автореферат диссертации по документальной информации, 05.25.05, диссертация на тему:Методический инструментарий построения автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга жизненного цикла продукции

Л

На правах рукописи

ШАПОВАЛОВ Вячеслав Дмитриевич

МЕТОДИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТАРИЙ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ

05.25.05 - Информационные системы и процессы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 2 1лА? ^

Москва - 2012

005013195

Работа выполнена в отделе сопровождения и развития информационных технологий и программных средств Федерального государственного унитарного предприятия «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»)

Научный руководитель: доктор технических наук

Бурый Алексей Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Санду Роман Александрович

кандидат технических наук, доцент Дубовик Николай Николаевич

Ведущая организация: Научно-исследовательский центр информатики

при Министерстве иностранных дел Российской Федерации

Защита состоится « 2012 г. в /' часов

мин. на заседании диссертационного совета по техническим наукам Д 222.020.02 при Российском научно-техническом центре информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия по адресу: 123995, г. Москва, Гранатный пер., д. 4.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия по адресу: г. Москва, Нахимовский проспект, д. 31, корп. 2, с авторефератом диссертации дополнительно - на официальном сайте Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия www.gostinfo.ru.

Автореферат разослан «

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат экономических наук

А.А.Стреха

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационного исследования определяется необходимостью существенного повышения уровня конкурентоспособности продукции предприятий за счет всесторонней информационной поддержки принятия управленческих решений на всех этапах жизненного цикла продукции.

Магистральным направлением развития экономики современной России является существенное повышение уровня конкурентоспособности производимой продукции и услуг. Реализация данного направления предусматривает всестороннее применение новых информационных технологий при принятии различного рода управленческих решений. При этом для достижения коренного перелома в реализации стратегии инновационного развития экономики необходимо обеспечить согласованность управленческих решений на всех этапах жизненного цикла создаваемой продукции или услуги. Решить поставленные задачи возможно лишь при условии обеспечения лиц, принимающих решения, актуальной информацией о характере и особенностях реализации этапов жизненного цикла создаваемой продукции или услуги. Управление жизненным циклом продукции предусматривает создание набора интеллектуальных инструментальных средств, обеспечивающих поддержку принятия согласованных решений на всех этапах жизненного цикла продукции на основе использования актуальной информации о продукции в рамках единого информационного пространства, отражающего специфику создания, производства, реализации и целевого использования создаваемой продукции.

Рост интереса к внедрению новых информационных технологий обусловлен, прежде всего, необходимостью использования резервов предприятий для обеспечения своих преимуществ на рынке. Специфика реализации информационных технологий на предприятиях промышленности определяется как внутренними причинами, так и внешними условиями деятельности современных предприятий. К внутренним причинам перехода предприятий на интегральные информационные технологии можно отнести:

- определенное насыщение предприятий программными инструментами систем автоматизированного проектирования (САПР) (как конструкторскими, так и технологическими);

- обновление парка оборудования, позволяющего обеспечить информационное взаимодействие с управляющими системами предприятия;

- наличие достаточно подготовленного управленческого персонала, способного применять новые информационные технологии;

- наличие и интенсивное развитие различных коммуникационных технологий, позволяющих существенно повысить оперативность и достоверность информации для принятия различного рода управленческих решений.

К внешним условиям, детерминирующим процесс интенсификации применения информационных технологий такого рода можно отнести, прежде всего, следующие:

- повышение конкуренции на рынках продукции и услуг, что объективно повышает стремление руководства к максимальной реализации возможностей предприятия, в том числе и за счет применения новых информационных технологий;

- усложнение процесса производства продукции и услуг, обусловленного перманентным повышением потребительских требований;

- тенденция к сокращению сроков производства продукции и услуг;

- повышение требований к оперативности и обоснованности принятия управленческих решений на всех этапах жизненного цикла создаваемой продукции и услуг.

В этих условиях обеспечить существенное повышение уровня эффективности управленческой деятельности на всех этапах жизненного цикла продукции возможно за счет интеграции информационного обеспечения отдельных автоматизированных систем поддержки принятия управленческих решений. Одним из наиболее перспективных направлений развития интеграционного процесса информационного обеспечения управленческой деятельности является разработка автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга состояния процессов реализации этапов жизненного цикла продукции и услуг в интересах информационной поддержки управленческих решений. Данная система представляет собой комплекс методических, информационных, программных и технических средств, направленных на поддержку и повышение эффективности процессов принятия управленческих решений на всех этапах жизненного цикла продукции и услуг. Анализ состояния вопросов создания и внедрения систем такого класса в деятельность современных предприятий свидетельствует о большом разнообразии подходов к синтезу основных компонентов системы и достаточно слабой проработанности вопросов оценивания качества и эффективности создаваемых систем. Отсутствие методического аппарата обоснования вариантов построения систем такого класса приводит к субъективизму в выборе тех или иных решений, как по созданию системы, так и по дальнейшей ее модернизации. Поскольку основной особенностью информационных систем мониторинга является невозможность предварительной оценки условий ее функционального применения, то в качестве методической основы формирования вариантов построения системы могут быть применены два основных подхода:

- выбор варианта построения автоматизированной системы мониторинга, удовлетворяющего предъявляемым требованиям;

- последовательное наращивание возможностей системы по мере возникновения новых информационных задач.

Первый подход к формированию варианта построения информационной системы предусматривает разработку такого научно методического ап-

парата обоснования состава и структуры информационной системы, который бы позволял проводить сравнительную оценку степени удовлетворения требованиям к разрабатываемой системе и выбирать предпочтительные варианты на основе такой сравнительной оценки. При этом рассматривается полная конфигурация системы для соответствующих условий ее функционирования. Достоинством такого подхода является завершенность этапа выбора варианта системы, поскольку в данном случае прорабатываются все возможные технические и организационные решения, и принимается вариант, обеспечивающий удовлетворение требованиям к системе. К недостаткам такого подхода следует, прежде всего, отнести отсутствие гибкости в выборе варианта построения системы. В случае изменения как возможных решений по формированию тех или иных компонентов системы, так и требований к системе необходимо заново осуществлять обоснование состава и структуры системы мониторинга. В процессе разработки системы могут возникать новые возможности, обеспечивающие более эффективную реализацию тех или иных компонентов системы, изменится состав и содержание требований к системе, расширится круг бизнес-процессов, для которых необходима информационная поддержка системы мониторинга. В этих условиях более целесообразно использовать второй подход к выбору и обоснованию вариантов построения автоматизированной системы мониторинга. Данный подход предусматривает создание достаточно стабильного ядра системы с последующим его наращиванием до полной конфигурации системы путем проведения поэтапной ее модернизации. Основным достоинством такого подхода является возможность ситуационного изменения требований к системе и состава тех технических решений, которые можно применять при разработке системы.

В настоящее время наименее исследованной остается задача обоснования вариантов модернизации автоматизированной системы мониторинга, решение которой должно предусматривать разработку научно обоснованных методик определения необходимости и целесообразности проведения очередных этапов модернизации системы мониторинга и выбора рациональных вариантов проведения модернизации системы мониторинга.

Этим определяется актуальность исследований по разработке научно-методического аппарата обоснования вариантов построения и развития автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга этапов жизненного цикла продукции промышленных предприятий, обеспечивающих повышение уровня обоснованности и оперативности управленческих решений на основе интеграции информационных ресурсов, отражающих состояние этапов жизненного цикла производимой продукции.

