Согласование экономических интересов предприятий информатизации в сфере облачных информационных систем

Емкость рынка облачных сервисов по оценкам в 2020 году в РФ составит 48 млрд руб., а в целом в мире – $411 млрд. Рост рынка облачных технологий в России весьма значителен и составляет 21% в год. Особенно большой рост наблюдается для малых и средних предприятий (40% в год). К 2020 году 80% всех затрат на ИТ будут связаны с облачными технологиями [2]. Гармоничному развитию рынка облачных технологий и информационных систем способствует согласование экономических интересов участников этого рынка, т.е. предприятий информатизации по производству облачных про-

ГРНТИ 06.35.51

Статья поступила в редакцию 12.11.2020.

граммных продуктов, проектировщиков облачных информационных систем, провайдеров по обработке данных облачных информационных систем и конечных пользователей, повышающих результаты производственно-коммерческой деятельности благодаря использованию этих технологий и систем.

Согласованию экономических интересов хозяйственных субъектов посвящен целый ряд работ. Так, в работе [4] рассматривается трехсекторная модель экономики: материальный сектор, производящий предметы труда (сырье, энергия и т.д.), фондосоздающий сектор (средства труда, оборудование и т.п.) и потребительский сектор, изготавливающий предметы потребления. Решение проблемы получено в рамках балансов доходов и расходов отдельных секторов. Для согласования экономических интересов дуополистов, то есть двух продавцов одной и той же продукции, предлагается теоретико-игровая модель [7]. В работе [3] разработан механизм корпоративного ценообразования для выбора внутренних цен корпорации при определенном значении цены продажи конечной продукции.

Распределению полезности между предприятиями, входящими в состав кооперации, посвящен целый ряд работ, раскрывающих утилитарный и эгалитарный подходы [6]. Утилитарный подход предполагает максимизацию суммарной полезности участников кооперации, возможно, в ущерб некоторым из них. Эгалитарный подход предусматривает уравнивание индивидуальных полезностей участников кооперации. Отдача на единицу индивидуальных затрат должна быть для всех одинакова. Эгалитарный подход, на наш взгляд, обеспечивает согласование экономических интересов взаимосвязанных предприятий информатизации в процессе облачной цифровизации.

Между тем, научно-методические публикации по вопросам согласования экономических интересов участников рынка облачных информационных систем не получили необходимую известность. Вышеизложенное определяет актуальность темы настоящей статьи.

Содержательная постановка задачи

Структурная схема взаимосвязи хозяйствующих субъектов в сфере облачных информационных систем (ОИС) представлена на рис. 1. В основу согласования интересов участников рынка ОИС предлагается положить принцип равной рентабельности капитала. Очевидно стремление к максимизации этой рентабельности в условиях ограничений на масштаб хозяйственной деятельности, характеризующейся ограниченным количеством субъектов ОИС. Связующими звеньями между участниками рынка ОИС являются тарифы на разработанные облачные программные продукты, проектирование ОИС и тарифы на обработку информации ОИС в центрах обработки данных (ЦОД).

Рис. 1. Информационные и финансовые связи предприятий информатизации и пользователей в сфере ОИС

Ведущая роль во взаимосвязях предприятий информатизации и пользователей в сфере ОИС принадлежит предприятию по производству облачных программных продуктов. На основании поступивших на рынок тиражных облачных продуктов предприятия информатизации по проектированию ОИС осуществляют по заявкам предприятий-пользователей ОИС соответствующие проекты ОИС с привязкой к конкретным предприятиям-пользователям. Для осуществления текущей обработки данных ОИС между предприятиями-пользователями и центром обработки данных заключаются договора ИТ-аутсорсинга, позволяющие переложить основную работу по постоянной эксплуатации информационной системы с предприятия-пользователя на центр обработки данных. Подобный ИТ-аутсорсинг яв- ляется основой повышения экономической эффективности облачной информационной системы по сравнению с традиционной системой [1].

Рассмотрим порядок решения задачи согласования экономических интересов участников рынка ОИС на основе использования статических показателей экономической эффективности, рассмотренных в работе [8]. Годовая экономическая прибыль участников рассчитывается в соответствии со следующими формулами. Для пользователей ОИС годовая экономическая прибыль со- ставляет величину:

з

^ пол

= з

год.пол

п

а цод

^{Е 5}пр + + К пол ),

где Э_год . _пол — величина годового прироста прибыли благодаря использованию ОИС (усредненная по пользователям); 5_п - тариф за лицензию, выплачиваемый производителю облачного программного обеспечения; 5_цод - ежегодная плата (тариф) центру обработки данных; 5_пр - разовые затраты предприятия-пользователя ОИС, перечисляемые предприятию по проектированию ОИС; К_пол - прочие капитальные затраты пользователя при внедрении ОИС; Е - норма прибыли на капитал.

Для предприятия информатизации по проектированию ОИС:

Э пр = (5 пр — С пер.пр) \. -С по _С тпр -ЕК пр ,

где С_пер . _пр - эксплуатационные переменные годовые затраты на проектирование в расчете на одного пользователя; п_пол - прогнозируемое среднесписочное количество пользователей облачного программного продукта за год; T - средний срок эксплуатации ОИС; С_пост . _пр - эксплуатационные постоянные годовые затраты, не зависящие от количества заказов; К пр - единовременные затраты предприятия информатизации по проектированию ОИС (в состав К пр входят затраты на технические и программные средства проектирования, базу данных нормативных и справочных материалов по проектированию; существенная составляющая капитальных затрат связана с подготовкой персонала для работы с новыми продуктами ОИС).

Переменные затраты на проектирование С_пер включают в себя затраты на обследование предприятия-получателя ОИС, обоснование варианта ОИС, выбор производителя этой системы, конфигурирование ОИС в соответствии с особенностями предприятия-пользователя, доработку программного обеспечения, обоснование необходимых технических средств ОИС, разработку должностных и технологических инструкций, оценку экономической эффективности использования ОИС. Предприятие по проектированию ОИС осуществляет подбор ЦОД для заказчика и составляет проект договора ИТ-аутсорсинга между предприятием-пользователем и ЦОД. Проектная документация передается пользователю, а через него поступает в выбранный проектировщиком ЦОД. После формирования базы данных и опытной эксплуатации осуществляется приемка ОИС и наступает процесс постоянной эксплуатации. В состав эксплуатационных постоянных затрат предприятия по проектированию ОИС С_пост .пр входят затраты на ведение базы данных нормативных и справочных материалов по проектированию и повышению квалификации персонала.

Для предприятия информатизации по обработке данных (ЦОД) годовая экономическая прибыль

составляет величину:

Э цод ⁵ цод ^ пол С пер.цод ^ пол С пост.цод ^ЕК цод ,

где Спер.цод - переменные годовые эксплуатационные затраты ЦОД, связанные с обработкой данных одного пользователя; Спост.цод - постоянные годовые эксплуатационные ЦОД, не зависящие от коли чества пользователей; Кцод - единовременные затраты ЦОД.

Величина тарифа 5цод зависит от модели предоставления услуг ЦОД. Получили распространение следующие модели сервисов центров обработки данных [8]: программное обеспечение как сервис (Software as a Service, SaaS); платформа как сервис (Platform as a Service, PaaS); инфраструктура как сервис (Infrastructure as a Service, IaaS); бизнес-процессы как сервис (Business Process as a Service, BPaaS). В формуле (3) присутствует средневзвешенная величина 5цод по количеству пользователей ЦОД, использующих ту или иную модель сервисов в условиях применения конкретного облачного программного продукта ОИС. Единовременные затраты ЦОД включают в себя затраты на проектирование модуля обмена информацией с пользователем, технические и программные средства этого модуля, обучение персонала, опытную эксплуатацию и трансакционные издержки.

Особо следует отметить затраты на обеспечение информационной безопасности и защиту информации, подлежащей передаче и хранению в ЦОД. Для предприятия информатизации по производству облачных программных продуктов для ОИС:

Э

п

^ п ^ пол

С пер.п ^ пол

г пост.п

-Е(^п + Кдр),

где С_пер . _п — эксплуатационные переменные затраты производителя облачных программных продуктов, связанные с его продажей в расчете на одного покупателя; С_пост . _п - эксплуатационные постоянные затраты, связанные с производством облачного программного продукта данного наименования и не зависящие от количества покупателей; К_п - единовременные затраты предприятия информатизации на создание программного продукта для ОИС; К_др - другие единовременные затраты этого предприя-

тия.

При определении затрат на разработку облачного программного обеспечения Кп следует учитывать особенности проектирования облачных приложений. К числу этих особенностей относятся [8]: варианты размещения в облаке кода / данных; требования к составу образа виртуальной машины (тип операционной системы и сервера базы данных, требования к аппаратной части); варианты использования моделей выполнения в облаке; способы информационного обмена; способность к масштабируемости кода и данных; необходимость использования специализированных паттернов проектирования (например, MVC) и основных фундаментальных архитектурных принципов: SOA, SOAP / REST, мультитенантность; политики информационной безопасности в облаке, требования по защите персо- нальных данных и т.п.

В основу определения трудоемкости разработки облачного программного продукта могут быть положены оправдавшие себя методы и модели, такие как экспертные и статистические методы, метод функциональных точек, метод объектных точек, модели COCOMO II [8; 9].

На основе приведенных формул (1)-(4) могут быть рассчитаны единые для всех участников рынка ОИС значения показателей рентабельности капитала Е р (Profitability Index, PI):

Ер.пол = Ер.пр = Ер.цод = Ер.п = Ер, где Ер.пол,Ер.пр,Ер.цод,Ер.п - соответственно, коэффициент рентабельности капитала для пользователя ОИС, проектировщика ОИС, центра обработки данных и производителя облачных информационных продуктов для ОИС.

Формулы для расчета этих показателей выглядят следующим образом:

т-1       __ Э год.пол ^ п ^ цод                                                           /гх Е р.пол = с .iz ,                                               (6) З пр +Л пол _,          (^ пр -С пер.пр ) по    С пост.пр                                                ,_. Е р.пр =          к            ,                                     (7) л пост Р __ 5* Цод ^ поЛ — С пер.Цод ^- поЛ — С поСТ.Цод                                      /qn Е р.цод =             К цод             ,                               (8) Е _ ^ п ^ пол — С пер.п ^- пол — С пост.п                                            (9) р. п            ^ разр + К др

Соотношение (5) обеспечивает согласование экономических интересов участников рынка ОИС благодаря одинаковой для всех участников рентабельности.

Математическая модель и алгоритм решения задачи

Уравнения (6)-(9), приравненные к значению Е р , должны быть приняты в качестве ограничений в задаче согласования экономических интересов участников рынка облачных информационных систем. В качестве целевой функции выступает заданное значение равной рентабельности капитала, которое монотонно возрастает в процессе решения задачи, что за собой влечет увеличение необходимого количества пользователей системы п_пол. Максимум рентабельности будет достигнут при максимально возможном количестве пользователей данной облачной информационной системы п_полтах. На этом алгоритм поиска значений тарифов участников рынка ОИС завершается, а найденные значения тарифов обеспечивают согласование экономических интересов участников рынка ОИС.

Математическая модель задачи имеет следующий вид.

Целевая функция:

Е _ Эи^^цод                           (10)

^р.п0Л        5 пр +^ пол                                                  ^{V 7}

Огра н ичения задачи:

р _ Э год.пол ^ п ^ цод Ер.по л = ,TZ = Е р ,                                      (11) З пр ^ л пол ^пол „      _ х^пр С пер.пр ) т   С пост.п р Е р.пр =          v-             = Е р ,                               (12) л пост ^ цод ^ пол ~~ С пер.цод ^ пол “ С пост.цод Е р.цо д =             р               =Е р ,                       (13) л цод Е __ ^ п ^ пол — С пер.п ^ пол — С пост.п    е                                     (14) р .п            ^ разр + К др              р

Переменные задачи:

^ потр —^ потртах ,                                           (15) 5 пр > 0, 5 цод > 0 , 5 п >0.                                    (16)

Иско м ыми переменными мо д ели являю т ся 5_пр, 5_цод, 5_п, п_потр п ри заданн о й величине рентабельности Е р . Остальные параметры м о дели предс т авляют со б ой исходн ы е данные д л я расчетов, характеризующие рыночную ситуацию. Сле д ует обрати т ь внимание, что выра ж ение (10) п редставляе т собой коэффициент к онкурентоспособност и облачной и нформаци о нной систе м ы в виде о тношения его бухгалтерской при б ыли к единовременны м затратам. Н а рис. 2 п р едставлена блок-схема алгоритма р ешения задачи соглас о вания экономических и нтересов у ч астников рынка облач н ых инфор м ационных с истем.

Рис. 2. Блок-схема алгоритма реш е ния задачи с огласования экономических интерес о в участников рынка ОИС

Алгоритм решения задачи по п р едлагаемо й модели н о сит итерац и онный ха р актер. В каждом цикле i -ой итерации, 1 = 1,2,3,.., уровень рентаб е льности Е_р монотонн о возрастае т на прира щ ение ^Е р , начиная от величины E_pmin . Для о беспечени я текущего значения Е _р решаетс я система из четырех у р авнений (11), (12), (13), (14). В р езультате н аходятся ч е тыре пере м енные 5_пр, 5_цод, 5_п и п _пол, обеспечивающие балансировку этих уравнений. А л горитм останавливае т ся при п_{по л} >л_полтах . Значения искомых переменных, соответств у ющие пос л едней ите р ации алгоритма, явля ю тся ориен т иром для согласования экономических инт е ресов учас т ников рынка облачн ы х сервисо в при мак с имальном одинаковом у ровне рентабельност и их деятельности.

Тенденции (тренды) изменения переменн ы х 5_пр, 5_цод, 5_п, п_пол в п роцессе р е шения задачи показаны на рис. 3. Экономический смыс л тенденци й изменени й сводится к следующе м у. Рост ре н табельности Е р поль з ователя ОИС обеспечивается за с чет снижения тарифов предпри ят ий инфор м атизации. Рост равной рентабельности Е р эт и х предпри я тий достиг а ется за сч е т расшире н ия масштаба их деятельности б л агодаря увеличению количества п ользователей н_пол. При этом наи б ольшее сн и жение тарифов достигается у производителя облачны х программных продуктов благод а ря немате р иальности э т их продук т ов и легкости тиражи р ования.

Снижен и е тарифов центра обр а ботки дан н ых обусло в лено лучш е й загрузко й его мощ н остей. Тарифы проек т ировщика ОИС неск о лько возра с тают, поскольку пол н ые эксплу а тационные затраты в расчете на один заказ практически остаются без изменен и й при нез н ачительно м росте кол и чества заказов, который определяется одн о кратным о б ращением пользователя к проек т ировщику в течение срока службы ОИС. Статистическ и е данные г оворят о с у щественном возраста н ии по год а м количества потреб и телей ОИС [2]. В связ и с этим по рассмотренной модел и следует п р оводить ра с четы прог н озных значений параметров, сог л асующих э кономические интере с ы на рынк е облачных информационны х си стем, дифференцирова н но по года м , охватывающим пер и од сущест в ования вер с ии сервиса (t = 1..Т).

Рис. 3. Тренды и зменения п е ременных в процессе ре ш ения задач и

На осно в ании полученных пр о гнозных з н ачений S_{п о Лlt},S_прlt,S_Пlt/n_поЛlt (t = 1..Т), обеспечивающих во взаимосвязи согласование и нтересов, м огут быть рассчитан ы динамиче с кие показ а тели ожидаемой экономической эффективности про и зводствен н о-коммерч е ской деят е льности у частников рынка облач н ых информационных систем. Та к , показатель ожидаемой чистой п р иведенной стоимости для потребителя ОИС составляет в е личину:

• — V Т ^Э год.пол ^-5 п.7 ^-5 цод

^ ^Р " пол ^ t-1     (1+Е ) ⁽        ^ пол ^ пр .                            ⁽¹⁷⁾

Для цент р а обработки данных О ИС:

NPV^ g = 2 Т-1

-^ пол.Щпотр.7 С пер.цод П- пол.Р С п остцод

(1+Е /

^ цо д .

Для проектировщика ОИС:

NPV_n p = !.^T_t= i

”пол.С

⁽ ° пр.С С пер.пр )   ^     С пост.пр

(1+5 у

^ пр .

Для разработчика программного обеспечения сервиса:

NPV = Н=1

^ п.^ ^ пол.^ Спер.пПпол.^ Спост.п

(1+5/

^^^^^в

^К разр

^^^^^в

^К Др .

Учет риска при согласовании экономических интересов участников рынка облачных сервисов

Учет риска в предложенных расчетах может быть выполнен с использованием нечеткого моделирования, имитационного моделирования и сценарного подхода. Рассмотрим трехэтапную схему учета риска на основе нечеткого моделирования. Нечеткое моделирование содержит три этапа [5].

На первом этапе моделирования необходимо выбрать функцию принадлежности параметров. На рис. 4 приведен пример функций принадлежности в треугольной форме. На этом рисунке видно, что для нечетких треугольных чисел п_полтах и Э_год . _по л левые коэффициенты нечеткости существенно больше правых, а для треугольного числа К разр правый коэффициент нечеткости больше левого. Выбор таких коэффициентов отражает статистику неблагоприятного развития событий и осторожный подход в оценке риска отклонения показателей экономической эффективности в меньшую сторону по сравнению с ожидаемыми значениями.

На втором этапе моделирования должен быть проведен расчет показателей эффективности в виде нечетких чисел. На этом этапе целесообразно воспользоваться известным пакетом MATHLAB. Наконец, на третьем, заключительном, этапе моделирования должна быть проведена дефаззификация результатов, дающая диапазон возможных значений показателей экономической эффективности, а не точечные значения. Наличие диапазонов значений показателей позволяет оценить риски производственно-коммерческой деятельности.

Рис. 4. Функции принадлежности основных параметров модели, создающих нечеткость в расчетах

Заключение

Таким образом, в статье представлены следующие результаты:

• 1.    Обоснована актуальность темы согласования экономических интересов на рынке облачных информационных систем.

• 2.    Дана содержательная постановка задачи согласования экономических интересов на рынке облачных информационных систем, в основу которой положен принцип одинакового уровня рентабельности потребителя, проектировщика системы, центра обработки данных и производителя облачных программных продуктов для ОИС.

• 3.    Построена математическая модель и предложен алгоритм решения задачи с использованием статических показателей эффективности в виде годовой экономической прибыли.

• 4.    Предложен расчет ожидаемых значений динамического показателя чистой приведенной стоимости производственно-коммерческой деятельности участников рынка облачных информационных систем с использованием прогнозных значений результатов расчетов по предлагаемой модели по годам использования ОИС.

• 5.    Раскрыта трехэтапная схема учета риска в оценке значений показателей экономической эффективности на основе нечеткого моделирования, включающего треугольные нечеткие числа оценки максимального количества пользователей ОИС, годового прироста прибыли пользователя за счет использования ОИС и затрат на разработку облачного программного продукта.