Автоматизированная система управления сетевой инжиниринговой инфраструктурой Редько Сергей Георгиевич
Диссертация - 15у.е., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников
Автореферат - 6 у.е., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья
Редько Сергей Георгиевич. Автоматизированная система управления сетевой инжиниринговой инфраструктурой : ил РГБ ОД 71:0-5/184
Содержание к диссертации
Введение 6
1. Задачи и способы реализации автоматизирован кой системы управления инжиниринговой сети
Ыг Структура инжиниринговой сети 19
1.2. Анализ современных инструментальных средств создания систем управления
1.3. Особенности функционирования инжинирингсети, как объекта управления
1.4. Выводы и постановка задачи 37
2. Разработка принципов и математического обеспечения управления инжиниринговым центром
2.1. Анализ вариантов структуры инжинирингового центра 43
2Л.1. Организационная структура типового элемента инжинирингсети 43
2.1.2. Двухуровневая модель инжинирингового центра 45
2.1.3. Централизованная и децентрализованная структуры 48
2.1.4. Варианты моделей инжинирингового центра в зависимости от ха- рактера связей между уровнями его структуры
Выводы 55
2.2. Учет иерархической структуры инжинирингового центра при решении задач планирования и управления
2.2.1. Описание взаимодействия элементов в двухуровневой иерархиче- ской системе
2.2.2. Назначение планового задания в случае неполной информирование- сти центра о звеньях нижнего уровня
Выводы 69
2.3. Моделирование инжинирингового центра методами теории массового обслуживания
2.3.1. Постановка задачи 70
2.3.2. Идентификация парамеїров модели 70
2.3.3. Модель с п-аееиышм поиском заказом 73
2.3.4. Модель с активным поиском заказов 84
23.5. Обобщенные модели инжинирингового центра с учечом поеледова- тельного выполнения проекта разными подразделениями
2.3.6. Обобщенные модели инжинирингового центра с учетом многопо-менклатурных проектов
Выводы 97
3. Система управления узла инжиниринговой сети 99
3.1. Структура системы управления инжинирингсети 99
3.2. Основные задачи управления инжиниринговым центром 103
3.3. Моделирующий комплекс 107
3.3 J. Структура моделирующего комплекса 107
33.2. Инструментальные средства построения моделей 109
3.3.3. Реализация моделей для задач управления инжиниринговым центром
3.4. Реализация функциональных блоков системы управления 112 3.4.1 Управление проектами 113
3,4.1 Л. Программные средства автоматизации управления проектами 117 3.4.1.2. Структура аппаратно-программного комплекса управления прое тами
3.4.2. Финансовое планирование 127
3.4.3. Учет и управление кадрами 129
3.4.4. Управление документами 132
3.4.5. Финансово-бухгалтерский учет 139
3.4.6. Инструментальные средства проектирования отчетов 147
Выводы 151
4. Информационная система сетевой инжиниринговой инфраструктуры 153
4.J. Основные этапы создания информационной системы 153
4.2Г Типовая информационная система инжинирингового центра 156
4.2.1, Архитектура информационной системы і 57
4.2.2, Структура аппаратно-программного комплекса ИС 162
4.2.3, Спецификации компонентов информационной сие гем ы 165
4.3. Варианты создания ИС инжинирингового центра 184
4.4. Кадровое сопровождение ИС 189
4.4.1. Группа проектирования и развития ИС 190
4.4.2. Группа эксплуатации и администрирования ИС 191
4.5. Формирования заказных объектно-ориентированных баз данных 194
4.5.1, Основные этапы решения поисковой информационной задачи 195
4.5.2, Организация поиска заказной информации 197
Выводы 208
5, Опыт практической реализации автоматизированной системы управления на примере АЦИА
5.1. Система управления Центра наукоемкого инжиниринга СПбГТУ 210
5,1,1. Информационная вычислительная сеть 212
51,2. Информационный банк данных 222
5.1.3, Комплекс прикладных АРМ системы управления 226
5.2. Информационная система сети регионального инжиниринга 253
5.3. Практическое использование полученных результатов при реализации инновационных проектов
5.3.1. Информационная система АСУ ААГ1П им. Сазыкина 259
5.3.2. Информационная сеть НПО "Рубин" 261
5.3.3. Локальная система безналичных платежей на базе пластиковых карт 261 универсама "Южный"
5.3.4. Учебный центр подготовки системных менеджеров в области управлепия проектами (лроскт "Environmental Economics Policy Center ECOS")
5.4. Практическое применение математических моделей на примере ЦПИ 266
5.4.1. Анализ и обработка статистических данных о работе ЦНИ 266
5.4.2. Определение агрегированных параметров системы на примере ЦПИ 267
5.4.3. Моделирование и прогноз на основе разработанных моделей 269
5.4.4. Выбор структуры организаций 270
5.4.5. Выбор параметров моделей 274
Заключение 277
Литература 2S1
Введение к работе
Мировой опыт разлтых и развивающихся стран показывает, что акцент в экономической политике государства и в стратегиях фирм на нововведениях, па их активизации и стимулировании позволяет быстрейшим образом выходить из экономического спада. Наиболее эффективный механизм реализации научно-технических нововведений, подтверждаемый международной экономической практикой - это инжиниринговая инфраструктура центров нововведений. Инжиниринг, как процесс, объединяющий науку, технику, экономику, предпринимательство и управление, представляет собой специфический бизнес, ниша которого у нас в стране в настоящее время не заполнена и во многом не подготовлена jum высокопрофессионального заполнения.
