Эволюция и принципы построения информационных систем управления предприятием

УДК 004.03:004.9:658.51 Дата подачи статьи: 07.02.2014

ЭВОЛЮЦИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ

А.Ю. Заложнев, д.т.н., профессор, главный научный сотрудник; Л.Л. Заложнева, ведущий математик (Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, ул. Профсоюзная, 65, г. Москва, 117997, Россия, zalozhnev@yandex.ru, zalozhneva-l@yandex.ru); Д.В. Чистов, д.э.н., профессор, зав. кафедрой; Е.Л. Шуремов, д.э.н., профессор

В статье рассматриваются эволюция и некоторые принципы построения информационных систем управления предприятием различного уровня, которые поддерживают функционирование производственных и логистических систем, реализующих производственно-технологические и бизнес-процессы и участвующих в распределении производства товаров и услуг. Под эволюцией понимается поступательное наращивание функциональных возможностей информационных систем управления предприятием, предполагающее использование новых подходов и принципов, и связанных с ними технологических решений. Рассматриваются основные концепции и устанавливаются аналогии между принципами и технологическими решениями, лежащими в основе концепций построения информационных систем управления, с одной стороны, и понятиями и подходами, используемыми в теории управления техническими системами, с другой. На конкретных примерах показано, что в результате последовательной реализации концепций построения информационных систем управления в практику управления предприятиями были введены важные понятия теории управления техническими системами: обратная связь, равновесие, управляемость, чувствительность, устойчивость, оптимальность, адаптируемость, идентификация, оценивание, информационное управление и другие. Отдельное внимание уделяется таким важным подсистемам информационных систем управления предприятием, как системы управления взаимоотношениями с клиентами и поставщиками, а также программным приложениям и компонентам, входящим в их состав, и другим подсистемам, ориентированным на поддержку бизнес-процессов. Рассматривается комплексный подход к построению систем управления предприятием, подразумевающий как горизонтальную, так и вертикальную интеграцию систем управления. При рассмотрении вертикальной интеграции основной акцент сделан на концепции CIM, программные реализации которой позволяют осуществлять вертикальный автоматизированный контроль над технологическими процессами промышленного предприятия.

Ключевые слова: информационные системы управления предприятием, основные концепции, принципы построения и технологические решения, подсистемы ИСУП, теория управления, концепции и подходы теории управления, аналогии между принципами ИСУП и концепциями и подходами теории управления.

EVOLUTION AND INFORMATION SYSTEMS DESIGN PRINCIPLES FOR ENTERPRISE MANAGEMENT

Zalozhnev A.Yu, Dr.Sc. (Engineering), Professor, Chief Researcher; Zalozhneva L.L., Leading Mathematician

(V.A. Trapeznikov Institute of Control Sciences of the Russian Academy of Sciences, Profsoyuznaya St. 65, Moscow, 117997, Russian Federation, zalozhnev@yandex.ru, zalozhneva-l@yandex.ru);

ChistovD. V., Dr.Sc.,

Received 07.02.2014

Abstract. Evalution and some principles enterprise management information systems (MIS) design for different levels are considered in the article. MIS support the logistic and manufacturing systems operation. Industrial, technological and business processes are performed by these systems, they are also involved in goods and services distribution. Evolution is a MIS functionality gradual increasing. It involves the use of new approaches, principles and related technological solutions. The basic concepts of MIS are presented. Analogies between principles and technological solutions that underly in MIS concepts on the one side and concepts and approaches used in control theory on the other side are set. Particular examples show that notions checked and tested earlier in control theory were included into the enterprises management practice as the result of gradual introduction of MIS design principles. These notions are feedback, equilibrium, controllability, sensitivity, stability, optimality, adaptation, identification, parameters evaluation, reachability and observability, information control and others. Special attention is paid to such subsystems of MIS as customer relationship management and supplier relationship management as well as software applications and components within its composition. Attention is also paid to other subsystems focused on the business processes support. Complex approach to enterprise management system designing is considered. It implies both horizontal and vertical integration of control systems. In vertical integration the main emphasis is on the CIM concept. Its software implementations allow carrying out vertical automated control of industrial enterprise technological processes.

