Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические и практические аспекты управления знаниями 10
1.1 Основные понятия, назначение и экономические предпосылки управления знаниями 10
1.2 Особенности сферы услуг как основы предметной области управления знаниями 27
1.3 Характеристика существующих методов и средств управления знаниями 37
Выводы по главе 48
Глава 2 Разработка методов и средств управления знаниями в сфере услуг на основе онтологии 50
2.1 Разработка модели эволюции знаний 50
2.2 Онтологический подход к проектированию средств управления знаниями 60
2.3 Построение типовой структуры онтологии предметной области 69
2.4 Определение состава базы знаний в зависимости от специфики предметной области 85
Выводы по главе 92
Глава 3 Прикладные вопросы создания и развития систем управления знаниями в сфере услуг 94
3.1 Функциональные возможности системы управления знаниями 94
3.2 Создание информационной модели программного комплекса 102
3.3 Реализация программного комплекса по управлению знаниями и Экономическая эффективность его применения 123
Выводы по главе 142
Заключение 144
Список литературы
- Особенности сферы услуг как основы предметной области управления знаниями
- Характеристика существующих методов и средств управления знаниями
- Онтологический подход к проектированию средств управления знаниями
- Создание информационной модели программного комплекса
Введение к работе
Актуальность темы исследования.
На фоне насыщения рынков товарами и ужесточения конкуренции за потребителей происходит активное развитие сферы услуг. В мировой экономике доля услуг составляет примерно 70% валового продукта, в Российской Федерации доля услуг в валовом внутреннем продукте на протяжении нескольких лет стабильно находится в интервале от 50% до 60%.
Сфера услуг, по сравнению с другими секторами экономики, обладает значительным потенциалом развития (как в количественном, так и в качественном выражении) за счет развития аутсорсинга и специализации. При этом конкурентные преимущества компаний, оказывающих услуги, обеспечиваются в первую очередь интеллектуальными активами — знаниями, в т.ч. технологиями и «ноу-хау». В связи с этим, качество управления знаниями играет ключевую роль для фирм, работающих в сфере услуг.
Структура процесса оказания услуги в значительной мере определяется конкретным потребителем, его индивидуальными требованиями и особенностями, поэтому существует неопределенность в отношении результата услуги и его качественных параметров. Снижение неопределенности, с которой сталкиваются участники процесса оказания услуги, и повышение качества услуг возможно за счет накопления и использования знаний.
Полезность знаний при оказании услуг и принятии управленческих решений выше в том случае, когда знания систематизированы и формализованы. Накопление и использование структурированных знаний фирмы позволяет сделать отдельные операции в бизнес-процессах оказания услуг более эффективными и избежать дублирования работ, связанных со сбором и обработкой информации, что приводит к снижению затрат и высвобождению резервов фирмы для развития.
Отсутствие комплексных методик по управлению знаниями в сфере услуг делает актуальным проведение научного исследования, направленного на развитие и адаптацию методов, средств и систем управления знаниями с целью
стр. 3 из 154
повышения качества услуг и экономической эффективности их оказания фирмами.
Степень научной проработанности темы.
В существующих исследованиях по управлению знаниями в основном раскрыты методологические и организационные аспекты построения систем управления знаниями, а также вопросы разработки инструментальных средств и технологий, применения баз знаний, в т.ч. в системах поддержки принятия решений, экспертных системах. Среди основных работ зарубежных авторов необходимо выделить исследования К. Вига, Л. Прусака, Т. Давенпорта, У. Дисперса, Д. Чавела, И. Нонака, X. Такеучи. Из отечественных публикаций следует отметить исследования Мильнера Б.З., Ямпольского В.З., Тузовского А.Ф., Тельнова Ю.Ф., Осипова Г.С., Попова Э.В., Гавриловой Т.А., Рыбиной Г.А., Дика В.В., Хорошевского В.Ф. и др.
