Содержание к диссертации
Введение
1. Проблемы проектирования отраслевых информационно-аналитических систем 16
1.1. Классификация информационных систем 18
1.2. Задачи проектирования отраслевых информационно-аналитических систем 26
1.3. Анализ современных методов и технологий проектирования адаптируемых информационно-аналитических систем 31
1.3.1. Методы проектирования адаптируемых и ас. 31
1.3.2. Технологическая база модельно-ориентированной архитектуры 39
1.3.3. Методики рационального выбора архитектурных и технологических решений при проектировании иас 42
1.4. Постановка задачи исследования 45
1.5. Выводы 47
2. Разработка методики построения адаптируемых отраслевых информационно- аналитических систем с учетом динамики внешней среды 48
2.1. Классификация бизнес-процессов, изменяемых в результате функционирования и развития отраслевой системы управления 50
2.2. Методика оценки степени влияния изменений бизнес-процессов сложных отс на изменения атрибутов 54
2.3. Разработка модели и алгоритма выбора средств адаптации при построении иас с учетом изменений на этапе эксплуатации 65
2.4. Выводы 76
3. Разработка средств обеспечения адаптации отраслевых информационно-аналитических систем 78
3.1. Математическое описание моделей информационных систем 78
3.2. Разработка модели управления конфигурацией адаптируемой иас на этапе эксплуатации 85
3.3. Разработка структуры адаптируемой иас с моделью управления конфигурацией на этапе эксплуатации 91
3.4. Выводы 97
4. Разработка структуры и модельного обеспечения адаптируемой информационно-аналитической системы органов энергонадзора 98
4.1. Анализ деятельности органов энергонадзора и формирование требований к отраслевой иас 99
4.1.1. Структура, функции, основные взаимодействия органов энергонадзора 99
4.1.2. Основные направления развития фс этан 104
4.1.3. Анализ бизнес-процессов в системе энергонадзора и формирование требований к отраслевой 108
4.2. Нечетко-логическая модель выбора средств адаптации для построения адаптируемой иас органов энергонадзора 116
4.3. Модельное обеспечение и структура подсистемы «мониторинг подготовки прохождения озп» иас «энергоэффективность» 118
4.3.1. Общее описание подсистемы «мониторинг подготовки и прохождения «Энергоэффективность» 119
4.3.2. Модельное обеспечение функциональной подсистемы «мониторинг подготовки и прохождения озп» иас «энергоэффективность» 124
4.3.3. Технологическая платформа функциональной подсистемы «мониторинг подготовки и прохождения ИАС «Энергоэффективность» 127
4.4. Оценка эффективности применения предложенных решений.. 131
4.4.1. Методика оценки эффективности 133
4.4.2. Оценка качества 134
4.4.3. Оценка эффективности 139
4.5. Выводы 143
Заключение 144
Список литературы 146
- Задачи проектирования отраслевых информационно-аналитических систем
- Методика оценки степени влияния изменений бизнес-процессов сложных отс на изменения атрибутов
- Разработка модели управления конфигурацией адаптируемой иас на этапе эксплуатации
- Анализ бизнес-процессов в системе энергонадзора и формирование требований к отраслевой
Введение к работе
Решение задач управления в сложных отраслевых организационно-технических системах (характерными примерами которых являются системы управления в бюджетных сферах экономики, системы надзорных органов федерального уровня, а также системы управления общероссийскими производственными корпорациями - ОАО «Газпром», ОАО РАО ЕЭС и т.д.) невозможно без применения отраслевых информационно-аналитических систем, позволяющих автоматизировать основные производственные процессы, обеспечить более полное использование первичной информации, упорядочить информационные потоки и реализовать сложные процедуры информационной поддержки в процессах принятия решения.
Эффективность управления в сложных отраслевых системах в значительной степени определяется эффективностью реализации процедур анализа, обработки информации и принятия решений [26]. Основным инструментом повышения эффективности указанных процедур, являются комплексы специального математического, программного и аппаратного обеспечения, основанные на применении математических методов и современных информационных технологий и объединяемые в рамках информационно-аналитических систем (ИАС). Соответственно, эффективность управления в отраслевых системах, непосредственно зависит от характеристик информационно-аналитических систем. При этом, согласно одному из основных законов кибернетики - закону необходимого разнообразия -управляющая система должна быть не менее сложна, чем управляемая [107]. Таким образом, для управления современной сложной, динамической, вероятностной и многокритериальной организационно-технической системой, управляющая система должна обладать адекватным по мощности разнообразием, что практически неосуществимо без использования
специализированных решений и привлечения дополнительных средств на их реализацию.
