Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Системный анализ, управление и обработка информации

Диссертационная работа:

Александров Дмитрий Владимирович. Методология моделирования распределенных систем управления бизнес-процессами макропредприятий : диссертация ... доктора технических наук : 05.13.01 / Александров Дмитрий Владимирович; [Место защиты: Владимир. гос. ун-т].- Владимир, 2009.- 320 с.: ил. РГБ ОД, 71 10-5/114

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. В настоящее время предприятия находятся в постоянно меняющейся производственной и экономической обстановке, поэтому им необходимо иметь такую модель деятельности и такие средства управления, с помощью которых можно было бы достаточно эффективно и оперативно модернизировать общую схему бизнеса, корректируя структуру управления и деловые процессы с учетом внешних и внутренних условий. При этом в условиях динамичного рынка, глобализации и интеграции экономик разных стран в единую мировую экономическую систему возникают проблемы автоматизации управления объединяющимися хозяйствующими субъектами. Известные корпоративные информационные системы, представленные на рынке, не обеспечивают в полной мере потребностей макропредприятий (МрП), таких как крупные холдинги, производственные объединения, научно-производственные объединения, комбинаты, тресты, картели, синдикаты, концерны, государственные и транснациональные корпорации. Особенностью таких МрП является наличие следующих свойств:

значительного масштаба как по объемам капитальных вложений, так и по численности задействованных в них работников;

сложной распределенной (в том числе и территориально) структуры;

иерархической многоуровневой системы управления;

- совокупности взаимосвязанных внешних и внутренних бизнес-процессов.
Следует отметить, что в настоящее время имеет место фундаментальная проблема

управления МрП, и в нашей стране в связи с созданием инновационной экономики и ряда государственных корпораций решение этой проблемы приобретает особую актуальность. В диссертации предлагается методология моделирования распределенных систем управления бизнес-процессами МрП.

В настоящее время выполнены достаточно многочисленные исследования в области развития методов совершенствования информационных систем (ИС), основанных на использовании новейших результатов в теории и практике управления. Среди авторов основополагающих работ зарубежные ученые Р. Баркер, Дж.-Д. Варнье, К. Гейн, Н. Гуарино, М. Джексон, Н. Дженнингс, Е. Йордан, Е. Кодд, К. Мак-Гоуэн, Д. Марка, Дж. Мартин, К. Орр, Д. Росс, Т. Сарсон, М. Хаммер, Дж. Чампи, П. Чен, М. Эриксон, И. Якобсон и др.; отечественные ученые Н.А. Абрамова, В.Н. Волкова, Т.А. Гаврилова, В.М. Глушков, Е.З. Зиндер, В.А. Ивлев, Б.Г. Ильясов, В.А. Ириков, Г.Н. Калянов, Ю.А. Кафтанюк, В.Н. Козлов, А.В. Костров, Г.Г. Куликов, О.В. Логиновский, А.Г. Ма-миконов, О.Б. Низамутдинов, Е.Г. Ойхман, Э.В. Попов, Д.А. Поспелов, С.А. Редкозубое, Б.Я. Советов, В.И. Скурихин, Ю.Ф. Тельнов, Э.А. Трахтенгерц, А.Н. Швецов, И.Ю. Юсупов, С.А. Яковлев и др.; их работы составляют теоретическую основу повышения эффективности управления предприятиями за счет автоматизации поддержки принятия решений, в том числе и на основе методов и средств искусственного интеллекта.

Однако в практике разработки реальных проектов автоматизации макропредприятий эти работы не всегда могут быть использованы непосредственно. Кроме того, за последние годы появились новые эффективные концепции кросс-платформенных, распределенных и интеллектуальных систем. Они могут быть реализованы в разных вариантах: это системы с интеллектуальным интерфейсом, самообучающиеся системы, адаптивные информационные системы, экспертные системы, мультиагентные системы (MAC), системы поддержки принятия решений, системы бизнес-аналитики {Business Intelligence - ВТ) и др.

