Организация и управление эксплуатацией информационных систем
Кафедра
математики и информатики
КУРСОВАЯ
РАБОТА
по
дисциплине «Методология и технология проектирования информационных систем»
на
тему
«Организация
и управление эксплуатацией информационных систем»
Оглавление
Введение
.
Разработка и внедрение ИС
.1
Понятие и жизненный цикл ИС
.2
Формирование технологической среды ИС
.3
Развитие ИС и обеспечение ее обслуживания
.
Системы Управления Эксплуатацией (СУЭ)
.1
История разработки и внедрения СУЭ
.2
Модель СУЭ на основе теории управления
.3
Управление разнообразием
.4
Собственное поведение
.5
Жизнеспособность систем
.
Модель Системы Поддержки Эксплуатации (СПЭ)
.1
Общая схема функционирования СПЭ
.2
SADT схема функционирования СПЭ (IDEF0)
Заключение
Список
литературы
Введение
Цель курсовой работы - рассмотреть способы
повышения эффективности деятельности предприятия путем внедрения и
использования информационных систем (ИС), в частности Систем Управления
Эксплуатацией (СУЭ) и наиболее совершенной ее формы - Системы Поддержки
Эксплуатации (СУЭ).
Предмет курсовой работы - процессы создания,
эксплуатации и развития (в том числе саморазвития) ИС предприятия.
Объектами работы являются информационные системы
организаций экономической, производственной и социальной сферы, информационные
ресурсы и информационные системы подразделений систем управления
государственных предприятий, акционерных обществ и частных фирм, а также
различные организации в сфере информационного бизнеса.
К числу стратегических задач, решаемых с помощью
создания и внедрения ИС, относятся: создание информационной инфраструктуры
организации и управление информационными технологиями. Оперативные и
административные задачи носят более узкий и подчиненный характер.
Следующая задача состоит создании связи ИС с
внешней средой, переход от внешнего знания к знаниям, релевантным внутренним
решениям.
Работа информационной системы так же решает
задачи планирования, руководства, контроля и организации документационного
обеспечения управления организацией по определенным целевым критериям для
поддержки согласованных организационно-информационных действий членов
организации.
При организации работы с ИС важным является
выбор рациональных форм коммуникаций, техники и информационных технологий, а
также характеристик информационных ресурсов, необходимых для достижения целей
организации.
Специалист организации, работник, руководитель
являются не просто потребителями, которым поставляется информация, а
непосредственными участниками информационного процесса, поэтому значительная
часть работы будет посвящена организации работы с пользователями ИС.
При этом должны решаться задачи определения
ценности и эффективности использования не только собственно информации
(данных), но и других ресурсов предприятия, в той или иной мере входящих в
контакт с информацией: технологических, кадровых, финансовых и т. д. В этих
задачах управления в той или иной мере используются различные свойства
информационной системы и реализованные в них информационные технологии.
Еще один повод написания данного исследования
связан с проблемами, возникающими при внедрении ИС. Основными являются
следующие:
) дополнительная нагрузка для персонала в
процессе внедрения, так как какое-то время приходится вести как новую, так и
старую информационные технологии;
) изменение функциональных обязанностей лиц,
принимающих решения в системе управления, вследствие внедрения информационных
технологий. В результате у них либо появляются дополнительные обязанности
(оптимистический вариант), либо они сокращаются, что вызывает увольнение
сотрудников (пессимистический вариант).
Распределение полномочий и функциональных
обязанностей сотрудников влияет, с одной стороны, на создание рабочих мест, а с
другой, - на разработку структуры ИС и ее соответствие структуре управления.
Эти вопросы неразрывно связаны с решением стратегической задачи выбора критерия
выделения структурных элементов ИС и глубины их детализации. Данная проблема
существовала на протяжении всей истории автоматизации объектов управления и
остается актуальной и в настоящее время.
1. Разработка и внедрение ИС
.1 Понятие и жизненный цикл ИС
Информационная система - система обработки
информации в совокупности с относящимися к ней ресурсами организации, такими,
как: люди, технические и финансовые ресурсы, которая предоставляет и
распределяет информацию (ГОСТ ИСО/МЭК 2382-1-99).
Жизненный цикл ИС включает стадии создание -
внедрение - поддержка. Последовательное создание новой ИС выглядит следующим
образом:
вначале осуществляется разработка концепции
системы и ее дерева целей (System Planning);
потом выясняются условия работы системы и
формируются соответствующие модели (System Analysis);
осуществляется разработка (проектирование и
создание) системы (System Design) - протяженный многовитковый итерационный
процесс;
далее система внедряется (System Implementation)
на тех рабочих местах, для которых она создается;
во время своей эксплуатации любая система
нуждается в сопровождении и поддержке (System Support).
В порочной практике создания и эксплуатации ИС
принято начинать использовать модули решения задач и комплексов задач или
подсистем по мере их готовности и отработки. Поэтому процессы внедрения и
создания обычно идут одновременно, переплетаясь самым причудливым образом.
