автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Поддержка принятия решений на основе моделей электронного производственного документооборота

^ д^ На правах рукописи

Л

СТАРЦЕВА Елена Борисовна

. ПОДДЕРЖКА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОННОГО ПРОИЗВОДСТВЕШОГО ДОКУМЕНТООБОРОТА

Специальность 05.13.06 - автоматизированные системы управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 1997

Работа выполнена на кафедре автоматизированных систем управления Уфимского государственного авиационного технического университета.

Научный руководитель -

Научный консультант -

Официальные оппоненты -

кандидат технических наук, доцент Черняховская Л.Р. кандидат экономических наук. Речкапов A.B. доктор технических наук , профессор Низамутдинов О.Б.; кандидат технических наук . доцент Павлов C.B.

Ведущее предприятие - ПО "Гидравлика".

Защита диссертации состоится " 1997 г. в часов на

заседании диссертационного совета К-063.17.03 в Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, Уфа-центр, ул. К.Маркса, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета.

Автореферат разослан 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Ефанов В Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

Современные российские производственные предприятия работают и динамичных социальных и экономических условиях. Новые условия работы предприятий требуют реинжиниринга систем управления производством.

Тенденция современного управления производством состоит в том, что все больше задач перекладывается на плечи специалистов среднего звена управления, которые и определяют сейчас политику предприятия. На крупном предприятии таких специалистов сотни, они принимают в день тысячи решений, от эффективности которых зависит ускорение цикла производства и сок-ращение убытков предприятия за счет сокращения сроков выпуска и повышения качества продукции. В связи с трудностями, переживаемыми современным производством, кадровый состав на предприятиях постоянно обновляется. Опыт специалист среднего звена управления набирает 3-4 года, поэтому ему необходима информационная поддержка принятия решений (ППР) Предлагается разработать методики осуществления реинжиниринга автоматизированной системы управления производством на базе создания электронного производственного документооборота с интеграцией отдельных компонент интеллектуальных технологий для автоматизации Г1ПР.

На крупном промышленном предприятии, таком как АО "Уфимское моторостроительное производственное объединение" (АО "УМПО"). важнейшим звеном процесса управления является оперативный учет хода производства (ОУХП), так как он основан на документах, непосредственно отображающих процесс производства, и реинжиниринг ОУХП является определяющим для совершенствования всего производственного комплекса.

Большой вклад в исследование проблемы поддержки принятия решений в производственных системах внесли российские ученые Юсупов И.Ю.. Мамнконов А.Г, Поспелов Д.А., Четвериков В.Н.; информационные аспекты

реинжиниринга деловых процессов исследовали зарубежные ученые Хаммер М. и Чампи Дж.. Вопросы принятия решений в условиях неопределенности и построения экспертных систем для ПНР рассмотрены в трудах ученых Заде Л.А., Саати Т.Л., Попова Э.В.. Ильясова Б.Г., Васильева В.И., Куликова Г.Г. и др. Но не исследованной остается задача организации поддержки принятия решений на основе электронного документооборота. Эта задача актуальна, т.к. организация информационной ППР пользователя в системе электронного документооборота позволит повысить качество принимаемых решений и увеличить эффективность работы пользователей с электронными документами.

Диссертация является результатом исследований, выполненных по НИР № ИОФ-АС-02-93ДС, № ИФ-АС-15-96-ХГ, проведенных в Уфимском государственном авиационном техническом университете по заказу АО "Уфимское моторостроительное производственное объединение" и программе научных исследований Республики Башкортостан на тему "Информационно-управляющие системы на основе новых технологий".

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Разработка моделей для создания системного проекта электронного производственного документооборота и организации поддержки принятия решений применительно к процессу оперативного учета хода производства. Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Разработка принципов формализованного описания процессов организационного управления моторостроительным предприятием.

■ г

2. Разраоотка методики построения комплекса моделей делового процесса.

3. Разработка методики создания системы ППР в системе управления электронным производственным документооборотом (СУЭПД).

4. Разработка системного проекта электронного производственного документооборота с поддержкой принятия решений для процесса ОУХП

5. Проведение исследований по оценке эффективности предлагаемых методов поддержки принятия решений в процессе ОУХП.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты исследований, выполненных в работе, базируются на методологии структурного анализа и проектирования SADT (Structured Analysis and Design Technique), теории принятия решений, теории искусственного интеллекта и инженерии знаний, методологии разработки АСУ, в качестве инструментария используется технология IDEF (ICAM DEFinition methodology).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Разработанная методика построения комплекса моделей делового процесса характеризуется новизной общей схемы взаимосвязей документов и реквизитов делового процесса, элементов функциональной и информационной моделей и объектов системы управления электронным производственным документооборотом.

Новый подход к автоматизации ППР состоит в формировании процедур принятия решений на основе разработанного комплекса моделей, что позволяет получить исходные данные для реализации алгоритмов наполнения и отладки базы знаний, содержащей правила принятия решений.

Разработан новый способ оценки эффективности системы ППР в СУЭПД путем проведения функционально-стоимостного анализа на основе временных характеристик IDEF- моделей.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Разработана инженерная методика создания системы поддержки принятия решений в СУЭПД на основе разработки функциональной, информационной и динамической моделей.

Разработаны пакеты прикладных программ "Информационное обеспечение для анализа документооборота"" и "Система запросов для анализа документооборота", по которым получены свидетельства РосАПО об официальной регистрации программ для ЭВМ (решение № 960211 от 03.06.96 и решение № 970263 от 13. 06.97).

Разработано программное обеспечение "Система поддержки принятия решений", по которому получено свидетельство РосАПО об официальной регистрации программ для ЭВМ (решение № 970264 от 13.06.97).

Разработана СУЭПД с использованием программного обеспечения Lotus Notes v.3.

Разработан пакет электронных инструкций по ОУХП АО "УМПО". Основные результаты диссертационной работы внедрены в АО "УМПО".

