автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Корпоративная информационная система управления производством

Введение стр.

Глава 1. Концепция ERP и стандарты управления производством стр.

§1.1. Организационные модели управления предприятиями стр.

§1.2. Использование современных стандартов управления предприятиями для непрерывного улучшения бизнес процессов стр.

§1.3. CALS - технологии стр.

§1.4. Корпоративные информационные системы стр.

§1.5. Системы комплексного многомерного анализа и обработки информации стр.

§1.6. Общие критерии безопасности информационных систем стр.

§1.7. IT-подразделения предприятия и жизненный цикл программного обеспечения стр.

§ 1.8. Выводы стр.

Глава 2. Базовое программное обеспечение: состояние и перспективы развития стр.

§2.1. Операционные системы стр.

§ 2.2. Реляционные базы данных стр.

§ 2.3Ч Архитектуры приложений «Клиент/Сервер» стр.

§ 2.4. Компьютерные сети стр.

§ 2.5. Программное обеспечение с открытым исходным текстом стр.

§2.5. Выводы стр.

Глава 3. Проектирование информационно-управляющей системы предприятия ООО «ЛВС Электронике» стр.

§ 3.1. Основные требования, предъявляемые к информационно-управляющей системе предприятия стр.

§ 3.2. Требования к информационно-управляющей системе уровня BPI «Контроль» стр.

§ 3.3. Информационно-управляющая система предприятия ООО «ЛВС Электронике» стр.

§ 3.4. Выводы стр.

Глава 4. Аналитические задачи построения информационно-управляющей системы стр.

§4.1. Пропускная способность локальных вычислительных сетей стр.

§ 4.2. Организация локальных вычислительных сетей предприятия стр Л

§ 4.3. Задачи синтеза состава модулей и программного обеспечения системы управления технологическим процессом стр Л

§ 4.4. Задача синтеза оптимального времени обновления текущих информационных массивов в распределенных информационно-управляющих системах стр.

§ 4. 5. Выводы стр.

Одной из характерных особенностей современного этапа научно-технического прогресса является широкое и интенсивное использование математических методов, средств информатики и вычислительной техники во всех сферах человеческой деятельности. В частности, разрабатывается, вводится в действие и модернизируется большое число автоматизированных систем не только в промышленности, но и в социально - экономической сфере. Поэтому повышение качества и эффективности создаваемых систем, сокращение сроков и затрат на их разработку и внедрение являются важными задачами.

Эффективное использование вычислительной техники в информационных системах требует значительных трудозатрат на их создание, сопровождение, модификацию и масштабирование. Ключевым условием успешной реализации любой крупной информационной системы можно считать применение современных технологий, опирающиеся на промышленные стандарты. Соответствие стандартам всех компонент информационной системы аппаратуры, программного обеспечения, пользовательского интерфейса гарантирует взаимодействие систем между собой на всех уровнях - от электрических сигналов до программного интерфейса.

Несмотря на то, что в области создания серьезных пакетов прикладных программ и больших информационных систем трудятся огромные коллективы ученых и практиков и сегодня имеются впечатляющие результаты этих работ, следует отметить, что самая динамичная область знаний, которой в настоящее время является информатика, и расширяющаяся сфера приложений, требуют развития таких методов реализации технологии, при которых система будет отвечать ужесточающимся требованиям не зависимо от того, когда она была создана.

Цель работы.

Целью диссертационной работы является:

• проведение анализа современных стандартов управления производственными предприятиями в связи с концепциями информационных систем;

• проведение анализа программных средств, имеющихся на рынке, использование которых целесообразно при создании корпоративных информационных систем;

• определение ключевых процессов перехода с BPI-уровня «Хаос» на BPI-уровень «Контроль», которые при совместном выполнении приводят к достижению целей внедрения новой (желаемой) бизнес-модели предприятия на базе методики MRP II и ERP-системы;

• разработка соответствующих ключевых приемов для реализации каждого ключевого процесса и соответствующих количественных критериев;

• разработка требований к информационно-управляющей системе предприятия с использованием методологии перехода ВР1-уровня «Хаос» на BPI-уровень «Контроль»;

• решение ряда аналитических задач построения программного комплекса и организации локальных сетей информационно-управляющей системы промышленного предприятия;

• проектирование информационно-управляющей системы для промышленного предприятия ООО «ЛВС Электронике».

