Проектирование информационных систем для органов государственной власти

УДК 681.518:339.13

К. И. Квятковский, В. Ф. Шуршев

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ОРГАНОВ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ВЛАСТИ

Введение

Задачи модернизации государственного управления и социально-экономического развития регионов Российской Федерации требуют повышения темпов развития региональной информатизации как инструмента повышения эффективности управления социальноэкономическим развитием субъекта Российской Федерации. К главным целям региональной информатизации относятся: обеспечение доступа населения и организаций к информации о деятельности органов власти; создание условий для развития современной телекоммуникационной инфраструктуры, адекватной потребностям как населения, так и органов власти; стимулирование распространения и использования информационных технологий в ключевых областях общественной жизни субъекта Российской Федерации.

Появление «Электронного правительства», в рамках которого происходит комплексная автоматизация предоставления государственных услуг, потребует от регионов создания собственных новых уникальных информационных ресурсов (ИР), разработки регламентов информационного взаимодействия существующих ИР и, самое главное, координации и управляющего воздействия в процессах создания сферы государственных услуг в электронном виде. Это потребует, в свою очередь, от заказчика - представителя органов государственной власти - верификации результатов моделирования бизнес-процессов.

Целью исследований являлось совершенствование механизмов разработки технических требований и спецификаций к вновь проектируемым информационным системам (ИС) в органах государственной власти (ОГВ).

Проектирование ИС для ОГВ в регионах инициируется вследствие различных причин.

Во-первых, в целях выполнения принятых федеральными или региональными властями нормативно-правовых актов, связанных с развитием информационно-коммуникационных технологий (ИКТ).

Во-вторых, вследствие реализации существующих целевых программ федерального или регионального уровня по развитию ИКТ, на развитие которых выделяются бюджетные средства.

В-третьих, путем инициатив по реинжинирингу бизнес-процессов на местах непосредственно в самих ОГВ, связанных с устранением рутинности в процессах обработки информации в типовых бизнес-процессах.

В-четвертых, в результате тиражирования существующих ИС между регионами или от центра к регионам.

В-пятых, в результате креативных предложений по использованию информационных технологий, поступающих от академических структур, IT-компаний, консалтинговых центров. В первом случае вузы, работая с опережением, предлагают к внедрению дипломные проекты, выбирая предметные области в государственном и муниципальном управлении, где, на их взгляд, наблюдается недостаточный уровень автоматизации, либо предлагая к использованию новые информационные технологии. Предложения, поступающие в регион от IT-компаний, в большей степени ориентированы на достижение коммерческого эффекта от внедрения продаваемых технологий. Например, в рамках договора между компанией Microsoft и Правительством Астраханской области, в астраханских ОГВ используется только лицензионное программное обеспечение, кроме того, регион получил бонус от компании по обучению пакету MS Office для своих сотрудников. С таким же успехом действуют крупные телекоммуникационные компании, предлагая создание портальных решений с последующим хостингом и размещением информации на своих серверах; компании, предлагающие на рынке системы электронного документооборота.

В настоящее время наиболее активно развивается такая сфера региональной информатизации, как автоматизация административных процессов государственной власти и постепенный перевод государственных услуг в электронный вид. В то же время основным направлением ин-

форматизации должна быть сфера информационных интеграционных решений - та, где совместные ресурсы корпоративного пользования еще долго не будут созданы. Примером подобных проектов могут стать:

— совокупность региональных статических и динамических ИР, упорядоченных по единым принципам и правилам формирования, хранения, формализации, защиты и распространения, содержащих данные, сведения и знания на распределенных носителях информации;

— региональные ИС, связывающие хранилища информации, ядром которых являются единицы учета, входящие в компетенцию ОГВ;

— проекты развития, связанные с созданием новых организационных структур в форме метацентров или информационных центров координации участников основных региональных бизнес-процессов, когда администрация региона не только устанавливает правила сетевого взаимодействия и принципы принятия решений, но и берет на себя ответственность за полученные результаты;

— проекты технологического обеспечения информационного взаимодействия граждан и ОГВ, включая инфотелекоммуникационные системы и сети, программно-аппаратные комплексы, регламенты, распределяющие доступ к ИР;

— проекты создания прикладного программного обеспечения, способствующего развитию экономики региона (например, виртуальные торговые площадки, связывающие покупателей и производителей региональной продукции, виртуальные рынки труда).