Создание межрегиональной и межотраслевой сети инжиниринговых центров, обеспечивающих разработку и реализацию инновационных проектов, повышение наукоемкости производственной сферы и конкурентоспособное развитие инновационных секторов экономики в регионах страны является основной целью федеральной программы {(Российская инжиниринговая сеть технических нововведении» (Постановление Правительства Российской Федерации от 15 апреля 1994г. N 322 и от 14 декабря 1995г. N 1207) [113]. Государственным заказчиком программы является Министерство экономики Российской Федерации. Разработчиком и исполнительной дирекцией программы является Ассоциация центров инжиниринга и автоматизации, ее головной центр - Центр наукоемкого инжиниринга при Санкт-Петербургском государственном техническом университете.
Мировой опыт разлтых и развивающихся стран показывает, что акцент в экономической политике государства и в стратегиях фирм на нововведениях, па их активизации и стимулировании позволяет быстрейшим образом выходить из экономического спада. Наиболее эффективный механизм реализации научно-технических нововведений, подтверждаемый международной экономической практикой - это инжиниринговая инфраструктура центров нововведений. Инжиниринг, как процесс, объединяющий науку, технику, экономику, предпринимательство и управление, представляет собой специфический бизнес, ниша которого у нас в стране в настоящее время не заполнена и во многом не подготовлена jum высокопрофессионального заполнения.
Создание межрегиональной и межотраслевой сети инжиниринговых центров, обеспечивающих разработку и реализацию инновационных проектов, повышение наукоемкости производственной сферы и конкурентоспособное развитие инновационных секторов экономики в регионах страны является основной целью федеральной программы {(Российская инжиниринговая сеть технических нововведении» (Постановление Правительства Российской Федерации от 15 апреля 1994г. N 322 и от 14 декабря 1995г. N 1207) [113]. Государственным заказчиком программы является Министерство экономики Российской Федерации. Разработчиком и исполнительной дирекцией программы является Ассоциация центров инжиниринга и автоматизации, ее головной центр - Центр наукоемкого инжиниринга при Санкт-Петербургском государственном техническом университете.
Инжиниринговый центр, аккумулирующий лучшие отечественные и зарубежные знания, должен быть способен выступить для заказчика системным гарантом успешной реализации проекта и обеспечить охват полного инновационного цикла: от изучения конъюнктуры рынка конечной продукции проекта, технико-экономического обоснования и разработки до комплексной поставки оборудования., его системной интеграции, сдачи «под ключ» с подготовленным кадровым обеспечением и последующим сервисным обслуживанием.
Создаиасмая в рамках Федеральной программы "Инжтшрингсеть России" межрегиональная и межотраслевая сеть центров наукоемкого инжиниринга является механизмом, обеспечивающим сокращение цикла комплексных нововведений "маркетинг- разработка- поставка "под ключ" - маркетинг" и позволяющим более полно использовать научно-технический потенциал России. Проблемам инжиниринга и формирования в России разветвленной сети Еіаучно-техпических нововведений посвящен ряд научных работ [24,41,114]. Основные принципы построения инжиниринговых сетей сформулированы п работах В.Г. Колосова и ученых его школы [58-62].
Основу создаваемой инновационной инфраструктуры должен составить комплекс взаимосвязанных составляющих, обеспечивающих реализацию инновационной деятельности, В числе главных инфраструктурных составляющих должны быть созданы, развиты и обеспечены ресурсами [125];
- кадровая составляющая, представленная профессионально подготовленными и имеющими опыт практической инновационной деятельности руководителями проектов"
- информационная составляющая, представленная социо-техническими аппаратно-программными комплексами, обеспечивающими для руководителей проектов базу оперативных и достоверных данных, необходимых для реализации проекта;
- инструментальная составляющая, представленная аппаратно- программными комплексами, обеспечивающими автоматизацию всех этапов процесса реализации инновационного проекта-заказа: маркетинг, технико- экономическое обоснование, организация временного коллектива, разработка, комплектная поставка оборудования, подготовка персонала, сдача «под ключ», сертификация, сервисное обслуживание.
Сегодняшний уровень реализации инновационных составляющих & России существенно уступает уровню передовых стран и не удовлетворяет требованиям этана выхода из кризиса и стабилизации. Это обуславливает необходимость научной проработки вопросов, связанных с решением следующих основных задач.
Во-первых, должна быть создана на базе локальных и глобальных вычислительных сетей система информационного обеспечения, обслуживающая руководителей комплексных проектов и их команды, как инструментальная система для оперативного формирования базы дапт х, необходимой для реализации "под ключ" конкретного проекта. Особое внимание следует уделить инвариантности информационяой подсистемы для инжиниринговых инфраструктур различного назначения.
Информационная система сетевой инжиниринговой инфраструктуры обслуживает руководителей инжиниринговых центров, менеджеров проектов и их команды в части баз данных, позволяющих оперативно провести анализ мировых достижении (знаний, технологий, оборудования) и определить наилучшим образом подходящие из них для использования в данном конкретном случае. Число научных работ, посвященных проблемам создания и исследования современных информационных систем, достаточно велико [47,49,52,54,65,127]. В то же время информационная система инжинирингсети имеет ряд существенных особенностей, требующих специального исследования. Фактически информационная подсистема является обслуживающим механизмом (преобразователем), предназначенным для оперативного получения достоверных данных по заказу руководителя или менеджера проекта. Такая задача может быть решена только социо-технической информационной системой.
