Совершенствование организации и проектирования информационной базы АСУ (на примере отрасли рыбного хозяйства) тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Клыго, Ольга Владимировна

Введение.

Глава I. Анализ автоматизированной системы управления отраслью рыбного хозяйства (АСУОР) и направления совершенствования ее информационной базы.

1.1. Анализ организации системы управления отраслью и ее информационной базы.

1.2. Исследование процессов информационного обмена в

АСУОР.

1.3. Разработка направлений совершенствования информационной базы АСУОР.

Выводы.

Глава 2. Исследование и разработка методологических вопросов формализации определения состава и проектирования структуры информационной базы ОАСУ.

2.1. Анализ подходов к цроектированию информационной базы ОАСУ и разработка требований к ее составу.

2.2. Методологические вопросы определения состава и структуры информационной базы ОАСУ.

2.3. Моделирование процесса определения состава и структуры интегрированной базы данных.

Выводы.

Глава 3. Использование формализованных методов проектирования информационной базы автоматизированной системы сбора и обработки информации о рыбопромысловом флоте (АССОИРФ).

3.1. Характеристика АССОИРФ и использование вероятностно-временных параметров информационных потоков для совершенствования обмена в системе.

3.2. Разработка методических основ и расчет параметров модели определения состава и структуры интегрированной базы данных.

3.3. Технология обработки информации при реализации формализованных методов проектирования информационной базы.

Выводы.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Совершенствование организации и проектирования информационной базы АСУ (на примере отрасли рыбного хозяйства)"

Совершенствование управления экономикой - один из важнейших вопросов экономической политики КПСС, решение которого направлено на постоянное и планомерное повышение благосостояния народа. Данное положение неоднократно подчеркивалось на ХХ1У, ХХУ, ХХУ1 партийных съездах и пленумах ЦК КПСС, в выступлениях руководителей партии и правительства.

Главный путь к качественному сдвигу в производительных силах советского общества, отмечалось на июньском (1983 г.) Пленуме ЦК КПСС, - переход к интенсивному развитию всех■отраслей экономики, соединение на деле преимуществ социалистического строя с достижениями современной науки и техники, непрерывное улучшение методов управления и хозяйствования. "Обеспечить хорошо отлаженную, бесперебойную работу всего хозяйственного механизма, - сказал в речи на Пленуме товарищ Ю.В.Андропов, - это и потребность сегодняшнего дня, и программная задача на будущее. Это составная часть общего процесса совершенствования нашего общественного строя" [4].

Осуществляемая в настоящее время долгосрочная программа совершенствования методов организации и техники управления народным хозяйством предполагает использование автоматизированных систем управления различных уровней. Совершенствование методов разработки автоматизированных систем управления с целью повышения их научно-технического уровня и экономической эффективности является одной из важнейших задач, стоящих перед современной наукой и практикой. В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года", принятых ХХУ1 съездом КПСС, признано необходимым ". совершенствование вычислительной техники, ее элементной базы и математического обеспечения, средств и систем сбора, передачи и обработки информации" [2, с.14б].

В.И.Ленин отмечал: "Чем выше развивается техника, тем более вытесняется ручной труд человека, заменяясь рядом все более и более сложных машин [I, с.ЮО].

Б настоящее время в народном хозяйстве введено в действие 5097 систем различного назначения, в том числе АСУТП - 2040, АСУП -1380, ОАСУ - 279 . В результате их функционирования получен экономический эффект в размере 3,8 млрд.рублей [59, с.3].

В десятой пятилетке большое внимание уделялось созданию отраслевых автоматизированных систем управления (ОАСУ). За это время введено в действие более 150 ОАСУ союзных, союзно-республиканских и республиканских министерств и ведомств. В их число входят 29 министерств и ведомств, которые развивают ранее созданные ОАСУ, внедряя вторые и третьи очереди систем [64]♦

Необходимость совершенствования и повышения эффективности существующих и разрабатываемых АСУ обусловлено диалектической закономерностью возникновения противоречий между непрерывно развивающейся экономикой и системой управления ею и выдвигает требование дальнейшего ведения исследований в области их проектирования и внедрения.

Одной из важнейших задач, возникающих при проектировании АСУ, является совершенствование информационного обеспечения (И0) систе мы управления. Наиболее перспективным путем решения этой проблемы можно считать организацию информационного обеспечения на основе применения концепций баз данных (БД).

