УДК 622:681.3 Гончаренко Алексей Николаевич ст. преподаватель кафедры АСУ Московский государственный горный университет
advertisement
УДК 622:681.3 Гончаренко Алексей Николаевич ст. преподаватель кафедры АСУ Московский государственный горный университет РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИНТЕГРАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В БИЗНЕС-ПРОЦЕССЫ ГОРНОПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ WORKING OUT OF IT INTEGRATION TECHNIQUE IN BUSINESS PROCESSES AT THE MINING ENTERPRISE На сегодняшний день информационные технологии (ИТ) играют значительную роль при функционировании горнопромышленных предприятий. ИТ-подразделения стали полноценным фактором, влияющим на конкурентные преимущества и прибыль. Основная специфика горного производства заключается в том, что при подготовке информационного сопровождения производственных бизнес-процессов (БП) должны быть использованы весьма разнородные модели и алгоритмы обработки информации. Это приводит либо к очень большому количеству узкоспециализированных программных продуктов и к необходимости иметь связующие программные компоненты, либо, сложная ИТ-система должна охватывать все информационные аспекты производственной жизни предприятия. В чистом виде эти варианты не встречаются, из-за изначально ограниченные функционально программы развиваются и расширяют сферы своего действия на смежные участки производственного предприятия, либо по причине крайней сложности проектирования, настройки и обслуживания такой системы. Поэтому задача создания структуры информационных технологий, исключающей данные недостатки на горнодобывающем предприятии является весьма актуальной. В работе предложена методика создания оптимальной структуры информационных технологий, внедряемых в производственные бизнеспроцессы горного предприятия, которая позволит повысить эффективность функционирование всего предприятия. Процесс создания структуры информационных технологий осуществлялся в несколько этапов: 1 этап. Формирование множеств проектов программы развития горного предприятия, бизнес-процессов горного предприятия и информационных технологий и определение на основе свойств информационных технологий соответствия проектов программы развития определенным бизнес-процессам горного предприятия и возможностей внедрения каждой информационной технологии в определенный бизнеспроцесс; 17 2 этап. Проведение факторного анализа взаимосвязей показателей эффективности бизнес-процесса и параметров интеграции информационных технологий; 3 этап. Формирование информационного базиса показателей эффективности бизнес-процессов горного предприятия 4 этап. Обоснование выбора информационных технологий для внедрения в бизнес-процессы горнопромышленного предприятия с учетом основных оптимизационных критериев; 5 этап. Определение структуры информационных технологий оказывающих наибольшее влияние на показатели эффективности бизнеспроцессов. На первом этапе в рамках сформированных множеств: проектов PRi PR1 PR2 PR3 , i 1,2,...n программы развития горного предприятия ( PR1 - множество проектов, обеспечивающих выпуск товарной продукции, PR2 - множество проектов, обеспечивающих повышение эффективности деятельности рудника, PR3 - множество проектов для удовлетворения требований государственных органов Bp Bp Bp , j 1,2,...m j 1 2 управления), бизнес-процессов горного предприятия ( Bp1- множество основных бизнес-процессов, Bp2 множество вспомогательных бизнес-процессов) и информационных технологий It k It1 It 2 It3 , k 1,2,...l , где It1-множество реализации ИТ TECHBASE Professional Mining, It 2 - множество реалицации систем диспетчеризации на ГДП, It 3 - множество реализации ИТ Data Mining) с помощью сравнительно-сопоставительного анализа и метода экспертных оценок определялось соответствие проектов программы развития и бизнеспроцессов горного предприятия и устанавливалась возможность внедрения каждой ИТ в определенный бизнес-процесс. Согласованность экспертов определялась с помощью рангового коэффициента конкордации. На втором этапе использование методов системного факторного и корреляционного анализа позволило определить бизнес-процессы горного предприятия, наиболее чувствительных к внедрению информационных технологий. С помощью данных методов проводился предварительный статистический анализ исходных данных, где были определены значимые факторы, определяющие выбор показателей эффективности бизнеспроцессов. Затем методом главных компонент, выражались показатели бизнес-процессов через некоторые факторы. Достаточное число факторов определялось на основе некоторого заданного уровня объясненной дисперсии исходных признаков с помощью факторов (≥70%).