Інформаційні та математичні моделі корпоративної автоматизованої системи управління регіонального аграрного університетського центру

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

УДК 681.326:681.5

ІНФОРМАЦІЙНІ ТА МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ КОРПОРАТИВНОЇ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ РЕГІОНАЛЬНОГО АГРАРНОГО УНІВЕРСИТЕТСЬКОГО ЦЕНТРУ

05.13.06 - Інформаційні технології

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Січко Тетяна Василівна

Київ - 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі економічної кібернетики Вінницького державного аграрного університету

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Міхайленко Віктор Мефодійович, Київський національний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, професор кафедри прикладної математики

Офіційні опоненти:доктор технічних наук, професор Доровський Володимир Олексійович, Європейський університет, м. Київ, Міністерства освіти і науки України, професор кафедри інформаційних систем та технологій

доктор технічних наук, професор Поколенко Вадим Олегович, Київський національний університет будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, професор кафедри менеджменту в будівництві

Захист відбудеться " 24 " грудня 2009 року о 12 00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.01 у Київському національному університеті будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України за адресою: 03680, м. Київ-37, Повітрофлотський пр., 31, ауд. 466.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету будівництва і архітектури за адресою: 03680, м. Київ, проспект Повітрофлотський, 31.

Автореферат розісланий " 23 " листопада 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

доктор технічних наук, професор С. В. Цюцюра

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

управління автоматизований мережа освітній

Актуальність теми. Відповідно до Національних програм «Освіта. Україна ХХІ сторіччя» та «Інформаційні та комунікаційні технології в освіті і науці на 2006-2010 роки» передбачено забезпечення розвитку вищої і середньої професійної освіти на основі впровадження нових концепцій, моделюючих аспектів та новітніх інформаційних технологій. Масштабність проблематики інформатизації закладів освіти в Україні слід пов'язувати з глобальними світовими процесами трансформації освітніх систем, завданнями розвитку єдиного Європейського освітнього простору у рамках Болонського процесу. Світовий досвід розвитку прогресивної освіти довів ефективність створення регіональних освітніх центрів (РОЦ), які успішно працюють на ринку освітніх, наукових послуг та послуг власного виробництва. Певний досвід функціонування РОЦ є і в Україні, а саме - в аграрній сфері та в галузі охорони здоров'я. З позицій функціонування РОЦ виникає нова проблемна задача створення корпоративних автоматизованих систем управління стратегічним розвитком РОЦ. При цьому процес стратегічного управління передбачає розвиток навчального, технічного, комунікаційного, наукового та виробничого потенціалів за рахунок прибуткової діяльності РОЦ.

В такій постановці є актуальною системна задача розробки моделей, методів та інформаційних технологій управління інтелектуальними і виробничими ресурсами РОЦ за умов впровадження ефективних стратегій його розвитку. Передумовою успішного розв'язання цієї системної задачі є існуючі наукові розробки щодо теорії і методів побудови інформаційних систем і технологій управління організаційними, інтелектуальними і соціально-економічними процесами, а також впровадження новітніх навчальних проектів і програм з орієнтацією на традиційні форми організації проведення навчального і наукового процесів.

Загальну методологічну і теоретичну основу для ефективного вирішення означеної наукової задачі складають теоретичні розробки та досвід створення інформаційних систем управління, в тому числі й у галузі освіти, вітчизняних і закордонних науковців Антофія Н. М., Білошицького А. О., Бушуєва С. Д., Волкова О. А., Згуровського М. З., Левикіна В. М., Лізунова П. П., Новікова Д. А., Павлова О. А., Петрова Е. Г., Пономаренка Л. А., Рача В. А., Скурихіна В. І., Соколової Н. А., Теслі Ю. М., Томашевського В. М. та інших.

Модернізація освіти є сьогодні важливим компонентом сучасної освітньої політики в Україні. Одночасно зі зміною змісту та ідеології освіти змінюються й освітні технології. Вирішення цих завдань неможливе поза межами процесу інформатизації освіти. Тому інформаційно-комунікаційні технології стають сьогодні невід'ємною частиною єдиної системи освіти країни, що має забезпечити вільний і оперативний доступ до якісних освітніх ресурсів.

Одночасно з впровадженням інформаційних і комунікаційних технологій у навчальний процес актуальною є проблема модернізації моделі управління системою освіти. Актуальність полягає в тому, що на сучасному етапі управлінська діяльність є важливим фактором функціонування і розвитку системи освіти як системи, що поєднує навчальний, науковий та виробничий потенціали, а отже - технології управління з технологіями інформаційної діяльності.

Таким чином, задача побудови ефективних систем автоматизованого управління вищими закладами освіти на основі сучасних інформаційних технологій зумовила актуальність наукових досліджень і розробок, яким присвячена дисертаційна робота.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана на матеріалах Вінницького державного аграрного університету в рамках наукової тематики: «Інтелектуальна система підтримки прийняття рішень в управлінні регіональним аграрним університетським комплексом» за номером 01-36, ДР № 0107U000190.

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є розробка інформаційних, математичних моделей і методів автоматизованого управління розвитком регіонального аграрного університетського центру (РАУЦ) за умов ринкового попиту на освітні, наукові та виробничі послуги.

