WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA im. Jarosława Dąbrowskiego WYDZIAŁ CYBERNETYKI

Transkrypt

1 WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA im. Jarosława Dąbrowskiego WYDZIAŁ CYBERNETYKI STRESZCZENIE ROZPRAWY DOKTORSKIEJ Modele i metody w procesie konstruowania ram architektonicznych dla informatycznego wsparcia masowych badań statystycznych mgr inż. Janusz Dygaszewicz Promotor dr hab. inż. Bolesław Szafrański, prof. nadzw. WAT Warszawa 2018

2 Przedmiotem badań, których efektem jest rozprawa doktorska, był proces produkcji statystycznej stosowany w statystyce publicznej, ze szczególnym uwzględnieniem zagadnienia wsparcia informatycznego tego procesu. Bazą wyjściową dla rozprawy doktorskiej były zaproponowane przeze mnie rozwiązania informatyczne i organizacyjne Informatycznego Systemu Spisowego, którego pierwsze zastosowanie w spisach powszechnych rundy 2010 zasadniczo zmieniło dotychczasowe podejście do budowy i wykorzystania narzędzi informatycznych wspierających badania statystyczne. Osiągnięte wówczas pozytywne efekty stały się inspiracją dla podjęcia badań mających na celu uogólnienie, rozwinięcie i usystematyzowanie, z wykorzystaniem metod naukowych, autorskich idei i koncepcji opracowanych na potrzeby ww. spisów powszechnych z zamiarem uzyskania wyników możliwych do wykorzystania w spisach powszechnych rundy W rozprawie, po dogłębnej analizie, wskazano, że istniejące wady i problemy dotychczasowego sposobu prowadzenia badań statystycznych mają najważniejsze źródło w braku procesowego podejścia do produkcji statycznej, co skutkowało praktyką wytwarzania i utrzymywania rozproszonych, autonomicznych, niespójnych i nieefektywnych rozwiązań wsparcia informatycznego badań statystycznych. Przejawiały się one między innymi w tym, że około 200 badań statystycznych ujętych w rocznym Programie Badań Statystycznych wspieranych było przez porównywalną liczbę lokalnych systemów informatycznych. Biorąc to pod uwagę, rozważania przedstawione w rozprawie zakładały : powszechne wykorzystanie w wyżej wymienionych spisach dostępnej obecnie technologii informatycznej (skutkujące prawie całkowitą eliminacją obiegu papierowego), wykorzystanie zasobów informacyjnych będących już w posiadaniu administracji publicznej, procesowe, zintegrowane podejście do realizacji spisów powszechnych skutkujące m.in. odmiennym od dotychczasowego modelem produkcji statystycznej oraz odmienną architekturą wsparcia informatycznego. W rozprawie przyjęto, że osiągnięcie zamierzonych celów jest uwarunkowane wprowadzeniem nowego modelu produkcji statystycznej. Warto podkreślić, że słuszność znacznej części idei opracowanych przez autora rozprawy w latach poprzedzających spisy powszechne rundy 2010 została później potwierdzona w Generycznym Modelu Procesów Statystycznych (GSBPM Generic Statistical Business Proces Model), opracowanym przez Europejską Komisję Gospodarczą Organizacji Narodów Zjednoczonych. Biorąc to pod uwagę, najważniejszymi problemami badawczymi podjętymi w rozprawie doktorskiej były: analiza stanu i opracowanie nowego modelu produkcji statystycznej dla polskiej statystyki publicznej, ze szczególnym uwzględnieniem komponentu geoprzestrzennego, opracowanie ram architektonicznych z wykorzystaniem modelowania obiektowego (główny wątek rozprawy) oraz modelowania matematycznego (wątek pomocniczy). Opracowane ramy