В настоящее время во многих отраслевых системах управления складывается противоречивая ситуация, при которой информационно-аналитические системы, разработанные и внедренные с целью повышения эффективности управления отраслью, на определенном этапе начинают являться «узким» местом, резко снижающим эффективность рассматриваемых процессов. Это обусловлено спецификой современных отраслевых систем управления, характеризующейся высокими темпами эволюции, наличием большого количества территориально распределенных управляемых объектов, иерархичностью процессов, разнообразием целей и задач управления на различных уровнях иерархии системы. Например, текущее реформирование административного и экономического устройства РФ, связанное с изменением критериев эффективности государственного управления [113], приводит к изменениям целей и бизнес-процессов множества отраслевых систем управления. При этом отсутствие эффективных механизмов модернизации ИАС в соответствии с новыми требованиями может привести к тому, что вместо обеспечения эффективности управления, они становятся звеном, тормозящим внедрение новых современных технологий и бизнес-процессов.
Особенно актуальной задачей является повышение эффективности управления и преодоление указанного противоречия в системах управления энергетической отраслью. Актуальность данной задачи обусловлена совокупностью факторов, основными из которых являются: высокая динамика изменений в отрасли; высокие требования к качеству процессов управления (даже временный дефект в управлении может иметь катастрофические последствия); стратегическая важность отрасли в государственном масштабе. Отмеченное в полной мере относится и к одной из наиболее масштабных организационно-технических структур мониторинга состояния энергетической отрасли - системе органов государственного энергети-
ческого надзора (в настоящее время включена в состав органов технологического и экологического надзора (Ростехнадзор), далее в работе обозначается «Энергонадзор»).
Проблемы управления сложными системами и пути их решения рассмотрены в работах таких отечественных и зарубежных ученых, как Поспелов Д.А., Цыпкин ЯЗ., Глушков В.М., Месарович М., Прангишвили И.В., Трапезников В.А., Беллман Р., Винер Н. [28, 47, 51, 56, 85, 89, 92, 110, 117]. Вопросам разработки НАС и их применения в процессе управления сложными системами посвящены работы: Трахтенгерца Э.А., Растри-гина Л.А., Новикова Д.А., Кузнецова Н.А., Тельнова Ю.Ф., Лемана М.М., Соммервила А., Боэма Б., Виноградова В.И. [1, 18, 43, 44, 52, 55, 73, 77, 95, 100,101,111,112].
Теоретические и практические аспекты проектирования и эксплуатации информационно-аналитических систем для решения задач отраслевого управления в электроэнергетике (в том числе, в органах энергетического надзора) и смежных областях рассмотрены в работах Клименко А.В., Борисова В.В., Титова В.Л., Бобрякова А.В., Вакулко А.Г. [30, 31, 32, 33, 34, 35,36,68,108].
Несмотря на то, что в указанных работах большое внимание уделяется вопросам адаптации информационных систем к изменениям в целевой системе управления и рассматриваются конкретные решения, в современных условиях эти решения не позволяют обеспечить требуемых характеристик в части временных и трудовых затрат на осуществление адаптации [23]. Далее в работе термин «адаптация» («адаптивное сопровождение») используется для обозначения процесса приспособления информационной системы к новым требованиям [43, 101], а термин «адаптируемая» - для обозначения самой информационной системы, технологические и конструктивные характеристики которой позволяют осуществлять адаптацию ее к некоторому спектру изменений [23]. Для обозначения процесса проекти-
рования, позволяющего создавать адаптируемые информационные системы будем использовать термин «проектирование с учетом изменений» [6].
Невозможность эффективной адаптации ИАС на базе известных решений подтверждается и опытом разработки и эксплуатации отраслевой ИАС органов Энергонадзора. В частности, неизбежные частые изменения в структуре и функциях данной ОТС определяют необходимость существенных изменений функциональных требований к ИАС на протяжении всего жизненного цикла, что, с учетом большого числа автоматизированных рабочих мест и номенклатуры версий в них, приводит к значительному росту затрат на их разработку, внедрение и эксплуатацию, существенно снижая эффективность применения. Аналогичная ситуация наблюдается и в других отраслях.
Причиной такой ситуации является постоянный рост темпа изменений бизнес-процессов во всех отраслях, как в государственном, так и в частном секторе, имеющий объективную основу - быстрое изменение экономических условий, рост сложности задач управления, развитие технологий. Период, за который основные бизнес-процессы претерпевают существенные изменения, в настоящее время составляет 12-24 месяцев [23], в то время как методы, модели и технологии проектирования и эксплуатации ИАС, разрабатывались из расчета более длительных изменений (в пределах 5-7 лет). Как следствие, механизмы адаптации, предусмотренные известными методами проектирования ИАС, неэффективны при реализации большого объема изменений в короткие сроки - в общем случае их применение приводит к снижению характеристик качества ИАС, а также влечет существенные дополнительные затраты [102].
Таким образом, в современных условиях, эффективное решение задач адаптации ИАС к изменениям бизнес-процессов отраслевой системы управления, необходимое для обеспечения эффективного управления, требует развития моделей и методов проектирования ИАС, позволяющих учи-
тывать изменения требований на протяжении всего жизненного цикла ИАС и облегчать модификацию в соответствии с новыми требованиями.