Степень разработанности проблемы. Исследованию вопросов создания и применения автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия посвящены труды российских ученых: Костогрызова А.И., Володина C.B., Макарова А.Н., Умрихина Ю.Д., Фараджиева В.А., Шаблина В.А., Мамикова А.Г., Балыбердина В.А., Липаева В.В.,

Воронова A.A., Кондратьева А.Г., Чистякова Ю.В., Баранюка В.А., Борода-кия Ю.В., Залещанского Б.Д., Модина A.A.. Яковенко Е.Г., Погребного Е.П., Смирновой Г.Н., Сорокина A.A., Тельнова Ю.Ф., Бушуева С.Н., Осадчего A.C., Фролова В.М., Директорова Н.Ф., Дорошенко В.И., Житова Ю.И., Завалишина A.A., Мирошникова В.И., Мясникова О.Г., Неробы Г.С., Ничикова A.B., Соловьева И.В., Шпака В.Ф., Кононова Ю.М. и других авторов. Заслуживает внимание опыт зарубежных специалистов в области решения проблем автоматизации мониторинга процессов жизненного цикла продукции и услуг.

Результатом работ в области создания и внедрения автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга этапов жизненного цикла продукции явилась разработка методологии эволюционного подхода к созданию автоматизированных систем мониторинга. Стержневым элементом эволюционной методологии является тезис о том, что полные характеристики создаваемой автоматизированной системы могут быть достоверно определены только в процессе работы пользователей на разработанных и внедряемых на различных этапах компонентах системы методом «проб и ошибок». В процессе работы пользователей определяется окончательная архитектура системы, в рамках которой будет проходить развитие характеристик программного и аппаратного обеспечения до достижения наиболее привлекательных с точки зрения пользователей системы уровней. Эффективное сопряжение с другими системами обеспечивается на основе интерактивного подхода, позволяющего последовательно обеспечивать наращивание возможностей создаваемой автоматизированной системы.

Вместе с тем анализ показывает, что, не смотря на серьезное внимание к вопросам создания информационных систем мониторинга, в современной научной литературе недостаточно изучены особенности реализации вариантов построения и эволюционного развития систем такого класса. При этом проблемы разработки научно-методического аппарата обоснования вариантов построения и последующей модернизации системы мониторинга находятся на стадии становления и формирования. В тоже время внедрение методик обоснования необходимости и целесообразности осуществления очередного этапа модернизации системы мониторинга и выбора рациональных вариантов проведения такой модернизации позволит повысить конкурентоспособность производимой продукции на отечественном рынке за счет повышения уровня качества принятия управленческих решений, обусловленного актуализацией информации о состоянии процессов разработки продукции.

Актуальность исследований вопросов обоснования вариантов построения и эволюционного развития автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия, недостаточная научная разработанность отдельных ее сторон и большая практическая значимость обусловили выбор темы диссертации, предопределили объект, предмет, цель и задачи диссертационной работы.

Целью диссертационного исследования является разработка методического инструментария обоснования вариантов эволюционного развития автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия в целях повышения качества управленческих решений на основе интеграции информационных ресурсов предприятия.

Для достижения этой цели в диссертации решался ряд логически взаимосвязанных задач диссертационного исследования:

- проведен анализ основных направлений разработки и внедрения автоматизированных информацнонно-аналитических системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг, обоснованы роль и место ее применения при управленческой деятельности на всех этапах жизненного цикла;

- исследованы особенности применения автоматизированных систем мониторинга и обоснована целесообразность использования эволюционного подхода к созданию и развитию систем такого класса;

- предложена общая постановка задачи эволюционного развития автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия;

- обоснована общая схема реализации эволюционного развития системы мониторинга и определен состав научно-методического аппарата обоснования вариантов построения системы мониторинга;

- разработана методика обоснования и сформирована информационная модель предметной области;

- предложена методика эволюционной модернизации автоматизированной системы мониторинга;

- разработан комплекс методик оценки эффективности, стоимости и рисков вариантов проведения этапов модернизации системы мониторинга и предложен подход сравнительной оценки предпочтительности варианта модернизации на основе принципов обобщенной лексикографии;

- проведена практическая апробация сравнительной оценки вариантов модернизации системы мониторинга на основе разработанного методического аппарата и сформулированы практические рекомендации по его применению.

Объектом исследования является автоматизированная информационно-аналитическая система мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия.

Предмет исследования - методы и модели, обеспечивающие обоснование вариантов построения и последующей модернизации системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия.

Теоретическая и методологическая основа исследования. Исследование основано на принципе системности и применении комплексного метода изучения рассматриваемых проблем, использующего все компоненты категори-

апьного аппарата современной науки: анализ, наблюдение, сравнение, синтез и моделирование процессов развития информационных систем.

Информационную базу исследования составили монографии отечественных и зарубежных авторов; публикации в научной и периодической печати; материалы научно-практических конференций и семинаров.

Диссертация выполнена в рамках специальности 05.25.05 - Информационные системы и процессы.

Научная новизна диссертационной работы заключается в решении научной задачи обоснования и разработки методик оценивания и выбора вариантов построения и эволюционного развития автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга продукции или услуг промышленного предприятия, обеспечивающих повышение качества решений в области интеграции информационных ресурсов предприятия.

В диссертационном исследовании получены и выносятся на защиту следующие результаты, содержащие элементы научной новизны.

1. Установлено, что интеграция информационных ресурсов автоматизированных систем поддержки принятия управленческих решений на этапах жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия является основной построения новой информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг. Анализ возможных подходов к формированию такой системы позволил обосновать приоритетность реализации эволюционной парадигмы развития системы мониторинга и сформулировать научно-методический подход к построению и последующей эволюционной модернизации системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия. Научная новизна предлагаемого подхода заключается в обосновании новой схемы реализации процесса развития системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции, включающей формирование ядра системы, представляющего собой информационное обеспечение этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия, и последовательного проведения этапов модернизаций системы. При этом определяется как порядок проведения модернизации системы, так и наиболее рациональный вариант реализации очередного этапа модернизации, сформированный из набора типовых проектных решений.

2. Обоснованы приоритеты реализации эволюционного подхода к построению и развитию автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции промышленного предприятия, учитывающие направленность не только на информационное отражение характера и особенностей процессов реализации этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия, но и повышения качества принятия управленческих решений на всех этапах жизненного цикла. Это позволило сформулировать математическую постановку задачи и определить состав и структуру научно-методического аппарата обоснования вариантов построения и эволюционной модернизации системы монито-

ринга. В качестве основных требований к вариантам построения системы мониторинга в этом случае выдвинуты требования по эффективности, финансовой реализуемости и рискам, обусловленным реализацией того или иного варианта модернизации системы мониторинга.

На основе изучения особенностей управленческой деятельности на всех этапах жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия предложена информационная модель представления знаний о предметной области, включающая как информацию об объектах предметной области, так и когнитивную информацию об отношениях между объектами предметной области, а также методика формирования интегрированного информационного обеспечения системы мониторинга.