Когда проект системы в намеченных контурах завершается, основную роль начинают
играть процессы внедрения, однако тут же неизбежно возникают и расширяются
внутри системы процессы ее модернизации, совершенствования и т. п. Поэтому, не
завершив создание всей системы, ее начинают дорабатывать, соответственно при
этом затягивается процесс внедрения. По мере внедрения, т. е. ввода в
эксплуатацию элементов ИС, создается и вводится комплекс средств ее поддержки,
сопровождения, об- служивания, испытания, освоения и т. д. в дальнейшем
именуемый нами Система Поддержки Эксплуатации (СПЭ).
Следует сказать, что эксплуатируемая ИС
представляет собой сложную систему, в составе которой можно выделить
функциональные подсистемы, которые в свою очередь могут также быть
декомпозированы на подсистемы следующего уровня.
В процессе эксплуатации ИС предприятия не
остается неизменной, так как она должна приспосабливаться к изменениям
внутренней и внешней среды. Модернизация и адаптация ИС осуществляется
последовательно для отдельных подсистем. В результате разные подсистемы ИС
предприятия могут находиться на разных стадиях и этапах жизненного цикла. Таким
образом, информационная система практически никогда не бывает завершена
окончательно, она всегда пребывает в процессе изменения. Параллельно должны
непрерывно решаться ее основные задачи, причем с максимальной эффективностью на
каждой стадии или в каждой фазе ее состояния.
В связи с этим в задачи СПЭ входит постоянный
контроль за состоянием ИС и использованием всех ее элементов: на всех стадиях
необходимо обеспечить и достижение целей, поставленных перед системой, и
планомерное и целенаправленное ее развитие в структуре основной деятельности
предприятия или учреждения.
1.2 Формирование технологической среды
информационной системы
Под формированием технологической среды
информационной системы понимаются решения, которые принимаются на предприятии
относительно состава и объема вычислительной техники, средств телекоммуникации
и программного обеспечения ИС.
С позиций стратегического информационного
менеджмента в отношениии Software предприятию необходимо выяснить следующие
важные вопросы:
выбор оптимальной степени децентрализации ИС и
ИТ;
выбор между новейшими средствами информатизации
или уже испытанными и хорошо себя зарекомендовавшими;
утверждение нормативов (разработанных или
заимствованных) на средства информатизации и ИТ;
разработка критериев выбора поставщиков.
Степень децентрализации информационной системы,
как правило, выбирается по аналогии со степенью децентрализации на предприятии
других функций. Выбор средств информатизации для развития информационных систем
из новых предложений поставщиков или из уже присутствующих на рынке изделий
осуществляется с учетом накопленного опыта эксплуатации ИТ, внутренних условий
(квалификации персонала и т. д.), соображений стандартизации.
При этом необходимо ориентироваться на тот
стратегический критерий, значение которого наиболее полно отражает роль ИС для
предприятия. Поставщик средств информатизации определяется на основе анализа
таких характеристик, как репутация, степень обслуживания и сопровождения,
финансовые условия и др.
При использовании персональных компьютеров (ПК)
целесообразно в течение рассматриваемого стратегического периода иметь единый
технологический парк с тем, чтобы использовать как внутренние (надзор,
обучение), так и внешние (условия при покупке, солидное сопровождение) его
преимущества. По мере развития процесса стандартизации средств информатизации
(Hardware и Software) появляется возможность использовать продукцию различных
изготовителей.
Следует регулярно анализировать, в какой степени
те или иные услуги должны обеспечиваться своими силами, а в какой - тем или
иным внешним исполнителем. Анализ показателей хозяйственной деятельности
(например, анализ стоимости ремонта в единицу времени) может потребовать
своевременной замены технических и/или программных средств.
1.3 Развитие информационной системы и
обеспечение ее обслуживания
ИС предприятия не остаются неизменными и
подлежат планомерному развитию. Потребность в постоянном развитии ИС
обусловлена: с одной стороны, появлением новых и изменением старых задач,
стоящих перед ИС, вследствие изменений, происходящих во внутренней и внешней
средах предприятия, а с другой - прогрессом в средствах информатизации,
достижения которого экономически эффективно внедрить в эксплуатируемую ИС
предприятия.
Развитие ИС приводит к необходимому росту объема
обслуживания, с течением времени развитие и обслуживание информационных систем
оказываются взаимно обусловленными и связанными между собой. Поэтому при
принятии решений о развитии необходимо учитывать совокупные затраты на развитие
и обслуживание.
Уровень производительности и качество работы, а
также необходимость, направление и темп развития ИС и ее обслуживание следует
также подвергнуть стратегическому рассмотрению с учетом глобальных интересов
фирмы. В самом деле, уровень среднего менеджмента (например, уровень
руководителя подразделения) характеризуется определенной консервативностью в
выборе ИТ из-за предпочтения стабильных технологий: установления, например,
одного определенного языка программирования, той или иной информационной структуры
и создавшейся в связи с этим технологической среды. В то время как новые
средства могут приводить к существенному укреплению технологической базы, а в
ряде случаев, даже к изменению направления деятельности предприятия.