Відповідно до поставленої мети визначено такі основні завдання дослідження:

аналіз проблем створення інформаційно-освітнього середовища в регіональному аграрному університетському центрі і постановка задач дослідження;

системний аналіз процесів стратегічного управління діяльністю РАУЦ;

формалізація організаційних процесів та процесів управління ресурсами в корпоративній автоматизованій системі управління РАУЦ за умов його стратегічного розвитку;

формалізація аналітичних аспектів побудови моделей підтримки прийняття стратегічних рішень в корпоративній автоматизованій системі управління (КАСУ);

моделювання процесів управління ресурсами в освітніх мережах та комплексах;

розробка моделі розподілення ресурсів на навчальні, наукові та виробничі послуги в умовах застосування сучасних інформаційних технологій;

розробка моделей підтримки прийняття оптимальних управлінських рішень в КАСУ за умов невизначеності ринкового середовища та ризику при здійсненні стратегій розвитку РАУЦ;

розробка структури корпоративного центру інформаційних ресурсів.

Об'єктом дослідження є процеси автоматизованого управління розвитком регіонального аграрного університетського центру.

Предметом дослідження є моделі, методи і засоби автоматизованого управління ресурсами за умов стратегічного розвитку РАУЦ.

Методи дослідження. Дослідження базуються на методах системного аналізу, теорії багаторівневих ієрархічних систем, методах теорії управління та прийняття рішень, методах стратегічного менеджменту, методах математичного програмування, методах маркетингових досліджень розвитку інформаційних технологій у менеджменті корпоративних інформаційно-управляючих систем.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що теоретичні та практичні дослідження дозволили розробити й науково обґрунтувати підходи, моделі та методи стратегічного управління при функціонуванні корпоративної автоматизованої системи управління як джерела розвитку освітніх, наукових та виробничих технологій в системі сучасної освіти. Зокрема отримані такі наукові результати.

Вперше:

запропоновано концепцію побудови та розвитку корпоративної автоматизованої системи управління регіонального аграрного університетського центру за умови ринкового попиту на освітні, наукові та виробничі послуги;

розроблено інформаційну модель корпоративної автоматизованої системи управління регіонального аграрного університетського центру;

розроблено стохастичну потокову модель регіональної освітньої мережі та інформаційну технологію її реалізації, на основі якої отримала ефективне розв'язання задача системної стохастичної оптимізації скінченної множини функціональних елементів регіональної освітньої мережі та задача оптимального розподілення ресурсів на освітні, наукові та виробничі послуги.

Удосконалено:

- математичну модель підтримки прийняття оптимальних управлінських рішень в корпоративній автоматизованій системі управління регіонального аграрного університетського центру за умов невизначеності ринкового середовища;

методологію побудови і структуру корпоративного центру інформаційних ресурсів як основи побудови корпоративної автоматизованої системи управління регіонального аграрного університетського центру.

Практичне значення одержаних результатів. Запропоновані моделі та методи побудови корпоративної автоматизованої системи управління дозволили розробити структуру корпоративної автоматизованої системи управління регіонального аграрного університетського центру, а також впровадити в організаційно-навчальний процес інформаційне, математичне та програмне забезпечення автоматизованих робочих місць диспетчерської служби та керівників підрозділів університетського центру.

Науково-практичні розробки дисертації, які стосуються задач системного аналізу, методів підтримки прийняття оптимальних організаційних рішень, а також моделювання процесів управління в освітніх мережах як складних організаційних системах управління, використовуються в навчальному процесі за спеціальністю 7.050102 - «Економічна кібернетика» при викладанні навчальних дисциплін «Корпоративні інформаційні системи» та «Системи підтримки прийняття рішень».

Особистий внесок здобувача. Основні наукові результати, які виносяться на захист, одержані автором особисто. Теоретичні і методологічні положення, методичні та практичні висновки дисертаційного дослідження, аналіз і критичне узагальнення зарубіжної та вітчизняної літератури з досліджуваної проблеми є результатом самостійної роботи автора.

Внесок автора в спільні публікації вказаний у списку опублікованих праць.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати дисертаційної роботи доповідались і отримали позитивну оцінку на науково-технічних та науково-практичних конференціях: VІІІ Міжнародній науково-практичній конференції «Інформаційні технології в економіці, менеджменті і бізнесі. Проблеми науки, практики і освіти», Україна, Київ, 12-13 грудня 2002 р.; V Міжнародній науково-технічній конференції «Авіа-2003», Україна, НАУ, квітень 2003 р.; VII Міжнародній конференції «Контроль і управління в складних системах КУСС-2003», Україна, ВДТУ, 8-11 жовтня 2003р.; VІ Міжнародній науково-технічній конференції «Авіа-2004», Україна, НАУ, квітень 2004 р.; V Міжнародній конференції «Інтернет - Освіта - Наука - 2006», м. Вінниця, ВНТУ, 10-14 жовтня 2006 р.; Міжнародній науково-технічній конференції «Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні» ІКТМ-2008, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», 13-16 листопада 2008 р.; ХIV Міжнародній науково-практичній конференції «Інформаційні технології в економіці, менеджменті і бізнесі. Проблеми науки, практики і освіти», Європейський університет, м. Київ. 27-28 листопада 2008 р.

Публікації. У 13 наукових публікаціях автора повністю висвітлені основні наукові результати, з яких 6 - у фахових виданнях, рекомендованих ВАК України.

