Введение к работе
Актуальность темы диссертационной работы обусловлена новой методологией управления ресурсами в современной экономике государства. Управление должно быть:
результатом всестороннего, в том числе количественного анализа экономической предпочтительности намеченных к реализации работ по совершенствованию деловых процессов данной системы;
результатом скрупулезной балансировки целей и ресурсов, которые должны быть выделены на их достижение.
Такой подход позволяет рационально использовать миллиардные средства, выделяемые на развитие больших систем административно-организационного управления (АОУ). Достигаемый при этом экономический эффект оправдывает разработку соответствующих инструментов формирования управлений. В этой связи тема диссертационной работы, посвященной решению проблем создания инструментальных средств для формирования управлений процессами развития больших систем АОУ, представляется актуальной.
Цель исследований заключается в разработке методологии управления процессами развития больших систем АОУ, теории и методов построения информационно-расчетных подсистем, в рамках которых рассматриваемые управления отрабатываются в режиме распределенной обработки информации. Программных подсистем, средствами которых продуцируются и оцениваются альтернативы возможного достижения целей развития, формируется перечень мероприятий и программа работ, включающая, в том числе, работы по использованию данных авиационных и космических систем.
Объект исследования - большие системы АОУ, являющие собой множество переменного во времени состава разнородных субъектов различного уровня иерархии, распределенных на территории больших пространств и объединенных административными и/или экономическими связями в единое целое, каждый из которых, либо самостоятельно, либо во взаимодействии с другими субъектами решает определенную для него часть известной совокупности задач данной системы.
Предмет исследования - деловой процесс формирования программ развития больших систем АОУ, которые в совокупном перечне работ содержат, в том числе работы, по созданию или модернизации функциональных технологий, базирующихся на данных авиационных и/или космических информационных систем.
Формулировка решаемой проблемы - создание технологий и инструментальных средств для поиска рациональных инвестиций в развитие больших систем АОУ на основе прогнозных количественных оценок последствий принимаемых решений методами математического моделирования.
Задачи исследований. На основании анализа особенностей и свойств систем АОУ, а также наблюдаемой практики их развития разработать методологию управления процессами развития, методические и организационные вопросы построения инструментальных средств, необходимых для их формирования, в том числе:
1. Разработать методологию управления процессами развития,
главными компонентами которой являются:
критерии оценки альтернатив развития систем;
унифицированные описания систем АОУ, позволяющие автоматизировать процесс поиска тех элементов, которые требуют своего совершенствования в первоочередном порядке;
методики оценки характеристик качества управлений ресурсами и деловыми процессами, которые реализуются в системах АОУ;
методики оценки деловых процессов производственного типа на предмет их эффективности;
организационные схемы, с помощью которых должны решаться вопросы включения в состав деловых процессов рассматриваемых систем инновационные технологий, опирающиеся, в том числе, на возможности авиационных и космических информационных систем.
2. Разработать теорию и методы построения инструментальных
средств, необходимых для формирования управлений процессами
развития, которые позволяют на основе системных принципов и
формализованных методов, в том числе в автоматизированном режиме
продуцировать требуемые технологические средства. Создать линейку
программных решений, которые образуют полнофункциональный набор
инструментальных средств подсистем формирования управлений
процессами развития больших систем АОУ, в том числе развитием
технологий, которые опираются на данные авиационных и космических
систем.
3. Разработать организационные решения по развертыванию
компонентов подсистемы управления развитием в составе средств
автоматизации больших систем АОУ, а также по их функционированию в
режиме распределенной обработки информации и оценки альтернатив при
формировании соответствующих управлений. Разработать решения,
которые учитывают особенности построения средств автоматизации
предметных областей и формирование управлений в больших системах
АОУ.
4. Разработать методические положения и решения по поддержке
информационных ресурсов и инструментальных средств подсистем
формирования управлений развитием в актуальном состоянии, а также по
их совершенствованию с целью формирования управлений требуемого
уровня качества.
