Модели и инструментальные средства прикладной информационной системы на основе сервисно-ориентированной архитектуры тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Модели и инструментальные средства прикладной информационной системы на основе сервисно-ориентированной архитектуры"

005059559

На правах рукописи

КОСТРОВ ИВАН АЛЕКСАНДРОВИЧ

МОДЕЛИ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ПРИКЛАДНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ СЕРВИСНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ АРХИТЕКТУРЫ

Специальность: 08.00.13 — Математические и инструментальные

методы экономики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

1 6 МАЙ 2013

Москва-2013

005059559

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» на кафедре «Управление и информатика в технических системах»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Ковшов Евгений Евгеньевич

Официальные оппоненты: доктор экономических наук, профессор

Баранов Вячеслав Викторович ФГБОУ ВПО "Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации", профессор кафедры бизнеса и делового администрирования

кандидат экономических наук Долматов Андрей Сергеевич ЗАО «ЮниКредит Банк», начальник Управления рыночных рисков Департамента рыночных и

операционных рисков

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО "Национальный

исследовательский университет "МЭИ"

Защита состоится «21» мая 2013 года в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.142.06 в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН») по адресу: 127994, г. Москва, ГСП-4, Вадковский пер., д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН».

Автореферат разослан «I ^ » апреля 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета £•' с 4—

кандидат экономических наук, профессор Ю.А. Еленева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На сегодняшний день рынок программных средств насыщен разнообразными продуктами, способными решать широкий спектр задач в сфере экономики. Большая часть предлагаемого программного обеспечения (ПО) представляет собой «коробочный» программный продукт, способный работать без сложной дополнительной настройки. Такая ситуация в основном характерна для ПО, предназначенного для персонального применения пользователем. Корпоративное программное обеспечение требует длительной установки и настройки в соответствии с условиями предприятия-заказчика.

При разработке информационной системы уровня предприятия, основополагающим вопросом является выбор её программной архитектуры. На основании выбранной архитектуры информационной системы определяется программно-аппаратная база для её разработки. Также от грамотности выбора архитектуры информационной системы зависит возможность ее дальнейшего поступательного развития.

Для современных прикладных информационных систем корпоративного уровня важным аспектом является возможность быстрой адаптации системы к новым условиям бизнеса. Такими условиями могут являться, как необходимость совершенствования структуры бизнес-процессов предприятия, так и изменения законодательных требований в области информационных технологий. От способности быстрой адаптации бизнес-процессов зависит успешность функционирования предприятия в конкурентной среде, а иногда вообще сама возможность его дальнейшего существования.

В диссертационной работе решена актуальная задача по разработке моделей и выбору инструментальных средств для построения информационных систем управления персоналом на основе сервисно-ориентированной архитектуры (COA), способных удовлетворять современным требованиям бизнеса.

Степень разработанности проблемы. Исследованию сервисно-ориентированной архитектуры информационных систем посвящены научные работы зарубежных ученых Н. Биберштейна, Т. Эрла, Б.В. Кумара, М.И. Мабрука, Н.М. Йосуттиса, Р. Робинсона, Д. Уэстермана. В отечественных научных работах исследованию COA уделено недостаточно

внимания, среди ученых, занимающихся исследованиями сервисно-ориентированной архитектуры, можно выделить В.И. Грекула, A.B. Самарина, С.Б. Попова.

Эти исследования в основном посвящены технологической составляющей сервисно-ориентированой архитектуры, но не менее важным аспектом является применение COA при решении задач менеджмента в области управления бизнес-процессами предприятия.

Целью работы является разработка моделей и систематизация инструментальных средств прикладной информационной системы, основанной на сервисно-ориентированной архитектуре программных решений.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие научные задачи:

1. Исследованы современные варианты реализации архитектуры прикладных информационных систем масштаба предприятия.

2. Определены особенности организации бизнес-процессов, характерные для информационных систем управления персоналом.

3. Разработана модель определения эффективности создания прикладных информационных систем при различных вариантах их построения.

4. Разработана модель информационной системы управления персоналом на основе сервисно-ориентированной архитектуры программных решений.

5. Разработан метод выделения сервисов при организации бизнес-процессов в системах, построенных на основе сервисно-ориентированной архитектуры приложений.

Область исследования. Диссертация выполнена в соответствии с п. 2.5. «Разработка концептуальных положений использования новых информационных и коммуникационных технологий с целью повышения эффективности управления в экономических системах» и п. 2.6. «Развитие теоретических основ методологии и инструментария проектирования, разработки и сопровождения информационных систем субъектов экономической деятельности: методы формализованного представления предметной области, программные средства, базы данных, корпоративные хранилища данных, базы знаний, коммуникационные технологии» Паспорта специальностей ВАК РФ (экономические науки) по специальности 08.00.13 -«Математические и инструментальные методы экономики».

Объектом исследования диссертационной работы являются: модели, методы и инструментальные средства, предназначенные для эффективной автоматизации бизнес-процессов в структуре прикладной информационной системы.

Предметом исследования диссертационной работы является прикладная информационная система управления персоналом, основанная на сервисно-ориентированной архитектуре программных решений.

Методы исследований. При решении научных задач использованы методы системного анализа, теории принятия решений; для построения моделей использованы методы структурного, поведенческого и функционального моделирования; при программной реализации - парадигма объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна работы заключается в следующих положениях:

1. Установлена зависимость, определяющая влияние различных вариантов реализации архитектурных решений на специфику разработки, внедрение и развитие прикладной информационной системы.

2. Разработана модель прикладной информационной системы, предназначенная для совершенствования программных средств автоматизации бизнес-процессов управления персоналом предприятия, основанная на сервисно-ориентированной архитектуре приложений.

3. Разработана модель определения эффективности различных вариантов реализации информационных систем с использованием математического аппарата векторной оптимизации.

4. Разработан метод выделения сервисов при автоматизации бизнес-процессов в информационных системах управления персоналом, заключающийся в определении критерия связанности сервисов.

Практическая ценность. Преимущество разработки информационных систем управления персоналом масштаба предприятия на основе предложенных моделей и методов заключается в сокращении временных и финансовых издержек при осуществлении их дальнейшего масштабирования и интеграции с другими разнородными системами, а также в обеспечении их независимости от программно-аппаратных платформ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Модель и инструментальные средства прикладной информационной системы на основе сервисно-ориентированной архитектуры,

предназначенные для совершенствования механизмов автоматизации бизнес-процессов управления персоналом.

2. Модель определения эффективности различных вариантов реализации информационных систем, построенная на решении задачи векторной оптимизации.

3. Метод выделения сервисов при автоматизации бизнес-процессов в информационных системах управления персоналом, основанный на определении критерия связанности сервисов.

Реализация работы. Модели и инструментальные средства информационной системы управления персоналом на основе сервисно-ориентированной архитектуры приложений, применяются при создании информационной системы управления персоналом предприятия ООО «КСБ Стеле» (г. Москва), а также при разработке прикладного программного обеспечения, в том числе - для решения экономических и управленческих задач в научно-практических программных разработках малого предприятия ООО «Компьютерные системы и технологии» (г.Москва).

Результаты диссертационной работы используются при подготовке выпускных аттестационных работ по магистерской программе 230100.68-01 «Теоретическая информатика» и в учебном курсе «Информационные системы» направления 230700.62 «Прикладная информатика» ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы неоднократно докладывались и обсуждались на расширенных заседаниях кафедр экономического профиля и научных семинарах в ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», а также - научно-технических и экономических конференциях: научной школе-семинаре «Задачи системного анализа, управления и обработки информации» (г. Москва, МГУП им. Ивана Федорова, 2010); научной конференции молодых ученых и студентов «Инновации в экономике - 2010» (г. Москва, ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2010); III научно образовательной конференции «Машиностроение — традиции и инновации (МТИ-2010)» (г. Москва, ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2010); научной конференции молодых ученых и студентов «Инновации в экономике - 2011» (г. Москва, ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2011); XIV научной конференции МГТУ «СТАНКИН» и «Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ «СТАНКИН» по математическому моделированию и информатике

(г.Москва, ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2011); V всероссийской студенческой научно-технической конференции «Прикладная информатика и математическое моделирование» (г. Москва, МГУП им. Ивана Федорова,

2011); всероссийской молодежной конференции «Инновационные технологии в машиностроении (ИТМ-2011)» (г. Москва, ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2011); научно-технической международной молодежной конференции «Системы, методы техника и технология обработки медиаконтента» (г. Москва, МГУП им. Ивана Федорова, 2011); научной конференции молодых ученых и студентов «Инновации в экономике - 2012» (г. Москва, ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2012); IX всероссийской научно практической конференции «Конкурентоспособность предприятий и организаций» (г. Пенза, РИО ПГСХА, 2012); IV международной научно-практической конференции «Повышение управленческого, экономического, социального и инновационно-технического потенциала предприятий, отраслей и народнохозяйственных комплексов» (г. Пенза, РИО ПГСХА,

2012); XVI международной научно-практической конференции «Информационно-вычислительные технологии и их приложения» (г. Пенза, РИО ПГСХА, 2012); IV международной научно-практической конференции «Менеджмент: управление в социальных и экономических системах» (г. Пенза, РИО ПГСХА, 2012).

Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК РФ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка сокращений, списка используемой литературы из 122 наименований, 2-х приложений, изложена на 159 страницах машинописного текста, включая 26 рисунков и 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи работы, определена практическая значимость, приведены сведения об апробации и внедрении работы, а также перечислены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассматриваются современные варианты организации архитектуры информационных систем (ИС) и их характерные особенности. В

качестве рассматриваемых вариантов выступают: монолитная, модульная, компонентная и сервисно-ориентированная архитектуры информационных систем.

Способы организации архитектуры информационных систем представлены в порядке их эволюционного развития, когда каждый последующий вариант является развитием и дополнением предыдущего. В частности, модульный, компонентный и сервисно-ориентированный способы реализуют принцип модульности. Под модульной архитектурой ИС, в данном случае, подразумевается понятие модульности, связанное с осуществлением раздельной компиляции элементов программы, а также связанное с появлением объектно-ориентированных языков программировании.

Для более четкого различия компонентной и модульной архитектуры выделены наиболее известные варианты реализации компонентной архитектуры, такие как: JavaBeans и Enterprise JavaBeans; CORBA; СОМ и DCOM; Component Pascal. Несмотря на различия представленных компонентных технологий, все они реализуют схожие принципы. Компонент представляет собой элемент системы, который может быть присоединен к системе как самостоятельная единица и функционировать автономно от других элементов системы, но для этого необходимо наличие компонентной среды, которая отвечает за взаимодействие компонентов друг с другом.

При определении сервисно-ориентированной архитектуры обозначены предпосылки ее появления, ключевые особенности и сформулированы основополагающие понятия, такие как сервис и бизнес-процесс. Производится анализ сервисно-ориентированной архитектуры с точки зрения взаимодействия информационных технологий и бизнеса.

Под сервисами следует понимать элементы ИС, предназначенные для решения некоторого набора конкретных задач. Они имеют регламентированный интерфейс, который содержит информацию о входных параметрах и описывает тип возвращаемого результата. Сервисы являются независимыми от платформы информационной системы, а также не имеют жесткой связи друг с другом.

Бизнес-процесс отвечает за логику взаимодействия сервисов друг с другом в рамках прикладной задачи с целью получения искомого результата. Бизнес процесс определяет последовательность вызова сервисов, а также занимается обработкой сообщений и событий, генерируемых при

осуществлении сервисного взаимодействия.

В работе рассматриваются такие элементы сервисно-ориентированных информационных систем, как реестр сервисов и корпоративная сервисная шина.

Реестр сервисов предназначен для определения наличия необходимого сервиса в информационной среде и нахождения его физического месторасположения.

Корпоративная сервисная шина представляет собой информационную среду, предназначенную для развертывания сервисов и бизнес-процессов. В то время как бизнес-процесс определяет логику взаимодействия сервисов, корпоративная сервисная шина предоставляет средства для организации их взаимодействия в соответствии с этой логикой.

Представлены эталонные модели и спецификации, относящиеся к сервисно-ориентированной архитектуре, в частности:

1. Эталонная модель сервисно-ориентированной архитектуры, предложенная комитетом OASIS (OASIS Committee Specification: Reference Model for Service Oriented Architecture).

2. Модель сервисно-ориентированной архитектур для организации взаимодействия веб-сервисов, предложенная консорциумом W3C (W3C Working Group Note. Web Services Architecture).

Выявлены основные преимущества использования сервисно-ориентированной архитектуры при разработке ИС и определены условия достижения этих преимуществ.

Во второй главе диссертационной работы осуществляется исследование особенностей организации бизнес-процессов в информационных системах управления персоналом. Приводятся различные определения менеджмента (П. Друкер, М. Мескон), его основные понятия и задачи.

Менеджмент рассматривается как управление социально-экономическими процессами в рамках предпринимательской деятельности. Одной из важных составляющих менеджмента является управление персоналом.

Под управлением персоналом подразумевается одно из направлений деятельности предприятия, связанное с повышением эффективности использования трудовых ресурсов для достижения поставленных предприятием целей.

Управление человеческими ресурсами расширяет понятие «управление персоналом» и исходит из того, что люди, так же как материальные, финансовые и технологические ресурсы, являются частью производственных ресурсов предприятия. Человеческие ресурсы воспринимаются не как издержки, а как трудовой потенциал, от рационального использования которого зависит успешность реализации бизнес-процессов предприятия.

Сформулированы цели и задачи управления персоналом, в число которых входят: планирование и подбор персонала, формирование системы оплаты труда, учет персонала, профессиональная адаптация, обучение и развитие персонала, управление профессиональной карьерой, аттестация и оценка персонала, мотивация персонала, обеспечение нормальных условий труда и социального развития, правовое обеспечение управления персоналом.

Введено понятие системы управления персоналом, под которым подразумевается совокупность методов, приемов и технологий, предназначенных для эффективного решения задач управления персоналом. На основании представленных задач выделены функции системы управления персоналом. Обозначено значение информационных технологий при реализации систем управления персоналом.

В работе представлена классификация информационных систем управления персоналом, сформировавшаяся в соответствии с эволюцией информационных технологий. ИС управления персоналом подразделяются на три уровня, причем каждый последующий уровень систем управления персоналом включает в себя функционал предыдущего уровня:

1. Расчетный уровень - системы, автоматизирующие расчет оплаты труда.

2. Учетный уровень - системы, автоматизирующие учет персонала.

3. Уровень управления человеческими ресурсами - системы, предназначенные для решения широкого спектра задач управления персоналом.

В работе рассмотрены процессный и функциональный подходы к управлению, важные для понимания роли бизнес-процессов в менеджменте.

В рамках функционального подхода, система управления предприятием представлена в строгой иерархии, таким образом, каждое производственное подразделение ориентировано на решение своих специфических задач и несет ответственность только перед своим непосредственным руководством.

В отличие от функционального управления, в процессном подходе деятельность организации рассматривается не в виде разрозненных функций, а в виде цепочки связанных функций, представляющих собой единый бизнес-процесс.

Понятие «бизнес-процесс» имеет огромное значение не только для COA, но и для менеджмента. В менеджменте бизнес-процесс определяется как цепь логически связанных, повторяющихся действий, в результате которых используются ресурсы предприятия для переработки объекта (физически или виртуально) с целью достижения определенных измеримых результатов или продукции для удовлетворения внутренних или внешних потребителей.

В соответствии с представленной классификацией информационных систем управления персоналом, выделен набор функций, реализуемых в рамках бизнес-процессов характерных для систем каждого уровня.

В работе рассматриваются современные российские и зарубежные информационные системы управления персоналом. Поставщики систем управления персоналом подразделяются на 3 типа:

• ERP-вендоры - поставщики, у которых функции управления персоналом включены в состав предлагаемой ими ERP-системы.

• HRMS-вендоры — поставщики, предоставляющие специализированные системы управления персоналом.

• Компании, предоставляющие услуги по аутсорсингу учетных и расчетных функций.

Среди лидирующих зарубежных информационных систем, реализующих функции управления персоналом, можно выделить: ADP Vantage НСМ (Automatic Data Processing, Inc., США); Ceridian Latitude HRMS (Ceridian Corporation, США); Lawson Human Resource Management и Lawson Talent Management (Infor Global Solutions, США); Oracle E-Business Suite HRMS, Oracle Fusion НСМ и Oracle PeopleSoft HCM (Oracle Corporation, США); SAP ERP HCM (SAP AG, Германия); Ultímate Software "UltiPro" (Ultímate Software Group, Inc., США); Workday "Human Capital Management" (Workday, Inc., США).

Среди них к ERP-вендорам относятся компании: Infor, Oracle, SAP, Workday. К HRMS-вендорам относится компания Ultímate Software. А в качестве компаний-аутсорсеров выступают ADP и Ceridian.

Из зарубежных систем управления персоналом на отечественном рынке в основном представлены Oracle и SAP. Остальные зарубежные решения либо не представлены, либо не пользуются потребительским спросом.

Среди лидирующих отечественных информационных систем, реализующих функции управления персоналом, можно выделить: «1С: Зарплата и управление персоналом», Diasoft FA# Balance «Управление персоналом», «КОМПАС: Управление персоналом», ЭОС «Кадры» и БОСС-Кадровик, «Галактика ERP: Контур управления персоналом».

При этом решения компаний 1С, КОМПАС и Галактика являются составной частью их ERP-систем. А компании Diasoft, ЭОС и «БОСС. Кадровые системы» предлагают самостоятельные HRMS-решения.

В работе отмечены недостатки рассмотренных информационных систем управления персоналом, а именно:

• сложность интеграции с системами других поставщиков;

• невозможность самостоятельного использования решений, являющихся составной частью ERP-системы;

• использование проприетарных лицензий;

• невозможность выбора конкретного набора функций управления персоналом;

• высокая стоимость внедрения и обслуживания ERP-решений;

• узкая специализация HRMS-решений некоторых поставщиков.

Разработана модель определения эффективности вариантов реализации информационных систем, основанная на решении задачи векторной оптимизации.

Модель выбора решений, в данном случае, представляет собой четырехкритериальную векторную функцию /00:

/00 = C/q 00. /г 00 . /с 00. /s 00), (1)

где X = {хг, х2,..., хп} - множество возможных решений; fQ 00. /г 00. /с 00. fs 00 - функции, позволяющие находить значения частных критериев, определенные на множестве X.

Выделены следующие критерии векторной функции:

• fQ - качество {quality). Характеризует уровень проработки задач поставленных перед ИС. Измеряется либо количеством строк кода, либо количеством модулей, компонентов или сервисов, предназначенных для

реализации элементов системы, не связанных с основным предназначением ИС.

• fT - время (timé). Показатель времени требуемого на формирование информационной системы. Включает в себя временные затраты на реализацию ИС и на организацию её программно-технического обеспечения.

• fe — стоимость (cost). Показатель материальных затрат на разработку информационной системы. Включает в себя затраты на персонал, технологическое оборудование, программное обеспечение и прочие затраты, связанные со спецификой выбранного способа реализации ИС.

• fs — объем работ (scope). Объем работ является показателем масштаба информационной системы. Он характеризуется либо количеством строк кода, либо количеством модулей, компонентов или сервисов, предназначенных для реализации элементов системы, обеспечивающих выполнения целевого назначения ИС.

Для функции f(X) определено отношение предпочтения ">" (Запись вида: х1 > х2, означает, что решение хг предпочтительнее решения х2).

Для всех решений аксиома Парето формулируется следующим образом: если для любых х,х' с X выполняется f(x) > f(x'~) => х > х'. Знак ">" означает, что имеют место нестрогие неравенства /¿Ос) > fi(x'), при i = [1..4], причем, хотя бы одно из них /¿(х) Ф fi(x') строгое.

Если критерии fQ, fT, fc, fs являются независимыми по предпочтению, то решение задачи f(X) = (fQ(X), fT(X), fc(X), fs(X)), является решением задачи векторной оптимизации.

Исходя из того, что как критерий качества, так и критерий объема работ зависят от количества элементов в системе, оба этих критерия в конечном счете характеризуют масштаб системы. Для упрощения задачи сделаем предположение, что имеется некоторый постоянный объем работ, необходимый для достижения конкретного уровня качества. В связи с этим, критерий характеризующий качество будем считать постоянной величиной fq = const, и введем ограничение на минимальный объем работ, необходимый для разработки информационной системы - gq. В таком случае модель выбора решений будет зависеть от трех критериев и выглядит следующим образом:

f(X) = (fT(Xlfc(X),fs(X)), (2)

где fT(X) -> min, fc(X) min, fs(X) max-, fT(X),fc(X) > 0; fs(X) > gq-

Полученную задачу целесообразно решать графически, воспользовавшись методом «Стоимость - Эффективность - Время» (В.В. Подиновский, В.Д. Ногин). В рассматриваемом случае метод «Стоимость -Эффективность - Время» преобразован в метод «Стоимость - Объем работ -Время».

На основании этого метода строится трехмерное пространство, и выделяются плоскости, определяющие различные объемы работ fSj = const, где j= {1,2, ...,k}. На каждой плоскости для постоянного объема работ строится график эффективных оценок «Стоимость - Время».

Таким образом, решение основной задачи сводится к решению множества двухкритериальных частных задач fCT (X):

fcrOO = (frOO.fcQ-0). (3)

где fCT(.X) - двухкритериальная векторная функция, определенная на множестве X и /тОО -> min, fc(X) -> min.

Для каждого рассматриваемого варианта реализации ИС, на основании данных о стоимости и времени их разработки, на график наносятся либо точки, либо кривые неулучшаемых решений. Затем, в соответствии с аксиомой Парето, выделяется множество Парето-оптимальных альтернатив.

Как правило, при создании информационной системы компании-разработчики ограничены бюджетом и сроками разработки. В связи с этим, целесообразно ввести ограничения дст = (ör-5с)> гДе 9т ограничения по критерию fT и дс ограничения по критерию fc.

В случае, когда возникает необходимость оценить разработку системы при различных уровнях качества, можно построить диаграмму «Качество -Объем работ», которая отражает зависимость между качеством разрабатываемой ИС и объемом работ, необходимым для ее создания.

Для оценки эффективности различных вариантов реализации архитектуры информационных систем выделены их характерные особенности (табл. 1).

Под затратами на разработку информационных систем подразумевается совокупность временных и материальных затрат, то есть вместо двух критериев затрат введен один обобщенный критерий /гс(/г. fc)-Модель, иллюстрирующая динамику затрат, выглядит следующим образом:

F(XP) = (/ТС(ХР1ШР)), (4)

где Хр = {хр,хр, — ,хр) - множество возможных решений в рамках

архитектуры Р.

Таблица 1

Варианты реализации информационных систем

Характерные особенности Архитектура информационных систем

Модульная Компонентная Сервисно-ориентир ованная

Среда взаимодействия не нужна нужна нужна

Связанность элементов сильная сильная/слабая слабая

Мастшабируемость затруднительна возможна предполагается

Сложность интеграции высокая умеренная низкая

Будем считать, что все затраты на персонал включены в затраты на аппаратную и программную часть ИС.

Введем следующие обозначения:

• ТС - общие затраты на разработку ИС;

• Cfi— затраты на аппаратную часть ИС;

• Cs — затраты на программную часть ИС;

• Ce¡ — затраты на разработку элемента ИС (модуля, компонента или сервиса);

• Сге1 — затраты на разработку связи между элементами ИС;

• С base - затраты на базовую программную инфраструктуру.

В таком случае общие затраты вычисляются по следующей формуле:

ТС = Ch + Cs = Cs + Cs ■ fe = (1 + к) ■ (Cbase + Cel-n + Crel ■ m), (5)

где n - количество элементов; m - количество связей между элементами; к — коэффициент пропорциональности, характеризующий зависимость затрат на аппаратную часть ИС от затрат на программную часть ИС, к>0.

Рассмотрим ситуацию, когда параметры Cbase, Cel, Сге1 и к постоянны и определены для каждого варианта реализации архитектуры ИС. Тогда общая стоимость - функция, которая зависит от параметров nvim.

en — 1 , если п > и ,_ч

т = \ _ , (7)

I 0 , если п = О

ТС (п, rri) = (1 + к) ■ (Сь ase + С el ■ 71 + Cre¡

■m). (6)

Если каждый элемент системы имеет только одну связь, тогда количество связей в ИС можно выразить через количество элементов следующим образом:

1 , если п > О О , если п = 0' В случае, когда каждый элемент системы связан со всеми остальными элементами, количество связей в ИС можно выразить через количество элементов следующим образом:

п2 — п

т = 2 <еслип>0 (8)

. О , если п = О Предполагаем, что коэффициент к и стоимость элемента Ce¡ одинаковы для всех вариантов реализации архитектуры информационных систем. Примем стоимость элемента Ce¡ = р.

Примем следующие значения затрат (табл. 2):

Таблица 2

Затраты в рамках различных архитектур ИС

Вид затрат Архитектура информационных систем

Модульная Компонентная Сервисно-ориентированная

Cbase А В С

Creí а Ъ с

Учитывая характерные особенности вариантов реализации информационных систем (табл. 1), сделаны следующие предположения:

1. Затраты на базовую инфраструктуру СЬа5е такие, что А < В < С;

2. Затраты на разработку связи между элементами Сге/ такие, что а> Ъ > с.

Как было обозначено ранее, информационные системы управления персоналом являются многоуровневыми, требуют постоянного развития и совершенствования. С ростом масштаба информационных систем предпочтительной становится их реализация на основе сервисно-ориентированной архитектуры. Таким образом, разработку динамически развивающихся информационных систем управления персоналом

предпочтительно осуществлять на основе сервисно-ориентированнои архитектуры.

В третьей главе представлены модели и методы применения сервисно-ориентированной архитектуры при разработке ИС. В работе представлена обобщенная модель информационной системы на основе сервисно-ориентированной архитектуры (рис. 1).

Потребители сервисов [

Потребитель 1

Ц* -

Потребитель 2

■¡¡р

Потребитель...

Щ0

Корпоративная ИС

^ гипг К? 8гипз К? § гип4 h?

i?

Корпоративная сервисная шина

Реестр сервисов

ч5

] Модуль оркестровки -I сервисов

ч5

Внутренние сервисы предприятия

• • - . i> $ Бизнес-процессы

Бизнес-процесс 1 Бизнес-процесс 2 ^ Бизнес-процесс ...

Сервис 1 ^ Сервис 2 д Сервис 3 д Сервис...

Поставщики сервисов | -------------------------, ; |

i

Поставщик 1 Ф Поставщик 2 Ф Поставщик...

^ Сервис 2 Fi Сервис 4 ^ Сервис 2 Н Сервис 5 Н Сервис...

Рис. 1. Модель ИС на основе сервисно-ориентированой архитектуры

В представленной модели выделено три взаимодействующих блока: корпоративная информационная система, поставщики сервисов и потребители сервисов. В качестве потребителей сервисов могут выступать: сотрудники предприятия, клиенты предприятия, сотрудники дочерних компаний и пр. Корпоративная информационная система в ходе выполнения бизнес-процессов использует как внутренние сервисы предприятия, владеющего информационной системой, так и сервисы внешних поставщиков. Потребители сервисов взаимодействуют с информационной

системой через графический интерфейс пользователя (ГИП), при этом для одного пользователя может предоставляться несколько различных ГИП.

Модуль оркестровки сервисов предназначен для формирования новых бизнес-процессов на основании имеющихся внутренних и сторонних сервисов, а также переработки уже существующих бизнес-процессов.

Следует заметить, что один и тот же функционал может быть представлен как внутренними сервисами предприятия, так и сервисами внешних поставщиков. Такой подход позволяет выбирать наилучшую реализацию конкретного сервиса, в зависимости от специфики решаемых в бизнес-процессе задач.

Помимо представленной модели разработана модель, иллюстрирующая варианты организации бизнес-процессов в прикладной информационной системе, построенной на основе СОА. Представлена модель, демонстрирующая многократное использование сервисов различными бизнес-процессами. Показаны варианты взаимодействия пользователя с элементами информационной системы, построена модель запроса и выполнения бизнес-процесса.

Для выделения сервисов при автоматизации бизнес-процессов информационных систем предложен следующий метод, основанный на определении критерия связанности задач:

• Вр= {Ъри Ьр2, ..., Ьрп} - множество бизнес-процессов, где п - количество бизнес-процессов в информационной системе;

• Т = {¡1, 12, ..., tm} — множество задач выполняемых в различных бизнес-процессах, где т — суммарное число задач решаемых информационной системой;

• О с сиг= f(ti, Ьр¡) - функция вхождения задачи в бизнес-процесс Ьрр

• Р[к,1Ц = Оссигк ]- + Оссиги - коэффициент парности, характеризующий совместность выполнения задачи 4 и задачи /¿в процессе Ьр], где к={1,2...,т} и 1={1,2...,т} , причем к<1,

где /={7,2, ..., т} , а j={l, 2, ..., п} ,

Оссиг^] =

гО, если задача не встречается в процессе bpj (.1, если встречается в процессе bpj хотябы 1 раз'

(9)

количество возможных пар задач при этом:

пр = - 1). 1=1

Тогда задачи к и I считаются связанными, если для каждого коэффициент парности Р[кду 1 и хотя бы для одного Ьру коэффициент парности Р[кД,] = 2.

Если задачи связаны, то их целесообразно объединять в один сервис, иначе несвязанные задачи желательно оформлять в виде самостоятельных сервисов.

На основе обобщенных моделей ИС на базе сервисно-ориентировнной архитектуры, сформирована модель информационной системы управления персоналом (рис.2).

Информационная система управления персоналом]

Корпоративная сервисная шина

Сервисы учетного уровня

□ Ведение оргструктуры ;

О_предприятия

Ведение штатого расписания

Табельный учет

-О

Сервисы расчетного уровня

Расчет заработной платы

Расчет командировочных _расходов_

У Расчет больничных и у отпускных листов

Сервисы управления человеческими ресурсами

Планирование н _

подбора персонала

[Управление кадровы резервом

-о-

Управление 'мотивацией персонала

О

правление обучением персонала

Доступ сотрудников к кадровой информации

Оценка и аттестация ^ персонала

¿Анализ эффективности г1 персонала

Ц Определение Ч компетенций Г_сотрудников_

Модуль оркестровки сервисов

Реестр сервисов

-о

Бизнес-процессы

Управление штатным расписанием

п Развитие оргструктуры предприятия

^Формирование команды на новый б из нес-проект

Формирование программы обучения персонала

Реорганизация производственного отдела

-О О -О

-см

-О:

Рис. 2. Модель информационной системы управления персоналом

Модель охватывает все рассмотренные ранее уровни управления персоналом. Представлены базовые сервисы различных уровней, а также варианты бизнес-процессов.

В четвертой главе рассмотрены особенности практической реализации систем управления персоналом на основе сервисно-ориентированной архитектуры. Представлены основные технологические аспекты разработки сервисно-ориентированных ИС. Осуществлен выбор программных средств, реализующих эти технологии.

Выполнена программная реализация ИС управления персоналом на основе разработанных моделей (рис. 3). Информационная система осуществляет поддержку бизнес-процесса «Управление штатным расписанием», для которого разработаны следующие сервисы: сервис «Ведение штатного расписания», сервис «Табельный учет», сервис «Расчет заработной платы», сервис «Оценка и аттестация персонала» и сервис «Анализ эффективности персонала».

Информационная системе управления персоналом 1_

Корпоративная сервисная шина (Open ESS)

Сервисы учетного уровня

Ведение штатного расписания

Табельный учет

к>

wsol

К>

wsdl

Сервисы расчетного уровня

Расчет зара ботко й -0е?

' wsdl

Сервисы управления человеческими ресурсами

Оценка и аттестация

персонала wsoi

^Анализ эффективности г персонала wsol

Модуль оркестровки сервисов

■6

Реестр сервисов

О-'

Бизнес-процессы

Управление штатным расписанием

НСН

W5BL

Рис. 3. Модель разработанной информационной системы управления

персоналом

Для реализации ИС управления персоналом использована корпоративная сервисная шина Open ESB, построенная на базе сервера приложений GlassFish и интегрированная со средствами среды разработки NetBeans. Open ESB является программным приложением с открытым кодом и распространяется под лицензией CDDL. Open ESB поддерживает технологии BPEL, WSDL, SOAP, а также включает в себя механизмы, соответствующие спецификации Java Business Integration. Для организации бизнес-процессов в состав платформы OpenESB включен компонент для визуального проектирования бизнес-процессов — BPEL-дизайнер.

Интерфейсы разработанных сервисов и бизнес-процесса описаны на языке WSDL. Функциональная часть web-сервисов написана на языке программирования Java, в соответствии со спецификацией Java ЕЕ. Посредством языка BPEL описан бизнес-процесс, предназначенный для управления штатным расписанием предприятия.

В приложении к диссертации приведен исходный программный код разработанных сервисов и бизнес-процесса «Управление штатным расписанием».

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

По результатам проделанной работы сделаны следующие выводы:

1. Решена актуальная научно-практическая задача, заключающаяся в разработке моделей и систематизации инструментальных средств прикладной информационной системы, основанной на сервисно-ориентированной архитектуре программных решений, что позволяет сократить временные и финансовые издержки при осуществлении масштабирования и интеграции прикладной ИС с другими разнородными ИС.

2. Исследованы задачи построения архитектуры прикладных информационных систем уровня предприятия и проанализированы современные подходы к их решению для определения преимуществ сервисно-ориентированной архитектуры при разработке ИС управления персоналом.

3. Проведен анализ бизнес-процессов управления персоналом и определены особенности построения ИС для их автоматизации.

4. Разработана модель определения эффективности различных вариантов реализации прикладных информационных систем, на основании которой представлены преимущества сервисно-ориентированной архитектуры при разработке ИС управления персоналом.

5. Разработана модель ИС управления персоналом на основе сервисно-ориентированной архитектуры, построенная на базе сформированной обобщенной модели информационных систем.

6. Разработан метод выделения сервисов при организации бизнес-процессов в информационных системах, строящихся с применением сервисно-ориентированной архитектуры.

7. Осуществлена программная реализация бизнес-процесса «Управление штатным расписанием» в информационной системе управления персоналом, построенной с применением разработанных моделей.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Костров, И.А. Web-ориентированные сервисы в разработке и эксплуатации информационной системы / И.А. Костров // Динамика сложных систем - XXI век. Научный рецензируемый журнал. / М.: Издательство «Радиотехника», №3,2012. - С. 77-79.

2. Костров, И.А. Сервисно-ориентированная архитектура приложений как средство организации распределенных систем в среде слабоструктурированных данных / И.А. Костров, Е.Е. Ковшов // Вестник МГТУ «СТАНКИН». Научный рецензируемый журнал. - М.: МГТУ «СТАНКИН», №3(22), 2012. - С. 140-144.

3. Костров, И.А., Построение и реализация информационной системы для управления персоналом промышленного холдинга / И.А. Костров, Е.Е. Ковшов // Современные проблемы науки и образования. - 2012. — № 6. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.science-education.ru/106-7615 (дата обращения: 04.12.2012).

4. Костров, И.А. Разработка информационной системы промышленного предприятия на основе сервисно-ориентированной архитектуры / И.В. Баранова, И.А. Костров, Нгуен Хунт Зунг, Нгуен Ван Тхань // Экономика и менеджмент систем управления. Научно-практический журнал. - Воронеж: Изд. «Научная книга», №4.3(6), 2012. - С. 311-315.

В других изданиях:

5. Костров, И.А. Инновационный подход в разработке прикладной информационно-аналитической системы / И.А. Костров // Задачи системного анализа, управления и обработки информации: Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 3 под общ. ред. Е.В. Никульчева. - М.: МГУП, 2010. - С. 62-65.

6. Костров, И.А. Инновационный подход к построению оптимизационной модели бизнес-процессов для определения объемов финансирования проектов / И.А. Костров // Инновации в экономике - 2010. Материалы

научной конференции молодых ученых и студентов. - М: ИЦ МГТУ «СТАНКИН», 2010. - С. 84-86.

7. Костров, И.А. Многокритериальная оценка эффективности построения информационной среды предприятия в условиях открытой архитектуры / И.А. Костров // Инновации в экономике — 2011. Материалы научной конференции молодых ученых и студентов. - М: ИЦ МГТУ «СТАНКИН», 2011. - С. 76-77.

8. Костров, И.А. Определение эффективности подходов к построению информационной среды предприятия путем решения многокритериальной задачи максимизации / И.А. Костров // Сборник докладов XIV научной конференции МГТУ «СТАНКИН» и «Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ «СТАНКИН» по математическому моделированию и информатике. М: ИЦ МГТУ «СТАНКИН», 2011. - С. 243-246.

9. Костров, И.А. Многокритериальная оценка эффективности при построении информационной среды предприятия / И.А. Костров // Прикладная информатика и математическое моделирование: Межвузовский сборник научных трудов. - М.: МГУП им. Ивана Федорова, 2011.-С. 124-129.

10. Костров, И.А. Автоматизация бизнес-процессов машиностроительного предприятия на основе сервисно-ориентированной архитектуры программных решений / И.А. Костров // Материалы всероссийской молодежной конференции Инновационные технологии в машиностроении (ИТМ-2011). Сборник докладов. - М.: МГТУ «СТАНКИН», 2011.-С. 190-195.

11. Костров, И. А. Сервисно-ориентированная архитектура приложений как средство организации распределенных медиасистем / И.А. Костров // Научно-техническая международная молодежная конференция «Системы, методы техника и технология обработки медиаконтента». Сборник тезисов. - М.: МГУП, 2011. - С. 54.

12. Костров, И.А. Разработка системы поддержки принятия решений в сфере ценообразования в строительстве на основе сервисно-ориентированного подхода / И.А. Костров // Инновации в экономике -2012. Материалы научной конференции молодых ученых и студентов. — М: ИЦ МГТУ «СТАНКИН», 2012. - С. 82-84.

13. Костров, И.А. Обработка и анализ информации в распределенных медиасистемах / И.А. Костров // Конкурентоспособность предприятий и организаций: сборник статей IX Всероссийской научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2012. - С. 65-68.

14. Костров, И.А. Архитектура программной среды облачных вычислений при организации информационных систем финансово-экономического профиля / И.А. Костров // Повышение управленческого, экономического, социального и инновационно-технического потенциала предприятий, отраслей и народохозяйственных комплексов: сборник статей IV Международной научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2012. - С. 75-78.

15. Костров, И.А. Разработка прикладных информационных систем на основе веб-сервисов / И.А. Костров // Информационно-вычислительные технологии и их приложения: сборник статей XVI Международной научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2012.-С. 32-36.

16. Костров, И.А. Модель распределенной медицинской информационной системы на базе сервисно-ориентированной архитектуры / И.А. Костров // Менеджмент: управление в социальных и экономических системах: сборник статей IV Международной научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2012. - С. 152-156.

Подписано в печать 16.04.2013 Формат А5 Бумага 80 г/м2 Тираж 100 экз. Отпечатано ООО «РВК.ру» г. Москва, ул. Бутырский вал, 48