Размещено на http://www.allbest.ru/



Содержание

• Введение
• 1. Обзор существующих стандартов и методик построения модели предприятия. Постановка задачи исследования
• 1.1 Цели моделирования сущности предприятия. Назначение и методы проведения регулярного инжиниринга организационных, производственных, функциональных и информационных систем на предприятии
• 1.2 Отечественные и зарубежные стандарты по построению моделей предприятия (архитектурные и онтологические)
• 1.2.1 Организационное представление
• 1.2.2 Функциональное представление
• 1.2.3 Ресурсное представление
• 1.2.4 Информационное представление
• 1.3 Источники, методы сбора и классификации данных информационной системы предприятия
• 1.4 Автоматизированные средства построения и анализа архитектурной модели предприятия
• 1.5 Методы верификации моделей для определения корректности архитектурной модели предприятия
• 1.6 Выбор математического метода оценки схожести множеств
• 1.7 Постановка задачи исследования
• Выводы по главе 1
• 2. Методика построения архитектурной модели предприятия
• 2.1 Способы формализации архитектурной модели предприятия. Описание совокупности моделей в отношении организационного представления архитектурной модели предприятия
• 2.2 Источники данных для построения
• 2.3 Алгоритмы заполнения моделей
• 2.3.1 Алгоритм заполнения модели организационной структуры
• 2.3.2 Алгоритм заполнения модели владения ресурсами
• 2.3.3 Алгоритм заполнения модели пространственного размещения
• 2.3.4 Алгоритм заполнения модели распределения полномочий принятия решений
• 2.4 Теоретико-множественное описание системы построения архитектурной модели предприятия
• Выводы по главе 2
• 3. Реализация предлагаемой методики в виде программно-аналитического комплекса
• 3.1 Выбор программного средства поиска и анализа данных в ИС предприятия
• 3.2 Выбор среды реализации программного комплекса по ведению архитектурной модели предприятия
• 3.3 Реализация структуры программного комплекса в соответствии с теоретико-множественным описанием
• 3.3.1 Реализация структуры хранилища данных комплекса по ведению архитектурной модели предприятия
• 3.3.2 Реализация элементов работы с хранилищем данных
• 3.4 Реализация алгоритмов заполнения хранилища данных программного комплекса, построения и визуализации моделей
• Выводы по главе 3
• 4. Результаты практического применения методики и программно-аналитического комплекса в процессе построения организационного представления архитектурной модели предприятия ПК «ВМК»
• 4.1 Описание источников данных, имеющихся на предприятии, в отношении моделей организационного представления
• 4.2 Оценка адекватности результатов работы комплекса характеристикам реального предприятия
• Выводы по главе 4
• Заключение
• Список работ, опубликованных автором по теме диссертации


Введение

программный информационный система аналитический

Актуальность темы. Известные на настоящий момент методы бизнес-реинжиниринга предполагают детальное, длительное, сложное и достаточно трудоёмкое исследование предприятия с постепенным накоплением информации о различных проявлениях его сущности с обязательным использованием автоматизированных средств моделирования, привлечением различных категорий персонала предприятия и экспертов для консультаций, согласований и проч. В то же время данные, имеющиеся в его информационной системе (далее ИС), могут содержать многие или даже все необходимые компоненты знаний о предприятии для построения его архитектурной модели, а оперативное нахождение и преобразование их значительно сократит трудоёмкость и сроки исследования, позволит нейтрализовать возможное противодействие персонала.

Предприятия за период своей деятельности как правило формируют громоздкую и сложную ИС, включающую различные СУБД, электронные таблицы, текстовые файлы и т.п. Такое положение приводит к затруднениям по внедрению автоматизированных средств архитектурного моделирования деятельности предприятия по причине множества разрозненных и несогласованных по времени, методикам сбора и интерпретации данных. Как показывает аналитический обзор, проблему формирования единого хранилища данных принято рассматривать в контексте более общей задачи управления корпоративными знаниями. В связи с этим пристального внимания заслуживает онтологический подход к интеграции данных, который развивается в работах А.Н. Бездушного, И.А. Васильева, И.С. Михайлова. Практическое решение интеграции разнородных данных АСУ промышленного предприятия на базе онтологического подхода получило свое отражение в работе Д.П. Кузнецова.

Вопрос построения архитектурной модели организации с определением структуры организации, распределения полномочий и ответственности между руководителями и персоналом, характеристик деловых процессов и используемых в них видов ресурсов имеет отражение в стандартах ГОСТ Р ИСО 15704-2008 и ГОСТ Р 57100-2016. Данные стандарты являются основой применения терминологии и методических подходов в области автоматизированных систем, построения моделей предприятий (учреждений) в различных представлениях (в зависимости от набора необходимых для отображения аспектов), а также регламентируют требования к архитектурам и методологиям предприятия на соответствие стандартным архитектурам и методологиям, что позволяет в конечном итоге применять общие методы проведения регулярного инжиниринга организационных и информационных систем на предприятии [1].

Анализ показал, что имеется необходимость в практической доработке стандартов в части уточнения конкретного набора моделей для полного описания предприятия в различных представлениях. Также, в настоящее время на рынке программного обеспечения представлены лишь частичные решения для автоматизации построения отдельных моделей архитектурной модели предприятия, среди которых преобладают ручные методы с использованием автоматизированных средств в основном для рисования и простейшей формальной проверки непротиворечивости моделей. В связи с этим тема диссертации, посвященной автоматизированному построению архитектурной модели организации на основе данных её планово-учетных систем, является актуальной.