Стратегические решения могут приниматься также и
в подходах к созданию ИС: с одной стороны, это классическое создание новой ИС,
например, в виде традиционной автоматизированной системы управления (АСУ) на
основе некоторого типового проекта, здесь в ряде случаев используется эволюция
от некоторого прототипа; с другой стороны, создание и развитие ИС на
предприятиях определенного типа могут частично перекладываться на пользователя.
В случае принятия стратегических решений по
существенным изменениям в ИС (переход на другую платформу или более сильную
ориентацию на стандартные программные средства) эти решения должны
преобразоваться на уровне оперативного информационного менеджмента в конкретные
задачи с использованием необходимых средств.
К этому же кругу вопросов относится регулярное
исследование производительности и качества в задачах развития и обслуживания
ИС. Например, через ежемесячные доклады о показателях и статистических данных
во всех проектах развития и обслуживания ИС можно проследить за расходами,
сроками и качеством. Выявленный уровень показателей на предприятии необходимо
сравнивать с эталонными данными (собственными и/или посторонними).
Совместно с ИС должны поставляться потребителю
специальные средства, в совокупности составляющие систему обслуживания. Эти
средства проектируются и изготавливаются совместно с ИС, согласованы с ней и
решают задачи поддержания ИС в работоспособном состоянии. Сюда включаются
различные тесты текущего контроля и диагностики состояния системы и ее
элементов, средства обеспечения работы персонала, приспособления для
обслуживания технических элементов, т. е. для устранения мелких неисправностей
и настройки, наставления и руководства и т. п. Назначение и применение этих
средств должны быть хорошо понятны руководству и персоналу ИС.
Средства обслуживания должны появиться у
пользователя вместе с ИС и при необходимости обеспечить ее постоянную
работоспособность, а также выявление и устранение мелких и крупных затруднений
в процессе использовании модулей системы.
Для выполнения операций по обслуживанию ИС у
пользователя должен быть соответствующий персонал. Подготовка такого персонала
у пользователя может оказаться нерациональной, поскольку его загрузка на одном
отдельном комплексе не будет интенсивной. Поэтому в практике информатизации в
таких случаях принято обслуживание систем силами предприятия-изготовителя или с
привлечением специализированных центров обслуживания, имеющих и интенсивно
использующих квалифицированный персонал и дорогостоящие специализированные
средства. Это вполне аналогично ситуации, когда малые фирмы не имеют в штате
бухгалтера или юриста, а пользуются услугами специализированных бюро или
агентств.
В сложных случаях поставляется система сопровождения,
включающая набор инструментальных средств для проведения опытной эксплуатации и
организационно-технической подготовки мероприятий. Во время эксплуатации эти
средства при необходимости используются для внесения изменений в изделие,
восстановления изделия после аварии, устранения ошибок и расширения
возможностей.
Поддержка нужна на протяжении всего жизненного
цикла изделия. При этом целесообразно выделять поддержку в использовании и в
обслуживании изделия. Служба поддержки защищает интересы пользователей,
оказывает им дополнительную помощь и осуществляет интерфейс между ними и
изготовителями изделия. Через систему поддержки пользователь уведомляется о
выявленных дефектах, получает рекомендации по их преодолению или информацию о
порядке их устранения с участием представителей фирмы. Создаваться служба
поддержки может с участием всех заинтересованных сторон (пользователь,
разработчик, изготовитель).
2. Системы Управления Эксплуатацией (СУЭ)
2.1 История разработки и внедрения СУЭ
Исторически, первыми системами, призванными
сокращать издержки эксплуатации, стали компьютеризированные системы управления
ремонтом (ТОиР в русскоязычной литературе и CMMS - в англоязычной). Типичная
система CMMS выполняет три задачи [CIO-World]:
Автоматизирует бизнес-процесс, связанный с
нарядами на выполнение определённых видов технического обслуживания.
Поддерживается жизненный цикл наряда: формирование, планирование,
диспетчеризация, выполнение, а так же разного рода отчётность.
Является местом хранения информации обо всём
используемом оборудовании: структуре, технических данных, спецификаций и прочей
сопроводительной документации.
Заведует складом запасных частей и расходных
материалов, включая, возможно, взаимодействие с внешними поставщиками.
На смену CMMS в начале 90-х годов приходят
интегрированные системы управления основными фондами (УФАП в русскоязычной
литературе и EAM - в англоязычной).
От CMMS систем их отличает назначение. Если CMMS
системы используются на цеховом уровне для решения тактических задач, то EAM
системы призваны увеличить прибыть предприятия за счёт комплексного подхода к
уменьшению эксплуатационных расходов и, соответственно, используются на более
высоком уровне. Отсюда и более широкий охват решаемых задач:
Автоматизация бизнес-процессов, связанных с
полным жизненными циклом основных фондов (asset lifecycle): монтаж,
эксплуатация, ремонт, демонтаж, списание.
Учёт финансовой составляющей, связанной с
управлением основными фондами: регистрация расходов на ремонтные работы,
снабжение, монтаж оборудования и т.д.
Учёт персонала: квалификации, доступность,
посещаемость.
