Теоретические основы построения информационных систем

Теоретические основы построения информационных систем. Создание логистических информационных систем. При рационализации логистических процессов в прошлом основное внимание, как правило, уделялось физическому подъемно-транспортному процессу.

Сегодня внимание все более обращается на информационный поток, при помощи которого планируют материальный поток, управляют им и контролируют его. Улучшение информатики и организации нередко может принести больший эффект, чем технические инновации.

Каждое движение материалов связано с передачей информации. Некоторые сообщения опережают груз, авизируют его прибытие. Информационное опережение позволяет получателю своевременно подготовить его приемку.

Другие данные сопровождают груз, они характеризуют вид и количество товаров, отправителя, получателя и владельца, обращают внимание на опасные свойства товара. Третий вид информации следует за материальным потоком и часто идет в обратном направлении (подтверждение приема, фактурирование, предъявление рекламаций, дополнительные заказы, запросы и т.п.). Информационный поток бывает более сложным, чем материальный, он охватывает и такие подразделения предприятия, через которые материал прямо не проходит.

Информация становится логистическим производственным фактором. Благодаря ей может сократиться складирование (лучшее управление запасами, согласованность действий поставщика и потребителя, замена складирования готовой продукции складированием полуфабрикатов и сырья). Благодаря информации удается также ускорить транспортировку (согласованность всех звеньев транспортной цепочки). Недостаток своевременной информации вызывает накопление материала, поскольку неуверенность потребителя, как и неуверенность поставщика, обычно вызывает желание подстраховаться.

Рынок предъявляет предприятиям значительные требования. Надо все быстрее модернизировать продукцию, лучше владеть ценами, учитывать расходы, анализировать эффективность отдельных заказов и продуктов. От крупносерийной продукции «для складирования» (по усмотрению производителя, т.е. конкретных заказов в момент запуска производства) в ряде отраслей все чаще переходят к штучному производству по конкретным заказам с быстрыми поставками.

Чтобы предприятие могло оперативно реагировать на требования рынка, ему необходимо повысить: прозрачность деятельности (надо располагать актуальными данными о состоянии и тенденциях развития рынка); гибкость (изменения требований рынка надо быстро внедрять в производство); эффективность (требования рынка должны выполняться с предельно низкими издержками, чтобы предприятие выдерживало конкуренцию). Информационная техника может значительно способствовать выполнению этих требований.

Определенного роста эффективности можно достичь и с помощью локальных вычислительных систем, но прозрачность и гибкость значительно повышаются лишь в результате применения интегрированных информационных и управленческих систем, которые «перешагивают» границы между подразделениями предприятия. Интеграция информационных процессов означает. Что любая информация подготавливается и записывается в базу данных только один раз, причем она может использоваться для разных целей.

Информационные процессы взаимоувязаны и взаимодействуют через посредство единой базы данных. Содержание и структуру всей базы данных поэтому надо проектировать совместно с учетом требований всех информационных систем предприятия. [3] Информационные системы обеспечивают подготовку, ввод, хранение, обработку, контроль и передачу данных. Они отличаются иерархической структурой. Степень их автоматизации обычно относительно высока. Информационные системы бывают реализованы как сеть взаимосвязанных вычислительных машин разной величины и абонентских пунктов (терминалов). Их подсистемы выполняют функции на различных уровнях управления, как правило, используя общий банк данных.

Информацию все более высокого уровня получают сжатием данных из детальной базы более низких уровней. Детальные данные передаются на более высокий уровень только в случае значительных отклонений от требуемого или ожидаемого состояния. [2] Логистические информационные системы представляют собой соответствующие информационные сети, начинающиеся с дневных требований заказчиков (представляющих чисто стохастическую величину), распространяющиеся через распределение и производство до поставщиков.

Эти системы обычно разделяются на три группы. Информационные системы для принятия долгосрочных решений о структурах и стратегиях (так называемые плановые системы). Они служат главным образом для создания и оптимизации звеньев логистической цепочки. Для плановых систем характерна пакетная обработка задач. Информационные системы для принятия решений на среднесрочную и краткосрочную перспективу (так называемые диспозитивные или диспетчерские системы). Они направлены на обеспечение отлаженной работы логистических систем.

Речь идет, например, о распоряжении (диспозиции) внутризаводским транспортом, запасами готовой продукции, обеспечении материалами и подрядными поставками, запуске заказов в производство. Некоторые задачи могут быть обработаны в пакетном режиме, другие требуют интерактивной обработки (on- line) из-за необходимости использовать как можно более актуальные данные.

Дипозитивная система подготавливает все исходные данные для принятия решений и фиксирует актуальное состояние системы в базе данных. Информационные системы для исполнения повседневных дел (так называемые исполнительные системы). Они используются главным образом на административном и оперативном уровнях управления, но иногда содержат также некоторые элементы краткосрочной диспозиции. Особенно важны для этих систем скорость обработки и фиксирование физического состояния без запаздывания (т.е. актуальность всех данных), поэтому они в большинстве случаев работают в режиме on-line. Речь идет, например, об управлении складами и учете запасов, подготовке отправки, оперативном управлении производством, управлении автоматизированным оборудованием.

Управление процессами и оборудованием требует интеграции информационных систем коммерческого характера и систем управления автоматикой. [3] Создание информационных систем требует системного мышления.

Структура логистической системы предприятия, материальный поток, обеспечивающие логистические, информационные системы взаимосвязаны и взаимозависимы. Чтобы логистические информационные системы могли обеспечить требуемую эффективность логистических процессов, их надо интегрировать вертикально и горизонтально. Вертикальная интеграция - связь плановых, диспозитивных и исполнительных систем. Под горизонтальной интеграцией понимается связь отдельных комплексов задач в диспозитивных и исполнительных системах.

Главную роль во всей архитектуре логистических систем играют диспозитивные системы, которые определяют требования к соответствующих исполнительным системам. Вычислительная техника также применяется в отдельных звеньях логистической цепочки для управления сложными техническими процессами и для контроля за ними. В области экономического контроля, наоборот, роль регулятора (прерогативу принятия решений) оставляет за собой человек, а вычислительная техника предоставляет ему нужную информацию.

Для управления оперативными логистическими процессами и для контроля за ними важным является диалог с ЭВМ в режиме on-line, который позволяет минимизировать время реакции регулятора. Для экономического контроля часто достаточно периодической пакетной обработки данных. Благодаря миниатюризации и удешевлению вычислительной техники становится возможной ее децентрализации, т.е. приближение к рабочим местам.

Децентрализация ЭВМ позволяет существенно сократить объем передачи данных. Ряд данных о логистических процесса можно обрабатывать автономно прямо в данном подразделении, например, на складе. Принципиальной идеей создания децентрализованных баз данных является возможность принимать решения на месте при информационной связанности всех децентрализованных подразделений. Взаимная связь средств вычислительной техники на территории предприятия или между несколькими близко расположенными частями предприятия (например, в одном городе) реализуется, как правило, стационарной линией, предназначенной только для этой цели. У передвижных средств и у бортовых вычислительных машин некоторая часть трассы линии связи бывает беспроволочной.

ЭВМ и абонентские пункты соединяются в так называемые локальные сети (LAN - Lokal Area Networks). Отдаленные предприятия соединяются при помощи глобальной коммуникационной сети (WAN - Wide Area Network), которая обычно использует сеть общего назначения, эксплуатируемую почтой.

Ограничивающим фактором для применения ЭВМ в последние годы становится сложность создания программного обеспечения. Поэтому обычно стремятся, с одной стороны, рационализировать и повысить производительность труда программистов, с другой стороны, создавать пакеты прикладных программ широкого применения, пригодных для разных (особенно персональных) ЭВМ и относительно легко адаптируемых к конкретным условиям пользователя. По оценкам специалистов, на логистические информационные системы приходится 10-20% всех логистических издержек.

Цены аппаратного оборудования в мире быстро понижаются; растет отношение производительности ЭВМ к их цене. Несколько лет назад отношение стоимости аппаратного оборудования к программному обеспечению составляло около 1:3; вес программного обеспечения в этом соотношении неустанно растет как из-за увеличения масштаба и сложности информационных систем, так и из-за удешевления аппаратного оборудования. Для построения логистических информационных систем на базе ЭВМ важны следующие принципы: нужно стремиться к модулярной структуре систем как в аппаратном оборудовании, так и в программном обеспечении; надо обеспечить возможность поэтапного создания системы; очень важным является четкое установление мест стыка; нужно обеспечить гибкость системы с точки зрения специфических требований конкретного применения; ведущую роль играет приемлемость системы для пользователя диалога «человек-машина». При проектировании информационных систем возникает опасность сохранения традиционных процессов, в то время как необходимо добиться коренных изменений в организации.

Надо иметь в виду, что вычислительные системы не являются универсальным лекарством от плохо управляемых операций.

Кроме того, при неконтролируемом использовании новых информационных технологий легко возникает разлив излишней информации и в результате возрастает стоимость обработки данных без заметного эффекта для предприятия. Недостаточная эффективность информационных систем может иметь и другие причины: например, организационные барьеры между подразделениями предприятия, низкое качество (по критериям «верность» и «актуальность») данных, неподготовленность подразделений предприятия к внедрению системы. [1] Стратегическое планирование информационной системы включает следующие шаги: определение подразделений предприятия, которые будут включены в интегрированную информационную систему (также с учетом перспективы); грубый проект функциональных областей информационной системы и соотношений между ними; определение важных для работы предприятия объектов (заказчики, поставщики материалов, деталей и т.п.) и их отображение в информационной системе (это наиболее сложная задача стратегического планирования, тесно связанная с предыдущим шагом); определение возможностей использования функциональных областей системы в различных подразделениях предприятия и оценка ожидаемого эффекта; установление правил для архитектуры и технической реализации подсистем и соединяющих звеньев, создаваемых собственными силами; установление общих, независимых от функций правил и форматов для передачи данных между функциональными областями информационной системы; установление параметров для вычислительной техники (аппаратное оборудование, операционная система, система управления данными, иерархические уровни ЭВМ, технические методы передачи); разработка проекта реализации (приоритеты, сроки и т.д.). Стратегический общий план создается в течение нескольких месяцев.

Необходима его ежегодная актуализация с учетом нового опыта реализации отдельных проектов, изменений в рыночной среде и дальнейшего развития информационной техники.

Для создания стратегического общего плана рекомендуется образование немногочисленной группы специалистов по информатике и сотрудников пользовательских подразделений. Решающей предпосылкой успешной работы такой группы является поддержка руководства предприятия; оно формулирует цели и контролирует ход работ.

Ситуативное действие означает быстрое реагирование на внешние события (например, на изменения на рынке, технические новшества, организационные или персональные изменения на предприятии), т.е. начало работы над соответствующим проектом.

Решение принимается на основе ситуации в настоящий момент, оно не зависит от долгосрочного планирования. Однако в благоприятном случае можно сформулировать проект так, чтобы он покрыл предусмотренную в стратегическом плане функциональную область, или в худшем случае включить новый проект в общий план. Ситуативное действие также подразумевает проверку появившегося на рынке нового стандартного программного обеспечения на совместимость, со стратегическим общим планом и на его применимость без учета предусмотренных в плане приоритетов.

Комбинирование стратегического общего планирования информационной системы с ситуативным действием позволяет принимать решения об отдельных проектах гибко и с учетом потребностей отдельных подразделений, но без возникновения изолированных, несогласованных частных решений. 1.2. Виды логистических информационных систем.

Логистические информационные системы подразделяются на три группы: плановые; диспозитивные (или диспетчерские); исполнительные (или оперативные). Логистические информационные системы, входящие в разные группы, отличаются как своими функциональными, так и обеспечивающими подсистемами.

Функциональные подсистемы отличаются составом решаемых задач.

Обеспечивающие подсистемы могут отличаться всеми своими элементами, т.е. техническим, информационным и математическим обеспечением. Остановимся подробнее на специфике отдельных информационных систем. Плановые информационные системы. Эти системы создаются на административном уровне управления и служат для принятия долгосрочных решений стратегического характера. Среди решаемых задач могут быть следующие: создание и оптимизация звеньев логистической цепи; управление условно-постоянными, т.е. малоизменяющимися данными; планирование производства; общее управление запасами; управление резервами и другие задачи.

Диспозитивные информационные системы. Эти системы создаются на уровне управления складом или цехом и служат для обеспечения отлаженной работы логистических систем. Здесь могут решаться следующие задачи: детальное управление запасами (местами складирования); распоряжение внутрискладским (или внутризаводским) транспортом; отбор грузов по заказам и их комплектование, учет отправляемых грузов и другие задачи.

Исполнительные информационные системы. Создаются на уровне административного или оперативного управления. Обработка информации в этих системах производится в темпе, определяемом скоростью ее поступления в ЭВМ. Это так называемый режим работы в реальном масштабе времени, который позволяет получать необходимую информацию о движении грузов в текущий момент времени и своевременно выдавать соответствующие административные и управляющие воздействия на объект управления.

Этими системами могут решаться разнообразные задачи, связанные с контролем материальных потоков, оперативным управлением обслуживания производства, управлением перемещениями и т.п. Выше рассмотрены особенности информационных систем различных видов в разрезе их функциональных подсистем. Но, как уже отмечалось. Различия имеются и в обеспечивающих подсистемах. Остановимся подробнее на характерных особенностях программного обеспечения плановых, диспозитивных и исполнительных информационных систем.

Создание многоуровневых автоматизированных систем управления материальными потоками связано со значительными затратами, в основном в области разработки программного обеспечения, которое, с одной стороны, должно обеспечить многофункциональность системы, а с другой - высокую степень ее интеграции. В связи с этим при создании автоматизированных систем управления в сфере логистики должна исследоваться возможность использования сравнительно недорогого стандартного программного обеспечения, с его адаптацией к местным условиям.

В настоящее время создаются достаточно совершенные пакеты программ. Однако применимы они не во всех видах информационных систем. Это зависит от уровня стандартизации решаемых при управлении материальными потоками задач. Наиболее высок уровень стандартизации при решении задач в плановых информационных системах, что позволяет с наименьшими трудностями адаптировать здесь стандартное программное обеспечение. В диспозитивных информационных системах возможность приспособить стандартный пакет программ ниже. Это вызвано рядом причин, например: производственный процесс на предприятиях складывается исторически и трудно поддается существенным изменениям во имя стандартизации; структура обрабатываемых данных существенно различается у разных пользователей.

В исполнительных информационных системах на оперативном уровне применяют, как правило, индивидуальное программное обеспечение. 1.3. Принципы построения логистических информационных систем.

В соответствии с принципами системного подхода любая система сначала должна исследоваться во взаимоотношении с внешней средой, а уж затем внутри своей структуры. Этот принцип, принцип последовательного продвижения по этапам создания системы, должен соблюдаться и при проектировании логистических информационных систем. С позиций системного подхода в процессах логистики выделяют три уровня. (рис.1) Рис. 1. Уровни в процессах логистики с позиций системного подхода. Первый уровень - рабочее место, на котором осуществляется логистическая операция с материальным потоком, т.е. передвигается, разгружается, упаковывается и т.п. грузовая единица, деталь или любой другой элемент материального потока.

Второй уровень - участок, цех, склад, где происходят процессы транспортировки грузов, размещаются рабочие места. Третий уровень - система транспортирования и перемещения в целом, охватывающая цепь событий, за начало которой можно принять момент отгрузки сырья поставщиком.

Оканчивается эта цепь при поступлении готовых изделий в конечное потребление. В плановых информационных системах решаются задачи, связывающие логистическую систему с совокупным материальным потоком. При этом осуществляется сквозное планирование в цепи «сбыт - производство - снабжение», что позволяет создать эффективную систему организации производства, построенную на требованиях рынка, с выдачей необходимых требований в систему материально-технического обеспечения предприятия. Этим плановые системы как бы «ввязывают» логистическую систему во внешнюю среду, в совокупный материальный поток.

Диспозитивные и исполнительные системы детализируют намеченные планы и обеспечивают их выполнение на отдельных производственных участках, в складах, а также на конкретных рабочих местах. В соответствии с концепцией логистики информационные системы, относящиеся к различным группам, интегрируются в единую информационную систему. Различают вертикальную и горизонтальную интеграцию. Вертикальной интеграцией считается связь между плановой, диспозитивной и исполнительной системами посредством вертикальных информационных потоков.

Горизонтальной интеграцией считается связь между отдельными комплексами задач в диспозитивных и исполнительных системах посредством горизонтальных информационных потоков. В целом преимущества интегрированных информационных систем заключается в следующем: возрастает скорость обмена информацией; уменьшается количество ошибок в учете; уменьшается объем непроизводительной, «бумажной» работы; совмещаются разрозненные информационные блоки.

При построении логистических информационных систем на базе ЭВМ необходимо соблюдать определенные принципы. Принцип использования аппаратных и программных модулей. Под аппаратным модулем понимается унифицированный функциональный узел радиоэлектронной аппаратуры, выполненный в виде самостоятельного изделия. Модулем программного обеспечения можно считать унифицированный, в определенной степени самостоятельный, программный элемент, выполняющий определенную функцию в общем программном обеспечении.

Соблюдение принципа использования программных и аппаратных модулей позволит: обеспечить совместимость вычислительной техники и программного обеспечения на разных уровнях управления; повысить эффективность функционирования логистических информационных систем; снизить их стоимость; ускорить их построение. Принцип возможности поэтапного создания системы. Логистические информационные системы, построенные на базе ЭВМ, как и другие автоматизированные системы управления, являются постоянно развиваемыми системами. Это означает, что при их проектировании необходимо предусмотреть возможность постоянного увеличения число объектов автоматизации, возможность расширения состава реализуемых информационной системой функций и количества решаемых задач.

При этом следует иметь ввиду, что определение этапов создания системы, т.е. выбор первоочередных задач, оказывает большое влияние на последующее развитие логистической информационной системы и на эффективность ее функционирования.

Принцип четкого установления мест стыка. «В местах стыка материальный и информационный поток переходит через границы правомочия и ответственности отдельных подразделений предприятия или через границы самостоятельных организаций. Обеспечение плавного преодолевания мест стыка является одной из важных задач логистики». Принцип гибкости системы с точки зрения специфических требований конкретного применения.

Принцип приемлемости системы для пользователя диалога «человек - машина». 1.4.