Введение к работе
Актуальность темы диссертационного исследования. В современном мире уделяется большое внимание проблемам разработки и применения методов системного анализа сложных прикладных объектов исследования, обработки информации, целенаправленного воздействия человека на объекты исследования, включая вопросы анализа, моделирования, оптимизации, совершенствования управления и принятия решений, с целью повышения эффективности их функционирования.
На сегодняшний день существует множество методов системного анализа сложных прикладных объектов исследования, которые призваны решать задачи совершенствования систем автоматизации бизнес-процессов предприятия. Проблему совершенствования систем управления ресурсами предприятий исследовали Ф. Тейлор, Г. Гантт, Г. Форд, О. Таичи, Э. Голдратт, Н. Гейтнер, Э. Келлер, Дж. Кинсайд, Ю. Корам, Дж. Ликер, Дж. Орлицки, Дж. Регх, М. Папазоглу, Дж. Валднер, О. Уайт, Р. Аккоф, Ф. Брукс, П. Друккер, У. Ройс, Г. Саймон, П. Страссман, К. Эрроу. В трудах этих ученых представлены различные взгляды на системы управления предприятиями. Вклад в решение этой проблемы внесли и отечественные ученые А.В. Андрейчиков, А.В. Антонов, М.С. Каменова, В.М. Когаловский, С.Н. Колесников, Г.И. Корнилов, А.В. Шеер.
При разработке таких методов применяются современные методы системного анализа – внутренние бизнес-процессы предприятия рассматриваются с точки зрения процессно-ориентированного подхода, проблемно-ориентированного и сценарного подходов. Применение методов системного анализа позволяет повысить эффективность функционирования существующих систем управления, оптимизировать системы принятия решений, усовершенствовать системы обработки информации.
Зачастую данные подходы требуют также реинжиниринга бизнес-процессов, что накладывает некоторые условия на разработку специальных информационных систем, усложняет разработку спецификаций, применяемых для декомпозиции систем. Одним из методов решения данной задачи, который применяется в промышленных масштабах, является объектно-ориентированный метод, или метод Буча. Данный подход является одним из самых оптимальных методов работы с большими и гигантскими информационными системами.
Поэтому в предлагаемой работе акцент сделан на исследование системных связей и закономерностей функционирования системы управления внутренними бизнес-процессами предприятия с учетом отраслевых особенностей. Исследование ориентировано на повышение эффективности системы, позволяющей руководству проводить целенаправленное воздействие над внутренними бизнес-процессами. Повышение эффективности предлагается достичь путем совершенствования системы управления внутренними бизнес-процессами с применением современных средств обработки информации (унифицированного языка моделирования, экспертных методов анализа иерархий, современной информационной системы класса ERP). Автором также предложено использование нового метода получения интегральной характеристики для оценки эффективности функционирования системы управления внутренними бизнес-процессами с целью ее улучшения. Учитывая особенности объекта исследования, проектирование специальной информационной системы было осуществлено путем объединения концепций ERP (системы управления корпоративными ресурсами), MRP (системы управления материальными ресурсами предприятия) и ECM (системы управления документооборотом), что позволяет устранить недостатки использования этих концепций раздельно. Также при анализе объекта исследования были совместно применены технологии проектирования бизнес-процессов и объектно-ориентированные технологии проектирования систем.
Область исследования. Диссертационная работа выполнена в соответствии с пунктами 5 – «Разработка специального математического и алгоритмического обеспечения систем анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации», 9 – «Разработка проблемно-ориентированных систем управления, принятия решений и оптимизации технических объектов», 10 – «Методы и алгоритмы интеллектуальной поддержки при принятии управленческих решений в технических системах», 12 – «Визуализация, трансформация и анализ информации на основе компьютерных методов обработки информации» паспорта специальности 05.13.01 – «Системный анализ, управление и обработка информации (в науке и технике)».
Объектом исследования в настоящей работе является система управления внутренними бизнес-процессами предприятия.
Предметом исследования является информационно-аналитическое обеспечение интеллектуальной поддержки системы управления внутренними бизнес-процессами предприятия с учетом особенностей их протекания.
