ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Объекты проектирования информационных систем и технологий в управлении строительными организациями

Создание ИС и ИТ управления строительной организацией представляет собой сложный процесс проектирования, включающий решение системотех­нических (разработка технологии функционирования системы, а также ком­плекса моделей и информационного обеспечения как единого целого), эконо­мических и организационных (обоснование целей, критериев и ограничений системы и ее частей, совершенствование структуры, создание нормативной базы, оценки стоимости и эффективности системы и т.д.), технологических (нормализация технологии и построение моделей возведения строительных объектов), математических (разработкаматематического и программного обе­спечения системы), технических (выбор комплекса технических средств), пра­вовых (подготовка и оформление правовых актов, определяющих взаимоотно­шения различных элементов системы между собой и с внешней средой, анализ соответствия предлагаемых принципов действующим правовым нормам и т.д.) и социально-психологических (взаимодействие человека и машины, комплек­тование коллективов и т.п.) задач.

Весь процесс разработки и создания системы можно расчленить на после­довательные стадии проектирования, для каждой из которых характерна та или иная степень детализации и законченности проекта и его частей (техническое задание, технический проект, рабочий проект, внедрение) и, следовательно, конкретный набор решаемых задач. Переход от стадии к стадии позволяет, не упуская связи между задачами, доводить их до вида, удобного для конкретных потребителей запроектированной системы — тех или иных подразделений стро­ительной организации. Кроме того, проектирование ИС и ИТ организацион­ного управления принципиально отличается от проектирования технических систем, что оказывает большое влияние на способы проектирования и ввода системы в действие.

Охарактеризуем эти отличия. Так, создаваемая техническая система чаще всего предназначена для широкого применения. Например, новая автомаши­на или трактор могут быть выпущены сериями в любом требуемом количестве и использованы в различных районах и странах. ИС, подобно уникальному сооружению, обычно является оригинальной разработкой, предназначенной для конкретной строительной организации и отражающей ее потребности. Ра­зумеется, это не препятствует широкому использованию типовых алгоритмов и программ, серийно выпускаемых технических средств и т.п. Для некоторых организаций, в частности домостроительных комбинатов, очевидно, возможна разработка полных типовых проектов.

Поскольку при создании новой технической системы, как правило, пред­усматривается ее массовое тиражирование, первоначально проектируют, из­готовляют, испытывают и доводят до кондиции экспериментальный образец или небольшую опытную партию. Лишь после этого начинается массовый вы­пуск созданной технической системы. Такой подход невозможен при создании ИС строительной организации, которая, как отмечалось, обычно создается в единственном экземпляре. Испытание и доводка системы возможны только после завершения проектных работ, отладки программ для ЭВМ, монтажа тех­нических средств и т.д. Поэтому многие недостатки проекта обнаруживаются лишь в процессе ввода системы или ее частей в действие, что может отрица­тельно сказаться на деятельности строительной организации (объединения).

Стремясь свести к минимуму эти недостатки, проектировщики ИС, в от­личие от инженеров, занимающихся техническими системами, уделяют особое внимание ранним стадиям разработки, в том числе так называемым предпро- ектным работам, в процессе выполнения которых формируются наиболее важ­ные принципиальные решения по системе. Попытки сократить объем и сроки предпроектных работ, как правило, влекут за собой несоизмеримо большие потери времени и средств на последующих стадиях создания и существенно снижают эксплуатационные характеристики системы.

Новые технические системы обычно серийно выпускаются без значительных изменений сравнительно долгое время. Например, автомашины определенной марки производятся на протяжении ряда лет. Существенные изменения вно­сятся лишь в связи с непредвиденным развитием тех или иных отраслей науки и техники или возникновением принципиально новых требований к системе, причем в этом случае новая модель полностью заменяет прежнюю.

В отличие от такого подхода эволюция ИС предусматривается заблаговре­менно в ее проекте. Устанавливается рациональная очередность ввода в действие конкретных задач основных подсистем и соответствующих элементов обеспе-

чивающих подсистем. Происходит постепенное наращивание мощности си­стемы при гарантированной «стыковке» вводимых в эксплуатацию в разное время ее частей. Причем основа удовлетворительной стыковки частей системы закладывается на уже упомянутых ранних стадиях разработки ИС.

Из этого отличия вытекает ряд других. Так, для технической системы мож­но без труда зафиксировать момент ее ввода в действие, тогда как момент на­чала эксплуатации ИС не всегда ясен (учитывая, что нередко первые внедряе­мые задачи наиболее просты и наименее эффективны). Точно так же наруша­ется привычное для разработки технических систем представление о порядке следования стадий проектирования, согласно которому внедрению всегда пред­шествует рабочий проект системы, а он составляется лишь после утверждения технического проекта. Такой порядок применим лишь к отдельным подсисте­мам, задачам и элементам, причем разные задачи (элементы) в конкретный момент времени могут находиться на разных стадиях реализации. Поэтому в первую очередь необходимо разработать облик всей будущей системы, опре­деляющий механизм ее функционирования, структуру, взаимосвязи частей, этапность проектирования и внедрения. Лишь после этого можно приступать к детальной разработке и вводу в действие отдельных подсистем и задач эле­ментов.

В технических системах решающую роль играет оборудование, причем за­вершение его монтажа и наладки фактически означает ввод системы в действие. При проектировании ИС главная роль принадлежит человеку, а технические средства имеют вспомогательное значение. Важную роль играет разработка и реализация большого комплекса таких организационно-экономических меро­приятий, как совершенствование структуры строительной организации (объ­единения), использование новых методов материального и морального стиму­лирования, решение ряда правовых и социально-психологических вопросов.

Технические системы мало связаны с внешней средой. Как правило, эти связи ограничиваются снабжением нужными ресурсами, сама же система функ­ционирует достаточно автономно. Связи ИС с внешней средой чрезвычайно велики и разнообразны. Среда воздействует на формирование (и изменение) целей и критериев системы, перестройку ее структуры и т.д. Поэтому на ранних стадиях разработки следует учитывать все сколько-нибудь существенные внеш­ние связи, кроме того, в проекте должна быть предусмотрена определенная гибкость, приспособляемость к среде.

Доля затрат на оборудование при создании ИС значительно ниже, чем в технических системах. Зато намного больше расходы, связанные с исследова­тельскими и проектными работами. Это естественно, поскольку технический комплекс в основном собирается из серийно выпускаемых технических средств, а оригинальность проекта, отражающая индивидуальность строительной ор­ганизации, достигается в результате выполнения большого объема исследова­ний и проектных проработок.

При проектировании технических систем центральной фигурой, как пра­вило, является отраслевой специалист (например, при создании нового типо-

вого проекта жилого дома — инженер-строитель), тогда как разрабатывать ИС в строительстве нельзя без участия проектировщиков принципиально нового типа — инженеров-системотехников. Такой инженер должен, с одной стороны, обладать требуемыми знаниями в области теории систем, науки управления, математики, методов проектирования ИС и т.д., с другой, — владеть знаниями в области организации, планирования, технологии, экономики строительства и ряда других строительных дисциплин. Вследствие перечисленных отличий технических систем от ИС управления строительными организациями при соз­дании последних нельзя использовать хорошо отработанные, эффективные методы проектирования и внедрения различных технических систем (в том числе и связанных с автоматизацией управления технологическими процесса­ми). Именно поэтому потребовалась разработка новых методов и подходов к проектированию в строительстве.

Под объектами проектирования ИС будем понимать отдельные подсистемы, функции, задачи и процедуры, подлежащие автоматизации в процессе проек­тирования и создания информационной системы управления строительной организацией. Такие объекты выбирают на основе обследования существующей системы и сведений о функциональной структуре ИС, знания достигнутого технического уровня средств автоматизации, их наличия и возможности при­обретения.

Рассматривая ИС в технологическом аспекте, выделяют: аппарат управления (АУ), информационную технологию (ИТ), информационную систему решения функциональных задач (ИСФЗ) и систему поддержки принятия решений (СППР), которые информационно и технологически взаимоувязаны и состав­ляют основу архитектуры ИС (рис. 6.1).

Объектами проектирования ИТ являются обеспечивающие подсистемы, реализующие процедуры сбора, передачи, накопления и хранения информации, ее обработки и формирования результатов расчетов в нужном для пользовате­ля виде. ИТ представляет собой информационно-технологический базис для функционирования ИСФЗ и СППР.

Объектами проектирования ИСФЗ являются процессы автоматизации ре­шения задач. В рамках различных функциональных подсистем применительно к строительным организациям — это автоматизация решения задач подготов­ки строительного производства, оперативного управления, составления биз­нес-планов, управления материально-техническими ресурсами, бухгалтерско­го учета и т.п. Каждая из функциональных подсистем представляет собой набор комплексов задач, состоящих из отдельных задач с конкретным алгоритмом преобразования исходной информации в результатную.

Тщательно спроектированное технологическое обеспечение информацион­ной технологии позволяет не только успешно решать функциональные задачи управления, но и в рамках СППР менеджерам и руководителям организации проводить в интерактивном режиме аналитическую и прогнозную работу для последующего принятия управленческих решений.

Технологическое обеспечение ИТ, как правило, по составу для ИС различных экономических объектов однородно, что позволяет реализовывать принцип совместимости информационных систем в процессе их функционирования. Обязательными элементами проектируемого технологического обеспечения ИТ являются: информационное, лингвистическое, техническое, программное, математическое, организационное, правовое, эргономическое. Охарактеризу­ем каждое из них более подробно.

Информационное обеспечение (ИО) представляет собой совокупность про­ектных решений по объемам, размещению, формам организации информации, циркулирующей в ИС. Оно включает в себя специально организованные для автоматического обслуживания совокупность показателей, классификаторов и кодовых обозначений элементов информации, унифицированные системы документации, массивы информации в базах и банках данных на машинных носителях, а также персонал, обеспечивающий надежность хранения, своев­ременность и качество технологии обработки информации.

Лингвистическое обеспечение (ЛО) объединяет совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания ин­формационных единиц, в ходе общения пользователей со средствами вычис­лительной техники. С помощью лингвистического обеспечения осуществля­ется общение человека с машиной. Лингвистическое обеспечение включает информационные языки для описания структурных единиц информационной базы (документов, показателей, реквизитов и т.п.); языки управления и мани­пулирования данными информационной базы ИТ; языковые средства инфор­мационно-поисковых систем; языковые средства автоматизации проектиро­вания ИС и ИТ; диалоговые языки специального назначения и другие языки; систему терминов и определений, используемых в процессе разработки и функ­ционирования автоматизированных ИС и ИТ.

Техническое обеспечение (ТО) представляет собой комплекс технических средств (технические средства сбора, регистрации, передачи, обработки, ото­бражения, тиражирования информации; оргтехника и др.), обеспечивающих работу ИТ. Центральное место среди всех технических средств занимает пер­сональный компьютер (ПК). Структурными элементами технического обе­спечения наряду с техническими средствами являются также методические и руководящие материалы, техническая документация и обслуживающий их пер­сонал.

Программное обеспечение (ПО) включает совокупность программ, реализу­ющих функции и задачи ИС и обеспечивающих устойчивую работу комплексов технических средств. В состав программного обеспечения входят общесистем­ные и специальные программы, а также инструктивно-методические материалы по применению средств программного обеспечения и персонал, занимающий­ся его разработкой и сопровождением на весь период жизненного цикла ИТ.

К общесистемному программному обеспечению относятся программы, рас­считанные на широкий круг пользователей и предназначенные для организации вычислительного процесса и выполнения часто встречающихся вариантов об­работки информации. Они позволяют расширить функциональные возмож­ности ЭВМ, автоматизировать планирование очередности вычислительных работ, атакже автоматизировать работу программистов. Специальное программ­ное обеспечение представляет собой совокупность программ, разрабатываемых при создании ИТ конкретного функционального назначения. Оно включает пакеты прикладных программ, осуществляющих организацию данных и их обработку при решении функциональных задач ИС.

Математическое обеспечение (МО) — совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемых при решении функциональных задач и в процессе автоматизации проектировочных работ. Математическое обеспечение включает средства моделирования процессов управления, методы и средства решения типовых задач управления, методы оптимизации исследуемых управленческих процессов и принятия решений (методы многокритериальной оптимизации, математического программиро­вания, математической статистики, теории массового обслуживания и т.п.). Техническая документация по этому виду обеспечения ИТ содержит описание задач, задания по алгоритмизации, экономико-математические методы и мо­дели решения задач, контрольные примеры их решения. Персонал составляют специалисты в области организации управления объектом, постановщики функциональных задач, математики-специалисты по моделированию процес­сов управления и вычислительным методам, проектировщики ИТ.

Организационное обеспечение (ОО) представляет собой комплекс документов, составленный в процессе проектирования ИС, утвержденный и положенный в основу эксплуатации. Эти документы регламентируют деятельность персо­нала ИС в условиях функционирования ИТ, ИСФЗ и СПИР. В процессе реше­ния задач управления данный вид обеспечения определяет взаимодействия работников управленческих служб и технологического персонала ИТ с техни­ческими средствами и между собой. Организационное обеспечение реализует­ся в различных методических и руководящих материалах по стадиям разработ­ки, внедрения и эксплуатации ИС, ИТ, ИСФЗ и СППР. В частности, оно фор­мируется при проведении предпроектного обследования, составлении технического задания и технико-экономического обоснования на проектиро­вание, разработке проектных решений в процессе проектирования, выборе автоматизируемых задач, типовых проектных решений и пакетов прикладных программ (ППП), что отражается в технорабочей документации, а в процессе внедрения системы и ее эксплуатации корректируется и пополняется по мере расширения круга решаемых задач.

Правовое обеспечение (ПрО) представляет собой совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при создании и внедрении ИС и ИТ. Пра­вовое обеспечение на этапе разработки ИС и ИТ включает нормативные акты, связанные с договорными отношениями разработчика и заказчика, с правовым регулированием различных отклонений в ходе этого процесса, а также акты, необходимые для обеспечения процесса разработки ИС и ИТ различными ви­дами ресурсов. Правовое обеспечение на этапе функционирования ИС и ИТ включает определение их статуса, правового положения и компетенции звеньев ИС и ИТ в организации, прав, обязанностей и ответственности персонала, по­рядка создания и использования информации в ИС, процедур ее регистрации, сбора, хранения, передачи и обработки, порядка приобретения и использова­ния вычислительной и телекоммуникационной техники и других технических средств, создания и использования математического и программного обеспе­чения.

Эргономическое обеспечение (ЭО) как совокупность методов и средств, ис­пользуемых на разных этапах разработки и функционирования ИС и ИТ, пред­назначено для создания оптимальных условий высококачественной, высоко­эффективной и безошибочной деятельности человека в ИТ, для ее быстрейше­го освоения. В состав эргономического обеспечения ИТ входят: комплекс документации, содержащей эргономические требования к рабочим местам, информационным моделям, условиям деятельности персонала, а также набор наиболее целесообразных способов реализации этих требований и осущест­вления эргономической экспертизы уровня их реализации; комплекс методов учебно-методической документации и технических средств, обеспечивающих обоснование и формулировку требований к уровню подготовки персонала, а также формированию системы отбора и подготовки персонала ИТ; комплекс методов и методик, обеспечивающих высокую эффективность деятельности персонала в ИТ.

Рассмотренные обеспечивающие подсистемы ИТ, как правило, аналогичны по составу для ИС различных строительных организаций. Другое дело, — набор функциональных подсистем, входящих в составы ИС, ИСФЗ и СПИР. Их со­став зависит от видов работ, которые выполняет строительная организация, ее специализации и т.д. Поэтому в процессе проектирования ИС необходимо учи­тывать требования работников среднего звена управления, так как они реали­зуют свои функции на конкретных участках управленческой деятельности и являются активными участниками информационного процесса в организации.

Состав, порядок и принципы взаимодействия функциональных подсистем устанавливаются с учетом достижения стоящей перед строительной организа­цией цели функционирования. Основными принципами выделения самосто­ятельных подсистем и комплексов задач являются: их относительная самосто­ятельность, т.е. наличие объекта управления, наличие конкретного набора функций и соответствующих им задач.

Кроме этого в состав ИС входит система подготовки принятия решений, которая проектируется как информационная система для обслуживания руко­водителей среднего и верхнего уровней управления. СППР рассчитана на ана­литическую и прогнозную работу в режиме реального времени и использует полный набор технических, математических, программных средств и инфор­мационных ресурсов, накапливаемых в ИС. Для функционирования СППР создаются база знаний, хранилища данных, а также разрабатывается специ­альное программное обеспечение для моделирования анализируемых и про­гнозируемых ситуаций, накопления знаний по различным аспектам управлен­ческой деятельности.

Не менее важными объектами проектирования являются автоматизирован­ные рабочие места (АРМ) специалистов-менеджеров и руководителей различ­ных звеньев и уровней управления организацией. Определяющей в этом про­цессе является профессиональная квалификация работника.