[1] Третий этап методики направлен на формирование информационного базиса, построенного на основе методов корреляционного и статистического анализа, куда вошли показатели эффективности бизнеспроцессов горного предприятия, изменение которых наибольшим образом 18 влияют эффективность функционирования горного предприятия в целом. Пусть X xi , x j , i 1...13, j 1...10, k 1,2 - показатели эффективности бизнес-процессов, входящие в информационный базис, тогда для k k X Рэф1i Рэф2 j , i 1,2,...13, j 1,2,...10, множества можно записать следующие показатели эффективности функционирования горнопромышленного предприятия: производственный цикл ГДП, выраженный целевой функцией ИБ ИБ fTБП ( X ) kmin k xi , x j X ; производительность ГДП, выраженная целевой функцией f Q ( X ) max k k xi , x j X ; себестоимость руды, выраженная целевой функцией f C ( X ) kmin k xi , x j X ,. Явный вид этих функций находился методом группового учета аргументов, где определялась зависимость между показателями эффективности функционирования предприятия и показателями эффективности бизнес-процессов, входящих в информационный базис. [2] На четвертом этапе определялись информационные технологии, которые оказывают наибольшее влияние на показатели эффективности бизнес-процессов, входящих в информационный базис. При реализации этого этапа использовались методы Байеса – Лапласа, Ходжа-Лемана, Вальда, Гермейера, Севеджа.[3] Поиск оптимального варианта ИТ производился с учетом соответствия наибольшего количества критериев оптимизации при внедрении определенного варианта информационной технологии в каждый бизнес-процесс горнопромышленного предприятия. Таблица 1 Выбор информационных технологий для интеграции в бизнес-процессы горнопромышленного предприятия Севеджа … Зн11n Зн12n … Зн21n Зн22n … Знk1n Знk2n … Гурвица … … … … … … … … … … Гермейера ИТk Зн112 Зн122 … Зн212 Зн222 … Знk12 Знk22 … Вальла БПk Зн111 Зн121 … Зн211 Зн221 … Знk11 Знk21 … ХоджаЛемана … ИТ11 ИТ12 … ИТ21 ИТ22 … ИТk1 ИТk1 … Критерии оптимизации Вероятность БайесаЛапласа … Кэфn ИТ2 …. БП2 Кэф2 ИТ1 Кэф1 Виды ИТ БП1 Показатели эффективности БП Варианты реализации БП Виды БП и ИТ БЛ11 БЛ12 … БЛ21 БЛ22 … БЛk1 БЛk2 … ХЛ11 ХЛ12 … ХЛ21 ХЛ22 … ХЛk1 ХЛk2 … КВ11 КВ12 … КВ21 КВ22 … КВk1 КВk2 … КГ11 КГ12 … КГ21 КГ22 … КГk1 КГk2 … КГР11 КГР12 … КГР21 КГР22 … КГРk1 КГРk2 … КС11 КС12 … КС21 КС22 … КСk1 КСk2 … P11 P12 … P21 P22 … Pk1 Pk2 … 19 На заключительном этапе методики, используя методы структурнопараметрического синтеза, динамического программирования, определялась структура информационных технологий, состоящих из программных решений, которые оказывают наибольшее влияние на показатели эффективности бизнес-процессов. Оценка методики создания системы информационных технологий проводилась на предприятии, которое осуществляет разработку сульфидного медно-никелевого месторождения. В связи с наличием сложных горно-геологических условий, несовершенством учетной политики на ряде бизнес-процессов, особенностями климатических условий, предприятие на сегодняшний день столкнулось с нерациональным использованием материальных и других производственных ресурсов, что непосредственно сказалось на его финансово-экономических показателях. При реализации методики результаты экспертных оценок показали, что интеграция информационных технологий в большей степени должна реализоваться в рамках проектов, обеспечивающих повышение эффективности деятельности горного предприятия, так как включают в себя проекты, направленные на внедрение ИТ на горном предприятии, так как большинство проектов по реконструкции и техническому перевооружение на сегодняшний день практически невозможны без внедрения ИТ. Факторный анализ показателей эффективности бизнес-процессов позволил выделить бизнес-процессы горнопромышленного предприятия, которые наиболее чувствительны к внедрению ИТ - добычные работы, транспортировка горной массы. Для формирования исходного информационного базиса факторов было выбрано ≥10 исходных показателей бизнес-процессов наиболее чувствительных к внедрению ИТ. На основании анализа статистических данных и обработки исходной информации были рассчитаны коэффициенты корреляции Пирсона и построена корреляционная матрица взаимозависимостей (рис. 1). В исходный информационный базис вошли показатели, коэффициент корреляции между которыми меньше 0,3, то есть взаимосвязь незначима.