Диагностика результативности функционирования системы управления информационным обеспечением

УДК 005.6

Г. В. Суровицкая, Т. Б. Комиссарова

ДИАГНОСТИКА РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ

Предложена модель системы управления информационным обеспечением, построенная на основе процессного подхода с использованием пятиуровневой иерархической модели С. Бира. На основе синергетического подхода разработана методика диагностики достижения цели управления в конкретном периоде. Представлены подходы к построению диагностики результативности функционирования системы управления информационным обеспечением системы менеджмента качества государственного университета в части, касающейся управления документацией и записями в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р ИСО 9001-2001.

Введение

Информационное обеспечение системы менеджмента качества государственного университета (СМК ГУ) в настоящее время представлено следующими информационными ресурсами: документация СМК; записи по качеству; информационно-аналитические системы поддержки СМК.

Модель системы управления информационным обеспечением СМК ГУ как подсистемы СМК в контексте процессного подхода может быть представлена следующими подпроцессами:

- «Управление документацией» (п. 4.2.3 ГОСТ Р ИСО 9001-2001);

- «Управление записями» (п. 4.2.4 ГОСТ Р ИСО 9001-2001);

- «Внутренний обмен информацией» (п. 5.5.3 ГОСТ Р ИСО 9001-2001).

Взяв за основу определения технической и медицинской диагностики

[1], под диагностикой системы управления информационным обеспечением СМК ГУ будем понимать:

а) по аналогии с технической диагностикой: установление и исследование признаков, характеризующих состояние системы управления информационным обеспечением СМК ГУ для устранения несоответствий в ее функционировании и прогнозирования потенциальных несоответствий с целью их предотвращения;

б) по аналогии с медицинской диагностикой: совокупность методов и принципов распознавания состояния системы управления информационным обеспечением СМК ГУ, в том числе и областей ее совершенствования.

Для решения одной из частных задач диагностики системы управления информационным обеспечением СМК ГУ - задачи диагностики ее функционирования - в первую очередь необходимо решить задачу оценки результативности, которая сводится к идентификации достижения или недостижения целей управления в текущем периоде. В то же время, ГОСТ Р ИСО 90012001 трактует результативность как степень достижения поставленных целей, в том числе и целей управления.

1 Модель системы управления информационным обеспечением СМК ГУ

В контексте эволюционного подхода при построении системы управления информационным обеспечением СМК ГУ следует использовать модель

жизнеспособной системы С. Бира [2]. Жизнеспособная система - это такая система, которая гомеостатически сбалансирована как внутренне, так и внешне, обладает механизмом, обеспечивающим возможности роста и обучения, эволюции и адаптации к внешней среде. Отметим, что это соответствует современной тенденции развития европейского образования, проявляющейся в переносе центра тяжести контроля за качеством образовательных услуг в сами образовательные учреждения [3].

Построим модель системы управления информационным обеспечением СМК ГУ с использованием пятиуровневой иерархической модели С. Бира (рис. 1). На рис. 1 пять подуровней (уровни иерархической модели) пронумерованы, начиная с низшего, и соотнесены с тремя глобальными уровнями управления: стратегическим, тактическим и оперативным.

Внешняя среда

Стратегический уровень

5 Координационный совет по качеству: отвечает за целевые и поведенческие

элементы системы управления информационным обеспечением СМК, разрабатывает политику и цели в области информационного обеспечения СМК

1 Г

4 Управление развитием и адаптацией системы управления информационным обеспечением СМК: включает подразделение, в функции которого входят

взаимодействие с внешней и внутренней средой, планирование в области информационного обеспечения СМК, моделирование, прогнозирование, адаптация системы управления информационным обеспечением СМК к внешней и внутренней среде с учетом будущих потребностей на основе мониторинга внешней и внутренней среды

х2

х3

Тактический уровень

3 Управление функционированием системы управления информационным обеспечением СМК: оптимизирует функции системы управления информационным обеспечением СМК, координирует распределение усилий и ресурсов между подразделениями университета

І 1

2а Управление взаимодействием подразделений по вопросам информационного обеспечения СМК

1 Г

2б Управление мониторингом системы управления информационным обеспечением СМК

Объект управления

Оперативный уровень

1а Управление подпроцессом «Управление документацией»

ТІ

1б Управление подпроцессом «Управление записями»

И

1в Управление подпроцессом «Внутренний обмен информацией»

ОС

Подпроцесс +  «Управление документацией»

Подпроцесс «Управление записями»

Подпроцесс «Внутренний обмен информацией»

Уп

У2!