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1. Принципы формализованного описания процессов организационного управления предприятием на основе методологии структурного анализа и проектирования SADT.

2. Методика построения комплекса моделей делового процесса.

3. Методика создания системы поддержки принятия решений в системе управления электронным производственным документооборотом.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 13 научно-технических конференциях, в том числе на XXII Молодежной научно-технической конференции "Тагаринские чтения", МГАТУ, г.Москва, 1996: Всероссийской научно-методической конференции "Телематика"95". "Телематика'96", "Телематика'97", г.Санкт.-Петербург, 2-ой Международной научно-технической конференции "Интерактивные системы: проблемы человеко-компьютерного взаимодействия" Ульяновск, УлГТУ, 1997.

ПУБЛИКАЦИИ

Основные результаты исследования по теме диссертации опубликованы в 20 работах в том числе 4 статьи, 3 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, и четырех приложений. ■ Работа содержит 144 страницы машинописного текста, 108 страниц приложений и 125 наименований библиографических источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ проведен анализ предметной области оперативного учета хода производства (ОУХП). Показано, что для крупного промышленного предприятия проблема информационного обмена становится прннципнапьной.

Наилучшим решением ■ проблем автоматизации управления документооборотом является реинжиниринг существующих информационных систем путем интеграции отдельных компонент систем управления документами и элементов интеллектуальных технологий. Реинжиниринг предполагает создание моделей существующих деловых процессов и разработку новых информационных систем на основе этих моделей.

Приведен сравнительный анализ возможности применения известных методологий формализованного описания производегзенной системы как объекта организационного управления. Для моделирования предметной области выбрана методология структурного анализа и проектирования БАОТ и поддерживающая ее технология ГОЕЕ, предполагающая построение функциональной, информационной и динамической модели делового процесса.

СУЭГ1Д представлена как трехконтурная автоматизированная система управления (рис. I). В качестве модели объекта управления (ОУ) выступает системный проект электронного производственного документооборота.

ЛПР

Создание и добавление новых правил в

Эксперт

Планирование вы пуска

В оэмущ аю щ ее воздействие

М оделирование ОУ Обработка э*н а н и й

Корректировка параметров

Принятие реш ений о

причине отклонения

Анализ ситуации

Сравнение характеристик

Выбор управляющих воздействий

г

Оперативный

учет хода

производства

( ОУ )

Рис. 1. Структурная схема СУЭПД для процесса ОУXI1

Сформулированы принципы формализованного описания процессов организационного управления предприятием:

1)проводить предпроектное обследование предметной области путем моделирования деловых процессов;

2) моделировать предметную область в соответствии со стандартом БАОТ:

3) декомпозировать функциональную модель до уровня, на котором все функции принадлежат множеству функций работы над реквизитами;

4) соблюдать изоморфизм преобразования совокупности обьектов предметной области, моделей и САЯЕ-средств проектирования электронного документооборота.

13() ВТОРОМ ГЛАВЕ предложена методика построения комплекса моделей делового процесса ОУХП моторостроительного предприятия на базе АО "УМПО". Показано, что системное проектирование электронного документооборота включает в себя исследование существующего документооборота, разработку комплекса моделей, оптимизацию структуры существующего документооборота, имитационное моделирование и разработку электронного документооборота на основе моделей.

В результате исследования существующего документооборота выделены типовые функции работы над реквизитами, которые используются для построения функциональной модели. Функциональная модель делового процесса представляет собой набор иерархических диаграмм. На рис. 2 представлен фрагмент ЮЕТ-диаграммы, описывающий на верхнем уровне процесс оперативного учета хода производства, с метками для каждой дуги. раскрывающими их содержание. По функциональной модели и глоссарию построена информационная модель делового процесса ОУХП, которая заключается в выделении сущностей и определении их атрибутов.

/«етсучция К«ОАСУП-М!-95 Уетод принят

выпус« мрты(М)

Загогхите сопроводительную

'.1 ргу ( СфЫЙИПМИ

Сопроводительна»

персомап це»а

Рис. 2. Фрагмент модели делового процесса ОУХП

Из функционально» модели выделены процессы принятии решении Выделение процессов принятия решений из функциональной модели позволил1 определить составляющие ППР по оперативному учету хода производства.

Задача принятия решений характеризуется четверкой множеств.

<Д, Е, А, Т>, ( I I

где Д - множество альтернатив;

Е - среда задачи ПР:

А - множество атрибутов принятия решений:

Т - действие над множеством альтернатив.

Из функций принятия решений выделены те, автоматизация которых возможна и эффективна. Именно для принятия таких решений предлагается интегрировать в систему электронного документооборота базу знаний (БЗ). содержащую правила ведения деловых процедур.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ описана методика разработки системы поддержки принятия решений по оперативному учету хода производства на базе электронного документооборота на моторостроительном предприятии.

Определены принципы построения экспертной системы (Э С) для поддержки принятия решений и создана архитектура базы знаний (БЗ) экспертной системы.

Разработана методика проектирования БЗ, как наиболее сложного, трудоемкого и наименее исследованного процесса инженерии знаний. Для наполнения БЗ предлагается провести экспертную игру с использованием функциональных моделей для описания предметной области. Результатом этой игры является набор атрибутов и альтернатив принятия решений. Фрагмент набора альтернатив принятия решений, составленный экспертом по деловой процедуре запуска деталей в производство, приведен в таблице 1.