Методы исследования

Основные теоретические результаты диссертационной работы получены с использованием аппарата системного анализа, исследования операций, теории вероятностей, а так же современных методов и стандартов проектирования информационных систем.

Научная новизна

На основе анализа главного направление развития экономики предприятий во всем мире, а именно, движения в сторону стандартизации методов управления, показывается, что только при выполнении этих стандартов организации и управлении производством могут быть получены положительные результаты от внедрения корпоративных информационных систем ERP класса.

Приведен анализ рынка и раскрыты некоторые особенности и возможности тех или иных продуктов, предлагаемые производителями программного обеспечения в настоящее время.

Рассмотрены вопросы, касающиеся управления проектами при создании и сопровождении корпоративных информационных систем.

Реализация принципов открытых систем при проектировании конкретной информационной системы зависит как от аппаратных средств, так и от базового программного обеспечения, в которое входят операционные системы, базы данных и средства телекоммуникаций. Поэтому в работе приведен анализ состояния базового программного обеспечения, лежащего в основе современных информационных систем, и перспективы его развития.

Успешное функционирование информационно - управляющих систем предприятия, работающих в реальном масштабе времени, во многом зависит от организации компьютерных сетей и самого программного обеспечения. Поэтому в работе решен ряд задач аналитического характера, к которым относятся:

• нахождение оценки пропускной способности локальной сети заданной конфигурации, которая позволила дать рекомендации по рациональному разбиению корпоративной сети на две локальные сети (сети информационного обеспечения, сеть управления производством) и организации хранилища информации;

• построение критерия для решения задачи синтеза оптимальной структуры программного и информационного обеспечения системы для алгоритмов бесприоритетных дисциплин обслуживания;

• построение критерия выбора периодов дампирования и восстановления базы данных, который позволяет вычислять оптимальное время обновления текущих информационных массивов в распределенной управляющей системе технологическим оборудованием.

Практическая ценность

Проведенный анализ современных стандартов управления производственными предприятиями в связи с концепциями информационных систем и анализ программных средств, имеющихся на рынке, использование которых целесообразно при создании корпоративных информационных систем, позволил сформулировать требования к реорганизации административного управления предприятием ООО «ЛВС Электронике» и модернизации информационно-управляющей системы предприятия.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы при проектировании информационных систем различного назначения.

Реализация результатов

Эффективность предложений, выработанных в результате работы над диссертацией, и их реализация при реорганизации административного управления предприятием ООО «ЛВС Электронике» и модернизацией его информационно-управляющей системы подтверждена положительным опытом работы предприятия в 2002 году.

На защиту выносятся:

1. Методологии реорганизации управления промышленным предприятием ООО «ЛВС Электронике» на основе требования современных стандартов управления производственными предприятиями и формирование требований к информационно-управляющей системе предприятия с использованием методологии перехода BPI-уровня «Хаос» на BPI-уровень «Контроль».

2. Концепция информационно - управляющей системы промышленным предприятием ООО «ЛВС Электронике», сформированная на основе проведенного анализ особенностей и возможностей продуктов и схемотехнических решений, предлагаемых производителями программного обеспечения и соответствующего оборудования.

3. Метод аналитической оценки пропускной способности компьютерных сетей в применении к задачам построения информационно -управляющей системы промышленным предприятием.

4. Метод организации работы главного сервера информационно-управляющей системы с сетью технологического оборудования, основанный на оценке оптимального времени восстановления базы данных в режиме of line.

5. Метод синтеза состава модулей и программного обеспечения системы управления технологическим процессом.

Апробация работы

Основные результаты работы были опубликованы и докладывались на научно - технических конференциях:

1. Постников А.И. Выбор конфигурации сети информационной сети на базе исследования пропускной способности локальных сетей. Материалы Научно-технической конференции «Системные вопросы проблем надежности, математическое моделирование, информационные технологии», 15-24 сентября 1998 г., Сочи.

2. А.И. Постников. Концепция ERP и стандарты управления производством. М.: Изд-во ИМАШ РАН. 2002. 52 с.

