Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ предметной области и формулировка целей исследования 21
1.1. Предмет исследования 21
1.2. Проектирование средств автоматизации управления на современном этапе 25
1.3. Документооборот как компонент технологии управления 32
1.3.1. Документ 33
1.3.2. Документооборот 35
1.3.3. Жизненный цикл документа и роли участников документооборота 38
1.3.4. Связь документооборота с другими компонентами информационной среды 39
1.3.5. Принципы организации автоматизированного документооборота и проблемы автоматизации 41
1.4. Организационные структуры управления 46
1.5. Цель и задачи исследования 49
Выводы 51
Глава 2. Информационно-технологическая модель управления. Метод проектирования управленческих информационно-технологических систем 53
2.1. Информационно-технологическая модель управления 54
2.1.1. Отличительные особенности модели ; 54
2.1.2. Управленческая информационно-технологическая система 56
2.1.3. Технология принятия решений 58
2.1.4. Организационная структура 63
2.1.5. Эволюция 65
2.2. Информационно-технологическая служба органа управления 67
2.2.1. Мотивация 68
2.2.2. Структура и функции 71
2.3. Метод проектирования управленческих информационно- технологических систем 74
Выводы 78
Глава 3. Теоретико-информационный метод анализа решающих функций 80
3.1. Формализация процедуры принятия решений 81
3.2. Дифференциальные информационные оценки 87
3.3. Информационная модель принятия (одного) решения 92
3.4. Средние информационные оценки 97
3.5. Информационная модель процедуры принятия решений 101
3.6. Содержательная трактовка информационных оценок 102
Выводы 109
Глава 4. Анализ действующих факторов и разработка стратегий принятия решений 110
4.1. Анализ исходных данных на основе информационных оценок 112
4.2. Деревья и диаграммы решений 116
4.3. Принятие решений в реальном времени 124
4.4. Конструирование деревьев решений общего вида 130
4.5. Конструирование упорядоченных деревьев решений 134
4.6. Критерий выбора более надежного теста 140
Выводы 147
Глава 5. Моделирование и оптимизация технологических линий обработки информации 149
5.1. Базовая задача 151
5.2. Формальное описание технологической линии 154
5.2.1. Исполнительные звенья (операторы) 154
5.2.2. Технологическая линия обработки информации (документов).. 158
5.2.3. Режим поступления документов 160
5.2.4. Коммуникации 162
5.3. Основные механизмы оптимизации технологических линий 162
5.4. Распараллеливание программ обработки информации 167
5.4.1. Методика безызбыточного распараллеливания 167
5.4.2. Методика абсолютно максимального распараллеливания 170
5.4.2. Распараллеливание операций в составе участка 172
5.5. Конвейеризация обработки информации 173
5.6. Методика распараллеливания и конвейеризации путем трансляции программ 177
5.7. Модели технологических линий обработки информации на основе сетей Петри 183
5.7.1. Основные понятия сетей Петри и их интерпретация в информационно-технологической системе 184
5.7.2. Свойства сетей Петри как свойства документопотока 188
5.7.3. Обобщенные сети для многоуровневой системы документооборота 190
Выводы 197
Глава 6. Применение методик, технологии и инструментальных средств обследования и оптимизации документооборота и организационного управления 199
6.1. Общие положения и требования 200
6.2. Особенности практической реализации автоматизированных систем организационного управления 202
6.2.1. Принципы проектирования 202
6.2.2. Общая схема предпроектных исследований 204
6.2.3. Моделирование и интеллектуализация 205
6.2.4. Инструментальные средства 206
6.2.5. Этапы автоматизации 208
6.3. Методика обследования управленческих процессов организации ... 211
6.3.1. Основные понятия и определения 211
6.3.2. Формирование общих данных об обследуемых процессах 213
6.3.3. Фиксация текущего состояния процесса 214
6.3.4. Построение базовой модели процесса "Как Есть" 215
6.3.5. Выработка предложений 221
6.4. Методика обследования системы документооборота организации .. 223
6.4.1. Определения списка процессов, подлежащих обследованию ... 226
6.4.2. Изучение нормативных документов 226
6.4.3. Определение участников документооборота 227
6.4.4. Анализ взаимосвязей процессов с функциональными подразделениями 229
6.4.5. Анализ объектов документооборота 229
6.4.6. Персонал процессов документооборота 230
6.4.7. Анализ требований адресатов документооборота 230
6.4.8. Анализ проблем документооборота 232
6.4.9. Определение текущего состояния информационных систем документооборота 233
6.5. Методика функционального анализа процессов документооборота 234
6.5.1. Назначение методики 234
6.5.2. Функциональный анализ операций 234
6.5.3. ABC-анализ 235
6.5.4. Анализ недостатков процессов документооборота 238
6.5.5. Анализ факторов качества 238
6.5.6. Предложения по реорганизации процессов документооборота 239
6.6. Методика оптимизации хранилищ данных и поиска информации .. 240
6.6.1. Суть научной идеи 240
6.6.2. Оптимизация поиска данных 242
6.6.3. Оптимизация хранения данных 247
6.6.4. Аналогии и выводы 249
Выводы 253
Заключение 254
Список использованных источников 256
Приложение. Основные характеристики документооборота организации 270
- Проектирование средств автоматизации управления на современном этапе
- Информационно-технологическая модель управления
- Формализация процедуры принятия решений
- Анализ исходных данных на основе информационных оценок
- Формальное описание технологической линии
Введение к работе
Диссертация посвящена решению крупной научной проблемы, имеющей важное теоретическое и практическое значение: разработке теоретических основ и инженерных методов исследования, проектирования, создания, внедрения и оптимизации функционирования информационно -технологических систем организационного управления (ИТС ОУ) сложными социотехническими системами (на примере Министерства образования и других органов государственного управления Республики Беларусь).