Л

Рис. 1 Система управления информационным обеспечением СМК

Раскроем содержание подуровней модели:

1 - множество процессов информационного обеспечения СМК (на рис. 1 обозначены как 1а, 1б, 1в);

2 - множество двух подсистем: подсистемы координации совместной работы подразделений (2а) и подсистемы управления мониторингом (2б);

3 - подсистема текущего управления;

4 - подсистема стратегического управления;

5 - подсистема высшего руководства.

Первичная информация для диагностики результативности функционирования системы управления информационным обеспечением СМК поступает в подсистему управления мониторингом (2б).

Отметим, что функции подсистемы управления мониторингом шире. В частности с помощью подсистемы системы мониторинга осуществляется сравнение входных Xj и выходных yi параметров подпроцессов 1а, 1б, 1в и вычисляется значение функции рассогласования ег- = Xj - yj, на основе которого вырабатываются рекомендации для обратной связи. Отрицательная обратная связь обеспечивает получение на выходе системы требуемых параметров, с ее помощью осуществляется самоорганизация системы и корректировка для устранения рассогласования ег-. Поскольку принцип управления по отклонению универсален и не позволяет диагностировать причины, вызвавшие рассогласование, необходимо обеспечить управление по возмущению. В случае регулирования параметров это осуществляется подсистемой управления взаимодействием, а в случае изменения структуры - системой управления функционированием.

2 Методика диагностики достижения цели управления в конкретном периоде

На основе синергетического подхода, являющегося вариантом системного подхода и допускающего для некоторых систем возможность самоорганизации, определяются тенденции и конкретные параметры устойчивого развития системы - вычисляется функционал H для оценки самоорганизации системы и критическое значение функционала Hc, обеспечивающего самоорганизацию системы [4]. Отметим, что в большинстве случаев действует правило: если уровень самоорганизации системы выше критического минимума (H > Hc ), адаптивное управление заключается в корректировке планов; если уровень самоорганизации системы ниже критического минимума (H < Hc), то сигнал обратной связи ОС поступает на стратегический уровень (как это показано на рис. 1), после чего происходит пересмотр политик и формулирование новых целей.

Рассмотрим, как можно найти количественную оценку функционала H системы управления информационным обеспечением СМК ГУ с использованием подходов, предложенных в работе [4], в контексте стратегического управления университетом.

Пусть состояние системы описывается n -мерным вектором S, здесь n -число измеряемых параметров системы. Считаем S случайным вектором, имеющим первый MS и второй MS'S моменты. Результатом m наблюдений над системой является матрица данных S(m,n) размером m х n .

Вектор выборочных средних S (т) в п -мерном пространстве имеет вид

S (m) = MS =

s 1

sn

і m

где Jk(m) = — ^s-, k = l...n .

m ТІ

1=1

Выборочная ковариационная матрица порядка m х m имеет вид

Z(m) = M (S - MS )(S - MS ) =

a1l

Gn1(m) ... Gnn

і m I  - M  где Gj

- sJ (m)) - ковариация (среднее попарных

произведений отклонений для каждой пары точек данных).

Для диагностики результативности функционирования системы (для оценки ее самоорганизации) используем функционал, вычисляющий энтропию собственных чисел матрицы Цт) как меру несвязанности системы (уровень ее неорганизованности - хаотичности):

H (Z) = -£ X/ lOg n

i=1

где A- = —-— ; Aj > ^2 >... > A,n > 0 - собственные числа матрицы Z(m).

t a-

-=1

Отметим, что 0 < H (Z) < 1.

Определение критического значения функционала Hc вытекает из цели управления в текущем периоде:

- если целью управления является сохранение устойчивости, то критерием результативности управления является Hc = min(((S))), что дости-

S

гается при максимальном усилении внутренней связанности элементов матрицы S (в этом случае значение энтропии, рассчитанное по формуле (1), должно приближаться к 0);

- если целью управления является бифуркация системы и ее переход в новое состояние, то критерием результативности управления является

Hc = msx Н (((S)), что достигается за счет уменьшения внутренней свя-

S

занности элементов матрицы S (в этом случае значение энтропии должно приближаться к единице).

