Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
Фергюсон Джон МакЛейш
РАЗРАБОТКА УПРАВЛЕНЧЕСКИХ И АДМИНИСТРАТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В ЕВРОПЕЙСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (ЦЕРН, г. Женева, Швейцария)
05.13.01 - системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Москва 2006
Работа выполнена в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН, г. Женева, Швейцария) и Московском инженерно-физическом институте (государственном университете).
Научный консультант: доктор технических наук, профессор Модяев Алексей Дмитриевич
Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Солдатов Алексей Анатольевич доктор технических наук, профессор Топорков Виктор Васильевич доктор технических наук, профессор Кулябичев Юрий Павлович
Ведущая организация: Институт проблем информатики Российской академии наук (ИПИ РАН)
Защита состоится л12 марта 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д212.130.03 в МИФИ (ГУ) по адресу: 115409, Каширское шоссе, д.31., тел.: (495)324-84-98, 323-91-67,
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ (ГУ).
Автореферат разослан л 6 октября 2006 г.
Просим принять участие в работе совета или выслать отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью организации.
Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор Ю.Ю.Шумилов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы В конце 80-х годов ситуация с управленческими и административными информационными системами в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) была весьма проблематичной. Все разработки осуществлялись в распределенной организационной среде, в результате чего вырабатываемые решения оказывались дорогостоящими, основанными на различных принципах и несовместимыми между собой. Наиболее критической ситуация была в областях поддержки принятия управленческих решений, представления данных, систем управления базами данных, обработки текстовой информации, обмена информацией в электронном виде в управленческих целях, автоматизации учрежденческой деятельности, использования управленческих информационных систем (УИС), управления административным персоналом и, особенно, в области обработки административных данных ADP (Administrative Data Processing).
Проведенный всесторонний технико-экономический анализ состояния управленческих информационных технологий выявил целый ряд имевшихся проблем и потребностей. Было отмечено, что административная информация слабо интегрирована в различные системы при большом числе и разнообразии последних и что она все еще не удовлетворяет потребностям руководства организации. Все бизнес-процессы, затрагивающие конечных пользователей, опирались на бумажные формы и требовали значительных затрат ручного труда. В электронном виде УИС-приложения были доступны только соответствующим узко в профессиональном смысле ориентированным службам, причем этот доступ осуществлялся через разнородные интерфейсы, не позволявшие использовать интуитивный подход. Среди конкретных проблем, существовавших в 1990 г., особенно острыми были негибкость структуры данных и функций, несочетаемость приложений друг с другом, дублирование данных, в том числе при вводе, и их некогерентность. Кроме того имели место различие пользовательских интерфейсов систем, трудности с переносом данных из одной системы в другую, затруднения со своевременным предоставлением управленческой информации. Приложения работали на самой разнообразной, часто не совместимой аппаратной базе, в среде различных операционных систем и баз данных. Отсутствовали электронное сканирование документов, система архивации и средства управления проектами. Появление и развитие WEB-технологий, позволявших значительно расширять функциональные возможности и повышать эффективность УИС, потребовало решения дополнительных задач.
Поэтому в ЦЕРН возникла настоятельная потребность в разработке, создании и комплексировании крупных управленческих и административных информационных систем, способных эффективно решать многие задачи, прежде всего, электронного документооборота, управления бизнес-процессами, администрирования и управления персоналом.
Значительный вклад в теорию и практику создания крупных распределенных корпоративных управленческих и административных информационных систем, работающих с различными видами приложений, внесли видные зарубежные и отечественные ученые и специалисты Barker R., Longman C., Berners-Lee T., Gosling J., McGilton H., Fleming Q., Koppelman J., Christensen D., Соколов И.А., Агеев А.И.
Тем не менее, для решения такой крупной научно-технической проблемы как создание многоцелевой распределенной корпоративной управленческой и административной информационной системы ЦЕРН, потребовалось проведение комплекса исследовательских и проектных разработок.
Диссертационная работа подготовлена на основе материалов многолетних исследований и разработок по рассматриваемой тематике, выполненных автором в Департаменте информационных технологий ЦЕРН, начиная с 19года. В последние годы им также выполнялись исследования совместно с учеными и специалистами МИФИ (ГУ).
Объектом исследования являются процессы комплексирования и повышения эффективности функционирования распределенных многоцелевых корпоративных управленческих и административных информационных систем.
Предметом исследования выступает методология комплексирования крупных распределенных многоцелевых корпоративных управленческих и административных информационных систем, способных эффективно решать широкомасштабные задачи управления финансовой деятельностью, кадровой политикой и управления бизнес-проектами.
Цели и задачи исследования Целью диссертационной работы является решение важной научной проблемы, заключающейся в исследовании методов построения и комплексирования, а также в создании многоцелевой распределенной корпоративной управленческой и административной информационной системы ЦЕРН, предназначенной для ведения электронного документооборота, сопровождения и управления бизнес-процессами, администрирования и управления персоналом.
В ходе исследования решались следующие задачи:
1. Разработка принципов построения распределенных управленческих и административных информационных систем для корпоративных приложений по критериям однородности и гибкости структуры данных при их вводе, хранении, обработке, передаче и выдаче различным категориям пользователей, сочетаемости приложений, снижения зависимости от программно-аппаратного обеспечения и достижения новых экономически эффективных решений.
2. Построение архитектуры корпоративной системы с учетом выбора операционной системы и системы управления реляционными базами данных.
3. Разработка обобщенной информационной модели, описывающей бизнеспроцессы и процессы администрирования в ЦЕРН.
4. Разработка модели управленческих и административных информационных систем ЦЕРН на основе стандартизации средств поддержки принятия управленческих решений, подсистем презентации данных, средств автоматизации управленческой деятельности и электронного обмена данными.
5. Разработка процедуры использования административных приложений в составе когерентного комплекса, обеспечивающей сокращение затрат на техническое обслуживание и поддержку гетерогенной среды.
6. Разработка средств ввода электронных данных в месте их образования, средств электронного документооборота с функциями маршрутизации и способов использования электронных подписей на основе новых инновационных процедур.
7. Разработка однородного дружественного интерфейса информационной системы для функционирования средств поддержки принятия решений для эффективного управления финансовыми и трудовыми ресурсами.
8. Разработка системы архивации сканированной и машиночитаемой информации и доступа к ней для предоставления информационных услуг.
9. Разработка инновационных средств управления распределенными проектами для крупных физических экспериментов.
10. Разработка системы управления финансированием проекта Большой андронный коллайдер.
Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы информационного, информационно - функционального и математического моделирования, методы регрессионного анализа, вероятностные методы распознавания образов и основы теории принятия решений.
Научная новизна и практическая значимость работы Научная новизна данного исследования состоит в том, что:
1. Разработана оригинальная архитектура комплекса специализированных корпоративных приложений с горизонтальной структурой, работающих под управлением операционной системы Unix и использующих СУБД Oracle в качестве системы реляционных баз данных.
2. Разработана инновационная концепция электронного документооборота с маршрутизацией документов и их авторизацией с помощью электронных подписей.
3. Осуществлен переход от архитектуры клиент-сервер к новой более эффективной трехуровневой модели клиент, сервер приложений и сервер баз данных.
4. Разработаны информационные и аналитические модели, описывающие бизнес-процессы и процессы администрирования, поддерживающие процессы исследования и создания УИС-приложений.
5. Впервые проведена интеграция УИС-приложений корпоративной системы ЦЕРН на основе разработанных с участием автора WEB-браузеров с момента появления технологии Всемирной паутины.
6. Разработана научно обоснованная методология комплексирования крупных распределенных многоцелевых корпоративных управленческих и административных информационных систем, способных эффективно решать широкомасштабные задачи управления финансовой деятельностью, кадровой политикой и управления бизнес-проектами.
Практическая значимость работы заключается в том, что:
1. Созданы процедуры использования административных и УИС-приложений в составе когерентного комплекса, обеспечивающего сокращение затрат на техническое обслуживание и поддержку гетерогенной среды.
2. Разработаны средства ввода электронных данных в месте их образования, средства электронного документооборота с функциями маршрутизации и способов использования электронных подписей.
3. Разработан однородный дружественный интерфейс информационной системы для функционирования средств поддержки принятия решений для эффективного управления финансовыми и трудовыми ресурсами.
4. Разработана система архивации сканированной и машиночитаемой информации и доступа к ней для предоставления информационных услуг.
5. Разработаны средства управления распределенными проектами для крупных физических экспериментов.
6. Создана система управления финансированием проекта Большой адронный коллайдер.
7. Создана распределенная корпоративная административная и информационно-управленческая система в ЦЕРН, удовлетворяющая требованиям различных категорий пользователей и успешно эксплуатирующаяся свыше 10 лет. Общая стоимость системы составила 1/стоимости аналогичных систем.