Под ИТС ОУ в данной работе понимаются технологически и организационно оформленные совокупности методов, средств, алгоритмов и систем анализа и систематизации информационно -документационных потоков в сложных социотехнических системах в целях выработки управленческих решений, оптимизации схем организационного управления.
Автоматизированные управленческие системы являются одним из ключевых элементов инфраструктуры общества, центральным звеном большинства производственных, финансовых, социальных и других общественно значимых организаций. В условиях интенсификации производства, ужесточения требований к качеству и своевременности принимаемых решений, а также экспоненциального роста потоков информации роль этих систем существенно возрастает, поскольку в противном случае сфера управления грозит поглотить в себе значительную часть людских и финансовых ресурсов общества.
Технология автоматизации управленческой деятельности сегодня выходит на качественно новый уровень, характерные признаки которого -корпоративность, широкое использование электронного документооборота, поддержка принятия решений на основе методов искусственного интеллекта.
Архитектура современной корпоративной управленческой системы включает в себя в качестве базовых компонентов [32, 40, 96, 102, 182]: систему автоматизации деловых операций, центральным звеном которой является система поддержки принятия решений; систему документооборота и - систему управления документами в электронной и бумажной формах. Рынок таких систем растет ежегодно на 35-40%. По прогнозам аналитиков, расходы на автоматизацию делопроизводства достигнут в 2000 году 7 млрд. долларов.
Проблема повышения качества и снижения ресурсоемкости организационного управления, а также тесно связанная с ней проблема автоматизации обработки документов и документопотоков затрагивают практически все области интеллектуальной деятельности человека и является (особенно в условиях структурной перестройки в политике, экономике и социальной сфере) одной из главных и актуальных сфер исследований по разработке и применению информационных технологий и систем. Решение данной проблемы востребовано на всех иерархических уровнях функционирования социальных систем и групп.
При этом необходимо учитывать, что решение данной проблемы возможно в достаточном для практического применения виде только при условии определенного уровня сложности социотехнического объекта (определяемого количеством объектов и связей между ними, интенсивностью и значимостью этих связей, объемами документооборота и степенью разнообразия данных) и при условии применения комплексных автоматизированных систем анализа информации, выработки и принятия управленческих решений на всех стадиях и по всем технологическим линиям обработки информации и схемам организационного управления.
Исследование проблемы автоматизации и оптимизации организационного управления осуществлено автором как в аспектах, связанных с изучением объективных закономерностей становления и развития управленческого документооборота как компонента технологии управления (его системной структуры, влияния на формирование организационных схем управления, построения моделей документооборота и их оптимизации, проектирования и внедрения систем автоматизации технологий обработки документов), так и в аспектах, связанных с теоретическим обоснованием и практической разработкой и оптимизацией ИТС ОУ.
Исходя из поставленных задач в диссертации дано теоретическое обобщение выполненных автором работ в области проектирования, создания, внедрения и оптимизации информационно-технологических систем организационного управления сложными социотехническими системами: рационализации документопотоков, оптимизации организационных схем управления, выработки и принятия управленческих решений, создания и внедрения комплексных автоматизированных систем организационного управления. Сделана попытка разработать основы теории, позволяющей проектировать и оптимизировать ИТС ОУ в органическом сочетании технологических, структурных, документационных и других аспектов.
Проектирование, внедрение и оптимизация ИТС ОУ особенно важно в настоящее время в связи с проводимыми в Республике Беларусь и других странах СНГ экономическими и социальными реформами, расширением экономической самостоятельности предприятий, ростом количества и интенсивности их хозяйственных взаимосвязей, развитием внутриведомственных, внутригосударственных и зарубежных контактов.
Практические потребности в совершенствовании систем организационного управления в сложных социотехнических системах обусловили разработку и эксплуатацию многочисленных методов и средств автоматизации документооборота, оптимизации организационных структур управления, применение в ИТС ОУ интеллектуальных информационных технологий. По каждому из этих направлений выполнены важные и интересные работы, имеющие теоретическое и практическое значение. Вклад в развитие этих направлений внесли и вносят ученые и коллективы многих научно-исследовательских и производственных организаций в Российской Федерации, Республике Беларусь, Украине и других странах СНГ и дальнем зарубежье.
