CC BY
147
Центр обработки данных в структуре системы управления качеством оператора сотовой связи
Максименко В.Н.
Профессор МТУСИ
Филиппов АА
Аспирант МТУСИ
В связи с началом производства 2-х и 4-х ядерных процессоров (Intel, AMD) активизировались работы по созданию многопроцессорных вычислительных систем высокой производительности. В зависимости от структуры, эти системы на практике применяются в центрах обработки данных. Центры обработки данных (ЦОД) — это высокопроизводительные вычислительные системы для решения наборов простых задач по последовательным алгоритмам и сложных задач по параллельным алгоритмам. Областью применения ЦОД являются вычислительные комплексы для крупных компаний из разных секторов экономики: телекоммуникационного, автотранспортного, энергетического или нефтегазового. Обоснование применения ЦОД у операторов сотовой связи положено в основу предлагаемой статьи.
Введение
Особенность современного состояния систем управления качеством в сетях сотовой подвижной связи (СПС) заключается в том, что для оценки качества услуг и принятия управляющих решений приходится решать сложные задачи. На начальном этапе внедрения сотовой связи оценка качества услуг осуществлялась решением набора несвязанных задач, учитывающих только технические аспекты функционирования оборудования. На современном этапе для оценки качества услуг приходится решать набор слабосвязанных задач, описывающих совокупность параллельно-последовательных процессов технического обслуживания оборудования, организационных бизнес-процессов внутри предприятия, процессов обслуживания абонентов, процессов защиты инфраструктуры и информации абонентов от несанкционированного доступа. Это приводит к постоянному росту объема информации, которую необходимо обрабатывать и анализировать по возможности за минимальный отрезок времени, и как следствие — к необходимости
внедрения высокопроизводительных центров обработки данных (ЦОД).
В данной статье рассмотрены основные методы организационного управления предприятием, перспективные концепции и модели управления качеством, выбор которых определяет место центра обработки данных в структуре системы управления качеством оператора сотовой связи.
Необходимость такого рода исследования для построения автоматической системы управления обусловливается тем, что, во-первых, необходимо определиться с территориальным расположением центра обработки данных в соответствии с топологией сети, используемой компанией, во-вторых — с его вычислительной мощностью, в-третьих — с внутренней организацией и способами сбора данных и реализации результатов своей работы.
Методы организационного управления предприятием и обработки данных
Телекоммуникационная компания, в зависимости от своих масштабов, может иметь централизованную или децентрализованную структуру. В децентрализованной структуре основные единицы системы управления качеством СПС — центры обработки данных — должны обладать неким свойством модульности и перестраиваемости — способностью быть как ведущими, так и частично ведомыми звеньями.
Телекоммуникационная компания — это сложная социально-экономическая и технико-технологическая организационная система. Организационная система компании состоит из следующих частей: структура, содержание, связь и менеджмент. Механизм взаимодействия между "Структурой", "Содержанием" и "Связью" определяет статику организационной системы. Под динамикой понимается система менеджмента, т.е. совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов для разработки политики и
целей и достижения этих целей.
Основной частью производственного процесса предприятия сотовой связи является процесс эксплуатации программно-аппаратных комплексов, обеспечивающих оказание услуг подвижной связи в автоматическом режиме. Действия всех других процессов, таких как проектирование услуги, проектирование и строительство сети, в той или иной мере связаны с обеспечением и обслуживанием технологии основного производства по оказанию услуг подвижной связи.
Под требования технологии основного производства оператора сотовой связи, а их соблюдение определяет надежность и качество услуг, должна быть настроена организационная система предприятия.
От принципа управления внутри компании зависит и схема сбора информации центром обработки данных, и способы выдачи рекомендаций, и организация управления имеющимися сетевыми и вычислительными ресурсами. Подробный анализ структур организационного управления предприятия рассмотрен в статье Максименко В.Н., Фалеева О.И. Построение автоматизированной системы менеджмента качества в телекоммуникационной компании. Телеком/Сети и средства связи, №1, 2007, с. 53-57.
Требования, относящиеся к соблюдению управленческого цикла, должны быть обязательными и распространяться на все процессы производства. Это дает основание считать процессный подход ключевым понятием в действии системы менеджмента на предприятии.
ГОСТ Р ИСО 9001-2001 позволяет предприятию включать в систему менеджмента качества те требования, которые были определены ранее и положительно влияют на улучшение качества продукции. Поэтому требования, указанные по ведению проектирования и строительства сети оператора сотовой связи и требования к взаимодействующим сетям, должны носить обязательный характер. Само предприятие определяет систему требований как к технологическому процессу (процессу эксплуатации), так и к другим процессам оказания услуг подвижной связи.
При предъявлении требований к другим процессам производства необходимо исходить из того, что в эксплуатационной документации на услугу сотовой связи содержится до 85% всей той информации, которая может быть востребована для того, чтобы на ее основе сформировать требования к другим процессам жизненного цикла услуги на предприятии.
Необходимо предусмотреть возможность
проведения аналитической обработки документированной информации с тем, чтобы должностные лица могли бы пользоваться необходимыми сведениями без всякой дополнительной работы с документами при минимуме затрат времени на расшифровку, анализ, оценку и принятие управленческих решений.
Информация, содержащаяся в сформированных таким образом вторичных документах, дает возможность однозначно и четко установить требования к другим организационным структурам по ведению своих процессов с позиции обеспечения и своевременного обслуживания технологии производства.
Если общесистемные требования и требования законодательных документов и нормативно-правовых актов государства относятся ко всем организационным системам, то требования стандартов семейства ИСО 9000 для каждого предприятия должны быть соотнесены индивидуально. Напрямую это относится к процессам производства и оказания услуг. Для этого каждое предприятие должно выработать для себя свою определенную структуру требований по ведению процессного подхода.
Методологическая основа современных систем общего управления производством
Методологическую основу современных систем общего управления производством и его составных частей составляют: многоуровневая модель бизнес-процессов eTOM (Enhanced Telecom Operations Map — расширенная модель деятельности Телекома); концепция OSS/BSS — совмещенной Системы Поддержки Операций (OSS) и Системы Поддержки Бизнеса (BSS); модель жизненного цикла (ЖЦ) услуги, известная как "Цикл Деминга" или "PDCA цикл" (Plan-Do-Check-Act: Плани-руй-Сделай-Проверь-Действуй). Основные идеи цикла PDCA — цикличность в процессе производства, анализ полученных результатов и планирование с использованием этих результатов для повторения производства услуг с улучшенными показателями качества.
При определении места ЦОД в структуре системы управления качеством особый интерес представляет второй уровень OSS, так как в нем конкретно выделяется процесс контроля и управления качеством услуг, а также повышения их качества.
Анализ основных моделей организации предприятий связи, а также требований к процессам оказания услуг связи и менеджменту качества согласно ГОСТ Р ИСО 9001-2001,
позволяет выделить из них необходимые для разработки — те, которым должна соответствовать автоматизированная система управления качеством:
• по территориальному ("горизонтальному") признаку система должна являться распределенной;
• в качестве ориентировочной организационной модели предприятия будет использована модель eTOM (в связке с BSS/OSS) как наиболее современная, перспективная и активно внедряемая;
• принцип контроля и управления качеством будет осуществляться в соответствии с моделью жизненного цикла продукта Деминга ^сл).
Концептуальная модель автоматизированной системы управления
Исследование организационных структур позволяет определить топологию и принцип действия проектируемой автоматизированной системы управления качеством и перейти к следующим этапам проектирования ЦОД — созданию концептуальной модели, описанию методик контроля качества в сетях СПС и техническому проектированию вычислительной системы.
Проектирование системы управления начинается с выбора функциональной модели, по принципу которой она будет работать. Базовым прототипом модели данной системы является модель АСУ с одной обратной связью (рис. 1).
На этой схеме АСУ построена так, что работа управляемой системы контролируется по выходному сигналу и управляется путем воздействия на входной сигнал. Ядром разрабатываемой системы будет являться узел обратной связи (который в данной системе является и устройством сбора выходных данных).
В случае системы управления качеством, в качестве входного сигнала выступает процесс (например, процесс оказания услуги связи), а в качестве звена обратной связи — центр обработки данных. Здесь собираются данные по результату выполнения процесса, управляющий поток воздействует непосредственно на управляемую систему (рис. 2).
Правда, есть отличие: управляющий поток не является потоком того же класса, что и входной у управляемой системы — т.е. это не процесс, а данные.
