Программно-информационный комплекс мониторинга и анализа бизнес-процесса КТПП авиастроительного предприятия

УДК 004.42

ПРОГРАММНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС МОНИТОРИНГА И АНАЛИЗА БИЗНЕС-ПРОЦЕССА КТПП АВИАСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

© 2013 О.В. Железнов

Ульяновский государственный университет

Поступила в редакцию 10.06.2013

В статье рассмотрен бизнес-процесс КТПП авиастроительного предприятия, построена его карта целей и задач по уровням управления. Разработана общая функциональная модель информационно-аналитической системы мониторинга, анализа и управления бизнес-процессом КТПП авиастроительного предприятия. Представлен набор детерминированных показателей и требований бизнес-процесса КТПП. Разработан комплекс иМЬ моделей для проектирования информационно-аналитической системы, логическая структура базы данных системы. Представлен разработанный программный продукт и описан механизм его функционирования.

Ключевые слова: информационно-аналитическая система (ИАС), конструкторско-технологическая подготовка производства (КТПП), мониторинг бизнес-процессов, анализ данных, модель данных.

Вступление промышленного производства в "информационную эпоху" развития требует внедрения новых информационных технологий в управлении, главной задачей которых является объединение и синхронизация действий всех звеньев заметно усложняющихся производственных систем для достижения поставленных целей. Необходимым инструментом оптимизации, мониторинга и согласования содержания всех процессов, происходящих на предприятии, может стать информационно-аналитическая система (ИАС) мониторинга процессов предприятия на основе разработанных ключевых показателей эффективности.

Одним из основополагающих бизнес-процессов авиастроительного предприятия является конструкторско-технологическая подготовка производства. В свою очередь подготовка производства включает в себя три основных составляющие: конструкторскую, технологическую и организационную подготовку. Организационная подготовка не только продолжает, но и скрепляет, связывает между собой конструкторскую и технологическую подготовку. С развитием информационных технологий эта связь усиливается и становится очень значимой при создании единого информационного пространства предприятия, в связи с появлением PDM-систем.

Роль мониторинга как средства, способствующего рациональному управлению предприятием, с каждым годом возрастает. Это обусловлено, прежде всего, необходимостью повышения эффективности производства в связи с ростом дефицита и стоимости сырьевых ресурсов, повы-

Железнов Олег Владимирович, заместитель директора НИЦ CALS-технологий, аспирант кафедры математического моделирования технических систем. E-mail: olegulsu@mail.ru

шением науко- и капиталоемкости производства, а также переходом от централизованной системы управления экономикой к развитию бизнеса в условиях рынка.

На основе мониторинга и анализа ключевых показателей эффективности вырабатываются стратегия и тактика развития предприятия, обосновываются планы и управленческие решения, осуществляется контроль за их выполнением, выявляются резервы повышения эффективности производства, оцениваются результаты деятельности предприятия, его структурных подразделений, трудового коллектива и отдельных работников.

В современном понимании информационный мониторинг не ограничивается процессами сбора, хранения, анализа и оценки данных и сигнализации о выявленных отклонениях показателей от заданных значений. Для предупреждения критических ситуаций информационные системы предоставляют поддержку принятия решений, а в некоторых случаях и управление (автоматизированное) объектами мониторинга.

Целью системы мониторинга является информационная поддержка разработки и реализации мер по своевременному прогнозированию, выявлению и предупреждению угроз и кризисных ситуаций в отношении объектов мониторинга.

ИАС мониторинга, анализа и управления бизнес-процессами в современном представлении обеспечивает выполнение следующих функций (функции выделены с учетом [1]):

а) извлечение данных из различных источников, их преобразование и загрузка в хранилище данных;

б) хранение данных;

в) анализ данных, включая регламентированные отчеты, произвольные запросы, много-

мерный анализ (OLAP) и извлечение знаний (datamining).

Общая функциональная модель ИАС авиастроительного предприятия (рис. 1) отображает процесс мониторинга КТПП в системе в виде последовательности взаимосвязанных функций (от сбора данных до управления) и необходимых для их поддержки объектов, таких, как хранение и представление данных, модели и оценки кризисных ситуаций.

С помощью запросов и процедур данные из единого информационного пространства предприятия передаются в ИАС КТПП, где помещаются в хранилище данных, анализируются, выявляются опасные ситуации, ведущие к невыполнению целей бизнес-процесса, прогнозируется развертывание ситуации на базе моделей кризисных ситуаций, оцениваются возможные последствия, на основе полученных данных принимается решение, которое используется для управления бизнес-процессом КТПП.

Задачами информационно-аналитических систем являются:

а) сбор данных от объектов мониторинга;

б) хранение и упорядочивание полученной информации;

в) анализ данных;

г) построение моделей кризисных ситуаций;

д) прогнозирование поведения объектов мониторинга, возникновения кризисных ситуаций и изменений параметров внешней среды, влияющих на объекты мониторинга;

е) предупреждение и локализация кризисных ситуаций;

ж) оценка вероятного ущерба и возможных последствий;

з) поддержка принятия решения (при необходимости генерация альтернатив, их ранжирование по выделенным критериям, выбор наиболее оптимальной альтернативы);

и) защита информационных ресурсов и системы в целом;

к) интеграция системы в общее информационное пространство на уровне предприятия.