Повышение роли информационного обеспечения АСУ одновременно означает и повышение требований к нему с точки зрения возрастания оперативности, качества и достоверности информации. В связи с этим чрезвычайно важным вопросом является рациональная организация информационной базы (ИБ) автоматизированной системы управления. В

- б условиях широкой интеграции обработки данных это представляет собой достаточно сложную научную и практическую задачу, требующую своего скорейшего разрешения.

Состав и структура данных информационной базы существенным образом влияют на технологию ее организации, ведения и, в конечном итоге, на эффективность и качество решения задач управления. На варианты организации информационной базы влияет множество взаимосвязанных факторов, основными из которых являются объемные, динамические характеристики данных (активность, обновляемость), требования к режимам использования информации в запросах пользователей, программные средства организации данных и технические средства их обработки и т.д.

В процессе выбора рационального варианта организации информационной базы АСУ разработчики сталкиваются с противоречивостью отдельных требований, которые при этом предъявляются: полнота представления данных; минимальность их состава; гибкость структуры данных, обеспечивающая возможность их наращивания и обновления без реорганизации; минимизация времени выборки данных для решения задач управления и др. Это предполагает взаимное согласование всех требований при проектировании информационной базы, что является сложной теоретической задачей.

В настоящее время отсутствуют какие-либо законченные разработки или общепринятые методики, позволяющие найти подход к решению задачи отбора множества данных информационной базы, организация которых целесообразна в виде баз данных. Между тем эта проблема является актуальной и требует своего решения.

Теоретические исследования, а также накопленный опыт в области внедрения автоматизированных банков данных в АСУ показывают, что нецелесообразно и практически невозможно объединить все данные информационной базы внутри одной базы данных. Информационная модель объекта управления, отображением которой является ИБ, имеет сложную структуру, воссоздание которой средствами одной-двух баз данных приводит к разработке нежизнеспособных конструкций с точки зрения поддержания их актуальности, сложности программирования средств обеспечения надежности и обеспечения необходимого времени реакции системы. Так, не всегда эффективно хранить в одной базе данных информацию, характеризующуюся большим объемом и малой частотой использования, с данными, имеющими малый объем и большую частоту использования.

Решение вопроса структуризации ИБ на базы данных и определения их состава является неоднозначным и тесно связано с проблемой целесообразности хранения производных данных либо их вычисления по мере необходимости, которая также еще требует своего теоретического решения.

В состав баз данных ИБ включают, как правило, только первичные данные, отражающие состояние и ход производственных процессов в некоторый момент времени с требуемой точностью и детализацией. Производные данные, получаемые из первичных по соответствующим алгоритмам (например, сводные нормы, отклонения, проценты выполнения объемов работ или брака и т.д.), вычисляются в процессе решения задачи или поступления запросов пользователей, что требует дополнительного расхода машинного времени. Хранение же вычисленных значений производных данных приводит к увеличению объема памяти, занятой хранимыми данными. Таким образом, перед проектировщиками ИБ неизбежно возникает вопрос: хранить или вычислять производные данные, а если вычислять, то в какой момент времени, изменения первичных данных, на основании которых получаются производные данные, или поступления запроса на вццачу производных данных. Поиск путей решения указанной проблемы показал, что данная задача относится к классу оптимизационных и решается неоднозначно в каждом конкретном случае. Обоснованность и правильность решения этой проблемы определяют эффективность организации информационной базы АСУ.

В условиях широкого взаимодействия АСУ различных уровней актуальными являются решения вопросов информационной совместимости элементов таких систем и определения степени централизации и децентрализации обработки в иерархических системах в целом и на каждом их уровне.

Взаимодействие различных АСУ не только создает предпосылки для принятия более обоснованных плановых и других управленческих решений, но может значительно сократить затраты по сбору, подготовке, обработке и хранению данных. Как отмечается в [57, с.бб]: "Для функционирования АСУ во всех ее контурах необходимо значительное расширение нормативно-справочной базы, однако ее ведение в рамках отдельных АСУ в условиях социалистической системы хозяйствования не всегда целесообразно. В связи с этим предстоит решить вопросы формирования распределенной базы данных с учетом функционирования ВЦ КП и АСУ вышестоящих звеньев управления11.