Объектом исследования является архитектурная модель предприятия как комплекса организационно-технологических систем.

Предметом исследования методы построения множества моделей предприятия в различных представлениях, алгоритмы автоматизированного моделирования, использующие данные автоматизированной системы управления производством.

Цель и задачи диссертационной работы

Основная цель: создать методику и автоматизированные средства построения и анализа архитектурной модели предприятия на основании доступных данных, структуры и функциональности его автоматизированной системы управления для повышения эффективности разработки и модернизации АСУ производством.

Для достижения поставленной цели в рамках исследования необходимо решить следующие задачи:

проанализировать существующие отечественные и зарубежные стандарты по построению моделей предприятия;

выполнить обзор существующих автоматизированных средств построения и анализа архитектурной модели организационной системы;

исследовать доступные теоретические и практические методы интеграции данных предприятия;

изучить математические методы оценки схожести множеств и выбрать наиболее адекватный поставленным в исследовании целям;

разработать методику, позволяющую по доступным (возможно, отрывочным) данным, имеющимся в АСУ, построить реальную архитектурную модель организации (основанную на рекомендациях ГОСТ Р ИСО 15704-2008) с определением структуры организации, распределения полномочий и ответственности между руководителями и персоналом, характеристик деловых процессов и используемых в них видов ресурсов;

разработать программные средства, позволяющие с минимальным участием человека находить в АСУ предприятия данные, необходимые для построения его архитектурной модели;

внедрить созданные методику и программные средства на ПК «Вологодский молочный комбинат», произвести верификацию модели.

Методы исследования: методы теории множеств, операции работы с матрицами, методы теоретико-множественного описания систем, объектно-ориентированный подход при создании комплекса программ.

Положения, выносимые на защиту, и научная новизна

1. Предложены расширения известных нотаций моделирования предприятия, позволяющие визуально представить важные аспекты сущности предприятия, не отображаемые традиционными видами моделей, в частности: расширение организационной модели предприятия на объекты внешней среды -- заинтересованных лиц с детализацией необходимых атрибутов объектов и отношений; применение новых моделей: пространственного размещения организационных объектов, владения ресурсами, распределения полномочий принятия решений и ряда других с детализацией необходимых атрибутов объектов и отношений.

2. Выполнено теоретико-множественное описание системы ведения архитектурной модели, позволяющее реализовать разработанные автором алгоритмы заполнения моделей организационной структуры.

3. Разработан и обоснован инструментарий (методика и автоматизированные средства) построения и ведения архитектурной модели предприятия в соответствии с рекомендациями ГОСТ Р ИСО 15704-2008, отличающийся от известных применением многоагентного и сервисно-ориентированного подходов.

4. Предложена архитектура системы ведения модели организации на основе многоагентного и сервисно-ориентированного подходов, отличающаяся от известных набором и характеристиками агентов и сервисов, позволяющая с минимальным участием человека-оператора наполнять и актуализировать базу данных архитектурной модели информацией из баз данных планово-учётных систем АСУ предприятия.

Практическая значимость работы

Предложенная автоматизированная система ведения архитектурной модели предприятия позволяет с использованием разработанной методики проводить аудит предприятия на предмет содержания его реальной деятельности, а также его информационной системы на предмет соответствия целям и потребностям бизнеса, реализуя формализованные методы анализа, синтеза, исследования и оптимизации структур систем сбора и обработки данных в АСУП, что соответствует восьмой области исследований паспорта научной специальности 05.13.06. Результаты могут использоваться проектировщиками, аудиторами, налоговыми и надзорными органами, подразделениями конкурентной разведки и другими заинтересованными лицами.



1. Обзор существующих стандартов и методик построения модели предприятия. Постановка задачи исследования

1.1 Цели моделирования сущности предприятия. Назначение и методы проведения регулярного инжиниринга организационных, производственных, функциональных и информационных систем на предприятии

Для предприятий любого направления деятельности, будь то производство, маркетинг, коммерческая деятельность или же прочее, любой формы собственности, будь то государственное или частное, любой отрасли, будь то промышленное, строительное или даже сельскохозяйственное предприятие, полезно, а порой даже необходимо иметь инструмент, позволяющий получить наглядное, интерпретируемое, целостное, объективное представление о сущности предприятия в различных проекциях. Это позволяет отвечать на целый ряд вопросов о предприятии. Например, эффективна ли цепочка управления кадрами и ресурсами и нет ли в ней избыточных или недостающих звеньев; выполняется ли предприятием заявленная им миссия и, как следствие, уставная деятельность; нет ли необходимости в дополнении перечня видов уставной деятельности, ведь по факту может оказаться, например, что предприятие способно предоставлять услуги, не заявленные ранее в уставном документе.

Моделирование предприятий -- абстрактное представление, описание и определение структуры предприятия, его процессов, информации и ресурсов. Основная цель моделирования предприятия - производить регулярный инжиниринг и реинжиниринг систем (организационных, информационных, ресурсных) и бизнес-процессов предприятия.

Инжиниринг предприятия -- инженерно-консультационная деятельность, содержанием которой является решение инженерных задач, связанных с созданием или совершенствованием продукции, систем и(или) процессов. Концепция инжиниринга предприятия соединяет научно-экономические, управленческие и информационно-технические знания, а затем связывает их с различными практическими аспектами бизнеса.

Назначение инжиниринга: объединить практики, позволяющие решить конкретную бизнес-задачу с наименьшими затратами ресурсов и с минимальным риском неудачи.