Таблица 1

Набор альтернатив принятия решений по процедуре запуска деталей

№ ¡Потреб- 1 11адпчие Наличие Наличие Возможность Решения Р, Ко)ф

ностьп материала допустимой материала на приобретения уперсм

материале к кладовой ¡амены (А.О складах др. материала. ностп

(А,) (А;) Цехов (Ла) (А,) КУ,

1 да да нет нет нет Получить материал 1

из кладовой (0|)

- да нет да да нет Заменить материал 0.7

(02)

3 да нет да да нет Запросить материал 0.3

из другого цеха (03)

Фактор уверенности эксперта в принятии решения О, на основе предложенного набора условий (А| ... А,„) выражен в виде коэффициента уверенности КУ,. Используется алгоритм формирования дерева решений по набору альтернатив принятия решений, основанный на следующих свойствах атрибутов:

V Г„ (; а, (О) * I, Р) => ъ (X) * I, (X)), (2)

V („ I, (I, (X) = I, (X) => ^ (О) - ^ (О)), (3)

КУ = 1пах(КУ„ КУ.,), I*) (4)

где г - ¡-ая строка таблицы;

ЦА^ - значение атрибута для строки I, ;

I, (X) - набор значений атрибутов множества X для строки I,.

Пример дерева решений для процедуры запуска деталей в производство, представлен на рис. 3.

1(1

л!

Рис. 3. Дерево решений по процедуре запуска деталей в производство

На основе скорректированного списка альтернатив и признаков принятия решений формируются правила принятия решений, которые заносятся в БЗ ЭС. Предложена продукционная модель представления знаний в БЗ экспертной системы. В формализованном представлении правила в базе знаний имеют вид правил продукции "ЕСЛИ"..."ТО".../3/. Пример правила из базы знаний, построенной на основе дерева решений, имеет вид:

ЕСЛИ уел есть (АО И уел есть (ДО И уел есть (А*)) ■ ТО реш матер (О:), коэф ув КУ.1 '

ИЛИ реш матер (Оу), коэф ув КУ$. (5)

Правила записываются в виде предикатов первого порядка, поскольку представление знаний с использованием логики предикатов имеет сходство с продукционными правилами. Для записи правил исполыуются предикаты специального вида (предикаты Хорна), с одним консеквентом:

А|& А2& ... & Л„ =>Dk ' (6)

Сформулированные по вышеприведенным алгоритмам правила образуют в БЗ множество аксиом Т, которые можно представить в виде совокупности деревьев решений. Поиск решения для Заданного множества фактов, полученных в СУЭГ1Д, реализуется как поиск цели с промежуточными подцелями методом поиска "вглубь". Алгоритм дедуктивной процедуры вывода основан на методе резолюции Д. Робинсона.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ показана реализация системного проекта электронного производственного документооборота с ППР для процесса ОУХП.

Основой аппаратного обеспечения проектируемой СУЭПД моторостроительного предприятия является сеть Интранег, на ее основе предлагается реализация электронного документооборота в архитектуре клиент-сервер. Разработан пакет электронных инструкций для Wéb-сервера сети Интранет моторостроительного предприятия.

На основе анализа предлагаемых сейчас на рынке программных средств для автоматизации документооборота выбран пакет Lotus Notes, а для организации информационной ППР оболочка экспертной системы EXSYS.

Приведены результаты экспериментальных исследований по оценке эффективности системы ППР путем проведения функционально - стоимостного анализа на основе IDEF- моделей. Установлено, что с использованием системы ППР время принятия решений сократилось в 6 раз. что иллюстрирует график затрат времени на принятие решений по списанию деталей (рис. 4).

1200

— 1000 i

1 800

i 600 о

m 400 200 0

♦ 1300

» 116C

♦ 320

• 320 I 90

! 190

■ 230

♦ 390

l 70

■ 140

■ 390

i 70

Процедура Процедура Процедура Процедура Процедура Процедура ПР по акту ПР по акту ПР по акту ПР по ПР по акту ПР по акту №1 Na2 №3 ордеру на №4 №5

ремонт Виды процедур списания

♦ Время принятия решений без СУЭПД ш Время принятия решений с СУЭПД

Рис. 4. Графики затрат времени на оценку альтернатив принятия решений по списанию деталей без СУЭПД и с СУЭПД

Результаты эксперимента по оценке качества решений, принимаемых специалистами среднего звена управления АО "УМПО", проведенного в производственных условиях, доказывают, что система ППР предоставляет информацию, необходимую для принятия решений, и позволяет рассмотреть все возможные альтернативы, что повышает качество принимаемых решений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Определены принципы формализованного описания процессов организационного управления предприятием на основе методологии структурного анализа и проектирования БАЭТ, в соответствии с которыми разработана методика построения комплекса моделей делового процесса.

2 Разработана методика создания системы поддержки принятия решений в СУЭПД на основе формирования процедур поддержки принятия решений и проектирования базы знаний. Экспериментально установлено, что созданная по ) roii методике система поддержки принятия решений позволяет повысить качество принимаемых решений.

3. Разработаны пакеты прикладных программ "Информационное обеспечение для анализа документооборота", "Система запросов для анализа документооборота" и "Система поддержки принятия решений", внедренные в АО "УМПО" в составе системного проекта электронного производственного документооборота.

4. Установлено, что системное проектирование СУЭПД на основе объединения CASE - средств моделирования и программной реализации позволило сократить затраты времени на реализацию СУЭПД для оперативного учета хода производства в среде Lotus Notes до 15% от общих затрат на создание системного проекта.

5. Экспериментальные исследования эффективности поддержки принятия решений показали, что формирование управляющих решений на основе базы знаний позволяет сократить время принятия решений в шесть раз.

6. Разработаны электронные инструкции по оперативному учету в виде комплекта IDEF - моделей, на основе которого предложено организовать архив электронных инструкций на WWW- сервере сети Интранет АО "УМПО".

Основные положения диссертации опубликованы в работах: 1. Черняховская Л.Р., Речкалов A.B., Старцева Е.Б., Юсупова А.Н. Использование тестирования при подготовке студентов по направлению "Информационные системы в экономике". // "Интегрированные системы образования" Тезисы докладов Региональная научно-метод. конф. - Уфа: УГАТУ, 1995,-с. 77-78.

2. Черняховская JI.Р., Никулина И.О., Старцева Е.Б., Шерман М.Д. Разработка экспертной управляющей системы для управления корпоративной сетыо АСУГ1 // Межвузовский научный сборник "Управление в сложных системах". -Уфа: УГАТУ, 1995. ,-с. 135-141.