3. Постников А.И. Задачи синтеза состава модулей и программного обеспечения системы управления технологическим процессом. Материалы Научно-технической конференции «Системные вопросы проблем надежности, математическое моделирование, информационные технологии», 17-26 сентября 2002 г., Сочи.

4. Постников А.И. Пропускная способность сетей случайного множественного доступа информационно - управляющей системы предприятия. Тезисы Научно-технической конференции МИЭМ. 19-27 февраля 2003.

5. Постников А.И. Синтез модулей и программного обеспечения системы управления технологическим процессом. Тезисы Научно-технической конференции МИЭМ. 19 - 27 февраля 2003.

6. Афанасьев В.Н., Постников А.И. Информационные технологии в управлении производством. Изд-во МИЭМ. 2003. 144 с.

Содержание работы

В первой главе анализируется главное направление развития экономики предприятий во всем мире, а именно, движение в сторону стандартизации методов управления. Показывается, что стандарты управления являются инструментами реализации концепции BPI (Business Process Improvement) (постоянного совершенствования), что, внедряя передовые методики, предприятия получают практические результаты улучшения и критерии оценок достижения уровней совершенства (уровней BPI). Приведен анализ рынка и раскрыты некоторые особенности и возможности тех или иных 7 продуктов, предлагаемые производителями программного обеспечения в настоящее время.

Уровень технологий, состояние организации производства и состояние административного управления производством на российских предприятиях определяют чрезвычайно высокий уровень затрат на производстве и низкое качество выпускаемой продукции. Внедрение современных информационных систем позволяет во многих случаях даже на базе существующих технологий оптимизировать две составляющие деятельности, а именно организацию и управление предприятием.

Два направления ("организация и управление производством" и "управление качеством") неразрывно связаны между собой и являются инструментами повышения потенциала предприятия (под потенциалом понимаем шанс получения предприятием прибыли в будущем).

Для успешного руководства предприятиями необходимым элементом корпоративной информационной системы должен быть модуль, позволяющий строить сложные отчеты за «допустимое» время. Поэтому в настоящей главе рассмотрены вопросы построения хранилищ данных и реализации технологии комплексного многомерного анализа данных (OLAP-технологии).

Рассмотрены вопросы, касающиеся управления проектами при создании и сопровождении корпоративных информационных систем.

Во второй главе проведен анализ базовых программных продуктов (операционные системы и реляционные базы данных), используемых при построении информационных систем промышленного класса. Проектирование информационных систем должно отвечать жестким требованиям стандартизации, предъявляемым как к техническим средствам, так и к программному обеспечению. Следование стандартам Открытых Систем гарантирует не только применимость стандартных инструментальных средств, развития и тиражируемое™ разрабатываемых приложений, но и значительно сократить расходы на совершенствование технической базы уже работающих систем.

Понятие «Открытые Системы» (стандарт OSI - Open System Interconnection принят Международной организацией ISO - International Organization for Standardization) используется при проектировании больших информационных систем, предполагает возможность их создания из разнородных технических средств с последующим наращиванием на их базе вычислительных мощностей и программного обеспечения.

Представлены типовые архитектурные решения «клиент/сервер», в которых предполагается разбиение прикладной программы на логически различные компоненты (клиентские и серверные), которые выполняют свои специфические функции. Архитектура «клиент/сервер» обеспечивает гибкость и позволяет производить обработку информации там, где это делать эффективнее: перенос модулей прикладных программ на станцию клиента или на сервер дает возможность добиться оптимальных результатов. При корректной реализации системы можно получить информационную систему с хорошим соотношением цена/производительность, допускающую простое наращивание и адаптацию к меняющимся требованиям.

Рассмотрены вопросы реализации защиты информации на уровне приложений.

Один из разделов второй главы посвящен некоторому явлению, развивающемуся в последние годы, а именно свободно распространяемому программному обеспечению. Это движение, в котором учувствуют исследователи и энтузиасты разных стран, объединенные общей идеей создания конкурентоспособного, бесплатного или недорогого программного обеспечения, является в некотором роде «социальным феноменом».

