Проектирование информационного обеспечения для решения динамических задач управления газотранспортным предприятием Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

Андрей Фёдорович Шориков

V-

1,октор физико-математических наук, рофессор, заведующий кафедрой нформационных систем в экономике Уральского государственного экономического

Екатерина Юрьевна Виноградова

Аспирант кафедры информационных систем в экономике Уральского государственного экономического университета

Проектирование информационного обеспечения для решения динамических задач управления газотранспортным предприятием1

В настоящее время информация превратилась в ключевой ресурс повышения эффективности деятельности любого предприятия. Инвестиции в системы обработки информации и внедрение современных информационных технологий не только приносят прибыль, но и способствуют увеличению капитализации самих предприятий. Осуществление оперативного контроля за производственной деятельностью, анализ текущей производственной ситуации, принятие управленческих решений - все эти функции сводятся в конечном счете к обработке информации. И от того, насколько эта информация своевременна, достоверна и полна, зависит успех деятельности предприятия.

1 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 04-01-00059).

Основная задача информационных технологических систем -обеспечение учета и управления производственно-хозяйственными процессами на основе сбора, обработки и представления информации о фактическом состоянии производственной и финансовой деятельности предприятия. При этом главной целью информатизации является повышение эффективности основных производственно-хозяйственных процессов. Применительно к газотранспортному предприятию достоверные и оперативные сведения о состоянии его объектов требуются на всех уровнях управления.

Следует отметить, что повышение эффективности производства и производительности труда, снижение издержек обеспечиваются, прежде всего, за счет своевременного принятия управленческих решений, основанных на достоверной информации, что диктует необходимость обеспечения качественной реализации системы поддержки принятия таких решений путем разработки и внедрения новых информационных технологий и методов обработки и анализа данных.

С учетом всего вышесказанного нами разработаны: принципы и методика проектирования информационного обеспечения для решения динамических задач управления газотранспортным предприятием; проект построения соответствующего компьютерного программного комплекса, определены его участники, их роли и функции, а также порядок взаимодействия; требования к технической инфраструктуре, финансовый план. Полученные результаты основываются на конкретных исследованиях [1-6].

Как известно, повысить эффективность принятия управленческих решений можно за счет разработки и введения действенного инструментария анализа принятия решений, что осуществимо только с помощью современных объектно-ориентированных методик программирования и соответствующего программного обеспечения. При этом проектируемая система должна обладать радом свойств, таких как:

1) высокая степень адаптивности. Система должна гибко реагировать на любое изменение или модернизацию бизнес-логики предприятия. Такая самообучаемость предполагает наличие в ее составе: базы данных, базы знаний и правил логического вывода, а также механизма их своевременного обновления и корректировки;

2) наличие дружественного пользователю ролевого интерфейса. В проектируемой системе должны быть четко прописаны критерий качества действий управленческого персонала и права доступа к различным документам и инструментам, обеспечивающим принятие управленческих решений;

3) мощная защита на уровне каждого простого пользователя. Высокий уровень защищенности приложения достигается за счет использования доменной политики и тесной интеграции с Microsoft Active Directory. Иными словами, права пользователя системы изначально должны соответствовать правам этого же пользователя в домене и делегироваться его политиками;

4) возможность публикации и предоставления доступа к внутренним отчетам и документам через общий корпоративный портал. В качестве примера назовем портал, организованный на основе Microsoft SharePoint Portal Server или IBM Web Sphere, что значительно упрощает электронный обмен документами с внешними системами;

5) наличие встроенных средств многомерного анализа данных, например, таких, как OLAP, а также механизма их интеграции с аналогичными средствами других производителей для динамического анализа и построения многомерных и многофакторных отчетов по всем необходимым критериям;

6) наличие собственного инструмента моделирования и управления бизнес-логикой предприятия, совместимого со сторонними типовыми инструментами и методологиями;

7) возможность модульного обновления. В настоящее время в большинстве программных комплексов не предусмотрена возможность внутреннего обновления, и в итоге получается, что расчет на существующие мощности вычислительных систем при решении подобных задач приводит к устареванию решения вместе с техническим обеспечением;

8) наличие средств обеспечения качественного доступа к данным для решения текущих динамических задач планирования и управления.

Отметим, что к динамическим задачам управления газотранспортным предприятием можно отнести следующие группы задач:

оперативный контроль параметров технологических процессов; передача технологических данных в производственно-диспетчерскую службу предприятия;

качественный сбор, анализ и обработка технологических данных в централизованном хранилище;

определение текущих затрат и формирование ценовой политики; прогнозирование динамики системы с целью выработки управляющих воздействий, предотвращающих переход системы в критическое состояние.

Для решения названных задач нами предложена следующая методика построения информационного обеспечения.