3. Речкалов A.B., Черняховская Л.Р., Хуснутдинов Р.Х., Шерман М.Д.. Никулина Н О, Старцева Е.Б. Информационная система поддержки принятия решений по диагностике вычислительной сети. И "Телематика' 95". Тезисы докладов Всеросс. научно-метод. конф. - Санкт-Петербург, 1995, - с. 64-65.

4. Черняховская Л.Р., Никулина Н.О., Старцева Е.Б. Экспертная обучающая система для поддержки принятия решений по выбору комплекса технических средств. // "Компьютеризация учебного процесса по электротехническим дисциплинам". Тезисы докладов 3 межвуз. научно-метод. конф.- Астрахань. 1995, - с. 35-36.

5. Старцева Е. Б., Никулина Н О.,Герасимова И.Б. Получение знаний экспертов для интеллектуальной системы поддержки принятия решений. // "Информацион. и кибернетическ. системы управления и их элементы". Тезисы докладов Всеросс. молодеж. НТК. -Уфа: УГАТУ, 1995. - с. 34-35.

6. Старцева Е.Б., Никулина Н.О., Лукьянец О.П. Опыт использования экспертной системы для реализации новых технологий в образовании. // "Информацион. и кибернетическ. Системы управления и их элементы ".Тезисы Всеросс. молодеж. НТК. - Уфа: УГАТУ, 1995. - с. 7-8.

7. Жернаков C.B., Старцева Е.Б., Агзамов З.В. Экспертная система реального времени для управления процессом наклонно-направленного бурения.// "XXII Гагаринские чтения". Тезисы докладов науч. конф., -М: МГАТУ, 1996, -с. 100

8. Старцева Е. Б., Никулина Н.О. Автоматизированная система управления документооборотом на производственном предприятии // "ХХП Гагаринские чтения". Тезисы докладов науч. конф. - М.: МГАТУ, 1996. - с. 101-102.

9. Куликов Г.Г., Набатов А.Н., Черняховская Л.Р., Никулина Н.О., Старцева Е.Б Разработка системного проекта автоматизации документооборота в

региональных органах государственной власти и управления. А' "Телематика 96" Тезисы докладов Всеросс. науиш-метод. конф. - Санкт-Петербург: Респ. науч. центр комп. телекоммуник. технологий высшей школы. 1996. - с. 96-97.

10.Куликов Г.Г'., Набатов А.Н., Черняховская Л.Р., Стариева Е.Б., НикулинаН.О Информационные технологии в образовании.// "Региональная информатика -96" Тезисы докладов междунар. конф. - Санкт-Петербург, 1996. - с 269-270.

П.Черняховская Л.Р., Никулина Н.О., Старцева Е.Б., Речкалов A.B., Набатов А.Н. Разработка интеллектуальной информационной системы как инструмента для подготовки к внедрению системы управления документами на предприятии // Межвузовский научный сборник "Управление в сложных системах". - Уфа: УГАТУ, 1996. - с. 12-20.

12.Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №960211 (Российская Федерация). Информационное обеспечение для анализа документооборота /' Уфим. гос. авиац. техн. ун-т: авт. изобрет. Речкалов A.B., Черняховская Л.Р., Набатов А.Н., Старцева Е.Б., Никулина Н.О. - Заявка № 960119 от 03.06.1996.

13.Речкалов A.B., Старцева Е.Б. Управление процессом изготовления деталей и сборочных единиц в номенклатурном серийном производстве. ' "Управление и контроль технологических процессов изготовления деталей в машиностроении". Тезисы докладов науч. конф., - Уфа: УГАТУ, 1996, - с. 38.

14.Куликов Г.Г.. Речкалов A.B., Черняховская Л.Р., Никулина Н.О., Сгарцева Е.Б. Разработка и реализация системного проекта автоматизации документооборота на машиностроительном предприятии, // "Телематика 97" Тезисы докладов Всеросс. научно-метод. конф. -Санкт-Петербург: Респ. науч. центр комп. телекоммуникац. технологий высшей школы. 1997. - с. 92-93.

15.Куликов Г.Г.. Черняховская Л.Р., Старцева Е.Б., Иванов A.A.. Никулина Н.О. Методология формирования распределенной базы sланий на основе представления формализованной предметной обгасти в виде функциональной модели. // "Телематика' 97" Тезисы докладов Всеросс.

Ii,

научно-метод. конф. - Санкт-Петербург: Респ. науч. центр коми телекоммуникац. технологий высшей школы, 1997. - с 91-92.

16.Старцева Е.Б. Модель описания предметной области для информационной поддержки принятия решений в системе электронного документооборота. -Уфа, 1997. - 16 с. - Рукопись представлена Уфим. гос. авиац. техн. ун-том. деп. в ВИНИТИ 16 апреля 1997, № 1287-В97.

17.Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №970263 (Российская Федерация). Система запросов для анализа документооборота Уфим. гос. авиац. техн. ун-т.; авт. изобрет. Черняховская Л.Р., Старцева Е.Б.. Никулина Н.О. - Заявка № 970174 от 13.06.1997.

18.Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №970264 (Российская Федерация). Система поддержки принятия решений / Уфим. гос. авиац. техн. ун-т.; авт. изобрет. Черняховская Л.Р., Старцева Е.Б., Никулина Н.О.-Заявка№ 970175 от 13.06.1997.

19.Черняховская Л.Р., Речкапов A.B., Старцева Е.Б. Методология проектирования системы поддержки принятия решений на основе формализованного представления предметной области. - Уфа, 1997. - 7с. -Рукопись представлена Уфим. гос. авиац. техн. ун-том. деп. в ВИНИТИ 20 июня 1997, № 2050-В97.

20.Черняховская Л.Р., Старцева Е.Б., Иванов A.A. Организация интерфейса пользователя с системой поддержки принятия управляющих решений на базе Lotus Notes. // "Интерактивные системы: проблемы человеко- компьютерного взаимодействия". Тезисы докладов 2-ой Международной научно-rex. конф., -Ульяновск: УлГТУ, 1997, - с. 24-25.