Рассматриваемая система управления охватывает не один, а множество объектов управления, будь то аппаратные системы или
бизнес-процессы. Следовательно, у нее будет множество входов и выходов. Более того — любые из входных потоков могут влиять на любые из выходных потоков СУ
На рис. 3 представлена общая структурная схема АСУ, согласно которой будет осуществляться работа ЦОД. Здесь следует отметить два важных момента:
1. Как уже говорилось, строгой зависимости "вході -выход1" нет — один входной поток может влиять на несколько выходных и наоборот, один выходной поток может зависеть от нескольких входных.
2. Существуют системы, которые могут контролироваться напрямую в автоматическом режиме (управляемая система N на рисунке), и те, которые управляются только людьми (системы 1 и 2 на рисунке). То есть ЦОД вырабатывает и посылает данные и рекомендации в соответствующие отделы компании, где уже конкретные должностные лица могут принимать решения о вмешательстве в подконтрольные им процессы.
Теперь осталось более плотно привязать эту модель к процессу контроля качества в компании-операторе сотовой подвижной связи.
Как известно, наиболее эффективным является циклический процесс совершенствования качества продукта по Э. Демингу. Для организации работы проектируемой АСУ он открывает большие возможности — влиять не только на исполнителей, но и на этапы жизненного цикла продукта.
На рис. 4 представлена схема интеграции проектируемого ЦОД в процесс совершенствования качества услуг.
Принцип работы системы по этой схеме следующий:
• на первом этапе (Plan) компания планирует (проектирует) новую услугу;
•на втором этапе (Do) производится внедрение услуги, выход проекта на рынок;
• на третьем этапе (Check) начинается всесторонняя проверка успешности внедрения нового проекта; на самом деле этот этап не завершается полностью, а продолжается на протяжении всего времени существования подконтрольного проекта. На этом этапе происходит сбор данных для анализа в ЦОД;
•на четвертом этапе (Action) происходит вмешательство в процесс внедрения/оказания услуги с целью коррекции в сторону повышения качества.
В зависимости от того, сколько времени проходит между этапами 3 и 4, планируется необходимое быстродействие ЦОД и оптимизация работы аналитических отделов компании.
Входной
Откорректированный
Выходной
Рис. 1. Структурная схема простейшей АСУ Процесс
Рис. 2. Универсальная структурная схема системы управления процессом
со стороны сотрудников Центр обработки данных
Рис. 3. Структурная схема централизованной мультипотоковой СУ
Рис. 4. Роль центра обработки данных в цикле PDCA
Вычислительный комплекс центра обработки данных
Рис. 5. Структурная схема организации внешнего мониторинга сети СПС
РИс 6. Схема сигналов и алгоритм действий при обнаружении неполадок в сети
Рис. 7. Пример алгоритма работы центрального ЦОД по управлению качеством в регионах сети
Методика мониторинга качества услуг СПС
Основой работы ЦОД является сбор и обработка данных мониторинга сетей СПС. Мониторинг качества услуг СПС — это сбор и анализ информации о состоянии ресурсов системы с помощью специальных средств контроля. Задача мониторинга — получение численного значения измеряемого параметра в реальном масштабе времени и сравнение результата с нормативным значением. Цель мониторинга — обеспечение стабильности качества предоставляемых услуг.
Мониторинг "внутренних" параметров сети регламентируется стандартом предприятия "Правила технической эксплуатации сетей сотовой подвижной связи", разрабатываемым каждой компанией на основе норм типовых "Правил технической эксплуатации сетей сотовой подвижной связи", а "внешний" мониторинг параметров сети осуществляется с помощью мобильных испытательных комплексов (рис 5.) на основе стандарта предприятия, разрабатываемого на основании "Норм на показатели качества услуг сотовой подвижной связи и методик контрольных испытаний".
Слежение за "внутренними" параметрами сети и обнаружение неисправностей происходит на уровне канального оборудования. Сигнал о неисправности идет от ближайшего к аварийному участку исправного устройства, которое и может выявить неисправность к своему ЦУС. Все данные о работе канального оборудования собираются в ЦОД, фиксируются в базе данных (журнале) и обрабатываются. На их основе ВК обновляет функциональную карту сети СПС, вырабатывает рекомендации по устранению неисправности и направляет их в соответствующие отделы компании, где компетентные лица принимают решение о вмешательстве (рис. 6). ЦОД может также управлять сетью в автоматическом режиме — при отказе одного звена сети перенаправить трафик через другие и т.п.
Особую важность с точки зрения оценки качества предоставления услуг СПС потребителю представляет "внешний" мониторинг параметров сетей при помощи мобильных испытательных комплексов.