Для выполнения бизнес-процессов (БП) основной деятельности предприятия необходимо обеспечить их требуемыми ресурсами: технологическими, кадровыми, финансовыми и организационными, а также эффективно управлять ими. Значимым элементом модели бизнеса, или БП, является описание организационной структуры (ОС) предприятия, т.е. его структурных подразделений: отделов, служб, цехов и т.д., и связей между ними. Между составляющими ОС управления предприятием существуют сложные взаимосвязи, поэтому изменение в каждой из них приводит к необходимости пересмотра всех остальных, что является сложным и трудоемким процессом. В связи с этим возникает необходимость формализации этого процесса, а также разработки методов и алгоритмов, позволяющих оперативно проверять идеи по изменению структуры, отрабатывать варианты и вносить изменения после проведения эксперимента на модели.

В настоящее время в условиях динамизма изменений, происходящих на отечественных предприятиях, теория управления промышленными предприятиями требует дальнейшего развития, прежде всего в отношении степени распределенности макроструктур и использования методов и средств моделирования и интеллектуализации, это обосновывает актуальность темы исследования.

В данной работе предлагается методология моделирования распределенных систем управления бизнес-процессами макропредприятий для повышения эффективности управления бизнес-процессами разного рода организаций, входящих в состав макропредприятий, за счет применения подходов и методов, традиционно относящихся к направлению «искусственный интеллект».

Цель и задачи исследования. Целью диссертации является повышение эффективности распределенных информационных систем управления бизнес-процессами макропредприятий за счет интеллектуализации этих процессов.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи.

  1. Развитие методологии системного анализа и проектирования для обеспечения процессов тактического реинжиниринга предприятий средствами инструментальной поддержки.

  2. Разработка информационного обеспечения управления разного рода ресурсами, задействованными в технологических процессах и бизнес-процессах предприятий.

  3. Разработка информационного обеспечения для функционального и имитационного моделирования бизнес-процессов предприятий для их последующей оптимизации.

  4. Создание метода и средств описания онтологии предметной области (ПрО) для реализации бизнес-процессов в комплексе распределенных систем управления БП макропредприятий.

  5. Разработка технологической инфраструктуры для управления бизнес-процессами макропредприятий на основе ИС с использованием мультиагентного подхода.

  6. Разработка информационно-алгоритмического обеспечения мониторинга исполнения бизнес-процессов в условиях макропредприятия.

Методы исследования. Исследования, выполненные в работе, базируются на системном анализе, методах классификации, теории множеств, процессном подходе к управлению предприятием, теории проектирования систем, имитационном моделировании с использованием аппарата раскрашенных сетей Петри, методологии структурного анализа и проектирования IDEF0, онтологическом подходе к представлению знаний, объектно-ориентированном анализе и проектировании, мультиагентном подходе к созданию ИС, формальных логических моделях представления и обработки знаний.

В качестве инструментов создания моделей деятельности предприятий использовались пакеты Allfusion Process Modeller, ARIS Design Platform, Sybase PowerDesigner, Sparx Systems Enterprise Architect и др.

Научная новизна работы заключается в следующем.

Основным научным результатом является разработанная методология моделирования распределенных систем управления бизнес-процессами макропредприятий. При ее создании были получены следующие новые научные результаты:

1) метод тактического реинжиниринга бизнес-процессов макропредприятия на
основе расширенной формальной модели методологии IDEF0 и введенных в ее состав
новых технологических операций в целях повышения эффективности процессов, свя
занных со структурными преобразованиями организаций, входящих в состав МрП,
средствами инструментальной поддержки;

  1. метод планирования потребности в разного рода ресурсах для обеспечения ими как технологических, так и бизнес-процессов предприятий, в основу которого положены разработанные формальные теоретико-множественные модели и алгоритмы, в частности, алгоритмы обнаружения нештатных ситуаций и их обработки на основе прецедентной модели представления знаний;

  2. метод имитационного моделирования (ИМ) бизнес-процессов предприятий, в основу которого положены разработанные алгоритмы трансляции описания бизнес-процесса в C/W-модель с использованием шаблонов потоков работ и имитационного моделирования бизнес-процесса на базе полученных раскрашенных сетей Петри в целях повышения качества разрабатываемых моделей бизнес-процессов;

  3. метод описания онтологии ПрО в графической нотации и текстовом виде на основе логики предикатов первого порядка с реализацией возможности описания поведения объектов, представляемых сущностями онтологии, для реализации бизнес-процессов организаций-партнеров в составе макропредприятий на основе мультиагент-ного подхода и управления ими в комплексе распределенных систем управления БП;

5) информационно-алгоритмическое обеспечение реализации мониторинга ис
полнения бизнес-процесса траспортировки газа газотранспортного предприятия: алго
ритмы мониторинга магистрального газопровода с целью обнаружения нештатных си
туаций, метод определения места разрыва магистрального газопровода с использовани
ем прецедентной модели представления знаний и алгоритмы формирования сценариев
локализации нештатных ситуаций в качестве информационной поддержки принятия
решений диспетчера.

Практическая значимость работы заключается в том, что результаты исследований легли в основу реальных алгоритмов, методов и средств автоматизации структурно-функционального и имитационного моделирования и управления сложными системами, при этом, в частности:

  1. разработан инструментарий модификации IDEFO-модеяей бизнес-процессов для обеспечения информационной поддержки принятия решений при проведении тактического реинжиниринга макропредприятий;

  2. разработан инструментарий трансляции моделей бизнес-процессов как совокупностей шаблонов потоков работ в модели на аппарате раскрашенных сетей Петри и их последующего имитационного моделирования;

  3. практическим результатом диссертации является также реализованный на основе разработанного информационно-алгоритмического обеспечения инструментарий созда-

ния моделей бизнес-процессов и онтологии предметных областей, позволяющий ускорить процесс проектирования и реализации мультиагентных систем управления бизнес-процессами предприятий на основе онтологического подхода к созданию таких систем;

  1. предложена архитектура FIPA-совместимой мультиагентной платформы (МАП) для управления бизнес-процессами предприятий, включающая структуру и основные информационные потоки между ее компонентами, а также прототип мультиагентной системы для реализации БП на основе онтологии ПрО;

  2. реализован программный модуль мониторинга процесса транспортировки газа по магистральному газопроводу на предмет обнаружения и локализации нештатных ситуаций в части формирования сценариев их устранения, позволяющий на основании показаний датчиков системы телемеханики обнаруживать место аварии и в случае возникновения разрывов газопровода предлагать сценарий переключения запорной арматуры в целях минимизации потерь газа и ущерба экологии.

Предложенные методы, модели и алгоритмы могут использоваться для решения широкого круга задач в области структурно-функционального и имитационного моделирования и управления бизнес-процессами предприятия, поскольку при этом обеспечиваются корректность и обоснованность решений, возможность анализа вариантов организации бизнес-процесса, а также значительно сокращаются сроки реализации информационных систем.

Основные результаты диссертации получены автором при выполнении исследований, проводимых во Владимирском государственном университете (ВлГУ), в качестве ответственного исполнителя двенадцати научно-исследовательских работ, в том числе хоздоговорных НИР № 1861/97, 2064/98, 2271/00, 2687/02 по заказу ОАО «Завод "Автоприбор"» (г. Владимир); № 2127/99 по заказу ОАО "Труд" (г. Вача Нижегородской обл.); № 2657/02, 2811/02 по заказу ОАО «Омскагрегат»; № ГБ-434/04 по программе исследований Минвуза для Росатома «Информационно-аналитическая система мониторинга за образованием, перемещением и хранением радиоактивных веществ и радиоактивных отходов»; № 3166/05 по заказу ООО «Торгово-промышленная группа "ЛИГА"»; № 3279/05 по заказу ОАО «Владимирский завод "Электроприбор"; № 3411/06 по заказу Научно-исследовательского института измерительных систем им. Ю.Е. Седакова Росатома (Нижний Новгород); № 2701/02, 2881/03 по заказу Научно-исследовательского института приборов Росатома (г. Лыткарино Московской обл.), в результате выполнения работ, по которым получен патент на изобретение RU № 2249228 и создана программная система автоматизации процесса проведения испытаний изделий электронной техники на воздействие внешних факторов [33].

Результаты работы использованы также в инновационном проекте ИП 119/08 «Разработка образовательного комплекса для внедрения в рамках системы менеджмента качества университета системы управления стратегией его развития на основе инструментального средства ARIS BSC 7», выполняемом под руководством автора в рамках реализации инновационной образовательной программы «Региональная технопарковая зона / технопарк на базе Владимирского государственного университета как площадка для внедрения инновационных образовательных программ».

Результаты диссертации используются в учебном процессе кафедры информационных систем и информационного менеджмента (ИСИМ) ВлГУ в разработанных автором учебно-методических комплексах по дисциплинам «Распределенные информационные системы», «СЛЖ-технологии», «Представление знаний в информационных системах», «Консалтинг при информатизации менеджмента информационных систем»,

«Консалтинг при информатизации организаций», «Консалтинг при информатизации образования», «Инструментальные средства менеджмента информационных систем» и «Информационные технологии в науке и образовании».

По перечисленным выше дисциплинам опубликованы семь учебных пособий, в том числе с грифами учебно-методических объединений; за книгу «С4Ж-технологии» в конкурсе на лучшую научную книгу 2006 года авторский коллектив награжден дипломом лауреата Фонда развития отечественного образования (Сочи, 2007).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на НТК «Ресурсосберегающие технологии в машиностроении» (Владимир, 1998); Национальном симпозиуме с международным участием «Аэрокосмические приборные технологии» (Суздаль, 1999); МНК «Современные информационные технологии в образовательном процессе и научных исследованиях» (Шуя, 2000); МНПК «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах» (Новочеркасск, 2000); НК «Предпринимательские инициативы в сфере реструктуризации и реформирования предприятий и организаций, находящихся в кризисном состоянии» (Владимир, 2000); IV МНТК «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» (Владимир, 2000); II МНПК «Формирование и функционирование информационного пространства в условиях рынка» (Пенза, 2001); Diplomanden- und Doktoranden-seminar des Bereichs Wirtschaftsinformatik I (Friedrich-Alexander-Universitat Erlangen-Nurnberg, Nurnberg, 2002); VI НПК «Реинжиниринг бизнес-процессов на основе современных информационных технологий. «Системы управления знаниями (РБП-СУЗ-2002)» (Москва, 2002); VI Международном отраслевом конгрессе «Wirtschaftsinformatik 2003» в Техническом университете г. Дрездена (ФРГ, 2003); XVIII Всероссийской НК молодых ученых «Реформы в России и проблемы управления - 2003» (Москва, 2003); V Российской конференции по атмосферному электричеству (Владимир, 2003); МНТК «Новые методологии проектирования изделий микроэлектроники» (Владимир, 2003, 2004); III Всероссийской НТК «Искусственный интеллект в XXI веке» (Пенза, 2005); I, II, III, IV МНТК «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2005, 2006, 2007, 2008); МНПК «Становление, развитие и функционирование регионального рынка в условиях социально-ориентированной экономики» (Владимир, 2006); Научно-практическом семинаре по проблемам системного анализа (Иваново, 2007); VI, VII, XII Всероссийской НТК по радиационной стойкости электронных систем (г. Лыткарино, Московской обл., НИИП Росатома, 2002, 2003, 2008); XVI, XX, XXI МНК «Математические методы в технике и технологиях- ММТТ» (Ростов на Дону, 2003; Ярославль, 2007; Саратов, 2008); II Всероссийском научно-методическом симпозиуме «Смешанное и корпоративное обучение - СКО-2008» (Анапа, 2008); IV International conference computer technologies of decision making support in dispatching management of gas transmission and producing systems - DISCOM-2009 (Москва, 2009); III МНПК «Смешанное и корпоративное обучение: проблемы и решения в сфере подготовки выпускников вузов для реального сектора экономики» - СКО-2009 (Москва, 2009); всероссийских и международных семинарах в г. Москве (в том числе в МЭСИ) и в г. Владимире (в том числе в ВлГУ).

Кроме того, были представлены экспонаты на межрегиональных выставках «Научно-техническое творчество молодых ученых», «Информационные технологии - 2003», «Информационные технологии - 2004», «Электронная Губерния 2005», «Электронная Губерния 2006» в г. Владимире, на Юбилейной выставке «Достижения НТД ВлГУ» в 2008 г., а также на конгрессе «Wirtschaftsinformatik 2003 (Дрезден, ФРГ).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, изложенных на 250 страницах; включает 50 рисунков, 15 таблиц, список использованных литературных источников (200 наименований) и 7 приложений.

Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 82 работах, среди них 11 статей в изданиях из перечня ВАК.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net