CC BY
24
k¡j,% О
К оэффици г- ент корр 0.8 еляции
kv = 7.6 7-0.0016
о
О О
и
О о
JB 'А
шшт
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Закарюкин В. П., Крюков А. В. Сложнонесим-метричные режимы электрических систем. Иркутск : Изд-во ИрГУПС, 2005. 273 с.
2. Мокеев А. В. Разработка и внедрение систем сбора телемеханической информации // Электрические станции. 2007. № 6. С. 60-61.
D 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Рис. 5. Регрессионная зависимость k:j = ku (S^ )
УДК 519.876.2, 658.5 Якунин Юрий Юрьевич,
к. т. н., доцент кафедры «Информатика», Институт космических и информационных технологий Сибирского
федерального университета, тел. (391) 291-22-96, e-mail: yyakunin@sfu-kras.ru
АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНЫМ ОРГАНИЗАЦИОННЫМ ОБЪЕКТОМ
Yu.Yu. Yakunin
AUTOMATION OF COMPLEX ORGANIZATIONAL OBJECT MANAGEMENT
Аннотация. В статье описывается системный подход к моделированию сложных организационных объектов и на этой основе построение комплексной автоматизированной системы управления.
Ключевые слова: управление, моделирование, организационная система.
Abstract. The article describes a system approach to modeling complex organizational objects, and on this basis construction of a complex automated control system.
Keywords: control, organizational system, modeling.
Введение
Эффективное управление современным сложным организационным объектом требует наличия формализованной модели этого объекта и наличия автоматизированной информационной системы управления (АИСУ), обеспечивающей функционирование объекта и его модели. В настоящее время в теоретических основах моделирования сложных организационных объектов, которые
находятся на стадии развития, выделяются следующие классы задач: адекватного учета и дальнейшего развития в формальных моделях современных представлений психологии, экономики и социологии; разработки моделей и методов синтеза состава и структуры организационных систем, в том числе - многоуровневых, динамических и сетевых структур управления; разработки моделей и методов информационного управления и др.
Для построения полноценной комплексной АИСУ для сложного организационного объекта требуются современные технологии разработки корпоративных информационных систем, которые также находятся в стадии развития. Современная мировая индустрия информационных технологий предлагает для этого гибкие решения, позволяющие создавать интегрированные автоматизированные системы управления (ИАСУ) на базе интеграционных платформ. К такому подходу мировых лидеров, производящих интеграционные платформы, подвела эволюция развития крупных АИСУ для организаций с устоявшимися процессами.
ш
В качестве примера организационного объекта в данной статье рассматривается федеральный университет, созданный на базе нескольких вузов, который является весьма сложным и специфическим объектом, как для управления, так и для автоматизации. Анализируя такой объект, можно выделить ряд особенностей, отличающих его от других организационных объектов (крупные корпорации и предприятия), в которых, как правило, для автоматизации используют ЕЯР-системы. К таким особенностям можно отнести следующие.
1. В вузах учебный процесс тяжело поддается формализации, а с ним и выстраиваемые бизнес-процессы. Кроме этого, исследуемый объект является быстро развивающейся организацией (формируются институты, упраздняются или реорганизуются факультеты, объединяются кафедры, реорганизуются централизованные структуры).
2. Вуз должен ориентироваться на самые современные и перспективные технологии, которыми должны овладевать будущие специалисты (студенты), в том числе и на практике.
3. Ряд автоматизированных систем уже успешно эксплуатируется, и вывод их из эксплуатации в пользу единой системы управления немыслим.
Структура сложного организационного объекта
Общая структура организационного объекта, как правило, описывается последовательностью действий (этапов) [1], и на этой основе строятся его модели, например с применением аппарата имитационного моделирования. Такой подход имеет давнюю историю, когда описание функционирования организационного объекта выполнялось с применением аппарата бизнес-моделирования, и имеет свои достоинства и недостатки. В данной статье автором предлагается описание организационного объекта с применением системного подхода (рис. 1), хорошо зарекомендовавшего себя при построении моделей технических объектов.
