автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Динамическое моделирование предприятий бизнеса на инновационной предпроектной стадии в целях прогнозирования

На правах рукописи

РоТэКкж ии^и5498Э

ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ БИЗНЕСА НА ИННОВАЦИОННОЙ ПРЕДПРОЕКТНОЙ СТАДИИ В ЦЕЛЯХ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

Специальность 05 13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

003054989

Работа выполнена в Юхан колледже (технологическом институте), Республика Корея, и в Государственном технологическом университете - Московский институт стали и сплавов, Российская Федерация

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Дьячко Анатолий Григорьевич

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Смирнов Олег Михайлович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Попов Игорь Иванович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник Власов Станислав Александрович Ведущая организация - ОАО «Черметавтоматика»

Защита состоится 25 апреля 2007 года в 14 00 на заседании диссертационного совета Д212 132 07 в Государственном технологическом университете - «Московский институт стали и сплавов» по адресу 119049, г Москва, Ленинский проспект, 4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного технологического университета - Московский институт стали и сплавов

Автореферат разослан «_»_2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Калашников Е А

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Современное экономическое положение в мире и в отдельных ведущих, экономически развитых странах в условиях ликвидации политической напряженности, роста доверия между государствами и открытости, характеризуется ростом производства различных товаров и услуг и активизацией их распределения через внутренний и международный рынок Вместе с увеличением объемов производства и, особенно, качества продукции, ростом доли высокотехнологичной и наукоемкой продукции, растет и специализация производителей, когда одни из них специализируется на производстве комплектующих изделий, а другие на - сборке из них товаров самого различного назначения, в том числе в странах - местах потребления и спроса на местном рынке

В сложившихся условиях дальнейший экономический рост, его темпы и качество зависят во многом от стратегии развития конкурентоспособных высокотехнологичных предприятий Опыт Японии, Тайваня, Кореи и других быстро прогрессирующих стран свидетельствует, что роль и возможности высокотехнологичных предприятий в подъеме экономики чрезвычайно велики

Рост производства и потребления сопровождается обострением конкурентной борьбы на рынке фирм - производителей товаров и услуг, борьбы «за покупателя» Чтобы успешно конкурировать на современном мировом рынке, фирма-производитель должна быть способной динамично перестраиваться на выпуск новых видов продукции, осваивать новые виды ресурсов, внедрять новейшие технологии в действующие производственные процессы и на этой основе совершенствовать их Решение этих задач зависит от ряда условий, в том числе от наличия и активного использования высокоразвитой информационной системы непрерывного мониторинга состояния рынка и собственного производства, а также от качества прогнозов динамики потребления и развития рынка производимых и потенциально возможных видов продукции, новых ресурсов, производителей новых эффективных технологий и оборудования

Управление бизнесом и собственным производством становится многоресурсным -производитель стремится минимизировать затраты любых видов ресурсов, чтобы выстоять в конкурентной борьбе

В этой связи в последние годы существенное развитие получило оснащение не только крупных, но и средних и малых фирм, работающих в сфере бизнеса, современными информационными системами, их непрерывная модернизация и совершенствование, без которых невозможно обеспечить требуемый уровень информационной обеспеченности, а, в конечном счете - и конкурентоспособности предприятия - производителя товаров

и услуг Резко возрастает потребность не только в актуальной информации на основе мониторинга рынка и производства, но и в ее аналитической обработке с целью подготовки управленческих решений как стратегического плана, рассчитанного на перспективу, так и тактического, требующего реализации в кратчайшие сроки, а также прогнозирования эффективности инноваций самого различного направления

Прогнозные результаты являются отправной точкой, основой разработки соответствующих средств и методов управления, обоснования их эффективности и последующей передачи для реализации разработанных и апробированных мероприятий управленческим органам фирмы

Для проектирования новых и модернизации действующих предприятий бизнеса, систем управления ими и информационных систем поддержки управленческих решений используются современные компьютерно-ориентированные средства и технологии (CASE - Computer Aided Software Engineering), которые, даже самые совершенные из известных ныне, рассчитаны на объем реализации инноваций в статике и оценивают эффективность от их внедрения по завершении внедрения проекта, а не по ходу его реализации Поэтому неизбежные отклонения от проекта под влиянием случайных внешних воздействий при выполнении проекта не предусматривают оценивания их негативных последствий, не дают возможности своевременно выработать корректирующие мероприятия, поэтому оборачиваются не планировавшимися ранее дополнительными затратами и потерями

В этой связи разработка методики учета динамики реализации проектов создания новых и модернизации действующих предприятий бизнеса, систем управления ими и информационных систем поддержки организационно- управленческих решений при многоресурсном характере бизнеса является актуальной

Цель И задачи исследования Целью настоящей диссертационной работы является разработка методики моделирования в динамике, как действующих предприятий бизнеса, систем управления ими и информационного обеспечения, так и инновационных проектов их модернизации, отражающей во времени все стадии жизненного цикла проекта от предпроектного обследования бизнес-процессов - объектов будущего внедрения -до введения разработки в постоянную эксплуатацию Важной составляющей этого является установление зависимости во времени необходимых ресурсов на проведение модернизации или реализацию проекта, позволяющей прогнозировать результаты непредвиденных отклонений от первоначального плана, а также разработка мероприятий, минимизирующих ресурсное обеспечение для возвращения к исходному плану

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие взаимосвязанные задачи

1 Произвести системный анализ известных технологий и СА8Е-средств проектирования и создания информационных систем для поддержки управления современным бизнесом, проанализировать способы расширения их возможностей за счет детального учета временных характеристик и зависимости от них отдельных видов ресурсного обеспечения инновационных проектов,

2 Предложить методику имитационного (вероятностного) математического моделирования в динамике как всего инновационного проекта по созданию или модернизации информационных систем, так и отдельных этапов его реализации, прогнозирования их результатов, а также комплексных результатов функционирования бизнес- процессов, для управления которыми информационная система предназначается,

3 Предложить методику и алгоритмы оценки потребностей ресурсного обеспечения при отклонениях по ходу реализации во времени отдельных этапов проекта по созданию или совершенствованию предприятия бизнеса или его информационной системы при изменениях первоначального бизнес-плана,

4 Апробировать предложенные методики и алгоритмы на примерах создания и модернизации производственных систем по производству материальной товарной продукции в металлургии

Методы исследования В диссертационной работе применены методы теории иерархических систем, системного анализа и обработки информации, САБЕ-средства и технологии по созданию информационных систем и систем управления, математического моделирования и оптимизации

Результаты, выносимые на защиту. На защиту выносятся

1 Концепция учета динамики создания или модернизации информационных систем на всех этапах их жизненного цикла и их взаимосвязи с различными видами ресурсного обеспечения, предназначенных для поддержки управленческих решений тактического и стратегического характера в бизнесе,

2 Методика учета динамики реализации инновационных проектов по модернизации предприятий бизнеса, созданию новых и совершенствованию действующих информационных систем для мониторинга состояния рынка и собственного многоресурсного бизнес-процесса и поддержки управленческих решений как стратегического, так и тактического характера,

3 Математические вероятностные (имитационные) динамические модели информационных систем многоресурсных бизнес-процессов и на их основе - прогнозирования результатов бизнес-процесса, выявления проблемных областей и зон риска

Научная новизна полученных результатов. На основе системного анализа и обобщения известных СЛЭЕ-средств и технологий инновационных проектов создания и модернизации информационных систем в бизнесе предложена методика детального учета временных характеристик (текущего времени, времени реализации отдельных этапов, времен ожидания и др ) на всех этапах их функционирования и реализации

