Введение к работе
Актуальность темы. Совершенствование процессов управления и принятия решений в организациях с целью повышения эффективности их функционирования неразрывно связано с качеством информационного обеспечения и подсистем управления потоками электронных документов (ЭД). В этом направлении ведутся интенсивные исследования, направленные на разработку методов формализации и постановки задач управления и инструментальных средств создания и использования ситуационного управления в организациях. К настоящему времени существуют и определены следующие основные типы организаций: линейная, функциональная, матричная, дивизиональная, множественная. По мнению экспертов, максимальное распространение имеют дивизиональные организации. Потребность в использовании дивизиональной структуры появилась в связи с резким возрастанием размеров организаций, диверсификацией их деятельности, усложнением технологических процессов. Проблема управления потоками ЭД имеет важное значение для дивизиональных организационных структур, поскольку вместе с ростом числа уровней и числа функциональных компонентов (дивизионов) лавинообразно растут объемы данных и ужесточаются требования ко времени обмена тематическими блоками электронных документов (ТБЭД). В средних дивизиональных организациях корпоративная ЛВС имеет 3000 каналов связи, соединяющих около 1600 автоматизированных рабочих мест (АРМ), 180 устройств самообслуживания (банкоматы, информационно-платежные терминалы) и 800 торгово-сервисных терминалов. Как правило, используются рабочие станции и серверы массового распространения и не применяются сложные аппаратные средства и дорогостоящие программные продукты, которые внедряются в крупных организациях с аналогичной структурой.
Над проблемами экспертных систем и ситуационного управления работали известные отечественные и зарубежные специалисты Глушков В.М., Поспелов Д.А., Клыков Ю.И., Зак Ю.А., Вагин В.Н., Маслов С.Ю., Мелихов А.Н., Берштейн Л.С., Карелин В.П., Buchanan B., Shortliffe E., Foster D., David E., Luckham D., Hamdy A., Taha и другие.
Между тем, существующие методы решения задач систем управления потоками ЭД приводят к результатам, которые еще далеки от потребностей практики, что открывает пути для поиска новых подходов и создания методов и инструментальных средств решения задач данного класса.
Важной особенностью систем управления потоками ЭД в дивизиональных организациях, является наличие большого числа элементов и числа связей между ними, что приводит к необходимости решения логических комбинаторных задач алгоритмами с высоким уровнем временной сложности с неприемлемыми для практики затратами времени. Названные особенности составляют основное противоречие, на разрешение которого направлено данное диссертационное исследование. Основная решаемая задача диссертации заключается: в создании системы ситуационного управления потоками электронных документов в организациях с дивизиональной структурой; в разработке форм представления исходных данных, продукций и инструментальных средств конкретизации модели и параметров системы управлении, а также способов и средств формирования эталонных ситуаций и обработки информации, составляющих ядро системы управления (под эталонной ситуацией понимается состояние объекта управления (ОУ), удовлетворяющее целям управления); в проведении экспериментальных исследований временной сложности алгоритмов и процессов обмена ЭД.
Для решения основной задачи диссертации имеются достаточные основания, как для унификации форм представления ситуаций и порождаемых ими действий, так и для покаскадного приведения (алгоритмизации) задач обработки знаний к виду пригодному для применения методов целенаправленного перебора при приемлемых для практики затратах времени. Первая часть диссертации включает теоретические построения для создания: структурно-функциональной организации (архитектуры) ситуационной системы управления потоками ЭД с базой знаний, правила которой основаны на методологии ситуационного управления; структурно-параметрической конкретизации системы управления в соответствии с особенностями объекта управления; способов и алгоритмов формирования эталонных ситуаций и визуализации «скрытых» динамических параметров нагрузки на функциональные компоненты объекта управления. Практическая часть работы включает разработку программных средств ситуационного управления потоками ЭД и визуализации динамических параметров системы, а также содержит результаты экспериментальных исследований.
На основании изложенного следует, что тема диссертации является актуальной и перспективной.
Диссертация выполнялась в рамках госбюджетной составной части НИР Курского государственного технического университета по тематическому плану Министерства образования и науки РФ № 1.5.09, 2009 г. «Создание продукционной алгоритмической системы быстрых символьных вычислений и языка программирования для реконфигурируемых вычислительных систем».
Объект исследования: процессы обмена ЭД в организациях.
Предмет исследования: управление процессами обмена потоками ЭД для совершенствования функционирования организаций.
Цель диссертации заключается в сокращении временных затрат при управлении потоками электронных документов путем создания: модели управления; структурно-функциональной организации (архитектуры) системы ситуационного управления; способа определения параметров и множества допустимых состояний, соответствующих конкретному объекту управления; способа и алгоритма формирования эталонных ситуаций и разработку программных средств управления потоками ЭД и визуализации динамических параметров объекта управления.
Поставленная научно-техническая задача декомпозируется на следующие частные задачи исследований:
-
Выполнить анализ, существующих методов, моделей и инструментальных средств систем управления потоками ЭД, а также способов сокращения временных затрат при решении трудно формализуемых задач.
-
Разработать модель управления и архитектуру ситуационной системы управления.
-
Разработать способ определения параметров и множества допустимых состояний, соответствующих конкретному объекту управления, а также определить логические условия выбора минимально допустимых областей изменения параметров модели управления.
-
Создать способ и алгоритм для формирования эталонных ситуаций. Разработать алгоритм и программные средства для решения задачи управления потоками ЭД, визуализации «скрытых» динамических параметров объекта управления и для проведения экспериментальных исследований.