В третьей главе рассматриваются задачи принятия решений о создании и/или приобретении корпоративной информационно-управляющей системы с позиций специалистов в области функционального менеджмента (т.е. пользователей информационными системами), тех лиц, которым приходится принимать решение о выборе (или невыборе) тех или иных прикладных информационных систем для решения задач в сфере управления бизнесом.

При формировании требований к информационно-управляющей системе предприятия ООО «ЛВС Электронике» применялась методология перехода с BPI-уровня «Хаос» на BPI-уровень «Контроль». Эта методология предполагает использование ключевых процессов, которые при совместном выполнении приводят к достижению целей внедрения новой (желаемой) бизнес-модели предприятия на базе методики MRP П и ERP-системы.

Представлена, разработанная в соответствии с требования BPI, структура программного обеспечения информационно-управляющей системы ООО «ЛВС Электронике», которая была реализована с использованием системы Navision Attain от Microsoft Business Solutions.

Дано описание каждого из контуров и входящих в него модулей программного обеспечения системы. Приведены схемы связей отдельных программных блоков модулей системы.

Успешное функционирование информационно-управляющих систем предприятия, работающих в реальном масштабе времени, во многом зависит от организации компьютерных сетей и самого программного обеспечения. Поэтому четвертая глава посвящена аналитическим вопросам подобных компьютерных систем.

Наиболее массовые технологии построения локальных компьютерных сетей основаны на методе случайного множественного доступа. Ответ на этот вопрос о вариантах реализации конфигурации сети на предприятии дает информация о пропускной способности моноканала.

Рассмотрению вопросов синтеза состава модулей и программного обеспечения системы управления предприятием посвящен один из разделов четвертой главы. Рассмотрена так же задача синтеза оптимального времени обновления текущих информационных массивов в распределенных информационно-управляющих системах.

В разделе «Заключение» приведены основные результаты диссертационной работы.

Приведен список дополнительной литературы по тематики книги и адреса в Internet, по которым можно найти соответствующий материал.

11. Основные результаты перехода предприятия ООО «ЛВС Электронике» на уровень BPI «Контроль» и внедрение информационно-управляющей системы:

• сокращен «коммерческий цикл жизни» изделий, повышена оборачиваемость средств (предприятию требуется меньше «капитала» для выполнения тех же производственной и коммерческой задач);

• сокращен логистический цикл, снижение запасов от 16 до 30% и снижение затрат на закупку от 7 до 13% (за счет сокращения страховых запасов материалов);

• введено в практику прогнозов отгрузки готовой продукции, накопления статистики по потребности готовой продукции потребителями (то есть точного прогнозирования) и точного запуска в производство выпуска готовой продукции (то есть работы под заказ, а не на склад) привело к сокращению запасов готовой продукции;

• сокращен производственный цикл (рост эффективности работ производства от 11 до 20%) за счет сокращения времени настройки оборудования и времени перемещения, оптимального расчета партий запуска деталей, сокращения времени выпуска изделий, исключая возвраты по технологическим операциям и переделу брака.

12. Результаты диссертационной работы могут быть использованы при проектировании информационных систем различного назначения.

Заключение

1. Лапидус В .А. Конфликт TQM с постсоветским менеджментом на типичном российском предприятии. «Болезни» российского менеджмента // «Методы менеджмента качества»^ № 2,4, 2000. -С.З.

2. Warnock I. Manufacturing and Business Excellence Strategies, Techniques and Technology. Prentice Hall Europe, 1996.

3. Кутыркин С Б., Волчков СА., Балахонова И.В. Повышение качества предприятия с помощью информационных: систем класса ЕИР//»Методы менеджмента качества», №4,2000-С.8.

4. Гаврилов Д.А. Управление производством на базе стандартов MRP II. СПб.Питер, 2002. -320с.

5. Де Роза К. Планирование ресурсов в зависимости от потребностей клиента (CSRP Customer Synchronized Resource Planning): новый норматив для изготовителей. Перевод с англ. - М.: СОКАП, 1998. - 10 с.

6. Балахонова И. Современные стандарты управления в России, http .//www. e-xecuti ve. га

7. Головко М. CALS. Computerword Россия, 27. 08,2002. C.2Q.

8. Готсданкер А. Сопровождение КИС: какой вариант выбрать? PC WEEK/RE № 36, 01.10.2002. С,29-31.