Во-вторых, должна быть сформирована система управления, обслуживающая руководителей комплексных инновационных проектов в части автоматизации (компьютеризации) их труда на различных этапах процесса реализации проекта. Автоматизированная система управления обеспечивает общесистем нос управление инжиниринговой инфраструктурой согласует и координирует мероприятия при реализации конкретных проектов, непрерывно и гармонично развивает все подразделения отдельного центра и центров сети в целом. В состав этой инструментальной интегрированной компьютеризированной системы входят блоки: управления проектами, финансового анализа и планирования, организации маркетинга, моделирования сложных систем, принятия решений и др. Основой лля организации системы управления является информационная локальная и глобальная вычислительная сеть, содержатся программное обеспечение для согласованной работы всего коллектива структуры и принятия коллективных решений,
В связи с тем, что задача управления проектами является центральной в общей структуре задач управления центром, то именно на ее решение должно быть направлено функционирование всех остальных блоков системы управления инжинирингового центра. При этом необходимо учитывать, что в инжиниринговом центре могут выполняться одновременно несколько проектов и сам центр может выступать, как в качестве ведущего проект, так и в качестве его соисполнителя (контрагента). Общие вопросы управления проектами, а также проблемы выбора аппаратных и программных средств управления проектами рассматриваются в целом ряде работ отечественных и зарубежных авторов [36,45,84 86,137].
В третьих, необходимо развитие научно обоснованных систем и методов управления, учитывающих иерархическую структуру инжиниринговых центров и сети в целом, их социо-техиический характер, активность элементов, психологические аспекты поведения участников, отсутствие полной информации и т.д. Разработке методов описания и анализа многоуровневых организационных систем посвящены работы А.А, Первозванского [S3], В.Н. Буркова [14], Меса-ровича М., Мако Д., Такахара И: [72] и других [3,6,22,-10,42,47], При постановке задач управления в подобных системах обычно придерживаются следующих Ї іредио ложений:
— для успешной работы системы необходимо, чтобы цели (задачи) ее подсистем были согласованы между собой;
- центр осуществляет управление нижним уровнем, главным образом, за счет распределения между подразделениями ресурса (финансы, оборудование), необходимого для реализации проектов, или .экономических мер (штрафы, поощрения и т.д.).
Математические модели для совпадения (как и антагонизма) интересов сторон достаточно хорошо разработаны и могут быть использованы при принятии решений, но они довольно редко встречаются в проверенном, не альтернативном виде на практике. Наиболее частыми являются ситуации, в которых интересы участников не совпадают, хотя и не носят антагонистический характер. В таких моделях недостаточно учитывается значение административного воздействия центра на подчиненные ему структуры, которое однако также может являться рычагом управления. Для научного обоснования принятия управленческих решений часто используются модели на базе теории массового обслуживания. Однако в большинстве случаев их решение получено для установившегося режима функционирования системы.
Указанные выше системы являются, прежде всего, социогехническими комплексами. Поэтому необходимо решение задач их кадрового сопровождения и соответствующая подготовка отечественных специалистов-менеджеров, обеспечивающих реализацию инновационных проеісгов "под ключ". Успешно руководить динамическим процессом реализации проектов способны лишь системные лидеры, научно-технические достижения которых состоят не в получении новых специальных знаний, а в оптимальной интеграции (соединении) знаний, полученных другими различными научными школами. Здесь требуется свой особый научный фундамент системщика, организующего слаженную ра-богу различных ученых-специалистов. Руководитель комплексного инновационного проекта в инжиниринговом центре не заменяет специалистов различных областей знаний, а соединяет их, загружая работой временный коллектив сие циалистои, сформированный для реализации "под ключ" конкретного инновационного проекта. Решение згой кадровой проблемы должно развиваться в общем комплексе задач создания аппаратно-программных лодсисчем инжиниринговой сети [25?2б].
Из вышеизложенного следует актуальность решения проблемы развития научно обоснованных методов принятия управленческих решений, как впервые решаемой проблемы ;шя нового (ранее не существовавшего) объекта - многоуровневой системы типа инжиниринговой сети.
Целью диссертационной работы является разработка и исследование автоматизированной системы управления новой (ранее не существовавшей) сетевой территориально распределенной инжиниринговой инфраструктурой, обеспечивающей принятие эффективных управленческих решений при одновременной реализации пакета проектов.
В первой главе рассматривается структура инжиниринговой сети. Дано описание ее федерального и регионального уровней, а также типовая организационная сгруктура инжинирингового центра, включающая руководство, комплекс универсального инжиниринга и один или несколько комплексов специализированного инжиниринга, направления деятельности которых определяются условиями конкретного центра.
Проведен анализ существующих зарубежных и отечественных инструментальных средств разработки корпоративных информационных систем и систем управления уровня предприятия, а также применяемых аппаратно-программных средств и состава реализуемых функций управлення. Сформулированы основные особенности функционирования инжиниринговой сети, как объекта управлення. В заключение главы определен перечень задач, подлежащих решению в диссертационной работе.
Во второй главе решаются задачи, связанные с разработкой принципов и математического обеспечения управления инжиниринговым центром. Инжиниринговая фирма рассматривается, как социо-техническая система, состоящая из центра, осуществляющего управление, и подразделений нижестоящего уровня иерархии. Рассмотрены функции элементов системы и способы управления. Различные виды моделей инжинирингового центра систематизированы по характеру взаимодействий между уровнями-, административные отношения; финансовые отношения; отношения при поиске заказов. Дано описание соответствующих моделей и методов управления.
Предложена двухуровневая математическая модель центра и на ее основе сформулирована следующая задача планирования: установить плановые ограничения, позволяющие получить максимум критериальной функции, в качестве которой используется математическое ожидание суммарного дохода. Разработана процедура назначения планового задания, позволяющий существенно повысить эффективность управления в случае неполной информированности руководства о целевых функциях подразделений нижнего уровня.
