Россия
ГРНТИ 20.01 Общие вопросы информатики
ГРНТИ 26.03 Общественно-политическая мысль
ГРНТИ 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
ГРНТИ 44.01 Общие вопросы энергетики
ГРНТИ 45.01 Общие вопросы электротехники
ГРНТИ 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
ГРНТИ 62.01 Общие вопросы биотехнологии
ГРНТИ 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
ГРНТИ 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
ГРНТИ 73.34 Водный транспорт
Для повышения конкурентоспособности машиностроительные предприятия вынуждены постоянно инвестировать средства в развитие IT-архитектуры. Одну из ключевых ролей в управлении IT-архитектурой играет сформированная и действующая бизнес-модель конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) на машиностроительном предприятии. Наличие на машиностроительном предприятии действующих информационных систем, участвующих в КТПП, требует принятия обоснованных решений при изменении IT-архитектуры. Важно, чтобы такие изменения были внедрены в бизнес-процессы на основании количественных показателей, которые при проведении гармонизации IT-архитектуры учитывали бы все интересы машиностроительного предприятия в управлении КТПП. Множество интересов различных участников бизнес-процессов, исходя из теории игр, требует нахождение и выбор таких решений, которые оптимально устроили бы всех, и предугадать поведение других участников бизнес-процессов этим принятым и реализованным решением – самое важное в условиях неопределенности и неполноты информации. Исследование направлено на формирование и изучение бизнес-модели гармонизации IT-архитектуры машиностроительного предприятия в области управления КТПП. На основании теории игр, где понятие полезности соотносится с выигрышем коллектива в организационно-экономических задачах и может быть представлено в виде экономического эффекта, проведен комплексный анализ факторов бизнес-модели КТПП, влияющих на управление IT-архитектурой машиностроительного предприятия. Рассматривается многофакторная экономико-математическая модель, позволяющая определить количественные показатели для проведения качественного изменения IT-архитектуры. Предложены меры по управлению IT-архитектурой машиностроительного предприятия для достижения гармонизации при моделировании бизнес-модели КТПП в условиях неопределенности, противоречивости интересов и неполноты информации
конструкторско-технологическая подготовка производства, управление машиностроительным предприятием, IT-архитектура предприятия, гармонизация, информационные системы
Введение
Современным машиностроительным предприятиям требуется система управления
IT-архитектурой. Потребность эта возникла после перехода от традиционной экономики к цифровой [1]. Использование информационных систем (ИС) предприятием позволяет повысить операционную эффективность за счет автоматизации рутинных операций [2]. Большое многообразие программного обеспечения и цифровой техники требует перед внедрением автоматизации проведения анализа и принятия решения для осуществления выбора [3, 4].
Многие международные компании имеют в своем штате сотрудников на должности архитектора предприятия [5]. В обязанности такого сотрудника входит обеспечение согласованности решений по внедрению информационных технологий с требованиями бизнеса и потребностями предприятия [6, 7].
IT-архитектура современного машиностроительного предприятия включает в себя большое количество ИС, связанных с организацией бизнес-процессов и формированием бизнес-модели [8, 9]. В целом, управление IT-архитектурой машиностроительного предприятия является новой задачей, которая требует знаний в различных областях науки, таких как экономическая теория, прикладная математика, бизнес-информатика, проектный менеджмент и программная инженерия [5].
Общеметодологические вопросы управления архитектурой предприятия рассматривались в работах таких зарубежных и российских авторов, как М. И. Барабанова, Р. Винтер, М. П. Власов, Дж. А. Захман, И. В. Ильин, Д. В. Кудрявцев, М. М. Ланкхорст, Д. Робертсон, Дж. В. Росс,
Р. Сешионс, Р. Фишер. Их исследования посвящены проблемам, взаимосвязанным с управлением IT-архитектурой предприятий. Однако требуется более детальное изучение методов управления IT-архитектурой машиностроительного предприятия, в достижения гармонизации при построении бизнес-модели конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП).
Цель настоящего исследования заключается в разработке формализованного подхода к организации проектного управления IT-архитектурой машиностроительного предприятия для достижения гармонизации при построении бизнес-модели КТПП в условиях неопределенности, несогласованности интересов и альтернативности, с достижением в результате качественного
и экономического эффекта.
Особенность в управлении IT-архитектурой предприятия заключается в наличии знаний у сотрудников как в области управленческо-экономических дисциплин, так и цифровых технологий.