К методам инжиниринга предприятия относят:

- Метод аналогий. Состоит в применении организационных форм и механизмов управления, которые оправдали себя в организациях со сходными организационными характеристиками (целями, типом технологии, спецификой окружения, размером), по отношению к проектируемой организации.

- Экспертно-аналитический метод. Состоит в обследовании и аналитическом изучении организации, проводимыми квалифицированными специалистами с привлечением ее руководителей и других работников, с тем, чтобы выявить специфические особенности, проблемы, «узкие места» в работе аппарата управления, а также выработать рациональные рекомендации по его формированию или перестройке, исходя из количественных оценок эффективности организационной структуры, рациональных принципов управления, заключений экспертов, а также обобщения и анализа наиболее передовых тенденций в области организации управления.

- Метод структуризации целей. Предусматривает выработку системы целей организации и последующий анализ организационных структур с точки зрения их соответствия системе целей.

- Метод организационного моделирования. Представляет собой разработку формализованных математических, графических, машинных и других отображений распределения полномочий и ответственности в организации, являющихся базой для построения, анализа и оценки различных вариантов организационных структур.



1.2 Отечественные и зарубежные стандарты по построению моделей предприятия (архитектурные и онтологические)

Известны различные методологии представления сущности предприятия (EAM NIST, методики Gartner Group, Giga Group, META Group, TOGAF, POSIX 1003.23, GERAM, матрица Дж. Захмана и проч.), позволяющие моделировать организационные системы с разной степенью детальности представлений и интеграции их в единый сбалансированный набор моделей.

В Российской Федерации аспекты построения архитектурной модели предприятия с определением его структуры, распределения полномочий и ответственности между руководителями и персоналом, характеристик деловых процессов и используемых в них видов ресурсов регулируются стандартами ГОСТ Р ИСО 19439-2008 «Интеграция предприятия. Основа моделирования предприятия» (ISO 19439:2006 Enterprise integration - Framework for enterprise modelling), ГОСТ Р ИСО 15704-2008 «Промышленные автоматизированные системы. Требования к стандартным архитектурам и методологиям предприятия» и ГОСТ Р 57100-2016 «Системная и программная инженерия. Описание архитектуры». Данные стандарты являются основой применения терминологии и методических подходов в области автоматизированных систем, построения моделей предприятий (учреждений) в различных представлениях (в зависимости от набора необходимых для отображения аспектов), а также регламентируют требования к архитектурам и методологиям предприятия на соответствие стандартным архитектурам и методологиям, что позволяет в конечном итоге применять общие методы проведения регулярного инжиниринга организационных и информационных систем на предприятии.

ГОСТ Р ИСО 19439-2008 и ГОСТ Р ИСО 15704-2008 предлагают следующие виды архитектурных представлений предприятия: функциональное, информационное, ресурсное и организационное, а также представление целей, характерных для текущего этапа жизненного цикла производственной системы. Задача представления -- дать целостный взгляд на сущность предприятия в какой-либо плоскости его рассмотрения: целей деятельности; взаимосвязей между членами коллектива; протекающих на предприятии процессов; используемых ресурсов; информационного обеспечения и проч. [3].

1.2.1 Организационное представление

Организационное представление (вид, взгляд, organization view): вид модели предприятия, обеспечивающий представление и изменение организационной структуры и структуры принятия решений на предприятии, а также обязанностей и прав сотрудников и организационных подразделений в рамках предприятия. Представление обеспечивает сбор и структурирование обязанностей и прав (связанных с процессами, информацией, ресурсом и управлением) на предприятии и включает отображение их по организационным объектам и/или организационным группам, обеспечивает представление обязанностей по связанным с принятием решений видам деятельности в виде связанных с принятием решений структур для проверки согласованности и полноты.

Объект предприятия (enterprise object): часть информации в области домена предприятия, которая описывает обобщенную или реальную, или абстрактную сущность (объект), и которую возможно рассматривать как единое целое. Выделяют такие организационные объекты как предприятие, департамент (подразделение), член, центр принятия решений, перспектива планирования.

Понятие центров принятия решений распространяется на аспект принятия решений с помощью идентификации временных перспектив (интервалов времени) различных центров принятия решений, которые качественно оценивают аспект планирования принятия решений. В практике моделирования перспективу планирования удобнее бывает представлять не отдельным объектом, а атрибутом соответствующего центра принятия решений.

По своей сути подразделения и центры принятия решений являются частично пересекающимися подмножествами множества членов предприятия, объединяющими должностных лиц, с той лишь разницей, что подразделения объединяют их на более широкой и стабильной основе, связанной с формальной структурой предприятия и соподчинённостью, отражённой в штатном расписании, а центры принятия решений объединяют людей на основе управления тем или иным процессом деятельности предприятия, менее формализованы и более гибки по своей структуре. В подразделениях реализуется не только подготовка и принятие различных решений, но и другие функции и деловые процессы предприятия. Соответственно, в одном подразделении может быть несколько центров принятия решений, а один центр может включать представителей нескольких подразделений с различными ролями.

Из приведённых выше рекомендаций стандартов и комментариев можно сделать следующий вывод: модель организационного представления должна иметь, как минимум, двухуровневую сетевую структуру, узлами которой выступают соответствующие организационные объекты: подразделения (департаменты), центры принятия решений и должности (члены подразделений), которым в отношениях присущи роли (по ГОСТ Р 19439-2008 -- контролёр или оператор), а дугами -- связи, отражающие отношения начальствования, подчинения, кооперации, вхождения (принадлежности), и определяемые правами и обязанностями организационных объектов по отношению друг к другу. Граф такой сети получается многосвязным, причём только для простейших линейных структур управления он может быть представлен в виде строгой иерархии.