Проанализирована и показана взаимосвязь временных характеристик с отдельными видами ресурсного обеспечения, предложены методы общего учета потребностей в ресурсном обеспечении, в том числе при изменениях первоначального бизнес-плана реализации инновационного проекта при непредвиденных внешних воздействиях или выявившейся по ходу его реализации

Разработана методика математического вероятностного (имитационного) моделирования бизнес-процессов в динамике, предложены методика оценки статистических свойств и критерии оценки границ возможных отклонений, что позволяет оценить степени зоны (области) возможных степеней рисков и своевременно выработать соответствующие меры предотвращения их последствий, а также апробировать их эффективность на той же математической вероятностной модели

Практическая значимость полученных результатов. Разработанные методики и математические вероятностные модели могут быть использованы для уточнения ресурсного обеспечения и сроков реализации инновационных проектов по созданию и модернизации предприятий бизнеса, систем управления ими и информационных систем поддержки управленческих решений, прогнозировать результаты их реализации при возможных отклонениях по ходу осуществления бизнес плана, разработки и апробации соответствующих организационно-управленческих мер по различным критериям, в том числе минимизации потребностей в ресурсах различных видов

Методики и динамические математические модели могут быть использованы в профессиональном образовании при подготовке специалистов по информатике, информационным технологиям, а также информационных аналитиков, и прошли апробацию в Юхан колледже (технологическом институте), Республика Корея, и в Государственном технологическом университете «Московский институт стали и сплавов», Российская Федерация

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на научных семинарах и симпозиумах в Республике Корея, использовались в докладах по тематике развития информационных технологий и направлений развития профессионального образования, сделанных на Всероссийском совещании с международным участием по эффективности управления металлургическим производством на основе информационных технологий (Москва, МИСиС, октябрь 2005)

Материалы диссертации опубликованы в 10 статьях в Республике Корея, а также в одной статье в России в издании, входящем в Перечень, рекомендованный ВАК РФ

Краткое содержание работы В первой главе на основе анализа литературы отмечается, что современный бизнес любого направления тесно связан с окружающей средой, образуя с нею взаимосвязанное единство, в котором можно условно выделить 5 крупных составляющих (макросред) производственную макросреду, представляющую собой индивидуальную особенность каждого конкретного предприятия бизнеса, макросистему ресурсного обеспечения (рынок ресурсов), подсистему потребления продукции и услуг (рынок продукции), макросреду обитания, включая экологию и рынок труда, а также политико-правовую среду Особенностью управления современными предприятиями бизнеса является то обстоятельство, что указанные макросреды рассматриваются не просто ограничениями на условия функционирования предприятия бизнеса, а могут быть использованы как средство управления эффективностью бизнеса

Одной из важнейших макросред является ресурсное обеспечение, в котором можно выделить ряд ресурсных групп (материальные, энергетические, финансовые, технические, кадровые и другие), что делает бизнес любого направления многоресурсным Предприятию бизнеса, чтобы успешно конкурировать, необходимо непрерывно отслеживать и минимизировать затраты всех видов ресурсов Для этого фирме, специализирующейся в бизнесе любого направления, необходимо иметь современную информационную систему непрерывного мониторинга как рынка ресурсов и продукции, так и собственного производства, анализировать и отслеживать внешние и внутренние изменения в них, прогнозировать их последствия для собственного бизнеса, своевременно вырабатывать и осуществлять необходимые организационно-управленческие решения

В свою очередь это требует оснащения информационно- аналитической системы предприятия бизнеса формализованным представлением бизнеса в виде функциональной, управленческой, организационной, информационной и других моделей как основного инструментария анализа и прогноза эффективности бизнеса

В настоящее время сложились, активно используются и представлены на мировом рынке информационных продуктов ряд компьютерно-ориентированных методик и инструментальных средств (Computer Aided Software Engineering - CASE-средств) формализованного описания объектов бизнеса разного масштаба от предприятий и их объединений - холдингов до детального описания отдельных бизнес-функций, которые с успехом используются для широкого класса новых задач анализа и управления бизнесом Среди указанных систем лидирующее положение занимают методологии IDEF (Integration DEFinition) и ARIS (Automation Reengineering Information Systems), тесно связанные с современными системами интегрированного управления бизнесом

В свою очередь, управление предприятием бизнеса является сложным интеграционным процессом, составными частями которого являются планирование, организация исполнения, мотивация, мониторинг текущего состояния и контроль основных параметров и показателей, разработка и внесение корректирующих, управляющих мер и воздействий при выявившейся необходимости

Проанализирована взаимосвязь управления на всех его уровнях с необходимым информационным обеспечением Все множество бизнес целей деятельности предприятия бизнеса удобно представлять в виде трехуровневого дерева целей, содержащем как глобальные, обобщенные цели, так и конкретные цели с указанием соответствующих им показателей Методики такого представления известны и широко используются в европейской и американской научно-технической литературе (типовая пирамидальная схема управления Т Парсонса) В России широкое развитие получила четырехуровневая система управления, где верхний уровень управления схемы Т Парсонса разбит на два подуровня стратегического планирования и управления

В последние годы в организационном управлении сложными системами различных направлений бизнеса сложились и нашли применение ряд международных стандартов управления, в том числе управление движением материальных потоков MRP («Materials Requirements Planning»), статистического управления запасами SIC («Statistical Inventory Control»), планирования производственных мощностей CRP («Capacity Requirements Planning»), система управления финансовыми потоками FRP («Finance Requirements Planning»), полнофункциональная комплексная система организационного управления ERP («Enterprise Requirements Planning»), технологии управления с учетом индивидуальных запросов покупателей - концепция CSRP («Customer Synchronized Resource Planning»), международные стандарты ИСО (ISO) 9000 управление качеством и сертификация продукции и другие Стандарты и системы управления программно и алгоритмиче-

ски совместимы с САЗЕ-средствами и могут реализовываться на предприятиях бизнеса как единая интегрированная информационная среда

Большинство перечисленных систем управления и САЗЕ-средств имеют модульную структуру и могут поставляться как для предприятий бизнеса разного масштаба, так и для поэтапной реализации систем управления, соответствующих различным международным стандартам

Однако современные интегрированные системы управления позволяют оценивать эффективность внедрения инноваций, ориентируясь чаще всего на критический путь, по завершении внедрения проекта, т е в статике При осуществлении бизнеса в параллельных направлениях деятельности его предприятий, поскольку ветвление бизнес- процессов было и остается основным способом сокращения сроков производства продукции и оказания услуг, могут возникнуть диспропорции в потребностях и использовании отдельных видов ресурсов, в том числе и под влиянием негативных внешних воздействий случайного характера Это приводит к удлинению сроков реализации инновационного проекта и к дополнительным затратам, однако, современные проектирования средства не содержат аналитических методов и средств оценки возникновения подобных диспропорций Поэтому они не позволяют своевременно выработать и применить корректирующие организационно-управленческие меры, поскольку не учитывают в явном виде их реализацию во времени, а только лишь через последовательность реализации отдельных этапов проекта

Во второй главе рассмотрены подходы и компьютерно-ориентированные методики разработки и внедрения новых либо существенной модернизации ранее функционировавших информационных систем на предприятиях бизнеса, предназначенных для мониторинга, как собственного производства, так и состояния рынка ресурсов, продукции и услуг, с которыми данное предприятие бизнеса взаимодействует Необходимым предварительным этапом такого инновационного проекта является обследование предприятия бизнеса - объекта модернизации или внедрения новой информационной системы