Главной особенностью подходов к региональной информатизации является во многих случаях трансформация структуры управляемой организационной системы, множество участников которой являются субъектами реинжиниринга бизнес-процесса. Традиционные механизмы представления объекта автоматизации предполагают, что информационная инфраструктура управления наследует организационную структуру социально-экономической системы, с заранее распределенными ролями, соответствующими в большинстве случаев иерархической структуре с подлежащими уровнями «Метацентр» - «Центры» - «Активные элементы». Региональное управление формирует пакет участников моделируемого бизнес-процесса в зависимости от компетенций участников заданного бизнес-процесса, обеспечивая сетевое взаимодействие активных элементов, роли которых изменяются в зависимости от ситуации, процесса, механизма решения задачи.

В ходе создания интегрированных ИР возникают препятствия на пути информационной кооперации. Приведем пример, освещающий проблематику информационного взаимодействия субъектов транспортного кластера Астраханской области, обеспечивающих процесс грузопере-валки. К ним относятся хозяйствующие субъекты, организации политической, финансовой, социальной инфраструктуры. Обследование выявило следующие особенности в возможности организации информационной интеграции ИС [1].

Для государственных (региональных) структур это ориентация на технологии Microsoft; отсутствие федеральных целевых программ по развитию IT, исполняемых в области; ограничения по внешнему доступу в собственную систему электронного документооборота; отсутствие региональной распределенной системы справочной, нормативной, правовой информации; неоднородность в развитии ИР; отсутствие собственных ИС и ИР в ряде государственных контролирующих органов; повышенные требования к информационной безопасности.

Для финансовых структур - отсутствие банков, учрежденных региональными учредителями, наличие большого количества филиалов московских банков и, как правило, ориентация на программное обеспечение и ИС центра; развитие локальных ИС в целях внутрибанковского обслуживания и учета; наличие единой идеологии SWIFT; мобильность операций безналичного обслуживания.

Для организаций, осуществляющих железнодорожные перевозки (ОАО «Российские железные дороги») - использование платформы SAP R3, затрудняющей интеграцию с вневедомственными приложениями; распределенность; централизованная смена кодов; поддержка нескольких каналов для передачи информации.

Для государственных контролирующих организаций - федеральный уровень IT-решений; наличие собственных каналов связи; использование технологий электронного декларирования.

Для отдельных участников процесса грузоперевозки - наличие собственных локальных ИС; слабая квалификация персонала, отвечающего за IT; стихийный характер развития ИР; конкуренция, ограничивающая горизонтальные взаимосвязи для перераспределения грузопотоков; значительные отличия в IT-структуре.

Взаимодействие обозначенной группы пользователей, обеспеченных неоднородными по составу ИР, требует координации и регулирования «сверху» на основе технологического обеспечения задач создания Координационного центра для интеграции ИС путем создания новых метапроцессов и организации совместных сервисов, синхронизации работы приложений, передачи транзакций; связывания ИС внутри логистического процесса для передачи информации, сопровождающей workflow-потоки; связывания ИС с банковскими системами и финансовыми институтами для регулирования финансовых потоков.

Координационный центр должен обеспечивать связь с прикладными процессами, для чего необходимо создание нового глобального метапроцесса, охватывающего работу всех систем, связывающего эти приложения путем процессно-ориентированной интеграции, когда информационные потоки и запросы представляются на другом вышестоящем уровне абстракции в виде метамодели, управление которой позволяет совместно использовать информацию и сервисы существующих систем.

