Разработка методики интеграции информационных технологий в бизнес-процессы горнопромышленного предприятия
Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Статья в выпуске: 11, 2011 года.
Бесплатный доступ
В статье представлена методика отбора информационных технологий с целью создание единой структуры программных решений для повышения эффективности функционирования горнопромышленного предприятия.
Похожие статьи в разделе Горное дело. Горные предприятия (рудники, шахты, карьеры). Добыча нерудных ископаемых
Короткий адрес: https://sciup.org/140215245
IDS: 140215245 | УДК: 622:681.3
Текст научной статьи Разработка методики интеграции информационных технологий в бизнес-процессы горнопромышленного предприятия
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 бизнес-процессы 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 бизнес-процесс;
-
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 бизнес - процессов.
На первом этапе в рамках сформированных множеств: проектов программы развития PRi ~ PR1 ~ PR2 ° PR3 ,i -1,2,".n горного предприятия ( PR1 - множество проектов, обеспечивающих выпуск товарной продукции, PR2 - множество проектов, обеспечивающих повышение эффективности деятельности рудника, 3 - множество проектов для удовлетворения требований государственных органов управления), бизнес-процессов Bpj ~ Bp1 Bp2 ,j ~1,2,—m горного предприятия ( Bp1 - множество основных бизнес-процессов, Bp2 -множество вспомогательных бизнес-процессов) и информационных технологий Itk - It1 ° It2 ° It3 ,k -1,2,...^, где It1 -множество реализации ИТ TECHBASE Professional Mining, It2 - множество реалицации систем диспетчеризации на ГДП, It3 - множество реализации ИТ Data Mining) с помощью сравнительно-сопоставительного анализа и метода экспертных оценок определялось соответствие проектов программы развития и бизнес -процессов 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 бизнес-процессов. 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 бизнес -процессов горного предприятия, изменение которых наибольшим образом влияют эффективность функционирования горного предприятия в целом.
X xk , xk ,V i 1...13, j 1...10, k 1,2
Пусть i j - показатели эффективности бизнес-процессов, входящие в информационный базис, тогда для
X Рэф1ИБ Рэф2ИБ ,i 1,2,...13, j 1,2,...10, множества i j , , , , , , , можно записать следующие показатели эффективности функционирования горнопромышленного предприятия:
-
• производственный цикл ГДП, выраженный целевой функцией
fT (X ) min xi , x j X ;
-
• производительность ГДП, выраженная целевой функцией
fQ(X) max xik ,xkj X ;
-
• себестоимость руды, выраженная целевой функцией
fC(X) kk 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
|
Виды БП и ИТ |
Показатели эффективности БП |
Критерии оптимизации |
|||||||||||
|
с w |
н S р к m |
нн S Й S S3 со S S ” а |
Г) |
2 о Рн о о я m |
। S3 S3 О О S3 S3 и ^ |
Я S3 X t=3 |
СТ R R m |
СТ о зК Рн |
S3 Р К И Рн |
cd S Р о W и |
|||
|
БП 1 |
ИТ 1 |
ИТ 11 |
Зн1 11 |
Зн1 12 |
… |
Зн1 1n |
P 11 |
БЛ 11 |
ХЛ11 |
КВ 11 |
КГ11 |
КГР 11 |
КС 11 |
|
ИТ 12 |
Зн1 21 |
Зн122 |
… |
Зн1 2n |
P 12 |
БЛ 12 |
ХЛ 12 |
КВ12 |
КГ 12 |
КГР 12 |
КС 12 |
||
|
… |
|||||||||||||
|
БП 2 |
ИТ 2 |
И…Т 21 |
Зн2 11 |
Зн2 12 |
… |
Зн2 1n |
P 21 |
БЛ 21 |
Х…Л21 |
К…В21 |
К…Г21 |
КГ…Р 21 |
К … С 21 |
|
ИТ 22 |
Зн2 21 |
Зн2 22 |
… |
Зн2 2n |
P 22 |
БЛ 22 |
ХЛ22 |
КВ22 |
КГ 22 |
КГР 22 |
КС 22 |
||
|
… |
|||||||||||||
|
БП k |
ИТ k |
И…Т k1 |
Знk 11 |
Знk 12 |
… |
Знk 1n |
P … k1 |
Б … Л k1 |
Х…Лk1 |
К…Вk1 |
К…Гk1 |
КГ … Р k1 |
К … С k1 |
|
ИТ k1 |
Знk 21 |
Знk 22 |
… |
Знk 2n |
P k2 |
БЛ k2 |
ХЛk2 |
КВk2 |
КГk2 |
КГР k2 |
КС k2 |
||
|
… |
|||||||||||||
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]
|
X 1 |
X 2 |
X 1 |
X 1 |
X 1 |
X 1 |
X 1 |
X 1 |
X 1 |
X 1 |
.. |
. X m |
||||
|
X 1 |
1 |
0.21 |
0.03 |
0.02 |
0.19 |
0.14 |
0.03 |
0.08 |
0.55 |
0.02 |
.. |
. 0.85 |
|||
|
X 2 |
0.21 |
( ' |
X 1 |
X 2 |
X 1 |
X 1 |
X 1 |
X 1 |
X 1 |
X 1 |
X |
X . |
. |
. |
X m |
|
X 3 |
0.03 |
X 1 |
1 |
0.21 |
0.03 |
0.02 |
0.19 |
0.14 |
0.03 |
0.08 |
0.55 |
0.02 . |
. |
. |
0.85 |
|
X 4 |
0.02 |
X 2 |
0.21 |
1 |
0.17 |
0.15 |
0.08 |
0.17 |
0.06 |
0.18 |
0.81 |
0.72 . |
. |
. |
0.75 |
|
X 5 |
0.19 |
X 3 |
0.03 |
0.17 |
1 |
0.11 |
0.14 |
0.03 |
0.06 |
0.04 |
0.11 |
0.11 . |
. |
. |
0.12 |
|
X 6 |
0.14 |
X 4 |
0.02 |
0.15 |
0.11 |
1 |
0.18 |
0.05 |
0.03 |
0.16 |
0.29 |
0.23 . |
. |
. |
0.21 |
|
X 7 |
0.03 |
X 5 |
0.19 |
0.08 |
0.14 |
0.18 |
1 |
0.14 |
0.07 |
0.13 |
0.11 |
0.05 . |
. |
. |
0.03 |
|
X 8 |
0.08 |
X 6 |
0.14 |
0.17 |
0.03 |
0.05 |
0.14 |
1 |
0.03 |
0.02 |
0.04 |
0.18 . |
. |
. |
0.57 |
|
X 9 |
0.55 |
X 7 |
0.03 |
0.06 |
0.06 |
0.03 |
0.07 |
0.03 |
1 |
0.16 |
0.03 |
0.63 . |
. |
. |
0.25 |
|
X 10 |
0.02 |
X 8 |
0.08 |
0.18 |
0.04 |
0.16 |
0.13 |
0.02 |
0.16 |
1 |
0.06 |
0.11 . |
. |
. |
0.18 |
|
. |
. |
X 9 |
0.55 |
0.81 |
0.11 |
0.29 |
0.11 |
0.04 |
0.03 |
006 |
1 |
0.26 . |
. |
. |
0.24 |
|
. . X m |
. . 0.85 |
лл X 10 . . |
0.02 . . |
0.72 . . |
0.11 . . |
0.23 . . |
0.05 . . |
0.18 . . |
0.63 . . |
0.11 . . |
0.26 . |
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 |
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
|
Бизнес-процесс |
Наименова ние показателя |
Показатели эффективности бизнес-процесса, входящие в информационный базис Рэф 1 ИБ , i 1,2,... m , |
Бизнес-процесс |
Наименован ие показателя |
Показатели эффективно сти бизнес-процесса, входящие в информаци онный базис Рэф 2 И j Б , j |
|
Добычные работы |
x 11 |
Объем добычи (факт.) |
Транспортиро вка горной массы |
x 12 |
Спис.числ. а/с |
|
x 1 |
Фактические потери при добыче первичной руды |
x 2 |
Загр.кузова |
||
|
x 3 |
Объем добычи (план.) |
x 2 |
Коэфф вых на лин. |
||
|
x 14 |
Плановые потери при добыче руды |
x 42 |
Колич. а/с в работе |
||
|
x 5 1 |
Плановое разубоживание при добыче руды |
x 5 2 |
План. к-во рабоч. Смен |
||
|
x 1 6 |
Фактические показатели разубоживания |
x 6 2 |
Коэф. исп. Самосвалов |
|
x 1 7 |
Себестоимость по добыче (руб) |
x 7 2 |
Время в движении а/c |
||
|
x 8 |
Удельная себестоимость по добыче (руб/т) |
x 8 2 |
Количество рейсов в смену на 1 а/с |
||
|
x 9 |
Численность промышленнопроизводственного персонала (ППП) |