Методы исследования базируются на аппарате теории ситуационного управления, теории алгоритмов и математической логики, на положениях современной дискретной математики, теории продукционных систем обработки символьной информации, теории проектирования систем управления, теоретического и прикладного программирования.
Научная новизна результатов исследований:
-
Созданы продукционная модель управления потоками электронных документов в организациях с дивизиональной структурой и архитектура ситуационной системы управления. Модель управления отличается тем, что в ней используется объединение достоинств экспертных систем и ситуационного управления, что позволило разработать новый тип правил, в левой части которых используются высказывания, характеризующие отклонение от эталонной ситуации, а в правой части – высказывания, задающие воздействия, которые аннулируют текущие отклонения от эталонной ситуации или обеспечивают минимально-допустимые отклонения от нее. Разработан новый тип правил (продукций) базы знаний. На основе модели разработана архитектура ситуационной системы управления, содержащая новые блоки и связи.
-
Разработан неординарный способ и алгоритм конкретизации структуры, параметров и множества состояний модели по отношению к заданному объекту управления. Способ и алгоритм позволяют сократить размерность логических комбинаторных задач управления и достигнуть приемлемых для практики временных затрат при их решении.
-
Разработан способ и алгоритм формирования эталонных ситуаций в новой форме их представления в виде графиков обмена блоками электронных документов, а также разработан способ и осуществлена его алгоритмизация для визуализации и мониторинга динамики параметров объекта управления. Это позволяет реализовать структурное управление компонентами и связями информационной системы организации и осуществлять ее реструктуризацию для совершенствования процессов управления потоками ЭД в средних дивизиональных организациях.
Достоверность результатов диссертации обеспечивается корректным и обоснованным применением положений и методов математической логики и теории алгоритмов, ситуационного управления и проектирования систем управления, а теоретические построения подтверждаются логическим анализом алгоритмов, результатами экспериментов, практическим использованием и регистрацией программных реализаций алгоритмов в Роспатенте.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
1. На основе анализа разработанных способов и их алгоритмизации созданы программные средства, которые совместно с существующим программным продуктом VEGAStls, реализующим целенаправленный поиск, может эффективно по времени решать важные практические задачи управления и реструктуризации системы обмена электронными документами с существенным сокращением затрат времени (свидетельство о регистрации программы № 2009615953).
2. Алгоритм формирования эталонных ситуаций в виде графиков обмена потоками информации рекомендуется для решения задач создания расписаний по видам работ, решения комбинаторных транспортных задач.
3. Имеет высокое практическое значение программный продукт для визуализации в интерактивных системах управления с целью обнаружения «скрытых» трендов параметров объекта управления.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы нашли применение в учебном процессе Юго-Западного государственного университета на кафедре программного обеспечения вычислительной техники в рамках курса «Основы теории управления». Внедрены в ОКБ «Авиаавтоматика» Курского ОАО «Прибор»; в комитете потребительского рынка, развития малого предпринимательства и лицензирования Курской области; в ООО «Союз Консалтинг», что подтверждается актами о внедрении.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международных научных конференциях: «Проблемы информатики в управлении, экономике и технике» - Пенза (2007 г.); «Инновационные процессы в менеджменте» – Приволжский Дом знаний (2008 г.); «Проблемы качества образования в современном обществе» – Приволжский Дом знаний (2008г.); «Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы -2009» – Курск (2009 г.).
Основные результаты, выносимые на защиту:
1. Модель управления, способ и алгоритм ситуационного управления на основе нового типа правил, а также архитектура системы управления, имеющая в своем составе новые функциональные блоки и связи.
2. Способ и алгоритм определения структуры, параметров и множества допустимых состояний модели для конкретного объекта управления. Способ и алгоритм позволяют сократить объем перебора при решении логических комбинаторных задач управления и достигнуть скоростного преимущества в 7-9 раз по отношению к аналогу.
3. Способ и алгоритм формирования эталонных ситуаций в виде графиков обмена потоками ЭД, алгоритм и программный продукт визуализации «скрытых» трендов параметров объекта управления в условиях детерминированно-хаотической динамики нагрузки. Программные продукты, реализующие разработанные алгоритмы и результаты экспериментальных исследований.
Публикации по теме диссертации. Основные результаты проведенных исследований, опубликованы в 8 работах, среди которых имеется 1 статья в научном издании, входящем в перечень ВАК Минобрнауки РФ, и 1 Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009615953.
Личный вклад соискателя. Все выносимые на защиту научные результаты получены соискателем лично. В работах по теме диссертации, опубликованных в соавторстве, личный вклад соискателя сводится к следующему: в [1] предложена архитектура информационной системы управления вуза с интегрированием в нее стационарных терминалов; в [2] описан аппарат клиент-серверной технологии ИС, построенной на основе стандарта OSI, используя технологии ETHERNET и INTRANET; в [3] предложены методы модельной архитектуры (MDA) для системы управления потоками ЭД; в [4] проведена оценка специфики технологий сетей ADSL с позиции социально-экономической значимости; в [5] предложены теоретико-методологические основы эффективного управления инновационным процессом в организациях социально-экономической сферы; в [6] проведен анализ современных эффективных технологий представления информации с помощью гипертекстовой базы знаний; в [7] проведена оценка современных способов представления информации, способствующих повышению эффективности управления; [8] разработана программа для регистрации потоков.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и списка использованных источников, включающего 94 наименования. Общий объем диссертации составляет 248 страниц машинописного текста вместе с приложениями. Диссертация содержит 38 рисунков и 10 таблиц.
Похожие диссертации на Способы, модели и инструментальные средства управления потоками электронных документов в организациях с дивизиональной структурой