Методология исследований основывается на положениях общей теории систем и системного анализа в управлении, теории моделирования и идентификации систем, теории анализа данных методами OLAP и Data Mining, теории выбора и принятия решений, объектно-ориентированной технологии проектирования прикладных программных систем, а также положениях опытно-теоретического метода испытания сложных систем.
Научная новизна исследований состоит в разработке методологии построения подсистем управления процессами развития больших систем АОУ, базисными положениями которой являются:
формализованные методы описания и анализа систем и их деловых процессов, которые в отличие от известных решений унифицированным образом описывают системы АОУ и позволяют автоматизировать поиск их элементов, подлежащих совершенствованию в первоочередном порядке;
теория определения и унифицированная технология разработки инструментальных средств формирования управлений, позволяющая автоматизировать процесс их создания, которая в отличие от известных решений опирается на методологию тензорного исчисления, что позволяет синтезировать сложные аналитические зависимости и автоматизировать процедуру поиска моделей требуемого уровня совершенства;
методические принципы и организационные решения по формированию управлений в режиме распределенной обработки информации и принятия решений, которые в отличие от известных подходов решают настоящую задачу методами моделирования процессов подготовки искомых управлений в инструментальной среде ARIS.
Обоснованность и достоверность результатов исследований:
обеспечивается корректным применением математических методов анализа деловых процессов, а также синтеза инструментальных средств подсистем управления процессами развития;
подтверждена широким обсуждением и экспертизой материалов диссертации специалистами в области системного анализа, математического моделирования, а также в области систем поддержки и принятия решений;
удостоверена практикой эксплуатации предлагаемых решений в составе больших систем АОУ.
Практическая значимость и внедрение результатов работы. Практическая значимость результатов, полученных в ходе проведения диссертационных исследований заключается в том, что разработанные решения позволяют повысить эффективность инвестиций финансовых средств в развитие больших систем АОУ. Предлагаемые решения можно использовать также в составе систем меньшего масштаба для решения, в том числе, иных задач управления.
Разработанные решения по описанию больших систем АОУ многоиндексными функциями многоиндексных переменных и предложенные показатели оценки уровня их совершенства позволяют автоматизировать процедуру выявления элементов, повышение производственной и/или экономической эффективности которых является первоочередными задачами их развития.
Разработанное правило дифференцирования многоиндексных функций многоиндексных переменных унифицирует процедуры определения сложных функциональных зависимостей в классе регрессионных и статистических моделей, а также моделей динамических систем и объектов. Оно упрощает задачу определения моделей, множество искомых параметров которых представляет собой много индексный объект валентности выше второго порядка (гиперкуб с числом измерений более 2-
X).
Разработанные понятия управляемости, наблюдаемости и идентифицируемости систем АОУ определяют методологию построения информационного обеспечения процессов управления развитием, а также методологию осуществления наблюдений за деловыми процессами и ресурсами систем этого класса.
Разработанное, программное решение по организации наблюдений за деловыми процессами, текущим состоянием и динамикой ресурсов в больших системах АОУ позволяет органу управления в оперативном режиме получать очищенную от шумов информацию, необходимую, как для осуществления функций управления, так и для поддержки в актуальном состоянии исходных данных и инструментальных средств, использующихся для формирования искомых управлений.
Разработанные предложения по включению в состав деловых процессов больших систем АОУ технологий, опирающихся на данные авиационных и космических систем, позволяют выбирать (из множества возможных) экономически рациональное подмножество решений.
Основные результаты диссертационной работы внедрены в Федеральном агентстве кадастра объектов недвижимости Министерства экономического развития РФ, ФГУП «Федеральный кадастровый центр «Земля», Государственном университете по землеустройству, ОАО «Концерн ПВО «Алмаз-Антей», ОАО «Машиностроительное конструкторское бюро «Факел», что подтверждается соответствующими актами о внедрении.