Структура та обсяг дисертації. Робота викладена на 145 сторінках, складається зі змісту, вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел, додатків. Текст ілюстрований 10 таблицями та 28 рисунками. Список використаних джерел містить 172 найменування.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У Вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації та її відповідність науковим програмам, сформульовано мету і задачі дослідження, визначено об'єкт й предмет дослідження, наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, зазначено особистий внесок автора, а також наведені дані щодо апробації та публікацій результатів дослідження.

В першому розділі «Аналіз проблем створення інформаційно-освітнього середовища в регіональному аграрному університетському центрі та постановка задач дослідження» проаналізовано проблеми створення інформаційно-освітнього середовища в аграрній галузі. Зроблено висновок, що інформаційні технології впливають на процес навчання і систему освіти в цілому. Як результат, сьогодні має місце становлення і розвиток інформаційно-освітніх систем, технологічною базою яких є освітні, інформаційні та телекомунікаційні технології. Особлива увага приділяється міжнародному досвіду створення технологічних стандартів як основи розробки інформаційних систем в освіті. Міжнародні технологічні стандарти - це результат системного підходу до розробки інформаційно-освітніх систем.

Розглянуто основні особливості створення освітніх структур в Україні. Проведено порівняльний аналіз понять «університет», «університетський центр» і «університетський округ», який дозволяє зробити висновок про зростаючу роль регіональних університетських центрів у системі професійної освіти.

Оскільки традиційна система організації вищої освіти не повною мірою реалізує рішення основних задач розвитку вищої професійної освіти, пропонується як центр розвитку регіональної системи безперервної освіти розглядати регіональний університетський центр, що є корпоративною системою управління, яка містить всі рівні загальної середньої і професійної освіти. Створення регіональних університетських центрів за галузево-територіальним принципом із включенням до їх складу аграрних навчальних закладів І-ІІ рівнів акредитації, окремих науково-дослідних установ, сільськогосподарських підприємств та концентрація такої діяльності навколо провідних навчальних закладів ІІІ-ІV рівнів акредитації визнано стратегічним напрямком формування кадрового потенціалу в аграрній сфері. Задачі функціонування та структура РАУЦ, а також інформаційна взаємодія підрозділів, організацій і установ, що входять до його складу, розглядаються на прикладі Вінницького державного аграрного університету.

Другий розділ «Формалізація інформаційно-освітнього середовища в межах створення корпоративної автоматизованої системи управління (КАСУ) регіонального аграрного університетського центру» присвячено розв'язанню задач формалізації організаційного та освітнього середовища в межах створення КАСУ РАУЦ. Виявлено основні передумови необхідності побудови КАСУ, оскільки РАУЦ сформував у собі всі елементи корпорації, яка характеризується багатопрофільним характером діяльності, безліччю форм і методів навчальної роботи, територіальною розподіленістю інфраструктури, різноманіттям джерел фінансування, наявністю розвинутої структури допоміжних підрозділів і служб (наукова, виробнича, господарська діяльність), необхідністю адаптації до мінливого ринку освітніх послуг, потребою аналізу ринку праці, відсутністю загальноприйнятої формалізації ділових процесів, необхідністю електронної взаємодії з організаціями вищого рівня.

З позицій сучасного системного управління корпоративна управлінська система розглядається як керована система, а КАСУ як керівна система. Структурно-функціональна схема КАСУ наведена на рис. 1.

Стан керованої системи характеризується: Х ={х1, х2,...хп } - n - вимірним вектором вхідних впливів (абітурієнти і всі, хто потребує освітніх послуг, трудові й матеріальні ресурси, організаційний вплив (накази, розрядження, усні вказівки) і т. ін.); Y={y1,y2,…ym } - m - вимірним вектором вихідних складових керованого процесу (продуктивність, прибуток, якість надання освітніх послуг, попит на випускників, соціальні показники, конкуренто - спроможність і т. ін.); Z={z1,z2,...zs} - s - вимірним вектором випадкових впливів зовнішнього середовища (випадкові зміни на ринку праці, поява конкурентів, накопичуваний збиток від несвоєчасного введення інновацій, професійне «старіння персоналу» і т. ін.).

Процес оперативного управління керованою системою здійснюється через КАСУ, яка вносить корективи в процес управління за допомогою k -вимірного вектора U=(u1, u2) керуючих впливів, де u1 - l- вимірна складова вектора U й визначає додавання (вилучення) у функціональний процес корпоративної системи і у надання освітніх послуг, матеріальних і трудових ресурсів; u2- р- вимірна складова вектора U, яка визначає організаційні впливи на керовану систему, що реалізуються через систему проблемних менеджментів.

Вихідні складові вектора керованого процесу Y={y1,y2,…ym} містять також критерії досягнення цілей, які зумовлюються умовами стратегічного управління. Зазвичай ці критерії аналітично не пов'язані між собою і мають різний фізичний смисл (критерії, що мають смисл нормативних обмежень; критерії, які зумовлені фінансовими витратами на надання навчальних, наукових, виробничих послуг, тощо). Тому аналітичним блоком КАСУ є моделювальна підсистема СППР, яка базується на системі моделей, методів і технологій прийняття рішень на рівні функціонування стратегічного управління.

Детально розглянуто апарат функціонування стратегічного управління в КАСУ. Деталізовано порядок інформаційних дій, які реалізуються центральними блоками стратегічного управління: стратегічного планування і контролінгу.

Запропоновано інформаційну модель КАСУ, яка визначає структуру керованої системи, властивості її внутрішнього та зовнішнього середовищ, методи і моделі стратегічного управління.

Формалізовано процеси прийняття управлінських рішень та визначено системні аспекти моделювання процесів надання навчальних, наукових та виробничих послуг РАУЦ за умов функціонування КАСУ.

Третій розділ «Математичне моделювання задач автоматизованого управління та розвитку регіонального аграрного університетського центру» присвячений розробці математичного забезпечення задач організаційного, навчального, наукового та виробничого процесів в межах функціонування КАСУ.

Розділ включає розгляд питань структуризації інтегрованого процесу управління діяльністю РАУЦ.

В роботі розглянуто ієрархічну структуру керованих процесів управління діяльністю РАУЦ. Визначено структуру системи, яка повинна здійснювати організацію і управління складним інтегрованим процесом управління діяльністю РАУЦ. Організаційна структура системи управління діяльністю РАУЦ являє собою багаторівневу ієрархічну розподілену систему управління, основні функції якої розподілені між різними освітніми установами аграрного спрямування, науковими та інформаційними центрами, а також органами державного управління. Згідно з проблемно-орієнтованою концепцією інтегрований процес управління діяльністю РАУЦ можна структурувати на основі його декомпозиції по вертикалі і горизонталі. Декомпозиція процесу по вертикалі приводить до його стратифікованого подання у вигляді ієрархії керованих процесів: інтелектуальних, комунікаційних, організаційних та соціально-політичних. Декомпозиція інтегрованого процесу управління діяльністю РАУЦ по горизонталі відображає його стратифікацію у вигляді проблемно-орієнтованих процесів управління діяльністю РАУЦ.

Відповідно до функціонального опису регіональної освітньої мережі (РОМ) в роботі розглядаються дві взаємопов'язані функціональні моделі РОМ: зовнішня і внутрішня. З погляду зовнішнього середовища структура зовнішньої моделі елемента РОМ наведена на рис. 2.

Внутрішня модель розглядає взаємозв'язок між показниками кількості прийому, навчання і випуску за різними освітніми програмами (з урахуванням можливості закриття частини існуючих і відкриття нових освітніх програм, реорганізації і створення нових освітніх мереж тощо) і необхідними для цього ресурсами. Функціонування внутрішньої моделі РОМ розглядається протягом певного терміну Т здійснення певної стратегії розвитку.

Поєднання (агрегування) зовнішньої і внутрішньої моделей утворює загальну модель елемента ОУі , РОМ. Комірка функціонального наповнення загальної моделі РОМ показана в табл. 1.

Таблиця 1

Комірка функціонального наповнення елемента ОУі , РОМ

Прогноз попиту на освітні послуги (осіб)	Прогноз попиту на випускників (осіб)
	Фактичні результати (осіб)
Прогноз попиту на методичні розробки	Фактичні результати
Прогноз попиту на наукові пропозиції	Фактичні результати
Прогноз попиту на продукцію виробництва	Фактичні результати

Отже, загальна технологічна модель РОМ складається із сукупності інформаційно-взаємозалежних зовнішніх та внутрішніх моделей елементів ОУі , РОМ. В межах реалізації загальної технологічної моделі РОМ в роботі запропоновано стохастичну потокову модель регіональної освітньої мережі.

Розглянемо одну освітню установу, в якій здійснюється навчання, наукова та виробнича діяльність в межах однієї стратегічної програми. «Потокове» подання такої освітньої установи показано на рис. 3.

Позначимо через S пропускну здатність освітньої установи, що залежить від ресурсного забезпечення R= f(RОП,RМП,RНП,RВП), де RОП, RМП, RНП, RВП - відповідно ресурси на здійснення освітньої, методичної, наукової і виробничої діяльності. Відповідно до зовнішньої моделі елемента ОУі , РОМ існують імовірнісні попити: DE - на навчальні послуги, DL - на випускників, DМП - на методичну продукцію, DНП - на наукову продукцію, DВП - на продукцію виробництва, які залежать від випадкових параметрів щ. Тепер потокову модель елемента ОУі , РОМ можна подати у вигляді, наведеному на рис. 4.

Природно, що діяльність елемента ОУі , РОМ буде оптимальною, якщо виконується балансова умова:

DE+DНП+DВП= S=S(RОП, RМП, RНП, RВП)=DL+DНП+DВП. (1)

Для надання елементом ОУі , РОМ навчальних, наукових та виробничих послуг необхідне відповідне його ресурсне забезпечення, яке позначимо через R. Отже, пропускна здатність залежить від ресурсного забезпечення, тобто S = S(R). Важливою з погляду управління є також обернена залежність R(S) - мінімальної кількості ресурсів, необхідних для забезпечення заданої пропускної здатності елемента РОМ.

З ресурсного забезпечення можна виділити: матеріально-технічне, фінансове, організаційне, кадрове, науково-методичне, нормативно-правове та інформаційне забезпечення.