Положения, выносимые на защиту 1. Методология анализа, разработки, комплексирования и внедрения крупных сетевых управленческих информационных систем, обеспечивающих ведение электронного документооборота, сопровождение и управление бизнеспроцессами, администрирование и управление персоналом.
2. Архитектура корпоративной системы с использованием Интернеттехнологии, положенная в основу разработки.
3. Информационные и аналитические модели, описывающие бизнес-процессы и процессы администрирования, поддерживающие процессы исследования и создания УИС-приложений.
4. Информационная система (AIS), представляющая собой комплекс корпоративных приложений, удовлетворяющая информационные потребности ЦЕРН в области управленческой деятельности и эффективная с экономической точки зрения.
5. Система электронного документооборота (приложение EDH), разработанная и внедренная в ЦЕРН, обеспечивающая маршрутизацию документов и их авторизацию с помощью надежных с точки зрения безопасности электронных подписей.
6. Система сопровождения работ по проекту и система управления выполненной стоимостью (приложение PPT/EVM).
7. Комплекс средств поддержки принятия решений для целей управления финансовыми и трудовыми ресурсами, использующий однородные дружественные интерфейсы.
8. Система серверов документов, внедренная в ЦЕРН и предназначенная для архивации и поиска электронных документов, интегрированная с системой управления информацией, используемой научным сообществом.
9. Впервые проведенная интеграция УИС-приложений корпоративной системы ЦЕРН на основе разработанных с участием автора WEB-браузеров с момента появления технологии Всемирной паутины.
Достоверность разработанных принципов построения и структур корпоративных систем, методов, средств и проблемно-ориентированной методологии создания многофункциональных информационно-управленческих сетевых сред обеспечивается адекватностью используемых моделей, совпадением экспериментальных данных с расчетными и подтверждается успешной многолетней эксплуатацией системы в ЦЕРН при сопровождении работ по проектам строительства детектора Atlas и большого адронного коллайдера.
Реализация и внедрение результатов работы. Научные результаты, полученные в диссертационной работе в виде принципов построения, структур, архитектур, моделей, методов, алгоритмов и методологии построения сетевых корпоративных управленческих и административных информационных систем использованы в ЦЕРН при создании крупного многоцелевого комплекса систем информационной поддержки в WWW-среде. Имеющиеся акты о внедрении из ЦЕРН и ОИЯИ (г.Дубна) свидетельствуют о том, что данная разработка использована при создании детектора Atlas и большого адронного коллайдера и получила международное признание. Содержащиеся в диссертации научнометодические материалы предполагается использовать в учебном процессе создаваемого распределенного учебно-научного центра.
Апробация работы Основные результаты диссертационных исследований докладывались и обсуждались на международных и всероссийских конференциях и семинарах, в том числе:
1. Совет директоров ЦЕРН, комитеты директоров и иностранных странучастниц в период 1986-2005 гг.
2. Конференция по управлению выполненной стоимостью Ассоциации управления проектами (Лондон, май 2005 г.).
3. Технологическая обсерватория Женевы (апрель 2005 г.).
4. Комиссия по информатике университета г. Женева (июнь 2005 г.).
5. Конференция Управление научно-исследовательскими и опытноконструкторскими разработками (Research and Development Management Conference) (Лозанна, 1996 г).
6. Конференция европейских пользователей Oracle (Канны, март 1992 г.).
7. Международный семинар по линейным коллайдерам (Сноумасс, август 2005 г.).
8. Научные сессии МИФИ-2005, 2006.
Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 21 печатная работа, в том числе 1 монография и 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 120 наименований и приложения. Основная часть диссертации содержит 213 страниц машинописного текста, включая рисунка и 5 таблиц.
Содержание работы Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы и приводится ее краткая характеристика. Формулируются цель работы и задачи исследования и представляются основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе дан обзор имеющейся литературы по теме исследования и рассмотрены научно-методологические и технологические аспекты исследуемой проблемы. Был выполнен детальный технико-экономический анализ состояния управленческих информационных технологий с целью выявления имевшихся проблем и потребностей и разработки детальной программы дальнейших работ. В ходе этой работы изучались такие вопросы, как поддержка принятия управленческих решений (представление данных, СУБД, моделирование), обработка текстов, обмен данными в электронном виде в управленческих целях, автоматизация управленческой деятельности, использование УИС административным персоналом, и, особенно, обработка административных данных ADP. Дано детальное описание использовавшихся приложений, оказывавшихся услуг и связанных с этим проблем. Описана стратегия, предложенная автором для решения имевшихся проблем.
В рамках этой стратегии была разработана и внедрена оригинальная система баз данных, управлявшаяся централизованно и обслуживавшая практически все отделения ЦЕРН (корпоративная база данных). Общая ответственность за административные данные ЦЕРН была возложена на специальное центральное подразделение. Было разработано и опубликовано полное определение данных, подлежащих обработке. Ответственность за ввод данных была оставлена за местом возникновения этих данных. Данный принцип был четко определен и опубликован. Для повышения эффективности труда управленческих работников была разработана система поддержки принятия решений, отличительными чертами которой являлись интегрированная, дружественная пользователю среда и ориентированность на удовлетворение потребностей четко обозначенных групп пользователей (директоры, руководители отделений, административно-плановые работники отделений, руководители групп и проектов, секретари). В области обработки текстов стратегия предусматривала переход к распределенной обработке текстов на персональных компьютерах.
Для развития электронного документооборота были внедрены средства связи между различными системами обработки текстов. Была сформулирована долговременная цель, которая оказала большое влияние на процедуры:
документы должны вводиться в систему в месте их создания только один раз, после чего они должны в электронном виде передаваться, редактироваться, свертываться, комментироваться, корректироваться и т. п., причем все действия над документами должны регистрироваться. Этот фундаментальный принцип неоднократно подтверждался впоследствии в ходе разработки приложений.
Работы над проектом были начаты на примере автоматизации бизнес-процедур;
разработку электронного процесса решено было начать на примере внутренней процедуры закупок. Для повышения производительности труда персонала были предприняты меры, стимулирующие использование электронной почты и, по возможности, устраняющие бумажный документооборот. Таким способом удалось существенно повысить производительность труда сотрудников ЦЕРН.
Было принято решение использовать для работ с текстами и электронными таблицами продукты компании Microsoft. Следует отметить, что анализ этих решений с позиции современности показывает, что они оказались весьма успешными. Для разработки УИС была выбрана стандартная система реляционных баз данных. Была введена в общее пользование программа для работы с электронными формами, что позволило накопить ценный опыт по автоматизации бизнес-процессов и созданию первых приложений, обеспечивающих электронный документооборот.
Вторая глава посвящена анализу конкретных проблем, главными из которых являлись негибкость структуры данных и функций, несочетаемость приложений друг с другом, дублирование данных, некогерентность систем и, как следствие, расхождение данных, множественный, дублирующий друг друга ввод данных, некогерентность пользовательских интерфейсов для различных систем, трудности с переносом данных из одной системы в другую, затруднения со своевременным предоставлением управленческой информации, высокие расходы на обслуживание, вызванные неоднородностью среды.
Приложения использовали самые разнообразные, часто несовместимые аппаратные средства, работая в среде различных операционных систем и баз данных: Siemens, IBM, DEC, Olivetti, HP, DOS/VSE, VM/SP, VM/XA, VMS, Xenix, IDMS/R, DL/1, Oracle, IDMS/DC, CICS и т. д. Уже само число установленных приложений гарантировало возникновение проблем при переносе данных и обмене ими. Управленческая отчетность основывалась на бумажных распечатках. Распорядители бюджетов переносили данные из этих файлов на свои локальные персональные компьютеры и в электронные таблицы для дальнейшей обработки. Далее распорядители бюджетов с помощью специализированных приложений на базе EasyTrieve могли выводить упомянутую выше информацию на свой терминал и передавать ее в систему закупок через интерфейс CICS, а также использовать некоторые специализированные экраны среды ADS/Online для доступа к бухгалтерской системе.
Для решения этих проблем была начата реализация проекта, получившего наименование Перспективная система информационной поддержки (Advanced Informatics Support) AIS, задачей которого являлась инновационная модернизация всех аспектов информационной поддержки, обеспечивающей административную деятельность ЦЕРН.
При работе над проектом автором был принят ряд важных стратегических решений.
С целью повышения экономической эффективности принимаемых мер было принято решение проанализировать и там, где это возможно, упростить процедуры внутренней работы ЦЕРН перед тем, как автоматизировать эти процедуры или внедрять для них новые приложения.
Было решено использовать платформонезависимую реляционную систему управления базами данных фирмы Oracle с интерфейсом приложений типа SQL. РСУБД Oracle с успехом использовалась в ЦЕРН для разработки приложений для научно-технических подразделений с начала 1980-х годов.
При этом было предложено отделить конечных пользователей от SQL, организовав доступ к базовым приложениям через интерфейсы, имеющие вид форм.