На защиту выносятся следующие основные научные положения:
1. Методология управления процессами развития больших систем АОУ, включающая следующие основные положения:
определения базисных сущностей семантики систем АОУ, в том числе понятий центров действий и центров деятельности, потенциала системы, производственной нагрузки на систему и ее элементы;
математическая формализация задачи развития как задачи рациональных инвестиций, отвечающих ограничениям, которые присущи большим системам АОУ;
канонические формы математического описания организационного построения и характеристик больших систем АОУ, а также их деловых процессов, позволяющие автоматизировать процесс выявления элементов, подлежащих совершенствованию в первоочередном порядке;
методики расчета и правила агрегирования потенциалов субъектов систем АОУ, а также нормативов для оценки производственной нагрузки на субъекты систем и их элементы;
принципы формирования искомых управлений в режиме распределенной обработки информации.
2. Теория определения и унифицированная технология разработки
инструментальных средств формирования управлений, включающая:
определения понятий управляемости, наблюдаемости и идентифицируемости систем АОУ и их элементов;
теоретические положения для разработки средств информационного обеспечения процессов управления развитием больших систем АОУ;
методические положения по организации наблюдений и построению программно-технических средств осуществления наблюдения за состоянием и динамикой материальных ресурсов, деловых процессов и производственных участков систем АОУ;
положения опытно-теоретического подхода к построению моделей систем, унифицированные формы описаний и алгоритмы определения сложных зависимостей в классе регрессионных, статистических и динамических моделей, в том числе нелинейных динамических систем, по ограниченной выборке экспериментальных данных;
правило дифференцирования многоиндексных функций многоиндексных переменных, формализующее процедуры определения аналитических инструментов систем управления процессами развития;
методики поддержки информационных ресурсов и аналитических инструментов в актуальном состоянии в условиях повседневной эксплуатации систем управления процессами развития больших систем АОУ.
3. Методические положения и организационные решения по
формированию управлений в режиме распределенной обработки
информации и принятия решений, в том числе:
методики организационного построения и функционирования
систем управления процессами развития при формировании
соответствующих управлений и в условиях повседневной эксплуатации;
диаграммы целесообразного развертывания в составе средств автоматизации больших систем АОУ информационных и аналитических инструментов системы управления процессами их развития;
методика выбора из множества возможных экономически рационального подмножества деловых процессов, функционирование которых предполагает использование данных авиа- космических систем;
технологии и порядок формирования оперативных алгоритмов использования информационных средств и аналитических инструментов управления процессом развития больших систем АОУ по своему функциональному предназначению;
предложения по использованию потенциала инструментальных средств формирования программ развития больших систем АОУ в условиях повседневной деятельности в интересах иных задач управления.
4. Технологические решения для программно-технических систем управления процессами развития больших систем АОУ, в том числе:
универсальное централизованно управляемое программно-техническое решение по организации наблюдений за деловыми процессами систем АОУ, их участками производственной деятельности, а также различными ресурсами таких систем и их динамикой;
алгоритмическое и программное решение для оценки данных наблюдений на предмет их достоверности;
методический аппарат формирования решений по оснащению субъектов систем АОУ средствами вычислительной техники и связи.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы неоднократно докладывались на конференциях и семинарах, проводимых:
кафедрой Информационных технологий в управлении Российской академии государственной службы при Президенте РФ;
кафедрой Автоматизированных систем управления Московского государственного горного университета на научных симпозиумах «Неделя горняка» в 2005, 2006, 2007 годах;
отделом Математического моделирования экономических систем Вычислительного центра им. А.А. Дородницина РАН.
Основные положения работы вошли в курс лекций по дисциплине «Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления», который включен в учебный план кафедры Автоматизированных систем управления в Московском государственном горном университете в рамках подготовки специалистов по специальности 230102 - «Автоматизированные системы обработки информации и управления».
Публикации. Основные положения диссертационного исследования опубликованы в 49 работах общим объемом более 50 п.л., в том числе авторский вклад составляет - 44,3 п.л. Среди упомянутых работ 12
представлены в журналах, определенных ВАК Минобрнауки России для опубликования результатов докторских диссертаций.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, включающих 18 параграфов, заключения, списка использованных источников из 235 наименований и двух приложений. Работа изложена на 374 страницах основного текста и содержит 48 рисунков и 2 таблицы. Структура работы отражает общую идею и логику проведения исследования.
Похожие диссертации на Разработка методологии управления процессами развития больших систем управления с использованием авиационной и космической информации
