Введение к работе
Для решения сложных проблем (технических, социальных, научных, экономических), стоящих перед обществом, требуется организованная и согласованная деятельность многих людей и средств производства. Такая деятельность осуществляется в рамках искусственных, созданных человеком формирований, называемых организационно-техническими системами (ОТС), количество которых в стране измеряется тысячами и продолжает расти. Одним из классов организационно-технических систем, решающих учебно-научно-производственные задачи, являются производственно-образовательные комплексы (ПОК). В 40-х - 60-х гг. XX в. такие комплексы возникали и развивались в основном вокруг промышленных предприятий (например, заводы-втузы). В конце XX - начале XXI вв. ПОК возникают, как правило, вокруг университетов.
Огличительными особенностями современных производственно-
образовательных комплексов являются: наличие мпогопрофильности производства средств производства, вклад существенных ресурсов в сферу создания и обеспечения инфраструктуры для основного производства, высокая степень замкнутости, внутреннее и функциональное многообразие системы. ПОК относятся к большим системам, которые, согласно классическим представлениям (У. Росс Эшби), называются сложными, то есть не поддающимися целостному единовременному охвату некоторого наблюдателя. При управлении такими системами возникают проблемы, связанные с отсутствием у лиц, принимающих решения, достоверной информации о всей системе в целом, что приводит к неэффективным, а зачастую к губительным для существования системы решениям.
Получение, обобщение и представление достоверной информации о самой системе и окружающей ее среде представляет собой сложную научно-техническую проблему. Существующие в настоящее время автоматизированные системы управления ориентированы чаще всего на конкретные производства и не решают этой проблемы в целом, а распределенные корпоративные сети сосредоточены на узких вопросах информационного обмена и страдают от отсутствия общего подхода к подготовке и формированию управленческих решений.
Отмечающийся рост количества ПОК в сочетании с системами управления, не соответствующими современному уровню, приводит к снижению эффективности их деятельности; таким образом, актуальность исследований в области подготовки и формирования управленческих решений в больших организационно-технических системах резко возрастает. Следовательно, вопросы создания единого подхода, объединяющего теоретические положения и практические рекомендации по организации управления ПОК, являются актуальными.
Анализ ретроспективы развития предметной области показывает, что исследованию вопросов повышения эффективности управления ОТС посвящено большое количество работ. В основе настоящего исследования лежат результаты работ в области развития теории систем и системного подхода в целом (Л.фон Берталанфи, М. Месарович, В.Г. Афанасьев, Ю.А. Урманцев, А.А. Богданов), кибернетики (Н. Винер, У.Р.Эшби, А.И. Берг, М.Б. Игнатьев, Л.А.Растригин, С. Бир), системного анализа и системотехники (СЯнг, Б.С.Флейшман, С. Оптнер, В. Кинг, Н.Н. Моисеев, Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко, А.Г. Ивахнснко), ситуационного моделирования и прогнозирования (Р. Акофф, Т. Саати, Д.А. Поспелов), информационных технологий и создания корпоративных управленческо-образовательных сетей (А.Н. Тихонов, А.А. Поляков, А.И. Иванников).
В существующих академических изданиях и специальных трудах имеются достаточные научные предпосылки для решения поставленной проблемы. Между тем до настоящего времени существующие подходы к решению проблемы повышения эффективности управления ПОК носят, как правило, локальный по областям применений и разрозненный по методам характер.
Концептуальную схему ПОК с точки зрения системного анализа можно представить в следующем виде (рис. 1).
ПОК, как представитель больших систем, имеет сложную внутреннюю структуру. Выделяются следующие основные составляющие (все они взаимодействуют между собой с помощью сложной системы прямых и обратных связей и, в свою очередь, имеют развитую внутреннюю структуру):
производственная составляющая;
познавательная составляющая;
социально-образовательная составляющая.
Проюводсгтенно-образоеательный комплекс
Суммирование с синергетическим эффектом ~~^^
Социально-образовательная составляющая
Результаты
(ресурсы нового
качества)
Познавательная составляющая
Проблемы, требующие решения
Внешнее окружение
Ресурсы, требуктіиеся для функционирования
Производственная составляющая
Рисунок 1 - Концептуальная схема ПОК
Производственная составляющая нацелена на выпуск конечного продукта, которые ПОК будет предлагать внешнему окружению в обмен на ресурсы, необходимые для продолжения жизнедеятельности (материальные и интеллектуальные ресурсы, финансы, информация). Следует отметить, что на современном этапе ПОК зачастую сосредотачиваются на прорывных, экспериментальных видах производства, граничащих с научными исследованиями и обмене с внешним окружением «идеей, подготовленной к материализации».
Познавательная составляющая направлена на дальнейшее развитие ПОК и включает в себя, прежде всего, систему научных исследований (фундаментального и прикладного характера), а также познание окружающего мира другими способами.
Социально-образовательная составляющая обеспечивает воспроизводство компонентов, необходимых для жизнедеятельности сложной системы. Прежде всего, это кадровые ресурсы (специалисты), преобразованная и опосредованная информация об
окружающем мире, средства коллективного взаимодействия для деятельности по подготовке новых специалистов. Помимо этого, социально-образовательная составляющая включает методы общения, способы коммуникации, совокупность технических средств для обеспечения всего вышесказанного, инфраструктуру различных ресурсов и многое другое.
Результатом деятельности ПОК являются новые продукты (технологии), появляющиеся в результате синтеза образования, науки и производства
ПОК можно представить как целостную совокупность производственных, научных, образовательных и управленческих подразделений, объединенную единством целей, взаимосвязью осуществляемых работ, согласованным использованием закрепленных за ними ресурсов и наличием управляющих подсистем. ПОК обладают развитой внутренней структурой, в них имеется большое количество элементов и различных связей между ними.
Характерное свойство современных ПОК - наличие информационных ресурсов, которые при соответствующей организации могут являться отображением фактического состояния параметров системы, а также окружающей ее среды. Их можно формализовать и использовать в качестве аналитической составляющей процесса управления. Формализованные информационные ресурсы являются отображением реальных ресурсных потоков на некоторое факторное пространство. Результат отображения назовем информационно-аналитическими ресурсами (ИАР). Так как ИАР пронизывают всю структуру комплекса, то возможно формирование управления системой с помощью изменения состояния ИАР в определенном сегменте и осуществления обратного преобразования на исполнительные механизмы системы. Исходя из опыта создания и функционирования ПОК, можно сказать, что ИАР представляют собой отображение фактического состояния ПОК, то есть в них представлено состояние основных производственных фондов, возобновляемых ресурсов, кадровых ресурсов, обучающей среды, интеллектуального и научного потенциала, экологического состояния, технологического оснащения, методического обеспечения и т.д. Кроме этого, в ИАР входят средства поддержки собственной среды существования ИАР.
Таким образом, исследования в области управления функционированием ПОК на основе единых ИАР могут являться одним из путей решения отмеченной ранее важной научной проблемы.
Объест исследования - производственно-образовательные комплексы, методы их анализа, моделирования и управления.
Предмет исследования - алгоритмы, модели и средства формирования, обобщения и рационального применения информационно-аналитических ресурсов при управлении производственно-образовательными комплексами.
Цели и задачи исследования. Цель диссертационного исследования состоит в разработке системы теоретических положений и практических рекомендаций по организации управления ПОК на основе информационно-аналитических ресурсов для повышения эффективности управления производственно-образовательными комплексами.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
анализ и исследование процессов создания, функционирования и управления производственно-образовательными комплексами;
создание методики управления производственно-образовательными комплексами и формирования управленческих решений на основе изменения состояния единых информационно-аналитических ресурсов;
3) разработка методики формирования математических моделей и алгоритмов
процессов функционирования производственно-образовательных комплексов;
4) разработка и исследование структуры и состава информационно-
аналитических ресурсов;
разработка методики формирования информационно-технологической среды существования информационно-аналитических ресурсов;
разработка и исследование инструментария поддержания функционирования информационно-аналитических ресурсов, как основы подготовки и формирования управленческих решений в системе управления производственно-образовательными комплексами;
создание прототипа и оценка эффективности реализации управления производственно-образовательными комплексами на основе единых информационно-аналитических ресурсов.
Методы исследования базируются на основных положениях системного анализа, теории моделирования систем, методах теории вероятности и математической статистики, теории принятия решений, теории управления, теории графов, теории проектирования баз данных, разработки программного обеспечения и создания корпоративных управленческих сетей.
Научная новизна. Научная новизна диссертационной работы заключается в создании нового подхода к организации управления сложными производственно-образовательными комплексами, объединяющего разработанные теоретические положения и практические рекомендации по применению информационно-аналитических ресурсов в управлении с использованием современных информационных технологий и включающего:
1) новую концепцию функционирования жизнеспособных и развивающихся
производственно-образовательных комплексов;
новую концепцию применения ИАР как среды отображения фактического состояния комплекса и формирования управленческих решений;
систему формирования математических моделей и алгоритмов моделирования процесса функционирования ПОК, основанную на предложенной классификации математических моделей, а также разработанные варианты этих моделей и алгоритмов;
классификацию и методику формирования и мониторинга информационно-аналитических ресурсов производственно-образовательных комплексов;
методику создания информационно-технологической среды существования ИАР на основе системного применения совремешгых информационно-телекоммуникационных технологий (ИКТ), основанную на предложенной классификации объектов информационного обмена;
методику организационно-технического обеспечения среды существования ИАР на основе ресурсных центров информатизации;
прототип системы управления ПОК на основе единых информационно-аналитических ресурсов.