Далее во второй главе рассматриваются модели финансово-экономической деятельности инжинирингового центра. Подразделения рассмотрены, как системы, занятые выполнением потока заказов (договоров), и описаны в терминах теории массового обслуживания. Разработаны обобщенные модели инжинирингового центра с учетом последовательного выполнения проекта разными подразделениями и многономснклатурности проектов. Для этих моделей получены дифференциальные уравнения для вероятностей различных состояний системы. Аналитическое решение этих уравнений использовано для определения основных вероятностных характеристик системы: математического ожидания дохода, полученного от выполнения договоров, и дисперсии дохода,
В третьей главе исследуются вопросы создания типовой системы управления инжинирингового центра. Структура управления инжиниринговой сетью представлена в виде трехуровневой иерархической системы, в которой выделены информационная система, формирующая распределенную базу данных, и управляющая сеть, обеспечивающая управление реализацией проектов как внутри отдельных инжиниринговых центров, так и совместно несколькими центрами сети.
Предложена структура управления инжиниринічлшм центром, включающая пять основных блоков: объект управления, ресурсы, информационную систему, набор моделей и аппаратно-программный комплекс, реализующий основные прикладные функциональные блоки. Задачи управления разделены на две группы: оперативное управление и стратегическое управление. Стратегическое управление в основном заключается в постановке глобальных целей и перераспределении ресурсов для их достижения, а оперативное управление — в прямом воздействии на объект.
Задачи оперативного управления структурированы на следующие основные группы: управление проектами, финансовое планирование, учет и управление кадрами, финансово-бухгалтерский учет, управление документами, включая средства поддержки коллективной работы. Для каждой из перечисленных групп задач предложены типовые функциональные схемы их реализации. Полученные функциональные схемы доведены до практической реализации в виде аппаратно-программного комплекса АРМ, включающего инвариантное ядро и средства адаптации к условиям конкретного инжинирингового центра.
В четвертой главе исследуются вопросы создания информационной системы, охватывающей все уровни инжиниринговой сети. Определены основные этапы создания и предложена структура типовой ИС инжинирингового центра. Архитектура ИС инжинирингового центра реализуется с использованием Web-технологии в виде трехуровневой модели «клиент-сервер» с сохранением, там где это экономически целесообразно, элементов архитектуры «файл-сервер». Разработана структура аппаратно-программного комплекса информационной системы и предложены типовые спецификации ее общесистемных, базовых и прикладных компонентов.
Рассмотрено несколько известных альтернативных вариантов создаївія и развития информационной системы, как объекта инвестиций, направляемых на развитие инжиниринговою центра, основанных на выборе момента начала инвестиций іі новую информационную технологию и способе ее реализации (собственные силы, покупка готовой системы, смешанный вариант). Определены наиболее предпочтительные из них для центров инжиииришеети. С учетом выбранного варианта создания ИС определены состав, структура и функции се кадрового сопровождения,
В заключение главы исследуются вопросы взаимодействия ИС инжинирингового центра с внешними информационными банками данных и интеграции БД центров инжиниринговой сети. Рассмотрена современная структура мировых информационных ресурсов и определены основные этапы поиска заказной информации во внепіних информационных банках данных. Предложена методика формирования заказных объектно-ориентированных баз данных под конкретные проекты и структура аішаратно-ітрограммного комплекса для ее реализации внутри инжинирингового центра, основанные на использовании современных поисковых средств и технологий lateraet.
В пятой главе рассматриваются результаты практического применения проведенных исследований.
Первая часть главы посвящена вопросам создания и развития автоматизированной системы управления ЦНИ СП6ТТУ и информационной системы сети регионального инжиниринга (г. Санкт-Петербург). Здесь в 1995-1998гт. реализована информационная вычислительная сеть, локальный уровень которой охватывает структурные подразделения ЦНИ в главном здании СПбГТУ, Глобальный уровень реализован в рамках FDDI-кольца компаний RUSMet, Система управления ЦНИ реализована в виде совокупности АРМ, объединенных в унифицированный настраиваемый комплекс "АРМ руководителя"- Дано описание и процедуры настройки отдельных функциональных АРМ (аналитический блок, планово-финансовый блок, управление работой групп, средства автоматизации документооборота, персональный информационный менеджер, администрирование системы), входящих в состав комплекса.
Во второй части главы рассматриваются результаты практического использования разработанных типовых элементов системы управления и информационной системы при реализации коммерческих проектов па предприятиях РФ: АСУ ЛЛІШ им. Сазыкина (г, Арсемьев), информационная сеть НПО "Рубин (г. Санкт-Петербург), АРМ процессии го во го центра платежной системы на основе пластиковых карт универсама "Южный" (г. Санкт-Петербург) и др.
В заключение главы даны результаты практического применения разработанных математических моделей на примере АСУ ЦНИ. Проиллюстрирована возможность использования разработанных моделей для решения задач прогноза, выбора структуры организации и ее отдельных параметров.
Научная новизна работы- Представленная на защиту диссертация является обобщением проведенных автором исследований и разработок, в результате которых впервые решена научная проблема создания и развития автоматизированных систем управления инжиниринговыми центрами, как новым (ранее не существовавшим) социо-техническим объектом, дающих возможность повысить эффективность управления как отдельными инжиниринговыми центрами, так и сетью в целом, снизить в 2-5 раз затраты при реализации проектов в центрах инжиниринговой сети, имеющая большое народно-хозяйственное значение для повышения инновационной активности при восстановлении и развитии реального сектора экономики.
Конкретные результаты, обладающие новизной, заключаются в следующем:
1. Исследованы особенности задачи планирования в инжиниринговом центре, как системе с неантагонистическими интересами сторон, связанные со степенью информированности участников системы, на базе построенной двухуровневой иерархической математической модели, основанной на разделении инжиниринговой организации на центр (осуществляющий руководство) и подразделения (исполнители), являющиеся звеньями нижнего по отношению к центру уровня. Модель включает описание взаимодействия между центром и звеньями нижнего уровня иерархии; поведения исполнителей (подразделений инжинирингового центра) в зависимости от иеличины назначаемого руководством центра планового задания: ограничения, наложенные на работу подразделений; условия их выполнения и позволяет повысить качество работы системы с помощью оперативной перестройки ее структуры,
2. Разработаны принципы назначения оптимального планового задания в смысле максимума получаемого среднего дохода, дня случая неполной информированности руководства о подразделениях нижнего уровня. Разработанные принципы основаны на установлении плановых ограничений, отыскании оптимального плана и приближение к нему снизу, что обеспечивает получение дополнительного дохода. В качестве критериальной функции используется математическое ожидание дохода центра за определенный промежуток времени.
3. Введены и исследованы понятия пассивный и активный поиск заказов. Предложено математическое моделирование финансово-экономической деятельности инжиниринговой фирмы с учетом способа поиска заказов - пассивного или активного, характера заказов - однотипных или различных и способа их выполнения - одним или несколькими подразделениями, основанное на описании подразделений в терминах теории массового обслуживания как систем, занятых выполнением потока заказов. Получены дифференциальные уравнения для вероятностей различных состояний системы- Аналитические решения этих уравнении использованы для нахождения основных вероятностных характеристик финансового состояния моделируемой системы. Предложенная модель обеспечивает решение задач прогноза поведения среднего суммарного дохода за интересующий период времени и эффективного распределения средств руководством центра между различными статьями расходов организации.
4. Разработан типовой аппаратно-программный комплекс системы управления узла инжиниринговой сети как нового объекта управления, базирующийся на использовании принципов функциональной полноты, т,е, состав решаемых задач должен удовлетворять условиям различных инжиниринпэвых цен трон сети, и модульности, т.е. возможности постепенного внедрения и наращивания состава решаемых задач для каждого прикладного блока. Полученные функциональные схемы доведены до практической реализации в виде аппаратно-программного комплекса АРМ, включающего инвариантное ядро и средегва адаптации к условиям конкретного инжиниринговою центра,
5. Разработан типовой аппаратно-программный комплекс информационной системы инжиниринговой сети, базирующийся на трехуровневой модели «клиент-сервер» с использованием Web-технологии с сохранением, там где УТО экономически целесообразно, элементов архитектуры «файл-сервер». Предложены способы реализации ИС (собственные силы, покупка готовой системы, смешанный вариант), учитывающие различные варианты инвестиционной политики, основанные на выборе момента начала инвестиций в новую информационную технологию.
6. Формализована задача поиска заказной информации, разработана методика формирования заказных объектно-ориентированных баз данных под конкретные проекты и структура аппаратно-программного комплекса для ее реализации внутри инжинирингового центра, основанные на использовании современных поисковых средств и технологий Internet, позволяющие решать информационные поисковые задачи конечным пользователям и сократить в 2-4 раза затраты при их выполнении.
Практическая значимость полученных результатов. Использование результатов диссертационной работы повышает эффективность управления как отдельными инжиниринговыми центрами, так и сетью в целом. Типовая структура аппаратно-программного комплекса системы управления и информационной системы лает возможность снизить в 2-5 раз затраты при ее реализации в центрах инжиниринг овой сети.
Интерпретация используемых параметров в форме, принятой в планово-экономических подразделениях, позволяет применять разработанные матема тические модели для получения характеристик и прогноза работы инжиниринговой фирмы.
Применение разработанной методики формирования заказных баз данных позволяет существенно сократить время и повысить эффективность реализации инжиниринговых проектов.
Результаты работы реализованы в ходе выполнения федеральной инновационной программы "Российская инжиниринговая сеть технических нововведений" (1993 - 1998 г.г.), а также международных проектов "Environmental Economics Policy Center ECOS" (программа TliMFUS TACIS, T-JEP-08572-94, 1994-1997 r.n), "Umbrella Project of Establishment and Development of the International Network Tiifrastructure (UPEDINI)" (программа Ьвропейского Сообщества TACIS PCP3/GR-5-R контракт N 98/0228, 1998-1999г.г.), "Совместное инно-вационно-иввестнциоішое развитие государств участников СНГ" (1998-1999г.г.). В настоящее время осуществляется тиражирование полученных результатов по центрам Инжинирингсети России.
оборудования., его системной интеграции, сдачи «под ключ» с подготовленным кадровым обеспечением и последующим сервисным обслуживанием.
Создаиасмая в рамках Федеральной программы "Инжтшрингсеть России" межрегиональная и межотраслевая сеть центров наукоемкого инжиниринга является механизмом, обеспечивающим сокращение цикла комплексных нововведений "маркетинг- разработка- поставка "под ключ" - маркетинг" и позволяющим более полно использовать научно-технический потенциал России. Проблемам инжиниринга и формирования в России разветвленной сети Еіаучно-техпических нововведений посвящен ряд научных работ [24,41,114]. Основные принципы построения инжиниринговых сетей сформулированы п работах В.Г. Колосова и ученых его школы [58-62].
Основу создаваемой инновационной инфраструктуры должен составить комплекс взаимосвязанных составляющих, обеспечивающих реализацию инновационной деятельности, В числе главных инфраструктурных составляющих должны быть созданы, развиты и обеспечены ресурсами [125];
кадровая составляющая, представленная профессионально подготовленными и имеющими опыт практической инновационной деятельности руководителями проектов"
информационная составляющая, представленная социо-техническими аппаратно-программными комплексами, обеспечивающими для руководителей проектов базу оперативных и достоверных данных, необходимых для реализации проекта;
- инструментальная составляющая, представленная аппаратно- программными комплексами, обеспечивающими автоматизацию всех этапов процесса реализации инновационного проекта-заказа: маркетинг, технико- экономическое обоснование, организация временного коллектива, разработка, комплектная поставка оборудования, подготовка персонала, сдача «под ключ», сертификация, сервисное обслуживание.
Сегодняшний уровень реализации инновационных составляющих & России существенно уступает уровню передовых стран и не удовлетворяет требованиям этана выхода из кризиса и стабилизации. Это обуславливает необходимость научной проработки вопросов, связанных с решением следующих основных задач.
Во-первых, должна быть создана на базе локальных и глобальных вычислительных сетей система информационного обеспечения, обслуживающая руководителей комплексных проектов и их команды, как инструментальная система для оперативного формирования базы дапт х, необходимой для реализации "под ключ" конкретного проекта. Особое внимание следует уделить инвариантности информационяой подсистемы для инжиниринговых инфраструктур различного назначения.
Информационная система сетевой инжиниринговой инфраструктуры обслуживает руководителей инжиниринговых центров, менеджеров проектов и их команды в части баз данных, позволяющих оперативно провести анализ мировых достижении (знаний, технологий, оборудования) и определить наилучшим образом подходящие из них для использования в данном конкретном случае. Число научных работ, посвященных проблемам создания и исследования современных информационных систем, достаточно велико [47,49,52,54,65,127]. В то же время информационная система инжинирингсети имеет ряд существенных особенностей, требующих специального исследования. Фактически информационная подсистема является обслуживающим механизмом (преобразователем), предназначенным для оперативного получения достоверных данных по заказу руководителя или менеджера проекта. Такая задача может быть решена только социо-технической информационной системой.
Во-вторых, должна быть сформирована система управления, обслуживающая руководителей комплексных инновационных проектов в части автоматизации (компьютеризации) их труда на различных этапах процесса реализации проекта. Автоматизированная система управления обеспечивает общесистем
нос управление инжиниринговой инфраструктурой согласует и координирует мероприятия при реализации конкретных проектов, непрерывно и гармонично развивает все подразделения отдельного центра и центров сети в целом. В состав этой инструментальной интегрированной компьютеризированной системы входят блоки: управления проектами, финансового анализа и планирования, организации маркетинга, моделирования сложных систем, принятия решений и др. Основой лля организации системы управления является информационная локальная и глобальная вычислительная сеть, содержатся программное обеспечение для согласованной работы всего коллектива структуры и принятия коллективных решений,
В связи с тем, что задача управления проектами является центральной в общей структуре задач управления центром, то именно на ее решение должно быть направлено функционирование всех остальных блоков системы управления инжинирингового центра. При этом необходимо учитывать, что в инжиниринговом центре могут выполняться одновременно несколько проектов и сам центр может выступать, как в качестве ведущего проект, так и в качестве его соисполнителя (контрагента). Общие вопросы управления проектами, а также проблемы выбора аппаратных и программных средств управления проектами рассматриваются в целом ряде работ отечественных и зарубежных авторов [36,45,84 86,137].
В третьих, необходимо развитие научно обоснованных систем и методов управления, учитывающих иерархическую структуру инжиниринговых центров и сети в целом, их социо-техиический характер, активность элементов, психологические аспекты поведения участников, отсутствие полной информации и т.д. Разработке методов описания и анализа многоуровневых организационных систем посвящены работы А.А, Первозванского [S3], В.Н. Буркова [14], Меса-ровича М., Мако Д., Такахара И: [72] и других [3,6,22,-10,42,47], При постановке задач управления в подобных системах обычно придерживаются следующих ї іредио ложений:
)
— для успешной работы системы необходимо, чтобы цели (задачи) ее подсистем были согласованы между собой;
- центр осуществляет управление нижним уровнем, главным образом, за счет распределения между подразделениями ресурса (финансы, оборудование), необходимого для реализации проектов, или .экономических мер (штрафы, поощрения и т.д.).
Математические модели для совпадения (как и антагонизма) интересов сторон достаточно хорошо разработаны и могут быть использованы при принятии решений, но они довольно редко встречаются в проверенном, не альтернативном виде на практике. Наиболее частыми являются ситуации, в которых интересы участников не совпадают, хотя и не носят антагонистический характер. В таких моделях недостаточно учитывается значение административного воздействия центра на подчиненные ему структуры, которое однако также может являться рычагом управления. Для научного обоснования принятия управленческих решений часто используются модели на базе теории массового обслуживания. Однако в большинстве случаев их решение получено для установившегося режима функционирования системы.
Указанные выше системы являются, прежде всего, социогехническими комплексами. Поэтому необходимо решение задач их кадрового сопровождения и соответствующая подготовка отечественных специалистов-менеджеров, обеспечивающих реализацию инновационных проеісгов "под ключ". Успешно руководить динамическим процессом реализации проектов способны лишь системные лидеры, научно-технические достижения которых состоят не в получении новых специальных знаний, а в оптимальной интеграции (соединении) знаний, полученных другими различными научными школами. Здесь требуется свой особый научный фундамент системщика, организующего слаженную ра-богу различных ученых-специалистов. Руководитель комплексного инновационного проекта в инжиниринговом центре не заменяет специалистов различных областей знаний, а соединяет их, загружая работой временный коллектив сие
циалистои, сформированный для реализации "под ключ" конкретного инновационного проекта. Решение згой кадровой проблемы должно развиваться в общем комплексе задач создания аппаратно-программных лодсисчем инжиниринговой сети [25?2б].
Из вышеизложенного следует актуальность решения проблемы развития научно обоснованных методов принятия управленческих решений, как впервые решаемой проблемы ;шя нового (ранее не существовавшего) объекта - многоуровневой системы типа инжиниринговой сети.
Целью диссертационной работы является разработка и исследование автоматизированной системы управления новой (ранее не существовавшей) сетевой территориально распределенной инжиниринговой инфраструктурой, обеспечивающей принятие эффективных управленческих решений при одновременной реализации пакета проектов.
В первой главе рассматривается структура инжиниринговой сети. Дано описание ее федерального и регионального уровней, а также типовая организационная сгруктура инжинирингового центра, включающая руководство, комплекс универсального инжиниринга и один или несколько комплексов специализированного инжиниринга, направления деятельности которых определяются условиями конкретного центра.