С учетом того, что конечные пользователи в своем большинстве использовали персональные компьютеры, было решено применить архитектуру клиент-сервер, которая позволяет распределить процесс обработки данных между фронтальными рабочими станциями и оконечным централизованным сервером баз данных.
Ключевым элементом стратегии было решение о переводе сервера баз данных на масштабируемые открытые системы, такие, как Unix и TCP/IP, что позволило улучшить экономические показатели и гибкость системы.
Важное значение для пользователя имело также создание согласованного и дружественного пользователю интерфейса пользователь-приложение.
С целью повышения производительности труда пользователей и сокращения расходов на оплату персонала было решено внедрять инновационные процедуры. Это подразумевало внедрение, например, системы ввода электронных данных в месте их образование электронного документооборота (с маршрутизацией и утверждением документов), электронных подписей.
Имеющиеся системы предполагалось доработать с тем, чтобы придать им до этого отсутствующие функции. Особое внимание было обращено на разработку средств управления проектами, средств поддержки принятия решений, планирования, бюджетирования, прогнозирования и архивирования сканированных и машиночитаемых документов.
Основное внимание при реализации проекта было уделено внедрению электронных процедур как средств повышения эффективности работы и снижения расходов на оплату персонала; существенной экономии финансовых средств, расходуемых на аппаратные средства и операционную систему;
внедрению экономически эффективных УИС-приложений и внедрению онлайновых систем поддержки принятия решений для административного, научного и инженерно-технического персонала с обновлением данных не реже чем каждые 24 ч.
На рис. 1 представлена архитектура информационных систем, разработанная исходя из поставленных задач. Такая архитектура способствует внедрению лучших в своем роде специализированных корпоративных приложений.
Автоматизированные процедуры по горизонтальной схеме взаимодействуют с комплексом систем планирования и управления ресурсами предприятия (Enterprise Resource Planning Systems) ERP, что позволяет внедрить в организации систему электронного документооборота при сохранении существующих административных процедур. Широкомасштабные системы поддержки принятия решений для конечных пользователей непосредственно взаимодействуют с корпоративными приложениями. Для облегчения интеграции вся архитектура надстроена над базой общих ссылочных данных, РСУБД Oracle, операционной системой UNIX и недорогими коммерческими аппаратными средствами.
Рис. 1. Архитектура информационных систем: Automated procedures - автоматизированные процедуры; commodity hardware - коммерческие аппаратные средства; corporate function applications - корпоративные функциональные приложения; data consultations decision support - справочные данные и поддержка принятия решений; end user - конечный пользователь;
foundation - основная база данных; Oracle RDBMS - РСУБД Oracle; specialist - специалист; UNIX - операционная система UNIX.
Для выявления и документирования функций деятельности и потребностей ЦЕРН в административной информации было проведено моделирование информационных систем, основными задачами которого, помимо упомянутых выше, была разработка объединенной информационно-функциональной модели. Функции самого верхнего уровня представлены на рис. 2.
CERN CERN Provide administrative support appropriate to the changing demands of research Provide administrative support appropriate to the changing demands of research activities, suplly quality materials, services, logistics and facilities to users, account for activities, suplly quality materials, services, logistics and facilities to users, account for costs and resource usage to Member States costs and resource usage to Member States 0 PLANNING 0 PLANNING Determine CERNТs strategic objectives Establish organisation structures, policies, plans, Determine CERNТs strategic objectives Establish organisation structures, policies, plans, procedures to ensure that they are achieved, with external sponsors of research activities procedures to ensure that they are achieved, with external sponsors of research activities and other organisations.
and other organisations.
1 FINANCE 1 FINANCE Define, maintain the accounting structures/procedures and use them to record and Define, maintain the accounting structures/procedures and use them to record and monitor CERNТs financial activity, and provide regular and ad-hoc information to people monitor CERNТs financial activity, and provide regular and ad-hoc information to people and organisations and organisations 2 HUMAN RESOURCES 2 HUMAN RESOURCES Provide the human resources required by CERN ACTIVITIES. Recruit MEMBERS OF Provide the human resources required by CERN ACTIVITIES. Recruit MEMBERS OF PERSONNEL, contract. Allocate personal benefits. Monitor career, assignment and training needs PERSONNEL, contract. Allocate personal benefits. Monitor career, assignment and training needs 3 RESOURCE 3 RESOURCE Purchase, ship, receive distribute, store, maintain, allocate and sell material resources Purchase, ship, receive distribute, store, maintain, allocate and sell material resources (RESOURCE ITEMS and RESOURCE TYPES). Handle any contractual issues involved (RESOURCE ITEMS and RESOURCE TYPES). Handle any contractual issues involved in the administration of resources, or in the support of ACTIVITIES in the administration of resources, or in the support of ACTIVITIES 4 SUPPORT EXPERIMENTS &PROJECTS 4 SUPPORT EXPERIMENTS &PROJECTS Provide support for Experiments and Projects, PROJECT management for design and Provide support for Experiments and Projects, PROJECT management for design and improvement of CERN FACILITIES (eg accelerator, experimental facility), manage on improvement of CERN FACILITIES (eg accelerator, experimental facility), manage on site TEAMS, Team RESOURCE USAGE and Institute Accounts site TEAMS, Team RESOURCE USAGE and Institute Accounts 5 SERVICE 5 SERVICE Define and implement the necessary SERVICE PROVISION required in order Define and implement the necessary SERVICE PROVISION required in order to satisfy^the needs of the organisation to satisfy^the needs of the organisation 6 HEALTH AND SAFETY 6 HEALTH AND SAFETY Implement and monitor the Health & Safety Rules required by the Implement and monitor the Health & Safety Rules required by the Staff Rules & Regulations and the HOST STATES and report their application Staff Rules & Regulations and the HOST STATES and report their application to the relevant ORGANISATION UNITS to the relevant ORGANISATION UNITS 7 MONITOR 7 MONITOR Monitor and control strategic, financial, personnel and other Monitor and control strategic, financial, personnel and other RESOURCE PERFORMANCE INDICATORS against TARGETS RESOURCE PERFORMANCE INDICATORS against TARGETS RESOURCE USAGE and to prepare proposals to allow CERN to improve the quality RESOURCE USAGE and to prepare proposals to allow CERN to improve the quality of service and to better achieve its mission of service and to better achieve its mission 8 INFO SYS 8 INFO SYS Analyse Cerns information requirements, develop and procure Analyse Cerns information requirements, develop and procure systems in response, support and maintain systems, control access to information systems in response, support and maintain systems, control access to information secure integrity, develop communication procedures for users and act on new of future secure integrity, develop communication procedures for users and act on new of future reqts reqts Рис. 2. CERN - ЦЕРН: Обеспечение административной поддержки для изменяющихся потребностей в научно-исследовательских работах, обеспечение поставки качественных материалов, услуг, товаров и средств для пользователей, ведение учета расхода финансовых и прочих ресурсов для стран-участников; 0 - Планирование: Выработка стратегических целей для ЦЕРН, учреждение организационных структур, претворение в жизнь политики, планов, внедрение процедур, гарантирующих достижение поставленных целей;
1 - Финансирование: Определение и ведение бухгалтерских структур и процедур, использование их для регистрации и контроля финансовой деятельности ЦЕРН, предоставление регулярной и специальной информации лицам и организациям; 2 - Трудовые ресурсы: Обеспечение ЦЕРН трудовыми ресурсами, необходимыми для ведения деятельности организации, набор персонала, заключение контрактов, распределение личного вознаграждения, контроль продвижения по службе и назначений, обеспечение обучения персонала; 3 - Материальные ресурсы: Закупка, поставка, получение, распределение, хранение, обслуживание, распределение и сбыт материальных ресурсов (ПОЗИЦИЙ РЕСУРСОВ И ТИПОВ РЕСУРСОВ), ведение контрактной деятельности, необходимой для управления ресурсами и обеспечения поддержки ДЕЯТЕЛЬНОСТИ; 4 - Поддержка экспериментов и проектов: Обеспечение поддержки экспериментам и проектам, управление ПРОЕКТАМИ, направленными на разработку и усовершенствование НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ ЦЕРН (например ускорителей, оборудования для проведения исследовательских работ), управление ГРУППАМИ на местах, ведение учета ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕСУРСОВ группами и институтом; 5 - Обслуживание: Определение и реализация СЕРВИСНЫХ УСЛУГ, требуемых для удовлетворения потребностей организации; 6 - Охрана труда и здоровья: Внедрение и контроль соблюдения норм по охране труда и здоровья персонала, вводимыми Правилами внутреннего распорядка и законодательством ПРИНИМАЮЩИХ ГОСУДАРСТВ, отчетность о применении указанных норм перед соответствующими ОРГАНИЗАЦИОННЫМИ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯМИ; 7 - Контроль: Отслеживание и контроль ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕСУРСОВ по отношению к ЦЕЛЕВЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕСУРСОВ, подготовка предложений, позволяющих ЦЕРН улучшить качество предоставляемых услуг и лучше выполнять свои задачи; 8 - Информационная система: Анализ потребностей ЦЕРН в информации, разработка и закупка соответствующих систем, обслуживание систем, контроль доступа к информации, обеспечение целостности и безопасности информации, разработка процедур обмена информацией для пользователей, адекватное реагирование на появление новых требований.