9. Compendium. Service Management. Computerwoche Verlag GmbH August 2002.

10. Сюзанна Пэттон. Смогут ли информационные технологии спасти А&Р? . http://www.osp.ru/cio/2001/07/012.htm.

11. Ralph Kimball. The Data Warehouse Toolkit: Practical Techniques for Building Dimensional Data Warehouses. John Wiley & Sons, 1996,

12. Ralph Kimball. The Data Webhouse Toolkit: Building the Web-Enabled Data Warehouse. John Wiley & Sons, 2000.

13. E.F. Codd, S.B. Codd, and C.T.Salley, Providing OLAP (on-line analytical processing) to user-analysts: An IT mandate. Technical report, 1993.

14. Смородина Т. Клиент всегда не прав. «Эксперт», № 21 (281)у 4 июня 2001.

15. Колесников С. Управление проектами при создании информационных систем. 26.12.2001. http://www.interface.ru.

16. Монахова E. Грядущие изменения российского ERP-ландшафта. PC WEEK/RE № 35, 24.09.2002 C.42.

17. Рене Буше Фергюсон. Выстраиваем процессы. PC WEEK/RE № 39, 28.10.2002 С.27.

18. Рудаков П. Стандарт ISO 15408. COMPUTER WORLD РОССИЯ №> 32, 03.09.2002. СД8.

19. Моисеенко И. Э. Основы безопасности компьютерных систем. Компьютер- пресс 1991, № 10, 11.

20. Richard Н. Baker. Computer Security Handbook. TAB Professional and Reference Books, 1991.

21. Хуан Карлос Перес. Трудный выбор аутсорсинга. COMPUTER WORLD РОССИЯ № 35, 24.09.2002. С.15.

22. Перес Хуан Карлос. Аутсорсинг ширится. COMPUTERWORLD РОССИЯ № 39, 22.10.2002. С.13.

23. Постников А.И. Концепция ERP и стандарты управления производством. Изд-во ИМАШ РАН. 2002. 82 с,

24. Афанасьев В.Н., Постников А.И. Информационные технологии в управлении производством. МИЭМ. 2003. 130 с.

25. Гореткина Е. «Галактика» производственникам. PC WEEK/RE № 47, 1712.2002 С.37.

26. Маккарти Джек. Технология CPFR начинает завоевывать популярность как новый и более эффективный способ организации множества приложений, составляющих цепочку поставок. COMPUTERWORLD РОССИЯ №46, 10.12.2002. С. 16.

27. Маргулис Дэвид. Пора действовать эффективно: как помочь менеджерам выйти за рамки стандартных запросов и отчетов? COMPUTERWORLD РОССИЯ № 46, 10.12.2002. С.18.

28. Kimball, R, "The Data Warehouse Toolkit. Practical Techniques for Building Dimensional Data Warehouses". John Wiley & Sons, Inc (1996). ISBN 0471153370.

29. Глава 2. Базовое программное обеспечение: состояние н перспективы развития.

30. Липаев В.В., Филиппов Е.Н. Мобильность программ и данных в открытых информационных системах^/М.: РФФИ, 1997

31. Афанасьев В.Н., Фуфлыгин М.Д. Информационные системы в социально экономической сфере. М.: МИЭМ. 1999. 212 с.

32. Бергер Мэтт. Кластерные продукты Oracle. COMPUTERWORLD РОССИЯ №32,3 сентября 2002. С.28.

33. Progress Software. 1995 Worldwide Users Conference and Expo. Orlando, USA, 1995.

34. Материалы корпоративной выставки достижений Oracle. Москва. Сентябрь 2002.

35. Virton G. Cerf. Communications Architectures and Protocols. Stanford, California, ACM, August, 1988.

36. Афанасьев В H., Чжу-Чуаньшэн. Информационные технологии управления финансовыми потоками. ИМАШ РАН, 1996.

37. Стен Рейбл, Дэвид Макдональд. Слуга пяти господ. COMPUTERWORLD РОССИЯ, № 36, 01 октября 2002. С.36.

38. Кармен Нобель. Symbol торопиться обеспечить безопасность беспроводных ЛВС. PC WEEK/RE, № 34, 17 сентября 2002. С.12.

