Введение к работе
Актуальность работы и степень ее разработанности. Современные информационные технологии позволяют повысить эффективность управления документооборотом в организации за счет автоматизации и стандартизации процессов работы с электронными документами. Использование систем управления электронным документооборотом (СУЭД) при автоматизации научной и образовательной деятельности открывает новые возможности по оптимизации бизнес-процессов, управлению персоналом, хранению и обработке информации, организации электронного архива.
В сфере высшего образования СУЭД направлены, прежде всего, на повышение эффективности научно-инновационной деятельности, уровня автоматизации обучения студентов и работы научно-педагогического персонала, совершенствование контроля успеваемости студентов, упорядочение хранения и использования документации, повышение эффективности менеджмента качества сложных организационных систем и т.д. При этом необходимо учитывать особенности научно-инновационной деятельности: непостоянство структуры документооборота из-за влияния внешних и внутренних воздействий на структуру научно-образовательной организации; невозможность полного устранения бумажного документооборота; наличие специфических объектов документооборота, представленных множеством взаимосвязанных документов с необходимостью обработки не только текущих данных, но и полученных на предыдущих этапах (например, научно-исследовательские проекты).
Проблемы разработки, моделирования и оптимизации СУЭД ставились и частично решались в работах следующих ученых: М. Ю. Круков-ский, А. А. Городилов, А. В. Попов, М. А. Керносов, Д. Б. Ельчанинов, П. В. Барташевич, Ф. С. Воройский, В. Б. Барахнин, Н. В. Келдыш, В. К. Иванов и др., в том числе для научно-образовательных учреждений: А. М. Гудов, С. Ю. Завозкин, Я. В. Ланг, И. Г. Захарова и др. Среди зарубежных ученых стоит отметить G. Salton, K. L. Ryan, S. G. Lee, Eng Wah Lee, Z. Nikoli, Albert Cervera, S. Henderson, B. Frohmann и др.
Анализ подходов к моделированию процессов документооборота показал, что существующие математические модели не учитывают такие важные компоненты СУЭД, как внутренняя структура и механизм смены состояний документов, взаимосвязи между ними, условия выполнения операций над документами, а также разграничение доступа пользователей к ним, инструменты по формализации жизненных циклов документов и т.д. Поэтому актуальной проблемой в научном и практическом плане является разработка СУЭД, включающей вышеперечисленные компоненты и позволяющей повысить экономическую эффективность и производительность не только документооборота, но и научно-образовательного учреждения.
Работа выполнялась в соответствии с программой стратегического развития ФГБОУ ВО «ТГТУ» на период 2014 – 2018 гг., планом работ по гос. заданию 2014/219 «Разработка единой информационной системы управления образовательной и научно-инновационной деятельностью университета как опорного вуза региональной экономики» и программой «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («У.М.Н.И.К.») по проекту «Автоматизированная система управления документооборотом научных исследований и разработок».
Целью работы является повышение экономической эффективности и производительности документооборота научно-образовательного учреждения за счет разработки и использования СУЭД. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
-
Анализ существующих подходов к моделированию и построение математической модели СУЭД с учетом жизненного цикла документов, разграничения доступа пользователя, поиска информации, формирования документов в СУЭД.
-
Разработка классификаций типовых операций над документами, информационных потоков, компонентов модулей информационной системы управления.
-
Разработка критерия оптимизации СУЭД, учитывающего программные и аппаратные параметры информационной системы управ-ления.
-
Постановка и решение задачи структурно-параметрического синтеза СУЭД научно-образовательного учреждения, которые учитывают структуру и особенности документооборота в предметной области.
-
Разработка алгоритма структурно-параметрического синтеза СУЭД научно-образовательного учреждения.
6. Разработка алгоритмического и программного обеспечения СУЭД.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования является
система управления электронным документооборотом научно-образовательного учреждения. Предметом исследования являются математические модели и алгоритмы структурно-параметрического синтеза СУЭД научно-образовательного учреждения.
Научная новизна и положения, выносимые на защиту:
1. На основе теоретических и прикладных исследований системных связей, закономерностей движения и жизненного цикла документов впервые поставлена и решена задача структурно-параметрического синтеза СУЭД научно-образовательного учреждения, что позволяет повысить экономическую эффективность и производительность научно-образовательного учреждения за счет электронного документооборота, оптимизации структуры, программных и аппаратных характеристик СУЭД.