Вместе с тем можно констатировать и то, что теория и практика проектирования автоматизированных систем организационного управления не вышли еще на тот высокий уровень, который достигнут в решении сходных по своей сути проблем в технических системах. В настоящее время информационные технологии в управленческой сфере проектируются и создаются в большинстве случаев интуитивно. До сих пор при создании сложных систем организационного управления почти никогда нельзя достаточно утвердительно ответить на такие вопросы: правильно ли проектируется технологический процесс подготовки решений, достигнут ли требуемый уровень соответствия информационного аппарата реальной технологии управления, эффективно ли используются людские, технические и информационные ресурсы, верно ли определены режимы их использования, соответствуют ли практическим потребностям степень централизации и децентрализации обработки информации и управления и многое другое.
Имеющиеся по данной тематике публикации отражают, как правило, частные аспекты указанной проблемы. Недостаточно изученными остаются вопросы взаимодействия организационной, информационной и технологической составляющих управления сложными социотехническими системами. Назрела необходимость в обобщенном (в рамках единого подхода и единой концепции) изложения комплекса проектных решений, моделей и методов, позволяющих оптимизировать ИТС ОУ в зависимости от изменения структуры документопотоков, схем выработки и реализации управленческих решений, применения информационных технологий и систем.
Анализ тенденций предметной области позволяет заключить, что для достижения требуемых показателей эффективности управленческих информационно-технологических систем задачи автоматизации и оптимизации на различных иерархических уровнях должны решаться в тесной взаимосвязи. Кроме того, эти задачи носят междисциплинарный характер. В связи с этим принципиальное значение приобретают выбор единой теоретической платформы, критериев анализа и оптимизации управленческих процессов, поиск единой методологической базы для оценки самых различных аспектов применения методов, средств и технологий организационного управления сложными социотехническими системами. На этой базе необходимо разработать такие рекомендации и методики проектирования и оптимизации ИТС ОУ, которые позволяли бы наиболее полно реализовать интеллектуальный, организационный, информационный и технологический потенциал социотехнической системы как объекта организационного управления.
В отличие от известных научно-исследовательских работ в данном исследовании предпринята попытка комплексного рассмотрения ИТС ОУ как системы, структура и функционирование которой во многом зависит от форм и методов включенности сотрудников в выполняемые функции, нормирования и контроля системы рефлексивных отображений, оптимизации должностных позиций через преобразование взаимоотношений и перераспределение функций в динамике управленческого процесса путем применения современных информационно-технологических систем сбора и анализа информации и выработки управленческих решений.
Особенно пристальное внимание, по мнению автора, следует уделить исследованию информации как основному сырью, ресурсу и продукту производства организационного управления. Информацию все более стали понимать как организационный ресурс, как феномен, органически связанный с управлением, как необходимую предпосылку и условие оптимального управления, как содержание сообщения и как меру организации. Известно множество исследований, целью которых являлось применение информационной теории для решения задач организационного управления. Однако было бы преждевременным утверждать, что теория информации стала основой технологии сбора и обработки информации для принятия управленческих решений, какой является, например, теория сопротивления материалов для технологии обработки конструкционных материалов и производства продукции машиностроения.
В настоящей работе решение управленческих задач на основе формального анализа информации впервые доведено до уровня алгоритмов, методик и инструментальных средств проектирования и оптимизации стратегий принятия управленческих решений.
В диссертации предлагаются новые подходы к проектированию средств автоматизации и оптимизации управленческой деятельности, основанные на выделенных автором направлениях развития теории проектирования информационно-технологических моделей организационного управления и теоретико-информационных моделей принятия решений, имеющих целью повышение эффективности управления, снижение затрат на подготовку и принятие управленческих решений в сложных системах организационного управления.
Главной целью диссертационной работы является разработка теоретических основ, новых математических моделей, методов и технологий проектирования, моделирования и оптимизации современных информационно - технологических систем организационного управления. Изложенные в работе подходы основываются на теоретико-прикладных результатах в теории принятия решений, теории информации, теории программирования, оптимизации на деревьях и диаграммах решений.
Комплекс экспериментальных исследований и опытной эксплуатации ряда управленческих систем подтвердил исходные посылки и идеи. С другой стороны, результаты экспериментальных исследований автор настоящей работы классифицирует как важный вклад в технологию проектирования средств автоматизации и оптимизации управленческой деятельности.
Вследствие своей принципиальной новизны проблема создания и оптимизации ИТС ОУ не имеет пока общепризнанной структуры и сложившейся терминологии. Потому при изложении основ теории проектирования и оптимизации ИТС ОУ автор концентрирует внимание на содержательной части данной теории, на основных понятиях и методах, учитывая, что в дальнейшем необходимы итерации, в которых по мере решения практических задач будет уточняться и корректироваться понятийный аппарат.
Из изложенного следует, что тема диссертации актуальна, отвечает современным тенденциям развития технологии организационного управления и связана с приоритетными направлениями и государственной программой научных исследований в Республике Беларусь. Результаты работы востребованы практикой и в первую очередь направлены на создание высокоэффективных управленческих информационно-технологических систем.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы диссертации. Проблема повышения качества и снижения ресурсоемкости организационного управления (особенно в условиях структурной перестройки в политике, экономике и социальной сфере) является одной из центральных современных проблем во многих областях деятельности и одной из главных и актуальных сфер исследований по разработке и применению информационных технологий и систем.