Следует отметить, что любая EAM система включает
функциональность CMMS системы, то есть позволяет решать как тактические задачи
по эксплуатации, так и обеспечивает комплексную картину эксплуатационных затрат
для более высокого уровня руководства.
Внедрение информационных систем управления эксплуатацией на предприятиях даёт
высокую отдачу. Срок окупаемости системы составляет от полутора до двух лет, а
типичным является сокращение на 20 и более процентов затрат на эксплуатацию.
2.2 Модель СУЭ на основе теории управления
Наука об управлении, кибернетика, изучает
процессы, протекающие в управляемых системах, а так же структуру этих систем. В
самом широком смысле, управление - это непрерывный процесс по целенаправленному
изменению внутреннего состояния системы, подвергающейся внешним воздействиям.
Целью управления является получение требуемого результата в виде значений
выходных переменных. С позиции кибернетики, системы, в которых происходят процессы
управления, в целом подобны и демонстрируют единую структуру (см. рис. 1).
Рис. 1. Типичная система, в которой протекают процессы управления
Важнейшим элементом управляемой системы является
механизм обратной связи. Он используется для сообщения системе управления
информации о результатах её деятельности, которые используются для
корректировки управляющего воздействия на объект управления. Совокупность
системы управления, объекта управления, управляющего воздействия и обратной
связи представляет собой замкнутый цикл управления, в тот или ином виде
присутствующий во всех системах, где происходят процессы управления, в том
числе и в организациях.
В свете вышесказанного, вернёмся к управлению эксплуатацией и взглянем на неё с
кибернетических позиций. Предприятие, является системой, где происходит
деятельность по управлению эксплуатационными расходами. Объектом управления
является вся инфраструктура поддержки эксплуатации на предприятии. Управляющим
воздействием является комплексное изменение внутренней структуры объекта
управления - процедур эксплуатации. Обратная связь в данном случае, это
реальный уровень эксплуатационных расходов и информация о состоянии основных
фондов. Функцией системы управления является минимизация расходов при
сохранении основных фондов в работоспособном состоянии, отсутствии
незапланированных простоев и т.п.
Даже из такого высокоуровневого рассмотрения
хорошо видно, что ни одна из рассмотренных ранее информационных систем не
является сама по себе системой управления в кибернетическом смысле этого слова.
Напротив - объект управления и информационная система типа CMMS или EAM вместе
представляют собой то, что в кибернетике называется «системой с открытым
циклом». Для того чтобы составить замкнутый цикл управления, требуется нечто,
что соединит «вход» с «выходом» и займётся непосредственно управлением. В
настоящее время во всех без исключения организациях эту роль играет человек.
Обычно это группа людей, менеджеров различных уровней: от цехового до высшего,
которые в рамках своей повседневной деятельности занимаются формированием
управляющего воздействия на основании обратной связи. Зачастую, подобного рода
процессы в организациях не осознаются. Это означает, что управляющая
деятельность осуществляется бессистемно, хаотично, протоколы взаимодействия
управляющих разных уровней между собой и объектом управления не
структурированы, а, следовательно, и сам процесс управления неоптимален.
На лицо удручающая картина: внедрение систем
CMMS и EAM само по себе не способно сделать управление эксплуатацией
оптимальным, поскольку на деле решает не ту задачу. В практике управления
проектами бытует убеждение, основанное на опыте управляющих, которое
заключается в том, что улучшение качества управления проектом только на 20%
состоит во внедрении инструментов автоматизации, а остальные 80% происходят от
совершенствования практик, регламентов, отчётности, коммуникации и т.п. - иными
словами всего того, что лежит вне плоскости автоматизации.
Вероятно, этот принцип достаточно универсален для организаций вообще. Это
подтверждают специалисты по внедрению ERP-систем на предприятиях, утверждающие,
что без пересмотра бизнес-процессов, от внедрения информационной системы не
будет полезной отдачи. Автоматизация бизнес-процессов внутри организации не
имеет никакого отношения к управлению как таковому, а всего лишь является
средством улучшения наблюдаемости и управляемости объекта управления и, в
какой-то степени, уменьшения накладных расходов, связанных с поддержкой этих
процессов. Видимо, попытка решения проблемы с эксплуатационными расходами путём
лишь внедрения EAM и CMMS систем, несмотря на свою кажущуюся результативность,
ещё далека от оптимального решения.
2.3 Управление разнообразием
Кибернетика вводит понятие разнообразия, как
меры сложности системы. Оно определяется как количество состояний, которые
может принимать система. Разнообразие идеального выключателя равно 2 (включён
или выключен), разнообразие организации измеряется невообразимыми числами. Роль
играет не столько численная характеристика разнообразия, сколько сравнение
разнообразия различных систем.