Keywords: management information systems, basic concepts, principles and technological solutions, MIS subsystems, control theory, concepts and approaches of control theory, analogies between MIS principles and concepts and control theory approaches.

Важный фактор в развитии систем управления предприятиями - появление информационных

систем управления предприятием (ИСУП), или MES (Management Information System), позволяю-

щих автоматизировать основные бизнес-процессы предприятий, и дальнейшая эволюция этих систем. При этом под эволюцией понимается поступательное наращивание функциональных возможностей ИСУП, предполагающее использование новых подходов и принципов, и связанных с ними технологических решений. Основной акцент в статье делается на некоторых аналогиях между принципами ИСУП и понятиями и подходами, используемыми в теории управления техническими системами [1-5], и на внедрении этих подходов в практику построения ИСУП.

Микрологические системы, реализующие производственно-технологические и бизнес-процессы и участвующие в распределении труда, как правило, строятся по принципу work-flow. При этом материальным потокам и потокам услуг соответствуют противоположно направленные денежные потоки. При такой постановке материальные потоки или накопленные предприятием объемы материальных ресурсов могут рассматриваться как вектор состояний объекта, а денежные потоки, поступающие на предприятие и исходящие от него,

- как векторы управления.

Наиболее значимыми концепциями построения и типами ИСУП с точки зрения внедрения принципов теории управления техническими системами в менеджмент предприятий, на взгляд авторов, являются следующие: MRP

- управление цепями поставок (логистическими цепями), CRP (Capacity Requirements Planning) -планирование потребностей в производственных мощностях, MRPII (Manufacturing Resource Planning) - планирование производственных ресурсов, ERP (Enterprise Resource Planning) - планирование ресурсов предприятия, CRM (Customer Relationship Management) - управление взаимоотношениями с клиентами, SRM (Supplier Relationship Management) - управление взаимоотношениями с поставщиками, SCRP (Customer Synchronized Resource Planning) - согласование потребностей в ресурсах с запросами клиентов, ERPII (Enterprise Resource and Relationship Processing) - управление ресурсами и внешними отношениями предприятия, EAM (Enterprise Asset Management) - управление активами предприятия, SMS (Sustainability Management System) - управление устойчивым развитием предприятия. Отдельного рассмотрения требуют системы автоматизации бухгалтерского и налогового учета. Переход от одного эволюционного этапа к другому может быть охарактеризован в том числе интеграцией в ИСУП и менеджмент предприятий определенных понятий и подходов, ранее уже разработанных в теории управления техническими системами [1-4].

На программном уровне ИСУП реализуются в виде систем поддержки бизнес-процессов пред-

приятия [5], компонентами которых являются бизнес-приложения (BPA - Business Process Application). Наиболее продвинутыми универсальными системами являются решения SAP ERP, Oracle E-Business Suite, Microsoft Dynamics AX. Следует отметить, что в силу логико-цифрового принципа построения все рассматриваемые ИСУП являются системами с дискретным временем.

Результатом работы системы, реализующей концепцию CRP [6], является план потребностей в производственных мощностях (Capacity Requirements Plan), на основании которого может быть сделан вывод о возможности или невозможности выполнения производственной программы имеющимися в наличии производственными мощностями. Построение плана CRP предполагает определение конкретной зависимости x=F(y) между входными и выходными потоками предприятия, то есть решение задачи идентификации оператора F().

Целью реализации концепции MRP [7] является удовлетворение потребностей производства в материалах и компонентах при заранее известном производственном плане. Реализация концепции MRP соответствует решению задачи определения равновесия между входными и выходными потоками производственной системы при заданном выходном потоке. Основным отчетом, генерируемым MRP-системой, является план заказов - POS (Planned Order Schedule), в котором содержатся данные о том, какое количество каждого материала должно быть заказано в каждый рассматриваемый период времени в течение срока планирования. С точки зрения теории управления POS может рассматриваться как вектор y входных воздействий. Задача его нахождения может быть представлена в виде уравнения >=F-1(x, а), где F(y, а) - оператор системы, описывающий зависимость между входными - y и выходными - x материальными потоками на предприятии, а а - вектор параметров системы. При этом возникает теоретически и практически важный вопрос о чувствительности данного планового решения по отношению к изменению параметров системы и изменению выходных потоков в соответствии с изменениями запросов потребителей.