Однако анализ широкого спектра источников показал, что, несмотря на наличие практического опыта по созданию баз знаний - в частности, в консалтинговой, инжиниринговой и проектной деятельности отсутствуют научные работы, в которых была бы глубоко исследована методика построения систем управления знаниями для сферы услуг. Таким образом, выявилась необходимость в адаптации существующих подходов и разработке новых методов и средств управления знаниями в сфере услуг с целью создания конкурентных преимуществ на базе использования опыта и знаний фирмы.
Отмеченные обстоятельства потребовали проведения данного исследования, определили его логику, научную новизну и практическую значимость, а также структуру диссертационной работы.
Цель и задачи исследования.
Целью диссертационной работы является разработка методов и средств управления знаниями с использованием баз знаний для сокращения затрат на подготовку и принятие управленческих решений.
стр. 4 из 154
Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:
проведение онтологического анализа бизнес-процессов сферы услуг с целью формализации предметной области управления знаниями;
разработка и исследование модели эволюции знаний, позволяющей выявить «узкие места» в процессе их накопления и использования;
создание типовой структуры концептуального представления предметной области как основы для структурирования корпоративных знаний;
совершенствование и разработка методов хранения и поиска в базах знаний на основе онтологии;
разработка и применение программного комплекса для решения задач поддержки процессов управления знаниями.
Объект исследования.
Объектом исследования являются процессы управления знаниями в фирмах, работающих в сфере услуг.
Предмет исследования.
Предметом исследования являются методы и средства создания систем управления знаниями в сфере услуг с использованием баз знаний.
Теоретические и методологические основы исследования составили положения современной экономической теории и системного анализа, теории множеств, онтологические структуры и таксономии, статистические модели, методы экспертных оценок и др.
Информационную базу исследования образуют законодательные акты Российской Федерации и других государств, нормативно-методические документы (в т.ч. государственные и отраслевые стандарты), данные с предприятий ООО «Консалтинговая группа Менеджмент, Бизнес, Инвестиции (МБИ)» и ООО «Трансрусь».
стр. 5 из 154
В качестве программно-инструментальных средств исследования использовались следующие основные средства: MS SQL Server 2005, MS Visual Studio 2005, Protege 3.3.1 и др.
Научная новизна исследования.
Научную новизну исследования составляют следующие положения и результаты работы, полученные лично автором:
модель эволюции знаний, позволяющая определять механизмы в системе управления знаниями по сокращению затрат, связанных с использованием неактуальных знаний;
типовая структура онтологии для описания различных предметных областей в сфере услуг;
метод выбора компонент баз знаний на основе типовой структуры онтологии с учетом характера и типа оказываемых услуг;
алгоритм построения реляционной модели программного комплекса на основе онтологии;
алгоритм поиска в базе знаний и репозитории знаний с использованием онтологии;
архитектура программного комплекса для решения задач поддержки процессов управления знаниями;
методика расчета эффекта от сокращения затрат фирмы на подготовку и принятие управленческих решений.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Теоретическая значимость диссертационной работы заключается в том, что ее основные положения представляют собой определенный вклад в развитие основ методологии и инструментария разработки информационных систем субъектов экономической деятельности, а именно методов концептуального представления предметной области и создания средств управления знаниями. Разработанные положения и выводы исследования могут
стр. 6 из 154
способствовать развитию методологии создания баз знаний как применительно к сфере услуг, так и в других сферах.
Практическая значимость заключается в разработанном программном комплексе, обеспечивающем поддержку процессов подготовки и принятия управленческих решений, а также процессов управления знаниями. Разработанные решения в отношении функциональных возможностей программного комплекса, его архитектуры, методы построения реляционной модели и выбора компонент базы знаний на основе типовой онтологии являются готовыми шаблонами, которые могут быть использованы фирмами, работающими в сфере услуг.
Предложенные в работе рекомендации позволяют за счет накопления и использования структурированных знаний сделать отдельные операции в бизнес-процессах оказания услуг более эффективными и избежать дублирования работ, связанных со сбором и обработкой информации, что приводит к снижению затрат и высвобождению резервов фирмы для развития.
Апробация и внедрение результатов работы.