В диссертации предлагаются новые подходы к проектированию средств автоматизации и оптимизации управленческой деятельности, основанные на выделенных автором направлений развития теории проектирования информационно-технологических моделей организационного управления и теоретико-информационных моделей принятия решений, направленных на повышение эффективности управления, снижение затрат на подготовку и принятие управленческих решений в сложных системах организационного управления.
Связь работы с крупными научными программами, темами. Работа выполнена в рамках следующих государственных программ.
Государственная программа информатизации Республики Беларусь на 1991-1995 годы и на период до 2000 года (постановление Совета Министров Республики Беларусь от 27.11.1991г. № 444). Автор осуществлял научное руководство 4 темами.
Республиканская научно-техническая программа "Информатика" на 1992-1995 годы (утверждена Советом Министров Республики Беларусь 30.06.1992г., протокол №5/116). Автор осуществлял научное руководство 5 темами.
Республиканская программа создания Научно-информационной компьютерной сети (НИКС) (постановление Совета Министров Республики Беларусь, 1996). Автор осуществлял научное руководство и являлся непосредственным исполнителем по 4-м темам.
Отраслевые проекты для системы образования Республики Беларусь, которые выполнялись под научным руководством и при непосредственном исполнении автора: "Разработать и апробировать опытный образец корпоративной иерархической системы принятия решений на основе распределенных информационных ресурсов посредством электронного документооборота" (1998-2000гг.). "Разработка модели информационной среды Министерства образования и информационной поддержки образования" (1992-1996гг.). "Функциональная модель системы документационно-информационного обеспечения Министерства образования Республики Беларусь" (1994-
1996гг.). "Исследование проблем построения компьютерных телекоммуникаций в системе образования РБ" (1994-1996гг.). "Разработка технологии программирования для анализа и управления ресурсами прикладных программ" (1994-1996 гг.). "Разработка комплексной объектно-ориентированной инструментальной среды для проектирования и создания педагогических программных средств по естественным дисциплинам для средней школы" (1992-1995гг.). "Разработка и реализация концепции и стандартов инструментальной среды обучающих программ и учебных САПР. Разработка стандарта информационной и коммуникационной оболочки инфраструктуры обучающих систем и учебных САПР. Разработка программных средств, реализующих стандарт инфраструктуры" (1992-1993 гг.).
В рамках Программы государственной поддержки малого предпринимательства в Республике Беларусь на 1997-1998 гг. (Постановление Совета Министров Республики Беларусь, 1997 г.) автор осуществлял научное руководство подпрограммой "Информационное обеспечение предпринимательства".
Научные и практические результаты автора использовались при разработке следующих государственных концепций: информатизации образования Республики Беларусь (принята министерством образования в 1990 г.); информатизации среднего образования (принята министерством образования в 1992 г.); информатизации профессионально-технического образования (принята Министерством образования в 1996 г.); государственной политики в области информатизации (одобрена Указом Президента Республики Беларусь в 1999 г.); управления национальным информационным ресурсом; концепция и организационная структура управления информационными ресурсами (одобрена Советом Министров Республики Беларусь в 1997 г).
Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка теоретических основ, новых подходов к применению методов, принципов и технологий проектирования и оптимизации современных информационно-технологических систем организационного управления на базе теоретико-информационного анализа действующих факторов процедур выработки и принятия решений, средств обработки и управления потоками документов, оптимизации информационно-технологических систем организационного управления. Для достижения этой цели: развиты теория и методология моделирования, построения и эксплуатации управленческих информационно-технологических систем исходя из принципа специализированности элементов ИТС ОУ; разработаны метод и технология проектирования и оптимизации управленческих информационно-технологических систем с учетом наличия в ИТС ОУ статических и динамических процессов; предложены теоретико-информационные модели принятия решений и метод анализа решающих функций; разработаны новые подходы к синтезу алгоритмов обработки и управления документопотоками, учитывающие тенденции развития информационных технологий; разработан комплекс алгоритмов синтеза и оптимизации стратегий принятия решений, основанных на методе анализа решающих функций; предложены методики оптимизации технологических линий обработки информации в управленческих информационно-технологических системах; созданы унифицированные технологии обработки и управления документопотоками, имеющие оптимальное по ряду критериев отображение в инфраструктуры региона и отдельных объектов на уровне крупных учреждений, организаций и других структур с учетом их последующей реорганизации; разработаны новые технические и программные средства обработки документов исходя из принципа комплексной автоматизации управленческой деятельности.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются информационно-технологические системы высшего и среднего звеньев государственного и хозяйственного управления. Предметом исследования являются процессы обработки информации и управления потоками информации (документов) в целях выработки и принятия управленческих решений в сложных системах организационного управления.
Методология и методы проведенного исследования. Совокупность использованных в диссертации средств исследований основывается на формальном аппарате и методах теории проектирования информационно-технологических систем организационного управления, теории принятия решений, теории информации, теории программирования, оптимизации на деревьях и диаграммах решений, методах распараллеливания процессов обработки информации, принципах междисциплинарных исследований и безбумажных технологий. Главным методом экспериментальной проверки основных положений и результатов работы является опытная эксплуатация систем, реализующих разработанные технологии проектирования, создания и эксплуатации сложных ИТС ОУ.