3. Предложена методика эволюционного развития автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции промышленного предприятия, предусматривающая формирование и проверку комплекса условий, определяющих необходимость и целесообразность проведения очередного этапа модернизации системы мониторинга. В качестве основных подходов к формированию условий проведения очередной модернизации системы предложены прогнозный, ситуационный и комбинированный подходы. Выбор соответствующих условий проведения модернизации системы мониторинга позволяет адаптироваться к изменению как внешней, так и внутренней среды функционирования системы мониторинга и тем самым повысить уровень соответствия системы текущей ситуации.

4. Разработаны частные методики оценивания эффективности, стоимости (экономической реализуемости) и рисков для вариантов модернизации системы мониторинга. Эффективность варианта модернизации системы мониторинга предлагается оценивать по показателям объема и качества задач, выполненных на рассматриваемом этапе модернизации системы. Стоимость варианта модернизации определяется стоимостью приобретения типовых программных компонентов варианта и стоимостью внедрения, адаптации и последующей эксплуатации рассматриваемого варианта модернизации системы. Риски, обусловленные реализацией варианта модернизации системы, предлагается оценивать показателями предметных рисков, в качестве которых предлагается использовать риски следующих категорий: технологические, управленческие, экономические и информационные.

5. Предложена методика сравнительной оценки предпочтительности вариантов модернизации системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции промышленного предприятия на основе формирования обобщенного показателя «эффективность - стоимость - риски». В качестве основы при формировании обобщенного показателя принят подход обобщенной лексикографии, позволяющий гибко учитывать предпочтения по группам показателей с учетом границ доверительных интервалов.

Практическая значимость работы заключается в разработке методов решения важной для обеспечения устойчивого экономического роста России

задачи обоснования вариантов построения автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции промышленного предприятия. Основные теоретические положения и выводы, содержащиеся в диссертации, могут быть использованы отечественными предприятиями для обоснования вариантов построения и дальнейшей модернизации автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга, которые позволят повысить оперативность и обоснованность управленческих решений на всех этапах жизненного цикла выпускаемой продукции на предприятии в современной экономике России.

Апробация и внедрение результатов исследования. Предлагаемые автором теоретические выводы и практические рекомендации по обоснованию вариантов построения и эволюционного развития систем мониторинга этапов жизненного цикла продукции представлены и обсуждены на научно-практических конференциях и семинарах, проходивших в Российском научно-техническом центре информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия, Академии стандартизации, метрологии и сертификации и ряде других организаций. Ряд положений диссертации был использован в деятельности по консультированию предприятий для повышения уровня обоснованности решений по совершенствованию информационно-аналитических систем.

Публикации. По теме диссертации опубликованы шесть печатных работ общим объемом - 3,8 п.л. (из них одна - в соавторстве), в том числе две статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для опубликования основных результатов диссертационных исследований на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, трех разделов, заключения и библиографического списка. Общий объем диссертации составляет 215 страниц машинописного текста. Работа содержит 10 таблиц, 25 рисунков. Библиографический список включает 112 наименований использованной литературы.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается теоретическое и практическое значение темы исследования, ее актуальность, характеризуется степень исследованно-сти проблемы, определяются объект и предмет исследования, цель и задачи диссертационной работы, формулируются положения, выносимые на защиту.

Первый раздел посвящен анализу особенностей современного этапа реализации этапов жизненного цикла продукции промышленных предприятий и требований по повышению качества принятия управленческих решений, обеспечивающего устойчивое функционирование деятельности предприятий. Реализация перманентно возрастающих требований к уровню качества управленческих решений невозможна без применения информационных технологий, позволяющих обеспечить лиц, принимающих решения, актуаль-

ной информацией о характере и особенностях реализации того или иного процесса жизненного цикла продукции или услуги. В настоящее время ряд предприятий уже использует информационные технологии, основанные на так называемых технологиях PLM/PDM (PLM - Product Lifecycle Management - управление жизненным циклом продукции и PDM - Product Data Management - управление данными о продукции). Управление жизненным циклом продукции предусматривает создание набора интеллектуальных инструментальных средств, обеспечивающих поддержку принятия согласованных решений на всех этапах жизненного цикла продукции. В разделе проанализированы основные направления и особенности внедрения новых информационных технологий поддержки управленческих решений на всех этапах жизненного цикла продукции и услуг и показано, что успех внедрения информационных технологий во многом зависит от учета особенностей современного этапа реализации этих управленческих решений. Анализ особенностей принятия управленческих решений на этапах жизненного цикла продукции современного предприятия позволил обосновать необходимость интеграции информационного обеспечения за счет создания, управления, изменения и применения информации о продукции в рамках единого информационного пространства, отражающего специфику создания, производства, реализации и целевого использования создаваемой продукции. Создание единого информационного пространства обеспечивается применением единого описания все бизнес-процессов, бизнес-приложений и данных на основе применения соответствующей технологии. Одним из наиболее перспективных направлений реализации интеграционного процесса создания информационного обеспечения управленческой деятельности является разработка автоматизированных систем мониторинга состояния процессов реализации этапов жизненного цикла продукции и услуг в целях информационной поддержки принятия управленческих решений. Автоматизированная система мониторинга состояния процессов реализации этапов жизненного цикла продукции и услуг промышленного предприятия представляет собой комплекс методических, информационных, программных и технических средств, направленных на поддержку и повышение эффективности процессов принятия управленческих решений на всех этапах жизненного цикла.

Для обоснования вариантов построения систем такого класса определены роль и место автоматизированной системы мониторинга при решении задач управленческой деятельности на этапах жизненного цикла продукции и услуг промышленного предприятия, которая определяется, прежде всего, составом задач, возложенных на данную систему, и степенью влияния уровня выполнения этих задач на результаты рассматриваемого процесса. Поэтому в работе проанализирована содержательная сущность управленческой деятельности в целом и задач управления на каждом из этапов жизненного цикла продукции и услуг. Показано, что одной из важнейших задач системы мониторинга является информационная фиксация результатов принимаемых решений на этапах жизненного цикла продукции и услуг. Без корректного и

согласованного ее решения на всех этапах жизненного цикла продукции и услуг невозможно осуществлять эффективную управленческую деятельность. На каждом из этапов жизненного цикла создаваемой продукции (услуги) роль системы мониторинга, определяемая через состав информационных задач, которые могут быть возложены на системы, неуклонно возрастает. При этом следует подчеркнуть, что чем сложнее и масштабнее создаваемая продукция, тем более весомый вклад в повышение эффективности процесса ее создания и целевого использования будет вносить система мониторинга. Анализ показывает, что большинство работ по проблематике автоматизации мониторинга этапов жизненного цикла продукции касаются вопросов, связанных с определением целей, задач, состава и структуры систем автоматизации, т.е. затрагивают постановочные аспекты проблемы автоматизации, при этом существенно меньшее внимание уделяется вопросам способов достижения целей автоматизации. В наименьшей степени в настоящее время проработаны вопросы обоснования вариантов построения и развития автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции. Наиболее развитой технологией создания и применения автоматизированных систем мониторинга жизненного цикла продукции и услуг на современном этапе является так называемая САЬБ-технология. В разделе проанализированы основные подходы к реализации процесса разработки и внедрения информационных систем мониторинга и показано, что наиболее перспективным направлением является подход, предусматривающий непрерывную информационную поддержку жизненного цикла продукции. Технологии непрерывной информационной поддержки позволяют: решать различные задачи, связанные с обработкой данных о продукции; создавать многовариантные, многоязычные документы об особенностях реализации этапов жизненного цикла продукции; осуществлять разграничение доступа к документам для различных категорий пользователей; использовать широкий набор процедур для отображения информации (тексты, изображения, аудио, видео, анимация); обеспечивать универсальность подготовки инструкций по использованию системы, позволяющих эксплуатировать систему неподготовленным пользователям. Создание автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга, обеспечивающих реализацию технологии непрерывного информационного обеспечения этапов жизненного цикла, должно предусматривать неоднократное использование процедур анализа и синтеза. Применительно к задачам анализа и синтеза вариантов построения и последующей модернизации системы мониторинга следует выделить ряд особенностей, определяющих характер реализации эволюционного подхода построения системы мониторинга и связанных с высокой динамикой изменения внешней среды. Учет данных особенностей позволяет осуществить более эффективную реализацию тех или иных компонентов системы, конкретизировать состав и содержание требований к системе, а также круг бизнес-процессов, для которых необходима информационная поддержка системы мониторинга. С учетом проведенного анализа осо-