3 powinny stanowić podstawę nie tylko wytworzenia informatycznego wsparcia kolejnego spisu powszechnego, ale również czynnika mającego istotny wpływ na zainicjowany w GUS proces reorganizacji wszystkich badań statystycznych, opracowanie wytycznych metodycznych odnoszących się do stosowania opracowanych ram architektonicznych w procesach wytworzenia wsparcia informatycznego badań statystycznych, analiza i dyskusja architektury dotychczasowego wsparcia informatycznego oraz nowej architektury zgodnej z opracowanymi ramami architektonicznymi, omówienie wyników wieloaspektowej, w tym kosztowej analizy porównawczej. Prace analityczne i konstrukcyjne realizowane były m. in. zgodnie z zasadami architektury korporacyjnej oraz z wykorzystaniem modelowania obiektowego i matematycznego. Takie podejście ułatwia harmonizację rozwiązań informatycznych stosowanych w polskiej statystyce publicznej z rozwiązaniami innych krajów i tym samym stwarza podstawy do interoperacyjnego współdziałania w relacjach międzynarodowych, zwłaszcza w kontekście reużywalności modułów przetwarzania danych. W rozprawie, zgodnie z dotychczasowym moim dorobkiem naukowym i zawodowym, skupiłem się przede wszystkim na aspektach koncepcyjno-architektonicznych tworzenia wsparcia informatycznego badań statystycznych. Jednak w rozważaniach dotyczących wykorzystania ram architektonicznych podjąłem także próbę opracowania ogólnego modelu matematycznego, który - pod warunkiem zgromadzenia niezbędnych danych i kontynuowania dalszych prac - może mieć praktyczne znaczenie dla optymalizacji rozstrzygnięć projektowych, np. dotyczących zagadnienia doboru kanałów pozyskiwania lub udostępniania danych spisowych. W wyniku przeprowadzonych rozważań w rozprawie przedstawiłem: nowy, procesowy Model Procesu Produkcji Statystycznej MPPS, ramy architektoniczne budowy i wykorzystania wsparcia informatycznego produkcji statystycznej realizowanej zgodnie z MPPS, wytyczne metodyczne wytwarzania i stosowania ram architektonicznych; (wytyczne, mimo że z uwagi na objętość zostały zamieszczone w załączniku, stanowią ważny rezultat rozprawy), dyskusję nt. istoty transformacji dotychczasowego podejścia rurkowego, charakteryzującego się dedykowanymi odseparowanymi aplikacjami wspierającymi pojedyncze procesy badawcze, do zintegrowanego podejścia procesowego wspierającego wszystkie procesy badawcze poprzez spójną platformę wsparcia informatycznego, propozycję architektury środowiska techniczno-systemowego pod kątem jego zastosowania w spisach powszechnych rundy 2020, wyniki kosztowej analizy porównawczej.

4 Rozprawa redakcyjnie składa się z wprowadzenia, 5 rozdziałów, podsumowania oraz 3 załączników. Rozdział 1 poświęcony jest omówieniu podstaw prawnych i organizacyjnych stosowania narzędzi i metod informatyki w realizacji badań statystycznych statystyki publicznej. Omówiłem w nim pojęcie badania statystycznego oraz odniosłem się do pojęcia badania masowego i specyfiki spisów powszechnych a także przedstawiłem niezbędne definicje, terminologię, klasyfikacje obowiązujące w polskiej i światowej statystyce publicznej. Wskazałem w nim, że w licznych aktach prawnych krajowych i zagranicznych podkreślana jest konieczność stosowania informatyki do realizacji badań statystycznych, w celu zmniejszenia obciążenia respondentów, obniżenia kosztów i przyspieszenia realizacji badań statystycznych przy zachowaniu wysokiej jakości informacji wynikowych. W rozdziale zwróciłem także uwagę na rolę i znaczenie statystyki publicznej dla jakości systemu informacyjnego państwa. W zakończeniu tego rozdziału, uzasadniłem potrzebę zmiany dotychczasowego sposobu realizacji badań statystycznych poprzez zastosowanie podejścia opartego na procesowym modelu produkcji statystycznej oraz kompleksowym wykorzystaniu wsparcia informatycznego, wytworzonego zgodnie z zasadami architektury korporacyjnej. W rozdziale 2 sformułowałem problem badawczy oraz tezy rozprawy. Na podstawie analizy dominujących w polskiej statystyce publicznej sposobów wytwarzania i wykorzystania narzędzi oraz metod informatyki, zidentyfikowałem najczęściej występujące problemy i wady. Biorąc je pod uwagę określiłem dziedzinę badań, cele oraz koncepcję realizacji rozprawy. Rozdział 3 zawiera pogłębioną analizę rozwiązań informatycznych dominujących w polskiej statystyce publicznej. Szczegółowy materiał uzyskany w jej toku znajduje się w załączniku nr 1 do rozprawy. Wyniki analizy przekonują, że nie jest możliwe stworzenie jednego, uogólnionego schematu spójnie opisującego strukturę i przebieg tak uwikłanego, dotychczasowego procesu produkcji statystycznej. W konsekwencji tego wniosku konieczne stało się stworzenie nowego, procesowego modelu procesu produkcji statystycznej (MPPS), ze szczególnym uwzględnieniem komponentu geoprzestrzennego, nabierającego coraz większego znaczenia we współczesnym procesie produkcji statystycznej. W rozdziale 4 omówiłem istotę oraz metodę konstruowania ram architektonicznych dla wsparcia informatycznego produkcji statystycznej opartej na modelu MPPS. Wytyczne metodyczne wykorzystania opracowanych ram architektonicznych w procesach wytwarzania i używania wsparcia informatycznego, z uwagi na ich obszerność, zostały zamieszczone w załączniku nr 2 do rozprawy. Opracowane ramy architektoniczne są zbiorem diagramów UML zawierającym jeden diagram przedstawiający kompleksowe ujęcie faz MPPS oraz 8 diagramów określających strukturę realizacji każdej z faz wyodrębnionych w MPPS. Diagramy opatrzono odpowiednim opisem wraz z tabelami ilustrującymi związki pomiędzy podprocesami procesu produkcji statystycznej a obiektami gromadzącymi dane, które na potrzeby rozprawy nazwano składnicami danych. Należy w tym miejscu podkreślić, że w rozprawie podsumowano także wnioski z modelowania matematycznego procesu

5 realizacji badań statystycznych. Wątek ten koncentrował się na możliwościach stymulowania architektury wsparcia informatycznego wynikami uzyskanymi dzięki opracowaniu i badaniu modeli matematycznych badań statystycznych. Zamieszczone w rozprawie efekty modelowania matematycznego mają znaczenie uzupełniające w stosunku do głównego nurtu rozważań. Warto jednak zauważyć, że dzięki włączeniu modelowania matematycznego do procesu zarządzania wytwarzaniem wsparcia informatycznego dla modelu MPPS jego efekty stają się automatycznie elementami konstrukcyjnymi ram architektonicznych. W zakończeniu rozdziału przedstawiłem propozycję integracji (w procesie wytwarzania wsparcia informatycznego dla produkcji statystycznej) efektów modelowania architektoniczno-konstrukcyjnego oraz matematycznego. Rozdział 5 zawiera propozycję architektury wsparcia informatycznego dla badań statystycznych, w tym spisów powszechnych, wraz z dyskusją dotyczącą istoty transformacji dotychczasowego podejścia rurkowego, charakteryzującego się dedykowanymi, odseparowanymi aplikacjami wspierającymi pojedyncze procesy badawcze, do zintegrowanego podejścia procesowego wspierającego wszystkie procesy badawcze poprzez spójną platformę wsparcia informatycznego. W konsekwencji wypracowanych rozwiązań architektonicznych możliwe było zaproponowanie ramowego środowiska techniczno-systemowego spisu powszechnego ludności i mieszkań w 2021r. W rozdziale porównano zaproponowane rozwiązania z rozwiązaniami wstępnie sprawdzonymi w trakcie realizacji spisów ludności i mieszkań w 2011 r. przedstawiając między innymi wnioski z przeprowadzonej analizy kosztowej. W Podsumowaniu omówiłem syntetycznie podstawowe rezultaty przeprowadzonych rozważań w kontekście sformułowanego problemu badawczego oraz koncepcji realizacji rozprawy. Zarysowałem w nim także kierunki dalszych prac badawczych i konstrukcyjnych, przy czym następujące uznałem za najbardziej obiecujące: rozwinięcie prac badawczych i towarzyszących im prac metodycznych mających na celu wzbogacenie, zgodnie z propozycjami zawartymi w rozprawie, modelu GSBPM o podprocesy wykorzystujące własności geoprzestrzenne; zgłoszona przeze mnie w tym względzie inicjatywa spotkała się z dużym zainteresowaniem stając się przyczynkiem do podjęcia wspólnych międzynarodowych przedsięwzięć modernizacyjnych, mających na celu formalne rozszerzenie 1 światowego modelu GSBPM v. 5.0 o komponenty geoprzestrzenne, pogłębienie prac nad wykorzystaniem modelowania matematycznego, których jednym z najważniejszych efektów powinno być stworzenie uniwersalnego repozytorium modeli i metod wraz z metodyką ich wykorzystania w procesach planowania i prowadzenia badań statystycznych (w tym rozwiązywania zadań optymalizacyjnych), 1 Od 2013 r. biorę udział m.in. w pracach Komitetu Modernizacyjnego ds. Produkcji i Metod statystycznych pod nadzorem High Level Group przy Europejskiej Komisji Gospodarczej EKG ONZ (UNECE) oraz od 2017 r. w wąskiej grupie ekspertów międzynarodowych Supporting Standards Group on GSBPM działającej w ramach EKG-ONZ (przy Europejskiej Komisji Gospodarczej ONZ).

6 powiązanie dalszych prac badawczo-konstrukcyjnych z pracami wynikającymi z rozwoju metod i technologii określanych obecnie jako Big Data. Istotą tego rodzaju prac musi być tworzenie modeli i metod, które pozwolą uzyskiwać wiarygodne statystyki w przypadku pozyskiwania danych nieustrukturyzowanych, niekompletnych i do tego pochodzących ze źródeł danych o trudnej do oszacowania wiarygodności. Ewentualne wdrożenie wyników uzyskanych w tej dziedzinie musi być poprzedzone zmianami w prawie regulujących sposób korzystania statystyki publicznej ze źródeł alternatywnych. Istotnym wyróżnikiem przyjętego w rozprawie podejścia jest jego koncepcyjna zgodność z rekomendacjami zalecanymi przez międzynarodowe organizacje statystyczne (EUROSTAT, UNECE, UNSD i OECD). Dzięki temu uzyskane wyniki mogą pozytywnie wpłynąć nie tylko na zmiany w organizacji badań statystycznych realizowanych przez polską statystykę publiczną, ale także pośrednio na wyniki prac międzynarodowych zespołów eksperckich (uczestniczę w nich jako przedstawiciel statystyki polskiej) zajmujących się metodami, modelami i narzędziami informatycznego wsparcia badań statystycznych.