Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор современных технологий моделирования и управления процессами промышленного предприятия 9
1.1 Организационная структура как элемент системы управления предприятием 9
1.2 Современные системы моделирования бизнес-процессов 19
1.3 Организация управления бизнес-процессами промышленного предприятия на основе электронного документооборота 33
Выводы по главе 1 42
2 Системная модель адаптивного управления организационно-техническими процессами промышленного предприятия 44
2.1 Проектно-сценарный метод проектирования, реализация и исполнения бизнес-процесса 44
2.2 Описание адаптивно-поискового метода создания и исполнения бизнес-процесса 48
2.3 Вертикальная декомпозиция системы управления при адаптивно-поисковом методе создания и исполнения бизнес-процесса 51
2.4 Обобщенное теоретико-множественное описание адаптивно-поискового метода создания и исполнения бизнес-процессов 54
2.5 Описание информационного взаимодействия центров ответственности при адаптивно-поисковом методе создания и исполнения бизнес-процессов 56
2.6 Теоретико-множественное представление динамических сетевых структур бизнес-процессов при адаптивно-поисковом методе создания и исполнения бизнес-процессов 61 Вывод по главе 2 68
3 Технология адаптивного управления организационно-техническими процессами промышленного предприятия 69
3.1 Алгоритм создания структуры бизнес-процесса при адаптивно-поисковом методе создания и исполнения бизнес-процесса 69
3.2 Информационные структуры поддержки адаптивно-поискового метода создания и исполнения бизнес-процессов 71
3.3 Механизм реализации адаптивно-поискового метода создания и исполнения бизнес-процесса 82
Выводы по главе 3 87
4 Практическая реализация адаптивной системы управления 88
4.1 Принципиальная схема адаптивной системы управления предприятием 88
4.2 Использование технологии Cobra для формирования элементов адаптивной системы управления бизнес-процессами 89
4.3 Пример реализации адаптивной системы управления 91
Выводы по главе 4 106
Заключение 107
Список используемых источников 108
- Организационная структура как элемент системы управления предприятием
- Проектно-сценарный метод проектирования, реализация и исполнения бизнес-процесса
- Алгоритм создания структуры бизнес-процесса при адаптивно-поисковом методе создания и исполнения бизнес-процесса
- Использование технологии Cobra для формирования элементов адаптивной системы управления бизнес-процессами
Введение к работе
Актуальность темы диссертационного исследования
Существующие на большинстве предприятий бюрократические формы управления производством основаны на функциональном подходе и не могут сегодня обеспечить его эффективность. Недостатками такого подхода являются высокая степень инертности, отсутствие качественной информации у лиц принимающих решения (ЛПР), узкая специализация работников и разделение труда, невозможность объективно оценить деятельность каждого участника организационно-технического процесса, что ведет к снижению эффективности управления организационно-техническими процессами.
Развитие новых тенденций в теории и практики управления привело к созданию теории интегрированного предприятия, где в единую систему, объединены все подсистемы предприятия. Однако существующие средства создания систем автоматизированного управления предприятием не в полной мере ориентированы на новые технологии управления предприятием. Для перехода к новым технологиям управления предприятием необходима эффективная подсистема моделирования, реализации и мониторинга организационно-технических процессов.
Вопросом повышения эффективности управления организационно-техническими процессами промышленного предприятия занимались такие ученые как Александров Д.В., Архипова Н.И., Бурков В.Н., Вендров A.M., Волкова В.Н., Костров А.В., Макаров Р.И., Трахтенгерц Э.А., Швецов А.Н. и другие. Существующие системы моделирования управления (ARIS, BPwin, Rational Rose и др.) и.системы поддержки управления (Documentum, Optima Workflow, Lotus Domino и др.) осуществляют этап проектирования сценария организационно-технического процесса, и этап его реализации в информационной системе управления предприятием. Такой подход был назван проектно-сценарным. Несмотря на то, что имеется достаточно большое количество систем проектно-сценарного типа, существует проблема оперативного создания и управления организационно-техническими
процессами.