На первом этапе проектирования информационной системы необходимо декомпозировать комплекс проблем, т.е. определить, к какой из вышеперечисленных групп относится каждая конкретная задача. После этого можно осуществить переход ко второму этапу проектирования, на котором для каждой группы задач необходимо идентифицировать метод ее решения. Так, задачу оперативного контроля параметров технологического процесса можно решить путем разделения множества всех его состояний на состояния, характеризующие номинальное течение процесса, и состояния, требующие вмешательства в данный технологический процесс с целью его стабилизации. При решении такой задачи, как передача технологических данных в производственно-диспетчерскую службу предприятия, необходимо предварительно усовершенствовать систему показателей в целях совместимости с другими компонентами и модулями проектируемой единой информационной системы. При этом необходимо учитывать тот факт, что

синхронизация всех компонентов системы не исключает возможности последующей доработки и внедрения GPS (Глобальной Системы Навигации).

Для обеспечения качественной работы с уже имеющимися и вновь поступающими данными необходимо также разработать единую для всех подразделений и филиалов предприятия структуру базы данных (БД), обеспечить ежедневное ее резервное копирование и зеркалирование.

Помимо обеспечения сохранности данных и стабильной работы на всех уровнях операционной системы и используемых приложений, необходимо обеспечить надежную и стабильную работу на аппаратном уровне. Например, в качестве аппаратного обеспечения для серверной части проектируемого программного комплекса предлагается использовать серверную платформу ASUS AP2400R-E1 фирмы AsusTEK Computer Ink. (рис. 1) с двумя процессорами Intel Xeon с частотой 3,06 GHz (512 KB/1MB/533 MHz), объемом оперативной памяти 8 GB (четыре модуля DDR 266 Kingston KVR266X72RC25/2GB), аппаратно-организованным RAID-массивом уровня 1 из восьми SCSI-винчестеров (U320 SCSI Seagate Cheetah ST37453LC 80 Pin, 15000 RPM, двухканальный SCSI RAID-контроллер U320 LSI MegaRAID 320-2X, PCI-X) и источником бесперебойного питания PowerWare 9125.

Рис. 1. Платформа ASUS AP2400R-E1

В качестве серверной операционной системы рекомендуется использовать связку Microsoft Windows 2003 Server Enterprise Edition service pack 1 с развернутыми службами Active Directory, DNS, DHCP, Microsoft Internet Security and Acceleration Server 2004 и Microsoft Operation Manager 2004. Для клиентских станций рекомендуется операционная система Microsoft Windows XP service pack 2.

Для решения комплекса экономико-математических задач (таких, как определение и минимизация затрат, максимизация прибыли, выработка ценовой политики, прогнозирование параметров состояния и др.) необходима разработка четко формализованной динамической экономико-математической модели. К примеру, постановка задачи минимизации затрат на выпуск газа в соответствии с [1-3] будет выглядеть следующим образом.

Для линейной дискретной экономико-математической модели [1-3] с фазовым вектором х(0, ¿е 0, T -1={0, 1, ..., T - 2, T - 1} ^ - текущее время; Т > 0) требуется найти такой план {и(0), и(1), ..., и(Т - 1)}

(последовательность управляющих интенсивностей по времени), при котором значение величины общих затрат (функционала для данной задачи) будет минимальным. При этом начальные запасы газа - начальный фазовый вектор х(0) = {х^0), х2(0), ..., хп(0)} - считаются заданными, и в последующие

периоды для всех ^ е 1, Т и i е 1, п должно выполняться неравенство

х1 (^) > 0, а значения векторов интенсивностей и(^) еRт должны выбираться

из некоторой допустимой области и * (¿) с Rт, т.е. удовлетворять заданному ограничению

ы(0 = {и^), ^(Г), ..., Пт ^)} еи * (Г).

При этом множество и * (^) формируется по имеющимся ограничениям на мощности производства, а сами принципы расчета тарифов на транспортировку газа выглядят следующим образом.

Средний тариф на транспортировку газа Ттр.ср рассчитывается по следующей формуле:

Т =

тр.ср

(Роб - Соп - Свн + Нпр + ЧП) X УШт + VIp) V2 :

(1)

где Р

об

Со

Св

Нп

ЧП

V

' хи

тр

- сумма расходов субъекта регулирования на транспортировку газа по газораспределительным сетям, входящих в структуру себестоимости;

- сальдо операционных доходов и расходов субъекта регулирования, связанных с деятельностью по транспортировке газа;

- сальдо внереализационных доходов и расходов субъекта регулирования, связанных с деятельностью по транспортировке газа;

- сумма налога на прибыль субъекта регулирования в части прибыли, получаемой от деятельности по транспортировке газа;

- сумма чистой прибыли субъекта регулирования, необходимой для покрытия всех согласованных с регулирующим органом расходов (ФЭК России) из чистой прибыли по регулируемому виду деятельности;

- суммарный объем транспортировки газа через газораспределительные сети данного субъекта;

- объем транспортировки газа в транзитном потоке через газораспределительные сети данного субъекта.

Суммарный объем Ушт транспортировки газа определяется по формуле

у = V + V

v sum v тр 1 v к.п?

(2)

где Ук.п - объем поставки газа конечным потребителям, присоединенным к газораспределительным сетям данного субъекта через указанные сети.

Объемы транспортировки газа для расчета тарифов принимаются на уровне прогнозных на весь период планирования и управления с учетом договорных объемов транспортировки газа по распределительным газопроводам (в расчете на год), прогноза газопотребления конечных потребителей, газоснабжение которых осуществляется через газораспределительные сети данного субъекта, а также статистики объемов транспортировки газа за предыдущие три года.