Организационное представление не может быть полностью самодостаточным: права и обязанности организационных объектов определяются не только в отношениях между ними, но и в отношении других видов объектов предприятия (например, ресурсов, материалов, информации) и реализуются в процессах деятельности. Ссылки на соответствующие элементы других представлений модели предприятия могут быть даны в виде перечня признаков (атрибутов и операций) соответствующего организационного объекта или связи между ними.

1.2.2 Функциональное представление

Функциональное представление (function view): вид модели предприятия, который делает возможными отображение и модификацию процессов предприятия, их функциональных возможностей, поведения, входов и выходов. Функциональное представление описывает домен бизнес-процессов предприятия, их функциональность, поведение, входы и выходы. Данное представление описывает комплекс одиночных стадий процессов как совокупность процессов (бизнес-процессов и деятельностей предприятия), структурированных в виде сети осуществляемых действий, отражающих их логическое соединение и взаимозависимости. Функциональное представление идентифицирует все сущности предприятия (информацию, ресурсы и управление), необходимые для выполнения функции, как объекты предприятия.

1.2.3 Ресурсное представление

Ресурсное представление (resource view): вид модели предприятия, дающий представление и изменение ресурсов предприятия. Описывает имущественные средства предприятия (людские и технологические) по мере их применения в ходе выполнения производственных операций предприятия. Образцы ресурсов в последующем приписывают к деятельностям предприятия в соответствии с требуемыми способностями. Ресурсы можно также структурировать в ресурсные модели для таких применений, как управление имущественными средствами.



1.2.4 Информационное представление

Информационное представление (information view): вид модели предприятия, позволяющий представлять и изменять информацию о предприятии, идентифицированную в функциональном представлении. Описывает объекты предприятия, связанные с информацией (материальные и информационные), по мере их использования и производства в операционных процессах предприятия.

1.3 Источники, методы сбора и классификации данных информационной системы предприятия

В качестве источников данных информационной системы предприятия можно выделить: информационные базы 1С, данные системы управления ИТ инфраструктурой, данные СЭД предприятия, данные сайта предприятия, данные прочих планово-учётных систем, данные системы коммуникаций предприятия (почта, мессенджеры), данные файловых систем.

Методы сбора и классификации данных в рамках методов интеграции данных предприятия в едином хранилище изложены в трудах А.Н. Бездушного, И.А. Васильева, И.С. Михайлова. Практическое решение интеграции разнородных данных АСУ промышленного предприятия на базе онтологического подхода получило свое отражение в работе Д.П. Кузнецова. Практическое решение проблемы формирования единого хранилища данных предприятия рассматривается в трудах Д.В. Березкина и К.В. Симакова. Степень проработанности вопроса в перечисленных выше трудах высокая, поэтому в данной исследовательской работе не рассматриваются.

Стоит только отметить, что уровень интеграции данных на предприятиях, на которые планируется внедрение результатов работы, весьма невысок. Поэтому в качестве источников информации используются СУБД и ряд структурированных в силу применения стандарта к оформлению текстовых файлов [4,5,6].

1.4 Автоматизированные средства построения и анализа архитектурной модели предприятия

На рынке программных продуктов представлены и успешно применяются в деятельности разработчиков системных и программных решений, консалтинговых и аудиторских фирм различные CASE-средства архитектурного моделирования (например, средства моделирования фирм BAAN, IBM, Software AG (поглотила IDC Scheer), Oracle и др.), которые позволяют не только строить модели ОС для целей их создания или автоматизации деятельности, но и вести репозитории модельных представлений на последующих стадиях жизненного цикла ОС. Средства моделирования и сами архитектурные модели во всё большей степени интегрируются в состав ресурсов корпоративных информационных систем, позволяя использовать их возможности не только при плановых работах по реинжинирингу ОС, но также при стратегическом и оперативном планировании и управлении. Актуальна и обратная задача: построение архитектурной модели ОС по следам активностей в её информационной системе.

Задавать параметры, формирующие взгляд ЛПР на ОС, в инструментальных средствах моделирования можно обычно на уровне настроек, которые выполняются в современных CASE-средствах (например, ARIS Business Architect), как правило, вручную специалистом по моделированию и гораздо реже - самим пользователем, поскольку требуют понимания и навыка использования достаточно сложных инструментов, правил и зависимостей. В то же время, набор параметров архитектурного взгляда, отражающих интересы представителя той или иной роли ЛПР, имеет достаточно широкие рамки (обычно лишь ограничения по доступу к информации закрытых для него ресурсов хранилища архитектурной модели), и динамически меняется в зависимости от обстоятельств текущих отношений ЛПР с ОС: в одной ситуации нужен один набор параметров, в другой - иной [7,8].

1.5 Методы верификации моделей для определения корректности архитектурной модели предприятия

Архитектурная модель предприятия является моделью описательной, т.е. дескриптивной. В отношении дескриптивных моделей, верификация модели - это проверка ее истинности, адекватности объекту моделирования, т.е. предприятию.

Среди методов верификации дескриптивных моделей для оценки адекватности результата моделирования возможно использовать экспертный метод и метод аналогий.

При использовании экспертного метода оценка адекватности будет производиться экспертом - лицом (или группой лиц), в обязательном порядке обладающим необходимыми знаниями и представлениями об организации.