На практическое решение проблемы снижения чувствительности системы управления предприятием ориентирована концепция SCM [8], предполагающая взаимное согласование движения продукции по всей цепи поставок. Реализация данной концепции предполагает передачу управляющих воздействий на всю глубину технологической цепочки, а не только до непосредственного поставщика продукции/услуг, управление которым реализуется через товарно-денежные отношения, поэтому применяется информационное управление.

Концепция MRPII предполагает планирование производственных потребностей не только в ма-

териальном, но и в денежном выражении, что означает переход от рассмотрения денежных потоков как отдельного вектора управления к рассмотрению их в качестве элементов вектора состояния, то есть обычных факторов производства. В рамках концепции MRPII реализуется closed loop - замкнутый цикл или контур, при котором взаимодействия подсистем ИСУП образуют обратные связи, регулирующие прохождение через предприятие материальных потоков [9].

В соответствии с идеологией, сформулированной ее создателями, ERP-система должна включать следующие блоки: MRPII, поддержки всех видов производств, финансового учета и планирования, управления продажами, SCM, управления закупками, управления персоналом. В силу постулируемой поддержки всех видов производств концепция ERP реализует комплексный подход к построению систем управления предприятием [10], подразумевающий как горизонтальную, так и вертикальную интеграцию. Концепция ERP также предполагает интеграцию систем ИСУП с цифровыми системами АСУ ТП, системами автоматизации технологической подготовки производства (АС ТПП) и САПР путем объединения систем, построенных на принципах MRPII и CIM (Computer-Integrated Manufacturing), с системами CAM (Computer-Aided Manufacturing) и CAD (Computer-Aided Design). Реализация концепции CIM позволяет осуществлять вертикальный автоматизированный контроль над технологическими процессами. Этот контроль ведется соответствующими системами на разных уровнях управления: производственно-исполнительными системами управления на уровне цеха (MES - Manufacturing Execution System), системами диспетчерского управления и сбора данных (SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition), распределенными системами управления технологическими процессами и программируемыми логическими контроллерами (DSC/PLC - Distributed Control Systems/ Programmable Logic Controller). Горизонтальная интеграция ERP-системы может быть также расширена путем присоединения автоматизированной системы управления техническим обслуживанием (CMMS - Computerized Maintenance Management System). Версии ERP-систем, соответствующие стандарту Ассоциации операционного менеджмента - APICS (Association for Operation Management), предполагают в том числе и сопряжение ИСУП с системами автоматизации управления конструкторско-технологической документацией (PDM - Product Data Management) или управления жизненным циклом продукции (PLM - Product Lifecycle Management), включающими подсистему автоматизации расширенного объемно-календарного планирования (APS - Advanced Planning and Scheduling). Важной составляющей PDM-систем являются ECM-системы

(Enterprise Content Management), управляющие документооборотом предприятия [11-17].

Концепции CRM и SRM (управление взаимоотношениями с клиентами и с поставщиками) предполагают не только наличие финансовых и информационных связей с потребителем (поставщиком) продукции предприятия, но и решение задачи оценивания по отношению к покупателю (поставщику). Практически SRM-системы - это наборы программных модулей, обеспечивающих решение задач накопления и обработки данных, необходимых для реализации мероприятий, направленных на повышение эффективности взаимодействия с контрагентами [18]. С точки зрения ПО в настоящее время под общим названием CRM-система понимается широкий класс программных средств, обеспечивающих решение задач по автоматизации обработки информации о различных направлениях деятельности предприятия, так или иначе связанных с взаимодействием с клиентами и поставщиками. В рамках данного подхода CRM-системы входят в более широкий класс BSS-систем (Business Support System), в который включается прикладное программное обеспечение для поддержки бизнес-процессов предприятия. Развитием концепции CRM-систем является концепция CSRP (Customer Synchronized Resource Planning) - планирование ресурсов, синхронизированное с покупателем. Ее суть в том, чтобы интегрировать клиента в систему управления предприятием. Согласно данной концепции, непосредственно сам покупатель, а не предприятие-изготовитель или поставщик размещает заказ на изготовление продукции, может самостоятельно формировать спецификации изделий, имеет возможность контролировать правильность исполнения заказа, сроков производства и поставки. В состав CRM-систем могут входить следующие бизнес-приложения: SFA (Sales Force Automation) - система автоматизации продаж; SFMS (Sales Force Management Systems) - система управления продажами; OMS (Opportunity Management System) - система управления возможностями, которая позволяет сотрудникам сбытовых подразделений организовывать процесс реализации продукции как среди потенциальных потребителей, так и в рамках специализированных каналов и программ, демонстрируя очередность этапов, необходимых для закрытия сделок; SCS (Sales Configuration System) - управление конфигурированием продуктов и ценообразованием; CSS (Customer Support System) - система поддержки клиентов -система управления сервисом; PRM (Partner Relationship Management) - система управления партнерской сетью и каналами дистрибуции; ISS (Interactive Selling System) - интерактивная система поддержки продаж и самообслуживания - система самообслуживания клиентов через web-порталы без личного участия сотрудников организации-по-

ставщика; системы E-Commerce, call-центры, Marketing Automation - системы автоматизации маркетинга и другие.

Под системами автоматизации маркетинга понимаются следующие бизнес-приложения, которые, в свою очередь, могут быть как модулями программных реализаций CRM-систем, так и отдельными программными продуктами.

• IMM (Integrated Marketing Management) и EMM (Enterprise Marketing Management) - классы программных продуктов, используемых в качестве платформы для автоматизации маркетинговых процессов компании начиная со сбора и анализа информации о клиентах и заканчивая составлением планов, бюджетов, управлением маркетинговыми ресурсами и анализом маркетинговой эффективности.

• MRM (Marketing Resource Management) -управление маркетинговыми ресурсами. Системы MRM предназначены для автоматизации административных задач маркетинга, связанных с бюджетированием, планированием и отчетностью, созданием заказов на рекламные материалы, ведением единой базы данных по продуктам и услугам предприятия для использования этой информации в рекламных целях. MRM-системы включают также дополнительный функционал для подготовки отчетности по ключевым показателям эффективности - KPI (Key Performance Indicators) маркетинговых кампаний. При проведении маркетинговых исследований MRM-системы, как правило, взаимодействуют с EFM-системами.

• EFM (Enterprise Feedback Management) -управление предприятием с обратной связью -бизнес-приложение, предназначенное для планирования и проведения маркетинговых исследований потенциальных или реальных клиентов и анализа результатов этих обследований.

• CM (Campaign Management) - управление кампанией - бизнес-приложение, частично охватывающее функционал двух предыдущих классов и имеющее дополнительные функции для наиболее удобного решения специализированных задач, возникающих при проведении маркетинговых кампаний.

• LM (Lead Management) - управление лидами. С помощью данного приложения ведется работа с лидами - контактной информацией о потенциальных покупателях, получаемой посредством заполнения анкеты, содержащей небольшое количество пунктов, например имя, адрес электронной почты, номер контактного телефона и т.п.

• MA (Marketing Analytics) - маркетинговая аналитика - специализированные приложения для анализа результатов маркетинга.

Компонентами систем Marketing Automation и Marketing Management также являются бизнес-приложения для e-mail- и интернет-маркетинга, работающие в том числе и в режиме реального

времени. Комплексные системы, объединяющие агрегирование и поиск (Data Mining) маркетинговых данных и другие инструменты маркетинговой аналитики, Lead Management, web-сайты, систему интернет-коммерции и call-центры, то есть процессы и инструменты реализации контактного цикла (Contact Cycle), принято называть системами операционного CRM (Operational CRM).

Концепция SCRP - согласование потребностей в ресурсах с запросами клиентов - предполагает решение задач прогнозирования и реализацию алгоритмов адаптации с целью определения возможности достижимости состояния, в котором максимально удовлетворяются прогнозируемые запросы клиентов. С практической точки зрения ИСУП, реализующие концепцию SCRP, благодаря доступу в реальном времени к точной информации о заказах покупателей и внесенных в них изменениях позволяют динамически изменять группировку работ, последовательность исполнения заказов покупателей, сроки приобретения материалов и заключения контрактов. В рамках программной реализации данной концепции предполагается наличие возможности автоматического изменения заказов поставщиков в соответствии с изменением заказов покупателями.

Концепция ERPII, интегрирующая концепции CRM и SRM в ERP, подразумевает реализацию двухконтурной системы управления предприятием. Посредством внутреннего контура производится управление внутренними бизнес-процессами предприятия; посредством внешнего контура производится управление взаимодействием с поставщиками, субподрядчиками и с потребителями продукции предприятия.

Концепция EAM является развитием идеологии CMMS-систем. В соответствии со стандартом PAS 55 Британского института стандартов (BSI), аналогичным ISO 9004, она предполагает систематическую и скоординированную деятельность предприятия, направленную на оптимальное управление физическими активами и режимами их работы, рисками и расходами на протяжении всего жизненного цикла организации для достижения и выполнения стратегических планов, стоящих перед ней.

Концепция SMS является набором процессов и процедур управления, которые позволяют организации последовательно улучшать внешние условия функционирования, и направлена на повышение устойчивости экономических и социальных показателей предприятия. Эта концепция предполагает последовательную реализацию цикла постоянных улучшений Plan-Do-Check-Act. Пример программной реализации концепции SMS - бизнес-приложение Sustainability компании SAP.

Важной составляющей информационной системы управления предприятием является система бухгалтерского и налогового учета. При этом, с

точки зрения теории управления, положения о бухгалтерском учете и отчетности и статьи Налогового кодекса при определенных допущениях могут рассматриваться как функции наблюдения hi(y, x, u, t), а налоговые ставки - как элементы вектора управления u. В этом случае может возникнуть вопрос о наблюдаемости экономического объекта, имеющий весьма существенный прикладной интерес. С практической точки зрения решение вопроса о полной или неполной наблюдаемости объекта решается путем проведения аудита.

На основании всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что в результате реализации концепций построения ИСУП в практику управления предприятиями, которые рассматриваются как системы управления с дискретным временем, в явной или неявной форме были введены понятия, наработанные ранее в теории управления техническими системами, как обобщенные, такие, например, как обратная связь, равновесие, управляемость, чувствительность, устойчивость, оптимальность, адаптация, идентификация, оценивание, достижимость состояния, информационное управление, так и более специфические, например типовые динамические звенья, контуры управления и другие.

Литература

1. Иванов В.А., Ющенко А.С. Теория дискретных систем автоматического управления. М.: Наука, 1983. 336 с.

2. Справочник по теории автоматического управления; [под ред. А.А. Красовского]. М.: Наука, 1987. 712 с.

3. Лурье Б.Я., Энрайт П.Дж. Классические методы автоматического управления; [под ред. А.А. Ланнэ]. СПб: БХВ-Пе-тербург, 2004. 640 с.

4. Петров Ю.П. Новые главы теории управления и компьютерных вычислений. СПб: БХВ-Петербург, 2012. 192 с.

5. Корпоративные информационные системы управления; [под ред. Н.М. Абдикеева, О.В. Китовой]. М.: ИНФРА-М, 2012. 464 с.

6. Oden H.W., Langenwalter G.A., Lucier R.A. Handbook of material & capacity requirements planning. NY-SF-Washington, McGraw-Hill Publ., 1993, 458 p.

7. Orlicky J. Material requirements planning: the new way of life in production and inventory management. NY, McGraw-Hill Publ., 1975, 292 p.

8. Harland C.M. Supply Chain Management, Purchasing and Supply Management, Logistics, Vertical Integration, Materials Management and Supply Chain Dynamics, Blackwell Encyclopedic Dictionary of Operations Management (Ed. by Slack N.). UK, Blackwell, 1996.

9. Wight O.W. Manufacturing Resource Planning: MRPII -Unlocking America's Productivity Potential. NY, John Wiley & Sons Publ., 1995, 488 p.

10. Wallace T.F., Kremzar M.H. ERP: making it happen; the implementers' guide to success with enterprise resource planning. NY, Chichester, John Wiley Publ., 2001, 385 p.

11. Koulopoulos T.M., Frappaolo C. Electronic document management systems: a portable consultant. NY, London, McGraw-Hill Publ., 1995, 313 p.

12. Sutton M.J.D. Document management for the enterprise: principles, techniques, and applications. NY, Chichester, John Wiley Publ., 1996, 400 p.