Кроме того, задачами моделирования были определение логического пути разработки систем приложений, определение организационных и информационно-технологических проблем, связанных с разработкой систем, и подготовка плана перехода от текущего состояния дел к желаемому. В результате проведенного исследования была разработана информационная модель высокого уровня, в состав которой входила модель сущность-связь, а также функциональная модель и матрицы. Были даны определения областей деятельности (для последующего детального анализа), а также разработан поэтапный план реализации проекта с оценкой потребностей в ресурсах, был составлен CASE*-словарь, содержащий информационную модель, словарь сущностей с их значениями и несколькими атрибутами для каждой сущности, отношения между сущностями, и функциональную иерархическую структуру, разделенную на три уровня. Функциональная модель была доведена до этапа детализации, на котором она была разделена на иерархические уровни вплоть до самого нижнего.
Каждое AIS-приложение должно обращаться к различным ссылочным данным, например, поставщики, клиенты, персона, лиерархическая структура организационных подразделений ЦЕРН (отделение, группа, проект, сектор и т. п.), ладрес, а также к отношениям между сущностями (лроль персоны). Для реализации этой задачи своими силами была разработана основная база данных; эта же база данных должна была обслуживать и те приложения, которые не входили в компетенцию группы, работавшей над проектом AIS. Обращаясь к общему базовому уровню, приложения тем самым обеспечивали когерентность данных.
Приложение EDH представляет собой систему ведения электронного бизнеса, позволяющую пользователям ЦЕРН создавать и авторизировать различные официальные документы. Приложение EDH является ключевым элементом проекта AIS, позволяющим сократить административные накладные расходы в масштабах всей организации. Сервер EDH обрабатывает задачи создания, маршрутизации, авторизации и последующей архивации документов.
В ЦЕРН используется свыше 100 форм различных образцов - от заявления о предоставлении отпуска до требований на закупку. Приложение EDH заменило работу с бумажными документами на процедуру ведения дел системой, основанной на упрощенном автоматизированном электронном документообороте, сверке данных с теми, что хранятся в корпоративных базах данных, использовании электронных подписей и автоматической генерации окончательного результата при минимальном участии человека.
Приложение BHT позволяет распорядителям бюджетов просматривать финансовые данные по группе и по проекту. Руководители высшего уровня ЦЕРН могут просматривать детальные данные по всей организации.
Приложение BHT было разработано своими силами на основе пакета Excel и SQL-модуля доступа (Second Wind).
Был также разработан инструментальный комплект HRT, который позволяет управлять трудовыми ресурсами, планировать и сопровождать их.
На рис. 3 приведена упрощенная архитектура всей системы приложений, из которой видно, в каком приложении образуются используемые ими данные.
Кроме того, здесь показано направление информационных потоков между приложениями (механизм: комбинация зафиксированных данных и PL/SQL).
Все приложения работают на базе инфраструктуры серверов SUN, операционной системы Solaris и РСУБД Oracle.
В третьей главе анализируются свойства WEB-технологий и их применимость в различных, в том числе, в собственных разработках.
Исследуется вопрос синхронизации этих разработок с развитием Всемирной паутины и появлением коммерческих программ просмотра WWW (лWEBбраузеров). Модель клиент-сервер, использовавшаяся на первых этапах разработки приложений BHT, HRT и EDH, имела ряд существенных недостатков. Так, для каждой платформы Macintosh или PC требовалась локальная установка приложения, SQL/Net и т. д. После внедрения в ЦЕРН интегрированной сетевой вычислительной среды (Network Integrated Computing Environment, NICE) проблема необходимости локальной инсталляции для платформ PC была устранена. Развитие Всемирной паутины во всем мире шло параллельно работе над проектом AIS. Это оказало большое влияние на разработку приложений.
HR HR owns person data owns person data SMT SMT Staff monitoring tool Staff monitoring tool PAYROLL PAYROLL HRT HRT Owns no data Owns no data QUALIAC QUALIAC accounting purchasing accounting purchasing logistics logistics BHT/CET BHT/CET Owns no data Owns no data BAAN BAAN Warehouse Warehouse management management ERT ERT owns recruitment info owns recruitment info CFU CFU contract follow up contract follow up EXTERNAL EXTERNAL CTA CTA owns training data owns training data FOUNDATION FOUNDATION owns reference data, all>
ORACLE RDBMS - РСУБД ORACLE; owns no data - никакие данные не принадлежат; owns person data - принадлежат данные о персонах; owns recruitment data - принадлежит информация о найме на работу; owns reference dataЕ - принадлежат ссылочные данные, данные о структуре, третьих сторонах, ролях и т. п.; owns training data - принадлежат данные об обучении;
owns workflow - принадлежат данные о документообороте; staff monitoring tool - средство работы с кадрами; SUN commodity hardware - товарные аппаратные средства фирмы SUN; warehouse management - управление складами Приложение WebBHT не требовало особой активности на стороне клиента, поскольку оно действовало в основном по принципу запрос - ответ. В противоположность этому приложение EDH уже требовало управления сеансами и состоянием, а также существенной активности на стороне клиента.
Поэтому приложение WebEDH, как и приложение webBHT, использовало сервлеты, но с применением архитектуры модель-представление-контроллер и с ориентацией на появившуюся спецификацию Enterprise Java Bean. На рис. 4, 5 представлены архитектура и схема потоков данных приложения EDH.
Как оказалось, предложенный автором подход и результаты его использования на несколько лет опередили свое время. Компьютерная индустрия стала переходить к использованию такого же подхода лишь два-три года спустя. Коммерческие приложения, предназначенные для планирования ресурсов, стали переходить на веб-интерфейсы только спустя несколько лет EDH EDH Owns workflow Owns workflow после наших разработок. WEB-технология обеспечивает доступ к данным существенно более широкого круга пользователей (что особенно ощутимо для сообщества физиков, которое в географическом плане распределено по всему миру) и более высокую степень удовлетворения запросов пользователей.
User Web Browser User Web Browser User Web Browser User Web Browser Http Http Application Server Application Server Application Server Application Server EDH Core Application EDH Core Application EDH Core Application EDH Core Application HTML Generator PDF Generator HTML Generator PDF Generator User Interface Logic User Interface Logic Business Logic Business Logic Persistence Layer Persistence Layer Hibernate Custom JDBC Hibernate Custom JDBC EDH EDH EDH EDH Database Database Database Database.
Рис. 4. Приложение WEBEDH: application server - сервер приложений;
business logic - бизнес-логика; custom JDBC - специализированный интерфейс JDBC; EDH core application - центральное приложение EDH; EDH database - база данных EDH; hibernate - режим спячки; HTML generator - генератор HTML-файлов; PDF generator - генератор PDF-файлов; persistence layer - уровень персистентности; user interface logic - логика пользовательского интерфейса; user web browser - пользовательский веб-браузер Human Human External External Human Human User Web Resources User Web Resources External External Suppliers Suppliers User Web Resources User Web Resources Browser Application Browser Application Suppliers Suppliers Browser Application Browser Application Leave, Leave, cXML cXML Overtime, Overtime, Advances Advances Stores Http Stores Http Messaging Messaging Salary advance, Salary advance,,, SyStores SyStores stem stem Contract change Contract change Overtime Overtime System System Orders Orders Payroll Payroll Transport EDH SyPayroll Transport EDH SyPayroll stem stem Logistics EDH System Logistics EDH System Request Request Application Application Logistics Logistics System Application System Application System System Access rights, Access rights, Advance Advance Reference Reference Purchase Orders, Purchase Orders, warning of warning of data data Claims Claims Works Works Safety Safety SySafety Disabling Alarms SySafety Disabling Alarms stem stem Financial Financial System System Foundation Foundation Financial Financial System System Foundation Foundation System System Рис. 5. Схема потоков данных приложения EDH: access rights, advance warning of works disabling alarms - права доступа, заблаговременное предупреждение о тревогах, делающих работу невозможной; advances overtime - блок Повышение по службе, сверхурочные; cXML messaging - блок выдачи сообщений на языке cXML;EDH application - приложение EDH; external suppliers - внешние поставщики; financial system - финансовая система;
foundation - основная база данных; human resources application - приложение Трудовые ресурсы; leave, overtime, salary advance, contract change - блок Отпуска, сверхурочные, повышение зарплаты, изменения контракта; logistics system - система Материально-техническое снабжение; orders - заказы;
Payroll system - система Заработная плата; purchase orders, claims - заявки на закупку, претензии; reference data - справочные данные; safety system - система безопасности; stores system - система Запасы и склады; transport request - заявка на транспорт; user web browser - пользовательский веб-браузер С появлением новых технологических решений и изменением подхода к финансовой отчетности приложение BHT было заменено приложением Контроль расходов ЦЕРН (CERN Expenditure Tracking, CET). Новшествами здесь были использование XML и перенос данных в хранилища данных. С информационной стороны приложение явилось первым примером объединения финансовых и нефинансовых данных, что позволяет не только анализировать прошлые затраты, но и прогнозировать будущие. Архитектура приложения CET показана на рис.6.