В нашей стране и за рубежом создан ряд систем, выполняющих функции формирования и ведения баз данных, получивших название систем управления базами данных (СУБД). Однако опыт разработки АСУ показал, что использование имеющихся СУБД (ОКА, СИОД, БАНК, СЕДАН, ИНЭС и др.) при проектировании баз данных не решает всех проблем, стоящих перед разработчиками. Большие трудности испытывают разработчики при проектировании интегрированной БД, при выборе оптимального состава и структуры базы данных, позволяющей удовлетворить потребности многочисленных пользователей.

Решение этих вопросов настоятельно требует перехода от интуитивных к формализованным методам проектирования ИБ АСУ. Практическая реализация этого подхода основана на поиске таких методов построения баз данных, которые могут быть объектами типизации.

Актуальность перечисленных вопросов и их недостаточная теоретическая и практическая разработка определили выбор темы диссертации и направления исследований.

Основная цель данной работы состоит в разработке методологических вопросов организации и проектирования информационной базы отраслевой системы управления и на этой основе - предложений и рекомендаций по ее совершенствованию в части определения рационального состава и структуры информационной базы.

В соответствии с поставленной целью в диссертации осуществляется решение следующих задач: исследование и анализ организации информационной базы системы управления отраслью и определение основных направлений ее совершенствования с использованием концепций баз данных; исследование процессов информационного обмена в информационной системе отрасли и разработка методов информационной совместимости ее элементов; исследование и разработка методологических положений определения состава информационной базы; обоснование организационных подходов и разработка формализованных методов определения рациональной структуры информационной базы; разработка методики получения основных параметров модели определения состава и структуры информационной базы; практическая реализация разработанных формализованных методов проектирования на конкретном примере решения задач оперативного учета и анализа работы рыбопромыслового флота.

В качестве объекта исследования в диссертации выбрана информационная база АСУ отрасли рыбного хозяйства, а также процессы анализа и определения состава данных, включаемых в базы данных.

Методологической основой исследования явились труды классиков марксизма-ленинизма, решения съездов и пленумов ЦК КПСС, постановления партии и правительства по вопросам совершенствования управления, создания автоматизированных систем управления, применения математических методов и вычислительной техники для обработки экономической информации в отраслях народного хозяйства.

В процессе выполнения работы были изучены и систематизированы отечественные и зарубежные литературные источники по теории информационных систем и баз данных, машинной обработке экономической информации, общеотраслевые руководящие методические материалы по созданию АСУ, а также привлечен большой фактический материал по теме исследования, материалы симпозиумов, конференций, совещаний и семинаров. Были использованы работы ведущих специалистов отрасли рыбного хозяйства по проблемам управления, методические материалы Государственного комитета СССР по науке и технике, проектные разработки отраслевых научно-исследовательских и проектно-конструктор-ских организаций, а также материалы, отражающие современный уровень и перспективы развития ОАСУ Минрыбхоза СССР (АСУОР).

При разработке основных вопросов диссертации применялись положения теории иерархических систем, математический аппарат теории вероятностей, теории множеств и теории графов, а также методы матричного моделирования и математического программирования.

Проведенное исследование направлено на решение актуальных задач совершенствования организации информационной базы отраслевой системы управления.

Методические положения по совершенствованию информационной базы АСУ, разработанные автором в рамках научно-технической проблемы 0.80.06, утвержденной постановлением № 491/244 ГКНТ и Госплана. СССР от 8.12.81, нашли применение при проектировании информационной базы ОАСУ Минрыбхоза СССР в период ее совершенствования с использованием концепций баз данных и отражены в техническом отчете, депонированном ВНТИЦентром (номер государственной регистрации 81073266).

Основные положения исследования докладывались и были одобрены на Всесоюзной научно-практической конференции "Анализ эффективности и качества проектирования и функционирования АСУ в народном хозяйстве" (Москва, МЭСИ, 1983 г.) и научных конференциях молодых ученых и специалистов МЭСИ (1981 г., 1982 г.), содержатся в тезисах научной конференции "Эффективность, качество и надежность управления экономическими объектами" (Ростов-на-Дону, СКНЦ ВШ, 1983 г.), а также в опубликованных статьях.

Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов по главам, заключения, списка используемой литературы и приложения.

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Клыго, Ольга Владимировна

ВЫВОДЫ

1. Эффективность функционирования АСУОР в целом в значительной степени определяется ее системой оперативного управления -АССОИРФ, структура которой также является иерархической.

2. Расчеты показали, что только изменение характера связей между элементами многоуровневой системы при практически неизменном уровне достоверности приводит к увеличению вероятности своевременного принятия решения на определенном ее объекте на 26%.