Повышающаяся сложность программных систем заставляет по-другому взглянуть на проблему формирования технического задания или технических требований к разработке сотрудниками ОГВ. В процессе разработки новых ИС и модификации существующих главной проблемой остается низкий уровень IT-компетенций заказчика в структурных подразделениях ОГВ при достаточно высоком уровне компетенций знаний специалистов в предметной области -культуре, экономике, медицине, туризме и пр. Формирование требований по проектированию ИС зачастую происходит на вербальном уровне - заказчик описывает информационный процесс естественным языком, в большей степени определяя функциональность, необходимую для конечного пользователя ИС, и направление информационных потоков. Внутренняя часть, связанная с технологиями хранения и обработки данных, мощностями вычислительных ресурсов, ролью администратора системы, оказывается для него невидимой. Во многих случаях заказчик опирается на знания о существующем известном ему аналоге, свойства которого кажутся ему приемлемыми, но несколько несовершенными или слишком усложненными или, наоборот, устаревшими, что значительно упрощает процесс разработки, но в то же время ограничивает разработчика в продвижении известных ему новых высокоэффективных средств и технологий. Поэтому совершенно логично, когда при выделении бюджетных средств на создание ИС и ИР ОГВ закладывается обязательная доля на их планирование в виде государственных контрактов на предварительный этап разработки технического задания или анализ технических требований. Но и в последнем случае при защите работы исполнителями перед заказчиком возникают трудности, связанные с отсутствием представлений заказчика о структурном или объектноориентированном способе представления бизнес-процессов, информационных потоков, нотациях моделирования, ролях пользователя, сценариях работы систем и пр. Верификация сложных процессов становится ресурсоемкой, затрудняет составление регламентов.

Перспективы создания интеграционных решений в ОГВ требуют обратной связи с владельцами существующих ИР, компаниями-производителями программного обеспечения. Препятствием в настоящий момент является отсутствие инфраструктуры для подобного диалога. Выходом из создавшегося положения представляется использование новых способов моделирования бизнес-процессов, интуитивно понятных конечному пользователю, когда проект модели в целях коллективного обсуждения экспертами размещается в web-среде. Примером такой оболочки является, например, платформа графического моделирования Oryx (разработка Потсдамского университета, Германия) [2], относящаяся к категории Open Source и реализующая принципы Web 2.0.

Достоинствами системы являются:

— нулевая инсталляция, позволяющая использовать любой браузер;

— упрощенный обмен данными (каждая субмодель проекта закрепляется за определенным URL);

— возможность синтаксического и семантического анализа данных модели.

Система поддерживает моделирование в нотациях Event-driven Process Chains (или XForms), Business Process Modeling Notation (BPMN). Достоинством среды является преобразование моделей из одной нотации в другую. Например, возможно преобразование BPMN-модели в WF-сеть Петри с последующей проверкой на бездефектность и отсутствие тупиков. Во многих случаях детализация бизнес-процесса приводит к необходимости преобразования его в сеть Петри или ее

разновидность - WF-сеть. Язык сетей Петри имеет развитый математический аппарат, позволяющий идентифицировать свойства моделируемых потоков с использованием различных методов анализа, наличие собственной семантики, выразительность графического представления.

Возможно также дальнейшее преобразование модели в исполняемый код Business Process Execution Language (BPEL) либо перенос модели в распространенные стандарты обмена - XML или XPDL. Отличием возможностей Oryx от технологии WWF, также предоставляющей объектную модель бизнес-процесса и средства разработки приложений, основанные на принципах workflow, является наличие встроенных средств контроля рабочих потоков.

Нами предложен следующий метод формирования технических требований к проектируемой ИС с использованием сценарного подхода [3]:

1. Исходя из существующего опыта, владелец проблемы представляет а-сценарий, составленный на основе вербального описания бизнес-процесса, в состоянии «как есть» или с применением бумажной технологии.

2. На основе вербального сценария исполнителем с привлечением когнитолога, системного аналитика и эксперта предметной области должны быть выполнены семантический, факторно-целевой и ситуационный виды системного анализа, детализирующего объекты и процессы предметной области. Параметры бизнес-процесса определяются по результатам аналитического и имитационного моделирования объекта автоматизации, анализа пропускной способности его ресурсов. Результатом данного этапа является графическое описание процесса, формирование цели и показателей ее достижения, определение параметров процесса, позволяющие перейти к в-сценарию — структурному описанию процесса. При описании организационной системы под структурой будем понимать информационные и управляющие отношения между участниками, включая отношения подчиненности и распределение прав принятия решений.

3. Для построения информационной модели бизнес-процесса в соответствии со стандартом MDA должны быть составлены пять представлений модели Захмана: функции, дислокация, персонал, время, мотивация. На этом этапе подключаются другие участники, обеспечивающие корпоративное, информационное, вычислительное, проектное, технологическое представления бизнес-процесса.