Целью предварительного обследования является выявление недостатков в информационном обеспечении предприятия бизнеса, а также в аналитической подготовке управленческих решений по результатам мониторинга, и определение проблемных областей в осуществлении и управлении бизнесом

В настоящее время наиболее широко используются два основных подхода к проведению обследования Первый их них - формулирование новых или изменившихся требований к информационному обеспечению управленческих и бизнес-процессов на предприятии - объекте последующего внедрения Этот подход является модификацией экспертных методов и в данной работе детально не рассматривается Второй подход ба-

зируется на анализе несоответствия между тем, «как есть» («as is») в практике бизнеса, его управлении и информационном обеспечении, и «как должно быть» («as to be») Он особенно прогрессирует в применении, широко использует CASE-средства и технологии, представляет результаты в виде удобных для восприятия и компьютерного представления графических моделей

Общими достоинствами обоих подходов являются комплексность, многоресурс-ность, возможность иерархического построения общей модели объекта бизнеса, состоящей из вспомогательных групп моделей - функциональной, информационной, организационной, управленческой, ресурсной с последующей их декомпозицией с любой необходимой для почноты отражения степенью детализации каждого бизнес-процесса или отдельной функции

При обследовании предприятий бизнеса с целью их модернизации, а также совершенствования управления ими и/или информационной системы поддержки управленческих решений типов, типа «как есть» и «как должно быть» широко используются упоминавшиеся выше методологии IDEF и ARIS

Методология IDEF представляет собой систему стандартов, отдельные из них позволяют получить функциональные, управленческие, информационные, организационные и другие модели объекта бизнеса Основой модели является функциональный блок, который может соответствовать объекту бизнеса разного масштаба от предприятия или холдинга до отдельной бизнес-функции и даже составляющей ее процедуры Функциональный блок характеризуется входом, выходом, отображаемыми дугами, внутренним механизмом функционирования и наложенным на него управлением Функциональные блоки в модели объекта бизнеса ориентированы по последовательности функционирования от левого верхнего края к правому нижнему Связи в моделях между функциональными блоками классифицируются по старшинству, а сами модепи могут строиться как в виде последовательности этапов бизнеса и взаимосвязи средств его выполнения (типа Process Flow Description Diagrams, PFDD), так и отражающими с любой необходимой полнотой изменения состояний предметов обработки или отдельных работ в общем их потоке (типа Object State Transition Network, OSTN) Весьма существенно и то, что методология IDEF реализована в широко используемых и доступных программных пакетах - AllFusion Process Modeler, Visio и других

Методология ARIS отличается комплексностью подхода, когда при обследовании могут быть получены все необходимые модели объекта бизнеса - функциональная, организационная, информационная и другие, а также стандартизованными уровнями декомпозиции, включающими последовательно

• бизнес-процессы,

• сценарии бизнес-процессов,

• подпроцессы как стадии сценария,

• функции, оставляющие подпроцессы,

• процедуры (транзакции) как отдельные составные части функций

Вместе с тем, ЛЮБ не стандартизует последовательность функционирования компонентов объекта бизнеса, оставляя ее отображение в моделях на усмотрение разработчика, что приводит к неоправданному разнообразию, особенно при переносе разработок с одних объектов бизнеса на сходные другие Кроме того, АШБ не имеет управлений в отдельных функциональных блоках, соответствующих компонентам, как составным частям объекта бизнеса, что зачастую приводит к ошибкам в отображении обратных связей, имеющих существенное значение, как в функционировании объекта бизнеса, так и в общем, комплексном управлении им Как и ГОЕР, методология АШЭ представлена на рынке информационных продуктов стандартизованными программными пакетами

На основе выполненного анализа можно сделать вывод (и в диссертации он иллюстрируется на примере распространенного бизнес-процесса) о том, что по набору стандартизованных инструментальных средств для обследования крупных и особо сложных объектов бизнеса либо реализации сложных или долгосрочных инновационных проектов более подходит инструментальная среда А^Б, а для мелких и средних объектов, краткосрочных инновационных проектов, более эффективно применима методология ГОЕИ

Весьма существенно, что обе наиболее распространенные методологии программно совместимы и могут комбинироваться, что способствует продуктивности обследования реальных объектов бизнеса любой сложности

Вместе с тем, все наиболее распространенные современные методологии, включая детально рассмотренные ШЕР и АШЭ, на стадии обследования анализируют объекты бизнеса в статике, фактор времени учитывается лишь через посредство последовательности работ Даже при совместимости с имитационным моделированием типа «что будет, если », конечный результат может быть получен в статике, после завершения полного цикла работ Продолжительность отдельных работ, в особенности время работы и требующиеся ресурсы для каждой из параллельных ветвей при обычно встречающемся ветвлении функционирования бизнес-процессов, рассмотренными методиками не отображается, поскольку фактор времени ими в явном виде не учитывается

В третьей главе излагается разработанная методика моделирования сложных многоресурсных объектов бизнеса в динамике Она может использоваться при общем обследовании объекта бизнеса самостоятельно либо как двухэтапная процедура, в виде вто-

poro дополнительного этапа анализа функционирования предприятия бизнеса во времени в дополнение к функционально- управленческим, организационным и другим моделям объекта, построенным с помощью известных CASE-средств, а также при анализе инновационных проектов

Предложено при построении динамических математических моделей объектов бизнеса и/или отдельных его компонентов использовать следующие динамические показатели, частично используемые в других областях науки и технологий

• Время /, по математическому смыслу - непрерывная величина, используемая в трех ракурсах

о как обычное, текущее время в реальных объектах исследования, инновационных проектах и бизнес планах по их модернизации, о как текущая переменная времени при выполнении некоторых математических операций (интегрирования и др ), о как системное время в функционально-управленческих, информационных и других моделях, отличное от машинного времени <* при их компьютерной реализации, соответствующее реальному времени моделируемого объекта времени в некоторых дискретных точках ti¡=Tk,k—\, N Время t определено на положительной полуоси t с [0, 7], реально ограниченной некоторым конечным временем анализа Г < причем допустимо полагать Т —> если в данном исследовании важным является получение конечных результатов объекта бизнеса, и неважно, за какое конкретно время Интервалы 7* соответствия системного времени реальному представляют собой упорядоченный набор дискретных значений (О, Т,, , T¡¡, ), а системное время может быть связано с некоторым масштабным коэффициентом, ускоряющим (замедляющим) компьютерную реализацию моделирования

Показано, что общими по отношению к любым целям и конкретным технологиям функционирования объектов бизнеса являются следующие динамические характеристики

• Интервалы времени / = 1, , и, и < оо, поступления на вход отдельных партий предмета обработки в данном объекте бизнеса или отдельных работ в общем их потоке

Интервалы времени í¡ = t'¡ -1'¡, охватывают период времени t с (f, t'¡\, где t'¡.¡, t'¡ - фиксированные моменты текущего времени t Причем в диссертации используется общепринятое в высшей математике обозначение пределов, когда квадратная скобка «]» означает, что данный предел входит в рассматриваемый интервал, а круглая скобка «(» - что нет По математическому смыслу интервалы t¡ являются случайными, но могут при необходимости использоваться и как регулярные,

• Времена выполнения г отдельных работ, операций, процедур и т д , обработки партий предметов (материалов и т п)

