Введение к работе
Актуальность темы исследования. От качества работы информационных служб существенно зависят уровень и качество самого управления. Под управленческой информацией понимается совокупность сведений о процессах, протекающих внутри промышленных предприятий, и их окружении, которые служат основой принятия управленческих решений. Информационное обеспечение является базой, на которой строится управленческая деятельность. Информацию здесь следует рассматривать как некую совокупность различных сообщений, сведений, данных о соответствующих предметах, явлениях, процессах, отношениях и т.д. Необходимым условием для успешного функционирования любого промышленного предприятия является нормальная работа следующих процессов: целенаправленный сбор, первичная обработка и предоставление доступа к информации; каналы организации доступа пользователей к собранной информации; своевременное получение информации и ее использование для принятия решений.
Современный подход к управлению предполагает вложение средств в автоматизированные информационные системы управления (ИСУ). Разработка ИСУ является довольно сложным процессом, который требует значительных затрат времени и ресурсов. Современные крупные проекты ИСУ характеризуются, как правило, следующими особенностями:
сложность описания, требующая тщательного моделирования и анализа данных и процессов;
наличие совокупности тесно взаимодействующих компонентов, имеющих свои локальные задачи и цели функционирования, использующих нерегламентированные запросы к данным большого объема;
отсутствие прямых аналогов, ограничивающее возможность использования каких-либо типовых проектных решений и прикладных систем;
разобщенность и разнородность отдельных групп разработчиков по уровню квалификации и сложившимся традициям использования тех или иных инструментальных средств;
существенная временная протяженность проекта, обусловленная, как ограниченными возможностями коллектива разработчиков, так и масштабами организации-заказчика, различной степенью готовности отдельных ее подразделений к внедрению ИСУ.
Для успешной реализации проекта объект проектирования (ИСУ) должен быть, прежде всего, адекватно описан, должны быть построены полные и функционально непротиворечивые информационные модели ИСУ. Накопленный к настоящему времени опыт проектирования ИСУ показывает, что
это логически сложная, трудоемкая и длительная по времени работа, требующая высокой квалификации участвующих в ней специалистов.
С 1970-80-х годов при разработке ИСУ достаточно широко применяется структурная методология SADT (Structured Analysis and Desifi Technique), предоставляющая в распоряжение разработчиков строгие формализованные методы описания ИСУ и принимаемых технических решений. Ей соответствуют инструментальные средства специального класса, CASE-средства, реализующие CASE-технологию создания и сопровождения АИС. Термин CASE (Computer Aided Software Engineering) используется в настоящее время в очень широком смысле. Применение таких инструментальных CASE-средств, как BPWin/ErWin, Rational Rose и др., основанных на методологии SADT, позволяет значительно повысить качество и эффективность функционального проектирования на данных этапах, а также ускорить процесс разработки.
Однако один из наиболее сложных и важных этапов разработки ИСУ, этап построения информационной модели, остается во многом не формализованным. Начальные фазы проекта решительно влияют на достигаемый результат, так как в них принимаются основные решения, определяющие качество информационной системы. Доля вклада в конечный результат концептуальной фазы достигает 30%.
Процесс моделирования включает в себя четыре этапа: сбор данных об объекте, предпроектное обследование; построение графической модели бизнес - процессов, происходящих на предприятии; разработка формализованной модели бизнес - процессов; оптимизация формализованной модели. Самую большую сложность на данном этапе представляет сбор исходных данных и анализ существующего состояния предприятия. Это вызвано огромным объемом информации, которую необходимо собрать, упорядочить и обработать.
Первичная обработка информации, полученной при проведении обследования предприятия, осуществляется с целью приведения материалов к виду, пригодному для дальнейшей автоматической обработки. В результате проведения первичной обработки получается не масса несистематизированной первичной информации, а информационная база, содержащая данные о предприятии, пригодные для дальнейшего непосредственного автоматического анализа. Именно такое представление о результатах обследования мы будем использовать в дальнейшей работе.
Важнейшей системной характеристикой предприятия как объекта моделирования является его организационная структура, которая включает в себя четыре основных аспекта: описание структуры подразделений и отделов; связи между ними и внешней средой; информация, циркулирующая по этим связям (т.е. документооборот), а также выполняемые структурными подразделениями и отделами функции. Стандартная методика построения
организационной структуры предприятия включает в себя следующие этапы: выделение основного набора структурных подразделений предприятия; в зависимости от целей предприятия, делегирование этим структурным подразделением определенных функций и определения связей между структурными подразделениями. Организационная структура работает эффективно, если решены задачи ее документального (информационного) обеспечения. Оценку эффективности работы организационной структуры можно свести к оценке документального обеспечения, иначе говоря, к оценке информационной загрузки отделов предприятия. Решение данной задачи можно свести к построению информационной модели организации (ИМ).
Традиционные подходы к построению ИМ основаны на ее представлении с помощью аппарата теории графов, теории множеств, алгебры отношений и т.д. Исходной позицией, начальной моделью, например, при графовом представлении является следующий информационный граф: требуется обеспечить минимальное число пересылок. Очевидно, что с помощью такой модели можно оценить и оптимизировать документооборот между структурными подразделениями, но нельзя оптимизировать организационную структуру, так как процесс оптимизации организационной структуры связан с задачей делегирования или перераспределения функций между структурными подразделениями. Другое дело, если рассматривать организационную структуру как множество функций, требуемых для организации и управления предприятием, распределенных между структурными подразделениями. При такой модели информационные связи внутри организации будут осуществляться не между отделами, а между функциями.
Теперь можно поставить задачу построения информационной модели, которая позволила бы отражать не только связи между структурными подразделениями предприятия и их вес, но и оценивать суть происходящих в организации процессов. В дальнейшем будем называть такую информационную модель функционально ориентированной. Функционально - ориентированная модель позволит реализовать методику построения организационной модели предприятия «снизу вверх».
Целью диссертационной работы является разработка и исследование методов построения и оптимизации информационных функционально - ориентированных моделей предприятия.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
разработать математическое описание функционально - ориентированной модели организационной структуры предприятия и ее информационного наполнения;
разработать метод формального построения функционально - ориентированной модели организационной структуры предприятия и ее информационного заполнения;
разработать методику анализа и оптимизации информационных пото
ков на основе функционально ориентированной модели;
провести сравнительный анализ полученной функционально - ориенти
рованной модели организационной структуры предприятия.
Объектом исследования в диссертационной работе является информа
ционная функционально-ориентированная модель организационной структу
ры предприятия, а также методы ее построения, математического анализа и
оптимизации.
Методологическую основу работы составляет системный подход, суть которого сводится к представлению и исследованию модели предприятия в виде системы функциональных единиц и информационных связей между ними. В качестве основных методов исследования были использованы методы системного анализа, методы теории множеств и реляционной алгебры, методы оптимизации систем.
Новыми научными результатами диссертационной работы, выносимой на защиту, являются:
-
Концепция функционально-ориентированной модели информационной структуры предприятия;
-
Математическое представление функционально-ориентированной модели информационной структуры предприятия;
-
Методика построения функционально-ориентированной модели информационной структуры предприятия на основе результатов предпро-ектного обследования;
-
Методика оптимизации функционально-ориентированной модели и ее информационного наполнения.
Теоретическая значимость результатов исследований заключается в получении нового типа информационных моделей, на основе которых построен ряд расчетных моделей, позволяющих решать задачи оптимизации функционирования основных элементов ИМ предприятия. Разработаны также методики численного решения задач оптимизации специального вида на функционально-ориентированных моделях, расширяющие и дополняющие существующие разработки в данной области, что подтверждает теоретическую значимость работы.
Практическая значимость работы определена возможностью ее использования для решения задач проектирования и разработки автоматизированных информационных систем управления предприятием. На базе полученных теоретических результатов возможно построение нового класса CASE-средств, позволяющих полностью автоматизировать разработку и сопровождение сложных информационных систем с целью значительного повышения эффективности их применения.
Реализация результатов. Результаты работы внедрены в деятельность медико-санитарной части ООО «Уренгойгазпром» г. Новый Уренгой, в РостФ ВНИИАС МПС России г. Ростов-на-Дону. Общий экономический эффект от внедрения на предприятиях составил 260 тысяч рублей.
Апробация работы. Научные и практические результаты, отраженные в диссертации, изложены в 7 статьях и 3 тезисах докладов на всесоюзных и международных конференциях.
Основные теоретические и практические результаты, описанные в диссертационной работе, излагались и обсуждались на 48-й и 52-й научно-технических конференциях Таганрогского радиотехнического университета (г.Таганрог, 2002 г., 2006 г.), на научно-практической конференции «Приоритетные направления развития науки и образования в рыночных условиях» (Лимассол-Кипр, 2005 г.), на международном форуме «Высокие технологии-2004» (Ижевск 2004г.), на научно-технической конференции с международным участием «Технологии информатизации профессиональной деятельности» (Ижевск 2005 г.), на международной научно-практической конференции V «Современная техника и технологии» (г, Томск, 2005 г.) и на VI Международной научно-практической конференции «Современные технологии документооборота в бизнесе, производстве и управлении» (Пенза 2006 г.).
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех тематических глав, заключения, списка использованных источников из 147-и наименований и приложений. Работа изложена на 158-и страницах и содержит 11 рисунков, 5 таблиц, 11 страниц приложений.