Обзор показал, что не существует технологии, которая позволяет в одной среде моделировать организационно-технические процессы и создавать информационную систему предприятия. Этот недостаток приводит к неоправданным затратам времени и средств на реализацию процессного подхода в управлении предприятием. Современные системы моделирования организационно-технических процессов не обладают возможностями в одной среде проектировать модели и управлять фактически протекающими на предприятии организационно-техническими процессами. Технология моделирования организационно-технических процессов, их реализации и исполнения, в единой информационной системе предприятия на сегодняшний день детально не исследована и не нашла широкого практического применения.
Объект исследования — система управления промышленным предприятием
Предмет исследования - система информационной поддержки создания и исполнения организационно-технических процессов
Цель работы — повышение эффективности системы информационной поддержки создания и исполнения организационно-технических процессов
Задачи исследования. Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:
Разработан адаптивно-поисковый метод управления организационно-техническими процессами, позволяющий обеспечить управление объектами, за счет поиска и налаживания пути прохождения управленческого воздействия на объект управления.
Разработана математическая и информационная модель поддержки сетевых структур управления с различным функциональным назначением центров принятия решений.
Разработано программное и информационное обеспечение взаимодействующих структурных подразделений предприятия, реализующее адаптивно-поисковый метод управления организационно-техническими
процессами.
Методы исследования.
В исследовании использовались общая теория систем, теория управления, системный анализ, теория множеств, теория информационных систем. Информационное обеспечение реализовано в системе "COBRA++", программное обеспечение рабочих мест пользователя реализовано в среде программирования Delphi.
Научная новизна.
Разработан адаптивно-поисковый метод создания и исполнения организационно-технических процессов в объектно-функциональной системе управления предприятием.
Получена математическая модель адаптивно-поискового метода построения, исполнения и мониторинга организационно-технических процессов в сетевых структурах, которая позволяет в автоматизированном режиме находить причину возникновения проблемной ситуации.
Разработана методика формирования структур организационно-технических процессов для его мониторинга через информационные ресурсы предприятия, построенные на метаданных.
Предложен алгоритм формирования структуры организационно-технического процесса при адаптивно-поисковом методе его создания и исполнения.
Реализация результатов работы. Результаты, полученные в ходе проведения исследования, были экспериментально апробированы при управлении производственным процессом предприятий ОАО «Мотордеталь» (г. Кострома), ЗАО «Регул» (г. Санкт-Петербург), в учебном процессе Санкт-Петербургского инженерно-экономического университета «ИНЖЭКОН», Костромского государственного технологического университета.
Основные положения, выносимые на защиту: _ 1. Математическая модель создания организационно-технических процессов в динамических сетевых структурах управления предприятием.
Адаптивно-поисковый метод создания и исполнения организационно-технических процессов в объектно-функциональной системе управления предприятием.
Графический язык описания структуры организационно-технического процесса при адаптивно-поисковом методе его управления на основе интеграции разнородных центров ответственности.
Алгоритм и программа описания структуры организационно-технического процесса при адаптивно-поисковом методе его управления.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
изложены в докладах на 10 научно-практических конференциях:
Международной научно-практической конференции «Системный анализ в
проектировании и управлении» (Санкт-Петербург, 2006, 2008), Международной
конференции «Информационные технологии в образовании, технике и
медицине» (Волгоград, 2006), Международной научной конференции
«Математические методы в технике и технологиях» (Ярославль, 2007),
Всероссийской научно-практической Интернет-конференции
«Информационные системы и технологии в социально-экономических и правовых процессах» (Ставрополь, 2007, 2008), Всероссийской научно-практической конференции «Технико-технологический и информационный сервис: проблемы и перспективы» (Кострома, 2007), Международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления. Опыт инновационного развития» (Томск, 2007), Международной научно-практической конференции «Измерение, контроль, информатизация» (Барнаул, 2008), Всероссийская научная конференция студентов и аспирантов «Молодые исследователи - регионам» (Вологда, 2008).
Организационная структура как элемент системы управления предприятием
Основой системы управления предприятием является его организационная структура [1,2]. Организационная структура управления (ОСУ) представляет собой совокупность взаимосвязанных элементов и звеньев управления. ОСУ выражает отношение власти и подчинения, которые юридически закрепляются в нормативных документах (устав, положение о подразделениях, должностные инструкции и т. п.). Элементы - это службы, группы и работники, выполняющие те или иные функции управления в соответствии с принятыми принципами специализации. Звенья включают несколько элементов. Под уровнем управления понимают совокупность звеньев управления, занимающих определенную иерархическую ступень в ОСУ. Выделяют три уровня у правления [3]: - институциональный (решение корпоративных стратегических задач): директор, совет директоров; - управленческий (решение стратегических и тактических функциональных задач): руководители функциональных подразделений; - технический управленческий уровень (решение оперативных и тактических задач): начальники отделов и цехов, мастера и др. Отношения между элементами поддерживаются благодаря связям, которые принято подразделять на горизонтальные и вертикальные; линейные и функциональные; формальные и неформальные; прямые и косвенные. Построение организационной структуры предполагает группировку всех видов работ по функциям, видам продукции, географическим признакам, по потребителям, этапам производства и т. п.; формирование соответствующих звеньев (отделов, рабочих групп и определения индивидуальных исполните лей); распределение полномочий и ответственности между звеньями; формирование каналов коммуникаций и механизмов координации. Полномочия - это ограниченное право использовать ресурсы организации и направлять усилия подчиненных на выполнение определенных задач. Задачи вместе с полномочиями могут быть делегированы (переданы) лицу, которое принимает на себя ответственность за их выполнение. Ответственность - это обязанность выполнять задачи и отвечать за их решение. Власть - это право влиять на поведение других людей и заставлять их действовать в определенном направлении. Выделяется два типовых подхода к формированию структуры управления предприятием [ 1 ]. — Первый подход предполагает построение структуры управления исхо дя из внутреннего строения организации, разделения работ и рациона лизации управления. - Второй подход исходит из необходимости постоянного приспособле ния структуры управления к условиям внешней среды. На основе первого подхода в течение многих десятилетий организации создавали так называемые формальные структуры управления, которые известны как иерархические или бюрократические. К организационным структурам иерархического (бюрократического) типа относятся: 1 Линейная структура Линейная организационная структура относится к простейшему виду бюрократических структур, в ней воплощены принципы централизма и единоначалия.,Руководитель наделен всеми видами полномочий и осуществляет единоличное руководство. Руководитель несет полную ответственность за результаты деятельности вверенного ему объекта. Каждый подчиненный имеет только одного руководителя, а каждый руководитель - нескольких подчиненных в соответствии с нормами управляемости. Поэтому рост предприятия ведет к увеличению числа уровней управления. Линейная структура формируется по производственному признаку с учетом степени концентрации производства, технологических особенностей, ассортимента выпускаемой продукции. Простота структуры влечет за собой как достоинства, так и недостатки. Достоинства: - оперативность принятия и реализации управленческих решений; - относительная простота реализации функций управления; - четко выраженная ответственность. Недостатки: - разобщенность горизонтальных связей в производственных системах; - множество контактов с подчиненными, информационная перегрузка; - при большом числе уровней управления удлиняется процесс принятия и реализации управленческих решений; - увеличение количества уровней управления при росте организации; - жесткость структуры. Область применения: предприятия с численностью до 300-500 человек с высоким уровнем технологической и предметной специализации (металлообработка, оказание однородных услуг, сборка и т. п.); предприятия местной промышленности (изготовление продукции из местного сырья, производство товаров широкого потребления); стабильность внешней среды. 2 Линейно-функциональная структура В ее основе заложены линейная вертикаль управления и специализация управленческого труда по функциональным подсистемам организации. Управление осуществляется линейными (ЛР) и функциональными (ФР) руководителями. ЛР осуществляет всю полноту управления но всем объектам и по всем функциям управления, несет всю полноту ответственности за результаты деятельности своего подразделения (руководитель предприятия, начальники цехов, мастера участков). ФР бывают двух типов: реализующие одну или не сколько функций управления по всему объекту управления, или те, кто реализует все функции управления в части объекта управления в соответствии с принятыми принципами специализации.