Практическая значимость.
Практическая значимость работы заключается в следующем.
Общие принципы применения информационно-аналитических ресурсов, а также разработанных моделей и методик при управлении ПОК использованы в УНПК Орелі ТУ; доказана возможность их использования в аналогичных системах.
Предложена структура ПОК, управляемого на основе ИАР, которая может быть применена для реализации управления аналогичными комплексами.
Создание и функционирование учебно-научно-производственного комплекса «Орловский государственный технический университет» (УНГОС ОрелГТУ) показало практическую возможность реализации предлагаемой концепции создания и функционирования ПОК.
Показана целесообразность создания ресурсных центров информатизации как инструмента для обеспечения функционирования информационно-аналитических ресурсов при создании аналогичных ПОК.
Показана эффективность распределенной сетевой организации среды существования ИАР не только в отдельных ПОК, но и их системах на примере Орловской области и Центрального федерального округа РФ как составляющих единого образовательного информационного пространства, что может быть использовано при создании разветвленных систем ПОК.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Концепция жизнеспособных и развивающихся производственно-
образовательных комплексов и концепция применения ИАР как среды отображения
их фактического состояния и формирования управленческих решений.
Классификация математических моделей, применяемых при функционировании ПОК.
Модели и алгоритмы процессов функционирования ПОК.
Классификация информационно-аналитических ресурсов.
Методика формирования и мониторинга информационно-аналитических ресурсов производственно-образовательных комплексов.
Классификация объектов информационного обмена технологической среды существования ИАР производственно-образовательных комплексов.
Методика создания информационно-технологической среды существования информационно-аналитических ресурсов.
Методика формирования ресурсных центров информатизации как инструментария поддержания функционирования ИАР.
Система организации управления УНПК ОрелГТУ как прототип системы управления ПОК на основе единых информационно-аналитических ресурсов.
Апробация работы. Основные результаты работы неоднократно докладывались и получили положительную оценку на международных всероссийских конференциях и выставках различных уровней: «Телематика-2002, 2003, 2004, 2005, 2006» (г. Санкт-Петербург), «Информационные технологии в науке, образовании, производстве» (г. Орел, 2004 и 2006 гг.), «Современная образовательная среда 2003, 2005» (г. Москва, ВВЦ). Автор отмечен золотой медалью выставки «Современная образовательная среда 2003» и дипломами.
Материалы исследований легли в основу следующих системных проектов:
«Развитие региональной образовательной сети на базе регионального центра развития сетевых и информационных технологий ОрелГТУ в г. Орле и сельских районах Орловской области», 2002 г.;
«Оказание информационных услуг по подготовке методического, нормативно-технического, организационного и материально-технического обеспечения создания ресурсного центра регионов Центрального Федерального округа и технической реализации сегментов локальной вычислительной сети центрального офиса РЦ регионов ЦФО на базе высокоскоростных каналов связи», 2002 г.;
«Выполнение работ и оказание услуг по созданию ресурсного центра регионального уровня в Орловской области», 2003 г.;
«Дооснащение университетских комплексов аппаратно-программными средствами и оборудованием» (Федеральная программа развития образования), 2003 г.;
«Разработка проекта программы развития единой образовательной информационной среды Орловской области», 2004 г.;
«Организация и выполнение работ по комплексному сопровождению процессов информатизации образовательных учреждений регионов (Орловская область, Брянская область, Калужская область)», 2004 г.;
«Создание центра телекоммуникаций ОрелГГУ» (федеральная целевая программа «Электронная Россия», 2004 г.);
«Создание распределенной телекоммуникационной сети УНПК ОрелГТУ» (федеральная целевая программа «Электронная Россия», 2005 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 46 научных работ, в том числе 5 монографий, 9 зарегистрированных баз данных и программ для ЭВМ, 22 статьи и 10 докладов на научных конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Она изложена на 409 страницах основного текста, включая 94 рисунка, 23 таблицы и список используемых источников (236 наименований).
![Управление муниципальным амбулаторно-поликлиническим комплексом на основе медико-экономического мониторинга [Электронный ресурс]](/i/i/4258/168198.png "Управление муниципальным амбулаторно-поликлиническим комплексом на основе медико-экономического мониторинга [Электронный ресурс] Бредихин Сергей Викторович")
![Управление скринингом патологии молочных желез на основе компьютерной радиотермометрии [Электронный ресурс]](/i/i/4242/175794.png "Управление скринингом патологии молочных желез на основе компьютерной радиотермометрии [Электронный ресурс] Попов Андрей Николаевич")
![Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс]](/i/i/4409/168295.png "Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс] Склярова Татьяна Петровна")
