Графоаналитический метод оценки структуры информационной системы предприятия

Системный поход к управлению предполагает выстраивание и постоянный анализ соответствия поддерживаемой совокупности процессов целям и задачам предприятия. Без этого невозможно формирование адекватной структуры создаваемой информационной системы, что должно обеспечиваться соответствующим научно-методическим аппаратом, позволяющим с единых методологических позиций проводить объективный анализ и оценку структуры, вырабатывать предложения по ее улучшению, обосновывать пути повышения ее качества. В основе такого аппарата должна лежать взаимосвязанная совокупность моделей, реализующих наиболее общие и, в то же время, перспективные методы формализации, оценки и оптимизации структур сложных систем.

На практике обнаружение и локализация ошибок в информационной системе (ИС) осуществляется, как правило, во время их функционирования в реальных экономических условиях, что может привести к нежелательным последствиям. Поэтому весьма важной является задача оценки качества и выявления ошибок в структурах ИС на стадиях ее проектирования, т. е. до того, как система реально начнет функционировать.

Анализ существующего научно-методического аппарата, направленного на решение указанных задач, позволяет сделать вывод о том, что в настоящее время разработано достаточно большое количество методов описания и формализации структур сложных систем, большинство из которых имеют практическую направленность. В некоторых из них реализованы элементы экономического анализа. Однако вопросы комплексного анализа и оценки структур, основанного на системе показателей качества и соответствующей системе моделей, оптимизации структур по результатам такой оценки исследованы недостаточно.

Информационные системы относятся к классу сложных систем, поэтому для их оценки и оптимизации целесообразно использование методов формализованного описания (моделирования) и анализа структур, как объектов, неразрывно связанных со своими носителями — сложными системами. Таким методом является метод графоаналитического моделирования, который наиболее полно позволяет описать внутреннее строение и организацию системы, обладает абсолютной общностью (пригоден для формализации любого типа структур) и имеет хорошо разработанный математический аппарат. Основу данного метода составляет формализация структур.

В этом методе фундаментальным понятием является понятие собственно топологии, которое, будучи абсолютно абстрактным, дает возможность описать строение связного множества элементов любой природы с точки зрения внутреннего устройства этого множества. Имея такое формализованное описание (топологическую структуру) представляется возможным выделить и оценить важнейшие топологические свойства структуры, проявления которых, в своей совокупности, и обуславливают качество организации и взаимодействия элементов данного множества.

Таким образом, разрабатываемая автором методика оценки и оптимизации структуры информационной системы основывается на аппарате графоаналитического моделирования структуры сложных систем и оценки топологического качества структуры информационной системы.

Создаваемая методика оценки структуры информационной системы предполагает органическое слияние всех основных свойств структуры информационной системы на базе объединения функционального, морфологического и информационного подходов к анализу систем.

С учетом изложенного, разработка методики анализа, оценки и оптимизации структуры информационной системы на основе требований процессного подхода к организации управления хозяйственной деятельностью предприятия представляется весьма важной и актуальной задачей.

Оптимальная организация структуры ИС невозможна без научно-методического аппарата анализа и оценки организации системы и, следовательно, ее структуры, обусловливающей интенсивность проявления указанного свойства.

Объектом исследования являются информационные системы предприятия, а предметом — методы, модели и алгоритмы анализа, оценки и выбора структуры информационной системы предприятия.

Цель исследования заключается в разработке графоаналитического метода и поддерживающих его комплекса экономико-математических моделей и инструментального средства, обеспечивающих формирование экономически обоснованной структуры информационной системы предприятия.

Высокая интенсивность решения задач, связанных с определением структуры системы и видов ее обеспечения, а также отсутствие единого методического аппарата для анализа и оценки структур сложных систем, определяют актуальность и необходимость решения научной задачи, которая заключается в разработке графоаналитического метода анализа, оценки и выбора структуры информационной системы предприятия, а также инструментального средства, реализующего указанный метод.

Основой решения сформулированной научной задачи являются теоретические положения общей топологии, теории множеств и графов, адаптированные к предметной области исследования и направленные на ее описание, оценку, анализ и оптимизацию.

В соответствии с целью исследования, для решения сформулированной научной задачи в работе решен ряд частных научных и практических задач:

— проведен анализ существующих методов формализации оценки и выбора структуры информационной системы предприятия;

— обоснованы принципы формализации структуры информационной системы;

— построена общая схема проведения оценки и выбора структуры информационной системы;

— сформирована система показателей оценки качества структуры информационной системы;

— разработан комплекс графоаналитических моделей оценки качества структуры информационной системы;

— предложен алгоритм выбора структуры информационной системы на основе комплексного показателя качества;

— разработано инструментальное средство оценки структуры информационной системы;

— разработаны практические рекомендации по использованию графоаналитического метода и инструментального средства для решения задач оценки и выбора структуры информационной системы.

Для проведения исследований использованы различные модели предприятия, отображающие:

— организационные структуры, обеспечивающие выполнение функций;

— функции, которые предприятие должно выполнять;

— процессы, обеспечивающие выполнение указанных функций;

— данные, необходимые при выполнении функций и отношения между элементами данными;

— материальные и информационные потоки, возникающие в ходе выполнения функций.

Перечисленные модели необходимы как исходные данные для формализации и оценки структуры информационной системы. К положениям, выносимым на защиту, относятся:

— система показателей оценки качества структуры информационной системы предприятия;

— графоаналитическая модель оценки степени организации структуры информационной системы предприятия;

— графоаналитическая модель оценки степени взаимодействия в структуре информационной системы предприятия;

— алгоритм оценки и выбора структуры информационной системы предприятия;

— инструментальное средство оценки и выбора структуры информационной системы предприятия на базе графоаналитического метода.

Приведенные положения детально раскрываются в соответствии с содержанием работы. Так, в первой главе, на основе анализа современных технологий создания информационных систем приведена сравнительная характеристика методов анализа структуры информационной системы, сформулирована научная задача и метод ее решения. Во второй главе разработана общая схема и принципы проведения оценки и выбора структуры информационных систем, разработана система показателей и математические модели оценки качества структуры информационной системы, построен математический алгоритм оценки и выбора структуры информационной системы на основе комплексных показателей качества. В третьей главе разработано инструментальное средство оценки и выбора структуры информационной системы, а также приведены рекомендации по его применению для решения практических задач.

Научная значимость проведенных исследований заключается в том, что предложен единый научно-методический аппарат анализа, оценки и выбора структуры информационной системы, обеспечивающий формирование экономически обоснованной структуры информационной системы предприятия на основе использования современных математических и экономических методов анализа.

В результате проведенного исследования были разработаны научные положения, предложены оригинальные модели и сформулированы методические рекомендации, в совокупности составляющие его научную новизну:

— сформулирован и обоснован подход к оценке структуры информационной системы предприятия на основе графоаналитического метода;

— предложена система показателей оценки качества структуры информационной системы, основанная на иерархии ее топологических свойств и раскрывающая внутренние взаимосвязи и организацию ее элементов;

— построена графоаналитическая модель оценки степени организации структуры информационной системы предприятия на основе метода главных компонент, учитывающая такие показатели топологических свойств графов, как связность, компактность, однородность вершин и ребер, ацикличность и централизацию;

— построена графоаналитическая модель оценки степени организации взаимодействия в структуре информационной системы предприятия, учитывающая такие показатели топологических свойств графов, как турнирность, разря-женность, достижимость, упорядоченность, контурность и влиятельность с применением метода главных компонент;

— предложен алгоритм выбора экономически выгодного варианта структуры информационной системы предприятия на основе комплексного показателя качества;

— разработано инструментальное средство оценки и выбора структуры информационной системы предприятия на основе графоаналитического метода.

Практическая значимость результатов исследования состоит в возможности использования всего комплекса моделей и алгоритмов, основанных на графоаналитическом методе и инструментальном средстве для анализа, оценки и выбора структуры информационной системы с целью повышения экономической эффективности структуры информационной системы предприятия.

Результаты работы реализованы в ОАО «Опытный котлотурбинный завод» и ООО «Производственно-коммерческая фирма Мнев и К0». Материалы и результаты исследования были включены в доклады, сделанные автором на научных конференциях и семинарах.

Достоверность научных результатов и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается полнотой анализа теоретических и практических разработок по теме диссертации, положительной оценкой результатов на научных конференциях и семинарах, практической проверкой и внедрением результатов исследования на промышленных предприятиях, а также положительными отзывами на отчеты о НИР, в которые включены основные результаты работы.

Гпава 1. Анализ существующих методов формализации, оценки и оптимизации структур информационных систем.

Выводы по главе.

1. На основе анализ задач оценки качества структуры и их выбора разработано программное средство, обеспечивающее:

• ввод необходимой информации, как в ручном режиме, так и из специально подготовленных файлов, распознаваемых средством;

• расчет частных показателей качества структуры с заданной точностью;

• расчет комплексных показателей качества структуры с заданной точностью;

• расчет обобщенного показателя качества структуры информационной системы предприятия для каждого варианта с заданной точностью;

• выбор эффективного варианта структуры из имеющегося множества;

• генерацию отчетов, для публикации результатов.

2. Практическая реализация разработанных проектных моделей позволила получить приложение, решающее перечисленные задачи.

3. Практическое применение разработанного программного средства показало его работоспособность и возможность решения задач анализа, оценки и оптимизации структуры информационной системы.

Заключение

.

Формирование адекватной структуры создаваемой информационной системы должно обеспечиваться соответствующим научно-методическим аппаратом, позволяющим с единых методологических позиций проводить объективный анализ и оценку структуры, вырабатывать предложения по ее улучшению, обосновывать пути повышения ее качества. В основе такого аппарата должна лежать взаимосвязанная совокупность моделей, реализующих наиболее общие и, в то же время, перспективные методы формализации, оценки и оптимизации структур сложных систем.

Выполненная диссертационная работа направлена на развитие теории и практики оценки и оптимизации структуры информационной системы предприятия. К наиболее значимым полученным научным результатам следует отнести:

— модель формирования системы показателей оценки качества структуры информационной системы;

— математические модели оценки качества структуры информационной системы;

— математический алгоритм оптимизации структуры информационной системы на основе комплексного показателя качества;

— инструментальное средство оценки и оптимизации структуры информационной системы.

Направления дальнейших исследований могут быть направлены на применение аппарата нечетких множеств, гиперграфов и гиперграфоидов для учета существующей неопределенности при формировании требований к создаваемой информационной системе предприятия.