Гипотеза автора состоит в том, что в современных автоматизированных системах организационного управления реализуются главным образом функции информационно-документационного обеспечения управления и в меньшей степени функции динамического (технологического) организационного управления, что не позволяет в полной мере использовать внутренние резервы системы управления для повышения качества, снижения ресурсоемкости организационного управления, оптимизации технологии принятия решений и документооборота.
Научная новизна и значимость полученных результатов, которые автор предполагает защитить в данной работе составляют: теоретически обоснованный подход к проектированию, моделированию и эксплуатации информационно-технологических систем организационного управления; в основу подхода положены информационно-теоретические модели процедур принятия решений, метод анализа решающих функций; информационно-технологическая модель организационного управления, наиболее полно отвечающая современным требованиям в области автоматизации и оптимизации управленческой деятельности; метод проектирования управленческих информационно-технологических систем, основанный на формальных моделях и включающий формальные методы и алгоритмы решения отдельных задач проектирования.
В рамках данного метода: методика формализации управленческих задач; теоретико-информационный метод анализа процессов принятия решений; алгоритмы синтеза и оптимизации стратегий принятия решений с динамическим определением информационных характеристик объекта управления; методики оптимизации технологических линий обработки информации в составе управленческой информационно-технологической системы (путем распараллеливания и конвейеризации процессов обработки информации); - формальные модели и методики построения программ функционирования управленческой системы и системы документооборота органа управления.
Практическая значимость полученных результатов. На основе предложенного метода проектирования управленческих информационно-технологических систем, а также составляющих его методов и алгоритмов решения отдельных задач создан инструментарий в виде программных средств и методического обеспечения, которые целесообразно использовать при планировании и реализации процедур принятия управленческих решений, автоматизации и оптимизации документооборота.
Разработан комплекс программных средств, инженерных методик и рекомендаций по их использованию для проектирования управленческих информационно-технологических систем.
Результаты диссертационной работы использованы при проектировании и создании: а) инструментально-технологического комплекса, разработанного в рамках выполнения государственной программы информатизации Республики Беларусь и республиканской научно-технической программы "Информатика". Комплекс использовался при построении систем управления документооборотом Министерства образования Республики Беларусь, Белорусского государственного университета, Фонда социальной защиты населения Республики Беларусь; б) автоматизированной информационно-аналитической системы поддержки предпринимательства в рамках Программы государственной поддержки малого предпринимательства в Республике Беларусь; в) информационно-аналитической системы поддержки производственно- трудовых ресурсов РБ "ВЕКТОР"; г) корпоративных информационных систем Национального банка Республики Беларусь, Белорусской железной дороги; д) системы обеспечения информационными ресурсами научно- информационной компьютерной сети (НИКС), развиваемой для сферы образования и науки Республики Беларусь.
В целом результаты опытной эксплуатации указанных систем создают основу для совершенствования, развития и более широкого внедрения предлагаемых подходов в практику проектирования и создания современных автоматизированных управленческих систем.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту
Информационно-технологическая модель организационного управления.
Метод проектирования управленческих информационно-технологических систем.
Теоретико-информационный метод анализа решающих функций.
Теоретико-информационные модели принятия решений и основанные на них алгоритмы разработки стратегий принятия решений.
Формальные модели и методики оптимизации управленческих технологических операций и документооборота.
Личный вклад соискателя. Все новые результаты, изложенные в диссертационной работе, получены автором самостоятельно. В публикациях с соавторами вклад соискателя определяется рамками излагаемых в диссертации результатов.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях и симпозиумах.
В 1983 - 1992 годах: в ходе подготовки международных, государственных и всесоюзных концепций, программ информатизации отраслей и органов республиканского и общегосударственного управления, обсуждения понятийного аппарата информатики и информатизации и основных направлений их развития, в частности на симпозиуме "Сети Петри и их приложения" (Новосибирск, СССР, 1983); всесоюзной научной конференции "Формальные модели параллельных вычислений" (Новосибирск, СССР, 1987); I всесоюзной школе-семинаре "Разработка и внедрение в народное хозяйство персональных ЭВМ" (Минск, СССР, 1988); IV, V, VI и VII всесоюзных школах-семинарах "Распараллеливание обработки информации" (Львов, СССР, 1983, 1985, 1987, 1989); международном симпозиуме "INFO'89" (Минск, СССР, 1989); республиканской конференции "Применение информатики и вычислительной техники при решении народнохозяйственных задач" (Минск, СССР, 1989); I всесоюзной конференции "Однородные вычислительные среды и систолические структуры" (Львов, СССР, 1990); межреспубликанской научно-практической конференции "Актуальные проблемы информатики: математическое, программное и информационное обеспечение" (Минск, СССР, 1990).
В 1992-1996 годах: на международных, межгосударственных и республиканских конференциях и семинарах, посвященных применению математических методов и информационных технологий в сфере образования и организационного управления, в частности на I белорусской конференции "Новые информационные технологии обучения" (Минск, Беларусь, 1992); II европейском конгрессе "New Venture in Process of Grand Europe Economic Development" (Минск, Беларусь, 1993); международной конференции по информационным технологиям и системам (Львов, Украина, 1993); I международной конференции "ACS: Applications of Computer Systems" (Щецин, Польша, 1994); международных конференциях INET94/JENC5, INET'95/JENC6 (Прага, Чехия, 1994; Тель-Авив, Израиль, 1995); научно-методической конференции "Новые информационные технологии в учебном процессе" (Минск, Беларусь, 1994); международной научно-практической конференции "УКРСОФТ-94" (Львов, Украина, 1994); всеукраинской научной конференции "Разробка та застосування математичних мето див в науково-техничних дослідженнях" (Львов, Украина, 1995); международном семинаре "Creation of R&D Computer Network in Belarus" (Минск, Беларусь, 1995); II белорусском конгрессе по телекоммуникациям, информационным и банковским технологиям (Минск, Беларусь, 1995); республиканской научно-методической конференции "Компьютерные технологии в обучении" (Минск, Беларусь, 1995); международном семинаре "Высшее образование в Беларуси" (Минск, Беларусь, 1996); II международном конгрессе ЮНЕСКО "Образование и информатика" (Москва, Россия, 1996); V межгосударственной научной конференции "Актуальные проблемы информатики: математическое, программное и информационное обеспечение" (Минск, Беларусь, 1996); научной конференции "Комп'ютерні технології друкарства: алгоритми, сигнали, системи" (Львов, Украина, 1996); школе-семинаре "Прикладные проблемы математики и информатики" (Ровно, Украина 1996); I, II, III и IV Украинских конференциях автоматического управления "АВТОМАТИКА" (Киев, 1994, Львов, 1995, Севастополь, 1996, Черкассы, 1997, Украина).
В 1997-1999 годах: на конференциях, семинарах и выставках по проблемам создания глобальных информационно-телекоммуникационных систем и включения Республики Беларусь и других стран СНГ в мировые информационные системы образования, науки, транспорта, торговли, в частности на международном семинаре "Оптимизация управления в высшем учебном заведении" (Минск, Беларусь, 1997); международной конференции "PRIP'97: Pattern Recognition and Information Processing" (Минск-Щецин, Беларусь-Польша, 1997); IV и VI белорусских конгрессах по телекоммуникациям, информационным и банковским технологиям (Минск, Беларусь, 1997,1999); IV всеукраинской международной конференции "Signal/Image Processing and Pattern Recognition" (Киев, Украина, 1998); международной конференции "Information Technologies for Education, Science and Business" (Минск, Беларусь, 1999), на научных семинарах университетов городов: Минска (Беларусь), Москвы (СССР, Россия), Львова (Украина), Новосибирска (СССР, Россия), Марселя (Франция), Векше (Швеция), Амьена (Франция), Щецина (Польша), Софии (Болгария), Миннеаполиса (США), Кракова (Польша).
Опубликованность результатов. По теме диссертации опубликовано 46 научных работ, в том числе 3 монографии, 23 статьи, 20 докладов на конференциях и симпозиумах.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, общей характеристики работы, шести глав, заключения, списка использованных источников, приложения. Диссертация изложена на 278 страницах машинописного текста и содержит 59 рисунков, расположенных на 20 страницах, 47 таблиц, занимающих 16 страниц, список литературы из 191 наименования, размещенный на 14 страницах, приложение.
Проектирование средств автоматизации управления на современном этапе
Более чем десятилетний опыт исследования, проектирования и оптимизации автоматизированных управленческих систем и систем документооборота, проводимых под руководством или при участии автора в различных организациях Республики Беларусь, позволяет получить достаточно полное представление о современном состоянии данного направления в республике, определить имеющие место тенденции и перспективы развития, очертить круг нерешенных проблем. Результаты этих проектов отражены в ряде научно-технических отчетов и работ автора [108 — 113, 65, 75, 84]. В данном разделе приводятся основные выводы, полученные на основе обобщения этих результатов и имеющие прямое отношение к теме диссертации.
Текущий этап автоматизации и оптимизации управленческой деятельности в организациях и учреждениях Республики Беларусь характеризуется, прежде всего, приоритетным развитием систем автоматизированного документооборота и проведением комплекса мероприятий, преследующих следующие основные цели. В организационно-методическом плане:
- улучшить управляемость за счет упорядочивания управляющих воздействий, контроля их исполнения, информационных потоков в организации;
- обеспечить прозрачность и контролируемость технологических процессов обработки информации;
- формализовать управленческие процессы, четко определить функции и роли их участников;
- повысить эффективность и качество управления за счет информационной поддержки принятия решений должностными лицами; снизить ущерб от ошибочных действий руководителей и сотрудников;
- повысить производительность труда и качество работы сотрудников за счет предоставления им эффективно организованного информационного обслуживания.
Важную роль в достижении этой группы целей играет построение функциональных и информационных моделей документооборота "Как есть" и "Как должно быть". Широкое применение здесь получила методология IDEF, на основе которой можно формировать эти модели с относительно невысокими затратами, но с высокой достоверностью и в удобном для понимания и анализа виде.