[4] 20 X1 X 2 X3 X 4 X5 X6 X7 X8 X 9 X 10 . . . X m X1 X2 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 X1 . . 1 0.21 0.03 0.02 0.19 0.14 0.03 0.08 0.55 0.02 . . 0.21 1 X0.17 X0.15 X0.08 X0.17 X0.06 X0.18 X0.81 X0.72 X. . 1 2 1 1 1 1 1 1 1 0.03 X0.17 1 1 0.021 .11 0.003 .14 0.002 .03 0.019 .06 0.014 .04 0.003 .11 0.008 .11 0..55 . 1 0.02 X0.15 0.021 .11 1 1 0.017 .18 0.015 .05 0.008 .03 0.017 .16 0.006 .29 0.018 .23 0..81 . 2 0.19 X0.08 0.003 .14 0.017 .18 1 1 0.011 .14 0.014 .07 0.003 .13 0.006 .11 0.004 .05 0..11 . 3 0.14 X0.17 0.002 .03 0.015 .05 0.011 .14 1 1 0.018 .03 0.005 .02 0.003 .04 0.016 .18 0..29 . 4 0.03 X0.06 0.019 .06 0.008 .03 0.014 .07 0.018 .03 1 1 0.014 .16 0.007 .03 0.013 .63 0..11 . 5 0.08 X0.18 0.014 .04 0.017 .16 0.003 .13 0.005 .02 0.014 .16 1 1 0.003 .06 0.002 .11 0..04 . 6 0.55 X0.81 0.003 .11 0.006 .29 0.006 .11 0.003 .04 0.007 .03 0.03 006 1 1 0.016 .26 0..03 . 7 0.02 X0.72 0.008 .11 0.018 .23 0.004 .05 0.016 .18 0.013 .63 0.002 .11 0.016 .26 1 1 0..06 . 8 . X . 0.55. 0.81. 0.11. 0.29. 0.11. 0.04. 0.03. 006. 11 . 9 . X . 0.02. 0.72. 0.11. 0.23. 0.05. 0.18. 0.63. 0.11. 0..26 1 10 . .. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.85 0. .75 0. .12 0. .21 0. .03 0. .57 0. .25 0. .18 0. .24 0. .39 .. . . . . . . . . . . . X m 0.85 0.75 0.12 0.21 0.03 0.57 0.25 0.18 0.24 . Xm . 0.85 X. 1 0.75 . . 0..020.12 . . 0..72 0.21 . . 0..110.03 . . 0..230.57 . . . 0 . 25 0.05 . . 0..180.18 . . . 0 . 24 0.63 . . 0..110.39 . . . . 0.26 . . .1 .. . 1. .1 . .. 1. 1 . . . 0.39 . . . Xm . 0.85 . 0.75 . 0.12 . 0.21 . 0.03 . 0.57 . 0.25 . 0.18 . 0.24 . 0.39 . . . . 1 . . 1 Рис. 1. Фрагменты корреляционных матриц показателей эффективности бизнес-процессов наиболее чувствительных к внедрению ИТ Таким образом, в ходе прикладного исследования системных связей и полученных закономерностей был построен исходный информационный базис значимых показателей эффективности бизнес-процессов наиболее чувствительных к интеграции ИТ, что позволяет описать влияние этих показателей на эффективность функционирования горнопромышленного предприятия в целом (табл. 2). Таблица 2 Показатели эффективности входящих в информационный базис Бизнеспроцесс Наименова ние показателя Показатели эффективности бизнеспроцесса, входящие в информационный базис Рэф1 , i 1,2,...m, Бизнеспроцесс ИБ i Наименован ие показателя Показатели эффективно сти бизнеспроцесса, входящие в информаци онный базис Рэф2 , j 1,2,...k, ИБ j Добычные работы x11 Объем добычи (факт.) x12 Спис.числ. а/с x12 Фактические потери при добыче первичной руды x22 Загр.кузова x31 Объем добычи (план.) x32 Коэфф вых на лин. Колич. а/с в работе План. к-во рабоч. Смен Коэф. исп. Самосвалов x14 x51 x61 Плановые потери при добыче руды Плановое разубоживание при добыче руды Фактические показатели разубоживания Транспортиро вка горной массы x42 x52 x62 21 Время в движении а/c Количество рейсов в смену на 1 а/с x71 Себестоимость по добыче (руб) x72 x81 Удельная себестоимость по добыче (руб/т) x82 1 9 Численность промышленнопроизводственного персонала (ППП) x92 Объем транспортир овки руды 1 10 Производительность по добыче (т/смену) 2 10 Индекс выполнения планового задания x x x Объем подготовительных выработок (п.м) Объем нарезных выработок Содержание полезного ископаемого в руде 1 x11 1 x12 1 x13 Методом группового учета аргументов определяется зависимость между показателями эффективности функционирования предприятия (табл. 3) В результате проведенного анализа были получены следующие целевые функции Таблица 3 Зависимости целевых функций от показателей эффективности бизнеспроцессов, входящих в информационный базис Коэф. детерминации R2 Регрессионная модель f C ( X ) = 356341,7 – 3307,9 x11 + 12,32( x11 )2 – 2 x91 2 x 92 -3 x1 2 0,102( ) + 194,6 0,29 fQ ( X ) 1 6 x x 2 9 – 6,8310 ( – 0,84 = 3958,78 + 103,05 2 F(m; n)т pур СКО m=7; n=70 0,881 0,061 0,085 0,001 5,05 x14 x 1 x13 + 0,57 m=7; n=70 x11 – 0,942 + 5,18 = 25711 – 96,58 Fнабл 2 10 x 62 x 42 x1 + 0,95 6 – 1,37101 1 x 2 x1 3 x2 x13 – 0,0179 3 5 1 f TБП ( X ) x31 x91 x10 392,32 x 62 ) – ПроверкаF-критерием – 14,45 0,059 0,085 0,001 3,56 m=6; n=70 + 1 x x x1 x1 x2 3,02 11 12 + 88,47 9 +0,79 2 + 1,4310-3 6 