3 Пример использования методики

В качестве примера проведем диагностику результативности системы управления информационным обеспечением СМК ГУ, представленную описанной моделью, содержащей подпроцессы «Управление документацией», «Управление записями» и «Внутренний обмен информации», за период, равный календарному году. Состояние системы характеризуется обобщенной результативностью каждого подпроцесса, представляющего собой линейную свертку. Специфика предоставления образовательных услуг высшего профессионального образования обусловливает измерения результативности подпроцессов с периодичностью один раз в полгода. Авторы располагают численными оценками результативности названных подпроцессов на декабрь

2006 г. и декабрь 2007 г. (данные самооценки) и их адекватности на июнь

2007 г. [5]. СМК ГУ сертифицирована на соответствие ГОСТ Р ИСО 90012001 в октябре 2006 г. Целью управления в исследуемом периоде (с декабря 2006 г. по декабрь 2007 г.) является сохранение устойчивости, т.е. подтверждением достижения цели управления является значение энтропии, близкое к нулю.

Для рассматриваемого примера матрица S имеет вид

63 63 65 54 55 58 58 58 59

где значения результативности даны в процентах.

Первая строка матрицы 5 содержит значения результативности подпроцесса «Управление документацией», вторая строка - подпроцесса «Управление записями», третья - подпроцесса «Внутренний обмен информации». Первый столбец матрицы 5 содержит значения результативности подпроцессов на декабрь 2006 г., второй столбец - на июнь 2007 г., третий - на декабрь 2007 г. Все значения результативности относятся к зоне средней результативности (от 50 до 75 %).

Элементы матрицы 2(т) определены с использованием программы Ех8в1:

2(т) =

0,89

1,56

0,44

1,56

2,89

0,78

0,44

0,78

0,22

Теперь необходимо найти собственные числа матрицы 2(т). Решим уравнение вида

а11 “к а12 а13

°21 ст22 “к ст23 = 0

°31 °32 °33 “к

где ^21 = ^12 = 1,56; СТ31 = СТ13 = 0,44; 032 = ^3 = 0,78 ; к - собственное число матрицы 2(т).

Развертывание определителя приводит к уравнению

к^к3 + к^к2 + /ЦЛ + £4 = 0,

где kx - -1; k2 - + а^22 + а23; к3 - + °23 + °23 - с11с22 - с11с33 -

-ст22°33; к4 -ст11°22ст33 + 2а12ст13ст23 -ст23°22 -ст22°33 -ст^3°11 •

к2 , кз к4

Пусть a - —, b - —, с - —, тогда уравнение (2) превращается в урав-к1 к1 к1

нение

Л3 + аХ2 + ЬХ + с - 0 •

При поиске собственных чисел матрицы Ъ(ш) использованы формулы Кардано-Виета [6].

Найдем промежуточные величины:

а2 - 3b 2а3 - 9ab + 27с

О -------; R ---------------.

*9 54

2 3

Для рассматриваемого случая R < Q , значит, уравнение (2) имеет три действительных корня. Корни определяются выражениями

к1 --24q cos(t) - |, К2--24q cos f *+- ^ K3 --^VQ cos f *- 2f']- j,

і

где t = — arccos

3

R

Jo3.

В рассматриваемом примере получены следующие собственные значения матрицы Z(m) : Àj = 9,174; À2 = 0,017; À3 = 1,809-10_3.

Расчет по формуле (1) дает значение энтропии H (Z) = 0,014. Таким образом, значение энтропии близко к нулю и цель управления в исследуемом периоде достигнута.

Заключение

Получено решение задачи диагностики результативности функционирования системы управления информационным обеспечением СМК ГУ на основе эволюционного и синергетического подхода. В рамках эволюционного подхода и концепции пятиуровневой иерархической модели С. Бира построена модель системы управления информационным обеспечением СМК ГУ. Применение синергетического подхода позволило решить задачу диагностики результативности функционирования системы управления информационным обеспечением СМК ГУ на базе расчета и анализа энтропии собственных чисел выборочной ковариационной матрицы как меры несвязанности системы.

Список литературы

1. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.slovar.info

2. Бир, С. Мозг фирмы / С. Бир. - М. : Радио и связь, 1994.

3. European Association for Quality Assurance in Higher Education (ENQA): Standards and Guidelines for Quality Assurance in the European Higher Education Area.

4. Деревнина, А. Ю. Модели и методы стратегического управления университетом на основе эволюционного подхода : автореф. дис. ... докт. техн. наук : 05.13.10 / А. Ю. Деревнина. - МИСиС. - 2007. - 36 с.

5. Аналитический отчет «Самооценка 2007-СМК -151- У-03. Самооценка эффективности функционирования системы управления Пензенского государственного университета в области менеджмента качества на основе Модели совершенствования деятельности. Состояние на декабрь 2007 г.». - Пенза, 2008.

6. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.cyberguru.ru