Цель работы состоит в проведении комплексных системных исследований для получения научно-обоснованных решений, направленных на разработку эффективных методик и алгоритмов управления информационными потоками внутренних бизнес-процессов на основе UML (от англ. Unified Modeling Language – унифицированный язык моделирования) модели внутренних бизнес-процессов, алгоритма оценки информации интегрального показателя деятельности технических предприятий, программно-инструментальных средств обработки информации внутренних бизнес-процессов, практическое применение которых повысит качественные характеристики информационно-аналитической системы управления внутренними бизнес-процессами предприятия.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
выполнить системный анализ бизнес-процессов (БП) управления предприятием на разных уровнях иерархии, исключая хозяйственную деятельность, бухгалтерию и финансы с целью формализации механизмов взаимодействия внутренних БП (ВБП);
выполнить анализ существующих систем управления ресурсами предприятий для определения лучших путей повышения эффективности от рассматриваемых методов для системы управления ВБП предприятия;
разработать метод управления информационными потоками ВБП, основанного на UML (от англ. Unified Modeling Language – унифицированный язык моделирования) модели бизнес процессов и модели синтеза систем и методов управления ресурсами предприятий, обеспечивающего интеграцию информации ВБП, для повышения эффективности их протекания;
разработать и провести исследование гибкого алгоритма построения интегрального показателя эффективности функционирования предприятия для принятия обоснованных управленческих решений при управлении информационными потоками ВБП предприятий;
разработать и провести исследование методики и технологии обработки информации внутренних бизнес-процессов с помощью проблемно-ориентированной информационно-аналитической системы для эффективного управления информационными потоками внутренних бизнес-процессов предприятий;
разработать и исследовать технологию визуальной обработки и системного анализа информации интегрального показателя предприятия на основе программно-инструментальных средств, с целью повышения эффективности системы управления информационными потоками внутренних бизнес-процессов предприятий;
провести исследования для проверки эффективности программно-инструментальных средств расчета интегрального показателя предприятий и достоверности полученных результатов на общедоступных данных.
Методы исследования. В диссертационной работе применялись теоретические и экспериментальные методы исследования.
Теоретические исследования основаны на использовании теории системного анализа и управления, теории объектно-ориентированного анализа и проектирования информационных систем, теории экспертного принятия решений.
В экспериментальных исследованиях разработанных моделей, методик и алгоритмов применялись методы системного анализа, анализа иерархий, методы экспертного принятия решений, основы системного программирования и имитационного моделирования. Была осуществлена программная реализация алгоритмов на языке Object Pascal с последующей проверкой разработанных теоретических положений и оценкой полученных результатов, включающей сравнение с существующими методами.
При создании программной модели применялись численные методы, методы объектно-ориентированного программирования, прототипирование информационных систем.
Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждается сопоставительным анализом разработанных и существующих методик и алгоритмов, а также итогами проведения вычислительного эксперимента и компьютерного моделирования.
Теоретические положения, установленные в работе, обосновываются последовательным и корректным применением математического аппарата при получении выводов из исходных посылок, а также аналитической проверкой этих посылок и выводов результатами систематического исследования.
Достоверность результатов экспериментального исследования обеспечена их согласованностью с результатами теоретического исследования и воспроизводимостью на значительных объемах экспериментального материала, а также выбором обоснованных критериев при построении алгоритмов обработки информации, обоснованностью построения алгоритмов обработки информации внутренних бизнес-процессов, наглядностью интерпретации полученных практических результатов.
На защиту выносятся результаты разработки и исследования новых методик и алгоритмических решений управления информационными потоками внутренних бизнес-процессов, а также результаты их моделирования, в том числе:
UML модель формализации БП предприятия, описывающая основные определения и свойства в кратких терминах и обозначениях; модель системного синтеза методов управления ресурсами предприятия на основе универсального интегратора (сервера) бизнес-процессов (СБП);
метод создания единого информационного пространства предприятия на основе разработки информационной системы с сервером бизнес-процессов для интеграции информации подсистем предприятия посредством открытых форматов хранения данных ODT, XML, HTML, PDF, RTF, передачи TCP/IP и баз данных (MySQL, Interbase, PostgreSQL);
математическая модель оценки эффективности функционирования предприятия на основе гибкого алгоритма построения интегрального показателя предприятия; методика и технология повышения эффективности внутренних бизнес-процессов предприятия через применение многоплатформенной информационной системы для эффективного управления информационными потоками ВБП предприятий; технология визуальной обработки и анализа информации интегрального показателя предприятия основанная на синтезе древовидной информационной структуры показателей деятельности оцениваемой системы с матричной формой отражения экспертной информации и визуальным интерфейсом сетевой модели данных типа гипертекст, в программно-инструментальном средстве;
результаты экспериментальных исследований и проверки разработанных методик и алгоритмов повышения эффективности ВБП, их оценка на примере тестовых систем по интегральному показателю.
