автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.13, диссертация на тему:Распределенная информационная система управления ресурсами предприятия

Введение.

ГЛАВА 1. КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ.

1.1 Роль и место методов планирования поступлений и отгрузок в управлении предприятием.

1.2 Анализ состояния и перспективы развития методик управления предприятием.

1.3 Концепция корпоративной информационной системы.

1.4 Анализ состояния и перспективы развития корпоративных информационных систем.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПЛАНИРОВАНИЯ НОВЫХ ПОСТУПЛЕНИЙ И ОТГРУЗОК МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ПРЕДПРИЯТИЯ.

2.1 Подходы к разработке алгоритмов планирования новых поступлений и отгрузок материальных ресурсов.

2.1.1 Используемая система снабжения.

2.1.2 Количество номенклатур.

2.1.3 Стабильность свойств предметов хранения.

2.1.4 Динамичность модели.

2.1.5 Прочие особенности разрабатываемых алгоритмов планирования поступлений и отгрузок материальных ресурсов.

2.1.6 Формализация операций, осуществляемых при планировании новых поступлений и отгрузок материальных ресурсов.

2.2 Планирование новых поступлений.

2.3 Планирование новых отгрузок материального ресурса.

2.3.1 Общие принципы планирования новых отгрузок материального ресурса.

2.3.2 Определение количества материального ресурса, доступного для отгрузки.

2.3.3 Определение наиболее раннего момента, когда может быть отгружено желаемое количество материального ресурса.

2.4 Рекомендуемый объем и время для планирования экстренной дозакупки поступления) материального ресурса.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ СУЩЕСТВУЮЩИМИ ПОСТУПЛЕНИЯМИ И ОТГРУЗКАМИ МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ПРЕДПРИЯТИЯ.

3.1 Формализация операций, осуществляемых при управлении существующими поступлениями и отгрузками материальных ресурсов.

3.2 Изменение статусов поступлений.

3.3 Изменение статусов отгрузок.

3.4 Аннулирование поступления материального ресурса.

3.5 Аннулирование отгрузки материального ресурса.

3.6 Изменение объема запланированного поступления.

3.6.1 Увеличение объема запланированного поступления.

3.6.2 Сокращение объема запланированного поступления.

3.7 Изменение объема запланированной отгрузки.

3.7.1 Увеличение объема запланированной отгрузки.

3.7.2 Сокращение объема запланированной отгрузки.

3.8 Изменение даты запланированного поступления материального ресурса.;. .€

3.9 Изменение даты запланированной отгрузки материального ресурса.

3.10 Изменение статуса отгрузок на основной после появления в плане поступления материального ресурса с основным статусом или увеличения объема запланированного поступления с основным статусом.

3.11 Изменение статуса отгрузок с промежуточного на основной после аннулирования, сокращения объема, либо смены статуса у отгрузки с основным статусом.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ ПЛАНИРОВАНИЯ ПОСТУПЛЕНИЙ И ОТГРУЗОК МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ.

4.1 Выбор общей архитектуры реализации.

4.1.1 Требования к архитектуре корпоративной информационной системы.

4.1.2 Обоснование выбора языка моделирования UML в качестве средства проектирования реализации разработанных алгоритмов.

4.2 Проектирование серверной части КИС.

4.2.1 Проектирование серверной программной компоненты, реализующей разработанные алгоритмы.

4.2.1.1 Обоснование выбора технологии СОМ+ в качестве базовой архитектуры для реализации серверной программной компоненты.

4.2.1.2 Концептуальное проектирование объекта СОМ, реализующего разработанные алгоритмы.

4.2.1.3 Логическое проектирование объекта СОМ, реализующего разработанные алгоритмы.

4.2.1.4 Обоснование выбора языка С++ (среда Microsoft Visual С++) в качестве языка реализации серверного объекта СОМ.

4.2.2 Проектирование фрагмента базы данных КИС, соответствующего серверной программной компоненте, реализующей разработанные алгоритмы.

4.2.2.1 Описание предметной области.

4.2.2.2 Обоснование выбора Microsoft SQL Server 2000 в качестве СУБД КИС.

4.2.2.3 Обоснование применения хранимых процедур и триггеров MS

SQL 2000.

