Optimizing resource allocation and task scheduling in software development

Abstract

Η διαχείριση έργων λογισμικού αποτελείται από διάφορες δραστηριότητες προγραμματισμού, οργάνωσης, στελέχωσης, καθοδήγησης και ελέγχου. οι αποφάσεις που παίρνουν οι διαχειριστές έργων λογισμικού σ’ αυτές τις δραστηριότητες, καθώς και οι διάφορες πρακτικές που ακολουθούνται, πιθανόν να επηρεάσουν την επιτυχία ενός έργου λογισμικού. η έρευνα που παρουσιάζεται σ’ αυτή τη διδακτορική διατριβή επικεντρώνεται ειδικά στην περιοχή του προγραμματισμού έργων και, συγκεκριμένα, στις δραστηριότητες ανάθεσης πόρων και χρονοπρογραμματισμού εργασιών, μέσα στις οποίες ένας διαχειριστής έργων πρέπει να αποφασίσει ποιος θα κάνει τι και πότε μέσα σ’ ένα έργο λογισμικού. Σ’ αυτές τις δραστηριότητες, οι διαχειριστές έργων χρειάζονται, συνήθως ταυτόχρονα, να αναθέσουν μηχανικούς λογισμικού σε εργασίες και να προγραμματίσουν τον χρόνο εκτέλεσης των εργασιών με σκοπό την ικανοποίηση διαφόρων στόχων και προϋποθέσεων. ωστόσο, η ανάληψη αυτών των δραστηριοτήτων είναι συνήθως πρόκληση για τους διαχειριστές έργων λογισμικού επειδή συνοδεύονται από αντικρουόμενους περιορισμούς χρόνου, κόστους και ποιότητας, οι οποίοι δύσκολα εξισορροπούνται αποτελεσματικά. επιπλέον, επειδή οι ανθρώπινοι πόροι θεωρούνται οι μοναδικοί διαθέσιμοι πόροι για μια εταιρεία παραγωγής λογισμικού, είναι σημαντικό οι πληροφορίες που χρησιμοποιούνται σ’ αυτές τις δραστηριότητες να περιλαμβάνουν και τα χαρακτηριστικά των εργασιών που θα εκτελεστούν, αλλά και τα χαρακτηριστικά των πόρων που θα εκτελέσουν αυτές τις εργασίες. Μια ανοδική τάση στην περιοχή αφορά στην συμπερίληψη της προσωπικότητας των μηχανικών λογισμικού. διάφορες μελέτες έχουν παρατηρήσει την επίδραση των τύπων προσωπικότητας πάνω σε πτυχές όπως την απόδοση και την επαγγελματική ικανοποίηση, οι οποίες πιθανόν να μπορούν να συνεισφέρουν στην επιτυχία ενός έργου λογισμικού. επίσης, έχουν γίνει προσπάθειες καθορισμού των επιθυμητών τύπων προσωπικότητας που απαιτούν τα διάφορα επαγγέλματα παραγωγής λογισμικού, προκειμένου να ανατίθενται εργασίες σε μηχανικούς λογισμικού που ταιριάζουν καλύτερα στην προσωπικότητά τους. Η διατριβή παρέχει μια λεπτομερή περιγραφή διαφόρων ερευνητικών προσπαθειών που πραγματοποιήθηκαν υιοθετώντας μεθόδους πολυστοχικής βελτιστοποίησης με σκοπό την επίλυση του προβλήματος της ανάθεσης πόρων και χρονοπρογραμματισμού εργασιών στα έργα παραγωγής λογισμικού. οι προτεινόμενες προσεγγίσεις που περιγράφονται σ’ αυτές τις προσπάθειες χρησιμοποιούν πρακτικά κριτήρια που σχετίζονται με την παραγωγή λογισμικού, καθώς και αυστηρές, ρεαλιστικές προϋποθέσεις. επικεντρώνονται κυρίως στον χειρισμό της μη-εναλλάξιμης φύσης των ανθρώπινων πόρων, συμπεριλαμβάνοντας παράγοντες όπως την προσπάθεια και τις δεξιότητες που απαιτούν οι εργασίες, τα επίπεδα εμπειρίας και τον ρυθμό παραγωγικότητας των μηχανικών λογισμικού, και επιπρόσθετα τον τρόπο με τον οποίο οι μηχανικοί λογισμικού εργάζονται μαζί ανάλογα με τον τύπο της εργασίας που εκτελούν. επιπλέον, μια από τις προτεινόμενες προσεγγίσεις επιχειρεί να αναθέσει πόρους σε εργασίες βάσει την καταλληλότητα του τύπου προσωπικότητας των μηχανικών λογισμικού. Τα αποτελέσματα των διαφόρων πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν για την αξιολόγηση των προσεγγίσεων δείχνουν ότι οι μέθοδοι βελτιστοποίησης μπορούν πράγματι να χειριστούν επαρκώς τους συγκεκριμένους στόχους και περιορισμούς που υιοθετήθηκαν, και ότι οι προτεινόμενες προσεγγίσεις έχουν τη δυνατότητα να αποτελέσουν μια πιο αποτελεσματική και πρακτική μέθοδο για την ανάθεση πόρων και χρονοπρογραμματισμό εργασιών σε έργα παραγωγής λογισμικού.

Software project management consists of a number of planning, organizing, staffing, directing and controlling activities. decisions taken by software project managers in these activities, as well as the different practices followed, are likely to influence the success of a software project. the research presented in this doctoral dissertation focuses specifically on the area of project planning and, in particular, on the activities of resource allocation and task scheduling, in which project managers must decide who will do what and when in a software project. In these activities, project managers are required to assign developers to tasks and plan the execution of tasks, often simultaneously, with the aim of satisfying several goals and assumptions. however, these activities are often challenging to undertake because they are accompanied by conflicting time, budget and quality constraints, which project managers find difficult to balance effectively. furthermore, because human resources are considered the only type of resource available for software development companies, it is important that the information used for these activities consists of both the characteristics of the tasks to be carried out, as well as the attributes of the resources that will carry out these tasks. A leading trend in the area involves taking into account the personality of developers. a number of studies have observed the effects of personality types on aspects such as performance and job satisfaction, which can potentially contribute towards the success of a project. also, there have been attempts to determine the personality type required for different software development professions in order to allocate developers to tasks that better suit their personality. The dissertation provides a detailed account of several research attempts carried out that adopt multiobjective optimization methods in order to solve the problem of resource allocation and task scheduling in software development. the proposed approaches described in these attempts use practical software-related criteria, as well as strict, realistic assumptions. they mainly focus on dealing with the noninterchangeable nature of human resources by including factors such as the effort and skills required by tasks, the experience levels and productivity rates of software developers, in addition to the way developers work together depending on the type of task carried out. furthermore, one of the proposed approaches attempts to allocate resources based on the suitability of the personality type of developers. The results of various experiments carried out to evaluate the approaches show that the specific objectives and constraints adopted can indeed be handled adequately by the optimization methods, and that the proposed approaches have the potential to constitute a more effective and practical method for resource allocation and task scheduling in software development.