Такой подход предполагает описание объекта в виде системы, которая имеет свою внутреннюю структуру и взаимодействует с другими элементами макросистемы. Укрупнённо система
II
Сообщения
IV
Рис. 1. Структура организационной системы
Внешняя среда
Рис. 2. Структура объекта управления на примере ВУЗа
управления состоит из объекта, субъекта и системы поддержки принятия решений (СППР), которые связаны между собой потоками информации, управляющими воздействиями и обратной связью. Построение такой модели заключается в идентификации в организационной системе описанных элементов и формализации связей между ними.
Объект управления состоит из нескольких подсистем, которые находятся в одном информационном поле (рис. 1, область I) и для которых разграничена структура входной и выходной информации, а также её количество. На примере вуза структура такого объекта может выглядеть, как показано на рис. 2. Каждая подсистема характеризуется организационной структурой (рис. 3), которая имеет иерархический вид, и деревом функций, выполняемых каждой подсистемой. На рис. 4 приведён пример фрагмента дерева функций для подсистемы получения знаний и обучения. Для каждой функции в отдельности и подсистемы в целом можно оценить качество их работы (рис. 5, табл. 1).
Организацио нная единица
V-
Ядро
(управляющий элемент)
Образовательная деятельность
Рис. 4. Фрагмент дерева функций для подсистемы получения знаний и обучения
ОВ = р № ,0) л
ар=р р
Функция (процесс)
К = Р(СЪ С2.....С„)
ОЫ = р (у,^
ОТ=р (5ГА
Рис. 5. Оценка качества функции
Рис. 3. Структура подсистемы объекта
m
Т а б л и ц а 1
Оценка качества функции
Свойство Описание
К = F(C1, С2,..., Сп) Оценка качества выполнения функции
_ вх Ç)6blx ^увых ) Критерии функции
Qlx, о;, Qr, Q7 Количество входной информации, входных ресурсов, выходной информации и выходных ресурсов
Q6X Q6X О вЫХ О вЫХ Su > Sp > Su > Sp Структура входной информации, входных ресурсов, выходной информации и выходных ресурсов
Управляющие воздействия (рис. 1, область II) делятся на три класса: 1) изменение структуры объекта; 2) изменение информационного поля; 3) реализация проектов. Управляющие воздействия первого класса нацелены на синтез и изменение следующих элементов:
1) Структуры деятельности:
а) формирование дерева целей;
б) формирование дерева функций в соответствии с целями (для каждой функции определяется входная и выходная информация, входные и выходные ресурсы и критерии оценки функции);
в) генерация деловых процессов и упорядочение их во времени.
2) Организационной структуры:
а) создание, изменение и ликвидация организационных единиц;
б) формирование штатного расписания для организационных единиц;
в) определение условий для претендентов на занимаемую должность;
г) определение условий поощрения и наказания.
3) Структуры услуг:
а) формирование структуры оказываемых услуг;
б) формирование структуры потока клиентов (скольким клиентам, в каком объеме, в какое время и какая услуга будет оказана).
4) Структуры финансовых потоков и материальных ресурсов:
а) распределение материальных и финансовых ресурсов по подразделениям в соответствии с показателями качества;
б) формирование системы бюджетирования;
в) формирование системы оплаты труда.
Управляющие воздействия второго класса нацелены на синтез и изменение следующих элементов:
1) Структуры показателей:
а) определение простых и агрегированных показателей - создание и изменение графа показателей Gp = ( Xp, Гр ) ;
б) определение комплексных показателей и формализация зависимости их от простых и агрегированных показателей: xt = F(г(х г ));
в) задание множеств допустимых значений для показателей.
2) Текущих значений показателей (оперативное управление) там, где это допустимо и возможно.