Для формирования IT-архитектуры машиностроительного предприятия требуется методика рационализации решений для бизнес-процессов, позволяющая обеспечить на операционном уровне достижение стратегических и тактических целей [10].
Для КТПП IT-архитектура состоит из трех взаимосвязанных уровней:
- организационная структура (бизнес-архитектура);
- информационная структура (информационная архитектура);
- технологическая структура (технологическая и техническая архитектура).
Организационная структура представляет собой систему бизнес-процессов, направленных на проведение КТПП машиностроительным предприятием.
Информационная структура обеспечивает информационную поддержку бизнес-процессов, определяется уровнем цифровизации предприятия и программным обеспечением.
Технологическая структура формируется из технических и технологических возможностей производственных площадок, а также средств технологического оснащения и базируются на типах производств. Тип производства определяет виды применяемых технологических процессов.
Выделение трех уровней дает возможность произвести декомпозицию архитектурных моделей для КТПП в соответствии с задачами, а также позволяет выполнить анализ взаимосвязи уровней, выявить «узкие места», усовершенствовать управляемость при проведении изменений, понизить сложность IT-инфраструктуры, повысить ее прозрачность и гибкость.
Кроме того, для достижения гармонизации разделение на уровни позволяет при помощи декомпозиции провести анализ решений по изменению IT-архитектуры машиностроительного предприятия.
Методика проведения исследований
За вектор развития информационных технологий, применяемых в КТПП машиностроительного предприятия, отвечает IT-стратегия [11, 12].
В общем, архитектура предприятия является связующим звеном между потребностями бизнеса и возможностями информационных технологий.
Распространенные системы ERP, предназначенные для сбора, распределения, хранения, обработки и применения информации предприятием, частично решают эти задачи. Модуль СRM, интегрированный в систему ERP, позволяет эффективно взаимодействовать с клиентами предприятия и собирать необходимую информацию.
Аналитически ИС позволяют обработать собранную информацию и предоставить наилучшее решение. Также с появлением функционала SCM в сочетании с CRM ИС способны оптимизировать внешние связи предприятия. При этом появилось разграничение всей системы на два контура:
- внутренний контур erp, или back-office;
- внешний контур erp, или front-office.
Вышеуказанное разграничение было воплощено во втором поколении ERP II [13, 14].
Информационные системы, применяемые в КТПП к 2020 г., увеличились по функционалу, масштабам и сложности информационной инфраструктуры, программы превысили порог обучаемости, возросли расходы на сопровождение, в связи с этим снизилась экономическая эффективность от их внедрения и применения [15].
При проектировании IT-архитектуры предприятия практикующие специалисты отмечают, что существующие рамочные модели IT-архитектуры предприятия являются теоретическими
и сложными в применении на практике [16, 17]. Примером является матрица Захмана для бизнес-процессов КТПП. Однако применение матрицы Захмана (табл. 1) позволяет получить детальное представление с различных точек зрения (участников), тем самым предоставив им взгляд с определенного ракурса на данные, функции, процессы и др.
Таблица 1
Бизнес-процессы КТПП
|
Бизнес-руководители |
– |
Данные (что?) |
Функции (как?) |
Дислокация (где?) |
Люди (кто?) |
Время (когда?) |
Мотивация (почему?) |
– |
|
Планирование |
Конструкторская и технологическая документация |
Воплощение идеи, передача информации |
Территория предприятия |
Конструкторы |
Начало работ |
Изготовление годных изделий, получение прибыли, удовлетворение желаний |
Сфера |
|
|
Менеджер |
Оформленная конструкторская и технологическая документация |
Постановка задачи, контроль выполнения |
Отчеты |
Конструирование, разработка |
План выполнения работ |
Реализация бизнес-плана предприятия |
Модель |
|
|
IT- менеджеры и разработчики |
Архитектор |
Данные по сортаменту, формы базовые элементы |
Удаленного доступа |
В программных продуктах |
Интуитивно понятная |
Мгновенная передача данных |
Выполнение требований ГОСТ, ОСТ |
Модель |
|
Проектировщик |
Таблицы, списки |
Интеграция |
Программные продукты |
В разделах в справочных разделах |
Постоянно |
Интегрированы в систему |
Технологическая модель |
|
|
Разработчик |
Структура данных |
Программный код |
Сетевая |
Архитектура безопасности |
В требуемый период времени |
Внедрение |
Детали |
|
|
– |
Данные |
Работающие программы |
Сеть локальная, сеть Интернет |
Сотрудники конструкторско-техноло-гического отдела |
Рабочее время |
Работающие бизнес |
Работающее предприятие |
|
|
– |
Данные |
Функции |
Сеть |
Люди, |
Время, |
Мотивация |
– |
С применением архитектурного подхода, родоначальником которого считается Дж. Захман (1987 г.) [18, 19] появилась возможность системно оптимизировать IT-архитектуру предприятия и ИС, задействованные в КТПП. Взятая за основу стандартизированная рамочная модель Захмана является шаблоном, который может быть использован при разработках конкретных систем предприятия. Ее особенность в том, что метод построения моделей не определен и не навязываются конкретные инструментальные средства построения, что требует достаточную базу знаний у специалистов (участников группы), которые при помощи модели комплексно сформируют базу знаний в той области машиностроительного предприятия, в которой она применена.