Согласно закону о необходимом разнообразии Эшби, полностью эффективное
управление возможно лишь в том случае, когда разнообразие системы управления
(регулятора) не меньше разнообразия управляемого объекта (Эшби. Р. Введение в
кибернетику. с. 293). В системе, где протекают процессы управления, система
управления либо различает не меньше состояний, чем может принимать объект
управления, либо вынуждена уменьшать его разнообразие до приемлемого (своего)
уровня. Как показано выше, системой управления организацией является группа
людей. Очевидно, что разнообразие управляющих заведомо меньше, разнообразия
всей организации, хотя бы потому, что работающих в организации людей, как правило,
больше, чем людей, ею управляющих. По той же причине, разнообразие организации
заведомо меньше разнообразия внешней среды, в которой организация должна
существовать.
Управленческие решения, принятые при нехватке
разнообразия системы управления, будут неадекватны реальности и неминуемо
приведут к распаду системы (распад СССР иногда связывают с кризисом
управленческого разнообразия сверхцентрализованного госаппарата). В успешно
существующих организациях существуют механизмы усиления разнообразия по направлению
от системы управления к объекту управления, а так же механизмы уменьшения
(аттеньюации) разнообразия на обратном направлении (см. рис. 2).
Рис. 2. Уровни управленческого разнообразия и его преобразователи на связывающих
их информационных потоках
управление
информационная система
Традиционным механизмом усиления управленческого
разнообразия является предоставление автономности, когда подразделения гибко
решают заданные «сверху» задачи, руководствуясь текущим моментом. Средств
аттеньюации в организации очень много: сбалансированная система ключевых
показателей, модели, бюрократия, фиксированные формы отчётности, внутренние и
отраслевые стандарты и т.п.
Существует понятие «дилеммы управляющего»: менеджер всегда имеет меньшее
разнообразие, чем управляемая организация и, таким образом, не в состоянии быть
в курсе абсолютно всего, что в ней происходит (информационная пропасть),
однако, с другой стороны, он несёт ответственность за адекватность управления
организацией.
Психологически менеджер чувствует дискомфорт и
неуверенность, что зачастую заставляет его ужесточать контроль, вводя новые
детальные формы отчётности или напропалую занимаясь микроменеджментом. На деле
это приводит уменьшению разнообразия управляемой организации, что губительно
для неё.
Таким образом, эффективность управления зависит
от правильно выстроенной системы усиления и аттеньюации разнообразия.
Соответственно, информационная система должна иметь возможность управления
разнообразием. В противном случае, управление разнообразием будет выстроено
стихийным образом с риском негативных последствий для системы.
Рассматривая существующие на рынке EAM и CMMS
системы, видно, что инструментарий управления разнообразием невелик. Обычно
информационная система строится вокруг единой модели, глубоко запрятанной в её
недра. Вокруг модели выстроена структура автоматизированных бизнес-процессов,
снабжённых некоторым предопределённым набором ключевых показателей
эффективности.
Отличия EAM от CMMS в широте охвата модели, но
об управлении разнообразием в соответствующих стандартах ничего не сказано.
2.4 Собственное поведение
Все сколько-нибудь сложные системы, к которым,
безусловно, относятся и организационно-технические системы, принципиально не
могут быть осмыслены целиком. Управление всегда связано с построением уровня
абстракции над управляемым объектом, так как в противном случае управляющий
«погрязнет» в оперативных задачах, не имея ни сил, ни времени заниматься
собственно управлением. Однако, отдаляясь от оперативных задач, мы перестаём
получать реальную фактическую информацию о работе организации из первых рук.
К сожалению, до сих пор распространено ошибочное
мнение, что организацией можно управлять «железной рукой». На деле же, любое
«продавливание» решений оборачивается трансляцией низкого управленческого
разнообразия на объект управления, снижая тем самым и его собственное
разнообразие, а значит и способность вести себя адекватно внешней среде.
Более того, система управления сложным объектом
сама по себе является сложной, а значит и она сама начинает проявлять
собственное поведение. В частности, реформы административного аппарата обычно
проводятся «через силу», как бы преодолевая сопротивление среды. Создаётся
впечатление, что сама система управления сопротивляется переменам, путь даже
они и воспринимаются как позитивные. Это обстоятельство полезно учитывать при
проектировании управленческих контуров и необходимо - при их реформировании, к
которым относится и введение систем автоматизации.
Именно поэтому, важную роль при разработке
системы управления эксплуатацией играет проектирование архитектуры
управленческих связей и, особенно, внедрение в нее механизмов изменчивости.
2.5 Жизнеспособность систем
С точки зрения кибернетики,
организационно-технические объекты, подобные предприятиям, классифицируются как
сложные (диффузные) системы и к ним с трудом применим аппарат классической
теории автоматического управления.
Сравнительно новое направление науки об
управлении, которое носит название организационная кибернетика (managerial
cybernetics), по-видимому, сделала успешные шаги в решении задачи управления
сложными организационно-техническими системами. Основная категория этого
направления - понятие жизнеспособной системы как некоторой целостности, которая
способна выполнять своё предназначение (миссию) находясь в контакте с внешней
средой, оказывающей непредсказуемые возмущающие воздействия. Иными словами,
жизнеспособная система способна не только решать заранее заданные задачи, но и
имеет потенциал решения неизвестных проблем. Более известен прием под названием
«эвристический анализ». Спектр жизнеспособных систем очень широк: такими
системами являются живые клетки, многоклеточные организмы, люди, организации и
даже государства.