CET CET User Interface User Interface User Interface User Interface User User Report Template Report Template XML XML J2EE J2EE Browser Browser Definitions Definitions Applications Applications Business Logic Business Logic Data Sources Data Sources XML XML Database Database Business Mapping Business Mapping Stores Stores SQL SQL Purchase Purchase Data Warehouse Data Warehouse Finance Finance Рис. 6. Архитектура поддержки принятия решений, используемая приложением CET J2EE: business logic - бизнес-логика; CET J2EE applications - приложения CET J2EE; database business mapping - база данных отображение данных; data sources - источники данных; data warehouse - хранилище данных; extraction - извлечение; finance - финансовая система;
loading - загрузка; process transfor - преобразование при обработке; purchase - система Закупки; report template definitions - блок отчетности об определениях шаблонов;stores - система Запасы и склады; user browser - пользовательский браузер; user interface - пользовательский интерфейс;
Приложение HRT использует такую же архитектуру, однако источниками данных для него являются блок Трудовые ресурсы (HR) и основная база данных.
Loading Loading Proc ess Proc ess Transform Transform Extraction Extraction В четвертой главе анализируются разработки, которые выполнялись после работ по проекту AIS. Успешное внедрение приложений, рассмотренных выше, и их широкое использование научными и инженерно-техническими работниками привело к тому, что для групп сотрудников, выполняющих эксперименты на большом адронном коллайдере, и сотрудников, работающих над этим проектом, возникла необходимость разработать приложения, позволяющие сопровождать проект и управлять им. В данной главе рассматриваются вопросы, связанные с разработкой экспериментальной системы управления проектами и системы управления выполненной стоимостью для проекта Большой адронный коллайдер, разработкой средств хранения и архивирования электронных документов и с разработкой инструментального комплекса Мониторинг кадровой составляющей.
Приложение Контроль работ по проекту (Project Progress Tracking, PPT) было разработано для платформы J2EE с использованием центральной базы данных Oracle 9i. Приложение дает возможность использовать для поэтапного контроля хода работ по проекту т. н. коллаборативный подход, при котором лица, играющие разные роли в проекте, получают доступ к необходимой информации в соответствии с требуемым им уровнем. Это приложение ранее было разработано для эксперимента ATLAS (a Toroidal LHC ApparatuS = Большой тороидальный адронный коллайдерный аппарат), кроме того, его использует группа, работающая над экспериментом CMS (the Compact Muon Solenoid = Компактный мюонный соленоид).
Приложение EVM (Earned Value Management = управление выполненной стоимостью) представляет собой программный веб-продукт, предназначенный для коллаборативного контроля и сопровождения хода работ по проектам (либо для аналогичных целей при других видах деловой активности). Приложение было разработано на базе инструментального комплекса PPT.
Методология управления выполненной стоимостью на практике стала стандартной при управлении проектами. Она объединяет средства контроля расходов и графика работ и дает возможность управляющему персоналу более точно оценивать состояние проекта. Методология управления выполненной стоимостью была разработана в 1960-х годах в рамках проектов, финансировавшихся Министерством обороны США. В то время она называлась Критерии системы контроля по уровню издержек и срокам (Cost/Schedule Control System Criteria, C/SCSC). В 1996 г. методология была опубликована в качестве стандарта № 748 Национального института стандартизации США (ANSI) и Ассоциации (в настоящее время Альянса) отраслей электронной промышленности США (EIA). Тем не менее, автору необходимо было провести дополнительные исследования в части формализации задачи контроля и управления основными параметрами проектов с целью уточнения степени достижения расчетных и полученных на практике результатов. Аналогичные задачи необходимо было решить в части аналитической поддержки методов принятий решений. Эти результаты будут использованы при модернизации и создании более перспективных приложений.
Основными контролируемыми параметрами проекта при управлении выполненной стоимостью являются: плановая стоимость (Planned Value) PV, выполненная стоимость (Earned Value) EV. Информация о выполнении проекта в соответствии с графиком работ определяется величиной SV= EV - PV, называемой отклонением от графика (Schedule Variance ) SV. Если SV=0, то проект выполнятся в соответствии с графиком работ, если SV<0, то работа над проектом отстает от графика (не все работы, запланированные к данному этапу, были выполнены), если SV>0, то работа над проектом опережает график.
Реальные затраты на выполненные работы обозначают фактические расходы (Actual Cost of Work Performed) ACWP или просто (Actual Cost) АС. Они представляют собой кумулятивную величину.
Сравнивая на каждом этапе фактические расходы с выполненной стоимостью, можно судить о степени превышения расходов на выполнения проекта по сравнению с запланированными в бюджете. Для этого вычисляется разность CV=AC-EV, называемая лотклонением от бюджета (Cost Variance) CV. Если CV=0, то выполнение проекта идет в рамках бюджета. Если же CV>0, то происходит превышение фактических расходов над запланированными.
Существует два типа превышения - текущее превышение расходов и превышение расходов при завершении проекта. Текущее превышение равно отклонению от бюджета и определяется исходя из AC и PV на данном этапе.
Превышение при завершении проекта - это разность между оценкой фактической стоимости всех работ проекта (Estimate at Completion) EAC и плановой стоимости проекта (Budget at Completion) BAC. Отметим, что превышение при завершении является оценкой до тех пор, пока проект действительно не будет завершен.
Рис. 7 иллюстрирует рассмотренные выше термины и процессы.
Рис. 7. Основные термины процесса управления выполненной стоимостью.
Причиной прекращения работы над многими проектами является значительное превышение фактических расходов над запланированными.
Поэтому наличие оценки превышения бюджета (или фактической стоимости проекта - EAC) позволяет повысить показатели качества процесса управления проектами.
Разработанное приложение PPT/EVM генерирует отчеты о выполненной стоимости, планы-графики, контролирует все финансовые и трудовые ресурсы, выдает данные в системы управления финансами (прогноз потоков денежной наличности, бюджетное планирование и т. д.) и планирования трудовых ресурсов.
Потоки данных для приложения PPT/EVM показаны на рис.8.
CFU CFU Synchronization Synchronization of contract Contracts of contract Contracts EVM info EVM info milestones / Orders milestones / Orders for for contracts contracts CET CET PPT/Contract PPT/Contract PPT/EVM PPT/EVM Workspace Workspace Persons, Actual Costs Persons, Actual Costs Budget Codes, Budget Codes, Org StructureЕ Org StructureЕ Foundation Foundation Рис. 8. Схема потоков данных для приложения PPT/EVM: actual costs - фактические расходы; contracts/orders - контракты/заказы; EVM info for contracts - информация о выполненной стоимости по контрактам; foundation - основная база данных; persons, budget codes, org structure - персоны бюджетные коды, организационная структура; PPT/contract workplace - рабочее место системы PPT/сопровождения контрактов; synchronization of contract milestones - синхронизация этапов работы по контрактам Существует множество методов для оценки EAC. Наиболее часто используются индексные методы и методы, основанные на регрессии.
Рассмотрим индексные методы. Общая формула оценки EAC с использованием индексов следующая EAC = AC + (BAC - EV)/Index. (1) Здесь BAC - плановая стоимость проекта;
Index - некоторая комбинация AC, EV и PV.
Формула (1) предполагает, что динамика изменения AC и EV в прошлом (относительно текущего этапа) сохранится и в будущем. При оценке фактической стоимости проекта по формуле (1) используется четыре типа индексов:
(Cost Performance Index) CPI = EV/AC; (2) (Schedule Performance Index) SPI = EV/PV; (3) (Schedule Cost Index) SCI = SPI*CPI; (4) Composite Index = w1*SPI + w2*CPI. (5) Веса w1 и w2 в индексе (5) принимают значения от 0 до 1 и в сумме равны единице. Выбор значений весов зависит от типа проекта и этапа, на котором производится оценка EAC.
Индексы CPI и SPI, подобно значениям CV и SV, могут характеризовать ход выполнения проекта. Так, если CPI<1, то наблюдается превышение фактических расходов над запланированными, а если SPI<1, то наблюдается отставание от графика работ на данном этапе.