Линейно-функциональные схемы организационных структур исторически возникли в рамках фабрично-заводского производства и явились соответствующей "организационной реакцией" на усложнение производства и внешней среды. Усложнение производства привело к необходимости углубления специализации управленческих функций. Появились руководители, которые специализировались либо на общих функциях управления (планирование, контроль), либо на функциях, отражающих специфику горизонтального разделения труда. В отличие от линейных руководителей, которые сосредоточили всю власть в своих руках и несут ответственность за деятельность всего управляемого ими объекта (подразделения), функциональные руководители координи-руют, контролируют и отвечают за результаты выполнения только одной определенной функции, но в рамках предприятия или стратегического бизнес-подразделения.
Проектно-сценарный метод проектирования, реализация и исполнения бизнес-процесса
Согласно традиционной технологии система управления состоит из иерархической структуры и центров принятия решений, которым присущи все функции управления на заданном иерархическом уровне ответственности. Такая иерархическая структура организации делает информационную систему также иерархической. Информация из физической системы и окружающей среды собирается, отфильтровывается, интегрируется и поставляется для использования в каждый центр принятия решений иерархической системы управления предприятием. Управляющая система, которая формулирует варианты принятия решений, и информационная система, которая регулирует физическую систему, делают возможным достижение целей производства. Наиболее важным свойством управляющей системы становится функция получения информации непосредственно через интегрированную базу данных в режиме реального времени. Схема обобщенной модели системы управления показана на рисунке 2.1.
Традиционно модели предприятие строятся как совокупность технико-технологической системы, системы управления и информационной системы [32]. Предприятие описывается с использованием четырех типов моделей: функциональной, физической, управленческой и информационной на двух уровнях: структурном и концептуальном. Такая многомерная структура применяется для создания следующих элементов: производственной, организационной и информационной подсистем. Схема формализованной структуры последовательности проектирования показана на рисунке 2.2. - материальную подсистему (материальные и трудовые ресурсы, финансовые средства, технологические методы), поддерживающую различные процессы; - подсистему управления, которая должна управлять материальной подсистемой, чтобы обеспечить согласованность в достижении поставленных целей. Процессный подход к управлению такими системами может успешно реализовываться через её представление множеством бизнес-процессов. Система содержит метод описания технологических и административных бизнес-процессов с точки зрения функций, информации, системы принятия решений и использования различного рода ресурсов. Система принятия решений определяет, как должна вести себя материальная и информационная системы, чтобы передавать, обрабатывать и запоминать необходимую информацию. Жизненный цикл бизнес-процесса включает в себя следующие этапы: 1. Исследование, анализ накопленных производственных данных 2. Проектирование 3. Разработка 4. Реализация 5. Исполнение 6. контроль 7. управление Этапы реализации бизнес-процесса показаны на рисунке 2.3. Анализ бизнес—процессов позволяет преобразовать спецификацию в техническую документацию, которая в дальнейшем используется для разработки информационной системы. Для каждой подсистемы необходим формальный инструментарий который должен выполнять следующие работы: - определять различные функции предприятия в их взаимосвязи, - определять управленческие действия, ресурсы и технологии, оценивать управляющие воздействия на стратегических, тактических, и оперативных уровнях, гарантировать интегрирование различных процессов, обеспечивать согласованность структуры с подмножеством допустимых правил, выделять информацию, заданную для принятия решения, описывать координационные механизмы, взаимодействия ЛПР, описывать информацию, необходимую для управления действиями материальной системы, собирать и анализировать реакции на принятые решения. Каждая структура строится своим инструментом по своим правилам. Это порождает противоречия между отдельными компонентами системы. Поэтому при реализации крупных проектов наибольшее время затрачивается на согласование и интеграцию различных компонентов системы. Перейти к логически стройной системе управления предприятием является сложной задачей, требующей системного подхода к её решению. Традиционно для проектирования бизнес-процессов необходимо иметь классификацию и структуру типовых бизнес-процессов. Заранее должны быть определены все роли, функции и действия каждого участника. При исполнении бизнес-процесса возможна обработка только заранее описанных ситуаций. При возникновении не описанной заранее ситуации бизнес-процесс становиться неработоспособным. Поэтому такой метод создания и исполнения бизнес-процесса был классифицирован как проектно-сценарный. Основной недостаток проектно-сценарного метода - отсутствие гибкости в формировании структуры бизнес-процесса. В условиях динамической внешней среды и внутренних преобразований бизнес-процесс может существенно поменять свою оптимальную структуру.
Алгоритм создания структуры бизнес-процесса при адаптивно-поисковом методе создания и исполнения бизнес-процесса
Подсистема интеграции и синхронизации данных с внешними источниками данных делает систему открытой, по отношению к базам данных и хранилищам данных других систем. Целью применения этой подсистемы является поддержка актуального состояния информационных хранилищ и баз данных. В случае, когда информационная инфраструктура предприятия представлена сра зу же несколькими системами, использование системы синхронизации поможет избежать дублирования информации и повторного ввода данных. Что позволяет реализовать принцип однократного ввода информации. При этом обеспечивается высокое качество информации, поскольку однозначно устанавливается владелец ресурса, который может его корректировать и передавать в хранилище.
Другим направлением применения подсистемы является поглощение различных информационных систем. Данная возможность может потребоваться в случае необходимости упразднения какой-либо сторонней системы, и передачи её функций новой системе, по причине недостаточной функциональности и невозможности дальнейшего развития и совершенствования сторонней системы. При этом производится настройка системы на решение задач сторонней системы (подготовка необходимого набора информационных объектов, проектирование экранных форм, формирование структуры и регламента исполнения соответствующих бизнес-процессов), перекачка данных, апробация данного контура работы новой системы. После периода контрольных испытаний старая система прекращает свое функционирование, а новый контур системы включается в работу. На рисунке 3.6 представлены модули подсистемы и блок корпоративных данных, с которыми они работают.
Подсистема управления регламентом работы внутри информационной среды предприятия. Методы создания и исполнения бизнес-процессов, по предложенной в главе 2 классификации, реализуются в адаптивной системе управления предприятием.
Построение структуры бизнес-процесса происходит на основе иерархии ролей, существующих на предприятии и заложенных в систему, через инструмент «Дизайнер оргструктуры». «Дизайнер оргструктуры» - визуализированный справочник организационной структуры предприятия, с наглядным представлением подчиненности должностей на предприятии.
Предложенное в главе 2 теоретико-множественное описание системы информационной поддержки адаптивно-поискового метода создания и исполнения бизнес-процессов промышленного предприятия реализовано в виде реляционной базы данных. На рисунке 3.7 представлена ER-модель фрагмента базы данных, в котором реализовано хранение иерархических организационных структур. Множеству ЛПР - {Pt} соответствует таблица Rol, множеству организационных иерархических структур {РНк} соответствует таблица Ch_Vers, множеству названий должностей N соответствует таблица Rol_List. На рисунке 3.8 представлена ER-модель фрагмента базы данных, в котором реализовано хранение сетевых структур бизнес-процессов. Множеству бизнес-процессов { ,} соответствует таблица ВР, множеству центров ответственности за ресурс {R,} соответствует таблица DocTour, множеству потоков данных {CSk}соответствует таблица ObjectRelation, множеству ограничений на передачу данных CR соответствует таблица DocStract
При создании и исполнении бизнес-процесса адаптивно-поисковым методом структура бизнес-процесса формируется в процессе его исполнения всеми его участниками. Используя предлагаемые инструменты и на основе уже существующих данных, справочников и организационной иерархии должностей, каждый участник бизнес-процесса работает с унифицированным модулем, в котором формирует все элементы информационной поддержки своего этапа бизнес-процесса самостоятельно и в момент исполнения.
При возникновении проблемной ситуации или недостатке информации для принятия управленческого решения включается унифицированный модуль создания и исполнения бизнес-процесса. Унифицированный модуль позволяет сформировать запрос на поиск данных, выполнить запрос и получить из хранилища необходимые данные. В случае, когда искомая информация отсутствует или её недостаточно для принятия управленческого решения модуль позволяет расширить информационный объект необходимыми свойствами, построить новые формы работы с информационным объектом, сформировать систему показателей. Модуль позволяет передать задачу поиска необходимой информации на более низкий уровень организационной иерархии. Таким образом, к созданию бизнес-процесса привлекаются новые исполнители, каждый из которых работает с унифицированным модулем создания и исполнения бизнес-процесса.
