Оценивать качество переходов в автоматизированных системах управления

ОЦЕНИВАТЬ КАЧЕСТВО ПЕРЕХОДОВ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ
На сегодняшний день пищевая промышленность в России входит в число лидеров по объемам промышленного производства. Тенденции развития отрасли требуют реорганизации информационных потоков на предприятиях, обеспечивающих достаточность и четкость работы их подразделений, что возможно лишь на основе современной автоматизированной системы управления предприятием (АСУП).
Несколько лет назад на рынке программного обеспечения (ПО) были представлены системы управления, предлагающие автоматизацию отдельных подразделений предприятия (как правило, ведение бухгалтерского или складского учета). Однако на сегодняшний день возможностей этих систем явно недостаточно. Для успешного управления крупным предприятием необходим детальный анализ производственной деятельности, заключающийся в определении доходности выпускаемого ассортимента, структуры затрат и издержек, факторов, влияющих на прибыль, дебиторской и кредиторской задолженности и т.д., выполнить который могут лишь современные информационные системы управления, построенные по принципу единого информационного пространства. Внедрение на предприятии подобных систем управления позволяет руководству и управленческому персоналу не только получать доступ к оперативной информации о деятельности предприятия, но и осуществлять на ее основе непрерывное планирование и управление имеющимися материальными, финансовыми и трудовыми ресурсами.
Таким образом, под системой управления предприятием в данной работе будет подразумеваться некая операционная среда, способная предоставлять актуальную и достоверную информацию о бизнес-процессах предприятия (в том числе территориально распределенного и имеющего сложную структуру), необходимую для планирования операций, их выполнения, регистрации и анализа. В этой среде реализуется полный рыночный цикл - от планирования бизнеса до анализа результатов деятельности предприятия и последующей
корректировки планов. Задача системы заключается в том, чтобы упорядочить информационные потоки, предоставить менеджерам всех уровней эффективный доступ к данным для принятия мотивированных управленческих решений [96].
По ряду причин выбор системы управления представляет собой достаточно сложную и ответственную задачу, решение которой связано с определенными трудностями. Во-первых, любая система управления предприятием - это не обычная программа, которую можно купить, быстро установить и отказаться от нее через год. Обычно система управления приобретается на достаточно долгий срок (средний срок эксплуатации может составлять десять лет), причем только внедрение системы может занять несколько месяцев, и на все это время предприятие будет привязано к компании-разработчику и ее программному продукту.
Во-вторых, чтобы система управления приносила экономический эффект, она должна соответствовать возможностям и уровню развития предприятия. Это означает, что перед приобретением программного комплекса нужно определить, какие его модули действительно необходимы предприятию и могут давать выгоду сразу, а не в отдаленной перспективе, и уже по мере развития предприятия постепенно производить наращивание имеющихся возможностей системы.
В-третьих, стоимость внедрения подобного рода систем может достигать миллионов долларов, и в мировой практике известны случаи, когда ошибка выбора внедряемой системы управления приводила если не к банкротству предприятия, то, как минимум, к существенным финансовым потерям.
В-четвертых, количество систем управления, представленных на рынке программного обеспечения, также затрудняет процесс выбора системы управления. На сегодняшний день количество подобного рода систем превышает несколько десятков, причем увеличение их числа происходит как за счет роста числа отечественных разработок, так и за счет активного
7 продвижения на российский рынок продуктов западных фирм-разработчиков.
Несмотря на все перечисленные сложности, сопровождающие процесс выбора систем управления, на сегодняшний день приходится констатировать довольно парадоксальную ситуацию, заключающуюся в практически полном отсутствии методик, позволяющих проводить комплексную оценку и сравнение систем управления различных фирм-разработчиков. Оценка качества систем управления с помощью существующих методов оценки качества ПО позволяет получать достаточно точные оценки сложности системы управления. Однако эти оценки представляют интерес для разработчиков, а не для конечных пользователей, в большей степени интересующихся тем, как быстро система управления выполняет требуемые функции, а не тем, с помощью каких алгоритмов это достигается. Кроме того, получить такие оценки сторонним экспертам практически невозможно из-за отсутствия доступа к исходным текстам программ.
Экспертные способы оценки качества систем управления также нельзя назвать эффективными по той причине, что результаты подобных оценок невоспроизводимы, поскольку они базируются на человеческом факторе, и каждый эксперт может иметь собственное представление об оцениваемых системах управления. Помимо этого, один эксперт физически не может быть знаком со всеми системами управления, чтобы дать однозначную оценку по каждой из них.
Во встречающихся методах, предназначенных для непосредственной оценки качества систем управления, как правило, прибегают к использованию упрощенных математических методов и наборов характеристик качества, в результате чего получаемые результаты дают лишь поверхностное представление об отдельных особенностях функционирования систем управления, но никак не о комплексной оценке качества всей системы.
Проведенный анализ показал, что разработка для предприятий пищевой промышленности новых, математически обоснованных методов комплексной
8 оценки качества автоматизированных систем управления, позволяющих повысить достоверность их выбора на начальном этапе внедрения, является актуальной задачей.
Целью данной работы является разработка комплекса решений, способствующих повышению достоверности и эффективности оценки качества АСУП для предприятий пищевой промышленности.
В соответствии с поставленной целью были сформулированы и решены следующие основные задачи:

1. 
   Провести анализ и классификацию известных методов оценки качества АСУП.
   
2. 
   Провести анализ известных методов классификации АСУП.
   
3. 
   Разработать математически обоснованную методику комплексной оценки качества АСУП.
   
4. 
   Разработать структуру и определить весовые коэффициенты метрики для проведения комплексной оценки качества АСУП для предприятий пищевой промышленности.
   
5. 
   Разработать методику классификации АСУП.
   
6. 
   Разработать комплекс задач, предназначенный для автоматизации расчетов, выполняемых в ходе оценки качества и классификации АСУП.
   
7. 
   Провести оценку качества и классификацию АСУП с помощью разработанных методов и средств.
   

Объектом исследования в данной работе являются автоматизированные системы управления предприятием, представленные на российском рынке программного обеспечения.
Предметом исследований в работе являются известные методы и средства оценки качества автоматизированных систем управления предприятием.
Научные исследования проводились на основе методов оценки качества программного обеспечения, теории множеств, методов одномерной и многомерной классификации объектов, нечетких методов автоматической
классификации, методов экспертных оценок, методов функционального моделирования, моделирования потоков данных и являются продолжением и развитием исследований, выполненных Путинцевым А.В. [60,92] и Мышенковым К.С. [77-79,81-85], дополнив их новыми подходами к решению и автоматизации задач комплексной оценки качества и классификации АСУП, а также новым алгоритмом, позволяющим повысить общую согласованность экспертных оценок, используемых при решении этих задач.
Автор видит научную новизну исследования в достижении следующих результатов:

8. 
   Предложена новая классификация известных методов оценки качества АСУП.
   
9. 
   Сформулирована задача комплексной оценки качества АСУП и предложен метод ее решения.
   
10. 
    Разработана структура и определены весовые коэффициенты метрики для проведения комплексной оценки качества АСУП для предприятий пищевой промышленности.
    
11. 
    Сформулирована математическая постановка задачи многомерной классификации АСУП.
    
12. 
    Обоснован выбор методов решения задачи многомерной классификации АСУП с помощью алгоритмов кластерного анализа и нечетких эвристических кластер-процедур.
    
13. 
    Разработан комплекс моделей: структурно-функциональная модель, модель потоков данных и инфологическая модель комплекса задач для автоматизации расчетов по оценке качества и классификации многомерных объектов, в том числе АСУП.
    

Практическую ценность работы определяют следующие полученные результаты:
1. Разработана математически обоснованная методика комплексной оценки качества АСУП, позволяющая проводить сравнительную оценку качества
10 систем управления различных фирм-разработчиков.

2. 
   Разработана методика проведения многомерной классификации АСУП, позволяющая упростить процесс выбора системы управления за счет объединения АСУП со схожими характеристиками качества в отдельные классы.
   
3. 
   Разработан программный комплекс, предназначенный для автоматизации расчетов, выполняемых в ходе проведения оценки качества и классификации многомерных объектов, в том числе АСУП.
   
4. 
   Проведена оценка качества и классификация девятнадцати АСУП для предприятий пищевой промышленности, а также систем управления для лизинговых компаний и SCADA-систем. Даны рекомендации по внедрению АСУП разных классов на предприятиях.
   

Разработанный комплекс задач, построенный на базе предложенных методик комплексной оценки качества и классификации АСУП, использовался для обоснования выбора систем управления в ОАО «Хлебкомплект-сервис», ОАО «Финансовая Лизинговая Компания» и ООО «Конэкс». Полученные в рамках настоящего исследования научные и практические результаты внедрены в учебном процессе МГУПП для студентов специальности 23.01.02 «Автоматизированные системы обработки информации и управления». Имеются соответствующие акты внедрения.
Основные результаты выполненных исследований были представлены на следующих выставках и научных конференциях: VIII Международной научно-практической конференции «Системный анализ в проектировании и управлении», г. Санкт-Петербург, 2004 г.; II, III и IV Всероссийских научно-технических конференциях-выставках «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации», г. Москва, 2004 г., 2005 г. и 2006 г.; XIII Международной научно-практической конференции «Управление организацией: диагностика, стратегия, эффективность», г. Санкт-Петербург,
2005 г.; Ill Международной конференции «Управление технологическими свойствами зерна», г. Москва, 2005 г.; конференции «Автоматизация предприятий агропромышленного комплекса», г. Москва, 2005 г.; Международной научно-практической конференции «Стратегическое управление организацией: теория, методы, практика», г. Санкт-Петербург, 2006 г.; X Международной научно-практической конференции «Системный анализ в проектировании и управлении», г. Санкт-Петербург, 2006 г. По теме диссертации опубликовано десять печатных работ, в том числе получено свидетельство РОСПАТЕНТА об официальной регистрации программы для ЭВМ.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (150 отечественных и зарубежных источников), 11 приложений (38 страниц) и изложена на 231 странице.
В первой главе дан краткий обзор российского рынка АСУП, приводится описание, классификация и сравнение существующих подходов к решению задач оценки их качества и классификации. Выполнена содержательная постановка задачи исследования.
Во второй главе выполнена математическая постановка задачи комплексной оценки качества АСУП; приведено описание методики решения задачи оценки качества АСУП различных фирм-разработчиков, описание иерархической структуры характеристик качества, используемой в рамках предложенной методики для решения задачи оценки качества АСУП; предложен метод повышения согласованности экспертных данных при помощи алгоритмов кластерного анализа.
В третьей главе выполнена математическая постановка задачи классификации АСУП, рассмотрены возможные методы ее решения, дано описание предложенной методики многомерной классификации систем управления различных фирм-разработчиков.
Четвертая глава посвящена разработке комплекса задач «Комплексная оценка качества и классификация многомерных объектов», построенного на основе предложенных методик и предназначенного для автоматизации расчетов, выполняемых в ходе процедур оценки и классификации АСУП, программных продуктов и прочей продукции, характеристики которой могут быть представлены в виде многомерных объектов. В главе приведено описание функциональной модели комплекса задач, модели потоков данных, описывающей процессы обработки данных от момента их поступления в комплекс до выдачи результата пользователю, и информационной модели, содержащей описание объектов базы данных разработанного комплекса.
В пятой главе приводятся результаты комплексной оценки и многомерной классификации девятнадцати АСУП для пищевой промышленности. Для каждой системы управления приведена ее краткая характеристика и результаты внедрения на российских предприятиях. В главе также приводятся результаты применения разработанных методик для решения задач оценки и классификации систем управления для лизинговых компаний и SCADA-систем.