4.2.2.4 Проектирование фрагмента базы данных КИС.

4.2.3 Дополнительные программные средства, примененные при разработке серверной программной компоненты КИС, реализующей разработанные алгоритмы.

4.2.4 Обоснование выбора Microsoft Information Server в качестве рекомендуемого WEB сервера КИС.

4.2.5 Требования, предъявляемые к программному обеспечению сервера приложений КИС.

4.2.6 Требования, предъявляемые к аппаратному обеспечению сервера приложений КИС.

4.3 Проектирование клиентской части КИС в части реализации разработанных алгоритмов.

Выводы по главе 4.

Актуальность темы. Необходимость решения задач управления предприятиями в условиях рыночной экономики требует перестройки внутренней микроэкономики предприятия, оптимизации процесса управления, внедрения новейших информационных технологий.

Одной из основных задач по управлению предприятием является задача управления материальными ресурсами, что обуславливается большим объемом финансовых средств, вложенных в них, а также важностью обеспечения бесперебойного производства (для промышленных предприятий) или выполнения заключаемых контрактов (для торговых предприятий) [29,48]. Таким образом, повышение качества управления материальными ресурсами должно рассматриваться как аспект повышения эффективности управления предприятием в целом[55].

Современное предприятие характеризует необходимость совместной работы множества сотрудников, часть из которых могут не иметь постоянного рабочего места, то есть быть мобильными[3]. Мобильные пользователи должны быть обеспечены возможностью надежного и безопасного доступа к данным предприятия, причем подключение к информационной системе может быть осуществлено на значительном территориальном удалении, например, из другой страны. Решение проблемы координации совместной работы невозможно без применения компьютерных технологий, в том числе без объединения рабочих мест пользователей (сотрудников, использующих в своей работе 1<с>мг1ьют¥р)вВБ1Числш,ельнуюхет^

Для максимально полного использования возможностей, предоставляемых компьютерной сетью в целях автоматизации работы предприятия, необходима разработка специального программного обеспечения (ПО), называемого корпоративной информационной системой (КИС). КИС автоматизирует всю совокупность управленческих процессов предприятия [3,77], а также учитывает особенности сетевого и телекоммуникационного оборудования. [27]

Объектом исследования является предприятие, в число бизнес-процессов которого входят процессы поступления и отгрузки материальных ресурсов, а также обладающее территориально распределенной компьютерной сетью, с необходимостью обеспечения работы мобильных пользователей.

Целью диссертационной работы является разработка научных алгоритмов и средств автоматизации процесса планирования поступлений и отгрузок материальных ресурсов предприятия, обеспечивающих построение сетевой информационной системы управления территориально распределенным предприятием.

В первой главе проведен анализ существующих методологий управления предприятием, а также анализ существующих КИС, что позволило сформулировать основные требования и обосновать необходимость дальнейшей автоматизации процесса планирования поступлений и отгрузок материальных ресурсов с целью повышения эффективности управления предприятием в целом.

Под КИС понимается комплексная автоматизированная система управления деятельностью предприятия, обеспечивающая принятие обоснованных управленческих решений на основе качественной и достоверной информации, получаемой с помощью современных управленческих и информационных технологий. КИС обеспечивает ведение оперативного, бухгалтерского и управленческого учета и строится на основе единого информационного пространства, охватывая и координируя всю совокупность управленческих процессов предприятия. [3,29,48,77]

Проведенный анализ современных методологий управления предприятием, таких как MRP, MRPII, ERP, JIT и т.д., а также методов теории управления запасами (ТУЗ), показал необходимость разработки новых алгоритмов автоматизации управления материальными ресурсами, рассматривающих совокупность отдельных поступлений и отгрузок.

Проведенный анализ современных КИС (см. табл. 1), позволил классифицировать их, а также указать соответствие каждой группы КИС типу предприятия (малые предприятия, представительства, предприятия без производства, предприятия с производством, холдинги). Анализ существующих КИС показал необходимость их дальнейшего развития, а также разработки новых систем, свободных от влияния устаревших технологий, что характерно для давно существующих программ[25,95,113]. Подобные системы должны использовать передовые информационные технологии, должны быть способны работать в распределенных средах, в том числе и с использованием Интернет и средств телекоммуникаций.

Перечень рассмотренных КИС с разбиением на группы Таблица 1

Локальные сис- Малые интегри- Средние интег- Крупные интегтемы рованные рированные рированные системы системы системы

- 1С - Авакко - JD Edwards - BAAN

- БЭСТ - БОСС- - MFG-Pro - Oracle Business

- Инотек Корпорация - SyteLine Suite

- Инфин - Галактика - SAP

- Инфо- - Парус - PeopleSoft

Бухгалтер - Эталон

- Инфософт - Navision Attain

- Турбо- - Navision Axapta

Бухгалтер - NS-2000 - Platinum - Scala - SunSystems

Во второй главе диссертации представлены подходы к разработке алгоритмов динамического планирования материальных ресурсов, указаны ограничения, налагаемые на склад предприятия, необходимые для применения разработанных методов и алгоритмов.

Предложена система статусов, позволяющая эффективно осуществлять контроль над планируемым поступлением или отгрузкой. Предложено использовать три статуса:

- Основной статус. Только запланированные поступления/отгрузки с основным статусом рассматриваются в качестве плана на физический приход материального ресурса на склад или его расход со склада;

- Промежуточный статус. Данный статус предназначен для подтвержденных отгрузок, не обеспечиваемых текущим уровнем запаса на складе, а также запланированными поступлениями с основным статусом;

- Дополнительный статус. Подобные поступления/отгрузки носят предварительный характер и не являются основанием для планирования соответствующих физических операций.

На основе сформулированных в первой главе задач выделены операции по планированию новых поступлений и отгрузок материальных ресурсов, подлежащие автоматизации. К числу автоматизируемых операций относятся: определение количества материального ресурса, доступного для отгрузки; определение наиболее раннего момента, когда может быть отгружено желаемое количество материального ресурса; определение рекомендуемого количества материального ресурса и времени для дозакупки с целью обеспечения отгрузки; ч добавление в план поступлений и отгрузок материальных ресурсов;

Разработаны алгоритмы, позволяющие автоматизировать процесс планирования новых поступлений и отгрузок. Применение данных алгоритмов возможно как в рамках методологии МИРП/ЕЯР, так и как дополнение к методам ТУЗ. Разработанные алгоритмы позволяют рассчитать количество материального ресурса, доступного для отгрузки в произвольный момент времени в будущем, исходя из текущего уровня запаса, планируемых поступлений и уже запланированных отгрузок материального ресурса, обладающих основным статусом, а также оценить время и количество материального ресурса для обеспечения планирования желаемой отгрузки. Применение разработанных в главе методов позволяет повысить надежность и ускорить процесс планирования новых поступлений и отгрузок материальных ресурсов предприятия.

В третьей главе диссертации осуществлена формализация операций, осуществляемых при управлении существующими поступлениями и отгрузками материальных ресурсов.

На основе осуществленной формализации разработаны алгоритмы, предназначенные для автоматизации обработки операций над уже запланированными поступлениями и отгрузками материальных ресурсов предприятия. Алгоритмы разработаны на основе задач, выделенных в первой главе, и базируются на алгоритмах, представленных во второй главе. К их числу относятся: удаление из плана поступлений и отгрузок, либо их аннулирование; изменение статуса поступлений и отгрузок; изменение даты поступлений и отгрузок; изменение объема поступлений и отгрузок; изменение аннулированности поступлений и отгрузок; изменение статуса отгрузок с промежуточного на основной после появления\увеличения поступления или удаления\аннулирования\сокращения отгрузки с основным статусом; изменение статуса отгрузок с основного на промежуточный после удаления\аннулирования\сокращения поступления; изменение статуса отгрузок с промежуточного на основной после переноса даты отгрузки на более позднюю.

Возможные операции по изменению статусов отгрузок представлены на рисунке 1, поступлений - на рисунке 2.

Изменение атрибутов (например, количества материального ресурса или времени) запланированного поступления или отгрузки, может потребовать смены статуса отгрузок с основного на промежуточный или наоборот, позволить изменить статус отгрузок с промежуточного на основной.