4. Параллельно происходит имитационное моделирование в-сценария в части оценки достижимости цели. Результат моделирования возвращается представителям предметной области. Если он приемлем, технические требования принимаются, в противном случае в-сценарий дорабатывается.

При проектировании ИС для ОГВ система моделирования Oryx может являться промежуточным звеном при переходе от вербального сценария описания проблемы информатизации к технической спецификации разрабатываемых приложений и формированию технических требований к инжинирингу бизнес-процесса. Вербальный а-сценарий может быть представлен в виде модели бизнес-процесса, имеющей в нотации Oryx следующие основные и вспомогательные пулы (табл.).

Примеры основных и вспомогательных пулов модели бизнес-процесса для нотации Oryx

Тип пула Название пула Назначение

Основной Когнитивная структура модели бизнес-процесса Динамика бизнес-процесса в семантике владельца проблемы

Вспомогательный Цели Индикация значений управляющих переменных, отражающих достижение цели

Вспомогательный Время Регистрация задержек при переходах в потоке данных

Основной Управляющие воздействия Набор регламентов, директив управления

Связь между пулами осуществляется посредством сообщений (messages), имеющих различную природу - передача данных, управляющих воздействий, временных интервалов, регистрирующих совершение транзакции. При этом семантический анализ проводится одновременно с построением модели ее штатными средствами. Результаты ситуационного анализа будут обобщены описанием возможных ситуаций, полученных с использованием пула «Управляющие воздействия».

Использование Oryx помогает упростить процесс моделирования до уровня, на котором возможно применение языка LTL линейной темпоральной логики. В этом случае построение модели бизнес-процесса будет детализовано согласно следующей методике:

1. Разработка когнитивной модели бизнес-процесса на формальном языке, сопоставленном с расширенной версией языка BPMN.

2. Преобразование BPMN-модели в нотацию сетей Петри.

3. Анализ свойств модели на структурные конфликты: недостатки синхронизации, бездефектность, тупики.

4. Оптимизация исходной BPMN-модели.

5. Преобразование BPMN-модели в исполняемый код BPEL.

6. Апробация процесса.

6. Восстановление модифицированной BPMN-модели.

Заключение

Предложенный метод формирования технических требований к проектируемой информационной системе с использованием сценарного подхода и методика моделирования бизнес-процесса в стандарте BPMN совершенствуют переход от описания к формализации бизнес-процесса, включающий в себя стадию анализа и моделирования. Результатом их применения является сформированная спецификация процесса для его последующего инжиниринга, облегчающая понимание логики процесса заказчиком. Полученные результаты могут быть применены при проектировании приложений по внедрению государственных услуг в электронном виде.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Квятковская И. Ю. Разработка методов обеспечения совместимости и интеграции элементов транспортно-логистических систем в зоне технологического процесса грузоперевалки // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Управление, вычислительная техника и информатика. - 2009. - № 2. - С. 68-75.

2. Открытая BPM-платформа / Сергей Смирнов, Геро Дикер, Хаген Овердик, Матиас Веске / Электронный ресурс: http://www.osp.ru/os/2009/04/9285904/.

3. Квятковский К. И., Шуршев В. Ф. Сценарный подход к спецификации медицинских приложений на базе социальной карты гражданина // XII Санкт-Петербургская междунар. конф. «Региональная информатика (РИ-2010)», Санкт-Петербург, 20-22 октября 2010 г.: тр. конф. / СПОИСУ. - СПб., 2010. - С. 282-283.

Статья поступила в редакцию 18.11.2010

DESIGNING OF INFORMATION SYSTEMS FOR PUBLIC AUTHORITIES

K. I. Kvyatkovskiy, V. F. Shurshev

Existing barriers and problems at the statement of problems on designing of new information systems at public authorities’ demand new approaches to the modeling of business processes. The application of the notation of BPMN-models with the use of a graphic platform of modeling of business processes Oryx is offered in the paper. The verification mechanism of a model and elimination of structural conflicts on Petri of WF-model transformed to a network is defined. The scenary approach to the formation of the specification of developed program applications is offered.

Key words: modeling, business process, network of Petri, workflow (WF), Oryx.