Информационные потоки в системе управления городской инженерной сетью

УДК 681.32: 591.713

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОТОКИ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ГОРОДСКОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ СЕТЬЮ

МАЛАХОВА Н. О, БЕЛОГУРОВА А.В., ГАВРИЛЕНКО И.А.________________________

Рассматривается важность информации как стратегического ресурса управления. Выделяются макропотоки информации. С помощью метода типических групп выполнена их детализация. Для устранения выявленных в результате анализа недостатков документооборота предлагается новая схема движения информационных потоков. Показывается, что выполненный анализ информационных потоков является необходимым этапом построения эффективной информационной системы управления.

1. Информация как ресурс управления

Рабочая сила, денежные средства, материалы, оборудование и сооружения всегда рассматривались в качестве четырех основных производственных факторов, в отношении которых осуществляется управление. Каждому из этих факторов соответствует определенный объем накопленных знаний и совокупность принципов, определяющих методы управления ими.

Пятым важным видом ресурсов является информация. Ее эффективное использование приобрело столь же большое значение, как и применение любого вида ресурсов предприятия. В самом деле, эффективность управления обычными производственными ресурсами предприятия зависит от того, насколько эффективно осуществляется управление информацией.

Сам термин управление подразумевает, что о целях предприятия, окружающей среде, его ресурсах, политике и технологических процессах имеются определенные накопленные знания (информация). Подобная информация дает представление о том, почему, какие, когда и как осуществляются управленческие операции и процессы.

Городская инженерная сеть представляет собой динамичный организм, состоящий из нескольких подсистем, которые в итоге преобразуют различные виды ресурсов для снабжения потребителей целе -вым продуктом (ЦП). С точки зрения использования информации при управлении предприятием городской инженерной сети она характеризуется следующими особенностями: наличием движения или потоков информации через некоторую сложную взаимосвязанную систему, а также интегральной природой информации, используемой в рамках предприятия.

Как отмечается в [1], при управлении городской инженерной сетью может быть выделено три его уровня на различных временных интервалах: опе-

ративный, тактический (краткосрочное управление и планирование), стратегический (управление и планирование на длительных временных интервалах).

В процессе анализа этих уровней были выделены следующие аспекты, существенные с точки зрения информационных потоков: типы Л ПР на каждом уровне, цели деятельности, ее специфика, периодичность работы с информацией, входные данные, действия с ИИСУ, выходные данные.

Характеристика каждого уровня по выделенным аспектам приведена в табл. 1.

2. Категории информации, необходимой при управлении городской инженерной сетью

Потребности предприятия городской инженерной сети могут быть классифицированы на две большие категории:

1. Информация об окружающей обстановке. Потребности в такой информации могут быть классифицированы, в свою очередь, следующим образом:

1.1. Правительственные мероприятия. Существенное значение для разработки перспективных стратегий развития имеет информация о правительственных решениях, о характере и степени государственного регулирования и его воздействия на сферу городских инженерных сетей, о роли финансовой и налоговой политики государства.

1.2. Демографические и социальные тенденции. Поскольку основным объектом снабжения в городских инженерных сетях является население, то снабжение ЦП зависит от общей численности, структуры и размещения населения.

1.3. Экономические тенденции. В эту категорию следует включать ценовую политику в сфере сетей снабжения, уровень зарплат населения и платежеспособность промышленных потребителей. Рост или снижение цен на расходные и комплектующие материалы.

1.4. Состояние науки и техники. Целесообразно учитывать научно-технический прогресс в целях внедрения в отрасли инженерных сетей как технических, так и научных разработок, позволяющих повысить прибыльность, надежность и/или эффективность функционирования.

1.5. Факторы производства. Эта информация характеризует источники, затраты, наличие, доступность основных элементов производства, в том числе ограниченность основного продукта (например, лимит на газ для сетей газоснабжения или допустимый объем отбора соды в единицу времени без нарушения экологического равновесия), доступность производственных материалов (наличие и готовность поставщиков) и некоторые другие.

2. Внутренняя информация. В отличие от информации об окружающей среде, которая используется в основном на этапе долгосрочного планирования и управления, внутренняя информация анализируется на всех этапах управления. В зависимости от

РИ, 2003, № 1

129

этапа она различна, но в целом может иметь следующую классификацию:

2.1. Прогноз объемов потребления. Этот прогноз важен для планирования деятельности предприятия, поскольку использование всех ресурсов предприятия является функцией объема потребления. Прогноз устанавливает границы, в которых разрабатывается большинство остальных внутренних планов.

2.2. Стратегия предприятия. Основное направление стратегии для достижения долгосрочных целей обычно является относительно стабильным и не может быть изменено при выработке альтернативных видов деятельности на краткосрочный период.

2.3. Данные о поставках и платежах. Сведения о наличии необходимых запасов, оборудования, электроэнергии, о поступлении платежей за потребленный ЦП.

2.4. Информация о производстве. Количество и качество расходования материалов, величина накладных расходов, объем материально-трудовых запасов, объем обработанного и распределенного ЦП, состояние оборудования.

2.5. Информация о кадрах и различные контрольные сообщения относительно работы персонала и других кадровых вопросов: расстановка, набор, профессионально-техническая подготовка и т.п.

3. Схема взаимодействия укрупненных информационных потоков

Проанализировав процессы управления [2] с точки зрения их содержания и функционального назначения, выделим информационные потоки и построим схему их взаимодействия.

На рис. 1 приведена схема макропотоков информации, протекающих в системе управления городской инженерной сетью.

Информационные потоки в управлении системой централизованного снабжения характеризуются огромным объемом разнообразной информации, которую необходимо систематизировать для дальнейшего ее хранения, обработки и использования в целях управления и эксплуатации. Стрелки, изображенные на рис. 1, представляют собой информационные потоки, демонстрирующие взаимосвязь данных на всех уровнях управления. Эта взаимосвязь подчеркивает, что данные, характери -

Таблица 1. Характеристика уровней управления

Уровни управления Стратегический Тактический Оперативный

Тип ЛПР Высшая администрация, руководитель предприятия Заместители руководителя, администрация подразделений, руководство Мастера участков, диспетчеры

Вид деятельности Оценка альтернативных направлений развития; выбор оптимального направления и установление стратегических целей; определение используемых ресурсов Распределение выделенных ресурсов по конкретным задачам; выработка правил и инструкций; оценка функционирования; контроль выполнения Использование выделенных ресурсов для решения функциональных задач в соответствии с правилами и инструкциями

Специфика деятельности Учет большого числа разнородных переменных, ориентировка на управление функциональными подразделениями, учет будущих перспектив, оценка динамики ситуации Выявление необходимости в организационных изменениях, внутренние перспективы, оценка текущей ситуации Четко определяемая деятельность на основе составления предписаний, полномочия на принятие решений, регулярная деятельность

Периодичность работы с информацией Нерегулярная, по потребности Ритмичная: квартальная, месячная, недельная Постоянная работа в реальном режиме времени

Входные данные Результаты работы функциональных служб, данные о внешней ситуации, сообщения о динамике внутри предприятия Сводки, данные об отклонениях от нормы Внутренние и внешние текущие события, правила, планы, текущие данные об объекте

Действия с информацией Специализированные разовые сообщения, моделирование сценариев, запросы (неограниченные) Регулярные сообщения, таблицы и сводки, запросы для оценки ситуации Формализованные действия с фиксированными процедурами в рамках конкретного АРМ

Выходные данные Стратегия, целевая политика, ограничения Решения, инструкции, планы Конкретные управляющие воздействия на систему

130

РИ, 2003, № 1

Данные о потребленном ^ объеме ЦП

Научные

исследования

Разработка технологического процесса

Уровень МПЗ и расход ЭЭ

т

Состояние

оборудо-

вания

Персонал

ППР, АВР, КР, ТО

Закупки

Потребленный объем

Поставщики

Получение

материалов

Учет кадров и зарплаты

Расчеты с потребителями

СНиПы, законы, циркуляры

Общий

бухгалтерский

учет

Рис. 1. Макропотоки информации в системе управления городской инженерной сетью.

зующие объект управления, являются внутренней базой, на которой и строится все управление.

Конкретные задачи, решаемые на каждом уровне, могут быть почти идентичны, могут довольно сильно отличаться функциями анализа, назначением, целевой функцией, математической постановкой и др., но исходные данные, представляющие собой информационный ресурс такой системы управления, являются тем общим стержнем, на который они все нанизаны.

4. Детализация информационных потоков

Проанализировав общие принципы движения информационных потоков в городских инженерных сетях, перейдем к их детализации. На этом уровне абстракции объектами исследования являются документированные и недокументированные сообщения, отражающие процессы производственно -хозяйственной деятельности и управленческих работ, связанные с ними процессы формирования показателей и документов, а также маршруты их движения.

Для обследования входящих и исходящих документов применимы два основных метода [3 ]: метод инвентаризации и метод типических групп. При первом методе собираются сведения обо всех документах, что позволяет получить наиболее исчерпывающие сведения о потоках информации. Однако в силу большой трудоемкости он применяется очень редко.

При обследовании систематизированных массовых и регулярно повторяющихся документов чаще используется метод типических групп, когда регистрации подлежит не каждый документ, а определенный тип однородных документов.

Для исследования процессов документооборота и выделения информационных потоков в системе управления городской инженерной сетью приме-

няется метод тематических групп, в результате чего выделяются документированные информационные потоки, а также выявляются основные хранилища данных. Проанализированные информационные потоки представлены на рис. 2 с помощью графического метода.

Графический метод используется для описания потоков информации (главным образом документопотоков) небольшой размерности на макроуровне, для выявления общей структуры и функций системы управления, а также для совершенствования существующих потоков информации.

Основные элементы потока — документы. Отношение между ними изображаются в виде графической схемы (табл. 2). В светло-сером прямоугольнике записываются наименования подсистем предприятия городской инженерной сети. Каждый документ на схеме изображен в виде скругленного прямоугольника. Стрелка, идущая к документу (от документа), показывает направление движения информации. Кроме того, на схеме выделены: хранилища информации в виде прямоугольников с серой тенью, внешние сущности в виде неправильных восьмиугольников. Основные элементы рис. 2 и 3 приведены в табл. 2.

Таблица 2. Легенда схем информационных потоков

Элемент Описание

Подсистемы предприятия городской инженерной сети

> Направление движения информации

1 Документ или группа документов

Хранилища информации на бумажных носителях или на ПК

Внешние сущности

РИ, 2003, № 1

131

Графический метод является простым, наглядным, универсальным и экономичным методом описания потоков информации на макроуровне. Однако при увеличении размерности потока схема может стать настолько велика, что потеряет свою ценность как средство анализа, или будет настолько поверхностна в деталях, что не окажет помощи при анализе потоков информации. Поэтому некоторые сходные

132

или идентичные по содержанию потоки были объединены для упрощения схемы.

В результате анализа рис. 2 было выявлено, что для хранения информации, применяемой в городской инженерной сети, используется множество хранилищ данных. Как показывает ознакомление с ситуацией на нескольких предприятиях инженер-

РИ, 2003, № 1

ных сетей, до 70 % информации представляют собой данные на бумажных носителях, остальные же хранятся в отдельных базах данных различных функциональных блоков диспетчерских АСУ.

Все это приводит к

— неэффективному документообороту;

— недостаточности информационной базы для задач прогнозирования и проектирования;

— затруднениям в планировании планово-предупредительных осмотров и ремонтов из-за сложности отслеживания по бумажным носителям сроков и очередности проведения, особенно с учетом старения и износа;

РИ, 2003, № 1

— несвоевременности принятия решений, так как в любой ситуации, требующей комплексной оценки, необходимо готовить сложный отчет, на подготовку которого могут потребоваться не только часы, но и дни, что неприемлемо на данном этапе развития технических возможностей.

Таким образом, перечисленные факторы снижают эффективность управления городской инженерной сетью. Как уже говорилось выше, для решения этих и других проблем предлагается создать единое информационное поле. В связи с этим нужно провести реинжиниринг информационных потоков, в результате чего потоки будут вливаться не в обособленные журналы регистрации и отдельные

133

базы данных, а в общее информационное поле. И наоборот, при потребности в какой-либо информации из любой подсистемы она может быть получена из единого хранилища данных, что позволит повысить оперативность работы с информацией.

Новая преобразованная схема информационных потоков приведена на рис.3.

Использование такого единого хранилища данных в качестве информационного поля позволит повысить эффективность управления городской инженерной сетью, качество документооборота, оперативность и улучшить информационное обеспечение принимаемых решений.

Литература: 1. Евдокимов А.Г., Коринько И.В., Кузнецов В.Н., Самойленко Н.И. Рациональная эксплуатация и развитие систем водоснабжения и водоотведения. Т. 1. Компьютеризация в системах водоснабжения. Учебное пособие / Под ред. проф. А.Г. Евдокимова и Н.И. Самойленко. Х.:ХТУРЭ, 1997. 276 с. 2. Игнатьева А.В., Максимцов М.М. Исследование систем управления.

М.: ЮНИТИ, 2000 . 158 с. 3. АгаджановГ.К. Економіка водопровідно-каналізаційних підприємств: Навч. посібник. Х.: Основа, 2000. 304 с.

Поступила в редколлегию 16.12.2002

Рецензент: д-р техн. наук, проф. Шостак В. Ф.

Манакова Наталья Олеговна, ассистент кафедры ПМ и ВТ ХГАГХ. Научные интересы: информационные технологии, сетевые системы. геоинформационные системы. Адрес: Украина, 61000, Харьков, ул. Революции, 12, к. 227, тел. 45-90-31.

Белогурова Анна Викторовна, канд. техн. наук, доцент кафедры ПМ и ВТ ХГАГХ. Научные интересы: информационные технологии, теория оптимизации. Адрес: Украина, 61000, Харьков, ул. Революции, 12, к. 227, тел. 45-90-31.

Гавриленко Ирина Александровна, аспирант кафедры ПМ и ВТ ХГАГХ. Научные интересы: информационные технологии, управление сложными системами. Адрес: Украина, 61000, Харьков, ул. Революции, 12, к. 227, тел. 45-90-31.

УДК 681.326

МОДЕЛЬ ІНФОРМАЦІЙНОЇ ВЗАЄМОДІЇ В ОРІЄНТОВАНИХ НА УПРАВЛІННЯ УЧБОВИМ ПРОЦЕСОМ СИСТЕМАХ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ І НАВЧАННЯ

КАТАЄВА Є.Ю.___________________________

Розглядається модель інформаційної взаємодії систем контролю знань і навчання та систем управління учбовим процесом. Викладаються підходи до побудови автоматизованих систем контролю знань і навчання, особливістю яких є комплексна автоматизація функцій підготовки спеціалістів та функцій управління учбовим процесом.

Складна ситуація, що склалась зараз у галузі освіти в Україні, потребує вирішення важливих завдань забезпечення стабільної роботи вищих закладів освіти (ВЗО) і розвитку нових освітніх програм в рамках існуючої системи управління ВЗО. Процес управління у вищих закладах освіти характеризується сукупністю властивостей: складністю та невизначеністю, багатокритеріальністю рішень, динамічним характером протікання процесів, суперечливістю та важко формалізованим характером функціонування елементів системи управління [ 1]. Існує єдиний вірний шлях задоволення цих вимог — інформатизація системи управління вищими закладами освіти на основі створення автоматизованих інформаційних систем та технологій, які забезпечують вирішення задач збору, обробки, зберігання та ефективного використання інформації в процесі управління. Наявність невирішених проблем в управлінні ВЗО і нагальна потреба їх розв’язання обумовили актуальність наукових дос-

ліджень, результати яких наведені в цій роботі. В основі інтенсифікації навчальної діяльності майже завжди знаходяться автоматизовані системи контролю знань і навчання (АСКЗН). Але крім основного призначення — навчання і контроль знань студентів, у цих систем є і похідна місія — вплив на процес управління навчанням (учбовим процесом). Створення АСКЗН, яка б ефективно формувала інформаційне наповнення тих об'єктів, що визначають рівень знань, вмінь і навичок випускників, і яка могла б характеризувати причини, що призводять до незадовільного рівня знань, вмінь і навичок, дозволило б підвищити ефективність учбового процесу. Виникає необхідність у підвищенні ефективності управління учбовим процесом на основі автоматизації і модернізації його інформаційного забезпечення через використання науково -обгрунтованої технології збору і представлення необхідної інформації в процесі автоматизованого контролю знань і навчання студентів.

Для вирішення цього завдання розглянемо зв’язок між технологією автоматизованого контролю знань і навчання та ефективністю процесу навчання. Наповнення інформаційного середовища ВЗО повинно бути таким, щоб цілеспрямовано і з найменшими витратами формувати ті зміни в інтелектуальному апараті суб’єкта навчання, які забезпечать випуск спеціаліста з необхідним рівнем знань, вмінь та навичок. Представимо сукупність знань, вмінь і навичок, які потрібно сформувати у спеціаліста, у вигляді множини інформаційних об’єктів інтелектуального апарату суб'єкта навчання. Тоді метою навчання є формування у студента набору інформаційних об’єктів (що відповідають знанням, вмінням та навичкам професійної діяльності), які відображають необхідні для спеціаліста реакції (або правила вироблення таких реакцій) на ті чи інші ситуації в предметній області.

134

РИ, 2003, № 1