Позначимо через C фінансові ресурси, тоді залежність C(R) можна інтерпретувати як вартість (сума постійних і змінних витрат) відповідних видів ресурсів. Маючи залежності R(S) і C(R) можна знайти залежність C(S) = C(R(S)), тобто взаємозв'язок між пропускною здатністю і необхідними для її забезпечення витратами. З погляду управління важливою є також обернена залежність S(C) - пропускної здатності освітньої установи від витрат. Нехай обмеження на ресурси і витрати визначаються відповідно нерівностями:

RminRRmax , (2)

СminССmax. (3)

І нехай обмеження на ресурси і витрати накладають обмеження

minmax ,де або (4)

на пропускну здатність .

Отже, для побудови потокової моделі елемента ОУі , РОМ ключовими є залежності, які пов'язують його пропускну здатність з ресурсним забезпеченням.

З означених умов сформовані і розв'язані такі оптимізаційні задачі.

Пряма задача управління елементом ОУі , РОМ полягає в максимальному задоволенні попиту на освітні послуги, наукові пропозиції та продукцію виробництва при заданих ресурсних обмеженнях. Її можна записати в такий спосіб:

F(S, DE(щ), DНП(щ), DВП(щ))=S - (DE(щ)+DНП(щ)+DВП(щ) min (5)

при задоволенні обмежень (2) - (4).

Пряма задача максимального задоволення попиту на випускників, наукові пропозиції та продукцію виробництва при заданих ресурсних обмеженнях формулюється в такий спосіб:

F(S, DL(щ), DНП(щ), DВП(щ))=S - DL(щ)+DНП(щ)+DВП(щ) min (6)

при задоволенні обмежень (2) - (4).

Обернена задача управління - це задача визначення мінімальної кількості ресурсів, необхідних для узгодження пропускної здатності елемента ОУі , РОМ з попитом на освітні послуги, наукові пропозиції і продукцію виробництва або з попитом на випускників, наукові пропозиції іпродукцію виробництва:

Размещено на http://www.allbest.ru/

(7)

при задоволенні обмежень (2) - (4).

Тобто, задачі (5) - (7) як задачі мінімізації монотонно-висхідних функцій F(S, DE(щ), DНП(щ), DВП(щ)) і F(S, DL(щ), DНП(щ), DВП(щ)) а також С(R(S)) при лінійних обмеженнях (2) - (4) є задачами стохастичного програмування.

Розглядаються узагальнені аналітичні аспекти задачі побудови математичної моделі з надання оптимальних послуг РАУЦ. Виходимо з того, що виконання певної стратегічної програми здійснюється з певним рівнем гарантії її виконання, або оберненою величиною - ризиком невиконання прийнятої програми. Природно, що така критеріальна оцінка програми передбачає як невизначеність внутрішнього середовища (характеристик RОП, RМП, RНП, RВП) так і невизначеність зовнішнього середовища (характеристик DE, DL, DНП, DВП).

Формулюється задача стохастичного програмування:

Знайти

min M[F(S, DE(щ), DНП(щ), DВП(щ), щ)] (8)

при обмеженнях

Р{R(DE(щ), DНП(щ), DВП(щ), щ)}0?1-г, (9)

або

min M[F(S, DL(щ), DНП(щ), DВП(щ), щ)] (10)

при обмеженнях (9).

В такій постановці параметр г чисельно виражає величину ризику, яку призначає в КАСУ особа, що приймає певну стратегічну програму. Компоненти RОП, RМП, RНП, RВП вектора R ресурсів є випадковими і взаємонезалежними, причому задані функції розподілу цОП(щОП), цМП(щМП), цНП(щНП), цВП(щВП).

В роботі задача стохастичного програмування (7)-(9) приводиться до її детермінованого еквівалента, тобто до задачі лінійного програмування.

Розглянуто побудову узагальненої стохастичної потокової моделі на випадок скінченної множини освітніх установ, що утворюють РОМ, а також скінченної множини освітніх стратегічних програм, на які є випадкові попити DE(щ), DL(щ), DНП(щ), DВП(щ).

Досліджено на рівні математичних моделей і конструктивних алгоритмів математичний апарат експертного аналізу керованих систем: апарат багатокритеріального вибору необхідної стратегії управління в умовах спостережуваного стану керованої корпоративної системи та апарат прийняття рішень в умовах невизначеності та ризику.

На основі аналізу цілей, основних функцій, предметів та базових алгоритмів управління РАУЦ запропоновано модель розподілення ресурсів на послуги, як експертну модель оцінювання приросту загального інтеграційного ефекту розвитку РАУЦ.

У четвертому розділі «Інформаційне забезпечення, структура та технологія функціонування корпоративного центру інформаційних ресурсів», виходячи із попередніх результатів, отриманих в роботі щодо інформаційного та математичного моделювання процесів управління розвитком КАСУ, розглядаються три задачі:

Побудова корпоративного центру інформаційних ресурсів (КЦІР).

Агрегування інформації в КЦІР.

Оптимізації РОМ Вінницького державного аграрного університету (ВДАУ) і побудови інформаційної технології її реалізації.

Визначено, що основним завданням впровадження КЦІР в умовах стратегічного розвитку РАУЦ є модернізація існуючої комп'ютерної мережі ВДАУ та розширення її можливостей при розв'язанні організаційних, навчальних, наукових та виробничих процесів.

Створення КЦІР передбачається на базі інформаційного центру, який функціонує у ВДАУ, а також на основі існуючого проекту побудови КАСУ. Пропонується інформаційна структура КЦІР, яка наведена на рис. 5.