Матрица Захмана позволяет получить детальное представление о бизнес-процессах КТПП машиностроительного предприятия с различных точек зрения и может быть использована при разработке системы КТПП по формированию IT-архитектуры группами специалистов.
Проектное управление формируется потребностью бизнеса, и на каждом этапе свою работу проводит отдельная группа [20]. Заключительным этапом является выбор решения и принятие его к внедрению.
Этапы проектного управления принятия и внедрения решения приведены на рис. 1.
Рис. 1. Схема проектного управления
Потребности бизнеса являются определяющими факторами, а им предшествуют желания потребителей товаров и услуг машиностроительного предприятия.
Инструменты IT-архитектуры позволяют организовать эффективную эксплуатацию ИС
и управление бизнес-процессами.
В табл. 2 проиллюстрированы выгоды от использования IT-архитектуры предприятия для бизнес-процессов КТПП.
В качестве базы знаний об IT-архитектуре выступают модели архитектур, которые позволяют многократно использовать разработанную технологию и модернизировать систему путем изменения компонентов [21].
IT-архитектура способна сформировать на предприятии проекты по типу CRM (управления взаимодействием с клиентами), которые аккумулируют знания о потребителе, историю взаимоотношений с ним, способствуют повышению лояльности потребителя, определяют, таким образом, его дальнейший выбор и рекомендации партнерам.
Необходимо помнить, что при изменении IT-архитектуры некоторые из критериев оценки будут находиться в противоречии; к примеру, удовлетворение всех желаний потребителя IT-решений со стоимостью разработки и внедрения IT-продукта, создание максимально наполненной базы данных с ее безопасностью и сложностью в работе. При этом требуется руководствоваться критериями рациональности.
Таблица 2
Выгоды от использования IT-архитектуры предприятия для бизнес-процессов КТПП
|
Бизнес-процессы |
Информационные технологии |
||||
|
Позволяющие |
Корпоративные выгоды |
В технологических процессах |
Снижающие |
Повышающие гибкость управления информационных технологий на предприятии |
Улучшающие логистические потоки |
|
Повышение эффективности бюджета на информационные технологии за счет увеличения отдачи от инвестиций (использование рационально подобранных программ по цене, стоимости обучения, сопровождения и выполняемым функциям) |
Повышение |
Повышение |
Снижение риска по созданию |
Повышение |
Использование удаленного доступа |
|
Повышение |
Облегчение процедур слияния |
Унификация |
Снижение стоимости разработки, внедрения и сопровождения новых информационных технологий |
Повышение |
Снижение затрат |
|
Увеличение отдачи от проектов |
Унификация |
Формирование базы знаний о технологических процессах |
Управление |
Определение возможности слияния интеграции |
Передача |
|
Повышение |
Формирование базы знаний о бизнесе |
Повышение эффективности взаимодействия работников производственной площадки, конструкторов, технологов |
Формирование решения по созданию оптимально сбалансированного программного продукта |
Облегчение управляемости ИС |
Контроль |
|
Сокращение затрат на рутинные |
Повышение |
Обеспечение |
– |
Улучшение |
Возможность оптимизации компьютерной техники |
|
– |
Снижение зависимости от поставщика и разработчика ИС |
– |
– |
– |
Подбор рационально сбалансированной техники |
|
– |
Снижение зависимости от ключевых сотрудников |
– |
– |
– |
Подбор рационально необходимой техники |
На современных российских машиностроительных предприятиях внедрение и формирование IT-архитектуры должно производиться командой с привлечением специалистов самого предприятия. На рис. 2 представлен алгоритм принятия, согласования и внедрения решения по IT-архитектуре для КТПП машиностроительного предприятия.