Научная новизна результатов диссертационного исследования, полученных лично автором, заключается в следующем:
проведен системный анализ возможности синтеза процессного и системного подхода при описании БП и, на его основании, построена наглядная модель взаимодействия в рамках ВБП предприятия на языке UML; проведен системный анализ возможности синтеза современных методов управления предприятиями для обеспечения повышения эффективности функционирования системы управления ВБП за счет увеличения скорости обмена информацией, уменьшения энтропии и снижения роли человеческого фактора при обработке информации ВБП;
получена модель синтеза компьютеризованных методов управления ресурсами предприятия на основе СБП, обеспечивающая повышение эффективности функционирования системы управления ВБП; впервые была предложен метод создания единой информационной среды предприятия на основе сервера бизнес-процессов, открытых форматов данных, модели взаимодействия на унифицированном языке моделирования и модели синтеза систем управления ресурсами предприятий; разработана новая схема компьютеризованного производства для информационно-аналитической системы управления информационными потоками ВБП предприятий;
разработан новый гибкий алгоритм расчета интегрального показателя, на основе модернизированного генетическим алгоритмом и методами нечеткой логики метода анализа иерархий и его математическая модель; разработана и исследована новая методика и технология управления информацией внутренних бизнес-процессов, посредством информационной системы. В рамках информационной системы произведен синтез методологий CRM, ECM, ERP на основе UML модели формализации бизнес-процессов и объектно-ориентированной технологии проектирования информационных систем;
создана программная система для проведения экспериментальных исследований методик и алгоритмических решений повышения эффективности ВБП предприятия; она позволила выполнить оценку интегрального показателя широкой группы сложных технических систем с помощью предложенных методик и алгоритмов, в сравнении с аналогичной независимой оценкой тестовых систем; произведено объединение в одном программно-инструментальном средстве древовидной информационной структуры показателей деятельности оцениваемой системы с матричной формой отражения экспертной информации; впервые для информационной системы управления информационными потоками бизнес-процессов, основанной на реляционной модели данных предложен визуальный интерфейс сетевой модели данных типа гипертекст.
Практическая полезность работы заключается в том, что разработана информационно-аналитическая система интеллектуальной поддержки принятия решений руководством при оценке эффективности бизнес-процессов управления предприятием. Разработанная система позволяет руководству управлять внутренними бизнес-процессами, что обеспечивает системный подход к решению задач, возникающих на различных этапах функционирования предприятия. К указанным задачам в первую очередь относятся следующие: улучшение системы управления внутренними бизнес-процессами, своевременная оценка эффективности деятельности организации, прогнозирование качества подготовки продукции, организация проведения этапов основного процесса, контроль качества работы сотрудников. Все это обеспечивает рациональное использование ресурсов предприятия (информационных, интеллектуальных, организационных, материально-технических и человеческих ресурсов) и формирует общее направление стратегического развития в целом.
Реализация и использование результатов работы. Полученные результаты использованы и апробированы для опытно-производственной эксплуатации системы обработки информации внутренних бизнес-процессов, их представления и анализа информации интегрального показателя для повышения эффективности информационно-аналитической системы УСБРО ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова».
Полученные результаты использованы в учебном процессе ФГБОУ ВПО
«ИжГТУ имени М.Т. Калашникова» при изучении дисциплин «Основы теории систем», «Объектно-ориентированный анализ и проектирование», «Информационные системы в экономике».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались на Российских и Международных научно-технических конференциях и симпозиумах: Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы социально-экономического развития современной России», Ижевск, 2008; Вторая международная научная Интернет-конференция «Проблемы совершенствования механизма управления экономическими системами в современном мире», Казань, 2009; XIII Международная научно-практическая конференция «Системный анализ в проектировании и управлении», Санкт-Петербург, 2009; IX Международная научно-пракическая конференция «Новые информационные технологии в образовании», Москва, 2009; International Workshop «Innovation Information Technologies – Theory and Practice», Дрезден, 2010; Всероссийская научно-практическая конференция «Информационно-коммуникационные технологии в обучении», Ижевск, 2010; Всероссийская заочная научно-практическая конференция «Математические методы и интеллектуальные системы в экономике и образовании», Ижевск, 2010; Международная on-line видеоконференция «Современные проблемы экономики, бизнеса и менеджмента: теория и практика», Ижевск, 2011; V Международной научно-практической конференции «Научное творчество XXI века», Красноярск, 2012; Материалы VII Международной научно-практической конференции «Современные проблемы развития экономики и управления в регионе», Пермь, 2012.
Публикации. Основные научные результаты по теме диссертации опубликованы в 21 научной работе в региональных журналах, сборниках научных трудов и материалов конференций. Автор имеет 5 научных трудов в изданиях, выпускаемых в РФ и рекомендуемых ВАКом для публикации основных результатов диссертаций. Получено авторское свидетельство о регистрации программы для ЭВМ. Материалы диссертации вошли в отчеты, выполненные в рамках программ опережающей профессиональной подготовки ОАО «РОСНАНО»: «Разработка и апробация программы опережающей профессиональной переподготовки, ориентированной на инвестиционные проекты по созданию массового производства сверхпрочных пружин с использованием технологий контролируемого однородного формирования наносубструктур в материале».
Структура диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников (150 источников). Диссертация изложена на 199 страницах, содержит 20 таблиц, 82 рисункa. В приложении приведен акт об использовании результатов работы.
