University of Oulu

Simulating project network governance using agent based modeling

Saved in:
Author: Vuorinen, Tapio1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Technology, Industrial Engineering and Management
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 2.3 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201612023187
Language: English
Published: Oulu : T. Vuorinen, 2016
Publish Date: 2016-12-08
Physical Description: 124 p.
Thesis type: Master's thesis (tech)
Tutor: Kujala, Jaakko
Kauppila, Osmo
Reviewer: Kujala, Jaakko
Kauppila, Osmo
Description:

Abstract

Project management literature has previously mainly focused on the technical aspects of project delivery. Less focus has been on the complex inter-connected relations between different organizational and individual actors in project networks. One of the newer approaches to project management research is project network governance. Its aim is to provide a framework for controlling, rewarding and enabling collaboration between organizational actors in project networks.

Project management literature has shied away from using simulation as a research method for various reasons. However, at some point in the future problems can become increasingly complex and traditional research methods can be ineffective. Additionally, to research different phenomena regarding complex networks, be it between organizations, actors or project alliances, traditional research methods can fail altogether due to sheer scope. This is where simulation can come in.

Discrete event, system dynamics and agent based simulation are the most used paradigms today. Three of the most prevalent are discrete event, system dynamics and agent based modeling. Agent based simulation is a powerful tool for discovering emergent behavior using autonomous agents. Agent based modeling relies on the different characteristics of agents — learning ability, number of connections to other agents and individual behavioral guidelines. This approach enables modeling of emergent behavior without knowledge of exact processes or structures — the agents can be made capable of creating all of these, even with simple algorithms.

In project management context, these agents can be individual persons, organizations or projects. The levels and layers of detail are left for the modeler. An agent based model could be about a set of inter-connected organizations working on a project based on different inputs. The organizations could comprise different individual actors with their own volition. Project could consist of different inter-connected tasks with varying requirements and goals. The ensuing outcome of the project could be for example be influenced by different project network governance mechanisms. That is what this thesis is about.

The goal of the thesis was to develop a simulation model which could be used to simulate project network governance. Following research questions were answered:

RQ1: What are the most significant characteristics of project network and task network?

RQ2: What are different mechanisms of project network governance?

RQ3: What are different stages in the simulation model development?

RQ4: What are the strengths and weaknesses of different modeling paradigms in simulating project networks?

An agent based model was successfully developed using Anylogic software and following the simulation model development process. It was verified that agent based modeling can be used to simulate project networks and project network governance. Next step would be to validate the results using inputs gathered from real world dataset. The developed model could also be further enhanced by implementing more project network governance mechanisms or including multiple concurrent projects and resource constraints. Agent based modeling provides a powerful platform for experimenting and exploring.

see all

Tiivistelmä

Projektikirjallisuus on perinteisesti tarkastellut lähinnä projektien teknistä toteutusta. Vähemmän voimavaroja on kohdistettu kompleksisten projektiverkostojen sekä organisaatioden ja yksilöiden välillä olevien suhteiden tutkimukseen. Yksi projektimaailman uusimmista tutkimusalueista on projektiverkoston hallinta. Sen tarkoitus on tuottaa viitekehys, jolla projektiverkostoa voidaan esimerkiksi kontrolloida, palkita ja projektiverkoston osallistujien välistä yhteistyötä parantaa.

Projektitutkimus on myös karttanut simulaatioiden käyttämistä tutkimusmetodina monestakin eri syystä. On kuitenkin todettava, että tulevaisuudessa ongelmat saattavat muuttua yhä monimutkaisimmiksi, jolloin perinteisemmät metodit voivat olla tehottomia. Kompleksisten verkostojen ja suhteiden tutkiminen perinteisin keinoin saattaa olla jopa mahdotonta silkan koon vuoksi. Simulaatiot ovat hyvä työkalu tilanteissa, joissa oikeaa systeemiä on hankala tutkia sellaisenaan.

Nykyään prosessipohjainen, systeemidynaaminen ja agenttipohjainen mallinnus ovat kolme käytetyintä simulaatiometodia. Kolmesta vallitsevasta mallinnustavasta, agenttipohjainen mallinnus on uusin, mutta samalla myös joustavin. Agenttipohjainen mallinnus on tehokas työkalu emergentin käytöksen tutkimiseen autonomisten agenttien avulla. Agenttipohjaisen mallinnuksen taustalla ovat yksittäisten agenttien ominaisuudet — ne voivat oppia, niillä on erilaisia suhteita ympäristöönsä ja kullakin voi olla yksilölliset käyttäytymissäännöt. Täten emergenttiä käytöstä voidaan tutkia tuntematta järjestelmän rakennetta tai prosesseja — agentit kykenevät luomaan nämä itsenäisesti, jopa yksinkertaisten sääntöjen avulla.

Projektikontekstissa agentit voivat olla yksittäisiä henkilöitä, organisaatioita tai vaikkapa projektialliansseja. Tarkkuus ja eri tasojen määrä jääköön mallintajan päätettäväksi. Esimerkiksi agenttipohjainen malli voisi olla useita organisaatioita työskentelemässä yhteisen projektin eteen erilaisista lähtökohdista. Organisaatiot voisivat koostua erilaisista yksilöistä, joilla on kyky toimia itsenäisesti. Projekti voisi koostua erilaisista tehtävistä, joilla on eriasteisia vaatimuksia ja päämääriä. Projektin lopputulos voisi määräytyä projektiverkoston hallinnan eri mekanismien vaikutuksesta. Tämän työn tavoitteena on tuottaa edellä kuvatun kaltainen malli.

Työn tavoitteena on rakentaa simulaatiomalli projektiverkoston hallinnan simulointia varten. Työssä vastattiin seuraaviin tutkimuskysymyksiin:

RQ1: Mitkä ovat projekti- ja tehtäväverkon tärkeimmät ominaisuudet?

RQ2: Mitkä ovat projektiverkoston hallinnan eri mekanismit?

RQ3: Mitkä ovat simulaatiomallin kehityksen eri vaiheet?

RQ4: Mitkä ovat eri simulaatiometodien vahvuudet ja heikkoudet projektiverkoston hallinnan simuloinnissa?

Kysymyksiin vastaamisen ohella, agenttipohjainen malli luotiin onnistuneesti käyttäen Anylogic-ohjelmistoa ja seuraten kirjallisuudesta perustuvaa simulaatiomallin kehitysprosessia. Agenttipohjainen malli verifioitiin toimivaksi projektiverkostojen ja projektiverkoston hallinnan simulointiin. Seuraava vaihe olisi validoida malli käyttäen oikeasta maailmasta saatua dataa. Lisäksi luotuun malliin voitaisiin tulevaisuudessa lisätä joko uusia projektiverkoston hallinnan mekanismeja tai samanaikaisia projekteja resurssirajoitteisilla tehtävillä. Agenttipohjainen mallinnus sopii tähän tarkoitukseen.

see all

Subjects:
Copyright information: © Tapio Vuorinen, 2016. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.