б емкостей реализации эволюционного подхода к построению и дальнейшей модернизации системы мониторинга обоснована новая схема реализации процесса развития системы мониторинга представляющая собой первый научный результат, выносимый на защиту. В соответствие с предложенной схемой построения и эволюционного развития системы мониторинга первоначально формируется ядро системы, представляющее собой интегрированное информационное обеспечение этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия, и организуется порядок проведения последующих этапов модернизаций системы. При этом порядок проведения модернизации системы определяется исходя из анализа условий целесообразности и необходимости выполнения очередного этапа модернизации и выбора рационального варианта проведения очередного этапа модернизации, сформированного из набора типовых проектных решений.

Рис. 1. Общая схема реализации эволюционной модернизации системы мониторинга

Процесс построения и эволюционной модернизации системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия можно представить как последовательность реализации этапов мо-

дернизации системы, каждый из которых включает задачи формирования множества допустимых вариантов модернизации, оценивание эффективности, финансовой реализуемости и рисков каждого допустимого варианта модернизации системы, выбора предпочтительного варианта и реализация выбранного варианта (см. рис. 1).

В соответствие с предложенной схемой построения и эволюционной модернизации системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции и услуг разработана математическая постановка задачи и определен состав и структура научно-методического аппарата ее решения, которые в совокупности представляют собой второй научный результат, выносимый на защиту. Задача обоснования вариантов построения автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия формулируется следующим образом. На основе имеющегося множества типовых проектных решений (ТПР) етр = {в™,¡=\,1ТПР},

где О]'"1 1-ое типовое проектное решение, а 1ШР - общее число типовых проектных решений,

сформировать ядро системы мониторинга

пла/ = {(0r^"\jejлш\q с Х\0]Ш'},

I

где JAa^, - множество номеров типовых проектных решений, на основе которых сформировано ядро системы мониторинга, 0- установленные в процессе разработки информационные и управляющие связи между типовыми проектными решениями ядра системы мониторинга,

обеспечивающего наращиваемость компонентов системы при принятии решения о проведении очередной модернизации системы мониторинга

-лен = пле.и>Еле.м = Елен втпг^ е д^д = 1ДК _

=гтГ' ,<,)л ,г,.,», п),

где /4 - время проведения очередного к- го этапа модернизации системы мониторинга, у/- оператор, определяющий порядок осуществления модернизации системы мониторинга,

■¿лен _ вариант автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга, сформированный на к- ом этапе модернизации путем добавления к предыдущей версии системы новых в™ е ¡V,., типовых проектных решений, и удовлетворяющего:

требованиям целевого назначения, задаваемых в виде системы целевых неравенств, отражающих требования по эффективности применения автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга на всех этапах жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия и при различных условиях функционирования следующего вида: К* ({=**'"ММ) * УГ?Л, 1 = й> е [/„/,..].

где II({—*" " }•{>'/}) - значение показателя эффективности функционирования для принятого варианта автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга Н,"" и варианта условий ее функционирования {г,}, определяемого составом и характеристиками производимой продукции или услуг и характеристиками промышленного предприятия, выпускающего рассматриваемую продукцию или оказывающие те или иные услуги, обстановкой на £-ом этапе жизненного цикла и рассматриваемом периоде времени г ;

- требуемые уровни эффективности (требуемые значения показателя эффективности) применения автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга на |-ом этапе жизненного цикла и рассматриваемого момента времени /;

и условиям финансовой реализуемости, задаваемым в следующем

виде:

где сг({н;'0'}) - необходимые объемы финансирования для внедрения и эксплуатации варианта к -го этапа модернизации системы мониторинга Н(;"'Л' за период г.

Основной особенностью задачи обоснования вариантов построения автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции и услуг промышленного предприятия является высокая степень неопределенности исходной информации, обусловленная отсутствием достоверных данных об особенностях и условиях реализации этапов жизненного цикла продукции и услуг, финансовых возможностях по созданию и модернизации системы мониторинга и др. Степень возможности и величина потерь, обусловленных принятием решения на создание и развертывание принятого варианта модернизации системы мониторинга Н44Си к рассматриваемому моменту времени I в работе оценивается показателем риска /гг({Н;1а'}).

Система отношений, определяющих целевое назначение системы мониторинга и финансовой реализуемости рассматриваемых вариантов ее модернизации и развития, дополненная оценкой риска, определяет систему показателей оценивания вариантов построения системы мониторинга. Для обоснования варианта необходимо определить для рассматриваемого момента времени 1к правило хк сравнения возможных вариантов модернизации системы {Н^"„и = 1 ,Мк}, обеспечивающее установление между ними отношения предпочтения ф. Формализованный вид данного правила выражается следующим образом:

где к - номер этапа модернизации системы мониторинга;

//, - порядковый номер варианта модернизируемой системы в ряду предпочтения.

Таким образом, задача обоснования варианта построения и развития

системы мониторинга будет заключаться, во-первых, в формировании ин-

.1

формационного ядра системы а"' = {(в™',jsJмu),^сЦС), позволяю-

1

щего представить информацию, необходимую для поддержки принятия управленческих решений на всех этапах жизненного цикла продукции; во-вторых, в установлении условий =^/({(Н„<',',/„),(Н^п,,г1),Л .(Е,"',/,..,)}^.), при которых целесообразно осуществлять модернизацию системы, в-третьих, в определении правила хк сравнения вариантов проведения очередной модернизации системы мониторинга, каждый из которых характеризуется уровнем эффективности применения системы мониторинга И^({Н^а/},{у,}) на всех этапах жизненного цикла создаваемой продукции или оказываемой услуги при различных условиях своего функционирования, объемом необходимого финансирования Сг({Н,сд'}) для его внедрения и уровнем рис-ковйг ({Е,"'"}), обусловленных неопределенностью условий функционирования рассматриваемого варианта построения системы мониторинга; в-четвертых, в соответствие с принятым правилом Хь сравнения в осуществлении упорядочения возможных вариантов построения системы мониторинга на каждом этапе ее модернизации.