Інформаційна структура КЦІР має багаторівневу розподілену архітектуру, основними компонентами якої є сервер бази даних КЦІР, сервер застосувань, Web-портал, автоматизовані робочі місця працівників підрозділів РАУЦ.

В рамках інформаційної технології Microsoft Excel розв'язані практичні задачі в межах РОМ, а саме: аналізу, прогнозу та оптимізації освітньої мережі щодо оптимального розподілу ресурсів на освітні послуги; ситуаційного управління і прийняття оперативних оптимальних управлінських рішень стосовно ефективного функціонування РОМ в межах її стратегічного розвитку; агрегування інформації в РОМ як у дворівневій ієрархічній на прикладі РАУЦ; оптимізації РОМ на прикладі освітньої мережі ВДАУ.

Реалізація оптимізаційної моделі розподілу навчальних ресурсів здійснюється в середовищі Mіcrosoft Excel (рис. 6). Розв'язання задачі оптимізації освітньої мережі виконано в середовищі Microsoft Excel в авторській пропозиції щодо розширення функціональних можливостей процедури «Пошук рішень». Реалізація оптимізаційної моделі здійснюється поетапно ітераційним шляхом.

Проведення аналізу оптимального розв'язку моделі локальної оптимізації функціонування освітньої установи здійснюється за допомогою трьох типів звітів, які формуються процедурою «Пошук рішень», це: «Результати», «Стійкість» і «Межі». Звіт «Результати» містить інформацію про цільову комірку, змінні комірки і обмеження. Аналізуючи сформований звіт за результатами, отримуємо конкретні значення набору студентів за освітніми програмами за умов мінімального неузгодження між попитом на освітні послуги та пропозицією випускників, а також необхідну наявність мінімальної кількості матеріальних і виробничих ресурсів. У звіті «Стійкість» визначається чутливість оптимального розв'язку до змін зовнішнього середовища. У звіті «Межі» вказується найменше та найбільше значення, що їх може приймати змінна комірка (при фіксованих значеннях в інших комірках), задовольняючи задані обмеження, а також значення цільової комірки - змінна комірка приймає своє максимальне або мінімальне значення. В роботі запропоновано програму розвитку системи управління освітніми мережами та комплексами, яка являє собою документ, що декларує і конкретизує функції управління (аналіз поточного стану, прогноз, цілепокладання, планування й забезпечення ресурсами), а також відображає принципи контролю й оперативного управління, на які варто покладатись при вирішенні задач розвитку.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі вирішено задачу розробки інформаційних, математичних моделей, методів та інформаційної технології функціонування КАСУ за умов стратегічного розвитку РАУЦ.

Основні результати дисертаційної роботи:

Проведений аналіз існуючих підходів до впровадження інформаційних технологій в діяльність вищих навчальних закладів приводить до висновку, що основну увагу при створенні систем управління вищими навчальними закладами слід приділяти не інформаційній чи телекомунікаційній складовим, а освітнім технологіям. Такий підхід до створення і розвитку складної системи можливий тільки при використанні системної методології з врахуванням регіональної специфіки.

Проведено системний аналіз проблеми управління діяльністю РАУЦ. Виконано декомпозицію процесу управління по вертикалі, що привело до його подання у вигляді ієрархії інтелектуальних, комунікаційних, організаційних та соціально-політичних процесів. Декомпозиція по горизонталі відображає його стратифікацію у вигляді проблемно-орієнтованих процесів управління.

Розроблено інформаційну модель взаємодії складових КАСУ РАУЦ, в основу якої покладено концепцію стратегічного управління.

4. Досліджено математичний апарат експертного аналізу керованих систем, а саме: апарат багатокритеріального вибору необхідної стратегії управління в умовах спостережуваного стану керованої корпоративної системи та апарат прийняття рішень в умовах невизначеності й ризику при здійсненні стратегій розвитку.

5. Розроблено узагальнену стохастичну потокову модель РОМ, яка дозволяє мінімізувати неузгодженість між випадковими попитом і пропозицією на навчальні, методичні, наукові та виробничі послуги.

Запропоновано експертну модель розподілення ресурсів на навчальні послуги, яка ґрунтується на аналізі цілей, основних функцій, предметів та базових алгоритмів управління РАУЦ.

Запропоновано створення нової структури - корпоративного центру інформаційних ресурсів як першого етапу побудови КАСУ РАУЦ. Розроблено інформаційне забезпечення КЦІР, його структуру та технологію функціонування.

Запропоновано інформаційну технологію розв'язання практичної задачі системної стохастичної оптимізації функціональних елементів РОМ на прикладі РОМ ВДАУ.

Розв'язано практичну задачу ситуаційного управління і прийняття оперативних управлінських рішень стосовно функціонування освітніх установ вузівської і довузівської освіти РАУЦ, в основу якої покладено технологію агрегування інформації, а також методологію локальної оптимізації.

Запропоновано програму розвитку системи управління освітніх мереж та комплексів, яка декларує і конкретизує функції управління, а також відображає принципи контролю й оперативного управління, на які варто покладатись при вирішенні задач розвитку.