Жизнеспособная система это открытая система,
которая обменивается с внешней средой веществом, энергией и информацией и,
таким образом, существует в постоянном динамическом равновесии с окружающим
миром. Такая система должна быть одновременно стабильной и адаптивной.
Стабильность позволяет жизнеспособной системе сохранять свой суверенитет во
враждебной внешней среде, а адаптивность - менять свою внутреннюю структуру и
собственные законы функционирования в соответствии с ожидаемыми изменениями как
внутри системы, так и в окружающем мире. Это противоречие диалектически
разрешается введением понятия жизнеспособности.
В рамках организационной кибернетики был
сформулирован ряд структурных и поведенческих инвариантов, называемых моделью
жизнеспособной системы, выполнение которых прослеживается для любой такой
системы. Рассмотрение модели жизнеспособной системы выходит за рамки этой
статьи, однако рассмотрим наиболее существенные черты этой модели в применении
к задачам управления. В приводимых примерах, жизнеспособной системой является
само предприятие, а эффективная эксплуатация его основных фондов - одна из
функций этой системы.
В основе жизнеспособной системы лежит
оперативный контур, который отвечает за поддержание гомеостатического
равновесия внутри всей системы. Для предприятия, в частности, это означает, что
поставленные планы выполняются, а основные фонды при этом эксплуатируются в
штатном режиме, без нарушений регламента техобслуживания и перегрузок.
Жизнеспособная система включает модель самой
себя и внешней среды, эффективно уменьшающая её разнообразие. На основании этой
модели осуществляется управление самой системой и её взаимодействие с внешней
средой. Модель с течением времени постоянно уточняется и может меняться по
необходимости вместе с самой системой. Для управления основными фондами необходима
модель процессов, в которые они вовлечены (внешняя среда), а так же модели
процессов технического обслуживания и управления эксплуатацией, позволяющая, в
частности, измерять эффективность этих процессов. При изменении условий
эксплуатации, модель должна корректироваться по необходимости.
В жизнеспособной системе оперативная информация
накапливается для последующего анализа и извлечения новых знаний, однако
неожиданные тенденции сразу выявляются, чтобы регулирующее воздействие
оказывалось «в фазе» и этими тенденциями . В противном случае, возможны
колебания.
Жизнеспособная система имеет некий механизм для
передачи аналогов болевых импульсов, несущих неаналитическую информацию о
состоянии оперативного контура. Для этого используются так называемые
алгедонические связи. Их наличие позволяет системе быстрее осознать
необходимость действовать при неожиданно резком изменении во внешнем мире. В их
отсутствие, любые резкие изменения, угрожающие целостности системы, будут
некоторое время гаситься фильтрами, прежде чем «попадут на стол» - возможно
слишком поздно.
Как было сказано, модель жизнеспособной системы
определяет качества, присущие всем жизнеспособным системам. Следовательно,
любая успешная организация в том или ином виде содержит вышеприведённые черты.
Однако, как уже было сказано в предыдущих разделах, если необходимость
какой-либо системной функции не осознаётся, её выполнение будет хаотичным и
далёким от оптимального. В частности, практика показывает, что в организациях
редко осознаётся необходимость иметь явно выраженную модель всего предприятия и
его внешней среды, поэтому такая модель фрагментарно присутствует лишь в
головах высшего руководства.
Современным системам управления эксплуатацией
трудно что-то предложить для поддержки модели жизнеспособной системы. Область
решаемых задач здесь хоть и входит в деятельность по обеспечению
жизнеспособности, тем не менее, не исчерпывает её. Сюда можно отнести только
лишь возможность экспорта данных из системы. Эти данные могут выгружаться в
хранилище данных (warehouse) для последующей обработки средствами OLAP.
3. Модель Системы Поддержки Эксплуатации (СПЭ)
3.1 Общая схема функционирования СПЭ
Здесь дана попытка описать информационную
систему поддержки эксплуатации, спроектированную с учётом кибернетических принципов,
изложенных в предыдущих разделах. Такая система относится к совершенно новому
классу информационных систем, следовательно, им следует дать собственное
название. Пусть это будут системы поддержки эксплуатации (СПЭ).
Прежде всего, имеет смысл ещё раз поставить
акцент на том, что бессмысленно говорить о разработке новых информационных
систем, способствующих более эффективному управлению, чем их предшественники,
оставаясь в плоскости дисциплины разработки программного обеспечения. Мы
говорим об СПЭ как о методологии проектирования информационных систем нового
типа.
Методология СПЭ образуется на стыке следующих
практических и научных дисциплин:
) Создание корпоративных информационных систем,
в частности EAM-систем. Мы используем современную теорию и практику
проектирования, разработки и организации работ в целом, поскольку важный аспект
СПЭ это информационная система.
) Стратегический менеджмент интересует нас своим
аппаратом постановки долгосрочных целей, методов измерения близости к цели и
оценки степени достижимости цели.