|
Применяемые |
|
Бизнес-единица |
|
IT-служба в лице дирекции по IT |
Зона ответственности IT-службы |
Применяемые методики |
||||||||||||||||||||||||||
|
– Участие в интервьюировании; – предоставление документации; – предоставление существующих архитектурных моделей; – постановка целей и задач; – определение требований к системе; – определение количественных показателей; – проведение оценок на соответствие заявленным требованиям новой архитектуры; – проведение парного сравнения альтернатив; – технико-экономическое обоснование; – участие в опытной реализации |
|
|
|
– Проведение интервью с бизнес-структурой; – анализ предоставляемой документации; – изучение архитектурных моделей предприятия; – сбор, систематизация, ранжирование требований; – ресурсное моделирование; – презентация новой архитектуры в виде модели; – апробация архитектуры; – оптимизация целевой функции; – экспертная оценка |
Рис. 2. Алгоритм принятия, согласования и внедрения решения по IT-архитектуре для КТПП
Алгоритм включает четыре этапа.
На первом этапе требуется более подробно изучить и определиться с миссией, моделью
и структурой предприятия.
На втором этапе команда обязана определить вид нового IT-архитектурного решения.
На третьем этапе команда оценивает соответствие решений по IT-архитектуре требованиям (бизнес, удобство, функциональность, масштабируемость, технологичность, надежность
и безопасность), проводит технико-экономическое обоснование. На этом этапе команде необходимо выявить и исключить конфликтные параметры: стандартизация – гибкость системы, доступность информации – защита данных, унификация – кастомизация, сокращение издержек – клиентоориентированность.
На четвертом этапе требуется проведение практической реализации принимаемых решений для подтверждения их эффективности и принятия решения о промышленной эксплуатации.
Результат от принятия решения должен удовлетворять всех участников в равной степени и приводить к общему оптимальному результату (согласно теории игр).
Результаты исследований
Для использования функционала теории игр определим пару (Х, у).
Пусть X = {1, 2, …, n} – это конечное множество заинтересованных лиц в получении максимального экономического эффекта. Функция y – это размер получаемой полезности. Пусть
Vᵢ – это экономические показатели оценки внедрения в i-й группе влияния, i ϵ Х; Sᵢ – это качественные показатели оценки внедрения в i-й группе влияния.
Характеристическая функция определяется экономическим эффектом от внедрения y (X):
где ΔVᵢ – эффект от внедрения в i-группе, обусловленный экономией на текущих издержках, руб.; ΔSᵢ – эффект от внедрения в i-группе, обусловленный повышением качества предоставляемых товаров и услуг, руб.; XC – общие затраты на внедрение и реализацию, равные сумме капитальных затрат на разработку и внедрение (XCh) и эксплуатационных затрат (ХСk) на заданном горизонте оценки, руб.; sᵢ – индекс (весовой коэффициент) значимости i-й группы (зависит от уровня заинтересованности и степени влияния на принятие решения). При внедрении
IT-архитектуры сторонней организацией в качестве капитальных затрат принимаются расчеты
с данной организацией.
При оценке эффективности от внедрения также учитываются сроки разработки, сроки внедрения решения, динамика бизнеса и другие факторы.
Заключение
В результате проведенного исследования IT-архитектуры машиностроительного предприятия в области управления КТПП установлены факторы, характеризующие стадии обсуждения, выбора и внедрения принятого решения по изменению IT-архитектуры.
При применении решения по IT-архитектуре в работе учтены гетерогенность сторон, совместимость информационных технологий и бизнеса, рассогласованность интересов сторон,
неопределенность при принятии решения, нетривиальность оценки эффекта от внедрения.
Результаты настоящего исследования вносят вклад в решение задач согласования интересов бизнеса при разработке IT-архитектуры в рамках проведения КТПП на машиностроительном предприятии.
1. Скоробогатов А. С., Кобзев В. В. КТПП для обеспечения деятельности машиностроительных предприятий в рамках Индустрии 4.0 // Инжиниринг предприятий и управление знаниями (ИП&УЗ-2018): сб науч. тр. XXI Рос. науч. конф. (Москва, 26-28 апреля 2018 г.). М.: Изд-во РЭУ им. Г. В. Плеханова, 2018. 406 с.
