Анализ концепций автоматизации предприятий

Классификация информационных систем управления

Анализ существующего на сегодняшний день многообразия информационных систем управления предприятиями показал невозможность проведения их однозначной классификации, учитывающей все особенности конкретного класса систем. Один из способов классификации, встречающийся в литературе, – это рассмотрение систем с точки зрения их сложности. Согласно этой классификации [1] все существующие системы можно разделить на четыре больших класса.

К первому классу относят системы, используемые для автоматизации бизнеса малых предприятий и фирм. Такие системы характеризуются малой функциональностью и отсутствием настроек на конкретные параметры предприятия (так называемый «коробочный продукт»). Кроме того, системы этого класса (зарубежное название - "Low End PC"), как правило, предназначены для работы либо на одном персональном компьютере, либо в небольших сетях, состоящих из четырех-восьми машин.

Второй класс систем ("Middle PC") характеризуется большим, по сравнению с первым классом, количеством выполняемых функций, а также настройками под конкретные параметры организационных единиц.

К третьему классу (иногда называемому "High End PC") информационных систем управления предприятием относят системы, требующие большого числа настроек многочисленных параметров, применения генераторов отчетов. Они обладают также достаточным не только для малых, но и для средних предприятий набором выполняемых функций и рассчитаны на работу на нескольких десятках пользовательских машин в сети. Однако такие системы не обладают достаточной гибкостью и функциональностью для применения на больших, разветвленных предприятиях.

Самый высокий, четвертый,класс информационных систем управления предприятием характеризуется глубокой функциональностью, большой гибкостью, масштабируемостью, огромным набором настраиваемых параметров. Число пользователей у таких систем может превышать нескольких сотен тысяч. Указанный класс систем участвует в управлении и планировании всех ресурсов предприятий как средних, так и крупных, такие системы могут быть реализованы на различных платформах с использованием развитых, мощных СУБД.

Приведенная классификация является в определенной степени обобщенной и не показывает специфики конкретных видов информационных систем управления. Более детальным будет рассмотрение классификации информационных систем с точки зрения их эволюции, приведенной на рис.1.1. Данный вид классификации не учитывает те системы, которые создавались под конкретные предприятия и поэтому не могли быть применимы для других организаций. Начнем классификацию с систем, способных решать не только специфичные для конкретного предприятия задачи, но и более общие, присущие всем системам управления мощностями предприятия.

Первые системы управления появились для расчета потребностей предприятия в материальных ресурсах. Алгоритмы планирования потребностей предприятия в материалах, названные MRP (Material Requirements Planning), были сформулированы в конце 60-х годов. Уровень развития вычислительной техники в эти годы позволял предприятиям на основании информации о составе изделий, состояния складов и незавершенного производства, планах-графиках производства и заказах рассчитывать потребность в материалах и комплектующих изделиях, учитывая уровень спроса на изделие. Производители систем класса MRP использовали в основном собственные средства поддержки баз данных и разработки приложений, однако в дальнейшем некоторые из них начали использовать появившиеся коммерческие иерархические и сетевые СУБД.

Дальнейшим этапом развития информационных систем управления бизнес-процессами предприятия в начале 80-х годов стало появление системы планирования всех материальных ресурсов производства MRP II (Manufacturing Resource Planning) [2], которое сопровождалось ростом возможностей электронно-вычислительных машин. Кроме функций систем MRP система MRP II осуществляет

 

Рис. 1.1. Эволюция ИСУ предприятий

планирование всех ресурсов предприятия, необходимых для выполнения плана производства. Сюда входят финансовое планирование себестоимости материалов и производственных затрат, детальное планирование производства изделия, а также моделирование хода производства и прогнозирование производственных мощностей на начальном этапе производства. Поставщики систем уровня MRP II использовали уже появившиеся к тому времени на рынке коммерческие реляционные СУБД и средства разработки от ведущих производителей, ориентированных на SQL (естественно, при этом был сделан акцент на новый уровень открытости и стандартизации идеологии клиент/сервер). Все это позволило поставщикам, с одной стороны, не тратить ресурсы на собственные инструментальные средства, а с другой – оперативно отслеживать и использовать новейшие достижения информационной технологии. При этом пользователям не требовалось дополнительно изучать новые инструментальные средства, отличные от стандартных средств, поставляемых на рынок.