Розроблені моделі, методи та інформаційне забезпечення покладено в основу проекту розробки КАСУ РАУЦ, впроваджено в організаційно-навчальний процес та інформаційне, математичне і програмне забезпечення автоматизованих робочих місць диспетчерської служби та керівників підрозділів РАУЦ. Науково-практичні розробки дисертації впроваджено у навчальний процес.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Cічко Т. В. Методологія створення системи дистанційного навчання в інформаційно-консультативній службі АПК / О. А. Волков, Т. В. Січко // Зб. наук. пр. ВДАУ. - 2004. - Випуск 16. - С. 258-263.

Автором визначено і сформовано цілі інформаційно-консультативної служби АПК.

Січко Т. В. Організація дистанційного навчання в інформаційно-консультативній службі АПК / Т. В. Січко // Зб. наук. пр. ВДАУ. - 2004. - Випуск 17. - С. 248-253.

Січко Т. В. Регіональний аспект системи дистанційної освіти країни / Т. В. Січко // Зб. наук. пр. ВДАУ. - 2004. - Випуск 18. - С. 172-175.

Січко Т. В. Передумови створення корпоративного центру інформаційних ресурсів на базі Вінницького регіонального аграрного університетського центру / Т. В. Січко // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. - 2008. - № 1. - С. 207-210.

Січко Т. В. Моделі управління регіональними освітніми мережами та комплексами / Т. В. Січко // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. - 2008. - №2(16). - С. 14-19.

Січко Т. В. Інформаційна інфраструктура корпоративного центру інформаційних ресурсів регіонального університетського центру / В. М. Міхайленко, Т. В. Січко // Вісник Хмельницького національного університету. - 2009. - №1. - С. 242-245.

Автором здійснено аналіз технологічної та інформаційної бази корпоративного центру інформаційних ресурсів досліджуваного регіонального університетського центру, основні принципи його функціонування.

Січко Т. В. Системний аналіз проблеми управління розвитком сільськогосподарського товаровиробництва регіону / О. А. Волков, Т. В. Січко, Н. І. Черняк // Інформаційні технології в економіці, менеджменті і бізнесі. Проблеми науки, практики і освіти : VІІІ міжнар. наук.-практ. конф., 12-13 груд. 2002 р. : тези доп. - К., 2002. - С. 55-56.

Автором визначено предметно-орієнтовані складові інтегрованого процесу управління розвитком сільськогосподарського товаровиробництва регіону.

Січко Т. В. Моделювання та оптимізація інвестиційних процесів /

Т. В. Січко // Авіа-2003: V міжнар. наук.-техн. конф., 23-25 квіт. 2003 р.: матеріали - К., 2003. - С. 26-29.

Січко Т. В. Проблема створення інформаційних предметно-орієнтованих систем дистанційного навчання / О. А. Волков, Т. В. Січко // Контроль і управління в складних системах. КУСС-2003: VII міжнар. конф., 8-11 жовт. 2003 р. : тези доп. - Вінниця, 2003. - С. 221.

Автором визначено предметно-орієнтовані складові інтегрованого процесу дистанційного навчання.

Січко Т. В. Аналіз процесів дистанційного навчання в інформаційно-консультативній службі АПК Вінницького регіону / Т. В. Січко // Авіа-2004: VІ міжнар. наук.-техн. конф., 26-28 квіт. 2004 р. : матеріали - К., 2004. - С. 153-156.

Січко Т. В. Основні принципи проектування інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень в управлінні регіональним університетським комплексом / Т. В. Січко // Інтернет - Освіта - Наука - 2006: V міжнар. конф., 10-14 жовт. 2006 р. : тези доп. - Вінниця, 2006. - С. 52.

Січко Т. В. Інформаційні аспекти створення ефективних корпоративних автоматизованих систем управління на основі технологій стратегічного менеджменту / Т. В. Січко // Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні. ІКТМ-2008: міжнар. наук.-техн. конф., 13-16 лист. 2008 р. : тези доп. - Х., 2008. - С.10-11.

Січко Т. В. Інформаційне забезпечення управління розвитком освітніх мереж та комплексів / Т. В. Січко // Інформаційні технології в економіці, менеджменті і бізнесі. Проблеми науки, практики і освіти: ХIV міжнар. наук.-практ. конф., 27-28 лист. 2008 р. : матеріали - К., 2008. - С. 169-173.

АНОТАЦІЯ

Січко Т.В. - Інформаційні та математичні моделі корпоративної автоматизованої системи управління регіонального аграрного університетського центру. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - Інформаційні технології. - Київський національний університет будівництва і архітектури. - Київ, 2009.

На основі проведеного аналізу проблеми створення освітнього середовища в аграрній галузі зроблено висновок про зростаючу роль регіональних університетських центрів у системі професійної освіти. РАУЦ пропонується розглядати як корпоративну систему управління, яка містить всі рівні професійної освіти, науковий комплекс, дослідно-виробничі господарства. Наведено структурно-функціональну схему КАСУ. Розглянуто: інформаційну модель КАСУ; особливості прийняття рішень в управлінні РАУЦ за умови функціонування автоматизованої системи управління; ієрархічну структуру керованих процесів управління діяльністю РАУЦ; відповідно до функціонального опису РОМ - інформаційно-взаємозалежні зовнішню та внутрішню взаємопов'язані моделі. Запропоновано стохастичну потокову модель, що мінімізує неузгодженість випадкових попиту та пропозиції на навчальні, методичні, наукові і виробничі послуги. На основі аналізу цілей, основних функцій, предметів та базових алгоритмів управління РАУЦ запропоновано модель розподілення ресурсів на навчальні, наукові та виробничі послуги. Запропоновано створення нової структури - корпоративного центру інформаційних ресурсів як першого етапу побудови КАСУ розвитком РАУЦ. Розв'язано практичну задачу аналізу, прогнозу та оптимізації РОМ, яка містить потокову модель як окремий випадок та задачу ситуаційного управління і прийняття оперативних управлінських рішень з локальної оптимізації в рамках виявленої невідповідності функціонування елемента РОМ цілям розвитку регіону. Запропоновано програму розвитку системи управління освітніх мереж та комплексів.

Ключові слова: інформаційна технологія, корпоративна система, інформаційна модель, освітня мережа, математична модель, потокова модель, стратегічне управління, системний аналіз, критерії прийняття рішень.

АННОТАЦИЯ

Сичко Т. В. - Информационные и математические модели корпоративной автоматизированной системы управления регионального аграрного университетского центра. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - Информационные технологии. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры. - Киев, 2009.

На основании проведенного анализа проблемы создания образовательной среды в аграрной области сделан вывод, что информационные технологии влияют на процесс обучения и систему образования в целом. Как результат, сегодня имеет место становление и развитие информационно-образовательных систем, технологической базой которых являются образовательные, информационные и телекоммуникационные технологии. Особое внимание отводится международному опыту создания технологических стандартов как основы разработки информационных систем в образовании. Рассмотрены основные особенности создания образовательных структур на Украине. Проведенный сравнительный анализ понятий «университет», «университетский центр» и «университетский округ», который разрешает сделать вывод о возрастающей роли региональных университетских центров в системе профессионального образования. Региональный университетский центр предлагается рассматривать как корпоративную систему управления, которая включает все уровни профессионального образования.

Предложена структурно-функциональная схема и информационная модель КАСУ, а также особенности принятия решений в управлении РАУЦ при условии функционирования автоматизированной системы управления. Рассмотрена иерархическая структура управляемых процессов управления деятельностью РАУЦ. Определена структура системы, которая должна осуществлять организацию и управление сложным интегрированным процессом управления деятельностью РАУЦ. Декомпозиция интегрированного процесса управления деятельностью РАУЦ по вертикали приводит к его стратифицированному представлению в виде иерархии управляемых процессов, по горизонтали отображает его стратификацию в виде проблемно-ориентированных процессов управления деятельностью РАУЦ.

Согласно функциональному описанию региональной образовательной сети рассмотрены две взаимосвязанные и информационно-взаимозависимые модели: внешняя и внутренняя. Объединение внешней и внутренней моделей образует общую модель региональной образовательной сети, которая позволяет проводить анализ, прогноз и вырабатывать рекомендации по оптимизации региональной образовательной сети и системы управления ею.

В работе разработана стохастическая потоковая модель образовательной сети как сложной системы с конечным числом распределенных объектов и рассмотрены методы ее практической реализации. Решена задача анализа, прогноза и оптимизации региональной образовательной сети, которая включает потоковую модель как частный случай. Решена задача ситуационного управления и принятия оперативных управленческих решений по локальной оптимизации в рамках выявленного несоответствия функционирования элемента региональной сети целям развития региона. Используя методику агрегирования информации относительно показателей, которые описывают функционирование отдельных образовательных учреждений нижнего уровня иерархии рассматриваемой региональной образовательной сети, а также методику локальной оптимизации, решена задача ситуационного управления и принятия оперативных управленческих решений относительно функционирования образовательных учреждений довузовского образования РАУЦ.

На базе исследуемого объекта предложено создание новой структуры - корпоративного центра информационных ресурсов как первого этапа построения КАСУ.

В работе предложена стратегическая программа развития системы управления образовательных сетей и комплексов.

Ключевые слова: информационная технология, корпоративная система, информационная модель, образовательная сеть, математическая модель, потоковая модель, стратегическое управление, системный анализ, критерии принятия решений.

ABSTRACT

T. V. Sichko - Informations and mathematicals models of corporate automated control system of regional agricultural university center. - Manuscript.

Dissertation for scientific degree of candidate of technical science in speciality 05.13.06 - Information technology. - Kyiv National University of Construction and Architecture. - Kyiv, 2009.

Based on agricultural sector educational environment analysis a conclusion is made about growing role of regional university centers in vocational education system. Target regional agricultural university center is proposed to consider as a corporate management system that includes all levels of vocational education. The structural and functional scheme of the automated corporate management system is presented. Considered: information model of corporate automated management system; decision-making process for regional agrarian university center management; hierarchical structure of controlled processes of the regional university center; according to functional description of the regional educational network - interconnected internal and external information models; stochastic streaming model.

Based on the analysis of objectives, core functions, objects and basic algorithms of a regional university center the model of resources distribution by educational services is proposed. A new structure proposed to create based on the target university center - Corporate Information Resource Center, as the first stage of corporate automated control system. Solved task of analysis, prediction and optimization of a regional educational network, which includes streaming model as partial case and situational management task and operational decision-making in local optimization within the bounds of revealed regional network element functional disparity to region development objectives. The strategic program proposed for development of management systems for education networks and complexes.

Keywords: information technology, corporation system, information model, educational network, mathematical model, streaming model, strategic management, system analysis, criteria for decision-making.

Размещено на Allbest.ru

...