Времена г могут быть различными в разных 7-ых компонентах объекта бизнеса, у = 1, , т, т < °° и для разных 1-ых предметов обработки, что отображается соответствующими нижними индексами, например, ти Математически времена выполнения обработки г являются случайными, причем в диссертации в качестве типичной рассматривается ситуация, когда времена гограничены неслучайными пределами с обеих сторон

Ц^Т.Г.Т™}, 1=1, ,7 = 1, ,«, (1)

• Время ожидания обработки 1-ой партии предметов обработки в у-ых компонентах объекта бизнеса,

• Время задержки ги 1-ой партии предмета обработки в 7-ом компоненте объекта по завершении обработки в нем

Время задержки г,, представляет собой интервал, начинающийся с момента окончания обработки %] в данном 7-ом компоненте объекта бизнеса, до момента наступления события 7е,, Т, > Ту, позволяющего г-ому предмету обработки покинутьу-ый компонент

= 1=1, ,7 = 1, ,тп, (2)

/1,если()>0

где 8^0= ^ (3)

(О, если()<0

Если в моделируемом объекте бизнеса выполняется поток работ или последовательная обработка нескольких, п партий материалов или иного предмета обработки, в качестве события Т] удобно рассматривать освобождение следующего, (/ +1)-го и его готовность принять данную, г-ую партию для следующего этапа обработки,

• Время пребывания ^ 1-ой партии предмета обработки в 7-ом компоненте объекта бизнеса,

= Тц + Гу, V/, 7 = 1, ,т, (4)

• Время занятости средств обработки и оборудования операциями обработки 1-ой партии предмета обработки в 7-ом компоненте объекта,

¥у = Ту + г„, V», 7 = 1, (5)

• Времена простоя оборудования 7-ого компонента объекта бизнеса в ожидании обработки очередной, I-ой партии,

= ) = \, ,т (6)

Интервалы времени /„1=1, , являются независимыми характеристиками по отношению к объекту бизнеса и определяются графиком его функционирования, задаваемым управляющим органом или системой управления объектом бизнеса Времена выпол-

нения операций обработки ти также являются независимыми, определяются индивидуальной экономико-технологической или иной природой каждого 7-ого компонента данного объекта бизнеса и могут быть изменены внедрением инновационных проектов, лежащими за рамками тематики данной диссертации

Остальные приведенные выше временные характеристики являются функциями и/ити т,], поэтому в общем случае являются случайными Так, выражение для времени ожидания взаимосвязано со временем простоя оборудования (6)

= 1;) [ 1 - - я, 1,)], VI, у = 1, , ш, (7)

причем отличным от нуля может быть только одно из них, что дает возможность использовать эти выражения совместно в функционально-управленческих моделях без ущерба для корректности моделей

Характеристики 1„ и отражают стадии обработки предметов обработки или их отдельных партий, вообще - использование материальных, финансовых и др ресурсов (являются переменными типа ОБТЫ в терминологии ШЕИ) Динамические характеристики у/и и /?,у отражают занятость оборудования, вообще - технических, технологических, интеллектуальных и других ресурсов в процессе функционирования объекта бизнеса (являются характеристиками типа РРОЭ, если пользоваться терминологией методологии ШЕИ) Временные характеристики тц и г,} являются универсальными, отражающими занятость в объекте бизнеса одновременно и предметов обработки, и оборудования и средств обработки, т е принадлежат в терминологии ШЕИ к обоим типам - ОЭТЫ и РРОЭ

Показано, что ограничение в создаваемых функционально-управленческих и других видах моделей объектов бизнеса только одним из указанных типов (относительно средств обработки - типа РРИБ либо относительно предметов обработки ОБТЫ), рекомендуемое некоторыми известными методологиями, чревато возможностью упустить в динамике многие важные организационно- управленческие ситуации, которые могут отрицательно влиять на полноту отражения и анализ эффективности работы моделируемого объекта Рекомендуется при построении моделей объектов бизнеса комбинировать оба типа динамических показателей для более полного отражения специфики организации его функциональной деятельности

Разработанная методика построения динамических моделей объекта бизнеса включает следующие этапы

1 Принимается решение, какие именно модели необходимы для проведения обследования предприятия бизнеса и/или других задач - функциональная, управленческая, организационная и т п (все или часть из них) и известными способами, например,

выбранными САБЕ-средствами (названными в диссертации опорной методологией) строится их блок-схемы (диаграммы, в терминологии ГОЕР) При этом каждому составляющему компоненту объекта бизнеса или бизнес- функции отводится отдельный функциональный блок, при необходимости попутно производится его декомпозиция с необходимой степенью детализации,

2 Для учета динамики функционирования моделируемого объекта бизнеса блок-схема дополняется

• Указанием независимых временных характеристик (в диссертации предложено - в площади соответствующего функционального блока),

• Статистическими характеристиками (функциями распределения) независимых временных характеристик,

• Связи и логические операции, если они имеются в блок-схеме модели, считаются выполняющимися за пренебрежимо малое время

Для инерционных связей, время выполнения которых соизмеримо со временем выполнения операций функциональными блоками, вводится специальное обозначение (в диссертации это сделано заимствованием из известных графических пакетов), указывается время выполнения и его статистические характеристики,

• Если в опорной методологии входной поток отображается дугами, как, например, в методологии ШЕИ, тогда вводится специальный входной блок, далее интервалы поступтения работ или партий предмета обработки !, указываются в его площади,

• Если время выполнения обработки ^ в которых функциональных блоках зависит от технологических операций, физических и/или других закономерностей и потому должно задаваться через их посредство, для каждого такого функционального блока создается субмодель, реализующую математические модели указанных закономерностей в динамике с приведением необходимых граничных и начальных условий, обеспечивающих получение их решения

Если статистические свойства отдельных характеристик не известны, и поэтому не могут быть заданы, то их установление формулируется и решается как попутная задача обследования объекта бизнеса

3 Компьютерная реализация созданных динамических моделей осуществляется в системном времени, едином для всех функциональных блоков и субмоделей, для дискретных моментов системного времени Т^к= 1, И, соответствующих реальному времени объекта бизнеса

4 Предложен алгоритм моделирования динамики функционально-управленческих и др моделей объектов бизнеса, в итеративном режиме как модификации метода статистических испытаний, включающий следующую последовательность действий Шаг 1 - задание начальных условий, времени моделирования Т и производится осуществление начального цикла моделирования объекта бизнеса

При этом метки функциональных блоков bj, j = 1, , у которых среди входов, управлений и/или состояний имеются отсутствующие, пока еще не просчитывавшиеся данные, заносятся в специальный список Во {¿>ои , ¿о,, >

Шаг 2 - осуществляется новый, р-ый прогон модели (для первого прогона модели р = 1), с использованием значений данных, полученных при предыдущей итерации

При этом специальный список обновляется, и в него заносятся метки функциональных блоков, у которых

• Или количественные значения выходов по модулю отличаются от предыдущих значений на величину, превышающую заранее оговоренные, допустимые значения,

• Или значения логических выходов, если таковые имеются в данной модели, изменились на противоположные,

• Или неколичественные выходы функциональных блоков приобрели новые, качественно отличные признаки

Новый список после данной, р-ой итерации имеет вид Bp(bpj),j = 1, , m Шаг 3 - полученный на предыдущем шаге список Вр{Ье,/) проверяется на пустоту Если список Bp(bpj) не пуст, Bp{bpj) <Z 0, р = 1, , то осуществляется возврат к новому выполнению шага 2 для следующей (р+1)-ой итерации, в которой используются данные выполненной, р-ой итерации,

Шаг 4 - если список Bp{bpj) оказался пустым, Bp(bpj) = 0, состояния и выходы всех компонентов считаются полученными с помощью модели прогнозными результатами функционирования объекта в данный момент системного времени 7* и фиксируются для дальнейшего применения,

Шаг 5 (правило остановки) - реализованный момент системного времени 7* после фиксации полученных значений всех параметров объекта сопоставлением с заданным периодом Т исследования реального объекта

Если Tk>T или оказывается завершенной обработка всех п партий предмета обработки (либо выполнены все планировавшиеся работы в данном потоке работ), то сеанс моделирования считается законченным, в противном случае моделирование продолжается возвратом к шагу 2

Для ограниченного исследуемого периода функционирования Т объекта бизнеса, когда число шагов 7*, £ = 1, , Л', ограничено и существует опасность получения непредставительных результатов вследствие ограниченности выборки, предложена модификация алгоритма динамического моделирования

Модифицированный алгоритм основан на эргодических свойствах стационарных случайных процессов и видоизменяет выполнение прогонов модели и сеансов моделирования следующим образом

• Изменение шага 1 - длительность сеанса моделирования Т* выбирается существенно больше заданного периода Т объекта исследования, в три - пять и более раз Т1 » 7,

• Изменение шага 2 — каждый сеанс моделирования объекта реализуется для «длинного» периода системного времени / с: [0, , 7, , Т1]

В силу эргодических свойств стационарных случайных процессов для любой переменной у моделируемого объекта с вероятностью 1 среднее У (0 по времени «удлиненного» сеанса моделирования / с [0, , Т1] совпадает со средним у к по множеству наблюдений

ЦТ') ¡,\ »•1 '

где к{Т1) - общее число шагов Т^к- 1, , к(71) в «длинном» сеансе моделирования t с [О, , 7^] Важно, что погрешность моделирования о(Т') в (8) может быть получена сколь угодно малой выбором длины сеанса моделирования Т1, поскольку она является убывающей функцией от 71,

• Изменение шага 5 - сеанс моделирования, в данном случае в течение времени / а [О, , I4], повторяется несколько раз, как и в обычном методе статистических испытаний

Проанализированы статистические свойства интервалов поступления на вход объекта бизнеса партий предмета обработки, а также времен выполнения обработки т^ в каждом компоненте объекта, включая времена выполнения инерционных связей Показано, что статистические свойства и Ту могут быть установлены по условиям функционирования объекта бизнеса и/или его отдельных компонентов и сведены к известными распределениям

В четвертой главе рассматривается взаимосвязь приближенного представления статистических свойств динамических переменных объекта бизнеса и его ресурсного

обеспечения, а также пример применения разработанной методики моделирования объектов бизнеса в динамике

Предложено для оценивания аппроксимации статистических свойств независимых динамических характеристик моделируемого объекта - интервалов поступления на вход объекта отдельных партий обрабатываемых материалов - /,; =1, , п, времен выполнения обработки Tj в отдельных у-ых компонентах объекта, у =1, , т, а также инерционных связей т, использовать совместно два вида критериев

• Для оценивания погрешности замены распределений временных характеристик, определенных на положительной полуоси [0, конечномерным отрезком [0, 7] в качестве критерия использовать уровень значимости а- интегральную вероятность попадания на интервал [Г, <*>), либо доверительную вероятность /?= 1 - or,

• Для оценивания погрешности аппроксимации теоретического распределения p(t) временной характеристики другим распределением p\t), в том числе широко используемым в современных прикладных программных пакетах треугольным распределением, рекомендуется применять среднеквадратическую погрешность а аппроксимации на интервале [0, 7], либо определяемый ею доверительный интервал, либо определяемые этим интервалом известные критерии согласия

Показано, что экспоненциальное распредетение неудовлетворитепьно аппроксимируется приближенными распределениями Поэтому аппроксимация экспоненциального распределения не рекомендуется для применения в объектах бизнеса и лучше использовать теоретическое

Произведен анализ взаимосвязи других видов приближений (на примере треугольного) функций распределения динамических характеристик при нормализованных интен-сивностях входного потока, а также их пониженных и повышенных значениях, представленный на рисунке 1, с ресурсным обеспечением объекта бизнеса

Выявлено, что приближенное воспроизведение динамических характеристик в функционально-управленческих моделях объектов бизнеса с помощью аппроксимирующего распределения p(f) по отношению к теоретическому p(t) имеют на интервале времени [О, Т\ две зоны

• Когда теоретическое распределение p(t) превышает аппроксимирующее р3(1)

Если статистические свойства реального входного потока будут несущественно отличаться от теоретического, а производственные ресурсы и загрузка персонала (кадровый ресурс) будут выбраны, ориентируясь на результаты моделирования с использованием аппроксимирующего распределения pz{t), вследствие погрешности аппроксимации это вызовет занижение потребности в указанных ресурсах и, как стедствие, образование очере-

18

дей из работ или предметах обработки у компонентов объекта исследования, начальных по технологическому маршруту обработки. Соответственно увеличатся сроки выполнения заказов, составляющими которых являются данные предметы обработки (работы);

1 J i 7 9 П 13 li LT te 2L n ¡i tp*M, |mrti «то»

Рисунок I - Аппроксимация распределений треугольным приближением Обозначения: «Экспон» - экспоненциальное распределение, «АппЭксп» - его аппроксимация; «Пуассон» - распределение Пуассона, «АппПуас» - его аппроксимация; «Эрланг» - распределение Эрланга, : Д ::'Г ![) :■' - его аппроксимация. Пи ОСИ абсцисс - нормированное время (шаг - 0,1)

• Когда аппроксимирующее распределение p\t) превышает теоретическое p(t).

В этом случае, если планирование производства будет производиться аналогично предыдущему случаю, то технологические Щ кадровые ресурсы окажутся недогруженными, находящимися в условиях временного простоя. Тогда управляющие органы предприятия бизнеса могут использовать временный простой для профилактических и ремонтно-восстановительных работ оборудования и обновления других технических ресурсов, временно поручить персоналу другие виды работ и иные вспомогательные задачи.

В качестве примера применения методики динамического моделирования проанализировано функционирование во времени участка производства непрерывно литых заготовок в соответствии с инновационным проектом строительства завода труб большого диаметра (ЗТБД) для магистральных нефте- и газопроводов на Урале (г. Нижний Тагил), опубликованным в научной литературе, с целью анализа эффективности использования ресурсов. Созданная динамическая функционально-управленческая модель исследуемого участка приведена на рисунке 2.

R результате динамического моделирования показано, что, для предусмотренного проектом времени разливки одной плавки 39 минут на машине непрерывного литья заготовок МНЛЗ (агрегат A3 на блок-схеме рисунка 2) в режиме «плавка на плавку», обеспечивается выполнение проектных технико-экономических показателей по годовому объему производства 1440 тыс. тонн готовой продукции (в пересчете на производство заготовок для труб большого диаметра 1420 мм весом 24,5 т), или 110,77% к проектным данным (1300 тыс. тонн, в том числе для производства труб большого диаметра 1000 тыс, тонн).

• высвободить полностью один из двух, предусмотренных инновационным проектом, конвертеров второй стадии, при этом оставшийся единственный конвертер 2-й стадии справится с проектной нагрузкой без простоев 12 Проанализирована прогнозным динамическим моделированием по разработанной методике устойчивость организационного управления при предложенных мерах в реальных условиях при наличии случайных помех на всех агрегатах Для обеспечения устойчивой работы моделируемого объекта при помехах случайного характера предложен сценарий организационного управтения, использующий предусмотренную инновационным проектом возможность работы транспортных мостовых кранов в двух режимах нормальном (со временем транспортировки 10 минут) и ускоренном (продолжительностью транспортировки 8,5 минут) Показана устойчивость работы отделения производства непрерывнолитых заготовок, отсутствие угрозы нарушения проектных режимов функционирования, что подтверждает эффективность предложенных организационно- управленческих мер

Основные положения диссертации опубликованы в работах

1 Нео Taewon, Choi Sunpill, Roh Taekyun, Ahn Inmo, Park Hanseok and Woo Jungm, "Analysis and Controller Design of Interleaved Boost Power Factor Preregulator", Dong-A University, Vol 10, pp 91-96, Aug 2002

2 Heo Taewon, Park Jeeho, Roh Taekyun, Chung Jaelyoun, Kim Dongwan and Woo Jungin, "Analysis of Interleaved Boost Power Factor Corrector", KIEE, Vol 51, No 4, pp 186-192, Dec 2002

3 Choi Sunpill, Kim Youngbin, Roh Taekyun, Kim Chunsam and Woo Jungm,"Optimal Control of Wmd Induction Generator SYstem", Dong-A University, Vol 39, pp 249-257, Dec 2002

4 Heo Taewon, Park Jeeho, Roh Taekyun, Kim Dongwan, Park Hanseok and Woo

Jungin,"Input Current Ripple Improvement Boost Power Factor Corrector Operating In Discontinuous Current Mode", KIEI, Vol 17, No l,pp 116-123, Jan 2003

5 2003 A Result Report of the research development of Consortium, Roh Taekyun,"Making of NOISE reduction Filter of a communication track", Feb 2003

6 Roh Taekyun, Kim Dongwan, Sin Dongwool,"An automatic control training using Micom", The publishing SeLim, Feb 2003

7 Park Jeeho, Roh Taekyun, Kim Chunsam, Ahn Inmo and Woo Jungm,"Design of Robust Double Digital Controller to Improve Performance for UPS Inverter", KIPE, Vol 8, No 2, pp 116-127, Apr 2003

8 Kim Dongwan, Woo Jungin, Roh Taekyun, Park Jeeho, Hwang Geehyun, Lee Min-jung,"Design of Intelligent Controller and Driving Circuit for Micro DC Motor using PIC16C74", KIEE, pp 2149-2151, Jul 2003

9 Roh Taekyun,"A Development of Micro Servo Motor Speed Control System Using for Intelligent Algorithm", Yuhan Technical College, Vol 9, pp 377-386, Feb 2005

10 Tae-Kyun Roh, "The History of Computer Technology Development", Kyung Нее Education IP, Nov 2006

11 Po Тэ Кюн, А Г Дьячко, О М Смирнов Методика динамического моделирования работы предприятий и инновационных проектов по их модернизации «Автоматизация в промышленности», №3, 2007, с 15 - 19

Формат 60 х 90 х!16 Объем 1,87 п л

Тираж 100 экз Заказ 1286

Отпечатано с готовых оригинал-макетов в типографии Издательства «Учеба» МИСиС, 117419, Москва, ул. Орджоникидзе, 8/9 ЛР №01151 от 11 07 01

61:07-5/2714

Юхан колледж, Республика Корея

Государственный технологический университет Московский

институт стали и сплавов

На правах рукописи

Ро Тэ Кюн

ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ БИЗНЕСА НА ИННОВАЦИОННОЙ ПРЕДПРОЕКТНОЙ СТАДИИ В ЦЕЛЯХ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

Специальность 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель - профессор д.т.н. Дьячко А.Г. Научный консультант - профессор д.т.н. Смирнов О.М.

Москва, 2007

YUHAN College, the Republic of Korea State Technological University - Moscow Institute of Steel and Alloys

PROGNOSTICS-ORIENTED DYNAMIC MODELING OF BUSINESS ENTERPRISES ON INNOVATION PREPROJECT

STAGE

Speciality 05.13.01 - System analysis, control and procession of

information

Ph.D. thesis for a degree of Candidate of Engineering Sciences

Scientific supervisor - Professor, Dr. Sci. Engineering Diaychko A.G. Scientific adviser - Professor, Dr. Sci. Engineering Smirnov O.M.

Handwritten copy status

Roh Tae Kyun

Moscow, 2007

CONTENTS

Introduction.................................................................................................................................4

Topicality of the theme....................................................................................4

Research purpose and tasks..............................................................................6

Results submitted for the presentation of the thesis..................................................................7

Scientific novelty of the obtained results.............................................................. 7

Practical significance of the obtained results............................................................................8

Approbation of the dissertation.................................................................................................8

Chapter 1. Information environment of the business as an object of its organizational management...................................................................................................................................9

1.1. Resource-target approach and information environment of the business............................9

1.2. Formalizing the business enterprise as a complex system.................................................13

1.3. General characteristic of the business enterprise management and infware of management decision support........................................................................................................................18

1.3.1. Typical business-purposes of economical activity of the business enterprise.......22

1.3.2. International standards of organizational and economical management of the production business enterprises...................................................................25

1.4. Summary to Chapter 1.......................................................................................................33

Chapter 2. Analysis of modern approaches and computer-oriented methods of the business modeling at creation and modernization of information systems......................................36

2.1. Preliminary stages of development of innovation project on creation of information systems at objects of business...........................................................................36

2.2. Methodology of inspection of business enterprise to determine and analyze requirements to new information system...............................................................................37

2.2.1. Peculiarities of an approach to determination and analysisof new requirements to the information system..............................................................................38

2.2.2. Determination and analysis of requirements to the information system with application of methodology of functional modeling of the business-processes.............41

2.2.3. Example of determination of requirements to the information system with application of the functional modeling...........................................................43

2.3. Methodology of the inspection of the business enterprise based on comparison «as is» and «as to be»..................................................................................................................................50

2.3.1. Modern methods and resources of "as to be"-type inspection

of design objects of the information systems based on CASE-technologies....................52

2.3.2. Application of ARIS methodology for creation of models "as is" and "as to be"...54

2.3.3. Application of IDEF methodology at inspection "as is" and "as to be"................67

2.4. Comparative analysis of the modeling development systems and selection of the business objects inspection system...............................................................................................79

2.5. Summary to Chapter 2.......................................................................................................84

Chapter 3. Methods of registration of the time factor and time characteristics in computer-oriented systems for inspection of business objects and modernization of their information systems.........................................................................................................86

3.1. Time characteristics used in organizational management of business objects..................87

3.2. Methods of construction of functional and management and other models of the inspected object in the dynamics............................................................................................................101

3.2.1. Construction of the dynamic model of the inspected object..........................103

3.2.2. Peculiarities of computer realization of dynamic models of the inspected object.. 106

3.2.3. Statistical properties of time characteristics..............................................112

3.3. Summary to Chapter 3.............................................................................118

Chapter 4. Example of application of the modeling methods of the dynamics of the business enterprise as an object of the inspection.................................................................124

4.1. Evaluation of interrelation of reproduction of statistical properties of random dynamic values and an error in the registration of utilization of the modeled object resources...........124

4.1.1. Criteria of estimation of the approximation error of the theoretical distributions of random dynamic variables of the inspected object.............................................125

4.1.2. Study of correlation of types of distributions of time characteristics in models with selection of management decisions in order to raise efficiency of the business............127

4.2. Application of the method of the modeling of the inspected object in the dynamics for analysis of efficiency of the innovation project (by the example of a compartment of continuous steel casting of the metallurgic production).........................................................135

4.2.1. Brief characteristics of the innovation project for construction of the plant of big diameter pipes in Nizhniy Tagil..................................................................137

4.2.2. Flow diagram of the production site of cast sections for big-diameter pipes and problem statement for analysis of operation thereof...........................................139

4.2.3. Forecasting by modeling in the dynamics of utilization of resources at realization of the innovation project for construction of PBDP in Nizhniy Tagil...........................143

4.3. Summary to Chapter 4..............................................................................156

Conclusions.................................................................................................................................162

References...................................................................................................168

Annexes......................................................................................................175

INTRODUCTION

Topicality of the theme. The present economical situation in the world as well as in some economically developed leading countries in conditions of liquidation of political tension, increase of confidence and openness in relations between countries is characterized by growth of production of various goods and services and activization of their distribution through internal and international market. Along with increase of production output and, especially, quality of production, growth of the share of high technology and science-linked products, specialization of producers is increasing also when some of them specialize in production of component items and others specialize in assembly of various goods consisting of these components including assembly in countries of places of consumption and demand on local market.

A vivid example is the world famous Intel corporation, the largest manufacturer of chips and microchips for computers and controllers. It is well known that about 90% of world computer production consists of Intel products. Other feature of the present market of the goods and services is its active conquering by fast-developing countries of the third world - India, Republic of Korea, by countries of South-East Asia and Latin America. For example, the Republic Korea has entered the 5th ranking in the world by steel production (after China, USA, Japan and The Russian Federation) and the Republic of Korea is one of the largest global exporters of automobiles, home electronics and other goods.

In the formed conditions further economic growth, its rate and quality depends in many respects on a strategy of development of competitive high-technology companies. The experience of Japan, Taiwan, Korea and other fast-developing countries testifies that the role and possibilities of high-technology companies in the boosting of economy growth are extraordinary great.

The growth of production and consumption is accompanied by more intensive competition on the market of corporations-manufacturers of goods and struggle "for the buyer". To compete successfully on the modern world market, a corporation-manufacturer should be capable to reset its production facilities dynamically for manufacturing of new kinds of products, to master new kinds of resources, to introduce state-of-the-art technologies into the existing production lines and to improve them on this basis. Solution of these tasks depends on the following conditions:

• Provision of duly information and proper quality of the forecasts about the dynamics of consumption and development of the market of the existing and potentially possible types of production, about appearance of new resources and their suppliers and producers of new effective technologies and equipment;

• Availability of functions of realization of continuous reconstruction and modernization of production facilities in the existing organizational and technological scheme of own production;

• Availability and active application of a highly developed information system of continuous monitoring of state-of-market and own production as well as support of managerial decisions and, on their basis, an integrated control system that includes interconnected functions of the market forecast, production management, modernization and their development with the help of supporting innovation processes.

Efficiency of any production depends on a margin between receipts and own expenditures. In main, the market dictates prices for goods and services determining revenues, but the cost of own production depends on its management efficiency. Therefore, production management becomes a multiresource one, and a manufacturer is aimed at minimizing of the costs of any kinds of resources to withstand in competition.

Thereupon in the last years not only large business companies, but also small ones have been equipped essentially by modern information systems, which modernization and perfection became continuous, as it is impossible without them to provide required level of information support and, eventually, competitiveness of the company-manufacturer of the goods and services. Needs not only for actual information based on the monitoring of the market and production, but also for its analytical processing witfi the purpose of preparation of managerial decisions both of strategic, perspective and tactical character, which requires their implementation in the shortest time and also prediction of efficiency of innovations of the most different character, are sharply increasing.

The prediction is based on probabilistic modeling in the dynamics of the corporation activity or its separate aspects in the planned designed or expected conditions and, on the basis of its results, conditions and boundaries of probable zones of risk capable to effect negatively on efficiency of innovations and on the results of economic activity in general are revealed. These results are a starting-point and a basis to elaborate appropriate resources and methods of management, to substantiate their efficiency with the help of the same probabilistic model and to submit them to the administration and other top-managing bodies of the corporation for implementation of the developed and approved measures.

To design new and to modernize the operating infware systems for management decision support modern CASE-solutions (CASE - Computer Aided Software Engineering) are used, which, even the most perfect of the systems known nowadays, are designated for implementation of innovations in static and evaluate efficiency provided by their introduction after completion of a project instead of their evaluation in the course of its realization. Therefore, inevitable

deviations from the project under influence of accidental external actions at its execution do not provide estimation of their negative consequences, do not give possibility to work out correcting measures in time and, as a consequence, turn into additional costs and losses not planned earlier.

Therefore the development of a method applicable for the registration of dynamics of realization of the projects on creation of new information systems for support of management decisions and modernization of the existing systems in conditions of the multiresource management of production of the goods and services is considered to be actual.

Research purpose and tasks. The purpose of the given dissertation work is the development of a modeling method for creation or modernization of information systems for support of management decisions in dynamics, which reflect all the stages of the project life cycle in time - from the preproject inspection of business-processes, i.e. objects of the future introduction of information systems, up to the setting of the results of the development into regular operation as well as a method to establish time dependence of resources necessary for its realization, which allows to predict results of unexpected deviations from the initial schedule of realization and development of measures minimizing resource maintenance to return to the initial schedule.

To achieve the set purpose the following interconnected tasks should be accomplished:

1. To make the systems analysis of the known technologies and CASE-tools of designing and creation of information systems for support of management of modern business, to analyze possibilities of their update at the expense of the detailed registration of time characteristics and time dependence of separate kinds of resource maintenance of innovation projects on creation of new and perfection of the existing information systems or their separate modules;

2. To offer the method of simulation (probabilistic) mathematical modeling of both all the innovation project on creation or modernization of information systems and separate stages of its implementation, prediction of their results and also complex results of business-processes, which control is considered to be one of the designations of the information systems;

3. To offer the method and algorithms of estimation of resource maintenance needs at deviations in the course of implementation of separate stages of the project on creation or perfection of the information system in case of unexpected or intentionally introduced changes of the initial business plan;

4. To approbate the offered methods and algorithms by the examples of creation and modernization of information systems for support of management decisions in business-

processes and industrial systems on production of material commodities including metallurgy.

Methods of research. In the dissertation the methods of the theory of hierarchical systems, systems analysis and information processing, the known CASE-tools and technologies for creation of information systems and control systems; mathematical modeling and optimization were applied.

Results submitted for the presentation of the thesis. The following is submitted for the presentation:

1. The concept of registration of dynamics of creation or modernization of information systems at all stages of their life cycle and their interconnection with various kinds of resource maintenance designated for support of managerial decisions of both strategic and tactical character in business;

2. The method of registration of realization dynamics of innovation projects on creation or modernization of information systems for the monitoring of state-of-market and of the own multiresource business-process and for the support of managerial decisions of both strategic and tactical character;

3. Mathematical probabilistic (simulation) models of information systems of the multiresource business-processes and, on their basis, prediction of business-process results, estimation of risk degree and revelation of areas and zones of risk.

Scientific novelty of the obtained results. On the basis of the systems analysis and generalization of the known CASE-tools and technologies of innovation projects on creation and modernization of information systems in business, the method of detailed registration of time characteristics (current time, time of realization of separate stages, waiting time etc.) at all stages of realization was proposed. Interconnection of time characteristics with separate kinds of resource maintenance was analyzed and shown, the methods of general accounting of needs in resource maintenance and their change at changes of the initial business plan of implementation of the innovation project in conditions of unexpected essential external effects or in case of necessity to introduce changes, which was revealed in the course of realization of the business plan, were proposed.

The method of mathematical probabilistic (simulation) modeling of business-processes on the basis of information on its monitoring was proposed, the criteria for estimation of the boundaries of possible deviations from a plan set originally was offered. It provides possibility to evaluate degrees of risk and zones (areas) of probable risk degrees that, in turn, allows to work out appropriate preventive measures in time and to approbate their efficiency by the same mathematical probabilistic model.

Practical significance of the obtained results. The developed methods and mathematical probabilistic models can be applied for clarification of realization periods and resource maintenance of the innovation projects on creation and modernization of information systems for management decisions support in business, for prognostics of the results of their implementation at possible deviations in the course of realization of a business plan, for development and approbation of appropriate measures by various criteria including minimization of needs in resources of various kinds.

The methods and mathematical models can be applied at vocational training in education of specialists in information science, information technologies and in education of information analysts; they passed through approbation in YUHAN College, Republic of Korea, and in Moscow State Institute of Steel and Alloys (Technological University), The Russian Federation.

Approbation of the dissertation. The materials of the dissertation work were reported at scientific seminars and symposiums held in the Republic of Korea and Japan; they were used in the reports on subjects of development of information technologies and directions of development of vocational education presented at All-Russia conference held with international participation on efficiency of management of metallurgical production on the basis of information technologies (Moscow, MSSAI, October 2005).

The materials of the thesis were published in 11 articles in the Republic of Korea and in the USA and in 1 article in the Russian Federation, in the edition entering into List recommended by Higher Certifying Commission of the Russian Federation.

Chapter 1. Information environment of the business as an object of its organizational management

Modern business management in any of its forms is built on the basis of the resource-target approach [6,28,30, 80,92,120] based, on the one hand, on formulation of the purposes of business as perspective, long-term (strategic) ones and, on the other hand, as current operative (tactical) ones, which are dictated by concrete situation in the given moment both in external environment, on the market of production and services, on the market of the source materials and components, and by current state of the business itself including its resource maintenance with the help of all necessary kinds of resources.

1.1. Resource-target approach and information environment of the

business

As distinct from traditional approaches to business management, the resource-target approach contemplates the structure of the business system itself, for example, in the field of production of material commodities - «raw material - production - consumption», not as preset limitations on the process of management, but as possible instrument of management. They can be operatively altered to reach the set business-purposes including dynamic change of the structure and volumes of the involved industrial facilities; involvement of outside enterprises, which produce separate kinds of resources with the help of the corresponding purchases on the market, with the purposes of the business management; support with the help of additional financial assets, for example, loans; lobbying of legal interests of the given business at regional and state levels etc.

From the viewpoint of the systems analysis [10,102 - 104], a methodology widely used at present for realization of scientific researches, a concrete enterprise (to be more definite, we shall speak further about a separate enterprise specializing in the given sphere of business) is considered as interdependent unity together with its external environment (market of raw materials, other initial materials, power resources, market of production and services, ecological environment etc.). Within the framework of the resource-target approach the management of the business enterprise contemplates continuous monitoring of the market state and other parts of the external environment as well as monitoring of internal production basis with application of the recent information technologies. On the basis of the monitoring results the factor space of efficiency is dynamically formed, the current and perspective purposes and target parameters and additional external and internal resources, which are necessary to realize the set target at the given present moment of time, are clarified.

Further to our considerations we shall rest on a system category of operative function area [6, 28, 98, 102] of the enterprise (Fig. 1.1) of the given business sphere, which can be represented in a generalized way as an enterprise consisting of 5 macrosystems:

1. Production macrosystem, that is a technological and economic individual essence of the considered business enterprise, represented on Fig. 1.1 in the form of integrity of light-blue blocks in the center of the figure;

2. Macrosystem of resource maintenance (Resource Market), macrosystem of consumption of the off-the-shelf products and/or services of the given enterprise (Production and Services Market), political and legal macrosystem and ecological macrosystem (Living Environment). These macrosystems are considered to be an environment, which are external in relation to the given enterprise.

Figure 1.1- Structure of operative function area of production business-system The macrosystem category is wider than the notion of a market generally accepted in economic researches (market of finished commodities, financial market etc.) as considers material and information flows, which describe their state, as parts of integral complex.

According to the used methodology of the resource-target approach, in a general case, the macrosystem of resource maintenance can consist of 8 integrated resource groups, which are necessary to maintain the functioning of the wide class of business-systems, as follows:

1. Material resources of the enterprise in case the enterprise produces material commodities. Among them are raw material, auxiliary materials, components (for assembly productions) etc.;

2. Power resources including electric power, gas and other kinds of energy and energy carriers. They are one of major parameters of tactical and strategic management with the purpose to maintain efficiency of business for the majority

Political and Legal Environment

Living Environment

of the enterprises, which business is the sphere of material production and related services;

3. Financial resources, which are not only the most important means to maintain activity of the enterprise and to realize trade and procurement operations on the market, but also factors of maintenance of innovation activity with the use of internal and external sources of financing;

4. Technical and technological resources. There are basic and auxiliary equipment, technologies introduced at the given enterprise and provided with the corresponding production capacities etc.;

5. Personnel resources including acting administrative, operative-technological, auxiliary and other staff of the given enterprise, which essentially depend on in the location of the given business enterprise. Though the last (labor market and social conditions) are in the external environment, they actively influence motivation, mentality, labor ethics of the staff of the given enterprise, its stability in relation to changes in economic conditions of life;

6. Information resources. They characterize entirety and actualization of information area of management of the given business enterprise in all 5 macrosystems of its activity indicated;

7. Innovation resources, which represent an intellectual potential of business in essence. They are innovations in production and management of the enterprise, ideas developed inside and outside of the enterprise in the fields of creation of new materials, technologies of their manufacturing, new methods of product promotion to consumers, new methods of advertising;

8. Political and legal resources providing economic efficiency of usage of internal resources and conditions for attracting of external resources to settle strategic and tactical problems of the enterprise development.

Let's mark that the technical and technological resources (TR) and personnel (human) resources (HR) are especially individual characteristic of the given business enterprise as well as information resources (IR), which part is accumulated though in the external environment (for example, about state-of-markets), but in the interests of the given enterprise and in that sphere of business where the enterprise specializes in. In the science and technical literature [6,28,29, 92, 113] sometimes the notion of an own resource potential (ORP) of the given business enterprise, which can be represented in the form of the following tuple:

ORP = (TR, HR), (1.1)

is used in the scientific and technical literature; it characterizes potential possibilities of the given business enterprise to produce goods and/or services. As information resources IR include all the information about the concluded contracts on delivery of production (V) for the next planned period, the resource maintenance of production output (RV) is

RV = TR n HR n IR, (1.2)

and it is not more than ORP:

RVcORP, (1.3)

as a part of the potential clients of the given enterprise went to competitors. Therefore in the given conditions the enterprise needs to increase competitiveness of its production at the expense of advertising or innovation projects that increase quality of production, reduce costs of recourses etc.

If RV -» ORP and demand on the market is not satisfied yet, to increase efficiency of its business the enterprise should realize innovation projects on increase of production capacities of TR at the expense of introduction of more effective technologies etc. Besides, correspondingly, it is necessary to carry out retraining of the personnel to master new technologies (to provide increase of human potential HR), otherwise the untrained personnel will appear to be a constraining factor in inc