ВОПРОС 20 Математические модели анализа информационных потоков

Одним из важнейших моментов при проектировании автоматизированных ИС (АИС) является рассмотрение информационных потоков, циркулирующих на предприятии. Эти потоки являются отражением любой хозяйственно-производственной деятельности и имеют центральное значение. Для прове­дения анализа потоков возникает задача создания математической модели инфор­мационных потоков, циркулирующих на предприятии. Целью построения модели является проведение анализа существующего положения на объекте автоматизации. В таком случае информационная модель (ИМ) может служить основой для проведения различных исследований:

- количественного анализа документооборота и организационной структуры, на основе которого в дальнейшем можно проводить оптимизацию и реорганизацию потоков информации, а также на основе количественных характеристик документооборота возможно проведение обоснованного расчета характеристик информационной сети предприятия;

- построения визуальной ИМ, например, построенные с помощью инструментальных CASE-средств.

Исходными данными для построения ИМ предприятия являются результаты, полученные в результате проведения обследования предприятия. Результатом обследования является хорошо упорядоченная и систематизированная БД, которая содержит н себе полную информацию о документообороте решаемых на предприятии задачах.

Для проведения информационного анализа необходима модель, которая наиболее полно отражает количественные характеристики информационных потоков. Учитывая большой размер современных предприятий и соответственно объемы документооборота, нужно ориентироваться на автоматизированную работу с моделью: ее построение и анализ. Для математического описания информационных потоков на предприятии хорошо подходят матричные модели, которые позволяют исследовать потоки данных между различными структурными элементами (отделы, службы, рабочие места) в различных разрезах. Модель в таком виде описывается с помощью набора матриц определенного вида, а преобразования модели производятся с помощью стандартных матричных операций.

За счет такого представления можно значительно сократить количество промежуточных операций при анализе и упростить алгоритмы обработки модели.

Основными компонентами математической модели, в отличие от используемых для обобщенного описания предприятия являются:

X = {х,. х₂, …, х_m} – совокупность сведений, подлежащих сбору, переработке и хранению в системе;

D = {d,. d₂, …, d_m} – совокупность документов, причем D является объединением множества входных, внутренних и выходящих документов. D¹ – множество входных документов, D²- множество внутренних, D³ – совокупность выходных документов.

Исходными данными для построения информационной модели предприятия являются результаты, полученные в результате проведения обследования предприятия. Будем считать, что обследование проводилось по «объединенной» методике. В таком случае результатом обследования является хорошо упорядоченная и систематизированная база данных, которая содержит в себе полную информацию о документообороте решаемых на предприятии задачах.

Основные элементы математической модели (матрицы):

Также параметры информационных потоков характеризует вектор-столбец V, отражающий средний объем документов.

где V_i – средний объем документа. Данный вектор используется для получения среднего объема информационных потоков.

Под построением математической модели, будем подразумевать процесс перехода от данных представленных в виде информационной базы (полученной на этапе обследования) к математической модели в виде набора матриц определенного вида. В процессе построения производится преобразование количественных и временных характеристик документооборота в значения интенсивностей. Данный процесс может быть формализован и представлен в виде алгоритма. На основе алгоритма возможно создание инструментальных средств, предназначенных для автоматизированного перехода от реляционного представления собранных данных к матричной модели информационных потоков на предприятии.

На основе полученной модели производится анализ – получение различных значений (числовых и качественных), которые характеризуют информационные процессы на предприятии. Примером таких величин могут являться: а) степень информационной загруженности структурных элементов; б) соотношение входящей/внутренней/исходящей информации для каждого элемента, для выявления основных генераторов и потребителей информации: в) дублирование информационных потоков; г) степень информационного взаимодействия структурных элементов; и др.

По данным характеристикам могут быть выработаны рекомендации по оптимизации информационных потоков: необходимость структурной реорганизации, целесообразность автоматизации элемента и т.п.

Существуют ограничения на состояния системы, управление и наблюдаемость переменных, которые можно разделить на два рода:

- ограничения первого рода, обусловленные действием законов и закономерностей природы;

- ограничения второго рода, обусловленные конечной величиной ресурсов, а также различных величин, которые не могут или не должны превосходить определенных пределов.

Теория управления организационными системами изучает не любые системы, а только определенный класс систем, в состав которых входят коллективы людей. Эти системы часто называют просто организациями. Наличие коллективов людей приводит к тому, что организационные системы как системы управления обладают следующими особенностями:

- сложной организацией, т. е. сложной структурой с большим количеством связей и сложной программой;

- сложным поведением в меняющейся среде;

- адаптивной устойчивостью поведения, т. е. одна и та же линия поведения системы может быть реализована при различном состоянии окружающей среды;

- наличием информационных процессов с обязательным включением стадий преобразования циркулирующей в системе информации.