрузкой 75%. Состояния с высокими очередями сильно задерживают прохождение работы через ресурс.

Помните, что задержка для очереди из двух элементов стоит в два раза дороже. Поэтому задержка в очереди из 10 элементов с вероятностью всего 1.4% намного серьезнее, чем кажется, если смотреть только на процент.

Q5: Принцип вариативности в СМО: вариативность увеличивает очереди линейно.

Вариативность тоже влияет на очереди, но намного меньше, чем загрузка ресурса. Выражение, показанное на рисунке, известно как Allen-Cuneen heavy traffic approximation formula.

Эта формула подходит для процесса разработки, который почти всегда работает с высоким уровнем загрузки. Формула показывает, что длина очередей пропорциональна среднему квадратов вариативности прибытия и коэффициенту вариации процесса обслуживания.

Другими словами, запомните, что очереди линейно зависят от вариативности. И даже если у вас будет идеально предсказуемый процесс обслуживания, у вас все равно будут очереди из-за вариативности процесса прибытия. Поэтому не надо думать, что регламентацией процесса и идеальной повторяемостью по CMMI 5 вы сможете убрать очереди. Это невозможно с математической точки зрения.

Q6: Принцип усиления вариативности: работа с высокой загрузкой увеличивает вариативность.

Изменение в загрузке при 95% занятости в 25 раз больше влияет на вариативность, чем изменение в загрузке при 75% занятости. Поэтому руководители, которые выбирают работу подразделения при высоких уровнях загрузки, создают очень высокую непредсказуемость и потери от очередей. Нужно понимать, что вариативность - это самострел.

Q7: Принцип структуры СМО: обслуживайте накопленный спрос надежными высокопроизводительными узлами обслуживания.

Думаю, большинство встречались с этими схемами обслуживания при регистрации в аэропортах. Скорость обслуживания у разных структур СМО разная. Если у вас есть одна очередь к узлу обслуживания, то одна плохая работа тормозит прохождение всей очереди. У схем с параллельной обработкой такой проблемы нет. В разработке же часто встречается ситуация, когда работы обрабатываются последовательно и одна сложная задача тормозит весь процесс разработки.

Q8: Принцип связанных очередей: смежные очереди видят вариативность прибытий и обслуживания в зависимости от загрузки.

Поведение смежных очередей нам интересно потому, что процесс отбытий одной очереди становится процессом прибытий другой очереди. В зависимости от длины очереди в обработке, результирующий паттерн очереди будет похож либо на паттерн прибытий либо на паттерн обслуживания.

Например, хайвей Лос-Анжелеса. Светофоры придерживают машины на въезде и впускают их строгими регулярными порциями. Таким образом система борется с волнами прибытий, когда большая порция машин пытается въехать на хайвей и тормозит весь поток. При этом возникают волны, т.к. машины на хайвее тормозят, пропуская въезжающий поток, и это торможение распространяется дальше.

Другой пример снижения вариативности из организации дорожного движения - это то, как правильно организовывать дорожные работы. Если перегородить одну полосу 4-х полосной дороги только в месте ремонта, то машины будут перестраиваться в месте сужения и возникнет турбулентность, которая приведет к снижению скорости потока. Поэтому правильно будет перегородить эту полосу примерно в 1,5-2,0 км. до участка ремонта, чтобы машины смогли перестроиться в свободные ряды. Таким образом мы переносим турбулентность подальше от места сужения и меньше влияем на пропускную способность.

Итак, чем больше мы загружаем ресурс, тем больше мы платим за очереди и тем меньше платим за избыточную мощность ресурса. Наши экономические выборы диктуются оптимальным соотношением этих двух затрат.

Q9: Принцип оптимизации длины очереди: оптимальная длина очереди есть предмет экономического выбора.

Запомните - оптимальная длина очереди есть экономический выбор. Нельзя говорить, что очереди всегда зло. Когда экономические условия меняются, оптимальный размер очереди тоже изменится.

Следствия из формулы. Длину очереди можно сократить в два раза, если убрать всю вариативность из процесса обслуживания либо добавить 10% мощности ресурса для системы, которая работает при 90% загрузке. На практике работа с резервной емкостью ресурса намного лучше, чем улучшение повторяемости.

Q10: Принцип дисциплины управления очередями (принцип систем массового обслуживания): стоимость очереди зависит от очередности обработки элементов очереди.

Когда мы делаем экономический выбор при работе с очередями, нам надо не уменьшить длину очереди, нам надо уменьшить стоимость очереди, а это совсем другая задача. Если стоимость задержки задач и длительность из обработки в очереди разная, как бывает в разработке, то обычный принцип FIFO не лучшее решение. Нам нужна дисциплина работы с очередями (queueing discipline). Например, из двух задач с одинаковым сроком исполнения надо выбирать ту, стоимость задержки которой выше. Если стоимость задержки одинаковая, то надо вначале взять ту, которую сделать быстрее.

Обращайте внимание на среднюю длину очередей! Пример пункта скорой помощи - кто получает приоритет в обслуживании.

Q11: Принцип накопленного потока: используйте диаграмму CFD для отслеживания очередей. https://blog.kaiten.ru/накопительная-диаграмма-потока/

По горизонтальной оси время, по вертикальной накопленное количество. Расстояние по вертикали показывает работу, которая пришла и еще не ушла, или, другими словами, моментальный размер очереди. Горизонтальное расстояние между приходами и уходами показывает время цикла.

CFD позволяет увидеть проблемы с обслуживанием заранее и вовремя принять решение еще до того, как очередь выйдет из-под контроля.

Q12: Формула Литтла: время ожидания = длина очереди/время обработки.

Аналогия с бассейном, в который вода втекает и вытекает.

Когда мы начинаем работать с очередями, люди быстро выучивают, что очереди это плохо и начинают говорить: "У нас нет очередей, мы работаем над всем". Тогда вы просто замеряете всю работу в системе, вне зависимости от того, стоит она в очереди или над ней работают, и по этой формуле считаете время цикла и время завершения работы.

Например, у вас 50 проектов, вы делаете 10 проектов в год, тогда в среднем вы делаете один проект 5 лет. Если лаборатория проводит 50 испытаний и завершает 10 испытаний за неделю, то в график проекта на тест надо закладывать 5 недель.

Особое внимание надо уделять очередям на критическом пути проекта, потому что они приводят к сдвигу даты завершения. Чтобы измерить время, которое проводит задача в очередях, надо поставить ей красный флаг, прогнать ее в приоритете через процесс, полученное время цикла и будет временем исполнения процесса. Сравните его в общим временем цикла, которое вы посчитали по закону Литтла, и получите время простоя в очередях. Например, отдел по таймшитам тратит на процесс 40 часов в неделю и выполняет 10 задач, значит задача в среднем занимает 4 часа. Среднее время цикла по таймшитам 40 часов. Значит задачи в среднем стоят в очереди 90%.

Q13: Первый принцип контроля длины очередей: не контролируйте уровень загрузки ресурса, контролируйте длину очередей.

Загрузка ресурса практически бесполезна при оценке процесса разработки. Помните крутой подъем на кривой зависимости длины очередей от загрузки? Небольшие изменения в загрузке хорошо заметны по длине очередей. Такой принцип используется в супермаркетах - если длина очереди превышает порог, обычно три человека, то работники торгового зала садятся за кассы. Это очень эффективный способ разгрузки мест с высокой неравномерностью работ.

Q14: Второй принцип контроля длины очередей: не контролируйте время цикла, контролируйте длину очереди.

Время цикла - запаздывающий индикатор, потому что время цикла нельзя замерить пока работа не будет завершена. Посмотрите на CFD линии досмотра в аэропорте после прилета рейса.

В момент времени 21 к очереди 100 человек присоединяются 400 пассажиров прибывшего рейса. Только в момент времени 41 мы замечаем удвоившееся время цикла.

Q15: Принцип рассеяния: со временем очереди случайным образом серьезно выходят из-под контроля и остаются в таких состояниях долгое время.

Большинство специалистов, которые владеют сейчас статистическим мышлением, работают со статистикой случайных величин. А для работы с очередями нам потребуется статистика последовательностей случайных величин. И здесь чутье даже натренированных людей дает сбои. Приведу классический пример с честной монетой, которую подбрасывают 1,000 раз. Каждый раз при броске когда мы получаем орел мы прибавляем 1, когда получаем решку, вычитаем 1. Сумму накопленным итогом по исходам строим в виде графика.

Результат обычно поражает. Никакого приближения к среднему, никаких колебаний вокруг нуля. Статистически говоря, есть всего 50% вероятность, что за 50 бросков кривая хотя бы раз пересечет ось Y. У этой кривой биномиальное распределение, центральная предельная теорема.

Ключевой вывод - даже чисто статистический повторяемый процесс подбрасывания монеты выходит со временем из-под контроля. Что уж говорить о процессе разработки, который легко входит в дорогое состояние высокой загрузки.

Q16: Принцип вмешательства: нельзя полагаться на то, что случайность, которая создала очередь, ее же устранит без вмешательства.

Случайный переход в состояние с высокими очередями приводит к серьезным экономическим потерям. Но как выйти из такого состояния? Представьте, что вы ушли на 10 единиц вверх. Чтобы исправить ситуацию, вам нужно, чтобы подряд выпало 10 решек. Вероятность такого события примерно 0,1%. При этом пятиминутная задержка очереди из 20 задач равна 100-минутной задержке единичной задачи. И мы сейчас показали, что такие состояния имеют тенденцию сохраняться, если ничего не делать. Поэтому очереди надо разгребать и делать это быстро.

Обычные места возникновения очередей:

- Маркетинг

- Аналитики

- Отдел проектирования (САПР)

- Закупки, особенно когда закупки для нужд разработки идут по стандартным процедурам

- Прототипирование

- Тестирование и испытания

- Защиты у руководства

- Изготовление оснастки

- Узкие специалисты

More is coming if this post is successful.

Dislike, unshare, unsubscribe.