3. Установлено, что в условиях ограниченности ресурсов, выделяемых на создание и ведение информационной базы АСУОР, критерий эффективности функционирования системы должен применяться с учетом затрат, связанных с получением необходимой управленческой информации. Рассматриваются вопросы определения критериев оценки и методы практического измерения затрат на получение информации, единицы измерения информационной продукции, на которые следует относить затраты, методы их распределения.

4. Предлагаемый методический подход исходит из определения величины затрат материальных и трудовых ресурсов в расчете на каждую единицу получаемой информации, в качестве которой в работе рассматривается показатель. Определение таких затрат основывается на построении графа взаимосвязи показателей, в котором фиксируются связи между показателями, процессы получения производных показателей. Причем учитываются не только наличие взаимосвязей показателей разных категорий, но и количественные характеристики этих взаимосвязей.

5. Полученные в результате расчетов по предложенному алгоритму данные о затратах на формирование показателей рассматриваемых типов позволяют выяснить конкретные значения (оценки) основных параметров разработанной модели определения состава и рациональной структуры интегрированной базы данных, указать перечень хранимых и вычисляемых показателей, рекомендовать тем самым рациональный уровень избыточности данных в информационной базе.

6. Для первоначального создания и ведения баз данных предложен технологический процесс с использованием СУБД ОКА, включающий основные наиболее характерные процедуры преобразования информации при ее формировании (контроль данных, загрузка БД, стандартное обновление и обновление по запросу, реорганизация БД и др.).

7. Показано, что использование формализованных методов проектирования баз данных обусловливает, кроме разработки стандартных процедур формирования и ведения баз данных, введение дополнительного этапа в технологию организации обработки информации, связанного с особенностями применяемых моделей определения состава и структуры информационной базы.

8. Для осуществления расчетов, позволяющих автоматизировать процесс определения состава и структуры ИБ с применением разработанной модели, предложена методика использования ППП "Линейное программирование в АСУ", позволяющая применить его для решения многокритериальной задачи методом последовательной оптимизации.

9. Результаты экспериментальной апробации предложенной модели показали ее практическую реализуемость. Применение формализованных методов проектирования позволило уменьшить стоимость и трудоемкость разработки ИБ АСУОР при ее совершенствовании на базе ЭВМ третьего поколения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Совершенствование информационного обеспечения АСУ является одним из действенных средств повышения эффективности АСУ.

Проведенные исследования в области совершенствования методов проектирования и создания информационной базы ОАСУ позволили решить ряд методических и прикладных задач, связанных с разработкой и использованием формализованных методов при ее проектировании.

В процессе исследования осуществлен анализ существующих недостатков в построении элементов информационного обеспечения и определены основные направления их комплексного совершенствования с использованием концепций баз данных.

Эффективность функционирования информационного обеспечения в значительной степени зависит от правильного определения информационной потребности руководства. Главной целью этого процесса является выявление состава необходимой информационной базы для задач, решаемых в рамках АСУ, а также их комплексная информационная увязка в единую систему.

Важным условием организации взаимодействия АСУ разных уровней управления народным хозяйством является широкое внедрение общесоюзных классификаторов технико-экономической информации, унифицированных систем документации и словарей, являющихся составными частями информационного обеспечения АСУ. Исследование показало необходимость более полного внедрения имеющихся апробированных теоретических и методологических разработок в этой области.

В результате исследования некоторых направлений использования вероятностных методов для анализа характеристик информационного обмена сделан вывод, что анализ вероятностно-временных характеристик информационного обмена является необходимым инструментом исследования сложных иерархических систем на макроуровне их рассмотрения в случае неопределенности и случайного характера возникновения запросов к данным, расположенным на разных уровнях иерархической системы. Но с точки зрения нужд обработки информации на каждом уровне большое значение имеют не только вероятностные характеристики потоков информации, а анализ и получение числовых и качественных значений некоторого набора переменных, характеризующих экономическую систему и ее среду (это знаково-детерминирован-ная система), плановые, оперативные и отчетные показатели системы.

В результате анализа сложившихся подходов к построению информационной базы АСУ установлено, что наиболее рациональной формой ее организации является сочетание интегрированной (совокупности взаимосвязанных баз данных) и локальных частей.

Обобщив сложившиеся на практике варианты, предложена схема, регламентирующая последовательность этапов проектирования и создания информационной базы. В результате ее анализа выделены важнейшие теоретические и практические вопросы совершенствования методологии построения информационной базы на основе разработки формализованных методов проектирования.

На основе рассмотрения факторов, влияющих на структуру базы данных, разработана методика организации информационной базы данных для системы управления отраслью рыбного хозяйства.

Внедрение методики по организации информационной базы позволило уменьшить стоимость и трудоемкость разработки задач функциональных подсистем АСУ, улучшить использование информации в АСУ и, как следствие, качество управления.

Разработанная на основе указанной методики структура информационной базы автоматизированной системы управления позволила обеспечить: требуемую скорость поиска информации, долговременное хранение и многократное обращение к данным с обеспечением необходимой достоверности информации, рациональный уровень избыточности данных, экономичность эксплуатации базы данных.

Исследования показали, что создание АБД - трудоемкий процесс, длящийся в среднем 1-1,5 года. Он включает первоначальное формирование базы данных, составление и отладку программного обеспечения, организационно-распорядительные мероприятия и т.п. Первоначальное формирование осуществляется специально проинструктированным персоналом, затем вьщеляется машинное время для переноса базы данных на машинные носители, корректировка информации и осуществления других действий по подготовке БД к эксплуатации. Первоначальное формирование сложнее, чем постоянное поддержание БД в рабочем состоянии, однако последнее также требует временных и стоимостных затрат на обновление данных. Кроме того, изменение условий эксплуатации БД определяет необходимость ее реорганизации, а именно; перемещения информации по носителям хранения, модификации структур данных и т.п. Следовательно, расходы на поддержку БД увеличивают общие, т.е. абсолютные расходы на технологический процесс обработки информации в автоматизированных системах (его организацию и функционирование). Однако относительная трудоемкость преобразования данных на каждом этапе технологического процесса снижается.

Для первоначального создания и ведения базы данных предложен технологический процесс, включающий основные наиболее характерные процедуры преобразования информации при ее формировании, который дополнен предварительным этапом определения состава и структуры БД.

Совершенствование методологии проектирования информационной базы АС5У является сложной многоаспектной проблемой. В связи с этим данная диссертационная работа не дает исчерпывающего освещения всех вопросов, возникающих в процессе ее решения. Поэтому для всестороннего рассмотрения подходов к ее решению необходимы дополнительные теоретические исследования и практическая реализация полученных результатов. К основным направлениям дальнейших теоретических исследований следует отнести: исследование и разработку критериев целесообразной степени интеграции данных в различных частях информационной базы; разработку методов и средств отображения семантических взаимосвязей информационных единиц предметной области с целью автоматизации проектирования рациональной структуры базы данных; исследование влияния частоты корректировки первичных показателей на качество и эффективность функционирования ИБ; исследование вопросов определения состава и структуры локальных и централизованных баз данных в системе.

Отметим основные результаты работы.

1. Выполнено исследование информационной системы отрасли, позволившее выявить особенности организации ее информационной базы и определить направления ее совершенствования.

2. Проведен детальный анализ способов организации информационной базы АСУ, в результате которого определены требования, предъявляемые к системе, и факторы, влияющие на варианты организации информационной базы и определяющие ее состав и структуру, а также критерии и ограничения существующих оптимизационных моделей структуризации ИБ, особенности их применения и недостатки.

3. Исследованы процессы информационного обмена в информационной системе отрасли на основе изучения его вероятностно-временных характеристик, обоснованы рекомендации по совершенствованию ее структуры и определению состава баз данных на разных ее уровнях.

4. Предложен типовой процесс, регламентирующий последовательность этапов определения состава и структуры информационной базы АСУ, исследованы суть основных процедур и их содержание на каждом этапе.

5. Разработана модель организации интегрированной базы данных, позволяющая определить ее состав и рациональную структуру.

6. Обоснован выбор метода решения многокритериальной задачи определения состава и структуры интегрированной базы данных, реализованный с использованием типовых программных средств.

7. Разработана и апробирована методика определения основных параметров модели и алгоритмы их расчета, заключающиеся в исследовании графа взаимосвязи показателей в соответствии с абстрактным подходом к определению первичных и производных показателей.

8. Обоснована необходимость включения в технологию проектирования баз данных дополнительного этапа, связанного с использованием формализованных методов определения состава и структуры БД.

Результаты, полученные в ходе исследования, могут быть рекомендованы к практическому использованию на предприятиях и в отраслях народного хозяйства при проектировании и совершенствовании информационной базы их АСУ.