Разработанные подходы и методы формализованного описания, хранения и использования знаний были протестированы и частично внедрены в процессе создания программных комплексов в компаниях ООО «Трансрусь» и 000 «Консалтинговая группа Менеджмент, Бизнес, Инвестиции (МБИ)».
Результаты подтвердили возможность улучшения качества управленческих решений, а также сокращения затрат на их подготовку и принятие, и выполнение основных бизнес-процессов фирмы за счет использования предложенных методов и рекомендаций.
Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Научные исследования в области экономики, информационных технологий и юриспруденции с использованием технологий E-Learning», а также применялись в учебном процессе МЭСИ.
стр. 7 из 154
Публикации. Результаты диссертации опубликованы в 5 печатных работах общим объемом 2,0 п.л., в т.ч. 3 из них в изданиях рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, перечня использованной литературы из 105 наименований, приложения. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 5 таблиц и 34 рисунка.
Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены объект и предмет изучения, изложены научная новизна и практическая ценность результатов работы.
В первой главе рассмотрены теоретические и практические аспекты управления знаниями, в частности определение и виды знания, определения и задачи управления знаниями, систем управления знаниями, в частности баз знаний. Исследованы экономические предпосылки применения систем управления знаниями, определены особенности услуг как основы предметной области управления знаниями, а также предлагается характеристика существующих методов и средств управления ими.
Во второй главе предлагается модель эволюции знания в предметной области. Сформулированы требования к базам знаний в сфере услуг. Рассмотрены вопросы разработки методов и средств управления знаниями в сфере услуг с использованием онтологического подхода к построению баз знаний. Разработана типовая структура онтологии предметной области баз знаний в сфере услуг, а также определены подходы к их построению, дифференцировано в зависимости от характера и видов услуг.
В третьей главе рассмотрены прикладные вопросы создания и развития систем управления знаниями в сфере услуг. Для этого описаны сформулированы требования к функциональным возможностям системы для сферы услуг, на базе которых разработана архитектура программного комплекса и его реляционная модель. Разработаны предложения по переходу от онтологии к реляционной модели базы знаний, а также сформулированы
стр. 8 из 154
предложения по созданию модели данных с использованием открытых электронных форматов хранения знаний. Далее рассмотрена реализация прототипа системы управления знаниями для отдельной фирмы, оказывающей транспортные услуги, а также рассчитан экономический эффект от его применения.
В заключении сформулированы основные выводы и предложения по результатам исследования.
стр. 9 из 154
Особенности сферы услуг как основы предметной области управления знаниями
Анализ сферы услуг как предметной области целесообразно начать с определение понятия «услуги», границ его применения, классификации услуг. Существуют самые различные текстовые определения «услуги», предлагаемые различными авторами. Например: «Услуга это мероприятие или выгода, предлагаемые любому лицу, но не приводящие к завладению чем либо.» (Ф. Котлер [74]), «Услуга - объект продажи в виде действий, результатом которых является тот или иной полезный эффект.» [74]
Принципиально важно отделить услугу от товаров - для этого необходимо рассмотреть концепцию «продуктового набора», согласно которой всё, что потребляется индивидуумами или фирмами, является продуктовым набором, смесью физических товаров и услуг. Данный продуктовый набор может ранжироваться от «чистого товара» до «чистой услуги» [74] следующим образом: чистый осязаемый товар (a pure tangible good); осязаемый товар с предоставлением сопутствующих услуг (a tangible good with accompanying services); основная услуга с незначительными сопутствующими товарами и услугами (a major service with accompanying minor goods and services); чистая услуга (a pure service);
При этом далее мы будем под услугой поднимать чистую услугу или продуктовый набор за вычетом физических товаров.
Для получения более точного определения границ термина услуги целесообразно рассмотреть общие свойства, относящиеся «ко всем услугам». Так, традиционно считается, что услуги совершенно не похожи на товары ввиду следующих отличительных качеств: услуга не существует до ее представления - свойство «неосязаемости»; это делает невозможным сравнение и оценку услуг до их получения; услуга неотделима от источника ее представления; процессы производства, доставки и потребления услуги происходят одновременно, услугу невозможно хранить; на услугу не существует права собственности.