В техническом плане:
- в максимально возможной степени реализовать электронные формы документооборота;
- интегрировать компоненты информационной системы, уже эксплуатируемые в учреждении, в единую информационную среду (корпоративную систему), ориентированную на потребности различных должностных лиц;
- использовать типовые технические и программные решения, обеспечить высокую степень их системной интеграции и межсистемного взаимодействия.
Информационно-технологическая модель управления
Основные отличительные особенности предлагаемой информационно-технологической модели управления перечислены в табл. 2.1.
В данном подразделе кратко остановимся на вопросе о распределении ресурсов. Другие элементы и особенности модели рассматриваются в последующих разделах.
Программно-технические компоненты управленческой информационно-технологической системы строятся в соответствии с архитектурой "клиент -сервер". При этом в центре (информационно-технологической службе) сосредоточены:
- серверы баз данных, корпоративной сети, сетей Internet и intranet, специализированных систем и т.п.;
- серверная часть программного обеспечения;
- центральные базы данных и базы знаний.
На рабочих местах устанавливаются рабочие станции с необходимым программным обеспечением, соединенные в локальные сети и общую корпоративную сеть, ведутся локальные базы данных.
Такая модель управления ресурсами хорошо изучена и зарекомендовала себя на практике [32, 65, 93, 101, 102], поэтому далее в работе мы не будем подробно останавливаться на этом вопросе, сосредоточив основное внимание на технологических и организационных аспектах.
Реализацией информационно-технологической модели управления является управленческая информационно-технологическая система, которая является неотъемлемой составной частью в структуре органа управления и включает следующие основные компоненты:
- техническое обеспечение: ПЭВМ, локальные и глобальные сети, телекоммуникации, организационная техника и т.п.;
- программное обеспечение: средства обработки документов, системы управления базами данных и знаний, информационно-поисковые системы, специализированные программные системы;
- организационное обеспечение: организационная структура, состав служб и порядок взаимодействия, контроль исполнения и т.д.;
- интеллектуальное и технологическое обеспечение: комплекс научно обоснованных методов, моделей, методик и алгоритмов поддержки управленческой функции на основе методов и систем искусственного интеллекта, а также информационные ресурсы и система управления ими.
Ядром информационно-технологической системы является триада управление информацией — управление потоками информации — принятие управленческих решений (рис. 2.1). В более узком формальном смысле под управлением информацией обычно понимается управление документами, а под управлением потоками информации - управление потоками документов, или документооборот.
Формализация процедуры принятия решений
Формализация процедур принятия решений является начальным этапом проектирования информационно-технологических систем организационного управления. В данном разделе излагаются понятия и определения, связанные с исследованием процедур принятия решений и разработкой стратегий принятия решений.
Под процедурой (или операцией) принятия решения будем понимать совокупность согласованных действий, выполняемых в целях выработки и принятия управленческих решений.
Оперирующей стороной будем считать коллектив (который включает руководство и исполнительные звенья), осуществляющий целенаправленную деятельность по подготовке и принятию решений.
Действующими факторами Ф= { ф\, ф2, ... , фп} процедуры принятия решения назовем объективные условия и обстоятельства, непосредственно влияющие на ее исход, т.е. на принимаемое решение. К основным группам действующих факторов мы относим состояние объекта управления, воздействия со стороны вышестоящего органа управления, факторы внешней среды (политические, экономические, социальные и др.). Далее мы полагаем, что решение принимается и обосновывается на основе анализа значений действующих факторов, а действия, направленные на определение этих значений, составляют основную часть процедуры принятия решений.
Положим, действующий фактор ф] характеризуется множеством А} возможных значений, численных либо логических.
Пример 3.1. Допустим, при принятии управленческого решения принимаются во внимание следующие факторы:
а) (надежность арендуемых каналов передачи данных). Значения этого фактора: "ненадежный", "надежный", "высоконадежный";
б) (квалификация персонала) и его значения: "низкая", "высокая".
Определение значения действующего фактора связано с некоторыми действиями (анализ данных, информационный запрос и т.д.) и требует затрат ресурсов (материальных, трудовых, времени и др.).
Тестом назовем совокупность действий, выполняемых с целью определить значение действующего фактора. Термин "тест" мы используем для краткого именования совокупности технологических операций, результатом которых является некоторое промежуточное управленческое решение, и это решение формально представляется как значение действующего фактора.
Пример 3.1 (продолжение). Чтобы определить степень надежности каналов передачи данных, потребуется провести диагностику этих каналов, проанализировать результат и принять решение от том, какое значение следует приписать действующему фактору ф\. Квалификация персонала может быть определена на основе тестирования и (или) оценок руководства. Промежуточное решение (в контексте более крупной процедуры принятия решений) состоит в присвоении одного из значений действующему фактору ф2.
Анализ исходных данных на основе информационных оценок
Задача данного раздела состоит в том, чтобы на примере заданной таблицы решений показать методику анализа исходных данных задачи выработки стратегии принятия решений. Формальным аппаратом анализа являются информационные оценки решающей функции и ее переменных.
Цели анализа состоят в том, чтобы определить степень информационной связи решающей функции и ее переменных, а также степень обусловленности значений решающей функции (т.е. формальных решений) значениями переменных (действующих факторов процедуры принятия решений). На основе полученных оценок осуществляется выработка стратегии принятия решений, а также обоснование принятых решений.