По полученному ряду предпочтений выбирается лучший, в смысле введенного правила у/,, вариант (рациональный вариант) проведения очередной модернизации системы мониторинга.

Состав и структура научно методического аппарата, необходимого для решения задачи обоснования варианта построения автоматизированной системы мониторинга, в соответствие с предложенной постановкой представлена на рис. 2. В состав научно методического аппарата входит:

- информационная модель представления знаний о предметной области, включающая как информацию об объектах предметной области, так и когнитивную информацию об отношениях между объектами предметной области, являющаяся ядром автоматизированной информационно-аналитической системы, и методика формирования интегрированного информационного обеспечения системы мониторинга;

- методика эволюционного развития автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции промышленного предприятия, предусматривающая формирование и проверку комплекса условий, определяющих необходимость и целесообразность проведения очередного этапа модернизации системы мониторинга в зависимости от наличия и доступности новых вариантов реализации структурных компонентов системы;

Рис. 2. Состав методического аппарата обоснования вариантов построения и развития системы мониторинга

- комплекс методик оценивания эффективности, стоимости и рисков альтернативных вариантов состава и структуры наращиваемых компонентов системы;

- методика сравнительной оценки предпочтительности вариантов модернизации системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции промышленного предприятия на основе формирования обобщенного показателя «эффективность - стоимость - риски».

Второй раздел посвящен формированию информационной модели предметной области, которая позволяет с единых позиций осуществить интеграционный процесс построения информационного обеспечения системы мониторинга; разработку методики формирования информационного обеспечения системы мониторинга и методики эволюционного ее развития на основе оценивания условий необходимости и целесообразности проведения очередного этапа модернизации.

Анализ содержания задач управленческой деятельности и выполнения должностных обязанностей по управлению структурными подразделениями на этапах жизненного цикла продукции или услуг показывает, что все задачи управленческой деятельности можно условно разделить на две основные категории:

1) задачи оценивания сложившейся обстановки в процессе реализации того или иного этапа жизненного цикла продукции или услуги промышленного предприятия (задачи диагностики);

2) задачи выработки решения и/или участие в выработке решения вышестоящего звена управления (задачи выбора).

Таким образом, состав информационного обеспечения системы мониторинга должен обеспечивать возможность представления информации для двух основных категорий решения управленческих задач: информации для оценивания обстановки (аналитическая информация) и информации для принятия управленческих решений (синтетическая информация). Любая информация, необходимая для принятия управленческих решений, определяется соответствующим множеством объектов, вовлеченных в данную соответствующую проблемную ситуацию, а также совокупностью отношений между этими объектами. При этом каждый объект обладает определенными свойствами, отличающими его от других объектов. Таким образом, каждая ситуация, порождающая необходимость в решении той или иной категории управленческих задач, характеризуется множеством объектов и отношений между ними. «Проблемность» той или иной ситуации определяется тем, что либо свойства объектов, либо определенные отношения между объектами не соответствуют желаемым (требуемым) уровням. Таким образом, информационное представление проблемной ситуации должно позволять описывать состав объектов, определяющих содержание проблемной ситуации, характер отношений между объектами, а также цель разрешения проблемной ситуации, определяемой как желаемое состояние объектов и отношений между ними.

Формирование информационной модели представления знаний о предметной области, включающей как информацию об объектах предметной области, так и когнитивную информацию об отношениях между объектами предметной области представляет третий научный результат, выносимый на защиту.

В составе информационного обеспечения системы мониторинга предлагается выделить четыре группы отношений, различающихся формой своего информационного представления. В качестве первой и второй групп отношений рассматриваются отношения, характеризующие признаковую определенность объектов предметной области. К данным группам относятся отношения, характеризующие состав значения признаков того или иного объекта (отношения «значений») и отношения, характеризующие когнитивное представление о роли и месте объекта по отношению к другим объектам предметной области (отношения «включения»). Информационное представление данных групп отношений обеспечивается описанием объектов предметной области и определением концептуальных связей как между признаками и значениями объектов, так и между объектами. Другие два типа отношений определяют описание взаимодействий объектов предметной области. В качестве таких отношений выступают отношения, характеризующие возможность изменения свойств одних объектов в зависимости от свойств других объектов (отношения «модели») и отношения, характеризующие условия возникновения несоответствия состояния объектов предметной области требуемому (желаемому) состоянию (отношения «проблемная ситуация»). Информационное представление данных типов отношений обеспечивается возможностью представления в информационном обеспечении системы мониторинга таких специфических сущностей как «модель» и «проблемная ситуация». Для формирования информационного обеспечения системы мониторинга предложена методика, заключающаяся в последовательном выполнении ряда этапов (рис. 3), позволяющих провести анализ объектов предметной области, выделить наиболее значимые проблемные ситуации, необходимые для реализации управленческих решений на всех этапах жизненного цикла продукции или услуг, и представить данные ситуации в информационном обеспечении системы мониторинга.

Рис. 3. Структура методики формирования информационного обеспечения системы мониторинга

Сформированный в соответствии с предложенной методикой состав информационного обеспечения системы мониторинга является ядром создаваемой системы, поскольку содержит базовый перечень проблемных ситуаций для решения управленческих задач на всех этапах жизненного цикла продукции или услуг предприятия. Вместе с тем эффективность применения системы мониторинга определяется не только наличием хорошо организованного информационного обеспечения, являющегося ядром системы, но и составом и характеристиками других компонентов системы. Только при интеграции всех компонентов системы процесс управленческой деятельности на этапах жизненного цикла продукции или услуг обеспечит реализацию ос-

новных целей и задач внедрения автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга. Реализация предложенного эволюционного подхода развития системы мониторинга предусматривает поэтапное наращивание ее возможностей. При этом решаются две взаимосвязанные задачи: 1) определение порядка проведения модернизации системы мониторинга (определение времени очередного этапа модернизации) и 2) обоснование и выбор рационального варианта проведения очередного этапа модернизации. В разделе предложена методика эволюционного развития системы мониторинга, предусматривающая реализацию решения указанных задач в зависимости от информационных условий, складывающихся на момент проведения очередной модернизации системы мониторинга, являющаяся четвертым научным результатом, выносимым на защиту.

В работе рассмотрены три способа решения задачи формирования условий проведения очередной модернизации системы мониторинга: процедурно-прогнозный, ситуационный и комбинированный. Процедурно-прогнозный способ модернизации системы мониторинга предусматривает наличие процедур, определяющих интервал «времени устаревания» текущего варианта системы в течение которого системы мониторинга эксплуатируется без внесения в ее состав новых компонентов. По истечении этого времени осуществляется очередное обоснование и выбор варианта модернизации системы мониторинга с учетом новой информационной ситуации, сложившейся к этому времени. Ситуационный способ модернизации системы мониторинга предусматривает возможность изменения текущего варианта системы при возникновении определенных условий (ситуаций). Комбинированный способ эволюционного развития системы мониторинга предусматривает реализацию как прогнозного, так и ситуационного способа проведения модернизации системы.

Третий раздел посвящен разработке методик оценивания показателей, отражающих предпочтительность того или иного варианта модернизации системы мониторинга и выбора наиболее предпочтительного варианта. На основании предложенного методического аппарата приведен пример практического обоснования рационального варианта модернизации территориально распределенной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции промышленного предприятия.

Разработаны частные методики оценивания эффективности, стоимости (экономической реализуемости) и рисков для вариантов модернизации системы мониторинга, представляющие собой пятый научный результат, выносимый на защиту. Методика оценивания эффективности варианта модернизации системы мониторинга предусматривает оценивание векторного показателя эффективности, компоненты которого отражают объем и качество задач, выполненных на рассматриваемом этапе модернизации системы. Выражения для определения численных значений показателей представлены на рис. 2. Стоимость варианта модернизации определяется стоимостью приобретения типовых программных компонентов варианта и стоимостью внедре-

ния, адаптации и последующей эксплуатации рассматриваемого варианта модернизации системы (рис. 2). В качестве предметных рисков предлагается использовать риски следующих категорий: технологические, управленческие, экономические и информационные. Для количественного оценивания предметных рисков предложена методика экспертного оценивания, предусматривающая формирования факторов предметных рисков, балльное оценивание факторов риска и балльное определение уровня проявления факторов риска в соответствующих предметных рисках. Выражение для количественной оценки рисков, обусловленных вариантом модернизации системы мониторинга, представлено на рис. 2.

Основой выбора рационального варианта модернизации системы мониторинга является правило сравнения вариантов по предпочтительности и установление отношения порядка среди сравниваемых вариантов. В общем случае отношение порядка формируется для каждого показателя, характеризующего рассматриваемые варианты модернизации системы мониторинга (например, большему значению показателя эффективности применения системы мониторинга соответствует более предпочтительный вариант). Однако поскольку для решения задачи выбора рационального варианта модернизации системы мониторинга используются три группы показателей, то необходимо привлекать дополнительную информацию о предпочтениях между показателями, т.к. не всегда можно выбрать вариант модернизации, наилучший среди сравниваемых по всем показателям. Данная информация может быть получена у лица, принимающего решение, экспертов, а также в результате анализа значений показателей, характеризующих рассматриваемые варианты модернизации системы мониторинга. Проведенный анализ известных и применимых для рассматриваемой в диссертации задачи методических подходов к формированию обобщенного показателя свидетельствует о том, что для данного комплекса условий и концептуальных обобщений наиболее приемлемым подходом для сравнения вариантов модернизации системы мониторинга является подход, основанный на использовании принципа обобщенной лексикографии.

Поэтому в работе в качестве шестого научного результата, выносимого на защиту, предлагается методика сравнительной оценки предпочтительности вариантов модернизации системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции промышленного предприятия на основе формирования обобщенного лексикографического показателя «эффективность - стоимость - риск». Предлагаемый методический подход к формированию обобщенного показателя «эффективность - стоимость - риск» предполагает применение двухэтапной процедуры обобщенной лексикографии. На первом этапе для группы частных показателей степени выполнения условий целевого назначения (показатели эффективности) - ^({^ЫМ) ~ устанавливаются предпочтения по важности и на основе применения принципа обобщенной лексикографии формируются показатель обобщенной эффективности ^({£,..,}), по всем рассматриваемым этапам жизненного цикла продукции г/.

На втором этапе для показателей II] ({сд,}), гД'с, , |) и ,}) определяется система предпочтений и формируется обобщенный показатель Ф(({^,}), учитывающий предпочтения относительно условий выполнения отношений целевого назначения варианта модернизации системы мониторинга, обеспечения финансирования и допустимых рисков.

Для отражения условий выполнения отношений целевого назначения, финансовой реализуемости и рисков введены характеристические функции, принимающие значение 1 в случае, если соответствующее условие выполняется, и 0 в противном случае. Характеристическая функция для показателей эффективности применения рассматриваемого варианта модернизации системы мониторинга будет иметь следующий вид:

Характеристическая функция для условий финансовой реализуемости варианта модернизации системы мониторинга будет иметь следующий вид:

Аналогично можно записать характеристическую функцию для показа-

на основании введенных характеристических функций определяются для к-го этапа модернизации обобщенные показатели выполнения целевых условий, финансовой реализуемости и предметных рисков. По аналогии с характеристическими функциями частных показателей варианта модернизации введем характеристические функции показателей обобщенной эффективности /4'({£*,,})> стоимости (финансовой реализуемости) /4( {<?».,}) и риска

(2)

(3)

теля риска я-*:

(4)

Л* ({<?*,}):

1, при Дг*

О, при

1, при /?(({ц=;.,})>д/-л';

[О, при

где Л^Д, А/ - число целевых условий, финансовой реализуемости и

предметных рисков к - го этапа модернизации;

л" - величины уступок для обобщенных показателей эффектив-

ности, стоимости и риска соответственно для к - го этапа модернизации.

Выражение для показателя «эффективность - стоимость - риск» ф4({£*/}) варианта модернизации системы мониторинга будет определяться принятой моделью предпочтений между показателями обобщенной эффективности, стоимости и риска. Применительно к модели предпочтений Ш ф С ф Я выражение для обобщенного показателя «эффективность-стоимосгь-риск» варианта модернизации системы мониторинга Ф^ ({£».;}) будет иметь следующий вид:

ФЖ,}) = ^ (&.,})+-^¡г-+

/V ({&.,})+—

(1-А* «£.,})) •**({<?» Л)

а"'«&,})+ (5)

М- &,,

Проверка применимости разработанного методического аппарата обоснования вариантов построения системы мониторинга жизненного цикла продукции осуществлялась на базе экспериментального района автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга жизненного цикла продукции специального назначения промышленной корпорации. Данная автоматизированная система мониторинга относится к классу территориально разнесенных информационных систем (ТРИС), которая включает в свой состав минимально необходимое количество программно-технических компонентов, обеспечивающих решение важнейших типовых функциональных задач объектов информатизации центрального предприятия и его региональных филиалов.

В заключении сформулированы обобщенные выводы и результаты, полученные в ходе исследования. Основой повышения качества и конкурентоспособности продукции или услуг промышленных предприятий России является повышение уровня обоснованности и оперативности принятия управленческих решений на всех этапах жизненного цикла продукции. Магистральным направлением реализации этих условий является интеграция информационного обеспечения систем поддержки управленческих решений на этапах жизненного цикла продукции и создания автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг. Обоснование вариантов построения и дальнейшего

развития систем мониторинга обусловливает необходимость разработки научно-методического аппарата, позволяющего определить порядок наращивания возможностей системы мониторинга и выбрать рациональный вариант ее модернизации.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Шаповалов В.Д. Основные особенности применения информационных технологий на этапах жизненного цикла продукции или услуг современного промышленного предприятия // Транспортное дело России, 2011. -№ 4. - 0,6 п.л.

2. Шаповалов В.Д. Роль и место автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга при управленческой деятельности на этапах жизненного цикла продукции или услуг современного промышленного предприятия // Перспективы науки, 2011. - № 12. - 0,8 п.л.

Некоторые вопросы диссертационного исследования нашли отражение в других публикациях:

3. Шаповалов В.Д. Состав и структура отношений информационной модели предметной области в автоматизированной системе мониторинга жизненного цикла продукции // Информационно-экономические аспекты стандартизации и технического регулирования: Интернет-журнал, 2011. -№ 2. - 0,7 п.л. - http://iea.gostinfo.ru/magazine_2011_02%282%29.html.

