Разработка математического и программного обеспечения информационно-управляющей системы распределенного предприятия сервисного обслуживания

Актуальность темы

При построении математического и программного обеспечения современных информационно-вычислительных систем в рамках управления распределенными предприятиями сервисного обслуживания возникает необходимость рационального управления алгоритмами обслуживания поступающих запросов. При этом необходимо учитывать целый комплекс ограничений как технического (наличие запасных частей, принципиальная возможность ремонта), так и организационно-экономического (наличие согласованной цены, отнесение запроса к конкретной зоне обслуживания, наличие ресурсов, необходимых для обслуживания) характера. Обработка запросов клиентов должна удовлетворять требованиям экономичности, оперативности, надежности, эффективности работы корпоративной информационной сети.

При наличии единственного офиса предприятия по сервисному обслуживанию не всегда представляется возможным нахождение оптимального или близкого к оптимальному по производительности алгоритма обработки запросов. Проблема состоит в том, что.

• удаленные запросы на обслуживание не всегда могут быть выполнены с соблюдением требования оперативности и экономичности;

• зона обслуживания может быть уже зоны формирования запросов;

• практически отсутствуют рациональные алгоритмы и программные комплексы управления обслуживанием в распределенных предприятиях.

Имеющиеся математическое и программное обеспечение построения информационно-управляющих систем распределенных предприятий сервисного обслуживания не всегда позволяет эффективно реигить задачу рационального с точки зрения технико-экономических критериев управления производством и технологическими процессами. Одним из способов решения таких задач является создание имитационно-статистических моделей обслуживания с последующей оптимизацией по выбранным критериям.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью разработки математического и программного обеспечения информационно-управляющей системы распределенного предприятия сервисного обслуживания, реализующего эффективное и экономически целесообразное управление технологическими процессами сервисного обслуживания и ремонта на предприятии.

Тематика диссертационной работы соответствует одному из научных направлений Воронежского государственного технического университета -«Вычислительные и информационно-телекоммуникационные системы для управления технологическими процессами».

Целью работы является разработка математического и программного обеспечения информационно-управляющей системы распределенного предприятия сервисного обслуживания на основе моделей распределенного обслуживания, реализующего эффективное и экономически целесообразное управление технологическими процессами предприятия.

Исходя из данной цели, определены следующие основные задачи:

1. Разработка методов оптимизации зоны обслуживания с учетом организационно-экономических ограничений как для стационарных, так и для мобильных источников заявок.

2. Разработка оптимизационной модели функционирования подсистемы принятия решений по выбору мероприятий по развитию распределенного предприятия сервисного обслуживания на основе рационального мониторинга клиентов предприятия.

3. Проектирование компьютерной сети распределенного предприятия сервисного обслуживания и ремонта вычислительной техники, обеспечивающей решение возникающих задач.

4. Реализация математического и программного обеспечения и техническое проектирование компонент информационно-управляющего комплекса предприятия.

Методы исследования основаны на теории систем массового обслуживания, теории графов, теории вероятностей, методах управления распределенными системами, математического моделирования.

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

• модели функционирования подсистемы принятия решений при обработке запросов распределенным предприятием сервисного обслуживания, отличающиеся учетом зоны обслуживания и пространственной стационарности клиентов.

• постановка задачи оптимизации управления подсистемой принятия решений при управлении технологическими процессами обслуживания с учетом технико-экономических ограничений, обеспечивающая максимизацию прибыли сервисного предприятия за счет варьирования радиуса обслуживания.

• задача оптимального выбора мероприятий по управлению технологическими процессами распределенного предприятия сервисного обслуживания, отличающаяся многоуровневой постановкой и возможностью направленного воздействия на отдельные территориальные филиалы.

• модели и методы рационального мониторинга клиентов, обеспечивающие максимальную частоту мониторинга и минимизацию потерь управления за счет введения динамических изменяемых весовых коэффициентов при использовании новых информационных технологий.

Практическая значимость работы. Предложенные в работе модели и задачи оптимизации управления обслуживанием, а также средства их алгоритмической поддержки реализованы в составе специального математического и программного обеспечения, ориентированного на использование в рамках подсистемы принятия решений информационно-управляющей системы распределенного предприятия сервисного обслуживания.

Предлагаемое математическое и программное обеспечение может быть использовано как для решения прикладных задач управления технологическими процессами сервисного обслуживания, так и при проведении научных исследований и в учебном процессе.

Использование результатов работы для решения прикладных задач управления предприятием сервисного обслуживания позволяет получить экономический эффект за счет рационального использования ресурсов, эффективного управления технологическими процессами сервисного обслуживания и оптимальной политики ценообразования.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты работы реализованы в виде моделей принятия решений, интегрированных в рамках комплекса средств программно-информационного обеспечения управления деятельностью компании «Монитор-Сервис-Воронеж». Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы за счет рационального использования ресурсов и оптимального ценообразования составил 116 тыс. руб. в ценах декабря 2001 г. Два профаммных компонента зарегистрированы в фонде алгоритмов и программ. Элементы работы внедрены в учебном процессе кафедры информационных систем Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета).

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на III Всероссийской научной Intemet-конференции (Тамбов, 2001) — ежегодной научной сессии ВЭПИ (Воронеж, 2001) — IV Международной конференции «Новые технологии в образовании» (Воронеж, 2001) — VI Международной открытой конференции «Современные проблемы информатизации в непромышленной сфере и экономике» (Воронеж, 2001) — научных семинарах кафедры ABC ВГТУ.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 11 печатных работ, в том числе коллективная монография. 4 работы опубликовано без соавторов. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателем предложены: в [1, 2] - модели и оптимизационные задачи определения мощности центра обслуживания при различных ограниченияхв [9, 11 ] - способы алгоритмизации задач рационального мониторинга и управления распределенным предприятием сервисного обслуживанияв [3, 4, 10] - компоненты математического и программного обеспечения информационно-управляющей системы распределенного предприятия.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, перечня библиографических источников и приложений. Она изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков, 7 таблиц и 2 приложения. Библиографический список содержит 102 наименования.

Содержание работы.

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационного исследования, дается краткая характеристика работы и излагается ее основное содержание.

Первая глава раскрывает проблематику моделирования и управления распределенными предприятиями сервисного обслуживания на примере предприятий по ремонту и обслуживанию компьютерной техники. Рассмотрены характеристика и особенности распределенных предприятий по обслуживанию и ремонту компьютерной техники. Обсуждаются особенности построения корпоративных информационных систем распределенного предприятия. Анализируются современные подходы к разработке программного обеспечения для корпоративных информационных систем распределенного предприятия по обслуживанию и ремонту вычислительной техники.

Задачами второй главы явились исследование и оптимизация управления в распределенной системе сервисного обслуживания средств вычислительной техники. Осуществлено исследование зависимости оптимальной мощности центра системы сервисного обслуживания от зоны обслуживания. Исследован механизм оптимизации зоны обслуживания с учетом организационно-экономических ограничений, а также оптимизации зоны обслуживания для мобильных источников заявок. Рассмотрен процесс моделирования процесса ценообразования.

В третьей главе осуществлена постановка задач оптимизации управления распределенным предприятием по обслуживанию средств вычислительной техники. Сформулирована оптимизационная модель выбора мероприятий по развитию распределепного предприятия в условиях ресурсных ограничений. Предложены оригинальные модели и методы рационального мониторинга клиентов распределенного предприятия. Исследованы способы минимизации потерь при мониторинге клиентов предприятия по обслуживанию вычислительной техники.

Четвертая глава представляет разработку математического и программного обеспечения компьютерной сети распределенного предприятия обслуживания и ремонта вычислительной техники. Последовательно осуществлена постановка задач разработки программной системы управления в соответствии с требованиями, предъявляемыми для обеспечения оптимального управления распределенным предприятием. Проведено определение функций рабочих мест предприятия по ремонту и обслуживанию вычислительной техники. Реализован выбор концептуальных технических рещений для программной реализации управляющего комплекса и описана сама программная реализация. Представлены результаты технического проектирования локальной информационно-управляющей сети центрального офиса распределенного предприятия по ремонту и техническому обслуживанию средств вычислительной техники.

В заключении формулируются научные и практические результаты диссертационного исследования.

Приложения содержат сведения о структуре спроектированной сети и документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационного исследования.

Основные результаты работы.

Целью диссертационного исследования являлась разработка математического и программного обеспечения информационной системы распределенного предприятия по обслуживанию и ремонту средств вычислительной техники на основе моделей распределенного обслуживания, реализующего эффективное и экономически целесообразное управление предприятием Получены следующие результаты:

1. Разработаны модели обслуживания запросов предприятием по ремонту вычислительной техники, отличающиеся учетом зоны обслуживания и пространственной стационарности клиентов.

2. Исследованы модели обслуживания без учета ограниченийс ограничениями по мощности предприятияс ограничениями по дальнодействию для источников заявок.

3. Осуществлено моделирование процесса ценообразования в терминах дальнодействия системы обслуживания заявок, отличающееся адаптивностью к изменяющимся внещним технико-экономическим условиям.

4. Создана теоретическая основа для разработки программно-математического обеспечения информационной системы предприятия с целью формирования зоны реакции для действующих сервис-центров с использованием возможностей гибкого ценообразования и при различных режимах обслуживания: с выездом к клиенту и по месту расположения узла технической поддержки.

5. Сформулирована и для ряда частных случаев решена задача оптимального выбора мероприятий по развитию распределенного предприятия по ремонту вычислительной техники, отличающаяся многоуровневой постановкой и возможностью направленного воздействия на отдельные территориальные филиалы.

6. Созданы модели и методы рационального мониторинга клиентов, обеспечивающие максимальную частоту мониторинга и минимизацию потерь за счет введения динамических изменяемых весовых коэффициентов.

7. Сформулированы требования к концепции модернизации существующих сетей предприятий на основе принципов построения структурированных кабельных систем.

8. Определены требования, предъявляемые к программной системе исходя из задач оптимального управления организацией по ремонту и обслуживанию вычислительной техники.

9. Разработано нрограммно-математическое обеспечение информационной системы «Монитор», соответствующее предъявленным требованиям к такого рода программному обеспечению.

10. Разработанное программное обеспечение представляет определенную ценность, охватывая широкий круг задач по анализу различных ситуаций на распределенном предприятии по ремонту и обслуживанию вычислительной техники и зарегистрировано в Государственном фонде алгоритмов и программ.

11. Разработанное программное обеспечение может использоваться в качестве базы для создания более совершенной системы управления распределенного предприятия по ремонту и обслуживанию вычислительной техники.