Проведен анализ существующих зарубежных и отечественных инструментальных средств разработки корпоративных информационных систем и систем управления уровня предприятия, а также применяемых аппаратно-программных средств и состава реализуемых функций управлення. Сформулированы основные особенности функционирования инжиниринговой сети, как объекта управлення. В заключение главы определен перечень задач, подлежащих решению в диссертационной работе.
Во второй главе решаются задачи, связанные с разработкой принципов и математического обеспечения управления инжиниринговым центром. Инжиниринговая фирма рассматривается, как социо-техническая система, состоящая из
центра, осуществляющего управление, и подразделений нижестоящего уровня иерархии. Рассмотрены функции элементов системы и способы управления. Различные виды моделей инжинирингового центра систематизированы по характеру взаимодействий между уровнями-, административные отношения; финансовые отношения; отношения при поиске заказов. Дано описание соответствующих моделей и методов управления.
Предложена двухуровневая математическая модель центра и на ее основе сформулирована следующая задача планирования: установить плановые ограничения, позволяющие получить максимум критериальной функции, в качестве которой используется математическое ожидание суммарного дохода. Разработана процедура назначения планового задания, позволяющий существенно повысить эффективность управления в случае неполной информированности руководства о целевых функциях подразделений нижнего уровня.
Далее во второй главе рассматриваются модели финансово-экономической деятельности инжинирингового центра. Подразделения рассмотрены, как системы, занятые выполнением потока заказов (договоров), и описаны в терминах теории массового обслуживания. Разработаны обобщенные модели инжинирингового центра с учетом последовательного выполнения проекта разными подразделениями и многономснклатурности проектов. Для этих моделей получены дифференциальные уравнения для вероятностей различных состояний системы. Аналитическое решение этих уравнений использовано для определения основных вероятностных характеристик системы: математического ожидания дохода, полученного от выполнения договоров, и дисперсии дохода,
В третьей главе исследуются вопросы создания типовой системы управления инжинирингового центра. Структура управления инжиниринговой сетью представлена в виде трехуровневой иерархической системы, в которой выделены информационная система, формирующая распределенную базу данных, и управляющая сеть, обеспечивающая управление реализацией проектов как
внутри отдельных инжиниринговых центров, так и совместно несколькими центрами сети.
Предложена структура управления инжиниринічлшм центром, включающая пять основных блоков: объект управления, ресурсы, информационную систему, набор моделей и аппаратно-программный комплекс, реализующий основные прикладные функциональные блоки. Задачи управления разделены на две группы: оперативное управление и стратегическое управление. Стратегическое управление в основном заключается в постановке глобальных целей и перераспределении ресурсов для их достижения, а оперативное управление — в прямом воздействии на объект.
Задачи оперативного управления структурированы на следующие основные группы: управление проектами, финансовое планирование, учет и управление кадрами, финансово-бухгалтерский учет, управление документами, включая средства поддержки коллективной работы. Для каждой из перечисленных групп задач предложены типовые функциональные схемы их реализации. Полученные функциональные схемы доведены до практической реализации в виде аппаратно-программного комплекса АРМ, включающего инвариантное ядро и средства адаптации к условиям конкретного инжинирингового центра.
В четвертой главе исследуются вопросы создания информационной системы, охватывающей все уровни инжиниринговой сети. Определены основные этапы создания и предложена структура типовой ИС инжинирингового центра. Архитектура ИС инжинирингового центра реализуется с использованием Web-технологии в виде трехуровневой модели «клиент-сервер» с сохранением, там где это экономически целесообразно, элементов архитектуры «файл-сервер». Разработана структура аппаратно-программного комплекса информационной системы и предложены типовые спецификации ее общесистемных, базовых и прикладных компонентов.
Рассмотрено несколько известных альтернативных вариантов создаївія и развития информационной системы, как объекта инвестиций, направляемых на
развитие инжиниринговою центра, основанных на выборе момента начала инвестиций іі новую информационную технологию и способе ее реализации (собственные силы, покупка готовой системы, смешанный вариант). Определены наиболее предпочтительные из них для центров инжиииришеети. С учетом выбранного варианта создания ИС определены состав, структура и функции се кадрового сопровождения,
В заключение главы исследуются вопросы взаимодействия ИС инжинирингового центра с внешними информационными банками данных и интеграции БД центров инжиниринговой сети. Рассмотрена современная структура мировых информационных ресурсов и определены основные этапы поиска заказной информации во внепіних информационных банках данных. Предложена методика формирования заказных объектно-ориентированных баз данных под конкретные проекты и структура аішаратно-ітрограммного комплекса для ее реализации внутри инжинирингового центра, основанные на использовании современных поисковых средств и технологий lateraet.
В пятой главе рассматриваются результаты практического применения проведенных исследований.
Первая часть главы посвящена вопросам создания и развития автоматизированной системы управления ЦНИ СП6ТТУ и информационной системы сети регионального инжиниринга (г. Санкт-Петербург). Здесь в 1995-1998гт. реализована информационная вычислительная сеть, локальный уровень которой охватывает структурные подразделения ЦНИ в главном здании СПбГТУ, Глобальный уровень реализован в рамках FDDI-кольца компаний RUSMet, Система управления ЦНИ реализована в виде совокупности АРМ, объединенных в унифицированный настраиваемый комплекс "АРМ руководителя"- Дано описание и процедуры настройки отдельных функциональных АРМ (аналитический блок, планово-финансовый блок, управление работой групп, средства автоматизации документооборота, персональный информационный менеджер, администрирование системы), входящих в состав комплекса.