Перспективным подходом к созданию адаптируемых ИАС, функционирующих в условиях частых изменений отраслевой системы управления, является модельно-ориентированный подход. При этом эффективность его применения целиком определяется темпами, направленностью изменений в отрасли и их влиянием на ИАС. Отсюда, эффективное применение технологий и методов адаптации, предполагаемое в рамках модель-но-ориентированного подхода, требует разработки методик, позволяющих оценивать целесообразность применения в ИАС конкретных механизмов адаптации, и осуществлять их обоснованный выбор с учетом динамики изменений в конкретной отрасли. Кроме того, технологическая база известных практических реализаций указанного подхода не удовлетворяет современным требованиям, предъявляемым к отраслевым ИАС: в части возможностей реализации множества версий и реконфигурации автоматизированных рабочих мест, а также в части затрат ресурсов на модификацию системы при изменениях бизнес-процессов. Таким образом, для практической реализации эффективной отраслевой ИАС, необходима разработка структуры и модели управления конфигурацией ИАС на этапе эксплуатации, отвечающих указанным требованиям.
С учетом изложенного, актуальной научной задачей, имеющей важное практическое значение является разработка методики построения адаптируемых отраслевых информационно-аналитических систем, позволяющей осуществлять определение изменений функциональных и структурных параметров ИАС с учетом динамики изменений в отрасли, реали-зовывать процедуры рационального выбора комплекса архитектурно-технологических решений, а также модельного и технологического обеспечения, позволяющего реализовывать эффективные процедуры модернизации отраслевых ИАС на этапе их эксплуатации.
Целью работы является разработка методики построения адаптируемых отраслевых информационно-аналитических систем, учитывающей изменения в отраслевой системе управления.
Для реализации указанной цели необходимо решить следующие задачи:
проанализировать процессы и задачи управления бюджетными отраслями (на примере системы органов Энергонадзора) в условиях административной реформы;
провести анализ методов и технологий проектирования современных адаптируемых информационно-аналитических систем;
осуществить классификацию возможных типов изменений в информационно-аналитических системах в зависимости от изменений бизнес-процессов отраслевых систем управления и оценить степень этого влияния;
классифицировать средства адаптации информационно-аналитических систем к изменениям бизнес-процессов в отраслевых системах управления;
разработать методику построения адаптируемых отраслевых информационно-аналитических систем, позволяющую учесть возможные изменения функциональных требований к ИАС на этапе ее эксплуатации;
разработать модель управления конфигурацией адаптируемой информационно-аналитической системы на этапе эксплуатации, а также создать структурную модель адаптируемой ИАС, позволяющую осуществлять адаптацию ИАС на модельном уровне.
апробировать разработанные методику, модели, структуры и средства адаптации при проектировании основных функциональных подсистем отраслевой информационно-аналитической системы органов энергонадзора.
Объектом исследования являются отраслевые информационно-аналитические системы.
Предметом исследования являются методы проектирования отраслевых информационно-аналитических систем, методы и средства адаптации информационных систем к изменениям отраслевой системы управления.
Методы исследования. В диссертационной работе используются методы анализа сложных систем и решения задач управления в отраслевых системах, теории нечетких множеств и интеллектуальной обработки информации, методы функционального и объектного моделирования информационных систем.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Предложена методика построения отраслевых адаптируемых информационно-аналитических систем, характеризующаяся наличием этапа оценки изменений бизнес-процессов и атрибутов системы, использованием модели и алгоритма выбора средств адаптации для разработки рациональной архитектуры и структуры ИАС с учетом изменений в отраслевой системе управления.
Обосновано методическое и разработано модельное и алгоритмическое обеспечение построения адаптируемых информационно-аналитических систем, включающее методику оценки степени влияния изменений бизнес-процессов в отраслевых системах управления на изменения атрибутов ИАС, модель и алгоритм выбора средств адаптации при проектировании отраслевых ИАС, базирующиеся на иерархических методах принятия решений и методах нечеткого вывода.
Предложена модель управления конфигурацией адаптируемой ИАС на этапе эксплуатации, позволяющая реализовать механизмы адаптации информационной системы на модельном уровне и отличающаяся составом компонентов, технологичностью реализации и возможностью ее ав-
томатического синтеза на базе известных моделей этапа проектирования системы. 4. Разработана структура и модельное обеспечение функционирования адаптируемой ИАС, позволяющая практически реализовать предложенную модель управления конфигурацией системы и отличающаяся составом и механизмом взаимодействия блоков. Практическая значимость работы
Разработанная методика построения адаптируемых отраслевых ИАС может практически использоваться при создании адаптируемых отраслевых информационно-аналитических систем в различных отраслях экономики.
Предложенная структура адаптируемой ИАС, основанная на применении модели управления конфигурацией на этапе эксплуатации, может найти широкое применение при построении проблемно-ориентированных систем мониторинга деятельности комплексов поднадзорных объектов (экологический, горный надзоры в составе Ростех-надзора), а также в системах управления общероссийскими производственными корпорациями энергетической отрасли.
Разработанные структура и модельное обеспечение адаптируемой отраслевой ИАС органов Энергонадзора, позволяющие существенно упростить процедуры адаптации и управления системой за счет переноса изменений из области программного кода компонентов ИАС в область модели управления конфигурацией системы на этапе эксплуатации, могут быть использованы в качестве компоненты отраслевой ИАС «Энергоэффективность».
Разработанные функциональные модели и классификация бизнес-процессов производственной деятельности органов Энергонадзора, позволившая сформировать комплекс требований к реализации адаптируемой отраслевой ИАС, могут быть использованы в целях оптимизации бизнес-процессов органов Энергонадзора.
5. Разработанное модельное и алгоритмическое обеспечение построения адаптируемых информационно-аналитических систем может служить теоретической основой для разработки компьютерной системы поддержки принятия решений по выбору технологического аппарата ИАС на этапе проектирования.
Реализация результатов работы. Разработанная методика построения адаптируемых отраслевых ИАС, а также разработанные средства обеспечения адаптации практически использованы при создании:
адаптируемой отраслевой ИАС «Энергоэффективность» органов Энергонадзора - на примере функциональной подсистемы «Мониторинг подготовки и прохождения осенне-зимнего периода» (оценка изменения факторов внешней среды, разработка модели управления конфигурацией на этапе эксплуатации, реализация архитектуры и структуры для системы территориального уровня в Управлении по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по городу Москве);
ИАС поддержки реализации программных мероприятий и мониторинга выполнения раздела «Энергоэффективность энергоемких отраслей промышленности» федеральной целевой программы «Энергоэффективная экономика» (разработка и ввод в эксплуатацию комплекса версий автоматизированных рабочих мест).
Достоверность и обоснованность результатов.
Достоверность научных результатов, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, определяется корректным применением методов системного анализа сложных систем и решения задач управления в отраслевых системах, теории нечетких множеств и интеллектуальной обработки информации, методов функционального и объектного моделирования систем.
Обоснованность теоретических разработок подтверждена вычислительными экспериментами на персональных компьютерах и реальными на-
турными экспериментами на ряде отраслевых ИАС, результаты которых позволяют сделать вывод об адекватности разработанных математических моделей и работоспособности предложенной методики проектирования ИАС.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались Международных научно-технических конференциях «Информационные системы и технологии (Москва, МЭИ (ТУ) 2003 - 2006); Всероссийском научном семинаре РАН «Кибернетика электрических систем» (Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ) 2004), Научно-технической конференции студентов и аспирантов «Информационные технологии, ресурсосбережение, энергетика и экономика» (Смоленск, 2003); Международных научно-технических конференциях «Современные информационные технологии» (Пенза, Пензенский технологический институт 2003,2005,2006).
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами к ним, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 144 страницы машинописного текста содержательной части, 41 рисунок и 18 таблиц. Библиографический список содержит 121 наименование на 10 страницах. Объем приложений составляет 23 страницы.
Основные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся:
Методика построения адаптируемых отраслевых ИАС, позволяющая разработать рациональную архитектуру и структуру системы с учетом изменений в отраслевой системе управления.
Модель управления конфигурацией адаптируемой ИАС на этапе эксплуатации, позволяющая реализовать механизмы адаптации информационной системы на модельном уровне.
Нечеткая модель и алгоритм выбора средств адаптации, позволяющие осуществить рациональный выбор комплекса архитектурно-технологических решений для реализации адаптируемой информацион-
но-аналитической системы с учетом разграничения влияний изменений различных атрибутов системы на выбор средств адаптации; 4. Структура адаптируемой информационно-аналитической системы, позволяющая практически реализовать предложенную модель управления конфигурацией системы.
1. ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОТРАСЛЕВЫХ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
В настоящее время организационно-технические системы (ОТС) являются неотъемлемой частью практически любой техногенной системы, относящейся к различным отраслям экономики. Как уже отмечалось, характерными примерами таких систем являются отраслевые системы управления в бюджетных сферах экономики, надзорных органах федерального уровня, а также системы управления общероссийскими производственными корпорациями, функционирование которых (а, соответственно, и отраслевых ИАС) определяется следующими особенностями:
осуществляется в условиях нестабильности и неопределенности внешней среды: возможны существенные изменения факторов, приводящие к изменению требований к ОТС (и, соответственно, ИАС), составу и алгоритмам выполняемых производственных (и информационных) функций. В качестве примеров внешних факторов влияющих на ОТС и ИАС можно привести: изменения законодательства и содержания нормативно-правовых документов, экономической и политической ситуаций и т.д.;
отсутствие и даже невозможность построения строгих адекватных математических моделей, позволяющих однозначно определять механизмы управления в ОТС [68];
достижение главных целей ОТС обеспечивается иерархической совокупностью локальных целей и критериев качества функционирования ОТС. При этом концептуальное единство и устойчивость функционирования всей ОТС в целом, достигается за счет наличия сложной иерархической системы связей и взаимодействий, и, соответственно необходимо применение распределенной ИАС с мощной коммуникационной системой [30, 31, 108];
наличие на каждом уровне иерархии ОТС совокупности нескольких тесно взаимодействующих компонентов - подсистем и структурных единиц, имеющих свои локальные задачи и цели функционирования, которые должны быть реализованы в виде соответствующих функциональных подсистем ИАС и комплекса автоматизированных рабочих мест сотрудников [23, 32, 34];
распределенность информации, необходимой для решения задач управления в ОТС и различная степень ее актуализации, что требует применения в ИАС соответствующих специализированных методов и средств обработки данных [33,108].
Исследование текущего положения в области применения отраслевых информационно-аналитических систем показывает, что множество систем функционируют в настоящее время с низкой эффективностью. Анализ причин низкой эффективности показывает, что это обусловлено следующими недостатками методов, моделей и технологий их проектирования:
методы анализа и синтеза структурных элементов информационно-аналитических систем при их проектировании рассматривают ОТС как статическую систему с незначительными динамическими свойствами;
методики проектирования содержат рекомендации по обеспечению свойств открытости информационно-аналитических систем, при этом не уделяя внимания вопросам эффективности глубокой модернизации;
имеющиеся методики построения комплексов версий автоматизированных рабочих мест не обеспечивают возможность «перекомпоновки» АРМ при изменении (перераспределении) производственных функций между структурными подразделениями ОТС;
высокие темпы изменений в предметных областях приводят к тому, что уже в первые годы эксплуатации информационные систе-
мы устаревают и не соответствуют функциональным требованиям. В работах [100, 101, 23] показано, что в сложившихся условиях перспективным путем решения указанных задач является проектирование "адаптируемых" ИАС, позволяющих с минимальными затратами трудовых и временных ресурсов существенно изменять структуру и функциональные характеристики системы уже в процессе эксплуатации. В частности, в аналитическом исследовании [23] сказано следующее: "К 2004г. основным требованием к конструкции технической архитектуры будет предоставление возможности быстрого изменения информационных систем. Поскольку, основной причиной неудач в использовании информационных технологий является сокращение жизненного цикла информационных систем, то основной задачей должно стать обеспечение возможности быстрого изменения информационной системы организации в соответствии с изменениями деловых процессов. Информационная система, решающая эту задачу может быть названа "адаптируемой".
Задачи проектирования отраслевых информационно-аналитических систем
Существенные сложности при эксплуатации ИАС создает тот факт, что функциональная пригодность не является статической характеристикой, а существенно изменяется в процессе эксплуатации системы.
Необходимым условием сохранения или улучшения функциональной пригодности ИАС в течение всего срока эксплуатации является ее постоянная модернизация [18]. Отраслевые системы управления, которые являются основным потребителем услуг, предоставляемых ИАС, функционируют в условиях непрерывных изменений целей управления, деловых и административных процессов. Это обусловливает важность обеспечения требуемой степени функциональной пригодности ИАС за счет реализации эффективных механизмов их модернизации.
Эффективность механизма модернизации отраслевых ИАС оценивается по следующим критериям: время, необходимое для реализации изменений (до завершения модернизации ИАС либо простаивает, либо функционирует с низкой степенью функциональной пригодности); трудозатраты, необходимые для модернизации; изменение качества ИАС после модернизации. Эффективным считается механизм, позволяющий с минимальными временными и трудовыми затратами осуществить модернизацию ИАС без потери качества. ИАС, позволяющая в течение продолжительного времени поддерживать требуемую степень функциональной пригодности, реализуя эффективные механизмы модернизации, называется адаптируемой. Существует несколько подходов к процессу модернизации информационных систем [22] в зависимости от области применения и специфики решаемых задач: 1. Сопровождение - заключается в изменении отдельных частей ИС в ответ на изменяющиеся требования с сохранением основной структуры. Этот подход используется наиболее часто и реализуется непосредственно в процессе эксплуатации ИС. 2. Эволюция системной архитектуры - подход более радикальный, чем сопровождение, так как предполагает существенные изменения на уровне архитектуры ИС. Требует перепроектирования ИС. 3. Реинжиниринг. Кардинально отличается от вышеприведенных подходов, так как подразумевает существенный пересмотр и переосмысление имеющихся методологий и технологий. При реинжиниринге обычно затрагиваются все компоненты системы. Требует перепроектирования ИС.
Области применения рассмотренных стратегий модернизации ИС можно проиллюстрировать с использованием «термодинамического» подхода [54, 76], в соответствии с которым считается, что процессы обработки информации, как и процессы ввода энергии в систему, имеют своей целью остановить тенденцию перехода системы в состояние с большей энтропией. Эти процессы можно рассматривать как попытку системы достичь состояния равновесия и сохранить его, т.е. пребывать в пределах «информационного гомеокинетического плато». На рисунке 1.2 приведена иллюстрация такого «плато». Суммарное внешнее управляющее воздействие на информационную систему (см. по горизонтали) обусловлено как внешними управляющими, так и информационными потоками. Оно задает возможные воздействия (внутреннее управление) на состояния целевой системы, в которых данная система может находиться.
Плато А\, А2, В), В2 определяет диапазон возможного изменения состояний системы, характеризующих устойчивое функционирование при котором обеспечивается требуемая степень функциональной пригодности ИС. Кроме того, оно определяет область, в которой возможна модернизация ИС с использованием стратегии сопровождения. При выходе за пределы гомеокинетического плато, стратегия сопровождения не обеспечивает сохранения функциональной пригодности ИС.
Слева от Bi находится область «развала» системы при потере ею «накопленного опыта» - в этой области применяется стратегия реинжиниринга ИС. Справа от В2 находится область, в которую система переходит в случае, когда изменение структуры настолько велики, что это ведет к практической потере имевшегося образа системы - здесь применяется стратегия эволюции системной архитектуры ИС. Из описания стратегий следует, что сопровождение ИС всегда требует меньше затрат ресурсов, поскольку не подразумевает перепроектирования, которое всегда сопряжено с существенными затратами. Отсюда следует, что по приведенным выше критериям, для отраслевой ИАС наиболее эффективной всегда является стратегия сопровождения. Однако, применение данной стратегии ограничено следующими факторами: обеспечение требуемых характеристик ИАС с использованием стратегии сопровождения возможно лишь в пределах гомеокине-тического плато. Конфигурация гомеокинетического плато для каждой ИАС определяется характеристикой ее качества - сопро-вождаемостью [16, 17]. В свою очередь, сопровождаемость определяется применяемыми архитектурными и технологическими решениями, заложенными при проектированиии и не может быть изменена в процессе эксплуатации ИАС без ее перепроектирования; сопровождаемость тесно связана с другими характеристиками качества ИАС - надежностью и временной эффективностью. Достижение высоких значений сопровождаемости требует дополнительных затрат и (или) ведет к ухудшению связанных с ней характеристик качества [78, 79]. в общем случае справедливо следующее утверждение - модернизация ИС обязательно приводит к нарушению ее структуры, чем обусловливает снижение качества [18]. Сохранение же структуры требует дополнительных затрат.
Методика оценки степени влияния изменений бизнес-процессов сложных отс на изменения атрибутов
Изменения представленных в таблице 2.1 бизнес-процессов ОТС существенно различаются по своему воздействию на изменения ИАС. Анализ степени влияния изменений бизнес-процессов ОТС на изменения информационно-аналитической системы позволит выработать и обосновать требования к составу и характеристикам средств адаптации при проектировании ИАС с учетом изменений на этапе эксплуатации. Исходными посылками разработки данной методики являются следующие: число сравниваемых факторов (возможных типов изменений бизнес-процессов ИАС) составляет 5-7; необходимо оценить степень значимости (друг относительно друга) этих факторов в зависимости от их влияния на целевую функцию, а именно, на степень изменения ИАС; для отображения различных мнений экспертов, вследствие характера оцениваемой информации, сложно использовать какой-либо вероятностный закон распределения. Данные требования позволяют определить этапы методики, а также обосновать метод обработки - метод анализа иерархий (МАИ) [25, 98], основное преимущество которого заключается в способности сравнивать плохо формализуемые, имеющие разную физическую природу свойства [75]. Поскольку, оценка нормированного «веса» отдельно взятого типа изменения бизнес-процесса для конкретного процесса - сложный, плохо формализуемый процесс, то использование МАИ в данной методике как нельзя более оправдано. Кроме того, использование МАИ обеспечивает гибкость механизма получения обобщенного показателя оценки степени влияния изменений бизнес-процессов сложных ОТС на изменения атрибутов информационно-аналитических систем. Рассмотрим основные этапы методики и особенности ее реализации в соответствии с принятыми исходными посылками. Этап 1. Выделение бизнес-процессов ОТС, изменяемых в результате ее функционирования и развития. Этап 2. Выделение атрибутов И АС, изменяемых на этапе эксплуатации. Изменения бизнес-процессов ОТС приводят к следующим возможным типам изменений в ее информационно-аналитической системе: изменение состава рабочих мест и функционального наполнения рабочего места пользователя; изменение логики исполнения бизнес-процессов; изменение алгоритмов обработки информации; изменение состава информации и структуры