ВВЕДЕНИЕ

1 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ ФОРМАЛИЗОВАННОГО ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОРГАНИЗАЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ МОТОРОСТРОИТЕЛЬНЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ

1.1 Анализ предметной области

1.2 Использование принципов реинжиниринга производственных процессов при разработке системного проекта системы управления электронным производственным документооборотом ^

1.3 Структурная схема системы управления электронным производственным документооборотом для процесса оперативного учета хода производства

1.4 Анализ возможности применения известных методологий формализованного описания производственной системы как объекта организационного управления (АДАС, SADT)

1.4.1 Использование SADT-методологии для моделирования предметной области оперативного учета хода производства

1.4.2 Основные принципы формализованного описания процессов организационного управления моторостроительным предприятием на основе SADT-методологии

Выводы по 1 главе

2 МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСА МОДЕЛЕЙ ДЕЛОВОГО ПРОЦЕССА

2.1 Разработка системного проекта электронного производственного документооборота для процесса оперативного учета хода производства

2.2 Разработка моделей процесса оперативного учета хода производства

2.2.1 Разработка функциональной модели процесса оперативного учета хода производства

2.2.2 Разработка информационной модели процесса оперативного учета хода производства

2.2.3 Разработка динамической модели процесса оперативного учета хода производства

2.3 Выделение этапов принятия решений на функциональной модели делового процесса

2.4 Методика создания системы поддержки принятия решений в системе управления электронным производственным документооборотом

Выводы по 2 главе

3 МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫМ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ДОКУМЕНТООБОРОТОМ НА ОСНОВЕ ПРОЕКТИРУЕМОЙ БАЗЫ ЗНАНИЙ

3.1 Обоснование необходимости поддержки принятия решений

3.2 Принципы построения экспертной системы для поддержки принятия решений

3.3 Архитектура базы знаний

3.4 Методика проектирования базы знаний экспертной системы

3.5 Наполнение базы знаний экспертной системы методом проведения экспертной игры и генерации дерева решений

3.6 Тестирование базы знаний

3.7 Поиск решений на основе механизма логического вывода 97 Выводы по 3 главе

4 РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМНОГО ПРОЕКТА ЭЛЕКТРОННОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ДОКУМЕНТООБОРОТА ДЛЯ УЧЕТА ХОДА ПРОИЗВОДСТВА С ПОДДЕРЖКОЙ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

4.1 Реализация электронного производственного документооборота в архитектуре клиент-сервер на основе сети Интранет моторостроительного предприятия

4.1.1 Выбор программных средств для создания электронного производственного документооборота

4.1.2 Организация информационной поддержки принятия решений на базе оболочки экспертных систем EXSYS

4.2 Пример реализации СУЭПД с поддержкой принятия решений для учета хода производства на Lotus Notes

4.3 Принципы построения WWW- сервера электронных инструкций (семантическая сеть WWW- сервера, экран с Web-site сервера электронных инструкций)

4.4 Оценка эффективности системы поддержки принятия решений путем проведения функционально стоимостного анализа на базе IDEF-моделей

Выводы по 4 главе

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ

Современные российские производственные предприятия работают в динамичных социальных и экономических условиях. Новые условия работы предприятий требуют реинжиниринга систем управления производством.

Тенденция современного управления производством состоит в том, что все больше задач перекладывается на плечи специалистов среднего звена управления, которые и определяют сейчас политику предприятия. На крупном предприятии таких специалистов сотни, они принимают в день тысячи решений, от эффективности которых зависит ускорение цикла производства и сокращение убытков предприятия за счет сокращения сроков выпуска и повышения качества продукции. В связи с трудностями, переживаемыми современным производством, кадровый состав на предприятиях постоянно обновляется. Опыт специалист среднего звена управления набирает 3-4 года, поэтому ему необходима информационная поддержка принятия решений (HHP).

Предлагается разработать методики осуществления реинжиниринга автоматизированной системы управления производством на базе создания электронного производственного документооборота с интеграцией отдельных компонент интеллектуальных технологий для автоматизации ППР

На крупном промышленном предприятии, таком как АО "Уфимское моторостроительное производственное объединение" (АО "УМПО"), важнейшим звеном процесса управления является оперативный учет хода производства (ОУХП), так как он основан на документах, непосредственно отображающих процесс производства, и реинжиниринг ОУХП является определяющим для совершенствования всего производственного комплекса.

Большой вклад в исследование проблемы поддержки принятия решений в производственных системах внесли российские ученые Юсупов И.Ю.,

Мамиконов А.Г., Поспелов А.Д., Четвериков В.Н.; информационные аспекты реинжиниринга деловых процессов исследовали зарубежные ученые М.Хаммер и Дж.Чампи. Вопросы принятия решений при управлении сложными системами в условиях неопределенности и построения экспертных систем для ППР рассмотрены в трудах ученых Ильясова Б.Г., Васильева В.И., Куликова Г.Г. Но не исследованной остается задача организации поддержки принятия решений на основе электронного документооборота. Эта задача актуальна, т.к. организация информационной ППР пользователя в системе электронного документооборота позволит повысить качество принимаемых решений и увеличить эффективность работы пользователей с электронными документами.

Диссертация является результатом исследований, выполненных по НИР № ИОФ-АС-02-93ДС, № ИФ-АС-15-96-ХГ, проведенных в Уфимском государственном авиационном техническом университете по заказу АО "УМПО" и программе научных исследований Республики Башкортостан на тему "Информационно-управляющие системы на основе новых технологий".