39. Кармен Нобель. В госучреждениях США могут запретить беспроводные сети. PC WEEK/RE, № 33, 10 сентября 2002. С.16.

40. Джим Рапоза. Защита сетей от любопытных глаз. PC WEEK/RE. №7, 27 февраля 20Ш.С.24.

41. Евангелии А. Межсетевые экраны: компании и продукты. PC WEEK/RE. №34,17 сентября 2002.С.24.

42. Фил Хочмут. Быстрые и надежные. COMPUTER WORLD РОССИЯ, № 41, 5 ноября 3GG3.C.36.

43. Генри Балтазар. Применять ли ПО с открытым исходным текстом? Поддержка коллективной работы. PC WEEK/RE. №34,17 сентября 2002.С.37.

44. Тимоти Дик. Применять ли ПО с открытым исходным текстом? Системы управления базами данных. PC WEEK/RE. №33, 10 сентября 2002.С.28.

45. Зиндер Е3. Критерий выбора современных СУБД как объекта инвестиций для развития предприятия. В журн. СУБД №1. 1995.2Л7. Васкевич Д. Кризис баз данных и проблема выбора: повестка дня до 2001 года. СУБД №1. 1995.

46. Кузнецов С.Д. Введение в системы управления базами данных. СУБД №1. 1995.

47. Paul Е. Green. Computer Network Architectures and Protocols. New York, Plenum Press, May 1983.

48. Щербаков А.Ю. Методы и модели проектирования средств обеспечения безопасности в распределенных компьютерных системах на основе создания изолированной программной среды. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, М.: 1997,

49. Липаев В .В., Филиппов Е.Н. Мобильность программ и данных в открытых информационных системах. // М.: РФФИ, 1997.

50. Глава 3. Проектирование информационной системы предприятия ООО «ЛВС Электронике»

51. Постановление Правительства Российской Федерации от12 декабря 1995 года№ 218 «О совершенствовании системы информационного обеспечения в облает стандартизации, метрологии и сертификации».

52. Финансовый анализ деятельности фирмы. М.: Ист-сервис, 1994.

53. Глава 4. Аналитические задачи построения информационно-управляющей системы

54. Хомичков И.И. Модель локальной вычислительной сети со случайным множественным доступом. // Автоматика и телемеханика. 1987. № 1, С. 58-62.

55. Хомичков И.И. Исследование моделей локальной сети с 1-настойчивым протоколом CSMA/CD // Автоматика и телемеханика. 1993. № 12. С. 89-100.

56. Чугреев О.С., Шмелев В.В. Оптимизация протокола множественного доступа в локальной сети. // Автоматика и телемеханика. 1991. № 2. С. 40-47.

57. Кустов Н.Т., Сгущенко С.П. О пропускной способности метода случайного доступа. // Автоматика и телемеханика. 2001. № 1. С. 91-102.

58. Щерба В.К., Киреичев В.М., Самойленко С.И. Стандарты по локальным вычислительным сетям. Справочник. М.: Радио и связь, . 990.

59. Постников А.И. Задачи синтеза состава модулей и программного обеспечения системы управления технологическим процессом. «Системные вопросы проблем надежности, математическое моделирование, информационные технологии», 17-26 сентября 2002 г., Сочи.

60. Ковалевский С.С., Микрие Е.А., Пелихов В.П. Синтез оптимальных модульных СОД РВ, использующих режим квантования времени обслуживания задач управления долговременными станциями. / Ин-т 'пробл. Управления РАН. М., 1999. Препринт.

61. Кузнецов Н.А., Кульба В.В., Казиев Г.З., Шелков А.Б. Модели, методы и срежства анализа и синтеза модульных информационно управляющих систем.//Автоматика и телемеханика, 1993, № 5.

62. Липаев В.М., Яшков С.Ф. Эффективность методов организации вычислительного процесса в АСУ. М.: Статистика, 1975.

63. Мамиконов А.Г., Кульба В.В. Синтез оптимальных модульных СОД, М.: Наука, 1939.

64. Постников А.И. Пропускная способность сетей случайного множественного доступа информационно управляющей системы предприятия. Тезисы НТК МИЭМ. 19-27 февраля 2003.