Разработка системы поддержки принятия решений в вузе на основе теории нечетких множеств

Актуальность темы

Движение России к демократии, правовому государству, рыночной экономике, связанные с этим коренные преобразования в ведущих сферах общественной жизни привели к изменению роли и функций образования. В стране складывается новая демократическая система образования, ориентированная на реализацию фундаментальных прав человека и ценностей гражданского общества, охватывающая всю активную жизнь человека и повышающая его социальную защищённость за счёт роста делового потенциала и профессиональной мобильности.

Государственная политика России в области образования направлена на укрепление в общественном сознании представления об образовании и науке как об определяющих факторах развития современного российского общества, на повышение качества всей образовательной системы. Федеральной программой развития образования, утверждённой Федеральным законом 10 апреля 2000 г., провозглашается развитие системы образования «в интересах формирования гармонично развитой, социально активной, творческой личности и в качестве одного из факторов экономического и социального прогресса общества на основе провозглашённого Российской Федерацией приоритета образования» [125]. В соответствии с одобренной Правительством РФ 17 февраля 2000 г. Национальной доктриной развития образования в Российской Федерации стратегическими целями образования, тесно увязанными с проблемами развития российского общества, являются:

— преодоление социально-экономического и духовного кризиса, обеспечение высокого качества жизни народа и национальной безопасности;

— восстановление статуса России в мировом сообществе как великой державы в сфере образования, культуры, науки, высоких технологий и экономики;

— создание основы для устойчивого социально-экономического и духовного развития России [73].

Важнейшая роль в государственной политике отводится информатизации образования, являющейся важнейшим условием создания интеллектуальной базы современного высокотехнологичного информационного общества, уровень развития которого определяется не столько материальной базой, сколько его способностью производить, усваивать и применять новые знания [43].

За последние годы отечественная система высшего образования претерпела значительные изменения. Ликвидирована монополия государства на образование, появились негосударственные образовательные учреждения. Возросли возможности граждан в свободном выборе учебных заведений и образовательных программ. Возник и активно развивается рынок образовательных услуг, растет конкуренция между учебными заведениями, в том числе между государственными и негосударственными. К началу 1999 года в России действовали 334 негосударственных образовательных учреждения, имеющих лицензии на право ведения образовательной деятельности по программам высшего профессионального образования. В общем числе вузов России гражданского профиля доля негосударственных образовательных учреждений составляет 43 процента. Численность обучающихся в них составляет 7 процентов от общего контингента студентов, с 1994 года она возросла в 2,5 раза [86].

В современных условиях возрастания потребности народного хозяйства в квалифицированных специалистах первостепенное значение приобретает проблема повышения эффективности управления образовательным учреждением, оценки качества образовательного процесса и принятия эффективных управленческих решений в высшем учебном заведении с использованием современных информационных технологий.

Управление вузом относится к сложнейшим слабоструктурированным задачам управления, для которых характерны:

— высокая степень неопределённости информации;

— наличие значительного числа разнородных входных и выходных параметров, многие из которых являются качественными, неформализованными и потому слабо поддающимися количественной оценке;

— комплексные, недостаточно чётко выраженные критерии эффективности.

Сложность проблемы обусловлена необходимостью принятия множества решений в условиях недостатка достоверной информации, в постоянно меняющейся ситуации. Лицо, принимающее решение (ЛПР), сталкивается с необходимостью сбора и анализа огромного объёма информации, поэтому практически невозможно обеспечить высокую эффективность принимаемых решений без системного применения информационных технологий во всех сферах деятельности вуза — организации учебного процесса, проведении научных исследований, комплексной автоматизации административно-хозяйственных функций. Для эффективного управления вузом требованием де-факто становится создание корпоративной информационной системы (КИС) и системы поддержки принятия решений (СППР) как её неотъемлемого компонента. Основной функцией СППР является повышение качества решений, принимаемых.

ЛПР различных уровней управления вузом, на основе системного анализа информации компьютерными средствами.

Степень разработанности проблемы. В области управления в сфере высшего образования, оценки и контроля качества образования можно выделить работы видных российских и зарубежных учёных — Ю. П. Адлера, А. Т. Глазунова, A.M. Карякина, Ф. Кросби, B.C. Лазарева, В. Н. Нуждина, С. М. Редлиха, В. А. Садовничего, А. И. Субетто, В. П. Тихомирова, А. Н. Тихонова, М. Уикса, В. М. Филиппова и др. [1, 13, 31, 32, 49, 79, 98, 101, 108, 121, 130, 172]. Исследователями предложены различные подходы к определению понятия качества образования и способам его оценки. В мировой практике широко используются критериальные системы оценки качества образования, например, рейтинги Министерства образования РФ и российского журнала Карьера [119] или критерии американской Национальной премии качества Малкома Болдриджа [149] и др. Однако проведённый нами анализ выявил недостаток теоретических и практических научных работ в области применения результатов оценки для принятия решений и развития современных средств поддержки принятия решений, учитывающих особенности образовательного учреждения как специфического объекта управления. Практически отсутствует методологическая база комплексного применения СППР, ориентированной на учёт и уменьшение неопределённости при принятии оптимальных управленческих решений в вузе как многомерной иерархической структуре и подкреплённой соответствующим математическим аппаратом. Слабо разработанной является проблема информационного обеспечения процессов принятия решений в вузе на основе реализации КИС учебного заведения.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка теоретических и методологических положений создания и применения комплексной информационной системы поддержки принятия решений для руководства высшего учебного заведения.

В соответствии с целью в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

— поставлена задача эффективного управления вузом и обоснованы математические методы её решения;

— сформулированы требования к информационному обеспечению процессов принятия решений в вузе;

— выполнен сравнительный анализ принципов, методов и систем оценки качества высшего образования;

— построена информационно-функциональная модель системы управления вузом;

— разработана методика формирования иерархии критериев и расчёта глобального критерия эффективности деятельности вуза;

— проведена классификация задач, для решения которых может применяться система поддержки принятия решений в вузе;

— разработана пилотная версия программного обеспечения для реализации системы поддержки принятия решений.

Объектом исследования является высшее учебное заведение.

Предметом исследования являются процессы принятия решений в системе управления вузом и их информационная поддержка.

На защиту выносятся следующие основные результаты, отличающиеся, по мнению автора, научной новизной:

— разработаны принципы, методика и логика работы системы поддержки принятия решений, позволяющей руководству вуза проводить анализ и оптимизацию решений в условиях неопределённости и недостатка информации, и предложена методика её интеграции в корпоративную информационную систему учебного заведения;

— предложена иерархическая система критериев для оценки эффективности деятельности учебного заведения, отличающаяся от известных подходов ориентацией на принятие оптимальных управленческих решений руководством вуза;

— предложена методика расчёта глобального критерия эффективности деятельности вуза на основе метода анализа иерархий и теории нечётких множеств с учётом специфики учебного заведения как объекта управления;

— предложена методика организации работы экспертов в вузе, сбора и формализации экспертных оценок, их представления в виде нечётких множеств для анализа системой поддержки принятия решений;

— построена информационно-функциональная модель системы управления вузом, позволяющая применить системный подход к разработке системы поддержки принятия решений учебного заведения.

Методологические основы исследования: системный подход, экономико-математическое моделирование, теория нечётких множеств, математические методы оптимизации, теория менеджмента, теория принятия решений, теория информации, теория управления качеством, научные публикации отечественных и зарубежных учёных и специалистов.

Состав работы. Диссертационная работа состоит из введения, трёх глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объём диссертации — 203 страницы.

Выводы по главе 3.

Сферой применения разработанной системы поддержки принятия решений является оценка текущего состояния вуза и динамики его развития, сравнение вуза с другими учебными заведениями, проведение SWOT-анализа, прогнозирование развития вуза, определение приоритетных стратегических и тактических направлений развития, ситуационное моделирование и проигрывание сценариев, самообучение на основе накапливаемой базы прецедентов.

В ходе анализа система принимает во внимание степень управляемости различных критериев для выработки оптимальных управляющих воздействий, направленных на устойчивое повышение эффективности деятельности учебного заведения.

Система поддержки принятия решений реализует системный подход к управлению и оценке эффективности, что обуславливает наличие взаимосвязей между критериями. Влияние каждого критерия на эффективность деятельности вуза определяется суммой его собственного веса и весов критериев, имеющих тесную связь с ним. Для определения степени зависимости критериев необходимо составить матрицу взаимосвязей.

Лицо, принимающее решение, с помощью предлагаемой системы может смоделировать и количественно оценить изменение эффективности деятельности вуза при реализации различных стратегий развития или при выборе различных альтернатив принимаемого решения для выбора оптимального варианта.

Для апробации работы разработана пилотная функциональная версия программного обеспечения «Специалист», с помощью которой смоделирован ряд практических управленческих ситуаций, проведён их анализ и предложены оптимальные решения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Темпы научно-технического прогресса, технологического и интеллектуального развития современного общества обуславливают чрезвычайно важную и постоянно возрастающую роль сферы образования. Уровень развития общества определяется не столько материальной базой, сколько его способностью производить, усваивать и применять новые знания. Центрами подготовки квалифицированных кадров для экономики страны и концентрации научных ресурсов являются, в первую очередь, высшие учебные заведения. Первостепенное значение приобретает проблема повышения эффективности управления в сфере образования, оценки качества образовательного процесса и принятия эффективных управленческих решений в вузе.

Наибольшую сложность для эффективного управления вузом представляет огромный объём информации, учитываемой при принятии решений, нечисловой характер многих показателей деятельности вуза, размытость и противоречивость критериев эффективности его деятельности. В настоящей диссертационной работе предпринята попытка разработки теоретических и методологических положений создания системы поддержки принятия решений (СППР) на основе корпоративной информационной системы (КИС) вуза, призванной обеспечить системный анализ информации, необходимой руководству учебного заведения для эффективного управления. Основу СППР составляет математический аппарат теории нечётких множеств, позволяющий формализовать разнородные качественные критерии даже при недостатке информации и системно рассматривать их путём построения и анализа иерархической структуры.

Проведённый нами сравнительный анализ существующих подходов к оценке качества образования выявляет ряд их общих черт и в то же время подчёркивает их неприемлемость для внутреннего анализа и принятия решений на их основе. Предложенная нами методика оценки эффективности деятельности вуза учитывает их преимущества и развивает их за счёт применения системного подхода к управлению вузом, ориентации на принятие эффективных решений, развития математического аппарата, интеграции в единое информационное пространство учебного заведения.

В результате проведённого диссертационного исследования нам представляется необходимым сделать следующие выводы.

1) Процесс эффективного управления вузом следует рассматривать с позиций системного подхода, комплексно учитывая все его функциональные сферы деятельности и внешние связи. Сформулированные нами положения информационно-функциональной модели системы управления вузом определяют глобальную цель деятельности учебного заведения, ставят задачу эффективного управления вузом, определяют критерии эффективности его деятельности. Модель определяет информационные потоки, обеспечивающие получение и анализ информации лицами, принимающими решения, роль корпоративной информационной системы вуза в управлении этими потоками и место СППР в системе управления вузом. Важнейшей особенностью информационно-функциональной модели является её масштабируемость — переносимость принципов управления с уровня вуза на уровни его отдельных подсистем и подразделений, цели которых ориентированы на эффективное достижение глобальной цели деятельности учебного заведения.

2) Необходимость постоянного сбора и оперативного анализа чрезвычайно больших объёмов информации для принятия решений требует применения системного подхода к информационному обеспечению процесса управления вузом, реализуемого с помощью корпоративной информационной системы. КИС позволяет организовать единое информационное пространство вуза, обеспечивающее всех пользователей всеми видами внешних и внутренних информационных ресурсов. Одним из важнейших интеграционных факторов вузовского информационного пространства является система электронного документооборота, реализующая безбумажную технологию управления вузом. Главной особенностью КИС вуза является её ориентация на подготовку, анализ вариантов и принятие эффективных управленческих решений, поэтому система поддержки принятия решений является неотъемлемым и наиболее интеллектуальным компонентом КИС.

3) Понятие глобальной эффективности деятельности вуза может быть декомпозировано на пять компонентов: соответствие целей деятельности вуза и потребностей окружающей средысоответствие целей деятельности вуза и её результатовсоответствие целей деятельности вуза и средств их достижениясоответствие результатов деятельности вуза и используемых ресурсовсоответствие факторам-условиям, т. е. взаимодействие объекта с окружающей средой. Глобальный критерий эффективности (ГКЭ) деятельности вуза, отражающий состояние всех перечисленных компонентов, является его комплексной количественной характеристикой и критерием оценки качества принимаемых управленческих решений.

4) Задача эффективного управления вузом может быть сформулирована как максимизация качества образовательной и научной деятельности, выраженного через глобальный критерий эффективности, путём целенаправленного воздействия на управляемые факторы внутренней среды и учёта состояния и реакции внешней среды при оптимальном использовании ограниченных ресурсов в рамках нормативной системы общественных ценностей. Разработанная нами система поддержки принятия решений ориентирована на достижение и поддержание значения ГКЭ, обеспечивающего выживание вуза как организации, и на оптимизацию ГКЭ с целью повышения эффективности как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

5) Для подготовки и анализа решений нами использован математический аппарат теории нечётких множеств, позволяющий СППР воспринимать количественную и качественную информацию о текущем состоянии вуза и ситуациях, моделируемых в ходе принятия решения, в виде численных единиц измерения, балльных величин, уверенных или неуверенных вербальных оценок и преобразовывать их в нечёткие множества для математической обработки. Способ оценки каждого критерия выбирается лицом, принимающим решение, и зависит от объёма и качества исходной информации, находящейся в его распоряжении. Применение нечётких множеств позволяет СППР получать достоверные результаты в условиях высокой неопределённости.

6) Применение метода анализа иерархий позволяет определять значение глобального критерия эффективности деятельности вуза на основе значений частных и интегральных критериев, формирующих иерархическую структуру и характеризующих все сферы и направления деятельности вуза и состояние его внешней среды. Каждый критерий на каждом уровне иерархии представляется СППР в виде нечёткого множества и характеризуется весовым коэффициентом, определяемым с помощью метода парных сравнений. Значение глобального критерия эффективности деятельности вуза определяется с помощью композиции нечётких множеств, входящих в состав иерархии. Ряд критериев являются критичными, т. е. представляют собой ограничения, нарушение любого из которых приводит к неудовлетворительному значению ГКЭ.

7) Формирование иерархии критериев осуществляется на основе ряда принципов, обеспечивающих системный подход к анализу и оценке эффективности деятельности вуза. Сформулированные нами принципы построения иерархии являются универсальными и могут применяться не только для вуза, но и для других объектов управления (факультета, кафедры, а также промышленного предприятия, органа исполнительной власти и т. д.). Декомпозиция глобального критерия эффективности на различных уровнях иерархии осуществляется по нескольким направлениям — по компонентам эффективности, функциональным сферам деятельности, группам потребителей, видам ресурсов и т. д. Предложенный нами пример иерархии критериев эффективности деятельности вуза включает в себя пять уровней и содержит 326 частных критериев.

8) Источником информации для СППР является единое информационное пространство вуза. Каждое подразделение вуза размещает в нём и при необходимости периодически обновляет данные, возникающие в процессе его функционирования, и может использовать информацию всей инфраструктуры вуза для принятия решений. Источниками информации могут являться непосредственные измерения, статистические прогнозы и модели, результаты тестирования и опросов внутренних и внешних пользователей, экспертные оценки с привлечением внутренних и внешних экспертов. Процесс взаимодействия ЛПР с экспертами должен быть организован на постоянной основе средствами КИС вуза, предоставляющей им возможность общения в реальном времени с помощью электронной почты, аудиои видеоконференций и оперативного получения актуальной информации. Корпоративная информационная система существенно повышает эффективность и снижает трудоёмкость и стоимость традиционных методов формирования и согласования экспертных оценок.

9) Разработанная нами система поддержки принятия решений позволяет руководству проводить подробный анализ текущего состояния вуза, направленный на выявление угроз и причин их возникновения, определение сильных сторон и поиск потенциальных возможностей вуза. Выдаваемые системой результаты предоставляют возможность анализа динамики развития вуза и составления перспективных прогнозов, сравнения вуза с другими учебными заведениями, проведения SWOT-анализа и определения приоритетных стратегических и тактических направлений развития. Анализ текущего состояния может проводиться с точки зрения глобальной эффективности деятельности вуза или в разрезе какого-либо интересующего направления (учебная деятельность, эффективность использования ресурсов, деятельность вуза с точки зрения студентов и т. д.).

10) Важнейшей функцией СППР является возможность ситуационного моделирования, проигрывания сценариев и оценки их потенциальных последствий с точки зрения влияния на эффективность деятельности вуза. В ходе моделирования ситуаций система сравнивает множество альтернатив, связанных с принятием различных решений или реакцией со стороны внешней среды. Наиболее эффективным может быть признан сценарий, реализация которого позволит максимизировать эффективность деятельности вуза с учётом установленных ограничений. Предложенные системой решения сравниваются с реальными последствиями рассматриваемых ситуаций и накапливаются в базе прецедентов для самообучения СППР.

11) Для выработки оптимальных управляющих воздействий, направленных на устойчивое повышение эффективности деятельности учебного заведения, система должна принимать во внимание степень управляемости различных критериев, а также наличие взаимосвязей между ними.

12) ЛПР на любом уровне управления вузом обращается к системе поддержки принятия решений для мониторинга текущей ситуации, а также при анализе и решении стратегических и тактических задач. Смоделировав ряд ситуаций, вызванных потенциальными последствиями различных решений, ЛПР может выбрать альтернативу, которая максимизирует эффективность деятельности вуза в краткосрочном или долгосрочном периоде с учётом управляемости и взаимозависимостей критериев, и выработать конкретные мероприятия по реализации выбранных целей.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1) Грубов Е. О. К вопросу создания информационной системы поддержки принятия решений в вузе // Тез. докл. научно-практической конференции «Современное состояние, проблемы и перспективы развития российской экономики». Вторые Кондратьевские чтения, г. Иваново, 24−25 сентября 1998 г. / Ивановский государственный энергетический университет. — Иваново, 1998. — 0,06 п.л.

2) Грубов Е. О., Вылгина Ю. В., Шелепина И. Г. К вопросу об особенностях процедуры принятия решений // Тез. докл. научно-практической конференции «Современное состояние, проблемы и перспективы развития российской экономики». Вторые Кондратьевские чтения, г. Иваново, 24−25 сентября 1998 г. / Ивановский государственный энергетический университет. — Иваново, 1998. — 0,06 п.л., в т. ч. соискателя 0,02 п.л.

3) Грубов Е. О. Информационная система поддержки принятия управленческих решений в вузе // Тез. докл. научной конференции «Экономика России: пути к рынку», г. Воронеж, 28−30 октября 1998 г. / Воронежский государственный университет. — Воронеж, 1998. — 0,06 п.л.

4) Грубов Е. О. Информационная система поддержки принятия управленческих решений для руководства вуза // Информационная среда вуза: Сборник статей к конференции, г. Иваново, 1−2 декабря 1998 г. / Ивановская государственная архитектурно-строительная академия. — Иваново, 1998. — 0,24 пл.

5) Грубов Е. О. Управление качеством высшего образования на основе информационной системы поддержки принятия решений в вузе // Проблемы экономики, финансов и управления производством: Межвузовский сборник научных трудов / Ивановский государственный химико-технологический университет. — Иваново,.

1998. — 0,18 п.л.

6) Грубов Е. О. Применение методов нечёткой логики в системе поддержки принятия решений в вузе // Тез. докл. Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологии» (IX Бенардосовские чтения), г. Иваново, 8−10 июня 1999 г. / Ивановский государственный энергетический университет. — Иваново, 1999. — 0,06 п.л.

7) Карякин A.M., Грубов Е. О. Система поддержки принятия решений в вузе с использованием методов нечёткой логики / Ивановский государственный энергетический университет. — Иваново,.

1999. — Деп. в ВИНИТИ, № 2455-В99. 27.07.99. — 0,8 п.л., в т. ч. соискателя 0,4 п.л.

8) Грубов Е. О. Система поддержки принятия решений для управления вузом // Тез. докл. I Московского международного молодежного форума «Образование — Карьера — Занятость», г. Москва, 18−20 октября 1999 г. — М., 1999. — 0,06 п.л.

9) Великороссов В. В., Карякин А. М., Грубов Е. О. Система дистанционного обучения и управления профессиональной квалификацией персонала энергетических предприятий // «Передовой опыт и основные направления повышения и надёжности ТЭС»: Доклады научно-технической конференции, ОАО «Костромская ГРЭС», 8−10 сентября 1999 г. — Волгореченск: ИГЭУ, 1999. — 0,24 п.л., в т. ч. соискателя 0,08 пл.

10) Великороссов В. В., Карякин A.M., Грубов Е. О. Организация дистанционного обучения и контроля знаний на основе комплекса «Репетитор» // Тез. докл. региональной научно-практической конференции «Проблемы дистанционного образования», г. Иваново, 1−2 марта 2000 г. / Ивановский государственный химико-технологический университет. — Иваново, 2000. — 0,06 п.л., в т. ч. соискателя 0,02 п.л.

11) Введение в информационные системы: Учебное пособие / A.M. Карякин, Ю. В. Вылгина, Е. О. Грубов, И.Г. ШелепинаИвановский государственный энергетический университет. — Иваново, 2001. — 7,21 п.л., в т. ч. соискателя 1,8 пл.

12) Грубов Е. О. Сравнительный анализ методик оценки эффективности вузов // Тез. докл. научно-практической конференции «Экономическая наука — хозяйственной практике», г. Кострома, 2526 апреля 2001 г. / Костромской государственный университет. — Кострома, 2001. — 0,12 п.л.