0,868 0,059 0,063 0,001 6,52 Методы структурно-параметрического синтеза, динамического программирования и полного перебора позволяют определить структуру информационных технологий, состоящих из ИТ, которые оказывают наибольшее влияние на показатели эффективности бизнес-процессов [5] Таким образом, полученная структура информационных технологий отражена в табл. 4 22 Таблица 4 Оптимальная система программных решений для каждого бизнес-процесса наиболее чувствительного к внедрению информационных технологий № Бизнес-процессы Виды БП и ИТ Виды ИТ TECHBASE Professional Mining 1 Добычные работы Системы диспетчеризации Data Mining TECHBASE Professional Mining 2 Транспортировка горной массы Системы диспетчеризации Data Mining Варианты реализации ИТ Cross Sections Statistics & Graphs Data Storage Mapping Productivity Module Mineframe ГИС K-MINE® Подсистема управления скиповым подъемом Статистические пакеты Системы рассуждений на основе аналогичных случаев Деревья решений (decision trees) Генетические алгоритмы Logs Statistics & Graphs Data Storage Data Modeling Productivity Module ГИС K-MINE®. ID-Matrix» Предметно-ориентированные аналитические системы Статистические пакеты Деревья решений (decision trees) Применение данной методики на горнопромышленном предприятии позволило значительно улучшить показатели эффективности функционирование горного предприятия (табл. 5): Таблица 5 Прирост эффективности функционирования горнопромышленного предприятия после внедрения информационных технологий Показатель эффективности функционирования горнопромышленного предприятия Время производственного цикла - ТБП Производительность Q (количество обогащенной руды) Себестоимость руды, С Изменение эффективности Уменьшилось на 15% Увеличилась на 14% Уменьшилась на 10% Таким образом, в статье представлены этапы методики создания системы информационных технологий на основе интеграции определенных программных решений в бизнес-процессы горнопромышленного предприятия, включающая в себя последовательные этапы: Формирование множеств проектов программы развития горного предприятия, бизнес-процессов горного предприятия, информационных технологий; определение соответствия проектов программы развития определенным бизнес-процессам горного предприятия и возможностей 23 внедрения каждой ИТ в определенный БП на основе свойств информационных технологий; формирование множества показателей эффективности бизнес-процессов горного предприятия; анализ зависимости показателей эффективности бизнес-процесса от внедряемой ИТ и проведение факторного анализа показателей бизнес-процессов и параметров интеграции информационных технологий; отбор информационных технологий для внедрения в бизнес-процессы горнопромышленного предприятия с учетом основных критериев оптимизации. Оценка методики создания системы информационных технологий проводилась на предприятии, которое осуществляет разработку сульфидного медно-никелевого месторождения. Реализация данной методики позволила улучшить основные показатели эффективности функционирования горнопромышленного предприятия, такие как время производственного цикла, производительность горнопромышленного предприятия, себестоимость руды на 15%, 14% и 10% соответственно. Литература 1. Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. – М.: Наука, 2008. – С. 156. 2. Федунец Н.И., Гончаренко С.Н. Оценка возможности управления производственными параметрами основных технологических циклов горнодобывающего предприятия /Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2007. – №9. – С. 233. 3. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. – М.: Наука, 2009. – С. 68. 4. Моисеев Н.Н., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. – М.: Наука, 2008. – С. 49. 5. Исследование операций в экономике / Под ред. Н.Ш. Кремера. – М.: ЮНИТИ, 2009. – С. 82 Аннотация В статье представлена методика отбора информационных технологий с целью создание единой структуры программных решений для повышения эффективности функционирования горнопромышленного предприятия. In article the technique of selection of information technology for creation uniform program decisions structure for increase of efficiency business processes functioning at the mining enterprise is presented. Ключевые слова технологии, эффективность информационные бизнес-процессов, горное предприятие information technology, efficiency of business processes, the mining enterprise 24