При оценке фактической стоимости могут использоваться как значения индексов (2)-(5), вычисленные на данном этапе проекта, так и их средние значения по текущему и всем предыдущим этапам проекта (кумулятивные индексы). Усреднение индексов может производиться не по всем предыдущим этапам, а лишь по нескольким.
Для различных проектов и разных этапов одного проекта лучшие результаты дают разные типы индексов. При этом отсутствуют общие методики выбора, что затрудняет использование индексных методов при автоматизации управления проектами.
Обратимся к рассмотрению регрессионных методов. В этих методах используется линейная или нелинейная регрессия, где зависимой переменной являются обычно фактические расходы AC, а независимой переменной - выполненная стоимость EV, один из индексов (2)-(5) или время.
Для расчета выполненной стоимости EV предлагается следующая методика.
Отчеты о ходе выполнения работ, поступающие от распорядителей (лдержателей) рабочих единиц, содержат значения текущих фактических стоимостей по каждой позиции поставки. На основании этих отчетов выполненная стоимость по проекту EV(t) рассчитывается по формуле AQD (t ) jl jl TQD lD jl j, (6) EV (t ) = BAC jk jW kR jl j lD j где:
W - рабочие единицы, образующие проект;
Rj - ресурсы, выделенные на j-ую рабочую единицу;
BACjk - плановая стоимость на момент окончания k-ого ресурса, выделенного на j-ую рабочую единицу;
Dj - множество всех поставок по j-ой рабочей единице;
- вес l-ой поставки по j-ой рабочей единице;
jl AQD (t) - фактическое количество поставленной l-ой поставки по j-ой jl рабочей единице;
TQDjl - общее количество l-ой поставки, которое должно быть поставлено по j-ой рабочей единице;
t - дата поступления информации о ходе выполнения работ по проекту.
AQDjl(t) Если l-ая поставка относится к типу листинно/ложно, отношение TQDjl равно 0, если к дате t поставка не осуществлена, и 1 - если поставка осуществлена.
Как было отмечено выше, зависимость кумулятивных затрат типичных проектов от времени имеет форму логистической кривой (S-кривой), имеющей в момент времени t=0 значение 0. Такая логистическая кривая может быть идентифицирована следующей моделью v(t)= d(1 - e-t ), (7) где v(t) - значение кривой;
d - масштабирующий множитель, определяющий максимальное значение логистической кривой;
- параметр, определяющий скорость роста кривой;
При использовании модели (7) для описания выполненной стоимости значение v(t) равно выполненной стоимости EV в момент времени t EV EV(t)= dEV(1 - e- t2). (8) Значение выполненной стоимости EV в момент окончания проекта равно плановой стоимости проекта BAC. Следовательно, масштабирующий множитель dEV соответствует плановой стоимости проекта BAC. На основании введенных моделей и разработанных алгоритмов найдены оценки времени окончания проекта tf.
Аналогичным образом получены выражения BAC EV(t)= (1- e-EVt ) (9) ;
0.AC AC(t)= d (1 - e- t2). (10) AC Оценка коэффициентов моделей (9) и (10) может быть выполнена с помощью различных регрессионных методов, в том числе с использованием нелинейной регрессии по методу Гаусса-Ньютона, который позволяет минимизировать средний квадрат ошибки предсказания оценочных коэффициентов.
Пусть на этапе N выполнения проекта (соответствующего времени tN) нам известны значения выполненной стоимости EV(ti) и фактических расходов AC(ti) на текущем и всех предыдущих этапах (i =1,2,K,N ). По определению считаем, что в момент начала работы над проектом (t0=0) значения выполненной стоимости и фактических расходов равны нулю (EV(0)=0;
AC(0)=0).
Вычислим производную функции (9) по параметру EV EV(t) 2EV BAC EV = te- t2.
EV 0.Оценка параметра EV модели (9) выполняется по следующей методике.
1. Задается начальное значение EV, получаемое заменой tf на плановое время окончания проекта.
k 2. На k-м итерационном шаге вычисляется значение EV по формуле -T T k k k k k EV =(F(EV ) F(EV )) F(EV ) (EV - f(EV )), k где F(EV ) - вектор значений производной от функции (9) по EV в k точках (ti, EV ), где ti соответствует этапам проекта, i =1,2,K,N k k 2EV BAC t1e-EVt0.k k 2EV BAC k t2e-EVt2 ;
F(EV )= 0.M k k 2EV BAC tNe-EVtN 0.k k f(EV ) - вектор значений функции (9) в точках (ti, EV ), i =1,2,K,N k BAC (1 - e-EV t12) 0.k BAC k (1 - e-EV t22) f(EV )= ;
0.M k BAC (1 - e-EVtN ) 0.EV - вектор значений выполненной стоимости на каждом этапе выполнения проекта:
EV(t1) EV(t2) EV =.
M EV(tN ) k+ k k 3. Вычисляется новая оценка параметра EV1 = EV + EV.
EV 4. Шаги 2-3 повторяются до тех пор, пока оценка не перестанет изменяться.
EV Получив оценку параметра , можно оценить фактическое время AC AC окончания проекта tf. Имея оценки параметров d и , можно вычислить оценку фактической стоимости проекта (EAC).
Правило принятия решения сводится к выбору допустимого отклонения оценки фактической стоимости проекта при заданной вероятности ошибки.
Выполнение проекта должно быть остановлено, если текущая оценка превышения стоимости выходит за границы заданного значения.
Большое количество факторов, влияющих на ход выполнения проекта и относительно небольшой объем исходных данных практически не позволяют сформировать как аналитическую, так и имитационную модель. В такой ситуации для принятия решений целесообразно использовать модель распознавания образов, позволяющую на основе имеющихся параметров, характеризующих ход выполнения проекта, выполнить разделение пространства параметров на области, соответствующие удовлетворительному исполнению проекта, необходимости завершения и, возможно, ряду промежуточных состояний, переход в которые, свидетельствует о необходимости принятия дополнительных управленческих решений. К числу подобных параметров относятся оценки индексов, прогнозные значения фактической стоимости проекта и показатели достоверности оценок, Пример разделения пространства двух параметров - CPI и SPI на три области приведен на рис. 9.
Рис. 9. Области состояния выполнения проекта в двухмерном пространстве признаков: initial condition - начальное состояние; end of execution of the project - конец выполнения проекта; trajectories of change of a condition of execution of the project - траектории изменения состояния выполнения проекта;
necessity of acceptance of additional administrative decisions - потребность принятия дополнительных административных решений; area of satisfactory characteristics of execution of the project - область удовлетворительных характеристик выполнения проекта Задача определения класса для любого произвольного вектора признаков X сводится к вычислению k i = arg max PjP(X / j) или i = arg min PlP(F( X ) j / l), j = 1,.., k, где k - j j l =количество классов.
Для случая двух признаков и двух классов разделяющей гиперплоскостью является прямая, перпендикулярная прямой, соединяющей центры классов О1, О2. Расстояние LO C от центра О1 одного из классов, например X1, до точки пересечения прямых С выбирается пропорциональным внутриклассовой дисперсии соответствующего класса 1 j 1 j - X )(X i i NLO C = LO O2 j i ;
1 2 j 2 j - X )(X i i Nj i LO C = LO O2 - LO C.
1 1 где LO O2 - расстояние между центрами классов, LO C - расстояние от центра второго класса до точки пересечения.
Данный алгоритм, обеспечивающий классификацию при минимальных объемах исходных данных и требующий наименьших вычислительных ресурсов, является одним из наиболее простых в использовании.
Дальнейшим успешным развитием приложения PPT/EVM явился линструмент активного планирования (Activity Planning Tool) APT. Потоки данных этого приложения приведены на рис. 10.
Staff HR Staff HR EDH/PAD EDH/PAD Monitoring Monitoring Personnel Personnel Tool Tool Costs Costs HR Costing HR Costing APT Budget Injection APT Budget Injection PPT PPT Material Material (being implemented) (being implemented) Expenditure Expenditure Persons Contract Persons Contract (mainly LHC) (mainly LHC) Accounting Accounting History, History, Qualiac Qualiac Budget Codes, Org Budget Codes, Org StructureЕ StructureЕ Foundation Foundation Рис. 10. Схема потоков данных для приложения APT: accounting Qualiac - бухгалтерская система Qualiac; budget injectionЕ - бюджетные инъекции (внедряется);foundation - основная база данных; HR costing - калькуляция стоимости трудовых ресурсов; material expenditureЕ - материальные затраты (в основном по проекту LHC); persons contract historyЕ - ретроспективные данные по контрактам с персоналом, бюджетные коды, организационная структура и т.
п.; personnel costs - расходы на персонал; staff monitoring tool - инструментальный комплекс Мониторинг кадровой составляющей;
Для решения проблем, связанных с обработкой документов и архивированием, был создан сервер документов ЦЕРН (CDS). Система CDS является мощным средством поиска и архивации электронных документов.