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Разработка моделей для создания системного проекта электронного производственного документооборота и организации поддержки принятия решений применительно к процессу оперативного учета хода производства. Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

Выводы по 4 главе

1. Разработано программное обеспечение СУЭПД для оперативного учета хода производства с использованием программного обеспечения коллективной работы Lotus Notes. В процессе разработки установлено, что системное проектирование СУЭПД на основе объединения CASE - средств моделирования и программной реализации позволило сократить затраты времени на реализацию СУЭПД для оперативного учета хода производства в среде Lotus Notes до 15% от общих затрат на создание системного проекта.

2. Для организации коллективной работы на единой основе предлагается создать WWW-сервер электронных инструкций, семантическую сеть гипертекста которого предложено формировать в соответствии со структурой страниц функциональной IDEF- модели.

3. При исследовании эффективности разработанной системы поддержки принятия решений предложено использовать метод функционально-стоимостного анализа на основе функциональной модели делового процесса. Результаты исследования эффективности показали, что формирование управляющих решений на основе базы знаний позволяет сократить время принятия решений в шесть раз.

132

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе применения вышеизложенных методов и средств проектирования получены следующие результаты и выводы.

1. Определены принципы формализованного описания процессов организационного управления предприятием на основе методологии структурного анализа и проектирования SADT, в соответствии с которыми разработана методика построения комплекса моделей делового процесса.

2. Разработана методика создания системы поддержки принятия решений в СУЭПД на основе формирования процедур поддержки принятия решений и проектирования базы знаний. Экспериментально установлено, что созданная по этой методике система поддержки принятия решений позволяет повысить качество принимаемых решений.

3. Разработаны пакеты прикладных программ "Информационное обеспечение для анализа документооборота", "Система запросов для анализа документооборота" и "Система поддержки принятия решений", внедренные в АО "УМПО" в составе системного проекта электронного производственного документооборота.

4. Установлено, что системное проектирование СУЭПД на основе объединения CASE - средств моделирования и программной реализации позволило сократить затраты времени на реализацию СУЭПД для ОУХП в среде Lotus Notes до 15% от общих затрат на создание системного проекта.

5. Экспериментальные исследования эффективности поддержки принятия решений показали, что формирование управляющих решений на основе базы знаний позволяет сократить время принятия решений в шесть раз.

6. Разработаны электронные инструкции по оперативному учету в виде комплекта IDEF - моделей, на основе которого предложено организовать архив электронных инструкций на WWW- сервере сети Интранет АО "УМПО".

133

1. Айзерман М.А., Алескеров Ф.Т. Выбор вариантов: основы теории. - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990, - 240 с.

2. Баканов М.И., Шеремет А.Д. Теория экономического анализа: Учебник.-4-е изд., доп. и перераб. -М.: Финансы и статистика, 1997, 416 с.

3. Бакусов Л.М., Насыров Р.В., Лебедев Е.Г. Причинный анализ для принятия решений. Учебное пособие. Уфа: УГАТУ, 1993, 96 с.

4. Борисов А.Н., Алексеев А.В., Меркурьева Г.В. и др. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. М.: Радио и связь, 1989, - 304 с.

5. Вагин. В.Н. Дедукция и обобщение в системах принятия решений.-М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988, 384 с.

6. Васильев В.И., Ильясов Б.Г. Интеллектуальные системы управления с использованием нечеткой логики. / Учебное пособие. Уфа.: Изд. УГАТУ, 1995,- 80 с.

7. Вудкок М., Френсис Д. Раскрепощенный менеджер. Для руководителя-практика: Пер. с англ. М.: Дело ЛТД, 1994, - 320 с.

8. Гаврилова Т.А., Червинская К.Р. Извлечение и структурирование знаний. -М.: Радио и связь, 1992, 200 с.

9. Гореткина Е. Средства подготовки электронных документов // ComputerWeek-Moscow. 1995. - №19, - с. 27-31.

10. Ю.Дегтярев Ю.И. Исследование операций: Учеб. для вузов по спец. АСУ. М.: Высш. шк., 1986, - 320 с.

11. П.Домошинский Г.М., Серегин А.В. Телекоммуникационные сети России. Описание. Классификация. Выбор. -М.: Архитектура и строительство России, 1993, 199с.

12. Думлер С. А. Управление производством и кибернетика. М. Машиностроение, 1969 г. -120 с.

13. И.Евстигнеев В.А. Теория графов и программирование: Учеб. пособ. -Новосибирск: НГУ, 1978, 74 с.

14. Зверев Г.Н. Теоретическая информатика. -Уфа: Изд. УГАТУ, 1995, 224 с.17.3ельцер А. Системы автоматизации документооборота на российском рынке. // ComputerWeek-Moscow. 1995, - №48, - с. 32-35.

15. Ильясов Б.Г., Исмагилова Л.А., Валеева Р.Г., Моделирование производственно-рыночных систем. Уфа: Изд. УГАТУ, 1995, - 321 с.

16. Инмон У., Фридман Л. Методология экспертной оценки проектных решений для систем с базами данных: Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1986, -280 с.

17. Инструкция № ОАСУП-001-95 "О порядке работы в системе оперативного учета хода производства" ( стандарт АО "УМПО" принят 10.06.95).

18. Йодан Э. Структурное проектирование и конструирование программ. -М.: Мир, 1979,415 с.

19. Калянов Г.Н. Современные CASE-технологии. -М.: Препринт, 1992, 53с.

20. Калянов Г.Н. Номенклатура CASE-средств и виды проектной деятельности. // Системы Управления Базами Данных 1997, - №2, - с 18-21.

21. Каталог программных продуктов фирмы Novell. М.: АО "ЮНИТЕК", 1994, 200 с.

22. Киселев М., Соломатин Е. Средства добычи знаний в бизнесе и финансах. Открытые системы 1997, №4, с. 41-44 .

23. Котов В.Е. Сети Петри. М.: Наука, 1984, - 160 с.

24. Кофман А. Введение в прикладную комбинаторику: Пер. с франц.- М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1975, 480 с.

25. Красилов Н., Косякин И., Черных Д. "Об одной модели документооборота". М.: Открытые системы 1997, №1, с. 29-34.