) Менеджмент качества и, в частности, система
менеджмента качества (СМК) является важным компонентом, поскольку нашей целью
является качественное управление эксплуатацией основных фондов.
) Организационная кибернетика описывает процессы
управления в сложных (диффузных) системах. Важным аспектом СПЭ является
управление разнообразием, включающее такие понятия как аттеньюация и усиление
разнообразия. В терминах организационной кибернетики, целью работы является
создание жизнеспособной системы. Организационная кибернетика строится на базе
классической теории управления, содержащей такие понятия, как контур
управления, обратная связь, закон о необходимом разнообразии и объект
управления.
Общая теория систем даёт нам холистический
взгляд на системы в целом. Важными понятиями для нас являются эмерджентность,
синергетика и самоорганизация.
Цель создания СПЭ - поддержание основных фондов
предприятия в пригодном для выполнения своих задач состоянии и минимизации
эксплуатационных расходов в течение продолжительного времени.
Объектом управления для СПЭ является
деятельность, связанная с эксплуатацией основных фондов предприятия. СПЭ должна
поддерживать объект управления в гомеостатическом равновесии в рамках
допустимого состояния (нормы), определяемых в соответствии с моделью объекта
управления. СПЭ содержит модель объекта управления вместе с окружающей средой.
Модель описывает структуру объекта управления, его нормальное поведение и
состояние. В частности, нормы эксплуатации агрегатов и их компонентов, почерпнутые
из соответствующей документации, являются составной частью модели. Модель
должна отражать реальный мир с присущими ему закономерностями с глубиной,
достаточной для выведения обоснованных следствий из поступающих данных и
проведения экспериментов.
СПЭ должна быть системой замкнутого цикла
управления, то есть включать возможность оказания воздействия на объект
управления, возможность получения обратной связи, а так же механизм
формирования управленческих решений. При этом, чтобы обеспечить выполнение
закона о необходимом разнообразии, в контур управления в том или ином виде
должен включаться человек. Такая необходимость вызвана пониманием того, что
управленческое разнообразие информационной системы в обозримом будущем будет
оставаться меньше, чем у человека, то есть управлять организацией
самостоятельно машина на данный момент не сможет. Следовательно, при
проектировании СПЭ должны быть явно оговорены механизмы соприкосновения
человека и информационной системы, что позволит создать эффективные методы
управления разнообразием. Однако, глубина модели, лежащей в основе СПЭ,
позволяет информационной системе в ряде случаев самостоятельно принимать
управленческие решения, замыкая тем самым управленческий контур.
Вся оперативная информация, протекающая через
СПЭ, должна накапливаться для её дальнейшей обработки и сопоставления с новой
информацией. Без долговременного хранения данных, СПЭ может руководствоваться
только сиюминутной информацией, а как было сказано ранее, неотъемлемой частью
жизнеспособной системы является способность сопоставлять новую информацию с
прежним опытом. Это позволяет получать новые знания и выявлять неожиданные
тревожные тенденции, требующие внимания.
Эталонная модель СПЭ в первом приближении
показана на рис. 3
Рис. 3. Эталонная модель системы поддержки
эксплуатации
На рисунке показан контур управления, включающий
объект управления - эксплуатацию основных фондов, управляющую систему СПЭ, а
так же направления управляющего воздействия и обратной связи.
Обратная связь представлена несколькими видами
информационных потоков. Во-первых, это показатели эффективности процессов
эксплуатации, измеряемые в соответствии с моделью. Во-вторых, это разного рода
показания сенсоров, снимаемые в реальном времени и характеризующие актуальное
состояние агрегатов, сооружений и других элементов основных фондов. В-третьих,
СПЭ поддерживает ручной ввод информации в тех случаях, когда процесс её
получения не автоматизирован и не является частью модели. Например, вручную могут
регистрироваться результаты инспекций оборудования. И, наконец, СПЭ способна
получать информацию от других систем автоматизации, используемых для решения
тактических задач эксплуатации, таких как CMMS.
Также рисунок показывает, что человек тоже является частью контура управления,
однако управляющее воздействие может быть создано и без его участия, на
основании только лишь модели объекта управления и входящей информации. СПЭ
служит фасадом, через который человек воспринимает объект управления, тем самым
эффективно уменьшая разнообразие. В то же время, СПЭ также является и тем
«пультом», посредством которого человек, может оказывать управляющее
воздействие на деятельность по эксплуатации основных фондов.
3.2 SADT схема функционирования СПЭ (IDEF0)
Одним из основных этапов системного
проектирования сложных, распределенных информационных систем и сетей является
построение функциональных моделей создаваемых систем. Для решения этой важной и
сложной задачи в рамках настоящего электронного документа рассматривается
широко известная на западе и в России методология IDEF. Эта методология
разработана в США в рамках программы интегрированной компьютеризации
производства ICAM Definition (IDEF), позволяющая проводить исследование
определенных характеристик промышленных систем.
Для проектирования данной системы использовался
стандарт IDEF0. IDEF0 - методология функционального моделирования и графическая
нотация, предназначенная для формализации и описания бизнес-процессов.