3) Краткосрочных целей развития.
4) Долгосрочных целей развития.
5) Ограничений на доступ к информации.
Третий класс управляющих воздействий
включает:
1) формирование содержания проектов (цели через повышение значений показателей, границы, условия, порядок финансирования и т. д.);
2) мониторинг выполнения проектов;
3) формирование системы управления проектами.
Структура показателей (рис. 1, область III) зависит от структуры объекта управления и структуры информационного поля. Значения показателей могут оцениваться напрямую субъектом и/или подаваться на вход СППР для обработки и получения комплексных показателей (рис. 1, область IV) и вариантов управляющих воздействий (рис. 1 , область V).
Выбор технологии и инструментов для создания ИАСУ
Анализируя результаты научных исследований различных архитектур и технологий построения ИАСУ в высших учебных заведениях [2], можно остановиться на выборе одного из двух вариантов.
Вариант 1. Решения на базе ERP-системы (система управления ресурсами предприятия). Предполагается внедрение одной «монолитной» системы, настроенной на конкретное предприятие, охватывающей все основные данные и все основные процессы предприятия. ERP-системы (Enterprise Resource Planning) возникли в 1980-е годы и являются результатом эволюции систем на базе технологии планирования производственных ресурсов (MRP II - Manufacturing Resource Planning) и систем контроля качества (QC -Quality Control). Примером систем управления предприятиями с процессным (непрерывным) ти-
пом производства является система «iRenaissance». Корпоративная информационная система SAP R/3 предназначена для управления ресурсами предприятий, относящихся к классу предприятий с дискретным производством. Например, на базе системы R/3 компанией REDLAB создана единая интегрированная адаптируемая информационная система для управления университетом («Университет»). Российские системы — «Галактика», «Парус». Проблемными и затратными являются сопровождение и развитие этих систем. Внедрение ERP-систем, как правило, оправдывается в крупных корпорациях, где оптимизация процессов за счет дорогой технологии приводит к ощутимому экономическому эффекту. Характерные черты ERP-систем: высокое функциональное наполнение, дороговизна, «недружелюбность» к другим системам, жесткие требования к стабильности процессов на предприятии и организационной зрелости предприятия.
Вариант 2. Использование множества АИС, интегрированных в ИАСУ на базе специализированных средств интеграции, — наиболее стремительно развивающаяся парадигма информатизации предприятий. Группы процессов получают самую оптимальную для предприятия информационную поддержку (по соотношению цены/качества/сроков), АИС можно приобретать у различных производителей, разрабатывать самостоятельно, менять и развивать, постепенно улучшая бизнес-процессы. В то же время используется технологическая платформа, позволяющая интегрировать все компоненты системы управления в ИАСУ. О перспективности этого пути построения ИАСУ свидетельствует динамика мирового и российского рынка продаж и попытки ведущих фирм-производителей ERP-систем в последнее время выйти на рынок производителей интегрирующих платформ.
С уверенностью можно сказать, что это самый перспективный для российских вузов вариант, так как к нему плавно и сравнительно недорого можно перейти от настоящего уровня автоматизации. По такому пути давно пытаются идти многие вузы России, но лишь в настоящее время на российском рынке появляются технологические платформы мировых лидеров в этой области (например, корпорации Intersystems). Такие платформы способны привести к общему знаменателю все существующие в вузе автоматизированные системы и на их основе построить композитные приложения, которые в комплексе с существующими системами могут полностью автоматизировать как ключевые бизнес-процессы, так и второстепенные.
Успешное построение ИАСУ для сложной организационной динамично развивающейся системы с соответствующим уровнем организационной зрелости возможно лишь при выборе технологических решений, которые позволяют: а) приобретать и быстро встраивать в состав ИАСУ готовые компоненты; б) сравнительно безболезненно осуществлять замену или модификацию различных компонентов без нарушения целостности данных и изменения архитектуры ИАСУ; в) сравнительно быстро перенастраивать компоненты ИАСУ для автоматизации бизнес-процессов.