4. Шаповалов В.Д. Принципы и подходы к реализации эволюционного развития системы мониторинга жизненного цикла продукции // Информационно-экономические аспекты стандартизации и технического регулирования: Интернет-журнал, 2011. - №3. - 0,4 п.л. - http://iea.gostinfo.ru/magazine_ 2011_03%283%29.html.

5. Шаповалов В.Д., Бурый A.C. Постановка задачи эволюционного развития автоматизированной информационной системы мониторинга жизненного цикла продукции. - М.: Стандартинформ, 2009. - 0,8/0,4 п.л.

6. Шаповалов В.Д. Информационная модель предметной области в автоматизированной системе мониторинга жизненного цикла продукции. - М.: Московский печатник, 2010. - 0,9 пл.

ШАПОВАЛОВ Вячеслав Дмитриевич

Методический инструментарий построения автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга жизненного цикла продукции

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 26.01.12. Формат 60x84 1/16 Бум. офсетная Печ. л. 1,3. Тираж 100 экз. Заказ 024

Издательство «Московский печатник» 123995, Москва, Гранатный пер., д. 4, ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»

61 12-5/2566

РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИИ ЦЕНТР ИНФОРМАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И ОЦЕНКЕ СООТВЕТСТВИЯ

На правах рукописи

ШАПОВАЛОВ Вячеслав Дмитриевич

МЕТОДИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТАРИЙ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ

05.25.05

Информационные системы и процессы

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук Бурый А.С.

Москва - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ........................................ 4

ВВЕДЕНИЕ........................................................... 6

Раздел 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ЭТАПОВ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ И УСЛУГ......... 21

1.1. Анализ особенностей современного этапа реализации процессов жизненного цикла продукции и услуг промышленных предприятий..................................... 21

1.2. Обоснование роли и места системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции и услуг промышленного предприятия........................................................... 29

1.3. Сущность и необходимость применения автоматизированных систем мониторинга жизненного цикла продукции промышленных предприятий в целях повышения качества выпускаемой продукции................ 45

1.4. Анализ существующих подходов к построению и применению автоматизированных систем мониторинга.... 63

1.5. Общая постановка задачи по обоснованию вариантов построения автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного

цикла продукции промышленного предприятия.............. 77

Выводы по первому разделу....................................... 86

Раздел 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКОГО АППАРАТА ОБОСНОВАНИЯ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ЭТАПОВ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ 91

2.1. Формирование информационной модели предметной области................................................................. 91

2.2. Разработка методики формирования информационного обеспечения автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла продукции промышленного предприятия............. 115

2.3. Разработка методики эволюционной модернизации автоматизированной информационно-аналитической системы мониторинга этапов жизненного цикла

продукции промышленного предприятия..................... 123

Выводы по второму разделу...................................... 137

Раздел 3. МЕТОДИЧЕСКИЙ АППАРАТ ОБОСНОВАНИЯ ВАРИАНТОВ МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ЭВОЛЮЦИОННОГО РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА.................................... 140

3.1. Методика оценки эффективности вариантов модернизации системы мониторинга........................... 140

3.2. Методика оценки стоимости реализации варианта модернизации системы мониторинга........................... 148

3.3. Методика оценки риска реализации варианта модернизации системы мониторинга........................... 155

3.4. Методика формирования обобщенного показателя «эффективность - стоимость - риск» для обоснования варианта модернизации системы мониторинга............... 171

3.5. Практические аспекты применения методического аппарата обоснования вариантов построения системы

мониторинга.......................................................... 181

Выводы по третьему разделу..................................... 198

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................... 202

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК........................... 210

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АРМ - автоматизированное рабочее место;

АСМ - автоматизированная система мониторинга;

АСУ - автоматизированная система управления;

БД - база данных;

ВС - внешняя среда;

ГВС - глобальная вычислительная сеть;

ГКЦ - главный центр коммуникации;

ДЛ - должностное лицо;

ЖЦ - жизненный цикл;

ИИ - источник информации;

ИО - информационное обеспечение

ИПИ - информационная поддержка жизненного цикла изделий;

КСОИ - комплекс средств обработки информации;

КТС - комплекс технических средств;

ЛВС - локальная вычислительная сеть;

ЛПР - лицо, принимающее решение;

НИОКР - научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа;

ОИ - объект информатизации;

ООП - объектно-ориентированное проектирование;

ОПО - общее программное обеспечение;

ОУ - орган управления;

ПО - предметная область;

ПЭВМ - персональная электронная вычислительная машина;

САПР - система автоматизированного проектирования;

СМПО - специальное математическое программное обеспечение;

СПО - специальное программное обеспечение;

СППР - система поддержки принятия решений;

СЦ - ситуационный центр;

ТЗ - техническое задание;

ТП - технологический процесс;

ТПР - типовое проектное решение;

ТРИС - территориально разнесенная информационная система;

ТС - техническое средство

ЦСМ - центр ситуационного моделирования;

ЭВМ - электронная вычислительная машина.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертационного исследования. Магистральным направлением развития экономики современной России является существенное повышение уровня конкурентоспособности производимой продукции и услуг. Реализация данного направления предусматривает всестороннее применение новых информационных технологий при принятии различного рода управленческих решений. При этом для достижения коренного перелома в реализации стратегии инновационного развития экономики необходимо обеспечить согласованность управленческих решений на всех этапах жизненного цикла создаваемой продукции или услуги. Решить поставленные задачи возможно лишь при условии обеспечения лиц, принимающих решения, актуальной информацией о характере и особенностях реализации этапов жизненного цикла создаваемой продукции или услуги. Управление жизненным циклом продукции предусматривает создание набора интеллектуальных инструментальных средств, обеспечивающих поддержку принятия согласованных решений на всех этапах жизненного цикла продукции на основе использования актуальной информации о продукции в рамках единого информационного пространства, отражающего специфику создания, производства, реализации и целевого использования создаваемой продукции.

Рост интереса к внедрению новых информационных технологий обусловлен, прежде всего, необходимостью использования резервов предприятий для обеспечения своих преимуществ на рынке. Специфика реализации информационных технологий на предприятиях промышленности определяется как внутренними причинами, так и внешними условиями деятельности современных предприятий. К внутренним причинам перехода предприятий на интегральные информационные технологии можно отнести:

- определенное насыщение предприятий программными инструментами САПР (как конструкторскими, так и технологическими);

- обновление парка оборудования, позволяющего обеспечить информационное взаимодействие с управляющими системами предприятия;

- наличие достаточно подготовленного управленческого персонала, способного применять новые информационные технологии;

- наличие и интенсивное развитие различных коммуникационных технологий, позволяющих существенно повысить оперативность и достоверность информации для принятия различного рода управленческих решений.

К внешним условиям, детерминирующим процесс интенсификации применения информационных технологий такого рода можно отнести, прежде всего, следующие:

- повышение конкуренции на рынках продукции и услуг, что объективно повышает стремление руководства в максимальной реализации возможностей предприятия, в том числе и за счет применения новых информационных технологий;

- усложнение процесса производства продукции и услуг, обусловленного перманентным повышением потребительских требований;

- тенденцией к сокращению сроков производства продукции и услуг;

- повышение требований к оперативности и обоснованности принятия управленческих решений на всех этапах жизненного цикла создаваемой продукции и услуг.