Главной целью использования ИАС на авиастроительном предприятии является повышение эффективности бизнес-процессами, в частности КТПП, за счет мониторинга, анализа и управления на основе показателей.

Определяющей целью бизнес-процесса КТПП является планомерное и эффективное его выполнение по комплексу работ КТПП в короткие сроки. Процесс считается завершенным, если число заказов, принятых в разработку по изготовлению КТД, равно числу готовых разработанных комплектов КТД.

По правилам декомпозиции функционально-целевого анализа на рис. 2 приведена карта целей и задач в соответствии с уровнями управления бизнес-процесса КТПП.

Приоритетным направлением в управлении бизнес-процессом КТПП в настоящее время является разработка КТД в самые короткие сроки с обеспечением высокого качества продукции по требованию заказчиков.

Представленные выше возможные параметры управления бизнес-процессом КТПП указаны в соответствии с целями по уровням иерархии, однако необходимо произвести отбор параметров управления КТПП и представить такие, которые будут характеризовать бизнес-процесс как объектно-ориентированную модель, действие которой будет

Рис. 1. Общая функциональная модель ИАС авиастроительного предприятия

Цели

бизнес-процесса КТПП

Задачи КТПП

Параметры КТПП

Обеспечение эффективности деятельности КТПП

Обеспечение эффективности деятельности отдельных подразделений КТПП -целостности их процесса

Выявление необходимого количества ресурсов: - кадровых - материальных - информационных - финансовых

"I Г"

I

- численность персонала \

- размер инвестиций на i

информационное обеспечение

X

х

Выявление средств, обеспечивающих повышение качества работ по подготовке производства в требуемом количестве с наименьшими сроками и затратами

Обеспечение эффективности деятельности отдельных подразделений КТПП

Г"

X

Квалифицированный кадровый состав, обладающий навыками работы в информационных средах, соответствующих мировым стандартам Необходимые информационные средства

- число разработанных комплектов КД и ТД (номенклатура

продукции) - число листков «Извещение об изменении» на комплект КД и ТД (рост качества) -длительность цикла подготовки производства

Г"

X

- трудоемкость работ отдельных процессов

- % текучести кадров

- % от стоимости информационного обеспечения на обучение персонала

Звенья

управления

(-----------

1 Высшее звено

заместитель руководителя предприятия по подготовке производства

I Среднее звено

I I

Руководители I подразделения ТО, КБ

I

Младшее звено

I

Руководители I групп

подразделений ТО, КБ

Рис. 2.Карта целей и задач КТПП по уровням управления

выполняться в условиях использования ИАС мониторинга, анализа и управления КТПП и характеризоваться определенными параметрами.

Для оценки эффективности бизнес-процесса КТПП и уровня его развития необходимо оценить сформированные показатели по важности их влияния на цель бизнес-процесса КТПП. Детерминированные показатели бизнес-процесса КТПП и требования, направленные на повышение эффективности управления в соответствии с целью бизнес-процесса КТПП, представлены в табл. 1.

Для проектирования информационно-аналитической системы выбран программный продукт IBM Rational Software Architect. Основные функции системы представлены на диаграмме прецедентов UML (рис. 3). Они доступны двум категориям пользователей: пользователю и поставщику данных. Пользователь ИАС может управлять процессом мониторинга с возможностью проведения анализа ключевых показателей эффективности процесса КТПП и ведения архива сформированных отчетов в системе [2].

Для всестороннего описания ИАС также разработаны: диаграмма классов системы управления мониторингом и анализом ключевых показателей эффективности, диаграмма состояний ИАС, диаграмма последовательности действий ИАС, диаграмма развертывания ИАС на предприятии.

Предложенная логическая модель БД позволяет описать структуру ИАС. Так же в БД хранится информация о показателях эффективности процесса КТПП, о переменных, введённых экспертами для задания новых ключевых показателей эффективности процесса. ER-диаг-рамма представлена на рис. 4. Результаты функционирования мониторинга и анализа показателей эффективности КТПП отображаются в базе с указанием даты запроса, выбранного изделия и полученного результата.

В результате разработан проект ИАС в виде диаграмм UML, которые отображают возможные подходы к построению системы мониторинга и анализа процессов КТПП и позволяют использовать эти подходы вне зависимости от конкретных языков программирования. Разработанная общая архитектура ИАС позволяет определить основные блоки системы, функции, которые они выполняют, и связи между ними.

В хранилище данных предприятия содержатся оперативные данные, которые собираются из различных баз данных подсистем предприятия. Для того чтобы повысить скорость формирования таблиц данных по выбранному показателю и отчетов в виде графиков формируются промежуточные таблицы в хранилище данных с использованием программирования процедур на PL/SQL.

Таблица 1. Детерминированные показатели и требования бизнес-процесса КТПП

Показатель Требование

Количество комплектов КТД, - максимально возможный выпуск КТД Ь1 —> max

Ыктд, шт.