Использование технологии Cobra для формирования элементов адаптивной системы управления бизнес-процессами
Комплекс состоит из сервера и комплекта программных модулей, которые позволяют реализовать хранилище данных, формировать структуры информационных массивов непосредственно специалистом предметной области, расширять возможности информационной базы данных без участия ГТ-специалистов, а также использовать базы данных из уже имеющихся на предприятии информационных ресурсов. Модули подсистемы управления бизнес-процессами позволяют строить иерархические структуры организационной подчиненности должностей, строить шаблоны сетевых структур исполнения бизнес-процессов, отслеживать исполнение управленческих решений, контролировать показатели работы предприятия.
Дизайнер объектов — это программный модуль системы «Cobra», предназначенный для работы с информационными объектами хранилища данных. Главное окно дизайнера объектов представлено на рисунке 4.1. Он реализует весь необходимый функционал для создания набора объектов предметной области, формирования их структуры, а также для настройки различных параметров хранилища данных системы «Cobra». Каждый информационный объект системы предназначен для хранения данных о каком-либо реальном объекте. То есть информационный объект - есть отражение части предметной области специалистов организации, работающих в системе «Cobra». К примеру, в виде информационных объектов могут быть представлены все справочники и документы, с которыми в ходе каждодневной работы сталкиваются специалисты. Все информационные объекты представляются в виде древовидных структур, что позволяет наиболее адекватно и наглядно описывать предметную область.
Программный комплекс «Cobra» обладает способностью гибко и адаптивно реагировать на любые изменения в работе организации. В частности, модуль «Дизайнер объектов» позволяет изменять структуру информационного объекта, добавив в него все необходимые свойства и параметры. В терминах системы «Cobra» это называется проектированием новой версии информационного объекта. Переход от версии к версии происходит без потери данных. Эта технология дает возможность развивать объекты системы, исключая какие либо коллизии и конфликты, связанные с данными.
Дизайнер форм - это программный модуль системы «Cobra», предназначенный для построения приложений пользователя. Каждое приложение строится на основе какого-либо информационного объекта (см. раздел «Дизайнер объектов»), и представляет собой экранную форму, на которой расположены различные элементы управления и вода информации. Дизайнер форм представлен на рисунке 4.2. Каждое приложение предназначено для обработки информации, в рамках определенного бизнес-процесса. Система «Дизайнер форм» позволяет в кратчайшие сроки сформировать приложение, в максимальной степени отвечающее требованиям конкретного специалиста, отвечающего за какой-либо ресурс, в рамках определенного бизнес-процесса. Особенностью этого модуля является отсутствие этапа программирования при настройке пользовательского приложения. Все операции при создании формы выполняются на основе общения пользователя с системой через диалоговые окна, где с помощью стандартных элементов управления пользователь выставляет нужные ему свойства и опции. Использование такого подхода позволяет добиться предельной простоты при работе с системой, что делает данный инструмент доступным конечному пользователю, не имеющему квалификации программиста или 1Т-специалиста. Однако, следует заметить, это нисколько не ограничивает функционал пользовательских приложений. Напротив, это дает возможность быстро и адаптивно производить разработку и настройку приложений. В случае возникновения необходимости внести какие-либо изменения в приложение, пользователь также может изменить форму в соответствии со своими требованиями, без помощи программиста. Поддерживается возможность настройки вычислений для отдельных полей формы, работы с графическими изображениями, построения отчетных форм для вывода на печать.
Подсистема управления и контроля исполнения бизнес-процессов предприятия подразумевает построение шаблона бизнес-процесса на основе иерархии ролей, существующих на предприятии и заложенных в систему, через инструмент «Дизайнер оргструктуры», представленный на рисунке 4.3.
«Дизайнер оргструктуры», по сути, является справочником должностей, существующих на предприятии. Модуль позволяет представлять организационную структуру предприятия в виде схемы, отображающей уровни подчиненности должностей.
Похожие диссертации на Адаптивно-поисковый метод управления организационно-техническими процессами промышленного предприятия