Во второй части главы рассматриваются результаты практического использования разработанных типовых элементов системы управления и информационной системы при реализации коммерческих проектов па предприятиях РФ: АСУ ЛЛІШ им. Сазыкина (г, Арсемьев), информационная сеть НПО "Рубин (г. Санкт-Петербург), АРМ процессии го во го центра платежной системы на основе пластиковых карт универсама "Южный" (г. Санкт-Петербург) и др.
В заключение главы даны результаты практического применения разработанных математических моделей на примере АСУ ЦНИ. Проиллюстрирована возможность использования разработанных моделей для решения задач прогноза, выбора структуры организации и ее отдельных параметров.
Научная новизна работы- Представленная на защиту диссертация является обобщением проведенных автором исследований и разработок, в результате которых впервые решена научная проблема создания и развития автоматизированных систем управления инжиниринговыми центрами, как новым (ранее не существовавшим) социо-техническим объектом, дающих возможность повысить эффективность управления как отдельными инжиниринговыми центрами, так и сетью в целом, снизить в 2-5 раз затраты при реализации проектов в центрах инжиниринговой сети, имеющая большое народно-хозяйственное значение для повышения инновационной активности при восстановлении и развитии реального сектора экономики.
Конкретные результаты, обладающие новизной, заключаются в следующем:
1. Исследованы особенности задачи планирования в инжиниринговом центре, как системе с неантагонистическими интересами сторон, связанные со степенью информированности участников системы, на базе построенной двухуровневой иерархической математической модели, основанной на разделении инжиниринговой организации на центр (осуществляющий руководство) и подразделения (исполнители), являющиеся звеньями нижнего по отношению к центру уровня. Модель включает описание взаимодействия между центром и
звеньями нижнего уровня иерархии; поведения исполнителей (подразделений инжинирингового центра) в зависимости от иеличины назначаемого руководством центра планового задания: ограничения, наложенные на работу подразделений; условия их выполнения и позволяет повысить качество работы системы с помощью оперативной перестройки ее структуры,
Разработаны принципы назначения оптимального планового задания в смысле максимума получаемого среднего дохода, дня случая неполной информированности руководства о подразделениях нижнего уровня. Разработанные принципы основаны на установлении плановых ограничений, отыскании оптимального плана и приближение к нему снизу, что обеспечивает получение дополнительного дохода. В качестве критериальной функции используется математическое ожидание дохода центра за определенный промежуток времени.
Введены и исследованы понятия пассивный и активный поиск заказов. Предложено математическое моделирование финансово-экономической деятельности инжиниринговой фирмы с учетом способа поиска заказов - пассивного или активного, характера заказов - однотипных или различных и способа их выполнения - одним или несколькими подразделениями, основанное на описании подразделений в терминах теории массового обслуживания как систем, занятых выполнением потока заказов. Получены дифференциальные уравнения для вероятностей различных состояний системы- Аналитические решения этих уравнении использованы для нахождения основных вероятностных характеристик финансового состояния моделируемой системы. Предложенная модель обеспечивает решение задач прогноза поведения среднего суммарного дохода за интересующий период времени и эффективного распределения средств руководством центра между различными статьями расходов организации.
Разработан типовой аппаратно-программный комплекс системы управления узла инжиниринговой сети как нового объекта управления, базирующийся на использовании принципов функциональной полноты, т,е, состав решаемых задач должен удовлетворять условиям различных инжиниринпэвых цен
трон сети, и модульности, т.е. возможности постепенного внедрения и наращивания состава решаемых задач для каждого прикладного блока. Полученные функциональные схемы доведены до практической реализации в виде аппаратно-программного комплекса АРМ, включающего инвариантное ядро и средегва адаптации к условиям конкретного инжиниринговою центра,
Разработан типовой аппаратно-программный комплекс информационной системы инжиниринговой сети, базирующийся на трехуровневой модели «клиент-сервер» с использованием Web-технологии с сохранением, там где уто экономически целесообразно, элементов архитектуры «файл-сервер». Предложены способы реализации ИС (собственные силы, покупка готовой системы, смешанный вариант), учитывающие различные варианты инвестиционной политики, основанные на выборе момента начала инвестиций в новую информационную технологию.
Формализована задача поиска заказной информации, разработана методика формирования заказных объектно-ориентированных баз данных под конкретные проекты и структура аппаратно-программного комплекса для ее реализации внутри инжинирингового центра, основанные на использовании современных поисковых средств и технологий Internet, позволяющие решать информационные поисковые задачи конечным пользователям и сократить в 2-4 раза затраты при их выполнении.
Практическая значимость полученных результатов. Использование результатов диссертационной работы повышает эффективность управления как отдельными инжиниринговыми центрами, так и сетью в целом. Типовая структура аппаратно-программного комплекса системы управления и информационной системы лает возможность снизить в 2-5 раз затраты при ее реализации в центрах инжиниринг овой сети.
Интерпретация используемых параметров в форме, принятой в планово-экономических подразделениях, позволяет применять разработанные матема
тические модели для получения характеристик и прогноза работы инжиниринговой фирмы.
Применение разработанной методики формирования заказных баз данных позволяет существенно сократить время и повысить эффективность реализации инжиниринговых проектов.
Результаты работы реализованы в ходе выполнения федеральной инновационной программы "Российская инжиниринговая сеть технических нововведений" (1993 - 1998 г.г.), а также международных проектов "Environmental Economics Policy Center ECOS" (программа TliMFUS TACIS, T-JEP-08572-94, 1994-1997 r.n), "Umbrella Project of Establishment and Development of the International Network Tiifrastructure (UPEDINI)" (программа Ьвропейского Сообщества TACIS PCP3/GR-5-R контракт N 98/0228, 1998-1999г.г.), "Совместное инно-вационно-иввестнциоішое развитие государств участников СНГ" (1998-1999г.г.). В настоящее время осуществляется тиражирование полученных результатов по центрам Инжинирингсети России.