Неосязаемость означает, что услугу невозможно попробовать, продемонстрировать, увидеть до момента ее получения. Клиент не может увидеть, придя в парикмахерскую, свою стрижку. С другой стороны, в отношении некоторых услуг данное свойство не всегда выполняется. Например, для услуг аренды автомобиля, который можно посмотреть в прокатном салоне.
Неотделимость от источника рассматривается многими специалистами как наиболее сильный фактор, который делает услугу действительно услугой и отличает ее от товара. Примерами проявления неделимости является невозможность, постановки диагноза больному при отсутствии врача или оказание услуги страхования без страховой компании.
Невозможность хранения услуги объясняется тем, что услуга представляет собой процесс. При этом потребитель можно сохранить результат услуги, например полученный информационный носитель.
Также в качестве одного из общих признаков часто рассматривают одновременность производства и потребления услуги. Однако данный признак
является наименее корректным. Существует значительное множество услуг, для которых производство услуги отделено от потребления. Например, оказание некоторых консалтинговых услуг или услуг по исследованию потребительского рынка, при которых заказчик получает материалы после завершения работ.
Услуга — это результат, по меньшей мере, одного действия, обязательно осуществленного при взаимодействии поставщика и потребителя. Например, предоставление услуги может заключаться в следующем: ? осуществление деятельности на представленной потребителем материальной продукции (например, автомобиль, нуждающийся в ремонте); ? осуществление деятельности на представленной потребителем нематериальной продукции (например, составление декларации о доходах на базе заявления, выписок, справок и т.п.); ? предоставление нематериальной продукции (например, информационные услуги); ? предоставление во временное пользование определенного ресурса -например, аренда автомобилей; ? создание благоприятных условий для потребителей (например, в гостиницах и ресторанах).
Сложность и изменчивость задачи поставки услуг, как правило, требует значительных человеческих ресурсов. В итоге качество услуги сильно зависит от работы персонала.
Характеристика существующих методов и средств управления знаниями
Методы и средства управления знаниями для сферы услуг должны учитывать особенности предметной области. Ввиду высокой вариативности действий и сигналов субъектов взаимодействия, и как следствие - высокой энтропии предметной области, можно говорить о сложности информации на входе производственного процесса оказания услуги, разнообразии свойств результата услуги, большей вариативности процесса оказания услуги и количественном многообразие категорий услуг.
Усложнению предметной области для сферы услуг также способствуют следующие факторы: сфера услуг расчет за счет дополнительных сопутствующих услуг, предлагаемых вместе с товарами с целью повышения ценности предложения. Это не только напрямую увеличивает предметную область, но и порождает дополнительную сложность за счет необходимости интеграции знания со знаниями о товарах.
В связи с этим СУЗ должна обеспечивать возможность управления знаниями о следующих информационных объектах: результаты услуги и параметры качества, бизнес-процессы, обеспечивающие производство услуг, сведения о выгодах потребителям и правила взаимодействия потребителей с поставщиками и мн. др. При разработке СУЗ должны быть учтены различные аспекты оказания услуги. Например, возможны случаи, когда услуга приобретается «пакетом». Тогда в качестве информационных объектов должны присутствовать: желаемый набор (пакет) услуг из представленного комплекса, представляемого компанией, требования сторон, заинтересованных в деятельности организации, выполнение которых необходимо для предоставления требуемого пакета услуг, процессы предоставления данного пакета услуг.
Также при разработке СУЗ должны быть учтены возможные различия предметной области в различных категориях и видах услуг. Услуги различаются между собой сложностью информации, исходящей от потребителя к поставщику, как до момента совершения сделки, так и в ходе предоставления услуги. Различия в этой сложности между различными категориями услуг может потребовать дифференцированного подхода к построению СУЗ применительно к каждой отдельной категории. В связи с этим возникает задача выработки дифференцированных подходов к построению СУЗ в зависимости от характера и типа услуг.