Отличительной особенностью IDEF0 является её акцент на соподчинённость
объектов. В IDEF0 рассматриваются логические отношения между работами, а не их
временная последовательность.
Описание системы с помощью IDEF0 называется
функциональной моделью. Функциональная модель предназначена для описания
существующих бизнес-процессов, в котором используются как естественный, так и
графический языки. Для передачи информации о конкретной системе источником
графического языка является сама методология IDEF0.
Методология IDEF0 предписывает построение
иерархической системы диаграмм - единичных описаний фрагментов системы. Сначала
проводится описание системы в целом и ее взаимодействия с окружающим миром
(контекстная диаграмма), после чего проводится функциональная декомпозиция -
система разбивается на подсистемы, и каждая подсистема описывается отдельно
(диаграммы декомпозиции). Затем каждая подсистема разбивается на более мелкие и
так далее до достижения нужной степени подробности.
Функциональные блоки (работы) на диаграммах
изображаются прямоугольниками, означающими поименованные процессы, функции или
задачи, которые происходят в течение определенного времени и имеют
распознаваемые результаты. Имя работы должно быть выражено отглагольным
существительным, обозначающим действие.требует, чтобы в диаграмме было не менее
трех и не более семи блоков. Эти ограничения поддерживают сложность диаграмм и
модели на уровне, доступном для чтения, понимания и использования.
Каждая сторона блока имеет особое, вполне
определенное назначение. Левая сторона блока предназначена для входов, верхняя
- для управления, правая - для выходов, нижняя - для механизмов. Такое обозначение
отражает определенные системные принципы: входы преобразуются в выходы
управление ограничивает или предписывает условия выполнения преобразований,
механизмы показывают, что и как выполняет функция.
Блоки в IDEF0 размещаются по степени важности. Этот
относительный порядок называется доминированием. Доминирование понимается как
влияние, которое один блок оказывает на другие блоки диаграммы. Например, самым
доминирующим блоком диаграммы может быть либо первый из требуемой
последовательности функций, либо планирующая или контролирующая функция,
влияющая на все другие. Наиболее доминирующий блок обычно размещается в верхнем
левом углу диаграммы, а наименее доминирующий - в правом углу.
Построение модели информационной системы
начинается с описания функционирования предприятия (системы) в целом в виде
контекстной диаграммы. Контекстная диаграмма является вершиной древовидной
структуры диаграмм и представляет собой самое общее описание системы и ее
взаимодействия с внешней средой.
Рис. 4. Контекстная диаграмма IDEF0
После описания системы в целом проводится
разбиение ее на крупные фрагменты. Этот процесс называется функциональной
декомпозицией, а диаграммы, которые описывают каждый фрагмент и взаимодействие
фрагментов, называются диаграммами декомпозиции.
На рисунке 5 представлена декомпозиция
контекстной диаграммы IDEF0:
Рис. 5. Декомпозиция контекстной диаграммы
Заключение
Можно утверждать, что направление, в котором
движутся информационные системы управления эксплуатацией (да и вообще, системы
автоматизации управления), по большому счёту является тупиковым. Конечно,
масштабная автоматизация всех бизнес-процессов на предприятии способна дать
определённый экономический эффект в виде снижения эксплуатационных расходов, но
принципиального прорыва в этом направлении (как было показано выше) ждать
стоит.
При необходимости двигаться дальше и решать
проблемы управления эксплуатацией более эффективным образом, мы должны
подняться над плоскостью технологических процессов и создать систему управления
более высокого порядка. Потенциал применения кибернетических принципов при
построении новых информационных систем ещё далёк от исчерпания. Есть основания
предполагать, что новая методология, построенная на глубоком понимании теории
управления, позволит создавать информационные системы нового типа, способные
удовлетворить современные потребности управления более эффективным образом, тем
самым, открывая горизонты для постановки ранее немыслимых задач управления
предприятием.
Список литературы
1.
Аглицкий Д.С., Аглицкий И.С. Рынок информационных технологий: проблемы и
решения. - М.:2000
.
Баронов В.В. Автоматизация управления предприятием.- М.: ИНФРА-М, 2000
.
Годин В.В., Корнеев И.К. Управление информационными ресурсами - М.: ИНФРА-М,
2000
.
ГОСТ ИСО/МЭК 2382-1-99
.
Гудвин Г.К., Гребе С.Ф., Сальгадо М.Э. Проектирование систем управления. - М.:
Бином, Лаборатория базовых знаний, 2004
.
Исайченко Д. ERP: внедрили и забыли. Реальность эксплуатации корпоративных
информационных систем. Cleverics 10.02.2010 03:00 ИИ
.
Лобанов И. Новый подход к управлению эксплуатацией 21 сент. 2008 г. ИИ
.
Макаров И. М., Лохин В. М., Манько С. В., Романов М. П. Искусственный интеллект
и интеллектуальные системы управления. - М.: Наука, 2006
.
Шанченко, Н. И. Информационный менеджмент. Ульяновск 2006
.
Эшби. Р. Введение в кибернетику. М. 1959