Более высоким уровнем развития информационной технологии [2] является идеология ERP (Enterprise Resource Planning – планирование ресурсов предприятия). Системы управления, основанные на такой идеологии, характеризуются широкой функциональностью, что позволяет управлять производством, финансами и бухгалтерией, кадрами и материально-техническим снабжением, автотранспортом и сбытом, запасами на складах и при этом предоставлять ряд услуг. Большая сложность систем ERP влечет за собой высокие требования к масштабируемости, инфраструктуре, надежности, безопасности, производительности и гибкости. Растут также требования к возможностям использования таких систем на различных предприятиях. При этом система должна уметь решать задачи, общие для всех предприятий, а затем на спроектированный базис наращивать специфические для данной отрасли подсистемы. Также данная система должна обеспечивать интеграцию всех мощностей предприятия в единую информационную систему. Отличием таких систем от систем более низкого уровня является наличие более развитых модулей анализа и принятия управленческих решений, существенно помогающих руководству предприятия успешно управлять разветвленной инфраструктурой предприятия или организации.

Современные источники информации говорят о появлении следующей в процессе эволюции системы, которая обеспечит не только функции ERP-систем, но и интеграцию в рамках предприятия всех деловых процессов внутреннего и внешнего сотрудничества [3,4]. Эту систему исследовательская компания Gartner Group назвала термином ERP II, которая, по сути, расшифровывается как Enterprise Resource & Relationship Processing. Обозначая новый виток в развитии информационных систем, система ERP II выходит за рамки функций системы ERP, углубляя ее функциональность за счет интегрирования общих функций для ряда схожих отраслей. Существенным отличием таких систем управления от предыдущих является Web-ориентированная архитектура, открытая и компонентная, спроектированная для реализации сотрудничества предприятий, объединенных общими интересами.

Таким образом, эволюция информационных систем проходила от автоматизации отдельных функций предприятия до интеграции всех бизнес-процессов предприятия в единую систему управления всеми мощностями предприятия, функции которой распространяются с появлением систем нового уровня за пределы предприятия. Рассмотрение классификации информационных систем с точки зрения эволюции их развития сопряжено с разделением систем по степени расширения их функциональности. Начиная с систем MRP, функции которых ограничивались планированием потребности в материалах, функции систем более высокого уровня расширились до планирования любых ресурсов предприятия и уже на новом витке развития распространяются за пределы предприятий в их сообщества по интересам.

Естественно, что данный тип классификации не является законченным. Эволюция информационных систем управления продолжается, расширяется функциональность систем, происходит выделение подсистем в отдельные системы управления, решающие конкретные задачи предприятия. Поэтому нельзя ограничиваться уже названными классами информационных систем, оставляя место будущему.

Представленные виды классификации не являются полными, положенные в их основу критерии достаточно размыты, неоднозначны и не представляют практического интереса, так как можно привести множество других аспектов, важных для разработчиков подобных систем, таких, как, например, сферы внедрения, особенности проектирования, используемые технические средства, программное обеспечение и т.п. Сформулировать простые и конструктивные признаки классификации довольно затруднительно, что является характерным для развивающихся областей науки и техники, в которых происходит постоянное движение от незнания к знанию или от проблемы «черного ящика», когда о проблемной области известно довольно мало или вообще ничего не известно, к проблеме «белого ящика», когда уже имеется достаточно априорных данных, моделей и методов, позволяющих исследовать интересующий объект. Такая закономерность в развитии знаний положена в основу иерархического принципа систематизации, согласно которому последовательное добавление новых компонент к существующим моделям, методам или средствам приводит к их иерархии – от более простых к более сложным [5].

Подобным образом можно систематизировать и имеющиеся наработки в области информационных систем управления, рассмотрев развитие двух интересующих нас направлений: информационного обеспечения и аналитической поддержки процессов управления. Полученная в результате такого подхода схема классификации приведена на рис. 1.2, где перекрестными стрелками показано также взаимовлияние выделенных уровней двух рассмотренных направлений. Следует отметить, что показанные уровни иерархии выделены скорее в контексте логического, а не временного развития. Многие направления информационных технологий развивались параллельно и нельзя однозначно сказать, например, что появилось раньше: СУБД или локальные сети. Вместе с тем, например, имитационное моделирование находится на более высоком уровне по отношению к математическому моделированию или линейному программированию как разделу исследования операций, так как, используя преимущества предыдущих уровней, включает в себя новые возможности для анализа и прогнозирования поведения динамических систем.

Как видно из приведенной на рисунке схемы, тенденции в развитии информационного обеспечения в большей степени зависят

 

Рис. 1.2. (файл рис1_2.doc)

от прогресса технических средств и изменялись сначала в сторону увеличения объёмов электронной информации, а затем – в сторону повышения ее качества. Аналитическое обеспечение эволюционирует в плане все большей формализации процессов принятия решений в целях их автоматизации и зависит от развития средств представления информации и, следовательно, возможностей вычислительной техники.

Заметим, что полностью безбумажный документооборот – это еще не завершившийся этап, но тот ближайший горизонт, к которому стремятся современные предприятия и организации в плане информационного обеспечения. Такое же положение занимает искусственный интеллект в развитии методов и средств анализа данных: на сегодняшний день, несмотря на некоторые примеры удачного применения интеллектуальных систем, ответственные решения в управлении организационными системами принимает все-таки человек.

Приведенная классификация позволяет определить место любой современной информационной системы управления предприятием в иерархии развития информационного и аналитического обеспечения. Далее будут рассмотрены те возможности информационных и аналитических подсистем, а также концептуальные подходы к их разработке, которые имеют удачное коммерческое воплощение или достаточно исследованы и отображены в научно-технической литературе.

 

В настоящее время существуют две базовые концепции разработки ИСУ предприятия, кардинально различающиеся способом рассмотрения объекта автоматизации. Если первая из них рассматривает предприятие с точки зрения его функций, то вторая – ориентирована на бизнес-процессы предприятия [6].

В основе концепции автоматизации функций предприятия лежит принцип разделения труда, который способствовал успешному развитию бизнеса в течение последних двухсот лет.

Принцип разделения труда – это принцип декомпозиции деятельности компании на простые и наилучшим образом решаемые задачи с последующим их объединением с помощью специальных процедур для достижения конечного результата.

К примерам удачного применения принципа разделения труда можно отнести организованный на заводе по производству автомобилей конвейер Генри Форда, достигшего в сфере управления предприятием и конкурентной борьбы значительных успехов, о чем свидетельствует популярность и относительная стабильность марки «Ford». Система организации труда по Форду базируется на следующих основных принципах [7, 8]:

Ø модель производства выгодна только тогда, когда она может быть легко декомпозирована на отдельные операции;

Ø правильно поставленный процесс характеризуется ритмичностью, причем быстрая работа может быть так же невыгодна, как и медленная;

Ø самый экономичный вид производства состоит в том, что отдельные части сложного изделия будут производиться там, где они могут быть наилучшим образом обработаны;

Ø повышение производительности труда и качества продукции должно основываться на применении новейших научно-технических достижений, в том числе за счет использования машин, заменяющих тяжелый, ручной труд.

Среди показателей производительности, улучшенных благодаря использованию перечисленных принципов, можно выделить точность изготовления деталей автомобилей, достигшую одной десятитысячной дюйма; производительность – шесть готовых автомобилей в минуту, снижение стоимости автомобилей с 950 долларов до 355 за десять лет [8].

Принцип разделения труда исходит из предположения об относительной стабильности существующих технологий, а также постоянно растущем спросе на товары и услуги, при котором потребитель не имеет широкого выбора и довольствуется наличием продукции. В этих условиях наилучшими с точки зрения эффективности бизнеса оказываются иерархическая структура компаний, организованная по функциональному признаку, и управление, построенное на административно-командных принципах.

При автоматизации иерархии функций предприятия, как правило, возникают следующие проблемы: 1) «бесполезность»; 2) проблема синхронизации связанных функций.

Проблема «бесполезности» заключается в том, что проектирование ИСУ часто приводит к примитивной автоматизации (по сути - "механизации") существующих производственных действий работников, которые хотя и оптимизированы в отдельности, но в целом не способствуют эффективному ведению бизнеса [9]. Вторая проблема возникает тогда, когда разработчики ИСУ упускают из виду необходимость синхронизации связанных функций, что приводит к недопустимым задержкам информационных потоков в системе.

Концепция автоматизации бизнес-процессов впервые была изложена в начале 90-х гг. прошлого столетия в трудах профессора Школы бизнеса Гарвардского университета Майкла Хаммера, который в это время занимался разработкой основных положений «реинжиниринга» бизнес-процессов. Предтечей этой концепции стало бурное развитие ИТ, приведшее к реальным качественным изменениям во внешних и внутренних условиях деятельности предприятий. Глобализация бизнеса, обострение конкуренции, рост требований потребителей к качеству товаров и услуг любых видов, к срокам их предоставления; уменьшение времени жизни товара или услуги, значительный рост сложности новых продуктов; бесполезность увеличения роста управленческого персонала и вместе с тем повышение возможностей отдельного работника, обладающего полным набором средств ИТ, – все это лишь часть описанных изменений [10].

Сутью ответа на актуальные потребности бизнеса стали принципы реинжиниринга и автоматизации бизнес-процессов (BPR – business process reengineering) в целях улучшения таких критически важных показателей, как стоимость, качество, скорость и другие. Термин «реинжиниринг бизнеса» Хаммер буквально расшифровывает как «создание компании заново» [11].

Бизнес-процессы – это последовательности взаимозависимых операций, использующие ресурсы предприятия для создания или получения в обозримом или измеримо предсказуемом будущем полезного для заказчика выхода, такого, как продукт или услуга.

Целями BPR являются:

1) существенное снижение затрат времени на выполнение операций;

2) существенное снижение числа работников, требующихся для выполнения функций;

3) работа с клиентами и партнерами в любой точке мира;

4) работа с клиентом в режиме 24 часа 365 дней в году;

5) опора на рост мобильности персонала;

6) направленность работы на будущие потребности клиента;

7) ускоренное продвижение новых технологий;

8) движение в информационное общество.

К основным принципам BPR относятся:

1) реконструкция работ не автоматизацией, а упрощением или удалением;

2) использование компьютеров не только для автоматизации, но и для реконструкции существующих бизнес-процессов.

Среди основных приемов реинжиниринга бизнес-процессов следует отметить следующие мероприятия.

1. Горизонтальное сжатие процесса, т.е. объединение нескольких рабочих операций. Рабочие процедуры или задания, выполнявшиеся различными сотрудниками, теперь интегрируются в одну. При этом если не удается привести всё к одной работе, то создается специальная команда, отвечающая за данный процесс. Потери здесь значительно меньше, чем при традиционной распределенной организации работ. По проводящимся оценкам горизонтальное сжатие процесса ускоряет его выполнение примерно в 10 раз.

2. Вертикальное сжатие процесса, которое происходит за счет самостоятельного принятия решения исполнителем в ходе реинжиниринга компании, т.е. в тех случаях, когда при традиционной организации работ он должен был бы обращаться к управленческой иерархии. При традиционной организации работ, ориентированной на выпуск массовой продукции, предполагалось, что исполнители не имеют возможностей, необходимых для принятия решений. С учетом современных тенденций, характеризующихся отказом от массового производства и повышением требований к уровню образования, реинжиниринг отвергает эти предположения. При этом повышение полномочий и роли каждого сотрудника в работе компании приводит к значительному повышению их отдачи.

3. Распараллеливание процессов там, где это возможно. В отличие от линейного упорядочивания рабочих процедур, свойственного функциональному подходу, в результате реинжиниринга стадии процесса следуют в естественном порядке.

4. Учет различных исключений и частных случаев, свойственный традиционным процессам, обычно оказывается довольно сложным. Вместо этого новые процессы могут иметь различные версии исполнения, зависящие от конкретной ситуации. Они являются ясными и простыми, а каждый из них ориентирован только на одну ситуацию.

5. Выполнение работы именно в том месте, где это целесообразно. Так, в традиционных компаниях работа организуется по функциональным подразделениям. Например, если конструкторскому отделу потребуется новый карандаш, то отдел обратится с заявкой в отдел заказов, который затем находит производителя, договаривается о цене, размещает заказ, осматривает товар, оплачивает его и передает конструкторам, что достаточно медленно и расточительно. Более рациональной будет такая организация данного бизнес-процесса, при которой отделы сами заказывают дешевые товары. Таким образом, реинжиниринг распределяет работу независимо от границ подразделений, устраняя при этом излишнюю интеграцию, что обусловливает повышение эффективности процесса в целом.

6. Направленность на уменьшение количества проверок и управляющих воздействий. Сами по себе проверки и управляющие воздействия не производят материальных ценностей, поэтому одной из задач реинжиниринга является сокращение их до экономически целесообразного уровня. Традиционные процессы содержат большое количество операций контроля за соблюдением исполнителями предписанных правил, стоимость проведения которых может превзойти стоимость заказа требуемого продукта. На современном этапе с помощью метода реинжиниринга предлагается вместо проверки каждого из выполняемых заданий агрегировать эти задания и осуществлять проверки и управляющие воздействия в отложенном режиме, что позволяет заметно сократить время и стоимость процессов.

7. Минимизация количества согласований. Согласования относятся к виду работ, непосредственно не производящих материальных ценностей для заказчика. Еще одной задачей реинжиниринга является минимизация количества согласований путем сокращения внешних контактов. Здесь, как и в п.5, говорится о стирании границ между функциональными подразделениями.

8. Обеспечение единой точки контакта с помощью механизма "уполномоченного менеджера", применяемого в тех случаях, когда шаги процесса либо очень сложны, либо настолько распределены, что их не удается объединить средствами небольшой группы. При этом "уполномоченный" менеджер исполняет роль посредника между сложным процессом и заказчиком, т.е. ведет себя с заказчиком так, как если бы был ответственным за целый процесс. Для того чтобы сыграть роль "уполномоченного менеджера", он должен обладать способностями отвечать на вопросы заказчика и решать его проблемы, при этом имея доступ ко всем используемым информационным системам, а также ко всем исполнителям.

9. Совмещение централизованного и децентрализованного подходов. Технологии, используемые в настоящее время, позволяют современным компаниям функционировать полностью автономно на уровне подразделений с сохранением права доступа к централизованным данным. В преимуществе объединения централизованного и децентрализованного подходов можно убедиться на примере работы современных банков, когда при работе с крупными корпорациями большинство банков через различные подразделения осуществляет с одним и тем же клиентом независимые финансовые отношения.

Можно привести конкретные примеры упрощения процессов. Так, целью службы оплаты поставок в компании «Ford» в начале 80-х годов прошлого столетия было сократить число работающих с 500 человек до 400. В то же самое время в компании «Mazda» с аналогичной работой справлялось 5 человек. Был принят к рассмотрению тот факт, что у Форда общие размеры производства были больше. Тем не менее после всех расчетов получалось, что количество работников в службе по оплате поставок должно быть в пять раз меньше. К тому же, имея такое избыточное число работников, служба еще и допускала множество ошибок в оформлении документов.

В результате был начат переход на новый бизнес-процесс, в котором были реализованы следующие изменения:

Ø работникам службы заказа товаров была предоставлена связь с компьютерной базой для выбора лучшего поставщика и проведения фиксации отправки ему поручения на покупку;

Ø поставщики стали доставлять товар без проведения предоплаты;

Ø проводилась фиксация в общей базе данных сообщения о получении товара;

Ø была ликвидирована такая форма документа, как счет на оплату.

В результате договоренности с поставщиками оплата производилась после получения товара, для чего (с учетом использования компьютерной поддержки) требовалось значительно меньшее число персонала.

После произведенных изменений количество работников службы оплаты поставок было сокращено на 75%, при этом, что существенно, точность действий была улучшена. Параллельно использовалась компьютеризация сопутствующей деятельности, которая дала возможность использовать в процессе выполнения заказа только три информационных элемента (обозначения поставщика и товара, характеристика количества) вместо четырнадцати.

Многократное сокращение времени и персонала в страховой компании MBL Insurance было достигнуто за счет обеспечения работников компании мощными персональными станциями (на базе ПК) с установленными на них экспертными системами и связью с автоматизированной системой на головном компьютере. До проведения реинжиниринга страховое заявление обрабатывалось 19 сотрудниками пяти разных отделов за 30 шагов, для чего требовалось от 5 до 25 дней. В итоге перепроектирования процесса реальное время сократилось до интервала 2-5 дней, было сокращено 100 "штаб-квартирных" ставок, а "менеджеры клиентов" смогли обслуживать в два раза больше заявлений, чем ранее [11].

Таким образом, в результате применения правильного реинжиниринга устраняется проблема «бесполезности», свойственная концепции автоматизации иерархии функций предприятия. Что касается синхронизации связанных операций, то при выборе концепции автоматизации бизнес-процессов разработчики изначально вынуждены учитывать эту проблему и искать универсальные пути ее решения. Так, например, одно из возможных решений, описанное в работах [12, 13], заключается в выделении в составе ИСУ подсистемы управления информационными потоками, так называемого ядра системы, к функциям которого относятся конструирование бизнес-процессов и синхронизация выполнения операций. Вместе с тем большинство отечественных предприятий все еще характеризуется жесткой иерархической организационной структурой, изменение которой сопряжено с большими трудностями. Поэтому к выбору технических приемов концепции автоматизации бизнес-процессов следует подходить осторожно, с учетом специфики конкретного предприятия. В то же время в контур управления предприятием необходимо включать не только вновь разработанные, но и «унаследованные», востребованные информационные подсистемы. Для этого требуется разработка средств интеграции неоднородных и распределенных программных решений.