При использовании метода аналогий происходит сравнение атрибутов модели с соответствующими атрибутами объекта моделирования. Данный метод применим не ко всем моделям сущности предприятия, а лишь к тем, атрибуты которых имеют соответствующие задокументированные атрибуты объекта моделирования. В нашем случае к таким моделям относятся, например, модели организационной структуры. Необходимые соответствия можно установить по таким официальным документам организации как Штатное расписание, должностные инструкции работников.

1.6 Выбор математического метода оценки схожести множеств

Данные информационной системы предприятия при обработке часто необходимо относить к тому или иному множеству. Часто встает задача сравнения полученных множеств по количественным и качественным характеристикам. Задачи сравнения сводятся не только к тому, чтобы определить, идентичны множества или нет по определенному характеристическому свойству. Бывают задачи, в целях решения которых необходимо оценивать степень схожести множеств.

Для оценки схожести множеств данных любых типов универсальным методом является метод попарного сравнения элементов множества (широко применяемый для сравнения матриц). Положительной стороной метода является его универсальность. Но на больших множествах для реализации этого метода необходимы большие вычислительные ресурсы и временные затраты.

Существуют методы и алгоритмы математической оценки схожести числовых множеств. Например, в рамках методов классификации и кластеризации используются сравнение объектов между собой на основе некоторой меры близости (сходства). Мерой близости называется величина, имеющая предел и возрастающая с увеличением близости объектов. Меры сходства "изобретаются" по специальным правилам, а выбор конкретных мер зависит от задачи, а также от шкалы измерений. В качестве меры близости для числовых атрибутов очень часто используется евклидово расстояние, вычисляемое по формуле (1):

(1)

Можно пользоваться непосредственно алгоритмами классификации и кластеризации. Процент элементов множеств, попавших в один класс (если возможно выделить множества в классы) или кластер, будет являться мерой схожести двух множеств.

Также к множествам применимы методы сравнения строк (или текстовых файлов) посредством известных мер схожести строк. К таким мерам относят, например, Расстояние Левенштейна, сходство Джаро -- Винклера, Расстояние Дамерау -- Левенштейна.

В настоящей работе данные методы применяются при решении задачи сравнения при присвоения пользователю определенной должности. Решение данной задачи сводится к сравнению множества действий пользователя в информационной системе и множества действий трудовых функций, множества трудовых функций пользователя и трудовых функций должности. Перечисленные выше множества моно описать как одномерный массив, как строку, как класс, как матрицу. Поэтому приведенные выше методы могут быть использованы в качестве метода оценки схожести множеств. Наглядность и высокая интерпретируемость результатов метода попарного сравнения элементов множеств (как матриц) являются неоспоримыми преимуществами для использования данного метода в решении данной задачи.

1.7 Постановка задачи исследования

По результатам аналитического обзора уточним задачи к дальнейшему исследованию:

1. разработать расширения существующих модельных представлений и методику, позволяющую по доступным (возможно, отрывочным) данным, имеющимся в ИС, построить реальную архитектурную модель организации (основанную на рекомендациях ГОСТ Р ИСО 15704-2008) с определением структуры организации, распределения полномочий и ответственности между руководителями и персоналом, характеристик деловых процессов и используемых в них видов ресурсов;

2. разработать программные средства, позволяющие с минимальным участием человека находить в ИС предприятия данные, необходимые для построения его архитектурной модели, строить и поддерживать в актуальном состоянии эту модель;

3. внедрить созданные методику и программные средства на ПК «Вологодский молочный комбинат», произвести верификацию модели.

Выводы по главе 1

Анализ показал, что необходимо расширение традиционных модельных представлений сущности предприятия в части уточнения конкретного набора моделей для полного описания предприятия в различных представлениях.



2. Методика построения архитектурной модели предприятия

2.1 Способы формализации архитектурной модели предприятия. Описание совокупности моделей в отношении организационного представления архитектурной модели предприятия

В графическом виде организационное представление модели предприятия получается во многом похожим на классическую диаграмму «Сущность-связь», с той лишь разницей, что для обеспечения полноты и обозримости представление требует выполнения двух-трёхуровневой декомпозиции по разным основаниям.

Основными сущностями организационного представления модели являются организационные объекты (предприятие, подразделение, центр принятия решений, должность) и прочие объекты (ресурсы, материалы, продукты, оборудование, информация). В качестве атрибутов объектов могут выступать характеристики специализации; деловые процессы, в которых объект принимает участие. Основные связи между сущностями: двунаправленные (отношения включения (начальствования/подчинения, кооперации)), однонаправленные (отношения владения), разнонаправленные (отношения информирования) [7].

В современных методиках моделирования систем преобладает принцип полимодельности: комплексное представление сложного объекта требует создания нескольких различных элементарных (различных по виду используемых элементов) моделей. При разработке организационного представления такими элементарными моделями могут быть модель организационной структуры, модель пространственного размещения организационных объектов, модель владения ресурсами и модель распределения полномочий принятия решений.

Модель организационной структуры состоит из организационных объектов: предприятие, подразделение, должность и организационных объектов внешней среды -- заинтересованных лиц. Отношения между объектами - отношения включения (участия), начальствования/подчинения, кооперации, контроля, приобретения и поставки.

Для сложных структур с большой вложенностью подразделений полезна декомпозиция модели по иерархии структур с одновременным отражением на одном уровне декомпозиции от двух до трёх уровней иерархии. Например, на верхнем уровне декомпозиции -- холдинг, входящие в него юридические лица с их обязательными реквизитами, поставщики сырья, энергии, услуг и комплектующих, приобретатели продукции и услуг, аудиторские и сертификационные структуры, органы государственной власти; на среднем уровне -- предприятие холдинга и его подразделения, представители организаций внешней среды; на нижнем уровне -- подразделение предприятия и должности его сотрудников с атрибутами специализации и квалификации, представители организаций внешней среды. Отношения с внешней средой представляются в декомпозиции с соответствующей степенью детальности.