x 9 2 |
Объем транспортир овки руды |
||
|
x 10 |
Производительность по добыче (т/смену) |
2 x 10 |
Индекс выполнения планового задания |
||
|
x 11 |
Объем подготовительных выработок (п.м) |
||||
|
x 12 |
Объем нарезных выработок |
||||
|
x 13 |
Содержание полезного ископаемого в руде |
||||
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 бизнес-процессов, входящих в информационный базис
|
Регрессионная модель |
Коэф. детерминации R2 |
ПроверкаF-крите |
рием |
СКО |
|
|
F набл |
F(m; n)т |
p ур |
|||
|
fC ( X ) = 356341,7 – 3307,9 x 11 + 12,32 ( x 11 )2 – 12 2 0,102( x 9 )2 + 194,6 x 9 – 6,83 10-3 ( x 1 )2 – 12 12 0,29 x 6 x 9 – 0,84 x 4 x 10 |
0,881 |
m=7; n=70 |
5,05 |
||
|
0,061 |
0,085 |
0,001 |
|||
|
fQ ( X ) = 3958,78 + 103,05 x 113 + 0,57 x 11 – 2 22 1 392,32 x 6 + 5,18 x 6 x 4 + 0,95 x 6 – 1,37 10 11 21 3 x 2 x 13 – 0,0179 x 3 x 5 |
0,942 |
m=7; n=70 |
3,56 |
||
|
0,059 |
0,085 |
0,001 |
|||
|
fT БП ( X ) = 25711 – 96,58 x 31 – 14,45 x 9 x 10 + 11 2 2 1 3,02 x 11 x 12 + 88,47 x 9 +0,79 x 2 + 1,43 10-3 x 6 |
0,868 |
m=6; n=70 |
6,52 |
||
|
0,059 |
0,063 |
0,001 |
|||
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
Таблица 4
Оптимальная система программных решений для каждого бизнес-процесса наиболее чувствительного к внедрению информационных технологий
Виды БП и ИТ
|
№ |
Бизнес-процессы |
Виды ИТ |
Варианты реализации ИТ |
|
1 |
Добычные работы |
TECHBASE Professional Mining |
Cross Sections |
|
Statistics & Graphs |
|||
|
Data Storage |
|||
|
Mapping |
|||
|
Productivity Module |
|||
|
Системы диспетчеризации |
Mineframe |
||
|
ГИС K-MINE® |
|||
|
Подсистема управления скиповым подъемом |
|||
|
Data Mining |
Статистические пакеты |
||
|
Системы рассуждений на основе аналогичных случаев |
|||
|
Деревья решений (decision trees) |
|||
|
Генетические алгоритмы |
|||
|
2 |
Транспортировка горной массы |
TECHBASE Professional Mining |
Logs |
|
Statistics & Graphs |
|||
|
Data Storage |
|||
|
Data Modeling |
|||
|
Productivity Module |
|||
|
Системы диспетчеризации |
ГИС K-MINE®. |
||
|
ID-Matrix» |
|||
|
Data Mining |
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 |
Изменение эффективности |
|
Время производственного цикла - Т БП |
Уменьшилось на 15% |
|
Производительность Q (количество обогащенной руды) |
Увеличилась на 14% |
|
Себестоимость руды, С |
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.
Список литературы Разработка методики интеграции информационных технологий в бизнес-процессы горнопромышленного предприятия
- Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. -М.: Наука, 2008. -С. 156.
- Федунец Н.И., Гончаренко С.Н. Оценка возможности управления производственными параметрами основных технологических циклов горнодобывающего предприятия/Горный информационно-аналитический бюллетень. -2007. -№9. -С. 233.
- Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. -М.: Наука, 2009. -С. 68.
- Моисеев Н.Н., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. -М.: Наука, 2008. -С. 49.
- Исследование операций в экономике/Под ред. Н.Ш. Кремера. -М.: ЮНИТИ, 2009. -С. 82