Оригинальность и новизна предлагаемого подхода состоит в том, что мы исследуем решающую функцию и ее переменные, главным образом, на основе дифференциальных информационных оценок.
Как показано далее, по сравнению с использованием средних оценок (таких как энтропия), предлагаемая методика позволяет более детально исследовать информационные связи в исходных данных задачи и получить формально и логически обоснованные выводы для оперирующей стороны.
Пример 4.1. Проведем на основе информационных оценок анализ исходных данных, заданных таблицей решений, приведенной в табл. 4.1. Для этой цели мы используем две формы информационных оценок - средние и дифференциальные.
Рассмотрим сначала средние информационные оценки, а именно:
1) энтропию Н (/) решающей функции;
2) энтропию H{VJ) переменной решающей функции;
3) взаимную информацию /(/; у,) между функцией и переменной;
4) коэффициент В (f\ Vj) полезности переменной;
5)коэффициент B(Vj\f), отражающий устойчивость информационной связи между переменной и функцией.
Результаты вычисления указанных информационных оценок приведены в табл. 4.2. Полученные оценки позволяют сделать следующие формальные заключения.
1. Для нахождения формального решения требуется извлечь в среднем 1.84 бита информации (значение энтропии Н (/) решающей функции).
2. Определение значения переменной у,- (т.е. выполнение теста у,-) несет информацию, равную H(yj).
3. Взаимная информация I(f;vj) есть среднее количество информации, которое несет переменная v7 о решающей функции.
4. Коэффициенты В (/ Vj) и В (у,-1/) соответственно показывают, какую часть неопределенности решения позволяет устранить выполнение теста у,- и какая часть извлекаемой при выполнении теста информации служит цели.
Эти оценки позволяют ранжировать действующие факторы и соответствующие им тесты по степени значимости и сделать выводы о целесообразности включения тестов в стратегию принятия решений. Как видно из табл. 4.2, наиболее информативными являются тесты vbv2,V3. Между тем полученные оценки не дают полного представления об исходных данных задачи выработки стратегии. Кроме того, сформулированные на их основе заключения носят общий, "усредненный" характер. Для оперирующей стороны необходимы логические выводы, которые могут использоваться при подготовке и обосновании каждого конкретного решения. С этой целью необходимо ответить на вопросы: какими факторами обусловлено принятое решение, каков вклад каждого действующего фактора, какое минимальное количество тестов необходимо выполнить для подготовки решения?
Формальное описание технологической линии
Важнейшим элементом управленческой информационно технологической системы является исполнительное звено {исполнитель).
Далее мы будем рассматривать исполнительные звенья на двух соседних иерархических уровнях:
а) оператор;
б) участок технологической линии, или технологический участок.
С функциональной точки зрения различие между оператором и технологическим участком достаточно условно: в обоих случаях исполнительное звено выполняет определенную операцию по обработке информации, а относительная сложность этой операции зависит от иерархического уровня рассмотрения и связанной с этим степени детализации. Поэтому с формальных позиций любое исполнительное звено уместно рассматривать как оператор. Примерами операторов являются подразделения организаций, сотрудники, аппаратно-программные средства.
С организационной точки зрения целесообразно классифицировать исполнительные звенья и группы исполнителей по таким признакам, как территориальная близость, управление, охват контролем. С этих позиций технологический участок мы будем рассматривать как совокупность близко расположенных операторов, связанных общностью функций, единым управлением и контролем исполнения.
На начальных этапах проектирования информационно-технологической системы все исполнительные звенья целесообразно рассматривать как операторы, акцентируя внимание только на выполняемых ими операциях. Далее при переходе на более низкие иерархические уровни операции детализируются, уточняется их состав и объем работ, после чего многие операторы уже будут рассматриваться не только формально, но также технологически - как участки технологической линии и организационно -как подразделения организации.
Для построения программ и технологических линий обработки информации (документов) будем использовать три типа операторов:
1. обрабатывающий оператор;
2. условный оператор;
3. служебные операторы размножения и слияния документов. Условные обозначения этих операторов приведены в табл.5.3. Рассмотрим назначение каждого типа операторов. Обрабатывающие операторы выполняют обработку входной информации (документов) и при необходимости вырабатывают выходные документы.
Эти операторы могут быть специализированными, т.е. обрабатывать определенный тип компонента документа либо универсальными, т.е. выполнять различные операции над различными компонентами документа.
Назначение условного оператора состоит в направлении дальнейшей обработки информации по тому или иному пути в зависимости от некоторого условия. Будем считать, что анализ этого условия и выбор альтернативы выполняются внутри оператора по результатам ранее выполненной обработки информации и представляют собой промежуточное управленческое решение. В рамках излагаемого метода проектирования управленческих информационно-технологических систем мы полагаем, что условные операторы представляют все либо наиболее значимые промежуточные решения (значения переменных решающей функции).
Служебные операторы размножения и слияния документов вводятся для обеспечения возможности параллельной обработки документов. Действительно, для того, чтобы два оператора могли одновременно осуществлять обработку одного документа, им необходимо предоставить две копии данного документа, а после обработки результат объединить в единый документ, если это необходимо.