-
Разработана математическая модель СУЭД научно-образовательного учреждения, отличающаяся математическим описанием программных, аппаратных и структурных параметров информационной системы управления, операций смены состояний документов и условий их выполнения с учетом правил разграничения доступа и позволяющая провести теоретико-множественный анализ предметной области при разработке алгоритмического и программного обеспечения СУЭД.
-
Впервые разработана классификация элементарных структур информационных потоков электронного документооборота, позволяющая построить графы множеств состояний объектов документооборота и осуществить формализацию и программную реализацию в СУЭД процессов движения и взаимодействия документов.
-
Предложен модифицированный критерий экономической эффективности СУЭД, основанный на оценке качества информационных систем и отличающийся учетом затрат на бумажный документооборот, разработку СУЭД и ограничений на окупаемость, производительность, качество работы и степень удовлетворенности сотрудников научно-образовательной учреждения.
-
Впервые разработан оригинальный алгоритм структурно-параметрического синтеза СУЭД, основанный на применении модульного принципа построения информационных систем и использовании функциональных диаграмм в нотации IDEF0, что позволяет сократить время и объем выполняемых работ при разработке алгоритмического и программного обеспечения СУЭД.
Теоретическая значимость диссертации заключается в постановке задачи структурно-параметрического синтеза СУЭД научно-образовательного учреждения; разработке математической модели СУЭД и классификации типовых структур информационных потоков, операций над документами, компонентов модулей СУЭД; разработке алгоритма структурно-параметрического синтеза СУЭД.
Практическая значимость представлена разработанной СУЭД научно-образовательного учреждения, позволяющей повысить экономическую эффективность, производительность документооборота и научно-образовательного учреждения:
1. С использованием алгоритма структурно-параметрического синтеза разработаны модули СУЭД: «Подсистема отдела патентования и защиты интеллектуальной собственности», «Подсистема управления подготовки и аттестации кадров высшей квалификации», «Подсистема управления НИОКР».
Разработанные модули позволили перейти от бумажного документооборота к электронному, осуществить формирование электронных версий документов, применить современные методы обработки массивов статических данных. Пользователями СУЭД являются аспиранты,
сотрудники Департамента науки ТГТУ, преподаватели, молодые ученые университета.
2. Внедрение комплекса разработанных модулей СУЭД позволило повысить экономическую эффективность и производительность документооборота научно-образовательного учреждения (ФГБОУ ВО «ТГТУ») в 1,9 и 4,3 раза соответственно. При этом информационная система управления обеспечивает требуемый уровень качества и степень удовлетворенности взаимодействующих с ней сотрудников организации.
Полученные результаты научно обоснованы и доказывают применимость разработанного алгоритма структурно-параметрического синтеза СУЭД для повышения экономической эффективности и производительности документооборота научно-образовательного учреждения.
Соответствие специальности научных работников. Диссертационная работа выполнена в соответствии с пунктами 2, 3, 7 паспорта специальности 05.13.01 «Системный анализ, управление и обработка информации».
Методология и методы исследования. В диссертационной работе использовались методы системного анализа, теории автоматического управления, математического моделирования, оптимизации, теории множеств и графов.
Степень достоверности полученных результатов подтверждается обоснованным применением верифицированного математического аппарата, использованием апробированных методов системного анализа, теории множеств, теории графов, теории автоматического управления, соответствием теоретических положений и практических результатов в виде программных продуктов, подтвержденных свидетельствами о государственной регистрации программ для ЭВМ.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее результаты обсуждались и получили положительные отзывы на: VI Всероссийской научно-практической конференции «Машиностроение – традиции и инновации» МТИ-2013 (Москва, 2013); IV Международной научно-практической конференции «Актуальные направления фундаментальных и прикладных исследований» (North Charleston, USA, 2014); I и II международных научно-практических конференциях «Виртуальное моделирование, прототипирование и промышленный дизайн» (Тамбов, 2014–2015); Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» ММТТ-27 (Тамбов, 2014) и ММТТ-28 (Саратов, 2015); 15th International Multidisciplinary Scientific GeoConference & EXPO SGEM (Болгария, 2015); XX Юбилейной Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Новые информационные технологии в научных исследованиях» (Рязань, 2015); Международной научно-практической конференции «В. И. Вернадский: устойчивое развитие регионов» (Тамбов, 2016).
Публикации. По материалам исследований опубликовано 27 печатных работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК для
публикации результатов кандидатских и докторских диссертаций, 6 статей в журналах, индексируемых в Web of Science и Scopus, 1 монография, 5 свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 216 страницах основного текста и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (148 наименований) и 6 приложений.