информационной базы; изменение интерфейсов ввода и корректировки информации; изменение фильтров и запросов на получение информации; изменение интерфейсов просмотра и вывода информации. Указанные типы изменений могут быть сгруппированы относитель но атрибутов ИАС следующим образом: изменения структуры: состава рабочих мест; функционального наполнения рабочего места пользователя; изменения логики функционирования: логики исполнения бизнес-процессов; алгоритмов обработки информации; фильтров и запросов на получение информации; информационные изменения: состава информации; содержания информации; структуры информационной базы. Этап 3. Построение иерархической структуры проблемы оценки степени влияния изменений бизнес-процессов сложных ОТС на изменения атрибутов ИАС Исходя из необходимости решения данной задачи строится трехуровневая иерархическая структура в виде графа подчиненности, характеризующего исследуемую проблему в виде, представленном на рисунке 2.3. На верхнем уровне иерархии определена цель оценки. На втором уровне выделены типы изменений атрибутов ИАС. На третьем уровне иерархической структуры расположены классы бизнес-процессов ОТС. Этапы 1-3 данной методики реализуются предварительно сформированной группой аналитиков, задачами которой являются выбор (или разработка) метода опроса, отбор экспертов, проведение опроса, анализ и обобщение информации [96, 98, 119]. Объем, сложность и специфика задач, возлагаемых на группу аналитиков, требуют включения в ее состав высококвалифицированных специалистов в следующих областях: в предметной области, для которой предназначена проектируемая ИАС; по организации бизнес-процессов в целевой ОТС; в области автоматизации систем и процессов управления, разработки ИАС, информационных технологий. Этап 4. Проведение экспертного опроса и формирование матриц парных сравнений Для всех уровней иерархической структуры для каждой группы оцениваемых факторов строятся матрицы парных сравнений. Для этого проводится экспертный опрос путем парного сравнения факторов в каждой группе по отношению к вершине рассматриваемого подграфа подчиненности. При проведении экспертного опроса, на основе результатов предварительных исследований, приняты следующие положения: число экспертов не превышает 20; необходимо учитывать градацию экспертов по уровню компетенции; необходимо учитывать возможную несогласованность как мнений отдельного эксперта, так и во мнениях всех экспертов; опрос экспертов проводится за один этап, при этом эксперты отвечают на вопросы анкеты независимо друг от друга. Для проведения экспертного опроса в соответствии с выбранным методом с целью установления относительной значимости изменений бизнес-процессов сложных ОТС на изменения атрибутов ИАС используется шкала отношений (таблица 2.2), которая позволяет интерпретировать представленную иерархическую структуру - установить оценку в соответствии со степенями значимости одного сравниваемого типа изменении перед другим.
Разработка модели управления конфигурацией адаптируемой иас на этапе эксплуатации
Модель управления конфигурацией на этапе эксплуатации предназначена для решения двух задач: уменьшения трудоемкости внесения изменений в эксплуатируемую систему путем максимального переноса изменений из области программного кода в область модели; формирования множества версий ИАС из определенного набора компонентов (функций) для использования в локальных узлах отрасли. В работе исследуются распределенные отраслевые ИАС с централизованным механизмом проектирования (все работы по проектированию и реализации ИАС выполняются единым центром). В этом случае при проектировании ИАС сначала создается максимально функционально насыщенная центральная версия, охватывающая все возможные бизнес-процессы, сущности и функции узлов отрасли, после чего из центральной ИАС формируются версии для узлов отрасли. Задача формирования версий ИАС для узлов отрасли решается в следующей последовательности: исследуется номенклатура подсистем ИАС, и определяются подсистемы, которые необходимо использовать в конкретном узле; определяется набор бизнес-процессов для каждой подсистемы и функции, обеспечивающие их выполнение; определяются индивидуальные особенности узлов и ставятся задачи на доработку компонентов (поскольку рассматривается механизм централизованного проектирования, то здесь понимается расширение всей системы индивидуальными реализациями); из репозитория компонентов выбираются объекты, обеспечивающие выполнение функций, определенных на предыдущем этапе; определяются сущности БД, необходимые для обеспечения информационной потребности выбранных функций и формируется модель данных узла; с учетом организационной структуры и номенклатуры пользователей узла формируются АРМ узлов; сформированная версия ИАС передается на узел. Как видно из перечисленных этапов, задача первоначального формирования версий охватывает все возможные изменения. Поэтому, изменение версий ИАС на этапе эксплуатации происходит аналогично, различие лишь в том, что оно может начинаться с любого этапа и им же ограничиваться, либо затрагивать несколько этапов в любой последовательности.
Перечисленные этапы, кроме доработки функций, целиком могут быть выполнены на модельном уровне, что позволяет существенно упростить процесс формирования версий и их дальнейшего изменения.