Объемы газа, поставляемые газораспределительным организациям на технологические нужды и используемые ими при ликвидации аварийных ситуаций, при определении суммарного объема транспортировки не учитываются; при поставке газа на указанные цели тарифы не применяются.

Объем транспортируемого газа принимается при определении суммарного объема транспортировки (и в целях расчета стоимости транспортировки) исходя из следующих стандартных параметров: температура t = 20°С; давление р = 760 мм рт. ст.; влажность - 0%. При этом тарифы рассчитываются независимо от прогнозной объемной теплоты сгорания транспортируемого газа [7].

Разработка системы должна осуществляться на платформе Microsoft Visual Studio.Net 2005 на языке C# либо в среде Borland Delphi 2005 на языке Delphi (Object Pascal). В качестве SQL-сервера, реализующего технологию доступа к данным, может быть выбрана одна из перечисленных СУБД: Oracle Database 10g; Microsoft SQL Server 2005; Borland InterBase 7.5. При этом трудоемкость и временные затраты на проектирование будут распределяться, как показано ниже (рис. 2 и 3).

Проектирование математического аппарата

Поддержка модульности

Реализация инструментария моделирования бизнес-логики

Проектирование средств многомерного анализа

Реализация доступа к данным

Обеспечение защиты данных

Проектирование интерфейса

Реализация адаптивности

12

16

20

22

0

5 10 15 20

Трудоемкость проектирования %/п

25

Рис. 2. Распределение трудоемкости по критериям, которым должен удовлетворять проектируемый программный комплекс управления и планирования

Данная методика прошла апробацию на предприятии ООО «Уралтрансгаз», в соответствии с Уставом которого основной целью деятельности является организация рентабельной работы в сфере обеспечения транспортировки газа. Согласно основной цели названное предприятие осуществляет следующие виды деятельности: транспортировка природного газа по магистральным газопроводам, обслуживание газопроводов сторонних организаций, обслуживание газораспределительных станций сторонних организаций, строительство газопроводов, капитальное строительство прочих объектов, реализация газа на АГНКС, производство и реализация сельскохозяйственной продукции, производство и реализация пиломатериалов, производство и реализация гранитных и мраморных блоков, добыча и реализация минеральной воды, подготовка кадров, НИОКР, услуги связи, ремонт оборудования, буровые работы.

6

7

Проектирование математического аппарата

Поддержка модульности

И

Реализация инструментария моделирования бизнес-логики

10

Проектирование средств многомерного анализа

Реализация доступа к данным

10

Обеспечение защиты данных

10

Проектирование интерфейса

50

Реализация адаптивности

3

5

5

0 10 20 30 40 50 60

Временные затраты %

Рис. 3. Распределение временных затрат по критериям, которым должен удовлетворять проектируемый программный комплекс управления и планирования

Применение разработанной методики позволит обеспечить высокую эффективность принятия решений по управлению экономическими показателями планирования, к которым, прежде всего, относятся: количество выпускаемой продукции, загруженность складов, затраты на закупку материальных и производственных ресурсов, затраты на производство, хранение, перемещение и т.д.; кроме того, должны быть учтены доходы от реализации.

Методика может быть использована для составления технического задания на проектирование информационной системы управления газотранспортным предприятием, а предложенная математическая модель может послужить основой для формирования главных модулей программного комплекса, реализующего динамические функции контроля, планирования и прогнозирования экономических показателей деятельности предприятия, что в итоге должно привести к повышению достоверности и качества информации, сокращению времени на ее обработку и формирование аналитических отчетов и, соответственно, к увеличению прибыли предприятия.

Литература

1. Лотов А.В. Введение в экономико-математическое моделирование. М.: Наука, 1984.

2. Пропой А.И. Элементы теории оптимальных дискретных процессов. М.: Наука, 1973.

3. Шориков А. Ф. Минимаксное оценивание и управление в дискретных динамических системах. Екатеринбург: Изд-во УрГУ, 1997.

4. Виноградова Е.Ю. Проблема управления планированием на предприятии и пути ее решения // Сб. тр. Всерос. конф. молодых ученых по институциональной экономике. Екатеринбург: Ин-т экономики УрО РАН, 2004.

5. Шориков А.Ф., Виноградова Е.Ю. Методика разработки системы поддержки принятия экономических решений для оптимизации управления предприятием // Человеческий потенциал и конкурентоспособность России: Материалы XXII Междунар. науч.-практ. конф. Челябинск: Урал. соц.-экон. ин-т АТиСО, 2005. Ч. VI.

6. Шориков А.Ф., Виноградова Е.Ю. К вопросу об алгоритмическом моделировании экономических систем и процессов // Новые тенденции в развитии российской экономики: сб. науч. тр. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 2005. Вып. 8.

7. Методические указания по регулированию тарифов на услуги по транспортировке газа по газораспределительным сетям (в ред. Приказа ФСТ РФ от 26 октября 2004 г. № 142-э/1) // Справочно-правовая система «Консультант Плюс».

■к -к -к -к -к