Архитектура ИАСУ сложной
организационной системы
В соответствии с современными достижениями в области решения задач интеграции корпоративных приложений (ИКП) архитектура ИАСУ должна обеспечивать решение четырех основных системных задач ИКП: координация данных, управление бизнес-процессами, разработка композитных приложений и мониторинг бизнес-активности. Для этого архитектура ИАСУ должна включать следующие ключевые элементы (рис. 6): библиотеки и средства разработки адаптеров; механизмы абстракции (универсальная архитектура сервисов); механизмы координации; механизмы реализации бизнес-процессов; встроенное хранилище данных; инструментальные средства для интеграции и разработки, утилиты мониторинга и администрирования.
Рис. 6. Ключевые элементы ИАСУ
Задача координации данных систем состоит в обеспечении целостности как самих данных, так и бизнес-транзакций для всех автоматизированных систем предприятия, которые эксплуатируют и используют одни и те же данные.
Задача управления бизнес-процессами состоит в идентификации бизнес-процессов предприятия, их оптимизации и автоматизации. Причем автоматизация бизнес-процессов может выполняться несколькими автоматизированными системами, эксплуатируемыми на предприятии.
ш
Разработка композитных приложений позволяет развивать ИАСУ предприятия, объединяя данные и функциональность существующих приложений с новой бизнес-логикой и пользовательскими интерфейсами (например, портальным приложением). В рамках ИАСУ задачи разработки нового ПО и интеграции существующих приложений сближаются. Разработка композитных приложений является серьезной альтернативой созданию «полностью новых» приложений.
Мониторинг бизнес-активности является результатом конвергенции бизнес-аналитики и ИА-СУ. Цель мониторинга бизнес-активности состоит в предоставлении оперативной информации о процессах, протекающих в корпоративной информационной системе, что позволяет снизить издержки и ускорить выполнение самых важных бизнес-процессов.
Адаптеры данных позволяют подключить базы данных различных СУБД (Oracle, Ingres, Sybase, IBM DB2, MS SQL Server и др.) и файловые системы. Они предоставляют логику и метаданные для выполнения SQL-запросов для манипуляции данными.
Механизм абстракции позволяет взглянуть «сверху» на имеющиеся в организации данные и приложения. Единожды выполненные абстракция и унификация данных позволяют осуществлять быструю интеграцию разрозненных приложений и источников данных без использования сложных интерфейсов этих приложений и протоколов обмена.
Механизм координации реализует координированное движение данных, запросов, ответов между элементами процесса. На уровне координации происходит гарантированная доставка сообщений, их контекстная маршрутизация на основе содержания сообщений, трансформация (преобразование) сообщений, проверка бизнес-правил, поддержка как синхронного, так и асинхронного взаимодействия между элементами.
Механизм реализации бизнес-логики обеспечивает моделирование, автоматизацию выполнения и мониторинг бизнес-процессов. Для моделирования бизнес-процессов используется специализированный язык Business Process Language (BPL), описывающий бизнес-процессы в формате XML-документа.
Уровень хранения данных (хранилище) используется для хранения метаданных, сообщений, информации, необходимой для интеграции, и данных композитных приложений. Компоненты интеграции хранятся в общем репозитории метаданных, которые представляют собой: классы сообщений и связанные с ними функции трансформа-
ции, маршруты сообщений, списки подписчиков, описание адаптеров и их конфигурационные параметры, модели бизнес-процессов, новая бизнес-логика композитных приложений и т. д.
Уровень интеграции и разработки содержит среду разработки для создания адаптеров, задания логики интеграции, создания композитных приложений и построения порталов. Среда разработки позволяет бизнес-аналитикам использовать средства моделирования бизнес-процессов в виде диаграмм на BPL, а разработчикам создавать код на встроенных языках реализации бизнес-логики.