Поскольку ни одна из перечисленных выше моделей, разрабатываемых на этапе проектирования системы, не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к модели эксплуатации, необходима разработка такой модели. При этом, поскольку описанные модели охватывают все аспекты ИАС и на их основе можно получить полное модельное описание системы (3.1), то, очевидно, их можно использовать для формирования модели этапа эксплуатации без разработки дополнительных специализированных моделей.
Прежде чем определять состав данных модели этапа эксплуатации рассмотрим модель системы, позволяющую реализовывать приведенные выше изменения на модельном уровне (назовем ее «модель настройки»). Такая модель должна отражать номенклатуру пользователей узлов системы, бизнес-процессов, функций, узлов и сущностей БД, а также связи между всеми перечисленными элементами. Учитывать в модели номенклатуру подсистем нецелесообразно, поскольку, во-первых, подсистем небольшое количество и выбор их очевиден, а во-вторых, подсистемы обладают свойством функциональной завершенности и независимости, следовательно, нет необходимости разрабатывать единую модель для всей ИАС. То есть, модель этапа эксплуатации ИАС может быть разработана независимо от модели ИАС, что позволит также упростить модель настройки ИАС.
Анализ бизнес-процессов в системе энергонадзора и формирование требований к отраслевой
В соответствии с нормативной документацией органы Энергонадзора осуществляют следующие основные виды деятельности (модель процессов приведена в приложении П.2): 1. Нормативно-правовая деятельность.
Нормативно-правовая деятельность включает анализ практики применения законодательных актов Российской Федерации, нормативных правовых актов Президента Российской Федерации и Правительства Российской Федерации, разработку и представление предложений по совершенствованию указанных актов. Также органы Энергонадзора участвуют в выполнении мероприятий, предусмотренных ежегодными планами законопроектной деятельности Правительства Российской Федерации, организуют разработку и разрабатывают проекты нормативных правовых актов
Службы, относящихся к сфере деятельности Управления по энергетическому надзору ФС ЭТАН. В целях повышения эффективности деятельности органов Энергонадзора проводится анализ результатов инспекций, и подготавливаются предложения по совершенствованию структуры и форм государственного контроля и надзора в сфере деятельности Управления. 2. Государственный контроль и надзор Деятельность по реализации функций государственного контроля и надзора включает надзор за соблюдением, в установленной сфере деятельности, требований безопасности в электроэнергетике (технический надзор и контроль в электроэнергетике), в том числе: за техническим состоянием и безопасным обслуживанием оборудования и основных сооружений электростанций, электрических сетей энергоснабжающих организаций, электрических и тепловых установок потребителей; за соблюдением требований безопасности при вводе в эксплуатацию топливо- и энергопотребляющих объектов. Также осуществляется контроль за соблюдением организациями правил устройства электрических установок, технической эксплуатации электрических и тепловых сетей и требований безопасности при их эксплуатации, правил охраны электрических сетей. Исполнение функций осуществляется путем организации и участия в проведении проверок (инспекций) соблюдения юридическими и физическими лицами требований законодательства Российской Федерации, нормативных правовых актов, норм и правил в установленной сфере деятельности Управления. Отдельным важным направлением является организация и проведение анализа нарушений требований электробезопасности, произошедших на поднадзорных объектах. 3. Лицензионная и разрешительная деятельность Участие в лицензировании осуществляется в соответствии с [115] и включает лицензирование деятельности по эксплуатации электрических и тепловых сетей (за исключением случая, если указанная деятельность осуществляется для обеспечения собственных нужд юридического лица или индивидуального предпринимателя). Также органы Энергонадзора участвуют в установленном порядке в выдаче разрешений на применение конкретных видов (типов) технических устройств на опасных производственных объектах (в установленной сфере деятельности) и на эксплуатацию поднадзорных гидротехнических сооружений. Для выполнения данной функции в составе организационно-штатной структуры выделяются органы сертификации и лицензирования. 4. Экспертная деятельность Экспертная деятельность включает экспертизу промышленной безопасности и участие в экспертизе безопасности объектов использования атомной энергии. Также при необходимости органы Энергонадзора осуществляют экспертизу законопроектов и нормативных актов, разрабатываемых смежными управлениями службы и Министерством промышленности и энергетики. 5. Участие в реализации федеральных целевых программ (ФЦП) На стадии формирования ФЦП органы Энергонадзора организуют подготовку и подготавливают предложения по формированию государственных научно-технических и федеральных целевых программ в части работ по обеспечению безопасности поднадзорных объектов. На стадии исполнения ФЦП органы Энергонадзора выполняют функции заказчика научно-исследовательских работ, проводимых с целью обоснования и формирования требований к обеспечению безопасности поднадзорных объектов. Проведенный анализ целей, задач и видов деятельности органов Энергонадзора позволяет классифицировать бизнес-процессы в системе Энергонадзора в соответствии с критериями, рассмотренными ранее. Классификационные определения для различных классов бизнес-процессов в системе