26. Куликов Г.Г., Речкалов А.В., Набатов А.Н. Методология проектирования структуры автоматизированной информационно-управляющей системы бюро реестра акционеров. Межвузовский научный сборник "Управление в сложных системах", Уфа, УГАТУ, 1995, с. 116-122.

27. Куликов Г.Г., Набатов А.Н., Черняховская Л.Р.,Старцева Е.Б., Никулина Н.О. Информационные технологии в образовании.// "Региональная информатика -96". Тезисы Междунар. конф. Санкт-Петербург, 1996, - с. 269-270.

28. Ларичев О.И., Мечитов А.И., Мошкович Е.М., Фуремс Е.М. Выявление экспертных знаний (процедуры и реализации). М.: Наука, 1989, - 128 с.

29. Л евин Р. и др. Практическое введение в технологию искусственного интеллекта и экспертных систем с иллюстрациями на Бейсике: Пер. с англ. -М.: Финансы и статистика, 1991, 239 с.

30. Малпас Дж. Реляционный язык пролог и его применение. Пер. с англ. / Под ред. В.Н. Соболева.-М.: Наука. Гл. Ред. физ.-мат. лит., 1990, 464 с.

31. Мамиконов А.Г. Основы построения АСУ: Учебник для вузов. М.: Высш. школа, 1981,-248 с.

32. Мамиконов А.Г., Цвиркун А.Д., Кульба В.В. Автоматизация проектирования АСУ. М.: Энергоиздат, 1981,-328 с.

33. Марко Д., Мак Гоен К. Методология структурного анализа и проектирования. М.: Метатехнология, 1992, 239 с.

34. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. М.: Мир, 1980, 662 с.

35. Математика сегодня. / Сборник статей. Перевод с англ. М.: Знание, 1974, -64 с.

36. Менеджмент организации. Учебное пособие. Румянцева З.П., Соломатин Н.А., Акбердин Р.З. и др. М.: ИНФРА-М. 1995, - 432 с.

37. Месарович М., Марко Д., Такахара П. Теория иерархических многоуровневых систем. Пер. с английского под ред. И.Ф. Шахнова. М.: Мир, 1973, - 344 с.

38. Мескон М.Х., Альберт М., Хедоури Ф. Основы менеджмента: Пер. с англ. -М.: Дело, 1992, 702с.

39. Методология IDEF0. Функциональное моделирование. М.: Метатехнология. 1993,- 117 с.

40. Методология IDEF IX. Информационное моделирование. М.: Метатехнология. 1993, 120 с.

41. Моисеева Н.К., Карпунин М.Г. Основы теории и практики функционально-стоимостного анализа. М.: Высшая школа, 1988, - 245 с.

42. Не утонуть в потоке документов помогут стандарты // ComputerWeek-Moscow. 1995, №43, - с.23-27.

43. Нейлор К. Как построить свою экспертную систему: Пер с англ. М.: Энергоатомиздат, 1991, - 286 с.51.0суга С. Обработка знаний: Пер. с япон. М.: Мир, 1989. - 293 е., ил.

44. Пешков Г.Ф., Речкалов А.В. Формирование функциональной структуры управления машиностроительным предприятием. Свердловск.: Препринт УНЦ АН СССР, 1985, 124 с.

45. Платов В.Я. Деловые игры: разработка, организация и проведение: Учебник. М.: Профиздат, 1991, - 192 с.

46. Построение экспертных систем: Пер. с англ. / Под ред. Ф. Хейеса-Рота, Д. Уотермана, Д. Лената. М.: Мир, 1987, - 441 с.

47. Разработка системного проекта электронного документооборота АО "УМПО". Отчет о выполнении договора о творческом сотрудничестве ИФ-АС-15-96-ХГ. УГАТУ, АО "УМПО", 1996, 45 с.

48. Ревунков Г.И. и др. Базы и банки данных и знаний: Учеб. для вузов по спец. "Автоматизирован, системы обраб. Информ. и упр.". М.: Высш. шк., 1992 с.

49. Речкалов А.В., Набатов А.Н. Этапы акционирования машиностроительного предприятия. Межвузовский научный сборник "Управление в экономических системах", Уфа, УГАТУ, 1994, 192 с.

50. Рябко С.Д. Мир TCP/IP. Традиционные приложения.// Сети и системы связи. 1996, №5, с. 24-29.

51. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №970264 (Российская Федерация). Система поддержки принятия решений / Уфим. гос. авиац. техн. ун-т.; авт. изобрет. Черняховская Л.Р., Старцева Е.Б., Никулина НО. Заявка № 970175 от 13.06.1997.

52. Сидоренко М. Формула успеха. // Connect 1996, №9, с. 13-17.

53. Системы клиент-сервер: за и против. // ComputerWeek-Moscow. 1995, №10, -с. 30-33.

54. Советский энцеклопедический словарь / Научно-редакционный совет: A.M. Прохоров (пред.). М.: "Советская энциклопедия", 1981, - 1600 с.

55. Старцева Е. Б., Никулина Н.О. Автоматизированная система управления документооборотом на производственном предприятии // "XXII Гагаринские чтения". Тезисы докладов науч. Конф. М.: МГАТУ, 1996, - с. 101-102.

56. Старцева Е.Б. Модель описания предметной оьласти для информационной поддержки принятия решений в системе электронного документооборота. -Уфа, 1997. 16 с. - Рукопись представлена Уфим. гос. авиац. техн. ун-том. деп. в ВИНИТИ 16 апреля 1997, № 1287-В97.

57. Стерлинг Л., Шапиро Э. Искусство программирования на языке Пролог: Пер. с англ. М.: Мир, 1990, - 235 с.

58. СТП 521.14.112-91 (стандарт АО "УМПО" принят 10.05.91).

59. СТП 521.18.034-87 (стандарт АО "УМПО" принят 22.03.87).

60. Стэн Шатт. Мир компьютерных сетей: Пер. с англ. -К.: BHV, 1996, 288 с.