Уровень управления содержит портал с набором утилит мониторинга и администрирования, которые можно использовать из браузера. Портал позволяет управлять бизнес-процессами, событиями, задачами, сообщениями (просмотр и поиск как текущих, так и уже обработанных сообщений, отслеживание движения каждого сообщения между приложениями и бизнес-процессами).
Проследим ход архитектурных решений при развитии ИАСУ. Так, рис. 7 иллюстрирует простейший случай автоматизации процессов: АИС поддерживает группу бизнес-процессов некоего вида деятельности, используя конкретную базу данных.
БД 1
АИС 1
Процессы (гр.1) ^
Рис. 7. Простая архитектура
По мере развития ИАСУ появляется множество АИС, использующих различные базы данных, различные СУБД (рис. 8). Часто в базах данных могут дублироваться и рабочие, и справочные данные, которые трудно синхронизировать. Несмотря на простую с виду архитектуру, возникают большие, часто непреодолимые проблемы.
БД 1
БД 2
АИС 1
АИС 2
Процессы (гр.1)
Процессы (гр.2)
) )
БД n м-
I Процессы (гр.п) '
Рис. 8. Архитектура на базе нескольких АИС (точечная автоматизация)
И наконец, для использования всего множества АИС и данных для реализации бизнес-процессов появляется архитектура, использующая интеграционную платформу (рис. 9), которая ха-
АИС п
рактеризуется: 1) совокупностью разнообразных баз данных, которые рассматриваются как один единый источник данных; 2) совокупностью различных АИС, рассматривающихся как интегрированный набор функций; 3) новыми композитными приложениями для автоматизации процессов, представляющими собой набор АИС, работающих с интегрированным источником данных и использующих новые и реализованные ранее в других АИС функции.
управления. Такой подход ставит перед исследователями большой класс задач, требующих дополнительных исследований и решений.
В части математического моделирования требуется исследовать:
1) структуру организационного объекта и структуру информационного поля (возможно структуру самой информации);
2) структуру управляющих воздействий;
3) структуру показателей и их зависимость от структуры объекта и структуры информационного поля;
4) зависимость комплексных показателей от простых;
5) возможность синтеза определенной структуры объекта, обеспечивающей получение заданных значений показателей в заданные моменты времени;
6) структуру внешних воздействий и их трансформацию в набор управляющих решений и др. В части автоматизации необходимо разработать оптимальное архитектурное решение для построения ИАСУ, используемой при управлении объектом на базе математической модели.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
1.
Рис. 9. Иллюстрация примера архитектуры интеграционного решения
Заключение
Предложенный в статье подход моделирования сложного организационного объекта позволяет создать модель цельного объекта и управлять им при изменении внешних условий и воздействий. Большинство существующих математических теорий и методик позволяют смоделировать взаимодействие данного объекта с другими или моделировать отдельные его части, но эффективное управление возможно только при наличии комплексной и формализованной до требуемого уровня модели. Кроме того, моделирование объекта должно выполняться с учётом должного уровня автоматизации этого объекта, и наоборот, автоматизация должна учитывать потребности модели
Новиков, Д. А. Структура теории управления социально-экономическими системами // Управление большими системами : сб. тр. Вып. 24. М. : Ин-т проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2009. С. 216-257.
2. Инновационные технологии интеграции современных корпоративных информационных систем на базе решений корпорации InterSystems : отчет о НИР / Сибирский федеральный университет ; рук. В. М. Журавлев. Красноярск, 2008. 102 с.
3. Анализ отечественных и зарубежных информационных ресурсов и разработка концепций электронного реферативного журнала для научно-методической поддержки совершенствования институциональных механизмов управления в российском образовании : отчёт о НИР / Владивосток. гос. ун-т экономики и сервиса ; рук. В. В. Крюков. Владивосток, 2005. 55 с.