Для описания организационной структуры более всех применима диаграмма ARIS, однако в ней не предусмотрено отражение необходимых атрибутов объектов и отношений, а также связей с внешней средой.

В настоящем исследовании предлагается расширить эту модель за счёт введения связей с внешней средой, необходимых атрибутов объектов и отношений. Атрибуты объектов: характеристики специализации (например, виды деятельности по ОКВЭД или коды профессий). Операции объектов являются элементами процессов, в которых объект принимает участие, в разных процессах организационный объект может выполнять разные роли. Набор конкретных атрибутов объектов зависит от требований заказчика модели. Например, корневой элемент иерархии, будь то холдинг или отдельное предприятие, является организационным объектом вида «Предприятие», атрибут «Вид деятельности по ОКВЭД» применим именно к данному виду организационного объекта, при декомпозиции до уровня подразделений он представляется в виде набора функций. Организационному объекту «Должность» определим атрибут «Обобщённая трудовая функция» («ОТФ1: Инженер-программист обеспечивает промышленную эксплуатацию единой автоматизированной учетной системы, определяет информацию, подлежащую обработке средствами ЭВМ»), который может быть далее конкретизирован до уровня «Трудовая функция» (например, «ТФ21: Инженер-программист обеспечивает промышленную эксплуатацию единой автоматизированной учетной системы»). Значения этих атрибутов могут быть заимствованы соответственно уровню декомпозиции из устава предприятия, положения о подразделении, должностного регламента (инструкции) или из профессионального стандарта. Атрибуты имеют составной тип данных, т.к. видов деятельности у предприятия и ТФ у должности всегда конечное множество. На рисунке 2.1 приведен пример модели организационной структуры предприятия.

Рисунок 2.1 Пример модели организационной структуры предприятия

Модель пространственного размещения организационных объектов состоит из следующих видов элементов. Организационные объекты: предприятие, подразделение, центр принятия решений, должность. Атрибуты организационных объектов: численность, норма пространства/площади, правила/ограничения совместимости, требования по обеспечению инфраструктурными сервисами и проч. Пространственные объекты: здания и помещения в них, прочие места дислокации организационных объектов. Атрибуты пространственных объектов: кубатура, общая/полезная площадь, характеристики назначения, обеспеченность инфраструктурными сервисами и проч. Отношения между организационными и пространственными объектами - отношения ассоциации (размещения организационных объектов в пространственных), атрибуты: постоянно/временно, статус (собственность, аренда, по акту владельца и проч.).

Для сложных структур с большой вложенностью подразделений или пространственных объектов, по аналогии с предыдущей частной моделью, применяется декомпозиция по иерархии этих объектов с одновременным отражением на одном уровне декомпозиции от двух до трёх уровней иерархии.

Для описания модели более всех применима диаграмма развёртывания в языке UML (Deployment Diagram). Однако в UML она используется для других целей -- отображения размещения элементов программного обеспечения и баз данных на средствах вычислительной техники, и в ней совершенно иной набор атрибутов объектов и отношений.

Адаптируем модель диаграммы развертывания под особенности модели пространственного размещения организационных объектов путем изменения значений понятий «Узла» и «Артефакта». В исходной нотации UML для того, чтобы описать, например, веб-сайт, диаграмма развертывания представляет аппаратные компоненты («узлы»: веб-сервер, сервер базы данных, сервер приложения и т.п.), указывает, какие программные компоненты («артефакты») работают на каждом узле (например, веб-приложение, база данных), и как различные части этого комплекса соединяются друг с другом («интерфейсы»). В модели пространственного размещения организационных объектов под «узлами» будем понимать пространственные объекты, под «артефактами» - организационные объекты. На рисунке 2.2 представлена модель предприятия. Атрибуты организационных объектов: количество человек, которые находятся в данном пространственном объекте. Атрибуты пространственных объектов: общая площадь, количество компьютеров, столов и сидячих мест, инфраструктурные сервисы. Конкретный набор атрибутов определяется в практической реализации модели в зависимости от нужд заказчика. Атрибуты отношений - постоянно/временно - определены графически. Сплошная линия - постоянно, пунктирная - временно.

Рисунок 2.2 Пример модели пространственного размещения организационных объектов, 1-й уровень декомпозиции

Модель владения ресурсами включает в себя:

Организационные объекты: предприятие, подразделение, центр принятия решений, должность; объекты внешней среды: владельцы арендуемых ресурсов. Атрибуты организационных объектов: владения (собственник, арендатор…), распорядительства (контролёр, оператор). Ресурсы предприятия (материальные и нематериальные активы): здания и сооружения, сырьё и материалы, комплектующие, оборудование, транспорт, прочие элементы технологической инфраструктуры, патенты, лицензии на программные продукты и проч. Отношения: владения/принадлежности/ответственности. Атрибуты: основание отношения с реквизитами правоустанавливающего документа.

Для сложных структур с большой вложенностью подразделений или компонентов ресурсов, как и в предыдущих видах частных моделей, применяется декомпозиция по иерархии этих объектов (компонентов ресурсов) с одновременным отражением на одном уровне декомпозиции от двух до трёх уровней иерархии.

Аналогичных моделей в рассмотренных методиках организационного моделирования не выявлено. В настоящем исследовании предлагается поступить по аналогии с моделью пространственного размещения организационных объектов, т.к. объект пространственного размещения - это своего рода экземпляр множества ресурсов предприятия, а пространственное размещение - это владение ресурсом, например, «помещение». Пример модели приведен на рисунке 2.3.



Рисунок 2.3 Пример модели владения ресурсом, 1-й уровень декомпозиции

Модель распределения полномочий принятия решений в организационном представлении служит для отображения связей начальствования/подчинённости и определения полномочий и ответственности субъектов, а не для регламентации самого процесса принятия решения (процессные модели строятся в функциональном представлении). Она должна содержать следующие объекты: центры принятия решений (ЛПР, контролеры, исполнители) с атрибутами ролей, видов решений и перспективами планирования, прочие объекты (в отношении кого принимается решение - предприятие, подразделение, должность, материальные объекты). ресурсы предприятия (материальные и нематериальные активы). Отношения: воздействия, контроля, властвования/подчинения. Атрибуты отношения: деловой процесс, по обстоятельствам которого принимается решение; процедура принятия решения; нормативный документ, закрепляющий право/обязанность.

Для сложных структур с большой вложенностью подразделений также применяется декомпозиция по иерархии структур.

В исследовании предлагается комбинировать вариант рассмотренной ранее частной модели организационной структуры и вариант частной модели владения ресурсами (в качестве изображения ресурсов и владельцев). Аналогичных моделей в исследованных методиках моделирования не выявлено. Пример модели распределения полномочий принятия решений представлен на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 Пример модели распределения полномочий принятия решения по отгрузке товара

Взаимосвязь моделей организационного представления устанавливается с целью объединения моделей в общее представление. Так, для организационного представления трансмодельным (присутствующим на всех моделях) объектом является объект «Сотрудник». Связи между моделями устанавливаются на самом нижнем уровне детализации (на уровне персоналий - сотрудников) в привязке к моменту времени.

Подробнее вопрос формализации организационного представления архитектурной модели предприятия рассмотрен в статье «Организационное представление архитектурной модели предприятия: структура, источники и средства поиска информации», написанной в соавторстве с исследователем, которая готовится к публикации в третьем выпуске журнала перечня ВАК «НТВ СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление».

2.2 Источники данных для построения

Для построения архитектурной модели предприятия требуются полезные данные, отобранные из множества разрозненных и несогласованных по времени, методикам сбора и интерпретации источников данных. Решение данной задачи требует использования специальных программных средств, кроме собственно определения полезных источников и форматов доступных данных. Процесс определения полезных источников данных чаще всего реализуется экспертным методом, а его результаты, как правило, закрепляются локальным нормативным актом учреждения.

Условно разделим источники данных предприятия можно на три группы:

1. неструктурированные данные (хранятся в разрозненных объектах ИС предприятия - текстовые файлы, электронные таблицы и т.п.);

2. структурированные данные (данные планово-учетных систем);

3. специально сгенерированные для моделирования данные (например, данные о действиях пользователей в системе).

Кажется очевидным, что первую и вторую группы можно исключить из рассмотрения, имея множество специально сгенерированных для построения модели данных: если внедрить систему регистраторов определенных событий в ИС, можно сгенерировать практически все множество необходимых для моделирования предприятия данных. Однако процесс генерирования данных занимает продолжительное время (должны произойти определенные события). Некоторые события за отведенный период обучения могут не произойти, что повлечет за собой искажение информации в моделях. Например, за отведенную неделю на накопление информации не происходил расчет заработной платы, расчетчик не регистрировал действие расчета. Следовательно, ему не присвоилась трудовая функция, отвечающая за расчет. В отсутствии данной трудовой функции есть вероятность того, что данный пользователь попадет в подразделение кадровой службы, а не в бухгалтерию. Таким образом, чтобы сократить количество белых пятен в моделях и по максимуму избежать искажений в моделях, необходимо задействовать все три группы источников данных

Использование более одного источника данных приводит к проблеме конфликта данных. С целью разрешения конфликтов необходимо выстроить систему приоритетов источников данных. Приоритеты можно расставить экспертным методом, опираясь на значения следующих характеристик данных: семантика, форматы, степень значимости, общности и регулярности поступления/обновления, гарантии целостности, актуальности и юридической значимости.

Организационное представление модели предприятия реконструируется на основе штатного расписания и истории его изменений, а также закрепления ролей в системе за определёнными людьми. К сожалению, формальное распределение полномочий и ответственности, фиксируемое в положениях о подразделениях, должностных инструкциях и регламентах, часто не полностью соответствует реальному положению дел, поэтому для построения реальной модели закрепления функций, полномочий и ответственности полезно использовать журналы событий системы документооборота и электронной почты предприятия (например, факты инициативы создания или согласования управленческой документации, не соответствующие официальным регламентам).

Алгоритм поиска и формализации данных текстовых файлов определенной (стандартами или традициями документооборота) структуры (на примере элементов компетенций, выделяемых из текстов стандартов, научно-методических разработок и иных источников предметной области деятельности выпускника вуза), а также формирование элементов профессиональных компетенций для организационного представления архитектурной модели из текстов профессиональных стандартов подробно разобран в статье «Проектирование рабочей программы дисциплины на основе элементов компетенций», опубликованной автором в журнале, рекомендованном ВАК [9].

2.3 Алгоритмы заполнения моделей

2.3.1 Алгоритм заполнения модели организационной структуры

Первым шагом алгоритма является ввод данных о пользователях, трудовых функциях, должностях, подразделениях, организациях, наборов действий, раскрывающих суть трудовой функции, наборов трудовых функций, раскрывающих суть должности (таблицы-связки), данные зарегистрированных действий пользователей. Далее алгоритм выполняет действия непосредственно наполнения модели - установлению отношений между организационными объектами.

Т.к. одной из задач алгоритма является установление соотношения пользователь - должность, а соотношение устанавливается путем поиска множества общих действий, для описания данного шага алгоритма будем использовать элементы и операции теории множеств.

Определим множества, участвующие в описании.

- множество пользователей с мощностью g (для конечных множеств понятие мощности тождественно понятию количества элементов).

- множество действий пользователя мощности n.

- множество трудовых функций с мощностью m.

- множество действий трудовой функции с мощностью l.

- множество общих действий пользователя трудовой функции с мощностью p.

- множество трудовых функций пользователя с мощностью q.

- множество должностей с мощностью r.

- множество трудовых функций должности с мощностью s.

- множество общих трудовых функций должности и пользователя с мощностью t.

- множество должностей пользователя мощности v.

. - заданное пользователем значение процента пересечения множеств,

Для того чтобы определить множество-пересечение, воспользуемся математическими операциями над матрицами (в нашем случае одномерными), в частности методом попарного сравнения элементов матриц множеств (2), (3).

(2)

(3)

Если отношение мощности пересечения множества действий пользователя и множества действий трудовой функции к мощности множества действий трудовой функции больше заданного значения Z в процентном соотношении, то данную трудовую функцию назначаем пользователю (4):

(4)

Если отношение мощности пересечения множества трудовых функций пользователя и множества трудовых функций должности к мощности множества трудовых функций должности больше заданного значения Z в процентном соотношении, то данную должность назначаем пользователю (5):

(5)

Наглядно описан алгоритм попарного сравнения элементов в рамках алгоритма заполнения организационной модели при помощи графического инструмента блок-схем на рисунке 2.5.

Последним шагом алгоритм является шаг записи организационных объектов и их отношений в таблицу модели организационной структуры в привязке е моменту времени создания модели.

Рисунок 2.5 Алгоритм заполнения организационной модели



2.3.2 Алгоритм заполнения модели владения ресурсами

Заполнение модели владения ресурсами происходит данными, специально сгенерированными экспертом. Поэтому специальных алгоритмов по установлению отношений между объектами описывать не требуется - данные хранятся с указанием необходимых отношений. Первым шагом алгоритма является ввод данных о ресурсах, пользователях, о видах отношений между объектами (воздействия, контроля, властвования/подчинения), атрибутах. Задача алгоритма сводится к тому, чтобы собрать данные и их отношения в таблице модели ресурсной модели с привязкой к моменту времени создания, и реализуется на втором шаге. Стоит заострить внимание на том, что перед формированием модели необходимо воспроизвести алгоритм заполнения модели организационной структуры, если на данный момент времени нет ее сохраненной реплики. Это делается с целью установить принадлежность ресурса должностям, подразделениям и организациям при построении модели в верхних уровнях декомпозиции, основываясь на принадлежности ресурса пользователю.

2.3.3 Алгоритм заполнения модели пространственного размещения

Заполнение модели пространственного размещения происходит данными, специально сгенерированными экспертом. Поэтому специальных алгоритмов по установлению отношений между объектами описывать не требуется - данные в хранилище уже помещаются экспертом с указанием необходимых отношений. Первым шагом алгоритма является ввод данных о помещениях, пользователях, об отношениях ассоциации между объектами (с указанием атрибута постоянно/временно), атрибутах. Задача алгоритма сводится к тому, чтобы собрать данные и их отношения в таблице модели пространственного размещения с привязкой к моменту времени создания, и реализуется на втором шаге.

Стоит заострить внимание на том, что перед формированием модели необходимо воспроизвести алгоритм заполнения модели организационной структуры, если на данный момент времени нет ее сохраненной реплики. Это делается с целью установить принадлежность ресурса должностям, подразделениям и организациям при построении модели в верхних уровнях декомпозиции, основываясь на принадлежности ресурса пользователю.

2.3.4 Алгоритм заполнения модели распределения полномочий принятия решений

Подавляющая часть данных для заполнения модели распределения полномочий формируется в хранилище данных аналогично пунктам 2.3.2 и 2.3.3, т.е. экспертом с указанием необходимых для построения модели отношений и атрибутов объектов. Поэтому модели части процессов строятся за два шага: получение данных (о пользователях, процессах, задачах, ролях, временной перспективе, объектах принятия решения, ресурсах), а затем запись данных с установленными отношениями в привязке к моменту времени создания модели.

Однако есть область данных о временных коллективах и процессах, которые можно сформировать автоматически. Речь идет о зарегистрированных действиях пользователей в информационной системе, которые не приняли участие в формировании трудовой функции пользователя и должности пользователя.

Первым шагом алгоритма является ввод данных о пользователях, трудовых функциях, должностях, подразделениях, организациях, наборов действий, раскрывающих суть трудовой функции, наборов трудовых функций, раскрывающих суть должности (таблицы-связки), данные зарегистрированных действий пользователей. Далее алгоритм «распаковывает» трудовые функции до должности. (снимает привязку действия к трудовой функции, устанавливает привязку действия к должности в целом). Это дает возможность привязать действия напрямую к должности, которые могли бы быть привязаны посредством трудовой функции, но не привязались, т.к. трудовая функция не прошла порог Z. Визуально множество таких действий при помощи кругов Эйлера представлено на рисунке 2.6.

...