2. Скоробогатов А. С., Кобзев В. В. Цифровая трансформация технической подготовки производства на предприятиях ОПК // Управление инновационными и инвестиционными процессами формирования и развития промышленных предприятий в условиях цифровой экономики: сб. науч. тр. Междунар. науч.-практ. конф. (Санкт-Петербург, 27 сентября 2018 г.). СПб.: Изд-во СПбГЭУ, 2018. 250 с.
3. Кобзев В. В., Измайлов М. К. Состояние машиностроительного комплекса, проблемы и особенности воспроизводства основных фондов // Организатор производства. 2017. № 1 (25). С. 69-83.
4. Скоробогатов А. С., Кобзев В. В., Радаев А. Е. Проблемы обоснования эффективности конструкторско-технологических изменений на предприятиях машиностроения // Новая экономическая реальность, кластерные инициативы и развитие промышленности (ИНПРОМ-2016): сб. тр. Междунар. науч.-практ. конф. (Санкт-Петербург, 19-26 мая 2016 г.). СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2016. 612 с.
5. Григорьева А. А. Место и роль бизнес-модели в управлении архитектурой предприятия (на примере сбытовых структур ТНК) // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2016. № 2. С. 14-21.
6. Lankhorst M. Enterprise Architecture at Work. Modelling, Communication, and Analysis. Berlin, Germany: Springer-Verlag, 2013. 338 p.
7. Ильин И. В., Левина А. И., Антипин А. Р. Моделирование бизнес-архитектуры процессной проектно-ориентированного предприятия // Экономика и управление. 2013. № 9 (95). С. 32-38.
8. Кобзев В. В., Радаев А. Е., Кривченко А. С. Математическое моделирование производственных систем: моногр. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2014. 239 с.
9. Кобзев В. В., Радаев А. Е. Инструментарий управления высокотехнологичным производством промышленных предприятий на основе имитационного моделирования // Науч.-техн. вед. Санкт-Петербург. гос. политехн. ун-та. Экон. науки. 2013. № 6-2 (185). С. 138-144.
10. Пустовалова Н. В. Преподавание дисциплины «Архитектура предприятия» в рамках подготовки студентов по направлениям прикладная и бизнес информатика // Инновац. информац. технологии. 2013. Т. 1. № 2. С. 364-369.
11. Sebastian R. Changing roles of the clients, architects and contractors through BIM // Engineering, Construction and Architectural Management. 2011. Vol. 18. N. 2. P. 176-187.
12. Baskerville R., Myers M. D. Special issue on action research in information systems: Making IS research relevant to practice: Foreword // Management Information Systems Research Center, University of Minnesota. 2004. Vol. 28. N. 3. P. 329-335.
13. Болгов Р. В., Васильева Н. А. и др. Информационное общество и международные отношения / под ред. К. А. Панцерева. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2014. 384 с.
14. Питеркин С. В., Оладов Н. А., Исаев Д. В. Точно вовремя для России: практика применения ERP-систем. М.: Альпина, 2002. 368 с.
15. Радаев А. Е., Кобзев В. В. Система показателей для выбора и реализации управленческих решений в высокотехнологичном производстве предприятия машиностроения // Теория и инструментарий развития инновационной экономики в период глобальной рецессии / под ред. А. В. Бабкина. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2011. С. 681-711.
16. Tucci L. Two IT gurus face off on value of enterprise architecture frameworks. URL: https://itknowledgeexchange.techtarget.com/total-cio/two-it-gurus-face-off-on-value-of-enterprise-architecture-frameworks/ (дата обращения: 19.10.2019).
17. Plataniotis G., Kinderen S., Proper H. A. Relating decisions in enterprise architecture using decision design graphs // In Enterprise Distributed Object Computing Conference (EDOC). 17th IEEE International - 2013. P. 139-146.
18. Zachman J. A. A Framework for Information Systems Architecture // IBM Systems Journal. 1987. Vol. 26. N. 3. P. 276-292.
19. Zachman J. A., Sowa J. F. Extending and formalising the framework of information systems architecture // IBM Systems Journal. 1992. Vol. 31. N. 3. P. 590-616.
20. Bourque P., Fairley R. E. Guide to the software engineering body of knowledge (SWEBOK (R)): Version 3.0. IEEE Computer Society Press, 2014. 346 p.
21. Григорьева А. А. Обеспечение согласования интересов при разработке и внедрении ИТ-архитектуры предприятия на основе теоретико-игрового подхода // Соврем. экономика: проблемы и решения. 2018. № 12. С. 33-47.