61. Тараканов К.В., Овчаров JI.A., Тырышкин А.Н. Аналитические методы исследования систем. М.: Советское радио, 1974 г, 240 с.

62. Тенденции развития корпоративных информационных систем // ComputerWeek-Moscow. 1996, №8, с. 23-28, №9, - с.27-30.

63. Управление распределенными сетевыми средами // ComputerWeek-Moscow. 1995, №45,-с. 19-24.

64. Учебный курс по методологиям IDEF. Методология динамического моделирования IDEF0/CPN. М.: Метатехнология. 1994, 14 с.

65. Учебный курс по методологиям IDEF. Методология информационного моделирования IDEF1X. М.: Метатехнология. 1993, 10 с.

66. Учебный курс по методологиям IDEF. Методология функционального моделирования IDEF0. М.: Метатехнология. 1993, 17 с.

67. Уэно X., Кояма Т., Окамото Т., Мацуби Б., Исидзука М. Представление и использование знаний. Пер. с англ./ Под ред. Уэно X. -М.: Мир, 1989, 220 с.

68. Фаненштих К., Хаселир Р. Универсальная версия Windows for Workgroups 3.11: Практ. пособ. / Пер. с нем. М.: ЭКОМ., 1994, - 416 с.

69. Формы документов используемых в документообороте АО "УМПО". Уфа: УМПО. Отдел АСУП, 1991-1995, кн. 1-11.

70. Характерные ошибки перехода на Lotus Notes // ComputerWeek-Moscow. 1994, №42,-с. 22-25.

71. Хэнли К. Как гарантировать успех перехода на систему клиент/сервер семь основных принципов // ComputerWeek-Moscow. 1994, №42, - с. 33-38.

72. Цвиркун А.Д. Основы синтеза структуры сложных систем. М.: Наука, 1982, - 200 с.91 .Цвиркун А.Д., Акинфиев В.К., Филиппов В.А. Имитационное моделирование в задачах синтеза структуры сложных систем. М.: Наука, 1985, - 175 с.

73. Черняховская Л.Р., Бурделев В.А. Автоматизация проектирования систем телеобработки данных с использованием экспертных систем / Учебное пособие Уфа, Изд. УГАТУ, 1995, - 64 с.

74. Черняховская Л.Р., Никулина Н.О., Старцева Е.Б., Шерман М.Д. Разработка экспертной управляющей системы для управления корпоративной сетью АСУТТ // Межвузовский научный сборник "Управление в сложных системах". -Уфа: УГАТУ, 1995, с. 135-141.

75. ЮО.Чичварин Н.В. Экспертные компоненты САПР. М.: Машиностроение, 1991,-240 с.

76. Ю1.Эккерсон В. В поисках лучшей архитектуры клиент-сервер. // Сети и системы связи. 1995, - №4, - с. 11-14.

77. Экспертные системы: состояние и перспективы: Сб. науч. трудов. М.: Наука, 1989, - 152 с.

78. Электронные документы изменяют представление об информации // ComputerWeek-Moscow. 1996, №8, с. 16-19.

79. Ю4.Элти Дж., Кумбс М. Экспертные системы: концепции и примеры: Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1987, - 191 с.

80. Юдицкий С.А., Кутанов А.Т. Технология проектирования архитектуры информационно-управляющих систем. М.: ИЛУ, 1993, 116 с.

81. Юб.Юсупов И.Ю. Автоматизированные системы принятия решений. М.: Наука, 1983, - 88 с.

82. Baum D. Сегментация приложений новый подход в системах клиент-сервер // ComputerWeek-Moscow. 1994, №48, - с. 33-37.

83. Bruno Ch. Администрирование ЛС: точка зрения IBM // ComputerWeek-Moscow. 1995, №11, с. 27-32.

84. Bull К. Хранилище данных как средство поддержки принятия решений // ComputerWeek-Moscow. 1995, №35, с. 23-26

85. O.Davis A.M., Bersoff Е.Н., Comer E.R. Strategy for Comparing Altrnetive Software Development Life Cycle Models. IEEE Transactions on Software Engineering, v.14, No.10, October 1988, pp.14-53 14-61.

86. I .Design/IDEF, Version 3.0. User's manual. Meta Software Corp. 1994, 600 pp.

87. Lotus, Microsoft и Novell выпускают следующее поколение ПО коллективной работы // ComputerWeek-Moscow. 1996, №8, с. 32-35.

88. McClur С. The CASE Experience. BYTE, 1989, April, p.235-245.

89. Mier E.E. Пакеты сетевого администрирования для локальных сетей // ComputerWeek-Moscow. 1995, №47, с. 23-28

90. Musthalter L. Корпоративные системы управления документами DMS: аналитический обзор.// ComputerWeek-Moscow. 1994, №48, с. 25-29.

91. Raden N. Данные, данные и только данные. // ComputerWeek-Moscow. 1996, №8,-с. 13-17.

92. Rymer J. Коммерческий справочник по приложениям сетевого администрирования. // ComputerWeek-Moscow. 1994, №47, с. 33-37.

93. Sclmieder Е. Prozebinformatik. Automatisierung mit Rechensystemen Einfuhrung mit Petrinetzen. Braunschweig/Wiesbaden: Vieweg & Sohn Verlagesellschaft mbH, 1993, 248 p.

94. Schwartz J. Достоинства и недостатки новых систем электронной почты // ComputerWeek-Moscow. 1996, №13, с. 24-27.

95. Stahl S. Электронная почта: от локальных сетей к системам клиент-сервер // ComputerWeek-Moscow. 1995, №33, с. 31-33.

96. Sturm R. Бизнес и сетевое управление // ComputerWeek-Moscow. 1995, №48, с. 25-28.

97. Verlag С.Е., К. Kurbel, Н. Strunz. Handbush wirtschafts informatik. Poeshel. 1990,- 978 pp.

98. Wong W. ПО поддержки коллективной работы в корпоративных системах. // ComputerWeek-Moscow. 1996. - №36