Временный отказ от планирования физической операции отгрузки х

Невозможность обеспечить запланированную . физическую операцию отгрузки материальным ресурсом

Появление возмоябюсти обеспечить запланированную физическую операцию отгрузки материальным ресурсом

Подтверждение планирования физической / операции отгрузки

Планирование физической операции отгрузки, невозможность ее обеспечения материальным ресурсом на текущий момент

Временный отказ от планирования физической операции отгрузки

Статусы:

1. Основной

2. Промежуточный

3. Дополнительный

Рис.1 Схема изменения статусов отгрузок

Временный отказ от планирования физической операции Поступления /

Подтверждение ^ планирования физической операции поступления

Статусы:

1. Основной

2. Промежуточный

3. Дополнительный

Рис.2 Схема изменения статусов поступлений Так, разработан алгоритм, позволяющий при сокращении планируемого объема поступления изменить статус у минимального количества наиболее удаленных по времени или позже размещенных в плане (используется уникальный идентификатор) отгрузок, обеспечиваемых за счет сокращаемого поступления.

Предложенные алгоритмы существенно расширяют механизмы управления динамикой поступлений и отгрузок материальных ресурсов, сокращают время хранения материального ресурса на складе, автоматизируют процесс мониторинга номенклатуры материального ресурса на складе, повышают качество информационного обслуживания клиентов. Предложенные алгоритмы соответствуют требованиям методологии ERP, а также могут применяться как дополнение к методам ТУЗ.

В четвертой главе разработана общая архитектура реализации корпоративной информационной системы, в рамках которой предложена архитектура реализации разработанных во второй и третьей главах алгоритмов автоматизации планирования поступлений и отгрузок материальных ресурсов предприятия в виде серверного программного компонента. При проектировании архитектуры КИС учтена необходимость обеспечить возможность одновременной работы нескольких пользователей, в том числе стационарных и мобильных удаленных пользователей, в различных режимах посредством ЛВС/ГВС. Таким образом, предложенная архитектура КИС, представленная на рис.3, является архитектурой вида "многозвенный клиент-сервер"[23,79].

Обоснован выбор технологии СОМ+ (Component Object Model) для реализации методов и алгоритмов автоматизации управления поступлениями и отгрузками материальных ресурсов. СОМ+ представляет собой спецификацию, определяющую стандартный механизм, с помощью которого одна часть программного обеспечения предоставляет свои сервисы другой. Применение данной технологии позволяет встраивать разработанный двоичный компонент в КИС, а также в прочее программное обеспечение, т.е. повторно его использовать при создании информационных систем в дальнейшем^,3 1,58,84].

В главе осуществлено концептуальное и логическое проектирование СОМ-объекта, реализующего методы и алгоритмы автоматизации планирования поступлений и отгрузок материальных ресурсов. В качестве средства формализованного описания спроектированных схем применяется язык ЦМЦ75Д22]. Приводится программное описание разработанного СОМ-объекта на языке IDL

Для хранения данных компонента КИС, а также дополнительной их обработки, в главе осуществлено логическое проектирование фрагмента БД КИС.

Компонент КИС, автоматизирующий управление поступлениями и отгрузками материальных ресурсов предприятия, реализован с использованием языка С++ в среде Microsoft Visual Studio 6.0. В качестве сервера баз данных компонент использует СУБД Microsoft SQL Server 2000.

Методы исследования. Результаты диссертационной работы получены на основе комплексного использования теории исследования операций, методов линейного и динамического программирования, теории управления запасами, теории баз данных и теории вычислительных сетей.

Научная новизна. Основным научным результатом является разработка алгоритмов и средств построения сетевой информационной системы управления предприятием в части автоматизации планирования поступлений и отгрузок материальных ресурсов. Разработанные алгоритмы и средства существенно расширяют механизмы управления динамикой поступлений и отгрузок материальных ресурсов, сокращают время хранения материального ресурса на складе, автоматизируют процесс мониторинга номенклатуры материальных ресурсов и повышают качество информационного обслуживания клиентов. Разработанные алгоритмы соответствуют требованиям стандарта ERP, а также могут применяться как дополнение к методам теории управления запасами.

Практическая значимость полученных результатов. Результаты проведенных научных исследований и разработок были использованы при создании КИС, а также серверного компонента КИС, реализующего алгоритмы автоматизации управления поступлений и отгрузок материальных ресурсов предприятия.

Внедрение результатов. Применение на практике предложенных алгоритмов автоматизации управления поступлениями и отгрузками материальных ресурсов предприятия, а также реализующей их серверной программной компоненты, позволило рационально спроектировать архитектуру КИС для управления предприятием. Применение результатов работы позволило на 8% сократить сроки разработки и на 17% снизить трудоемкость создания модуля управления поступлениями и отгрузками материальных ресурсов КИС, а также на 11% увеличить торговый оборот предприятия.

Основные результаты диссертации внедрены в следующих организациях: кафедра АСУ МАДИ(ГТУ), ЗАО МСУ "Энерговысотспецстрой", ЗАО "Партнеры ИнтерАква".

Результаты диссертации использованы также в учебном процессе на кафедре АСУ МАДИ (ГТУ) при проведении лабораторных работ по курсам "Базы и банки данных", "Проектирование ИС", а также при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация результатов. Основные научные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры "Автоматизированные системы управления" МАДИ (ТУ) в 2000-2002 годах, на IV международном симпозиуме "Интеллектуальные системы" (Москва 2000), на X юбилейной конференции-выставке "Информационные технологии в образовании" (Москва 2000), на IV международной научно-практической конференции "Высокие технологии в экологии" (Воронеж 2001).

Публикации. Отдельные положения диссертации отражены в шести печатных работах.

Объем работы и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав основного текста, заключения, списка использованной литературы, состоящего из 132 наименований, и приложений.

Выводы по главе 4

1. Разработана общая архитектура реализации корпоративной информационной системы, в рамках которой предложена реализация алгоритмов автоматизации планирования поступлений и отгрузок материальных ресурсов в виде серверной программной компоненты, построенной по технологии СОМ+.

2. Обоснован выбор языка моделирования ЦМЬ в качестве средства проектирования реализации разрабатываемых алгоритмов.

3. Осуществлено концептуальное и логическое проектирование серверной программной компоненты КИС, реализующей разработанные алгоритмы.

4. Осуществлено логическое проектирование фрагмента БД КИС, соответствующего серверной программной компоненте.

Заключение

В итоге выполнения диссертации получены следующие основные результаты, определяющие научную новизну работы и ее практическую значимость:

1. Анализ существующих КИС и методологий управления промышленными предприятиями показал необходимость разработки новых алгоритмов автоматизации управления поступлениями и отгрузками материальных ресурсов. Подобные алгоритмы существенно расширяют механизмы управления динамикой поступлений и отгрузок, сокращают время хранения материального ресурса на складе, автоматизируют процесс мониторинга номенклатуры материального ресурса на складе, повышают качество информационного обслуживания клиентов.

2. На основании приведенного анализа проведена формализация операций, осуществляемых в ходе планирования поступлений и отгрузок материальных ресурсов предприятия и подлежащих автоматизации.

3. Разработаны алгоритмы планирования новых поступлений и отгрузок материальных ресурсов предприятия, с учетом требований методологии ERP.

4. Разработаны алгоритмы автоматизации управления уже существующими поступлениями и отгрузками материальных ресурсов предприятия, с учетом требований методологии ERP. Применение данных алгоритмов, совместно с алгоритмами планирования новых поступлений и отгрузок материальных ресурсов предприятия, позволило на 11% увеличить торговый оборот предприятия, что подтверждается соответствующим актом.

5. Предложена архитектура КИС, обеспечивающая надежную и безопасную работу пользователей, в том числе мобильных. Данная архитектура была использована при разработке КИС, что подтверждается соответствующим актом.

6. На основании разработанных в диссертации алгоритмов, спроектирован и реализован серверный компонент КИС, предназначенный для автоматизации управления поступлениями и отгрузками материальных ресурсов предприятия. Применение компонента при разработке КИС позволило на 17% сократить трудоемкость создания модуля управления поступлениями и отгрузками материальных ресурсов, а также на 8% сократить сроки его разработки. Данный результат подтвержден соответствующим актом.

7. Разработан и реализован макет КИС, с использованием которого проведено экспериментальное исследование предложенных в диссертации алгоритмов.

115 I