Развитием данного проекта явилась система CDS, использующая GNU/UNIX, MySQL и сервер приложений Apache /Python. В настоящее время система CDS является свободно распространяемым программным обеспечением, лицензированным для использования более чем в 20 внешних институтах и компаниях, в том числе в EPFL (Лозанна, Швейцария) и в Центре суперкомпьютеров (Сан-Диего, США). Система CDS содержит около 650 кб метаданных и 350 кб полных текстов. Каждый месяц к системе обращается 12 000 пользователей, выполняющих 120 000 поисков.
Инструментальный комплекс Мониторинг кадровой составляющей (SMT) разработан для ограниченного круга специальных пользователей. Данное приложение позволяет осуществлять долгосрочное прогнозирование расходов на трудовые ресурсы. Приложение включает в себя блок моделирования дискретных событий, использующее J2EE, который прогнозирует (на срок более 10 лет) изменение плана по трудовым ресурсам и расходов на них для более чем 3000 сотрудников ЦЕРН. Блок генерирует миллионы событий и вырабатывает реалистичные прогнозы изменения расходов организации на персонал. Данный инструментальный комплекс использует ту же самую технологическую базу, что и приложение CET и является в настоящее время в ЦЕРН средством прогнозирования расходов на персонал.
В пятой главе проводится анализ стратегии, выбранной для работы по проекту AIS, а также дана оценка степени реализации поставленных перед проектом задач. Исследуется степень новизны выбранной стратегии и внедренных разработок. Проведен сравнительный анализ разработок, выполненных автором, с разработками коммерческих компаний, в том числе компаний Oracle и SAP.
Стратегии выбора и результаты их внедрения в проекте AIS анализируются с позиции более чем десяти лет эксплуатации системы. Значительные усилия были затрачены на поддержку пользователей и установление хорошего контакта с пользователями из административной среды с целью кардинально повысить уровень их знакомства с информационными технологиями. Тесные контакты между сотрудниками, занимавшимися разработкой и обеспечением проекта AIS, с коллегами из административной среды внесли существенный вклад в повышение компьютерной грамотности администрации и быстрое внедрение новых приложений.
Инновационные процедуры более успешно внедрялись в собственные разработки, особенно при создании системы EDH.
Как оказалось, с точки зрения коммерческой доступности приложений на момент принятия решения (1990 г.), единственным реалистическим выбором среди РСУБД была система управления фирмы Oracle. Однако РСУБД потребовала значительной настройки, практически такой же, как и сами приложения. К тому же на тот момент отсутствовали средства замера характеристик баз данных. Это оказалось очень серьезной проблемой, для решения которой потребовалось привлечение высококвалифицированных программистов и администраторов баз данных. Выбор РСУБД Oracle в качестве базовой платформы для коммерческих УИС-приложений и для разработки собственных приложений оказался исключительно удачным.
По мнению автора, принцип лучший в своем роде по-прежнему наиболее всего подходит для ЦЕРН, если основываться на таких критериях, как затратыэффективность, простота установки и обслуживания, совместимости с приложениями, разработанными своими силами, сложности и соответствия результатам нашего детального анализа областей деятельности. Созданные в ЦЕРН приложения для управления финансовыми и трудовыми ресурсами оказались весьма успешными и завоевали широкое признание в пользовательском сообществе. В рамках рассматриваемого проекта наиболее успешным и революционным приложением явилась наша система работы с электронными документами EDH. Оно стало элементом повседневной жизни ЦЕРН и обеспечивает существенное повышение производительности труда и сокращение потребности в работниках (по оценкам, приложение ежегодно экономит около 40 человеко-лет). В настоящее время это самое используемое в ЦЕРН приложение, которое выполняет более 40 бизнес-процедур, насчитывает порядка 10000 зарегистрированных пользователей, а интенсивность обращений к нему составляет 2000 пользователей/сутки, 250 тыс. документов/год.
Приложение EDH автоматизирует все области деятельности ЦЕРН: закупку, управление складскими запасами, начисление зарплаты, денежные переводы, управление отпусками, обучение персонала, ведет учет сверхурочных, предоставляет информационные услуги и т. д. При этом оно в 10 раз ускоряет обработку документов (так, 71% внутренних запросов на закупку обрабатываются в течение 30 мин), что показано на рис. 11.
80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 >Days EDH Paper Рис. 11. Время, затрачиваемое на обработку документов при использовании приложения EDH и бумажных технологий: days - сутки; EDH - приложение EDH; paper - бумажные технологии Анализируя крупные проекты, сопоставимые с проектом AIS по широте спектра приложений, масштабу и сложности функционирования, можно отметить, что совокупные затраты (затраты на рабочую силу и капитальные вложения) по проекту AIS составили порядка трети от затрат на аналогичные коммерческие проекты.
По мнению автора, нынешнее состояние с УИС в ЦЕРН выгодно отличается от других организаций такого уровня. С несомненным успехом была решена и первоначально поставленная задача стандартизации на основе серверов UNIX и товарных серверов, использования лучших в своем классе когерентных приложений, работающих на базе РСУБД Oracle, а также дружественных пользователю фронтальных систем, обеспечивающих принятие решений и документооборот, и средств, работающих по принципу самообслуживания, которые дают соответствующим пользователям возможность генерирования данных. По общему мнению, все эти черты в настоящее время определяют современный уровень развития УИС.
Новизна выбранной стратегии и разработок обусловлена применением при создании программного обеспечения средств case-библиотек Oracle.
Перевод административных и управленческих информационных систем в среду операционной системы (UNIX) и РСУБД Oracle на много лет опередил развитие рынка соответствующих систем. Многие крупные пользователи УИСсистем осуществляют такой перевод только сейчас.
Наш опыт промышленного применения языка Java и платформы J2EE представлял собой значительную новизну и вызвал значительный интерес во многих странах мира, о чем сообщалось в печати.
Мы одними из первых действительно на промышленном уровне стали использовать возможности Всемирной паутины. Первым внедренным в эксплуатацию веб-приложением, разработанным в ЦЕРН, стала WEB-версия системы BHT, которая по срокам внедрения (1996 г.) существенно опередила сравнимые по характеристикам разработки других фирм и организаций.
Перевод всего спектра приложений на работу в среде Всемирной паутины, который осуществлялся как своими силами, так и в сотрудничестве с коммерческими поставщиками, был полностью завершен в сроки, о которых с уверенностью можно сказать, что они, по крайней мере, не уступают срокам перевода аналогичных систем других пользователей.
Сравнительный анализ разработок, выполненных автором, с разработками коммерческих компаний, в том числе компаний Oracle и SAP, показывает, что направление, выбранное коммерческими компаниями, через несколько лет приведет их к схожей модели архитектуры, разработанной автором 15 лет назад для проекта AIS.
Представляется, что подход, выбранный коммерческими фирмами, заключающейся в вертикальной интеграции отдельных функциональных приложений, заставляет пользователя взаимодействовать с каждым отдельным приложением в комплексе. Это принципиально отличается от подхода, используемого ЦЕРН, который вложил значительные средства в подстилающую основную базу данных и систему электронного документооборота, что обеспечивает легкость интеграции как собственных разработок, так и приложений от третьих сторон, а также в автоматизацию и интеграцию бизнес-процессов по принципу прямого обращения с использованием оригинального интуитивного дружественного пользователю интерфейса.
Приложение содержит объяснение акронимов в таблицах 1 и 2, фрагмент WEB-сайта приложения AIS и структуру бизнес-плана.
Основные результаты работы В результате проведенных исследований разработана научно обоснованная методология построения и комплексирования многоцелевых сетевых информационно-управленческих систем и создана распределенная корпоративная компьютерная Интернет-среда в ЦЕРН, обеспечивающая электронный документооборот, управление бизнес-процессами, администрирование и управление персоналом. Разработанная корпоративная система успешно используется при проведении работ по проектам ЦЕРН.
При выполнении данной работы получены следующие основные результаты:
1. Проведен системный анализ процессов, протекающих в различных элементах распределенных корпоративных управленческих и административных информационных систем ЦЕРН, выявлены существующие проблемы, затрудняющие эффективное планирование и использование материальных, трудовых и финансовых ресурсов и намечены пути их устранения.
2. В основу исследований и разработок распределенной корпоративной многоцелевой управленческой и административной информационной системы ЦЕРН положен новый основополагающий принцип комплексирования, заключающийся в применении горизонтальной интеграции отдельных функциональных приложений, образующих единую подстилающую основную базу данных для систем электронного документооборота, сопровождения и управления бизнес-процессами, администрирования, управления персоналом и других приложений.