Ь2 Длительность цикла ТПП, - сокращение длительности Ь2 —> шт

Тц, мес.

Ьз Численность Фонд оплаты труда - минимальная минимально Ь3 —> шт

сотрудников конструкторов, численность допустимый фонд

КТПП, технологов, оплаты труда

да, чел. служащих ТПП,

Ь4 Часовая тарифная ставка, Сн-ч> руб./ч ФОТ, руб./год - максимальная часовая тарифная ставка Ь4 —> шах

Ь, Количество выпущенных листков - минимальное число листков ИИ Ь5 —> шin

«Извещение об изменении» в год на

одно изделие, ИИ, шт

Ьб Затраты на программное обеспечение - минимальные затраты на ПО Ь6 —> шт

(ПО), Зпо, руб.

Ь7 Количество ПЭВМ, - максимальное количество компьютеров Ь7 —> шах

Ь8 Протокол несо ответствия - отсутствие протоколов Ь8 = 0

выпускаемой продукции ТУ

заказчика, П, шт.

Поставщик данных

Рис. 3. Диаграмма прецедентов ИАС

Рис. 4. ER-модель ИАС

ВЫВОДЫ

В результате исследования разработан программный продукт, представляющий собой интегрированную подсистему к PDM системе авиастроительного предприятия ЗАО «Авиастар-СП». Разработана система ключевых показателей эффективности КТПП, в нее входят следующие интегральные показатели бизнес-процесса: выполнение плана запуска КД, уровень автоматизации КТПП, своевременное согласование документов КД. В разработанном программном продукте пользователь выбирает из выпадающего списка ключевой показатель эффективности, выбирает несколько атрибутов по разрезу мониторинга показателя (изделие, серийный номер, интервал дат, цех, отдел, тип документа КД и прочее), в результате формируется таблица данных и график развития выбранного ключевого показателя эффективности (рис. 5). Для каждого показателя разра-

ботан уровень детализации, например для показателя «выполнение графика запуска КД»: по изделию в целом, по агрегатам, по отделу.

Механизм выполнения запросов осуществляется программным продуктом без вмешательства пользователя, по средствам программных запросов SQL. Для реализации алгоритмов извлечения данных использовался ODP.Net поставщик данных, разработанный для базы данных Oracle. В информационно-аналитической системе также заложена функция экспорта сформированного отчета в документ Excel и функция печати.

Информационно-аналитическая система мониторинга, анализа и управления бизнес-процессом КТПП позволит в режиме реального времени видеть актуальные показатели КТПП, оперативно и своевременно предотвращать развитие нежелательных тенденций в объекте управления. Информационно-аналитическая система позволит оперативно отслеживать текущее выполнение

Рис. 5. График запуска К

бизнес-процесса КТПП, анализировать узкие места и производить оперативные вмешательства в деятельность сотрудников с целью более эффективного использования ресурсов предприятия. Стоит выделить основную особенность информационно-аналитической системы, отличающую ее от учета, аудита и контроля отчетности - все эти инструменты имеют дело с уже случившимися фактами в прошлом, повлиять на которое уже нет никакой возможности. Информационно-аналитическая система же занимает проактивную позицию, позволяя управленцам (руководителям) прогнозировать ситуацию еще на том этапе, когда что-то можно поправить или изменить.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке в рамках Государственного контракта

в форматках по отделам

№ 12.527.11.0010 «<Развитие интегрированной автоматизированной системы информационной поддержки жизненного цикла воздушных судов гражданской и транспортной авиации на основе электронного определения изделия».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. БеловВ.С. Информационно-аналитические системы. Основы проектирования и применения: учебное пособие, руководство, практикум. М.: Московский государственный университет экономики, статистики и информатики. 2005. 111 с.

2. Железнов О.В., Денисова М.Н. Разработка модели информационно-аналитической системы мониторинга на основе разработанных ключевых показателей эффективности производственных процессов авиастроительного предприятия // Известия Самарского научного центра РАН. 2012 Т. 14. № 4(2) С. 417-421.

SOFTWARE SYSTEM FOR MONITORING AND ANALYSIS OF BUSINESS PROCESS DESIGN AND TECHNOLOGICAL PREPARATION OF PRODUCTION AIRCRAFT MANUFACTURER

© 2013 O.V. Zheleznov

Ulyanovsk State University

In this article describes the business process engineering production planning aircraft manufacturer, built its map of goals and tasks across levels of government. A general functional model of information-analytical system of monitoring, analysis and business process management engineering production planning aircraft manufacturer. Presents a set of deterministic performance and business processes engineering production planning. A set of UML models for the design of data-processing system, the logical structure of the database system. The developed software and describes the mechanism of its functioning. Keywords: information-analytical system (IAS), engineering production planning, monitoring of business processes, data analysis, data model.

Oleg Zheleznov, Deputy Director of the Research Centre for CALS-technology, Graduate Student at the of Mathematical Modeling of Technical Systems Department. E-mail: olegulsu@mail.ru