Введение к работе
Актуальность работы. В современном мире в сферах промышленности, науки и жизнедеятельности человека широко используется термин «информация», напрямую связанный с «информатизацией», как с одним из основных явлений, обусловленных постоянно растущей потребностью в аккумулировании, обработке и последующем использовании разнородной информации для контроля существующих процессов, а также для анализа и прогнозирования развития их вариативных изменений.
В связи с постоянно прогрессирующим развитием производственных технологий в области нефтегазового сектора расширяется круг производственных задач, повышается уровень автоматизации, постоянно совершенствуются бизнес-процессы, сохраняется тенденция увеличения объемов поступающей производственно-экономической информации аналогично тенденциям роста объемов информации в сети Интернет. В ОАО «Сургутнефтегаз» ежегодный прирост информации, отражающей состояние сектора материально-технического обеспечения производства, составляет сотни Гб.
В условиях постоянного роста объемов информации на предприятии актуальными являются вопросы оптимального использования вычислительных мощностей, обеспечивающих ввод, преобразование и хранение больших объемов информации, а также представления подробной информации в агрегированном виде для ее качественного анализа. Объем информации, поступающей в информационную систему предприятия, представляет собой большой массив данных. Большой массив данных М - структурированный тип данных
М = )т, {а, , а9 ,..., а }, т-, {а, , а, ,..., а },..., т {а, , а7 ,..., а,}\
I 1Ч> 2 га" ^1 1' Z> ' я» ' г1 1 2 > к ' , СОСТОЯЩИЙ
т- і = (1 2 Л из некоторого числа массивов данных ' 1 ' ''"'"', объем которого
исчисляется в сотнях Гб. Ежедневный прирост временного ряда производственно-экономической информации составляет десятки Гб, включая обновления ранее накопленной информации.
В ОАО «Сургутнефтегаз» с вертикально интегрированной структурой управления информационные потоки (в виде больших массивов данных) сектора материально-технического обеспечения производства обрабатываются в ERP-системе R/3 (разработка фирмы SAP AG).
В условиях роста объемов обрабатываемой информации существует ряд проблем, возникающих при разработке приложений, ориентированных на обработку больших массивов данных.
К числу типовых задач, решаемых в области материально-технического обеспечения производства на предприятии, относятся:
формирование производственной потребности;
контроль текущего состояния запасов МТР;
контроль за материально-техническими ресурсами, хранящимися в категории запасов к перераспределению;
контроль за лимитированным хранениям МТР в различных категориях запасов;
прогнозирование объемов и номенклатуры МТР, находящихся в запасе и попадающих в категорию залежалых (находящихся без движения более года) в среднесрочной перспективе;
контроль будущих расходов МТР;
контроль планируемых поступлений МТР;
- контроль за своевременным вывозом МТР с центральных баз.
Представленные задачи недостаточно эффективно реализуются в
существующем контуре автоматизированной обработки информации из-за наличия большого объема обрабатываемых данных (сотни Гб) и большого объема результирующей информации, используемой при анализе текущего состояния процесса материально-технического обеспечения производства. Кроме того, для анализа информации в области материально-технического обеспечения производства на предприятии используются отчетные формы с подробными данными. Данные отчетные формы являются неинформативными и избыточными для управленческого уровня. Информация, предоставляемая на управленческий уровень для анализа текущего состояния процессов материально-технического обеспечения производства, должна актуально и полно отражать состояние контролируемых подобластей. Ежедневная подготовка информации для управленческого уровня в ручном режиме является малоэффективной ввиду наличия в данном процессе малопроизводительного и малонадежного человеческого фактора.
Таким образом, существует потребность в поиске такой технологии управления вычислительным процессом по обработке больших массивов данных и представлении состояния процесса материально-технического обеспечения производства в виде совокупности агрегированных показателей, описывающих текущее состояние процесса МТО, которая будет являться оптимальным и оперативным элементом всего производственного цикла. Такой элемент будет способствовать принятию эффективных своевременных управленческих решений, тактическому и стратегическому прогнозированию развития процесса материально-технического обеспечения.
Объектом диссертационного исследования являются методы, модели и средства по обработке больших массивов данных при расчете агрегированных показателей, определяющих текущие, критические или граничные состояния процесса материально-технического обеспечения.
Предметом диссертационного исследования является процесс по гарантированной обработке больших массивов данных и расчету агрегированных показателей, используемых для анализа состояния и прогнозирования динамики изменения процесса материально-технического обеспечения производства.
Целью диссертационного исследования является оптимизация процесса обработки больших массивов данных и представление их в виде агрегированных показателей, отражающих состояние процесса материально-технического обеспечения производства и динамику его изменения в рамках информационной системы ОАО «Сургутнефтегаз».