13. Bielawski L., Boyle J. Electronic document management systems: a user centered approach for creating, distributing, and

managing online publications. Upper Saddle River, NJ, Prentice Hall, London, Prentice Hall Intern. Publ., 1997, 332 p.

14. Wiggins B. Effective document management: unlocking corporate knowledge. Aldershot, Gower, 2000, 272 p.

15. Laugero G., Globe A. Enterprise content services: connecting information and profitability. Boston, London, Addison-Wesley Publ., 2002, 180 p.

16. Greenberg P. CRM at the speed of light: social CRM strategies, tools, and techniques for engaging your customers. NY, McGraw-Hill Publ., 2010, 662 p.

17. Cameron S.A. Enterprise content management: a business and technical guide. Swindon, U.K., BCS Learning & Development Ltd Publ., 2011, 174 p.

18. Rockley A., Cooper C. Managing enterprise content: a unified content strategy. Berkeley, Calif., New Riders Publ., 2012, 365 p.

References

1. Ivanov V.A., Yushchenko A.S. Teoriya diskretnykh sistem avtomaticheskogo upravleniya [The theory of discrete automatic control systems]. Moscow, Nauka Publ., 1983, 336 p.

2. Krasovskiy A.A. Spravochnik po teorii avtomaticheskogo upravleniya [Handbook of automatic control theory]. Moscow, Nauka Publ., 1987, 712 p.

3. Lurie J.B., Enright P.G. Classical feedback control CRC Press, 2000, 456 p. (Russ. ed.: Lanne A.A., St. Petersburg, BHV-Petersburg Publ., 2004, 640 p.).

4. Petrov Yu.P. Novye glavy teorii upravleniya i computer-nykh vychisleniy [New chapters of control theory and computation]. St. Petersburg, BHV-Petersburg Publ., 2012, 192 p.

5. Abdikeev N.M., Kitova O.V. Korporativnye informatsion-nye sistemy upravleniya [Corporate management information systems]. Moscow, INFRA-M Publ., 2012, 464 p.

6. Oden H.W., Langenwalter G.A., Lucier R.A. Handbook of material & capacity requirements planning. NY - SF - Washington, DC, London, McGraw-Hill Publ., 1993, 458 p.

7. Orlicky J. Material requirements planning: the new way of life in production and inventory management. NY, McGraw-Hill Publ., 1975, 292 p.

8. Harland C.M. Supply chain management, purchasing and supply management, logistics, vertical integration, materials management and supply chain dynamics. Blackwell Encyclopedic Dictionary of Operations Management [Ed. by Slack N.]. UK, Blackwell Publ., 1996.

9. Wight O.W. Manufacturing resource planning: MRPII — Unlocking America's productivity potential. NY, John Wiley & Sons Publ., 1995, 488 p.

10. Wallace T.F., Kremzar M.H. ERP: making it happen; the implementers' guide to success with enterprise resource planning. NY, Chichester, John Wiley Publ., 2001, 385 p.

11. Koulopoulos T.M., Frappaolo C. Electronic document management systems: a portable consultant. NY, London, McGraw-Hill Publ., 1995, 313 p.

12. Sutton M.J.D. Document management for the enterprise: principles, techniques, and applications. NY, Chichester, John Wiley Publ., 1996, 400 p.

13. Bielawski L., Boyle J. Electronic document management systems: a user centered approach for creating, distributing, and managing online publications. Upper Saddle River, NJ, London, Prentice Hall Int. Publ., 1997, 332 p.

14. Wiggins B. Effective document management: unlocking corporate knowledge. Aldershot, Gower Publ., 2000, 272 p.

15. Laugero G., Globe A. Enterprise content services: connecting information and profitability. Boston, London, Addison-Wesley Publ., 2002, 180 p.

16. Greenberg P. CRM at the speed of light: social CRM strategies, tools, and techniques for engaging your customers. NY, McGraw-Hill Publ., 2010, 662 p.

17. Cameron S.A. Enterprise content management: a business and technical guide. Swindon, UK, BCS Learning & Development Ltd. Publ., 2011, 174 p.

18. Rockley A., Cooper C. Managing enterprise content: a unified content strategy. Berkeley, Calif., New Riders Publ., 2012, 365 p.