Также следует отметить, что СУЗ должна строиться в соответствии с бизнес-приоритетами конкретной компании. В частности, для компании может
быть более или менее актуально аккумулирование знаний об определенных бизнес-процессах или формализованных описаний широкого спектра услуг, или же - о стандартах взаимоотношений с потребителями. В связи с этим необходимо сформулировать правила выбора компонент СУЗ в зависимости от состава задач, стоящих перед компанией.
Учитывая то, что разработка программных продуктов СУЗ должна строиться на основе типизации объектов предметной области целесообразно разработать набор онтологии, формализующих предметную область. В частности это должны быть общие онтологии верхнего уровня для сферы услуг универсального применения и онтологии, применимые для отдельных категорий услуг.
Для обеспечения комплексности методологии построения и развития СУЗ в сфере услуг необходимо решение также разработать принципы и модель построения программно-технического решения (функциональность, архитектура, структура данных, интерфейсы) для СУЗ.
В целях дальнейшего развития методов и средств управления знаниями в сфере услуг целесообразно определить тенденции, движущие силы и факторы, оказывающие влияние на динамику знаний в сфере услуг, а как следствие - на требования к системам управления знаниями. Должны быть учтены такие особенности как экономический эффект от применения знания, изменчивость предметной области и интересы субъектов.
При выработке подходов и методов построения СУЗ для сферы услуг необходимо учитывать как общие особенности сферы услуг, так и специфику деятельности конкретной фирмы. Анализ теории и практики создания и применения баз знаний, особенностей сферы услуг как предметной области, проведенный в первой главе, позволил определить направления развития методологии по разработке баз знаний в сфере услуг.
Онтологический подход к проектированию средств управления знаниями
При построении онтологии анализ ключевых слов занимает одно из центральных мест. Как правило, оказывается, что многие ключевые слова напрямую соответствуют классам в онтологии. Поэтому анализ определений ключевых терминов может выявить дополнительные связи между понятиями, которые необходимы для построения онтологии.
В качестве исходного материала для такого анализа целесообразно использовать определения и комментарии по ключевым понятиям, которые используются в законодательстве, нормативной технической документации, и научной литературе. Одним из результатов анализа терминов должен стать перечень классов, которые потенциально могут быть включены в онтологию. Причем необязательно, чтобы наименование класса первоначально рассматривалось в качестве «ключевого понятия», теоретически даже упомянутое в определении понятие может стать классом в онтологии.
Для подготовки терминов и определений были проанализированы следующие источники: федеральное законодательство [103], в частности Гражданский кодекс, ФЗ «О техническом регулировании», ФЗ «О защите прав потребителей» , базы данных технических документов, стандартов. Наиболее существенные понятия, их определения и результаты анализа в виде набора классов приведены в таблице 2.1.
Корпоративные, национальные и международные системы стандартизации представляют один из ключевых способов распространения знаний - различных «ноу-хау» и инновационных технологий.
Федеральный закон «О техническом регулировании» [103] определяет стандарт как «документ, в котором в целях добровольного многократного использования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществления и характеристики процессов проектирования, производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг». Ключевой момент, отмеченный российским законодательством и разработчиками международных стандартов - это многократность применения стандартов, что говорит о том, что стандарты представляют собой особую форму знаний.
Предметом стандартизации могут быть продукты, процесс, услуги и охватывать материалы, компоненты, системы, интерфейсы, протоколы, процедуры, функции, методы и действия. В рамках стандартов разрабатываются системы классификации и кодирования технико-экономической информации и системы каталогизации продукции, работ и услуг, а классификация представляет собой также одну из важнейших форм знаний. Стандарты являются способом установить правила игры и сигнализировать о качестве услуг потенциальному потребителю.
По результатам опросов компаний, проведенных исследователями Института Фраунгофера системных и инновационных исследований в 2002г., компании считают стандартизацию существенным фактором успеха на рынке, но гораздо менее значимым по сравнению с такими параметрами как «качество сервиса» и «отношение с клиентами». Однако тот же опрос показал, что стандартизация рассматривается как сильный позитивный фактор, воздействующих как раз на «качество сервиса» и «отношение с клиентами». Таким образом, можно сделать вывод о том, знания, и в т.ч. в форме стандартов, приносят экономическую пользу опосредовано.
Анализ стандартов [103, 104, 105] позволяет с одной стороны выделить необходимый исходный материал для формирования онтологии, а с другой стороны - оценить востребованности различных областей знаний в отношении услуг. Следует ожидать, что структура имеющихся фондов стандартов отражает предпочтения участников сферы услуг в отношении объектов знаний.
Информация о российских стандартах представлена в обобщенном виде в базах правовой и нормативно-технической документации - в частности в продуктах компаний Консультант-Плюс, Гарант, Кодекс. Наиболее полные источники информации о зарубежных стандартах - это базы данных PERINORM, а также онлайн база ИСО [104, 105].
Создание информационной модели программного комплекса
Для обеспечения широких функциональных возможностей СУЗ, описанных в требованиях, необходима сложная архитектура данных. Система должна позволять хранить знания, использовать семантические связи для поиска знаний, использовать онтологические описания для навигации пользователей по связям между объектами, хранить мнения и сообщения пользователей и т.д. Для этого в структуре данных целесообразно выделить следующие блоки Рисунок 3.2):
1. База знаний - хранилище объектов и их свойств, привязанных к классам и справочникам, определенным в онтологии, основные метаданные, классификаторы и др. нормативно-справочная информация.
2. Репозиторий - хранилище документов, схем, чертежей, рисунков, привязанных к объектам предметной области, представленным в базе знаний.
3. Семантический блок - база данных, определяющая соотношение ключевых понятий онтологии и лексических единиц в языке, используемом для работы с системой.
4. «Хранилище мнений» - база данных сообщений пользователей о корректности онтологии, достоверности отдельных блоков стр. 102 из 154 информации, необходимости их актуализации или пополнении базы данных. 5. «Хранилище данных о пользователях» - база данных, содержащая данные о правах доступа, сферах специализации, оценки компетенции. Онтологические сущности (объекты, свойства) могут быть привязаны к ключевым словам объектов знаний регистрируется Рисунок 3.2 Взаимосвязь отдельных блоков структуры данных В базе знаний (блок 1) должны присутствовать: репозиторий онтологических моделей; перечень классов и их ссылки на онтологические модели; классификаторы услуг, бизнес-процессов, ресурсов и т.д.; объекты предметной области. стр. 103 из 154
В хранилище файлов (юлок 2) присутствует собственно файловый архив документов в электронном виде. Программный комплекс должен позволять хранить для одного реального документа несколько электронных представлений - например, в виде распознанного текста и отсканированный образ.
В семантической базе (блок 3) должны храниться ключевые слова и записи, устанавливающие связи различных информационных объектов и ключевых слов.
В хранилище «мнений» (блок 4) должны храниться сведения о: оценках достоверность знаний, сделанными пользователями; поданных ими предложений по корректировке знания; отметках о противоречивости определенных знаний; выявленных «пробелах в знаниях» и др.
В базе данных пользователей (блок 5) должны храниться сведения о пользователях, их ролях и правах, участии в сообществах.
Для определения способа хранения знаний в программном комплексе следует проанализировать две альтернативы: хранение в СУБД и хранение в файлах XML. Важно отметить, что способ хранения в СУБД доказал свою эффективность во множестве приложений и благодаря многолетнему опыту использования. Формат XML, в свою очередь, в качестве базовой технологии хранения данных является относительно новой технологией.
Среди особенностей отличающих XML от реляционной модели следует назвать следующие: XML является языком самоописания (отдельный документ содержит как данные, так и необходимые метаданные); структура XML-документа иерархична. Отдельный документ содержит информацию о связях данных (в отличие от реляционной модели, где необходимы первичные и внешние ключи, или другие формы поддержки иерархичности); стр. 104 из 154 для языка XML важна последовательность данных в документе в отличие от реляционной модели. Эти особенности не являются основанием для выбора одного из подходов. Более того, полный набор возможностей хранения может быть реализован в обоих подходах (конечно, сложность и стоимость реализации будет различаться). Выбор одного из подхода зависит от свойств тех данных, которые необходимо хранить.