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
сформировать перечень агрегированных показателей, отражающих состояние процесса материально-технического обеспечения производства и динамику его изменения;
-
разработать модель по распределенной обработке больших массивов данных и расчету агрегированных показателей в контуре информационной системы предприятия;
-
разработать алгоритмы расчета агрегированных показателей;
-
выработать перечень рекомендаций по принятию управленческих решений в управлении процессом материально-технического обеспечения производства;
-
спроектировать и реализовать информационную систему обрабатывающую большие массивы данных, рассчитывающую агрегированные показатели МТО и предоставляющую отчетные формы для принятия управленческих решений ответственными специалистами.
Методы исследования. Для решения поставленных задач применяются методы теории принятия решений, теории систем и системного анализа, экспертных оценок. Также применяются результаты исследований российских и зарубежных ученых (В.В. Воеводин, Вл.В. Воеводин, А.Б. Барский, В.П. Гергель, В.В. Топорков, David Peleg, Thomas Cormen и др.) в областях исследований параллельных и распределенных вычислений.
Используемые методы исследований опираются на математический аппарат в области теории вероятности, математической статистики, линейной алгебры, алгебры логики.
Научная новизна результатов, выносимых на защиту. Решение поставленных задач в диссертационной работе обусловлено получением следующих новых научных результатов:
-
с помощью метода экспертной оценки, сформирован перечень агрегированных показателей, отражающих состояние процесса материально-технического обеспечения производства и динамику его изменения;
-
разработана модель по распределенной обработке больших массивов данных и расчету агрегированных показателей в контуре информационной системы предприятия;'
-
впервые разработаны алгоритмы расчета агрегированных показателей;
-
выработан перечень рекомендаций по принятию управленческих решений, полученный на основе системного анализа агрегированных показателей в части управления процессом материально-технического обеспечения производства.
Теоретическая значимость диссертационного исследования заключается в описании метода по получению перечня агрегированных показателей и обработке больших массивов данных с помощью распределенной модели обработки в части расчета агрегированных показателей, используемых для оценки текущего состояния процесса МТО, прогнозирования динамики его изменения и принятия управленческих решений.
Практическая значимость диссертационной работы заключается в полученной совокупности знаний и методов, с помощью которых был получен перечень агрегированных показателей, разработаны и внедрены распределенная модель обработки больших массивов данных и алгоритмы расчета агрегированных показателей на предприятии, способствующие принятию управленческих решений.
Положения, выносимые на защиту:
-
результаты метода экспертной оценки сформированного перечня агрегированных показателей, отражающих состояние процесса материально-технического обеспечения производства и динамику его изменения;
-
модель по распределенной обработке больших массивов данных и расчету агрегированных показателей в контуре информационной системы предприятия;
-
алгоритмы расчета агрегированных показателей;
-
перечень рекомендаций по принятию управленческих решений, полученный на основе системного анализа агрегированных пока-
зателей в части управления процессом материально-технического обеспечения производства.
Достоверность полученных результатов и выводов обусловлены корректностью математических выкладок, подтверждаются обоснованными исходными теоретическими, методологическими и практическими результатами исследований, апробацией результатов и успешным внедрением в ОАО «Сургутнефтегаз», что подтверждается Актом внедрения от 25.02.2010 № 50-01-19-002.
Апробация работы. Материалы исследований, изложенные в диссертационной работе, были опубл'икованы в периодических научных изданиях (сборниках научных трудов, научно-технических журналах).
Результаты диссертационных исследований неоднократно докладывались на:
заседаниях кафедры АСОИУ (Сургутский государственный университет);
двух городских семинарах (г. Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации Российской академии наук);
окружной конференции (г. Сургут);
двух межрегиональных конференциях (г. Обнинск, г. Сургут);
двух всероссийских конференциях (г. Бийск);
международной конференции (г. Воронеж).
По теме диссертационной работы опубликовано 14 научных работ, в том числе 6 тезисов докладов по материалам конференций, 8 статей, из них три опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК. Кроме этого, получено свидетельство о регистрации электронного ресурса в Институте научной информации и мониторинга ОФЭРНиО ГАН«РАО»(№ 15158).
Личный вклад соискателя. Все основные результаты, на которых базируется диссертационная работа, получены либо соискателем лично, либо при его непосредственном участии.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 115 страницах машинописного текста, иллюстрированного 44 рисунками и включающего 6 таблиц, 8 приложений, списка используемой литературы из 124 наименований, 31 из которых - зарубежные. Общий объём диссертационной работы - 143 страницы.