Научно-технический прогресс и высокая динамика внешней среды объективно требуют рассматривать современные предприятия как сложные и постоянно усложняющиеся системы, для обеспечения управляемости которыми необходимы новые методы развития, соответствующие сложности внешней и внутренней сред предприятий /3, 6, 57, 87/. В этих условиях обеспечить существенное повышение уровня эффективности управленческой деятельности на всех этапах жизненного цикла продукции возможно на основе интеграции информационного обеспечения отдельных автоматизированных систем поддержки принятия управленческих решений. Без соответствующей организации дан-

ного процесса, его регулярного инновационного развития невозможны рост прибыли и повышение конкурентоспособности предприятия на динамично меняющемся высококонкурентном рынке / 2, 27, 42, 80, 81 /.

Одним из наиболее перспективных направлений информационного обеспечения управленческой деятельности является разработка автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга состояния процессов реализации этапов жизненного цикла продукции или услуг в целях информационной поддержки принятия управленческих решений. Данная система представляет собой комплекс методических, информационных, программных и технических средств, направленных на поддержку и повышение эффективности процессов принятия управленческих решений на всех этапах жизненного цикла производства продукции и услуг. Анализ состояния вопросов создания и внедрения систем такого класса в деятельность современных предприятий показывает о большом разнообразии подходов к синтезу основных компонентов системы и достаточно слабой проработанности вопросов оценки качества и эффективности создаваемых систем. Отсутствие методического аппарата обоснования вариантов построения систем такого класса приводит к субъективизму в выборе тех или иных решений как по созданию системы, так и по дальнейшей ее модернизации. Поскольку одной из основных особенностей информационных систем мониторинга является невозможность предварительной оценки условий ее функционального применения, то в качестве методической основы формирования вариантов построения системы могут быть применены два основных подхода:

1) выбор варианта построения автоматизированной системы мониторинга, удовлетворяющего предъявляемым требованиям;

2) последовательное наращивание возможностей системы по мере возникновения новых информационных задач.

Первый подход к формированию варианта построения информационной системы предусматривает разработку такого научно-методического аппарата

обоснования состава и структуры информационной системы, который бы позволял проводить сравнительную оценку степени удовлетворения требованиям к разрабатываемой системе и выбирать наиболее предпочтительные варианты на основе такой сравнительной оценки. При этом рассматривается полная конфигурация системы для соответствующих условий ее функционирования. Достоинством такого подхода является завершенность этапа выбора варианта системы, поскольку в данном случае прорабатываются все возможные технические и организационные решения и принимается вариант, обеспечивающий удовлетворение требованиям к системе. К недостаткам такого подхода следует, прежде всего, отнести отсутствие гибкости в выборе варианта построения системы, поскольку в случае изменения как возможных решений по формированию тех или иных компонентов системы, так и требований к системе необходимо заново осуществлять обоснование состава и структуры системы мониторинга. Практика показывает, что в процессе разработки системы могут возникать новые возможности, обеспечивающие более эффективную реализацию тех или иных компонентов системы, изменится состав и содержание требований к системе, расширится круг бизнес-процессов, для которых необходима информационная поддержка системы мониторинга. В этих условиях более целесообразно использовать второй подход к выбору и обоснованию вариантов построения автоматизированной системы мониторинга. Данный подход предусматривает создание достаточно стабильного ядра системы с последующим его наращиванием до полной конфигурации системы путем проведения поэтапной ее модернизации. Основным достоинством такого подхода является возможность ситуационного изменения требований к системе и состава тех технических решений, которые можно применять при разработке системы.

В настоящее время наименее исследованной остается задача обоснования вариантов модернизации автоматизированной системы мониторинга, решение которой должно предусматривать разработку научно обоснованных методик определения необходимости и целесообразности проведения очередных этапов

модернизации системы мониторинга и выбора рациональных вариантов проведения модернизации системы мониторинга.

Этим определяется актуальность исследований по разработке научно-методического аппарата обоснования вариантов построения и развития автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга этапов жизненного цикла продукции промышленных предприятий, обеспечивающих повышение уровня обоснованности и оперативности управленческих решений на основе интеграции информационных ресурсов, отражающих состояние этапов жизненного цикла производимой продукции.

Степень разработанности проблемы. Исследованию вопросов создания и применения автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия посвящены труды российских ученых: Костогрызова А.И., Володина C.B., Макарова А.Н., Умрихина Ю.Д., Фараджиева В.А., Шаблина В.А., Мамикова А.Г., Балыбердина В.А., Липаева В.В., Воронова A.A., Кондратьева А.Г., Чистякова Ю.В., Баранюка В.А., Бородакия Ю.В., Залещанского Б.Д., Модина A.A., Яковенко Е.Г., Погребного Е.П., Смирновой Г.Н., Сорокина A.A., Тельнова Ю.Ф., Бушуева С.Н., Осадчего A.C., Фролова В.М., Директорова Н.Ф., Дорошенко В .И., Житова Ю.И., Завалишина A.A., Мирошникова В.И., Мясни-кова О.Г., Неробы Г.С., Ничикова A.B., Соловьева И.В., Шпака В.Ф., Кононова Ю.М. и других авторов. Заслуживает внимание опыт зарубежных специалистов в области решения проблем автоматизации мониторинга процессов жизненного цикла продукции или услуг.

Результатом работ в области создания и внедрения автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга этапов жизненного цикла продукции явилась разработка методологии эволюционного подхода к созданию автоматизированных систем мониторинга. Стержневым элементом эволюционной методологии является тезис о том, что полные характеристики созда-

ваемой автоматизированной системы могут быть достоверно определены только в процессе работы пользователей на разработанных и внедряемых на различных этапах компонентах системы методом «проб и ошибок». В процессе работы пользователей определяется окончательная архитектура системы, в рамках которой будет проходить развитие характеристик программного и аппаратного обеспечения до достижения наиболее привлекательных с точки зрения пользователей системы уровней. Эффективное сопряжение с другими системами обеспечивается на основе интерактивного подхода, позволяющего последовательно обеспечивать наращивание возможностей создаваемой автоматизированной системы.

Вместе с тем анализ показывает, что, не смотря на серьезное внимание к вопросам создания информационных систем мониторинга, в современной научной литературе недостаточно изучены особенности реализации вариантов построения и эволюционного развития систем такого класса. При этом проблемы разработки научно-методического аппарата обоснования вариантов построения и последующей модернизации системы мониторинга находятся на стадии становления и формирования. В тоже время внедрение методик обоснования необходимости и целесообразности осуществления очередного этапа модернизации системы мониторинга и выбора рациональных вариантов проведения такой модернизации позволит повысить конкурентоспособность производимой продукции на отечественном рынке за счет повышения уровня качества принятия управленческих решений, обусловленного актуализацией информации о состоянии процессов разработки продукции.

Актуальность исследований вопросов обоснования вариантов построения и эволюционного развития автоматизированных информационно-аналитических систем мониторинга этапов жизненного цикла продукции или услуг промышленного предприятия, недостаточная научная разработанность отдельных ее сторон и большая практическая значимость обусловили выбор

темы диссертации, предопределили объект, предмет, цель и задачи диссертационной работы.

Целью диссертационного исследования является разработка методического инструментария обоснования вариантов эволюц