Процесс мониторинга включает три основных этапа:
1. Подготовка к мониторингу — составление и утверждение программы и методики проведения испытаний, сбор исходных данных.
2. Непосредственное проведение мониторинга — сбор результатов испытаний в соответствии с утвержденной программой и методикой.
3. Заключительный этап — математическая обработка полученных результатов. Они представляются в соответствии с формами, утвержденными в "Нормах на показатели качества услуг связи и методиках контрольных испытаний", и рассчитываются для всех сеансов по формулам, приведенным в методиках испытаний. На этом этапе происходит формирование больших баз данных измеренных параметров, формирование карт.
Принцип глобального управления качеством услуг оператора СПС
Территориальная распределенность системы управления качеством должна закладываться в проект не только для обмена данными мониторинга и статистикой, но и, что самое главное, для возможности поддержания качества услуг СПС во всех регионах территории, обслуживаемой компанией, на одном уровне.
Идея поддержания единого уровня качества во всей сети довольно проста. На первом этапе (ввод системы в эксплуатацию) со всех региональных ЦОД собирается информация о текущих параметрах комплексной оценки качества связи, устанавливается требуемый уровень качества, к которому должны стремиться все регионы.
На втором этапе начинается постоянная (периодическая) проверка параметров качества каждого региона. Пример алгоритма
приведен на рис. 7.
Для каждого региона производятся следующие операции: сначала запрашиваются данные о качестве, затем производится сравнение полученных данных с требуемым (глобальным) уровнем качества.
Если полученная оценка качества ниже требуемой, принимаются необходимые меры, в регион направляются рекомендации по ее повышению, если же она выше и все остальные проверенные регионы тоже ее преодолели, то появляется возможность повысить требования к качеству во всей сети. Далее назначается время следующей проверки этого региона и цикл продолжается. Таким образом, реализуется постоянное автоматическое самосовершенствование сети связи наподобие цикла PDCA.
Задачи ЦОД
Центр обработки данных (ЦОД) является универсальным вычислительным средством, способным решать абсолютно разные задачи, но для операторов сотовой подвижной связи (СПС) прежде всего он создается для решения следующих задач:
• сбор статистических данных о работе сетей и объектов СПС;
• обработка данных мониторинга сетей и объектов СПС;
• анализ данных, поступающих из отделов работы с абонентами;
• оперативное реагирование на возникновение сбоев в работе сети СПС;
• выработка рекомендаций по устранению проблем в работе сети СПС;
Рис. 8. Потоки информации, взаимодействующие с ЦОД
• выработка рекомендаций по улучшению качества оказания услуг связи;
• прогнозирование возникновения неполадок в работе сети СПС (моделирование, экстраполяция нагрузки на сеть по имеющимся данным);
Схематичное представление потоков информации, с которыми взаимодействует ЦОД, изображено на рис. 8.
На первый взгляд, объем получаемых данных достаточно невысок, но существует много не совсем очевидных моментов, делающих задачи, возлагаемые на ЦОД, очень ресурсоемкими.
Во-первых, сбор и первичный анализ данных производится в реальном (или максимально близком к нему) масштабе времени.
Во-вторых, статистические данные собираются и анализируются "по накопительной системе", то есть, для формирования необходимых выводов и прогнозирования, вся новая информация соотносится с уже имеющейся. Это также определяет объем подсистемы хранения данных, входящей в ВК.
В-третьих, мониторинг сетей, сбор информации, обработка данных и прогнозирование зачастую происходит одновременно. Таким образом, параллельно выполняется несколько сложных взаимосвязанных задач, использующих одни и те же данные.
Все это непременно приводит к выводу о необходимости создания распределенной многопроцессорной вычислительной системы, способной эффективно решать задачи по параллельным алгоритмам.
Выводы
Таким образом, центр обработки данных позволит:
• обеспечить работу всех приложений на одном оборудовании;
• создать централизованную систему обработки и хранения информации;
• повысить надежность хранения информации;
• снизить совокупную стоимость обслуживания 1Т-инфраструктуры;
• обеспечить эффективность работы ERP-и CRM-систем;
• обеспечить эффективность работы порталов, web-сайтов, систем документооборота, электронной почты, систем управления проектами;
• обеспечить эффективность работы аналитических приложений и приложений, выполняющих масштабные вычисления, СУБД.