3. Использование предложенного принципа комплексирования, в отличие от традиционно используемого способа вертикальной интеграции приложений, обеспечивает совместимость как собственных разработок, так и сторонних приложений, а также автоматизацию и интеграцию бизнес-процессов с прямым обращением пользователей через дружественный интерфейс к широкому спектру приложений с обеспечением доступа к данным и поддержкой процесса принятия решений.
4. На основе предложенного принципа комплексирования исследована и разработана оригинальная архитектура комплекса специализированных корпоративных приложений, работающих под управлением операционной системы UNIX, СУБД ORACLE и обеспечивающих однородность и гибкость структуры данных при их вводе, хранении, обработке, передаче и выдаче различным категориям пользователей и снижение зависимости от различных типов программно-аппаратного обеспечения.
5. Исследована и разработана многоуровневая информационнофункциональная модель информационных систем. Модель доведена до этапа детализации, на котором она разделяется на иерархические уровни вплоть до самого нижнего. Ее использование позволяет проводить информационное моделирование структур различных приложений, оценивать их параметры и выбирать наилучшие значения.
6. Формализована задача контроля и управления основными параметрами проектов с учетом значений плановой стоимости, значений фактической стоимости и выполненной стоимости при различных уровнях детализации этапов проекта. С использованием регрессионного метода и метода ГауссаНьютона сформированы математические модели поведения во времени фактической стоимости проекта в виде логистической кривой. Модель позволяет оценивать ход выполнения проекта и применяется при разработке перспективных приложений.
7. Исследован и разработан алгоритм принятия решений, сводимый к правилу выбора допустимого отклонения оценки фактической стоимости проекта, при заданной вероятности ошибки. Алгоритм использует вероятностные модели распознавания образов, позволяющие на основе имеющихся параметров выполнить разделение пространства признаков на области, соответствующие принятию необходимых управленческих решений.
Разработанные алгоритмы поддерживают управленческие решения и также могут быть применены при разработке перспективных приложений.
8. Автором создана система электронного документооборота с маршрутизацией документов и их авторизацией с помощью электронных подписей. Выполнено дальнейшее развитие этой системы, заключавшееся в переходе к трехуровневой модели клиент, сервер приложений и сервер баз данных с использованием языка Java и платформы J2EE. Система реализует свыше 40 бизнес-процессов, на порядок сокращает время обработки документов, обеспечивая существенное сокращение потребности в административном персонале (ежегодная экономия свыше 40 человеко-лет) и повышение эффективности труда научно-технических работников.
9. Разработан пакет средств поддержки принятия решений и ряд приложений.
Нововведения, примененные для средств генерации управленческой отчетности в ЦЕРН, стали основополагающими стандартами и ориентирами для данной отрасли промышленности. К числу указанных инноваций относятся: генерация отчетности с использованием WEB-технологий;
наличие обработки данных по схеме звезда, запрос и преобразование данных с помощью XML-технологий.
10. Впервые осуществлен перевод УИС-приложений ЦЕРН в WEB-приложения, который расширил их функциональные возможности, обеспечил своевременный доступ к информации научным и инженерно-техническим работникам и повысил экономическую эффективность корпоративной системы.
11. Сформированы и успешно апробированы средства управления крупными физическими экспериментами с широким географическим распределением участников, что улучшило качество управления и сопровождения проекта строительства большого адронного коллайдера. Создан сервер документов ЦЕРН, предназначенный для архивации и поиска электронных документов.
12. Разработана научно обоснованная методология комплексирования крупных распределенных многоцелевых корпоративных управленческих и административных информационных систем, способных эффективно решать широкомасштабные задачи управления финансовой деятельностью, кадровой политикой и управления бизнес-проектами.
13. Проведена сравнительная оценка разработок, выполненных автором, с разработками ряда коммерческих компаний, в том числе ORACLE и SAP.
Показано, что по ряду параметров авторские разработки имеют более высокие эксплутационные показатели. Введение распределенной базы данных и группы серверов позволило добиться приемлемых характеристик по показателю затраты - эффективность.
14. Анализ крупных проектов, сопоставимых с корпоративным проектом ЦЕРН, по широте спектра приложений, масштабу и сложности функционирования, показал, что совокупные затраты по данному проекту составили порядка трети от затрат на аналогичные коммерческие проекты.
На основе разработанной методологии в ЦЕРН решена крупная проблема создания корпоративной управленческой и административной информационной системы для ведения электронного документооборота, сопровождения и управления бизнес-процессами, администрирования и управления персоналом. Международная комиссия и лица, руководящие проектами, оценили созданную под руководством и с участием автора распределенную корпоративную управленческую и административную информационную систему для ведения электронного документооборота, сопровождения и управления бизнес-процессами, администрирования и управления персоналом как систему мирового класса.
Основные публикации по теме диссертации 1. Audit Report - Management Information Systems at CERN - J. Ferguson, CERN Report, DD-86/19, Dec 1986, 20 pages.
2. MIS Computing in the 90Тs - J. Ferguson, CERN Report, DD-88/24, Sep 1988, pages.
3. The implementation of Electronic Data Interchange at CERN (EDI) ЦJ. Ferguson, M. A. Doran, CERN report, Jun 1989, 25 pages.
4. AIS Project Definition - J. Ferguson, A. Petrilli, CERN Report, AS-90-006, Sep 1990, 15 pages.
5. Information System Modelling Results - J. Ferguson, R. Martens, A. Petrilli, CERN Report, AS-90-007, Sep 1990, 36 pages.
6. Modernising corporate MIS: from Information System Modelling to Implementation - E. Dheur, J. Ferguson, R. Martens, A. Petrilli, B. Smale, CERNAS-92-006, EOUG Conference Cannes, Mar 1992, 12 pages.
7. The Evolution of Desktop Computing in CERN - J. Ferguson, F. Ovett, A.
Petrilli, CERN Report, AS-95-003, April 1995, 5 pages.
8. Administrative Information Systems in an international research environment - J.
Ferguson, S. Foffano, R. Martens, A. Petrilli, CERN-AS-96-002, R&D Management Conference Lausanne, Dec 1996, 7 pages.
9. AIS Project Final Report (1990-2000) - J. Ferguson, A. Petrilli, CERN Report, AS-2000-003, Oct 2000, 7 pages.
10. Administrative Informatics Strategy Study - J. Ferguson, R. Martens, M. Moller, A. Petrilli, CERN Report, AS-2001-005, Mar 2001, 7 pages.
11. Earned Value Management - J. Ferguson, K.H. Kissler, CERN Report, AS-2002010, May 2002, 8 pages.
12. Administrative Information Systems in CERN J. Ferguson, CERN Report, AS2004-010, June 2004, 13 pages 13. Фергюсон Дж. М., Пурвис Дж., Йонге Ю. Д., Матиесон Д., Титов Р.
Средства генерации административной отчетности: современный подход // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2005. № 8, стр.
58-63.
14. Ю. Де Йонге, П. Бонналь, Дж. Фергюсон, Д. Матиесон, Дж. Пурвис, Р.
Титов. Система управления выполненной стоимостью для проекта Большой Адронный Коллайдер // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2005. № 10, стр. 60-65.
15. Д. Матиесон, Р. Титов, Дж. Пурвис, Ю. де Йонге, Дж. Фергюсон. Система работы с электронными документами ЦЕРН // Приборы и системы.
Управление, контроль, диагностика. - 2005. № 9, стр. 62-67.
16. Фергюсон Дж., Йонге Ю. Д., Пурвис Дж., Матиесон Д., Титов Р. Н.
Административные информационные системы ЦЕРН как способ устранения несоответствий между потребностями пользователей и возможностями имеющихся на рынке систем // Научная сессия МИФИ-2005. Сборник научных трудов XII Всероссийской научной конференции Проблемы информационной безопасности в системе высшей школы. М.: МИФИ, 2005, стр. 86-87.
17. Фергюсон Дж. M. Развитие административных информационных систем в Европейском Центре Ядерных Исследований // Приборы и системы.
Управление, контроль, диагностика. - 2005. № 7, стр. 1-9.
18. Фергюсон Дж. M. Обзор хода модернизации административных информационных систем в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) // Научная сессия МИФИ-2005. Сборник научных трудов XII Всероссийской научной конференции Проблемы информационной безопасности в системе высшей школы. М.: МИФИ, 2005, стр. 85.
19. Йонге Ю. Д., Фергюсон Дж. M. Создание системы управления выполненной стоимостью для большого адронного коллайдера ЦЕРН // Научная сессия МИФИ-2006. Сборник научных трудов Т10. Телекоммуникации и новые информационные технологии в образовании. М.: МИФИ, 2006, стр. 19-20.
20. A Deliverable-Oriented EVM System suited to a Large-Scale Project P.Bonnal, J.
de Jonghe, J. Ferguson, submitted to The Project Management Journal March 2005, 25 pages 21. Дж. Фергюсон, В.Н.Шкунденков. Принцип дополнительности. Монография.
М.: 2005, 89 стр.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям