6113

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В НИЖЕГОРОДСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ АРХИТЕКТУРНО - СТРОИТЕЛЬНОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Ротков Сергей Игоревич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Павлов Александр Сергеевич,

кандидат технических наук, доцент Банкрутенко Владимир Викторович

Ведущая организация

Нижегородский государственный технический университет

Защита диссертации состоится «21» июня 2005 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.162.04 при Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65, корпус 5, аудитория 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан «16» мая 2005г.

1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Создание комплексных интегрированных информационных систем (ИС) управления предприятиями является трудоемкой задачей. ИС крупного промышленного предприятия предназначена для управления всеми видами ресурсов: персоналом, финансами, материальными запасами, оборудованием, энергоносителями, информационным. ИС также предназначена для автоматизации функций бухгалтерского учета и отчетности, управления маркетингом, управления проектами, анализа и поддержки принятия решений, управления качеством. Трудоемкость создания подобных систем может составлять несколько сотен человеко-лет работы бизнесаналитиков, постановщиков задач, прикладных программистов, системных и сетевых специалистов.

Жизненный цикл (ЖЦ) информационных систем включает в себя следующие стадии: маркетинговые исследования, техническое задание, проектирование системы (техническое и рабочее), эксплуатация, а также демонтаж. Значительной трудоемкостью обладает не только построение системы, но и техническая поддержка на стадии ее эксплуатации.

Использование современных развитых систем программирования и средств проектирования информационных систем значительно повышает эффективность процесса создания ИС - уменьшает длительность проекта, снижает затраты, повышает качество проектирования и разработки. Использование CASE-методов (Computer-Aided Systems Engineering - компьютерное проектирование систем), CASE-технологий, CASE-средств, возникших в 80-е годы, позволяет сделать новый шаг на пути развития ИС, снижения трудоемкости их создания и повышения качества проектирования и разработки.

Важнейшим аспектом создания ИС является архитектура построения информационной системы управления предприятием, которая должна обеспечивать не только эффективность процесса проектирования и разработки

системы, но и давать возможность гибко реализовывать различные модели менеджмента, а также механизмы отраслевой и масштабируемой настройки.

Модели менеджмента предприятия можно разделить на простые, средние и модели высшего порядка. Модели высшего порядка охватывают несколько служб или полностью все предприятие. К таким моделям следует отнести планирование, ресурсов предприятия, расширенную логистику, контроллинг предприятия, управление качеством, а также модель использования CALSтехнологий (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла). CALS-технологии и построенные на их основе CALS-системы являются одной из наиболее эффективных моделей менеджмента предприятия.

Главной отличительной особенностью CALS-технологии является функционирование на предприятии электронной модели изделия (ЭМИ), которая используется на всех этапах ЖЦ изделия. Однако здесь может появиться проблема, с которой сталкиваются многие машиностроительные предприятия, а также предприятия строительной индустрии и многих других отраслей.

ЭМИ может включать в себя вариативность исполнения изделия, т.е. отдельные узлы и детали состава изделия могут иметь несколько вариантов реализации. Вариативность изделия необходима для обеспечения гибкости функционирования предприятия в рынке. Аналогичная ситуация происходит и со строительными объектами, на которых могут быть установлены различные варианты оборудования, применяться различные варианты строительных материалов и использоваться разные варианты строительных технологических операций. В этом случае стандартные подходы и алгоритмы разузлования сложного изделия или строительного объекта для формирования производственных спецификаций применяться не могут.

Решение проблемы вариативности является актуальной рыночной задачей. Инфраструктурой решения данной задачи может быть следующее методологическое, технологическое и архитектурное «окружение»:

3

-использование CASE-методов, CASE-технологий и CASE-средств для моделирования бизнес-процессов предприятия и проектирования информационной системы;

-использование CALS-технологий для создания электронных моделей изделий предприятия;

-использование эффективной архитектуры построения ИС;

-использование эффективных алгоритмов обработки моделей вариативных изделий.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности

процесса построения информационных систем управления предприятиями на основе реализации CALS-технологий, использования рыночных моделей менеджмента, а также компонентно-ориентированного подхода разработки архитектуры ИС.

Достижение поставленной цели потребовало разработки и

практического решения следующих задач:

-разработки инвариантной модели менеджмента для предприятий различных отраслей;

—разработки принципов и архитектуры компонентно-ориентированного подхода к построению информационных систем, реализующих предложенную инвариантную модель;

-разработки принципов отраслевой и масштабируемой настройки информационных систем;

-разработки системы стандартизации проектирования и внедрения

вариативных изделий, а также комплектования заказных спецификаций;

- реализации информационных систем на принципах компонентноориентированного подхода для предприятий различных отраслей. Объектом исследования являются методы, средства и процессы

проектирования информационных систем управления предприятием.

4

Предметом исследования являются методы и алгоритмы обработки

вариативного состава изделия.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

-на множестве моделей менеджмента разработана инвариантная модель, лежащая в основе компонентно-ориентированного подхода;

-предложена архитектура реализации компонентно-ориентированного подхода;

-разработан бизнес-процесс управления жизненным циклом изделия;

-предложены принципы отраслевой и масштабируемой настройки информационных систем;

-предложены принципы реализации системы стандартов проектирования, разработки и внедрения информационных систем;

-предложены принципы и алгоритмы классифицирования и конфигурирования вариативных изделий;

-предложена реализация системы предпочтительных свойств классов

(преференций) для формирования заказных спецификаций вариативных изделий.

Практическая значимость диссертационной работы, выполненной в рамках фундаментальной НИР «Разработка теоретических основ алгоритмов и программ геометрии и графики для параллельных технологий проектирования» (ГР № 01970004538, Нижегородский государственный архитектурностроительный университет) и хоздоговорных работ, заключается в следующем:

-разработанный компонентино-ориентированный подход создания информационных систем позволяет снизить затраты на проектирование, сократить сроки и улучшить качество разработки;

-разработанная архитектура реализации компонентно-ориентированного подхода позволяет построить гибкую систему отраслевой и масштабируемой настройки системы, построить эффективные системы

5

взаимодействия компонентов, системы стандартизации и организации

проектирования и внедрения информационных систем;

-разработанные алгоритмы классифицирования, конфигурирования и комплектования заказных спецификаций позволяют эффективно обрабатывать сложные составы вариативных изделий и решать проблемы неопределенности планирования и учета производства.

На защиту выносятся:

-архитектура реализации компонентно-ориентированного подхода, включая общую структуру компонентов, элементный состав компонента, структуру операционно-ресурсных компонентов, инфраструктуру компонентного взаимодействия;

-бизнес-процесс управления жизненным циклом изделия;

-алгоритм классифицирования вариативных изделий;

-алгоритм конфигурирования вариативных изделий;

—алгоритм комплектования заказных спецификаций вариативных изделий. Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы

внедрены в виде разработанных следующих информационных систем:

-информационная система управления проведением экспертизы производственных зданий и сооружений (ИС_ЭКСПЕРТ);

-информационная система классифицирования и конфигурирования изделий ОАО «Павловский автобусный завод»;

-информационная система управления комплектованием заказных спецификаций (ИС УКЗС) ОАО «Заволжский моторный завод»;

-информационная система управления мебельной производственноторговой компанией ООО «Эпром-Стандарт»;

-информационная система управления автотранспортным предприятием

ООО «АТП ГАЗ».

Апробация работы. Основные результаты диссертационного исследования были доложены на 4-х международных конференциях: на III Международной научно-технической конференции (Ижевск, 23 - 24 мая 2001

7

планирование ресурсов предприятия) наблюдается новый виток развития,

причинами:

-усиление конкурентной борьбы среди мировых лидеров на рынке информационных технологий;

-неадекватное развитие потребностей менеджмента предприятий и предлагаемой функциональности ERP-систем;

-интенсивное развитие WEB-технологий и расширение возможностей INTERNET/intranet;

-необходимость снижения затрат на создание ERP-систем на

предприятиях.

являются:

•развитие масштабируемости предлагаемых отраслевых решений;

•развитие клиентно-ориентированных функциональных модулей;

•развитие функциональных модулей поддержки принятия решений;

•стремление к внешнему упрощению и, как следствие, снижению затрат на внедрение на предприятиях-клиентах;

•широкое использование WEB-технологий.

Вторая глава посвящена разработанной архитектуре компонентноориентированного подхода построения информационных систем и реализации CALS-технологий. Представлен анализ различных моделей управления предприятием и сформирована инвариантная модель менеджмента.

Дано определение компонентно-ориентированной архитектуры построения информационных систем управления предприятиями, определены и описаны разделы архитектуры: элементный состав компонента, набор функциональных компонентов, общая структура системы, структура функционально-программных модулей операционно-ресурсных компонентов, функциональный состав (иерархия) компонентов, инфраструктура компонентного взаимодействия.

8

Показаны преимущества компонентно-ориентированного подхода

реализации информационных систем.

Предлагаемая компонентно-ориентированная архитектура построения

информационной системы позволяет обоснованно определить

последовательность, этапы и объемы автоматизации предприятия. При этом целями внедрения проекта являются снижение издержек, достижение гибкости и управляемости предприятия, получение конкурентных преимуществ в рынке.

Компонентно-ориентированная архитектура представляет собой набор функционально-независимых и информационно-связанных модулей, которые обеспечивают построение конкретного варианта информационной системы методом конфигурирования различных сочетаний компонент в зависимости от

отраслевой принадлежности и масштаба предприятия.

Варианты компоновки модулей обеспечивают реализацию различных моделей менеджмента - от простейшего управленческого учета до полного контроллинга.

Развитие моделей менеджмента можно определить в виде ключевых,

схематичных формул развития информационных систем:

MRP + ЕСМ = MRP II;

MRP II + HRM + FIM = ERP;

ERP + SCM + CRM = CSRP;

CSRP - FIM = CALS;

CSRP + PDM + CAD/CAM/CAE = IMS, где

ЕСМ (Equipment Capacity Management) - управление расчетом мощностей оборудования,

HRM (Human Resource Planning) - управление персоналом,

FIM (Financial Management) —управление финансами,

SCM (Supply Chain Management) - управление цепочками

поставок,

IMS (Information Management System) - информационная система

предприятия.

Модели менеджмента следует разделять на следующие типы: