Spis treści Krzysztof Kania... 4 USPRAWNIANIE PROCESÓW SŁABO USTRUKTURALIZOWANYCH W PODEJŚCIU SIX SIGMA Z WYKORZYSTANIEM NARZĘDZI BUSINESS PROCESS

Transkrypt

1 STUDIA I MATERIAŁY POLSKIEGO STOWARZYSZENIA ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Redaktor tomu dr inż. Waldemar Bojar Komitet Redakcyjny: Prof. dr hab. Janusz Kacprzyk Prof. dr hab. Inż. Ludosław Drelichowski Polskie Stowarzyszenie Zarządzania Wiedzą Bydgoszcz 2006

2 2 Recenzenci: Prof. dr hab. inż. Ludosław Drelichowski Prof. dr hab. Janusz Kacprzyk Opracowanie redakcyjne i korekta inż. Waldemar Kępa inż. Ewa Dziemianko ISSN X Drukarnia yyyyyyyyyyyy Zam. Nr ccccccc

3 Spis treści Krzysztof Kania... 4 USPRAWNIANIE PROCESÓW SŁABO USTRUKTURALIZOWANYCH W PODEJŚCIU SIX SIGMA Z WYKORZYSTANIEM NARZĘDZI BUSINESS PROCESS INTELLIGENCE... 4 Grażyna Adamczyk-Łojewska, Adam Bujarkiewicz, Stanisław Łojewski ZASTOSOWANIE INFORMATYKI W DELIMITACJI GMIN, W TYM OBSZARÓW WIEJSKICH I MIAST, ROZWIJAJĄCYCH SIĘ I OPÓŹNIONYCH W ROZWOJU Paweł BARTOSZCZUK CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SPADEK ZUŻYCIA WODY Z WODOCIĄGÓW W POLSCE WPŁYW WYKORZYSTANIA INTERNETU W DZIAŁALNOŚCI KOMERCYJNEJ ORGANIZACJI NA JEJ ARCHITEKTURĘ INFORMATYCZNĄ STUDIUM PRZYPADKU TOWARZYSTWA UBEZPIECZENIOWEGO THE IMPACT OF COMMERCIAL INTERNET UTILIZATION ON ORGANIZATION S IT ARCHITECTURE INSURANCE COMPANY CASE STUDY Summary Ewa BURSZTA-ADAMIAK, Magdalena KĘSZYCKA, Janusz ŁOMOTOWSKI ZASTOSOWANIE ANALIZY SKUPIEŃ DO UPORZĄDKOWANIA DANYCH O WIELKOŚCI ZAWIESIN WYSTĘPUJĄCYCH W WODACH I ŚCIEKACH Ludosław Drelichowski, Michał Trzos INFRASTRUKTURA SPRZĘTOWA I SOFTWARE OWA WSPOMAGANIA ZARZĄDZANIA ODDZIAŁEM HIPERMARKETU POPRZEZ ZASTOSOWANIE HURTOWNI DANYCH I SYSTEMU AUTOMATYCZNYCH ANALIZ OLAP Tomasz Dudek KARTOGRAFICZNA METODA REPREZENTACJI WIEDZY W EKSPERTOWYM SYSTEMIE JAKOŚCI KSZTAŁCENIA KNOWLEDGE REPRESENTAION WITH CARTOGRAPHIC METHOD FOR EDUCATION S QUALITY EXPERT SYSTEM Mieczysław Jagodziński, Agata Goraus REINŻYNIERING PROCESU KSZTAŁCENIA Z WYKORZYSTANIEM IFS APPLICATIONS Mieczysław Jagodziński, Jolanta Krystek, Michał Midura STRUKTURA INFORMACYJNA PRZYKŁADOWEGO PROCESU MONTAŻU W ZINTEGROWANYM SYSTEMIE INFORMATYCZNYM IFS APPLICATIONS INFORMATION STRUCTURE OF EXAMPLE ASSEMBLE PROCESS IN INTEGRATED MANUFACTURING SYSTEM IFS APPLICATIONS

4 4 Krzysztof Kania Usprawnianie procesów słabo ustrukturalizowanych w podejściu Six Sigma z wykorzystaniem narzędzi Business Process Intelligence KRZYSZTOF KANIA Katedra Inżynierii Wiedzy, Akademia Ekonomiczna w Katowicach USPRAWNIANIE PROCESÓW SŁABO USTRUKTURALIZOWANYCH W PODEJŚCIU SIX SIGMA Z WYKORZYSTANIEM NARZĘDZI BUSINESS PROCESS INTELLIGENCE Streszczenie Usprawnienie działania organizacji następuje przez usprawnianie procesów w niej zachodzących. Podejmowanych jest wiele inicjatyw zmierzających do podniesienia sprawności i jakości procesów. Jednym z najczęściej stosowanych obecnie jest podejście Six Sigma.. Podejście to obecnie wdrażane jest w wielu przedsiębiorstwa przemysłowych, usługowych oraz w organizacjach służby zdrowia i edukacji. W większości przypadków podejście to stosowane jest jednak do usprawniania procesów dobrze ustrukturalizowanych. W artykule przedstawiono problemy zastosowania podejścia Six Sigma do usprawniania procesów nieustrukturalizowanych, obszary wspomagania narzędziami informatycznymi rozszerzenia takiego podejścia Six Sigma ze szczególnym uwzględnieniem narzędzi klasy Business Process Intelligence. Słowa kluczowe: komputerowa analiza procesów biznesowych, usprawnianie procesów, Six Sigma. ILL-STRUCTURED PROCESS IMPROVEMENT IN SIX SIGMA APPROACH USING BUSINESS PROCESS INTELLIGENT TOOLS Summary Six sigma methodology was designed as a a step-by-step approach to process improvement. But in most cases it is (successfully) used to improve well-structured process. In a brand new approach organizations try to adapt Six Sigma to improve ill-structured processes like decision or planning processes too. The article presents Business Process Intelligent tools that could be used in this kind of the Six Sigma approach. Keywords: Six Sigma, process management, ill-structured process improvement. 1. Podejście Six Sigma Określenie Six Sigma (6σ) przyjęto na opisanie zbioru działań zmierzających do osiągnięcia wysokiego poziomu jakości dostarczanych produktów i usług dzięki wyeliminowaniu odchyleń od wzorcowego wykonania procesu wytwórczego lub usługowego. 6σ opisuje się jako podejście umożliwiające organizacjom zwiększenie zysku poprzez reorganizację działań, poprawienie jakości oraz usuwanie defektów we wszystkim co jest wykonywane w organizacji. Podejście to wyna-

5 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, leziono i rozwinięto w firmie Motorola na początku lat 80-tych, a stało się szerzej znane od roku 1995 kiedy to zostało zastosowane z powodzeniem w firmie General Electric. Podstawą 6σ jest założenie, że aby zadowolić klienta, podnieść jakość i jednocześnie usunąć zbędne czynności (Lean Six Sigma), trzeba mierzyć, zrozumieć i na tej podstawie usprawniać procesy w organizacji. Doskonalenie procesów dokonuje się przede wszystkim poprzez identyfikację pierwotnych przyczyn problemów (root causes) i eliminację odchyleń od wzorcowych przebiegów procesów aż do osiągnięcia progu pojawiania się zaledwie 3,4 usterek na milion możliwości ich wystąpienia. Doskonalenie istniejących i budowa nowych procesów odbywa się w iteracyjnym 5- fazowych ciągach określanych skrótem DMAIC (Define Measure Analyze Improve Control) i odpowiednio DMADV (Define Measure Analyze Design Verify). Główne etapy obu łańcuchów zestawiono w tabeli 1. D M A I C Tabela 1 Podstawowe działania w ramach DMAIC i DMADV Usprawnienie procesu Definiowanie problemów i celów usprawnienia, ustalenie priorytetów, wybór projektów do realizacji Ustalenie miar i pomiar kluczowych parametrów procesu, zrozumienie podstawowych charakterystyk procesu Analiza danych w celu ustalenia przyczyn różnic między aktualnym stanem a założonymi celami i najważniejszych zależności Wypracowanie nowych idei i pomysłów usprawnień i poprawienie wzorców procesu Ustalenie standardowych sposobów pomiaru procesu, nadzór nad procesem i utrzymanie osiągniętego poziomu, jeśli nadal są problemy powrót do punktu 1. Źródło: (Pyzdek 2003 s. 238, 241) D M A D V Nowy proces Definiowanie celów nowego procesu, uzasadnienie potrzeby jego wprowadzenia Zdefiniowanie miar procesu odpowiadających kluczowym wymaganiom użytkownika Analiza założenia, ocena wzorca, wykorzystanie najlepszych praktyk, optymalizacja wzorca Projekt nowego procesu, symulacje, budowa prototypu Weryfikacja wzorca procesu Six Sigma jest zatem systematycznym podejściem do usprawniania procesów biznesowych (Six Sigma Process Improvement SSPI) poprzez analizę i eliminację przyczyn (czasami głęboko ukrytych) odchyleń od wzorców procesów, które prowadzą do złego ich wykonania i niezadowolenia klientów. Jako kluczowe elementy podejścia można wskazać: podejście procesowe i stałe skupianie uwagi na wymaganiach klientów procesów, mierzenie i analizę statystyczną procesów w celu zmierzenia odchyleń realizacji procesów od przyjętych wzorców, koncentrację na zrozumieniu relacji pomiędzy wejściem i przetwarzaniem a wyjściem, w taki sposób aby dobrać wartości najważniejszych zmiennych i zawsze dostarczać klientowi jak najlepszy produkt lub usługę, identyfikację monitorowanie i eliminację najgłębszych przyczyn występowania defektów, nacisk na redukcję odchyleń od przyjętych wzorców w celu zmniejszenia liczby defektów,

6 6 Krzysztof Kania Usprawnianie procesów słabo ustrukturalizowanych w podejściu Six Sigma z wykorzystaniem narzędzi Business Process Intelligence zarządzanie pro-aktywne skupiające się na zapobieganiu powstawania sytuacji problemowych, ciągłym usprawnianiu i dążeniu do perfekcji mierzonej liczbą popełnianych błędów, ustalanie bardzo ambitnych celów i współdziałanie w skali całej organizacji. Six Sigma jest komplementarna z innymi podejściami takimi jak Total Quality Management, zarządzanie projektem czy usprawnianie procesów biznesowych (Business Process Improvement). Ponadto działania w ramach podejścia SS w całości można uznać za działania oparte na wiedzy i intensywnie wykorzystujące wiedzę. Szczególną rolę odgrywa w nim wiedza bezpośrednich uczestników (wykonawców) procesów. Zakłada się, że to właśnie oni są głównym źródłem wiedzy o procesach w których uczestniczą i jednocześnie głównym źródłem usprawnień. Stąd ścisłe związki między 6σ z zarządzaniem wiedzą. Podejście Six Sigma można postrzegać trojako (Hill 2005). Ze strategicznego punktu widzenia Six Sigma jest programem, który wymusza na organizacji zdefiniowanie strategicznych priorytetów i uruchomienie projektów usprawniania procesów, które są zbieżne z tymi priorytetami. Z tego punktu widzenia Six Sigma jest narzędziem implementacji strategii organizacji. Z taktycznego punktu widzenia Six Sigma polega na włączeniu wytrenowanych liderów projektów, którzy realizują wskazania podejścia zmierzające do usprawnienia kluczowych procesów. Z technicznego punktu widzenia Six Sigma polega na osiągnięciu jakości wykonywania procesów na poziomie 6σ. Ponieważ jest to poziom bardzo trudny do osiągnięcia większość realizacji Six Sigma skupia się na celach strategicznych i taktycznych uznając za sukces osiągnięcie poziomu 4σ lub 5σ sigma. Już doświadczenia z roku 2000 (Mikel 2000) wskazywały, że firmy które rygorystycznie zastosowały podejście 6σ notowały bardzo znaczące efekty (wzrost rentowności, wzrost mocy wytwórczych, spadek zatrudnienia, spadek zaangażowanego kapitału) w krótkim czasie, mimo nie osiągnięcia poziomu 6σ. Nie wdając się w szczegółową prezentację podstaw statystycznych podejścia (patrz np. (Pyzdek 2003), (Pande 2003)) wskażemy tylko, że odpowiedni poziom sigma przekłada się bezpośrednio na ilość błędnych przebiegów procesów (tabela 2). Źródło: (Pande 2003 s.28) Tabela 2. Kolejne poziomy sigma Poziom σ Defektów na 1 mln przebiegów procesu % defektów 1σ ,0 69,0000% 2σ ,0 30,8000% 3σ ,0 6,6800% 4σ 6 210,0 0,6210% 5σ 230,0 0,0230% 6σ 3,4 0,0003% O ile podejście oparte o statystyczną analizę procesów w stosunku do procesów technologicznych czy fizyko-chemicznych było już wcześniej stosowane (statystyczna kontrola procesów) a w ramach 6σ nastąpiło jego dalsze rozwinięcie, o tyle nowym pomysłem jest rozszerzenie działań usprawniających na całą organizację oraz zastosowanie tych metod do procesów usługowych, administracyjnych (i ogólnie biznesowych) oraz procesów wytwarzania oprogramowania (zob. np. (VanHilst 2005)).

7 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Jednak warunkiem takiego zastosowania podejścia jest rozszerzenie stosowalności Six Sigma również na procesy nieustrukturalizowane. Nie jest to łatwe ponieważ procesy dobrze i słabo ustrukturalizowane bardzo różnią się od siebie nie tylko z punktu widzenia 6σ. W tabeli 3 zestawiono te ich cechy, które mają największy wpływ na ich usprawnianie w ramach Six Sigma. Tabela 3 Porównanie procesów w świetle podejścia Six Sigma Procesy dobrze ustrukturalizowane Procesy słabo ustrukturalizowane Charakterystyka procesu Wzorce znane Wzorce nieznane Zmiany we wzorcu rzadkie Zmiany we wzorcu częste Efekty pracy materialne, widoczne Efekty pracy niematerialne, niewidoczne Łatwo mierzalne Trudno mierzalne Ocena za pomocą zmiennych numerycznych Ocena jakościowa, opisowa Ścisłe kryteria jakościowe Ocena jakości subiektywna Liczba wystąpień duża Liczba wystąpień mała Stosowane narzędzia Obliczanie odchyleń Porównywanie Projektowanie i usprawnianie wzorca Odkrywanie i konstrukcja wzorca ad hoc Działania dokładne Działania w oparciu o podobieństwo Statystyczne kontrola procesów OLAP i algorytmy Data Mining Źródła danych Źródła jednolite, stałe, standardowe Źródła zróżnicowane, zmienne Relacyjne bazy danych, strumieniowe bazy danych Odczyty plików logowania, bazy danych, hurtownie, pliki systemów workflow, dokumenty tekstowe,... Rozszerzenie Six Sigma na procesy słabo ustrukturalizowane jest możliwe jak się wydaje dzięki zastosowaniu w szerszym zakresie nowoczesnych narzędzi informatycznych. Tych mogą dostarczyć systemy klasy Business Process Intelligence (BPI). 2. Narzędzia informatyczne w Six Sigma Narzędziami informatycznymi można wspierać niemal wszystkie działania podejmowane w obrębie podejścia 6σ (por. rysunek 1). W szczególności technologie informatyczne mogą wspomóc six Sigma poprzez: 1. szybkie i wieloużywalne opisywanie i mapowanie procesów, 2. gromadzenie danych o procesach w taki sposób aby możliwe było ich włączenie i wykorzystanie w statystycznych narzędziach wspierających Six Sigma, 3. obliczanie odpowiednich statystyk, 4. raportowanie i analizę (również nieklasyczną) danych o procesach biznesowych, 5. odkrywanie wiedzy o procesach biznesowych, 6. wizualizację procesów, 7. zarządzanie najlepszymi praktykami, wymiana (eksternalizacja) wiedzy (portale organizacyjne),

8 8 Krzysztof Kania Usprawnianie procesów słabo ustrukturalizowanych w podejściu Six Sigma z wykorzystaniem narzędzi Business Process Intelligence 8. zarządzanie samym projektem Six Sigma, jego zasobami ludzkimi, szkoleniami wewnątrz firmy (e-learning) itp. Monitorowanie procesów Kontrola ETL Wzorce procesów Hurtownia danych Odkrywanie o procesach wiedzy o procesach Opis i mapowanie procesów 6σ Ontologia procesów Realizacja projektów 6σ Szkolenia Wizualizacja procesów Obszar Business Process Intelligence Analiza procesów Najlepsze praktyki Zmiany w kulturze organizacji Rys. 1: Wykorzystanie narzędzi BPI w podejściu Six Sigma Szczegółowe zestawienie narzędzi informatycznych stosowanych w cyklach DMAIC i DMADV zawarto w tabeli 4. Tabela 4 Wykorzystanie narzędzi informatycznych w cyklach DMAIC i DMADV Krok w łańcuchu Six Sigma Mapy procesów Procesowy OLAP + Symulacje Narzędzia informatyczne Monitory Języki procesów opisu procesów Wizualizacja Analiza procesów D D M M A A I D C V Decydującą rolę w obu łańcuchach odgrywa analiza procesów. Jej zakres jest z kolei uzależniony od sposobu przechowywania danych o procesach. 3. Hurtownie danych o procesach i analiza danych o procesach Klasyczny model hurtowni danych (HD) opiera się na podejściu reistycznym, przyjmującym iż istnieją rzeczy, tzn. obiekty, które posiadają ustalone właściwości o określonych lecz

9 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, zmiennych wartościach, a przedmiotem zainteresowania analityka i decydenta są zmiany ich wartości w rozpatrywanej przestrzeni. W klasycznych HD zapisywane są wyłącznie fakty, nie są natomiast zapisywane relacje pomiędzy nimi ani procesy, w ramach których te fakty zaistniały. Dlatego takie HD, choć mogą wspomagać usprawnianie procesów, będą to robić w ograniczonym zakresie. Lepszą podstawę do analizy dają hurtownie danych o procesach (HDP) (Casati 2001). Różnice wynikają ze znacznie rozszerzonego zakresu gromadzonych danych, zdefiniowania wymiarów i miar opisujących procesy (a jeden fakt może być elementem kilku procesów) a skutkują możliwością zadawania pytań zarówno w kontekście faktów jak i związków (przyczynowych, temporalnych) między nimi. Z kolei w hurtowniach czasu rzeczywistego możliwe jest śledzenie przebiegu procesów aktywnych oparte na bieżącej informacji o stanie procesu. Monitorowanie jest realizowane w przestrzeni wielowymiarowej. W oparciu o zbiór predefiniowanych wymiarów można tworzyć raporty na temat ilości uruchomionych procesów, powiązań z węzłami i usługami, aktualnego czasu trwania lub kosztu procesu, grupy aktywnych procesów oraz działań i zachowań uczestników procesu itp. Monitorowanie może polegać nie tylko na udzielaniu odpowiedzi na zapytania użytkownika. Hurtownia procesów powinna posiadać możliwość automatycznego sygnalizowania przekroczenia dopuszczalnych wartości zadanych parametrów w postaci zbioru alarmów. Realizacja zadań analitycznych Six Sigma dla procesów ustrukturalizo-wanych jest względnie prosta i może być realizowana w dużej części przez narzędzia pracujące nawet w środowisku arkusza kalkulacyjnego (dostępnych jest też bardzo wiele takich narzędzi zob. np. Natomiast gdy mamy do czynienia z procesami drugiego rodzaju narzędzia te okazują się niewystarczające. Musimy wtedy sięgnąć po narzędzia z grupy określanej jako Process Data Mining. Umożliwiają one pozyskanie głębszej wiedzy o dziedzinie, lecz wymagają lepszego przygotowania danych oraz użycia bardziej zaawansowanych narzędzi analizy. Wiele z problemów analizy procesów nieustrukturalizowanych mieści się w kategoriach analizy sekwencji zdarzeń i szeregów czasowych a poza znanymi i stosowanymi narzędziami statystycznymi stosowane są również m.in. (zob. np. (Adamo 2000)): wyszukiwanie wzorców oraz częstych i rzadkich sekwencji zdarzeń, określanie podobieństwa sekwencji zdarzeń, znajdowanie reguł asocjacji w sekwencjach zdarzeń, grupowanie wzorców sekwencji zdarzeń i szeregów czasowych, rachunek sytuacyjny, metody Case-Base-Reasoning dla sekwencji zdarzeń i wzorców procesów. Istnieje wiele powodów, dla których gromadzi się i analizuje informację o procesach. Wydaje się że można je zakwalifikować do jednej z następujących kategorii: 1. Usprawnianie istniejących i projektowanie nowych wzorców procesów. Tak właśnie główny cel analizy procesów ujmuje (Zapf 2001). Postrzega on główne zadanie analizy procesów jako możliwość projektowania nowych wzorców procesów głównie procesów ad hoc - w oparciu o wiedzę o procesach z przeszłości ujętą w zbiór wzorców. Taka (zwykle jakościowa) analiza procesów wymaga aktywnego współudziału użytkownika w określeniu miar oceny procesu i zdefiniowaniu pojęć niezbędnych do opisania procesu takich jak: zachowanie, wzorce zachowań, taksonomia, podproces, czynności czy hierarchia działań. 2. Kontrola i sterowanie procesami w czasie rzeczywistym oraz zapewnienie transakcyjności procesów (w przypadku niepowodzenia procesu możliwość przywrócenia stanu sprzed rozpo-

10 10 Krzysztof Kania Usprawnianie procesów słabo ustrukturalizowanych w podejściu Six Sigma z wykorzystaniem narzędzi Business Process Intelligence częcia procesu). Jest to głównym celem proponowanej w (List 2000) tzw. fabryki informacji opartej o monitory procesów oraz HDP (zob. też Billewicz 2004). 3. Odkrycie sposobów realizacji procesów. Są to działania w ramach Process Data Mining lub Workflow Mining a ich celem jest zrozumienie co tak naprawdę dzieje się w ramach procesu, którego struktury nie znamy (Madeiros 2003). 4. Odkrycie przyczyn występowania określonych zjawisk podczas realizacji procesów W takiej analizie procesów procesy traktuje się identycznie jak obiekty (poszczególne stany procesów oraz procesy traktujemy jako fakty, natomiast definicje procesów, zasoby, czas, uczestnicy procesów tworzą wymiary), a do ich analizy używać tych samych metod, które są wykorzystywane w analizie obiektów (klasyfikacja, grupowanie itd.). Analiza może przebiegać w wymiarach: procesów i grup procesów, usług i grup usług, węzłów roboczych, jednostek danych, zasobów, czasu i działań (Casati 2002). Analiza danych o procesach jest centralnym działaniem Six Sigma, a jej wyniki mają wpływ na realizację pozostałych działań. W tabeli 5 przedstawiono związki pomiędzy przedstawionymi grupami analiz a działaniami w łańcuchach DMAIC i DMADV. Tabela 5 Zastosowanie grup analiz w Six Sigma Grupa CYKL analiz D M A I C D M A D V 1 X X 2 X X 3 X X 4 X X 4. XML jako podstawa integracji technologicznej Six Sigma i BPI Efektywne wspomaganie działań w łańcuchu wymaga co oczywiste wykorzystywania efektów realizacji poprzednich etapów. Tymczasem jednym z największych (i najkosztowniejszych) problemów wykorzystania narzędzi klasy Business Intelligence jest integracja (narzędzia ETL) oraz przekazywanie danych. Rozwiązanie tych problemów jest możliwe dzięki szerszemu zastosowaniu (meta)języka XML. Okazuje się, że już istniejące i proponowane języki i narzędzia oparte o XML umożliwiają zapis potrzebnych danych i zdefiniowanie zadań wykonywanych w ramach Six Sigma (rysunek 2). Część z wymienionych języków jest wspierana przez wielkie organizacje takie jak W3C czy Workflow Coalition Managment, inne są w fazie rozwoju i są proponowane przez niezależne grupy badawcze.

11 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Mapy procesów RBD XMLBD Hurtownie danych XML Wizualizacja XPDL BPML XQL XMLQL Xquery XMML DMQL PMML XUL XSLT Define Measure Analyze Improve Control XPDL XML Processing Description Language (WfMC) BPML Business Process Modeling Language (Business Process Management Initiative) XQL XML data Query Language (W3C) XML-QL Query Language for XML (W3C) XMML exploration and Mining Markup Language (rekomendacja W3C) DMQL Data Mining Query Language (Database Group Sydney Univ. (Feng 2005)) PMML Predictive Model Markup Language (Data Mining Group XUL XML User Interface Language ( XSLT Extensible Stylesheet Language Transformation (W3C) Xquery XML Query Language (W3C) Rysunek. 2: Wykorzystanie języków pochodnych XML w cyklu DMAIC Efektywność wykorzystania XML byłaby największa w przypadku wykorzystania natywnych repozytoriów danych XML XMLowych baz i hurtowni danych. Narzędzia te nie są na razie w powszechnym użyciu jednak tradycyjne model relacyjny i wielowymiarowy mogą również być wykorzystywane. 5. Zakończenie O potrzebie i możliwościach wspierania podejścia Six Sigma zaawansowanymi narzędziami informatycznymi świadczyć może fakt, że duże korporacje zajmujące się wytwarzaniem oprogramowania dla potrzeb biznesu (SAP, SAS, Microsoft) oferują zestawy narzędzi oraz całe środowiska wspomagające wprowadzanie Six Sigma w organizacji. Ich integracja z narzędziami klasy Business Process Intelligence jak się wydaje jest możliwością dalszego rozwoju tego podejścia. Literatura 1. Adamo J-M. (2001) Data Mining for Association Rules and Sequential Patterns, Springer- Verlag, New York, Akingbehin K. (2005) Taguchi-Based Metrics for Software Quality, Proc. 4 th Intl. Conference on Computer and Information Science (ICIS 05), IEEE, Billewicz A., Gołuchowski J., Kania K. (2005) Model hurtowni danych o procesach przetwarzania dokumentów w ING BSK, w: Bazy danych; modele, technologie narzędzia. Analiza danych i wybrane zastosowania, WKŁ, Warszawa, 2005.

12 12 Krzysztof Kania Usprawnianie procesów słabo ustrukturalizowanych w podejściu Six Sigma z wykorzystaniem narzędzi Business Process Intelligence 4. Casati F., Umesh D., Ming-Chien S., Bonifati A. (2001) Warehousing Workflow Data: Challenges and Opportunities. Proc. of the 27th VLDB Conference, Roma, Casati F., Umesh D., Ming-Chien S., Bonifati A. (2001): Warehousing Workflow Data: Challenges and Opportunities. Proc. of the 27 th VLDB Conference, Roma, Feng, L., Dillon, T. (2005) An XML-enabled data mining query language: XML-DMQL, Intl. Journal of Business Intelligence and Data Mining, Vol. 1, No. 1, 2005, pp List B., Schiefer J., Bruckner R. (2001) Measuring Knowledge with Workflow Management Systems, 2nd Intl. Workshop on Theory and Application of Knowledge Management, Medeiros A., van der Aalst W., Weijters A. (2003): Workflow mining: current status and future directions, ODBASE 2003, LNCS 2888, Springer-Verlag, Berlin, Mikel H., Schroeder R. (2000) Six Sigma: The Breakthrough Management Strategy Revolutionizing the World s Top Corporations, Doubleday, Pande P., Neuman R., Cavanagh R. (2003) Six Sigma sposób poprawy wyników nie tylko dla firm takich jak GE czy Motorola, wyd. LIBER, Warszawa, Pyzdek T. (2003) The Six Sigma Handbook, McGraw-Hill, New York VanHilst M., Garg P., Lo C. (2005) Repository Mining and Six Sigma for Process Improvement, ACM SIGSOFT Software Engineering Notes, Proceedings of the 2005 intl. workshop on Mining software repositories MSR '05, Volume 30, Issue Zapf M. (2003): Pattern driven Process Design, working paper, 7/2003. KRZYSZTOF KANIA Katedra: Informatyki Wydział: Zarządzania Uczelnia: Akademia Ekonomiczna w Katowicach Ulica: 1 Maja , Katowice Tel.: kkania@ae.katowice.pl

13 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, GRAŻYNA ADAMCZYK-ŁOJEWSKA, ADAM BUJARKIEWICZ, STANISŁAW ŁOJEWSKI ZASTOSOWANIE INFORMATYKI W DELIMITACJI GMIN, W TYM OBSZARÓW WIEJSKICH I MIAST, ROZWIJAJĄCYCH SIĘ I OPÓŹNIONYCH W ROZWOJU Streszczenie Na tle omówionego zakresu i ogólnych zasad delimitacji obszarów problemowych przedstawiono zastosowane praktycznie metody badawcze i techniki informatyczne w delimitacji gmin, w tym obszarów wiejskich i miast, rozwijających się i opóźnionych w rozwoju. W ogólnokrajowych badaniach, prowadzonych w ATR w dwóch projektach, wykorzystano komputerowe zbiory Banku Danych Lokalnych GUS ( r.) i Banku Danych Regionalnych GUS ( r.). Opracowano dla tych dwóch okresów ogólnokrajowy bank danych obejmujący czynniki (cechy) uwzględniane w wieloczynnikowej analizie ekonomiczno-przestrzennej i delimitacji gmin, przy zastosowaniu techniki GIS. Wykorzystano przygotowany bank danych do opracowania ogólnokrajowych kartogramów charakteryzujących zróżnicowanie przestrzenne badanych ośmiu czynników oraz wyników delimitacji. Omówiono w ujęciu ogólnokrajowym wyniki delimitacji obszarów wiejskich i miast rozwijających się i opóźnionych w rozwoju w latach Słowa kluczowe: delimitacja gmin, komputerowy bank danych, technika GIS, obszary rozwijające się i opóźnione w rozwoju 1. Wstęp W realizowanym w ATR w Bydgoszczy w latach regionalnym projekcie badawczo-wdrożeniowym Środowiskowe uwarunkowania zrównoważonego rozwoju rolnictwa i obszarów wiejskich w województwie kujawsko-pomorskim (kierownik Z. Skinder), przeprowadzono ogólnokrajowe badania ekonomiczno-przestrzenne i środowiskowe przy wykorzystaniu komputerowych zbiorów Banku Danych Lokalnych GUS z lat (w tym danych spisu rolnego z 1996 r.) i techniki GIS (Geographic Information Systems systemy informacji przestrzennej) [Łojewski et al., 2000; Łojewski, 2001, Adamczyk-Łojewska, 2003; Adamczyk-Łojewska i in., 2003; Problemy..., 2001]. W cytowanej monografii [Problemy..., 2001] przedstawiono na odrębnych kartogramach (mapach problemowych) stan i zróżnicowanie przestrzenne w skali kraju podstawowych zasobów, w tym wielkości i struktury użytkowania gruntów, zasobów ludzkich, zasobów infrastruktury technicznej, zasobów turystycznych, a także zanieczyszczenia i ochrony środowiska oraz działalności pozarolniczej i aktywności ekonomicznej ludności. Opracowano na poziomie gmin, w tym miast i obszarów wiejskich, 40 kartogramów, które zostały wykorzystane w delimitacji obszarów wiejskich i miast. Badanie te są kontynuowane, w zakresie aspektów społeczno-ekonomicznych, w prowadzonym w ATR od 2004 do 2007 roku projekcie badawczym nr 1H02C pt. Obszary rozwijające się i opóźnione w rozwoju w Polsce w ujęciu regionalnym i lokalnym (kierownik G. Adamczyk-Łojewska). Wstępne wyniki ogólnokrajowych badań ekonomiczno-przestrzennych i

14 14 Grażyna Adamczyk-Łojewska, Adam Bujarkiewicz, Stanisław Łojewski Zastosowanie informatyki w delimitacji gmin, w tym obszarów wiejskich i miast, rozwijających się i opóźnionych w rozwoju delimitacji gmin, przy wykorzystaniu Banku Danych Regionalnych (BDR) GUS z lat (w tym danych spisu powszechnego i rolnego z 2002 r.) i techniki GIS omówione są szczegółowo w odrębnych publikacjach [Adamczyk-Łojewska i in., 2006a, 2006b]. W niniejszym opracowaniu ograniczono się do omówienia delimitacji gmin, w tym miast i obszarów wiejskich, głównie w aspekcie zastosowania metod badawczych i technik informatycznych. 2. Zakres i ogólne zasady delimitacji obszarów problemowych Przy wyróżnianiu (delimitacji) w obecnych warunkach Polski obszarów problemowych trzeba brać pod uwagę: 1) stopień wielofunkcyjnego wykorzystania istniejących zasobów kapitału społecznego, a w szczególności zasobów ludzkich, naturalnych i kapitału trwałego; 2) specyfikę systemów przestrzennych o różnej strukturze funkcji; 3) aspekty ekonomiczne, społeczne, ekologiczne i technologiczne, zgodnie z koncepcją zrównoważonego rozwoju; 4) doświadczenia w tym zakresie wysoko rozwiniętych krajów Unii Europejskiej, ale przy uwzględnieniu specyfiki, poziomu rozwoju i skali gospodarki naszego kraju; 5) zróżnicowanie polskiej przestrzeni, w tym zwłaszcza obszarów wiejskich, które charakteryzują się nie tylko wyjątkową w skali Europy różnorodnością biologiczną i krajobrazową, ale i społeczno-ekonomiczną. W warunkach Polski ewentualne próby delimitacji obszarów problemowych (funkcjonalnoprzestrzennych) powinny być oparte na bazie danych gmin, z wyróżnieniem obszarów nie zurbanizowanych (obszarów wiejskich) i zurbanizowanych (miast). Na podstawie obowiązującej w krajach UE Nomenclature of Territorial Units for Statistics (NUTS) wprowadzono w statystyce polskiej w 2000 r. Nomenklaturę Jednostek Terytorialnych do Celów Statystycznych (NTS) i pięciopoziomowe hierarchiczne grupowanie danych (kraj, województwa, podregiony - grupy powiatów, powiaty, gminy). Badania ekonomiczno-przestrzenne, przy obecnym poziomie ewidencji GUS (Bank Danych Regionalnych od roku 1999) i technik komputerowych, powinny uwzględniać dane gmin (miejskich, miejsko-wiejskich i wiejskich), z dodatkowym podziałem na miasta i obszary wiejskie, na pięciu poziomach analizy: gminy NTS 5, powiaty NTS 4, podregiony NTS 3, województwa NTS 2, kraj NTS 1. Wyróżnienie i scharakteryzowanie obszarów problemowych na poziomie gmin, w tym terenów wiejskich i miast, oraz określenie stopnia zróżnicowania tych obszarów i wykorzystania istniejących zasobów, wymaga przeprowadzenia interdyscyplinarnych badań ekonomicznoprzestrzennych. W badaniach diagnostycznych konieczne jest zastosowanie następujących metod i technik badawczych: badań monograficznych wybranych gmin; metod i technik analizy i oceny ekonomicznej i ekonomiczno-ekologicznej systemów technicznych i przestrzennych; metod analizy strategicznej; metod i technik kartograficznych; metod i technik komputerowych: baz danych gmin, kartogramów (map problemowych) przy wykorzystaniu techniki GIS. Przeprowadzenie analizy ekonomiczno-przestrzennej i delimitacji obszarów problemowych, zwłaszcza niezrównoważonych z punktu widzenia społeczno-ekonomicznego lub ekologicznego, wymaga zastosowania metody analizy wieloczynnikowej dla zbadania, z uwagi na brak pełnych danych, zwłaszcza ekonomicznych, na poziomie lokalnym, zróżnicowania przestrzennego i stopnia wykorzystania zasobów, skali działalności gospodarczej i aktywności ekonomicznej ludności; w badaniach takich konieczne jest wykorzystanie przygotowanych wcześniej baz danych i techniki GIS.

15 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Badania takie pozwolić mogą na uszeregowanie (ranking) obszarów problemowych według stopnia ważności z punktu widzenia działalności interwencyjnej na szczeblu lokalnym, regionalnym, ogólnokrajowym i ponadnarodowym - w skali Unii Europejskiej, a także opracowanie bilansu potrzeb i możliwości, w tym środków finansowych niezbędnych dla realizacji kompleksowej polityki regionalnej. Badania takie byłyby pierwszym, ale podstawowym krokiem w kierunku nie tylko uporządkowania problematyki regionalnej, zahamowania dalszego regresu wielu obszarów problemowych i przyspieszenia tempa wielofunkcyjnego rozwoju tych obszarów oraz całego kraju. W świetle rozpoznania, we wspomnianych wyżej projektach badawczych, wybranych obszarów, niezrównoważonych z punktu widzenia społeczno-ekonomicznego lub ekologicznego, można wyróżnić osiem typów obszarów problemowych na terenach nie zurbanizowanych (wiejskich) oraz pięć - na terenach zurbanizowanych lub urbanizujących się. Obszary problemowe na terenach wiejskich (nie zurbanizowanych): 1) obszary rolnicze o dużym zaludnieniu i bezrobociu (ukrytym i rejestrowanym) w rejonach o przewadze gospodarstw indywidualnych; 2) obszary rolnicze o dużym udziale byłych państwowych gospodarstw rolnych i o dużym bezrobociu rejestrowanym; 3) obszary o dużej skali zagrożeń środowiska w gminach o dużym udziale przemysłu, 4) rejony intensywnego rolnictwa, gdzie występują obecnie lub przewidywane są w przyszłości znaczne zanieczyszczenia obszarowe; 5) obszary o dużym udziale terenów o funkcjach ekologicznych, rzeczywistych i potencjalnych; 6) obszary rolniczo-turystyczne i leśno-turystyczne; 7) obszary o niekorzystnych warunkach przyrodniczo-rolniczych (gleby lekkie gruntów ornych, duże obszary użytków zielonych, tereny górskie i podgórskie); 8) obszary o dużym zagrożeniu powodziowym. Obszary problemowe na terenach zurbanizowanych lub urbanizujących się: 1) większe miasta o zagrożonym środowisku; 2) miasta i aglomeracje dotknięte regresem przemysłu; 3) mniejsze miasta i osiedla powiązane z większymi zakładami przemysłowymi; 4) mniejsze miasta i osiedla w rejonach rolniczych o dużym udziale byłych państwowych gospodarstw rolnych; 5) obszary urbanizujące się w gminach podmiejskich. Wymieniony podział obszarów problemowych (funkcjonalno-przestrzennych) nie jest oczywiście podziałem rozłącznym, gdyż mogą występować obszary o dużej koncentracji różnych czynników. Każda grupa tych obszarów i problemów wymaga specjalnego podejścia w polityce regionalnej. Kierunki i scenariusze wielofunkcyjnego rozwoju takich obszarów muszą być oparte na wynikach interdyscyplinarnych badań przyrodniczych, rolniczych, technicznych, ekonomicznych i społecznych. Przeprowadzone w ATR badania i delimitacja gmin, w tym miast i obszarów wiejskich, obejmujące lata i , wykazały, że społeczno-ekonomiczne i ekonomicznoprzestrzenne zróżnicowania charakteryzują się w Polsce określonymi prawidłowościami związanymi z wyodrębnianiem się obszarów rozwijających się i peryferyjnych: 1) występowaniem wy-

16 16 Grażyna Adamczyk-Łojewska, Adam Bujarkiewicz, Stanisław Łojewski Zastosowanie informatyki w delimitacji gmin, w tym obszarów wiejskich i miast, rozwijających się i opóźnionych w rozwoju raźnej koncentracji zasobów i działalności pozarolniczej w rozwijających się większych miastach i wokół tych miast; 2) wyodrębnianiem się opóźnionych w rozwoju obszarów peryferyjnych obejmujących przede wszystkim tereny wiejskie i związane z nimi małe miasta. W świetle tych badań można stwierdzić, że obszary problemowe niezrównoważone z punktu widzenia społeczno-ekonomicznego, zwłaszcza na peryferyjnych terenach wiejskich i rolniczych o niekorzystnych warunkach gospodarowania, są na ogół zrównoważone z punktu widzenia ekologicznego. Natomiast obszary problemowe niezrównoważone z punktu widzenia ekologicznego, w szczególności w rozwijających się większych miastach i aglomeracjach miejsko-przemysłowych, są na ogół zrównoważone z punktu widzenia społeczno-ekonomicznego. Konieczne jest więc prowadzenie kompleksowych badań i wieloczynnikowej analizy ekonomiczno-przestrzennej, na poziomie gmin, obszarów problemowych niezrównoważonych z punktu widzenia ekonomicznego, społecznego lub ekologicznego. Takie badania i analizy, prowadzone co kilka lat, pozwolić mogą na delimitację i ranking obszarów problemowych oraz określenie potrzeb, celowości i efektywności finansowania przedsięwzięć w określonych gminach, powiatach i województwach ze środków publicznych - krajowych i Unii Europejskiej. Taka analiza i ocena musi mieć charakter wielokryterialny i uwzględniać aspekty ekonomiczne, społeczne, ekologiczne i technologiczne wynikające z przeprowadzonych badań, a także przyjętej w Unii Europejskiej [Strategia..., 2001] strategii zrównoważonego rozwoju traktującej równorzędnie zarówno rozwój gospodarczy, spójność społeczną i ochronę środowiska. Pozwolić to może na weryfikację oraz opracowanie kryteriów i zasad przyznawania środków publicznych, w tym funduszy UE, dla poszczególnych gmin, powiatów i województw w najbliższym wieloleciu, a zwłaszcza przewidywanych na lata w Narodowym Planie Rozwoju oraz we wstępnym projekcie Programu Operacyjnego - Rozwój Obszarów Wiejskich [Program..., 2005]. Takie prace badawczowdrożeniowe muszą być prowadzone przez odrębne zespoły specjalistów i ekspertów, w których powinny również uczestniczyć przedstawiciele praktyki reprezentujący poszczególne szczeble administracyjne (gmina, powiat, województwo). 2. Zastosowane metody badawcze i techniki informatyczne w delimitacji gmin, w tym miast i obszarów wiejskich Przeprowadzona delimitacja, obejmująca lat oraz , wymagała opracowanie ogólnokrajowego komputerowego banku danych obejmującego uwzględniane w badaniach czynniki (cechy) w przekroju gmin, w tym miast i obszarów wiejskich. Dane za lata na poziomie gmin, udostępniane obecnie przez GUS poprzez Internet, a szczegółowe dane spisu rolnego z 2002 r. - przez wojewódzkie urzędy statystyczne, wymagały dodatkowego przygotowania komputerowego, przy zastosowaniu techniki GIS, do dalszego wykorzystania w projektowanych badaniach oraz opracowania kartogramów W przeprowadzonej delimitacji dla tych dwóch okresów zastosowano technikę GIS, co wiązało się z wykorzystaniem przygotowanego banku danych obejmującego uwzględniane w delimitacji czynniki (cechy) oraz opracowaniem ogólnokrajowych kartogramów (map problemowych) charakteryzujących zróżnicowanie przestrzenne badanych czynników. Przedstawiono niżej niektóre tylko wyniki delimitacji gmin, w tym obszarów wiejskich i miast, głównie pod kątem wykorzystania określonych metod badawczych i technik informatycznych. Ograniczono się do badań obejmujących lata Wyniki badań ekonomicznoprzestrzennych i delimitacji w ujęciu merytorycznym zawarte są w odrębnych cytowanych już

17 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, wyżej publikacjach [Adamczyk-Łojewska i in., 2006a, 2006b], w których omówiono wszystkie badane czynniki oraz wyniki delimitacji w ujęciu lokalnym, regionalnym i ogólnokrajowym, scharakteryzowane na 10 kartogramach. Natomiast w niniejszej pracy omówiono: 1) założenia metodyczne wieloczynnikowej analizy i delimitacji gmin, w tym obszarów wiejskich i miast, przy wykorzystaniu BDR GUS z lat i techniki GIS (podrozdz.2.1); 2) podano przykładowo tylko fragment opracowanego ogólnokrajowego banku danych dotyczący podregionu bydgoskiego w województwie kujawsko-pomorskim (podrozdz.2.2); 3) omówiono wyniki delimitacji obszarów wiejskich i miast w ujęciu ogólnokrajowym, scharakteryzowane na jednym kartogramie (rozdz. 3) Założenie metodyczne wieloczynnikowej analizy i delimitacji gmin, w tym obszarów wiejskich i miast W analizie ekonomiczno-przestrzennej i delimitacji gmin, w tym miast i obszarów wiejskich, wykorzystano komputerowe zbiory BDR GUS z lat przy uwzględnieniu 8 czynników (cech): 1. gęstość zaludnienia (liczba mieszkańców na 1 km 2 ) w 2003 r.; 2. udział ludności w wieku produkcyjnym w liczbie ludności ogółem w 2003 r.; 3. saldo migracji (wewnętrznej i zagranicznej) na 1000 mieszkańców w okresie 5 lat ( ); 4. pracujący ogółem głównie w działalności pozarolniczej na 100 mieszkańców w 2003 r.; 5. liczba zakładów osób fizycznych (zarejestrowanych w systemie REGON) na 100 mieszkańców w 2003 r.; 6. udział pracujących (w wieku 15 lat i więcej) w rolnictwie towarowym, głównie w indywidualnym gospodarstwie rolnym, w liczbie ludności ogółem na obszarach wiejskich, według Narodowego Spisu Powszechnego Ludności i Mieszkań (NSPLiM) oraz Powszechnego Spisu Rolnego (PSR) w 2002 r. 1 ; 7. liczba bezrobotnych zarejestrowanych na 100 mieszkańców w 2003 r.2; 8. dochody gmin z tytułu udziału w podatkach dochodowych od osób fizycznych i prawnych stanowiących dochód budżetu państwa w zł na 1 mieszkańca w 2003 r.3 1 W spisie powszechnym i rolnym z 2002 r. (wg wariantu B) uwzględniono w GUS pracujących tylko w rolnictwie towarowym, natomiast w spisie rolnym z 1996 r. (wariant A) rejestrowano również pracujących w rolnictwie nietowarowym (w gospodarstwach i działkach rolnych); różnice w skali kraju wynoszą w 2002 r. około 2 mln pracujących [Rocznik.., 2004, s. 235]. Zmiany metody liczenia pracujących w rolnictwie ograniczają możliwości bezpośredniego porównywania danych z 2002 r. z danymi z 1996 r.. Liczbę pracujących w rolnictwie towarowym, głównie w indywidualnym gospodarstwie rolnym wyliczono szacunkowo odejmując od liczby osób pracujących, według NSPLiM i PSR w 2002 r., liczbę pracujących ogółem w poszczególnych sektorach według ewidencji GUS. 2 W BDL GUS z 1998 r. nie było danych na poziomie gmin dotyczących bezrobotnych zarejestrowanych (dane takie były tylko na poziomie powiatów, por [Problemy..., 2001]), natomiast w BDR GUS z 2003 r. dane takie na poziomie gmin są już udostępniane. 3 Relacje tych dochodów gmin są przybliżoną miarą dochodów z działalności pozarolniczej.

18 18 Grażyna Adamczyk-Łojewska, Adam Bujarkiewicz, Stanisław Łojewski Zastosowanie informatyki w delimitacji gmin, w tym obszarów wiejskich i miast, rozwijających się i opóźnionych w rozwoju Dane BDR GUS z lat umożliwiają pełniejszą analizę badanych czynników aniżeli dane BDL GUS z lat ; dotyczy to zwłaszcza dwóch cech wymienionych wyżej w punkcie 6 i 7. Przyjęto następujące założenia metodyczne wieloczynnikowej analizy ekonomicznoprzestrzennej i delimitacji gmin, w tym obszarów wiejskich i miast, z wykorzystaniem BDR GUS z lat i techniki GIS. Dla obszarów wiejskich przyjęto 8 wyżej wymienionych cech (tab. 1), w tym: 1) do kategorii A obszarów wiejskich w gminach o wysokim stopniu rozwoju zakwalifikowano te gminy, w których co najmniej 6 cech należy do grupy I lub II, w tym co najmniej 3 cechy do grupy I; 2) do kategorii B obszarów wiejskich w gminach o średnim stopniu rozwoju zakwalifikowano te gminy, w których co najmniej 4 cechy należą do grupy I lub II; 3) do kategorii C obszarów wiejskich w gminach opóźnionych w rozwoju należą gminy nie zakwalifikowane do kategorii A i B. Dla miast przyjęto 6 cech (tab. 1), w tym: 1) do kategorii A miast o wysokim stopniu rozwoju zakwalifikowano te miasta, w których co najmniej 5 cech należy do grupy I lub II, w tym co najmniej 3 cechy do grupy I; 2) do kategorii B miast o średnim stopniu rozwoju zakwalifikowano miasta, w których co najmniej 4 cechy należą do grupy I lub II; 3) do kategorii C miast opóźnionych w rozwoju należą miasta nie zakwalifikowane do kategorii A i B.

19 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Tabela 1. Zestawienie cech oraz przedziałów wartości tych cech w grupie I o wysokim stopniu rozwoju i grupie II o średnim stopniu rozwoju przyjętych w delimitacji obszarów wiejskich i miast rozwijających się i opóźnionych w rozwoju w układzie gminnym Cecha Obszary wiejskie Miasta Przedziały wartości cech w grupach I II I II Gęstość zaludnienia na 1 km 2 obszarów wiejskich w 2003r. Udział ludności w wieku produkcyjnym w liczbie ludności ogółem w 2003 r. w %. Saldo migracji (wewnętrznej i zagranicznej) na 1000 mieszkańców w latach Pracujący ogółem głównie w działalności pozarolniczej na 100 mieszkańców w 2003 r. Liczba zakładów osób fizycznych (zarejestrowanych w systemie REGON) na 100 mieszkańców w 2003 r. Udział pracujących (w wieku 15 lat i więcej) w rolnictwie towarowym, głównie w indywidualnym gospodarstwie rolnym, w liczbie ludności ogółem na obszarach wiejskich w 2002 r. w %. Liczba bezrobotnych zarejestrowanych w gminach na 100 mieszkańców w 2003 r. Dochody gmin z tytułu udziału w podatkach stanowiących dochód budżetu państwa w 2003 r. w złotych na 1 mieszkańca. > 80 > 58 > +20 > 30 > 8 < 15 < do > 62 > +20 > 40 > 10 - < 6 > do > Bank danych charakteryzujący badane czynniki i wyniki delimitacji W tabeli 2 podano przykładowo tylko fragment (dotyczący podregionu bydgoskiego w województwie kujawsko-pomorskim) opracowanego, przy przyjęciu omawianych wyżej (podrozdz.2.1) założeń metodycznych, ogólnokrajowego banku danych obejmującego badane czynniki (cechy)(tab. 1) oraz wyniki analizy ekonomiczno-przestrzennej i delimitacji gmin miejskich, miejsko-wiejskich, w tym miast i obszarów wiejskich, oraz gmin wiejskich, przy wykorzystaniu BDR BUS z lat i techniki GIS. Omawiany bank danych obejmuje wskaźniki charakteryzujące w poszczególnych gminach i obszarach (miasto, obszar wiejski) 8 badanych cech (poz w główce tab. 2, por. tab. 1) oraz wyniki analizy tych cech dla obszarów wiejskich (w poz ) i miast (m poz ), a także kategorie obszarów wiejskich (poz. 18) i miast (poz. 21): A - o wysokim stopniu rozwoju, B o średnim stopniu rozwoju, C opóźnionych w rozwoju.

20 20 Grażyna Adamczyk-Łojewska, Adam Bujarkiewicz, Stanisław Łojewski Zastosowanie informatyki w delimitacji gmin, w tym obszarów wiejskich i miast, rozwijających się i opóźnionych w rozwoju Opracowany komputerowy bank danych umożliwia również analizę badanych czynników i wyników delimitacji nie tylko na poziomie gmin, ale i w odniesieniu do powiatów, podregionów i województw, a także pozwala, przy zastosowaniu techniki GIS, na opracowanie kartogramów (map problemowych) charakteryzujących w skali każdej jednostki administracyjnej, w tym i w ujęciu ogólnokrajowym, badane czynniki i wyniki delimitacji. W cytowanych wcześniej publikacjach [Adamczyk-Łojewska i in., 2006a, 2006b] zamieszczono 10 takich kartogramów, natomiast w niniejszej pracy tylko jeden (rozdz. 3, rys. 1). Tabela 2. Kategorie gmin w podregionie bydgoskim Region Województwo Podregion Powiat Gmina Rodzaj NAZWA G. zaludnienia Udz. ludn. w wieku prod. Saldo migracji Liczba prac. Regon Pprac w gosp. indywid. Bezrobotni Udz. podatków Cechy 1 w Cechy 2 w Kategorie w Cechy 1 m Cechy 2 m Kategorie m Białe Błota 98,98 63,81 136,91 27,25 11,06 8,19 6,44 203, A Dąbrowa Chełmińska 55,41 61,35 26,07 10,33 5,30 22,04 8,60 99, C Dobrcz 67,94 62,09 21,11 8,30 5,67 26,84 7,20 116, B Koronowo miasto 385,20 64,24-0,09 19,42 6,56 13,20 10,93 118, C Koronowo - obszar wiejski 32,01 61,16-8,47 4,51 4,41 27,34 10,93 118, C Nowa Wieś Wielka 51,77 63,57 74,42 23,17 8,60 9,07 6,69 232, A Osielsko 73,40 63,35 153,07 17,57 9,64 17,54 5,69 333, A Sicienko 48,17 61,91 77,85 9,71 5,22 28,53 7,33 132, C Solec Kujawski - miasto 800,54 63,29 25,59 17,92 6,65 15,50 8,47 214, B Solec Kujaw. - obszar wiejski 6,24 64,72 12,27 14,42 6,65 18,91 8,47 214, B Inowrocław 2560,52 65,56-2,43 23,27 7,22 9,65 12,05 248, C Dąbrowa Biskupia 35,73 61,29-7,40 6,00 5,87 27,21 12,70 76, C Gniewkowo miasto 804,49 64,51-8,71 22,79 5,69 9,24 12,08 144, C Gniewkowo - obszar wiejski 43,97 61,89-8,68 15,65 3,50 16,14 12,08 144, C Inowrocław 64,71 61,01 6,23 13,53 5,85 19,91 11,90 159, B Janikowo miasto 958,21 62,25 1,65 26,71 7,06 4,72 12,99 213, C Janikowo - obszar wiejski 55,04 60,52-7,02 8,93 5,57 24,61 12,99 213, C Kruszwica miasto 1417,92 64,23-10,52 21,94 6,05 8,50 14,28 144, C Kruszwica - obszar wiejski 42,13 60,94-8,17 8,40 5,46 23,31 14,28 144, C Pakość miasto 1685,76 63,22 10,52 17,04 6,98 10,50 14,93 161, C Pakość - obszar wiejski 49,92 62,04-21,76 6,89 5,37 18,64 14,93 161, C Rojewo 38,27 60,44-12,39 8,41 4,24 28,71 12,37 73, C Złotniki Kujawskie 65,81 62,84-2,80 5,80 5,39 24,82 12,75 90, C Dąbrowa 43,05 59,84 0,00 6,87 3,76 24,25 12,72 68, C Jeziora Wielkie 40,78 60,00-17,01 5,32 3,90 26,41 14,70 78, C

21 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Region Województwo Podregion Powiat Gmina Rodzaj NAZWA G. zaludnienia Udz. ludn. w wieku prod. Saldo migracji Liczba prac. Regon Pprac w gosp. indywid. Bezrobotni Udz. podatków Cechy 1 w Cechy 2 w Kategorie w Cechy 1 m Cechy 2 m Kategorie m Mogilno miasto 1513,82 65,30-9,61 25,33 9,68 8,56 12,54 179, C Mogilno - obszar wiejski 50,01 60,40-2,82 6,67 4,85 25,01 12,54 179, C Strzelno miasto 1363,23 62,85-2,63 19,59 5,00 5,10 11,65 280, C Strzelno - obszar wiejski 34,61 60,91-10,87 11,94 3,26 26,12 11,65 280, C Kcynia miasto 694,85 61,40-26,03 13,52 8,17 16,52 12,52 91, C Kcynia obszar wiejski 31,40 59,84-15,03 4,74 4,09 25,70 12,52 91, C Mrocza miasto 965,97 62,78 4,07 12,65 7,52 14,39 16,20 96, C Mrocza obszar wiejski 33,85 60,26-9,08 2,81 3,33 21,88 16,20 96, C Nakło nad Notecią miasto Nakło nad Notecią obszar wiejski 1841,50 63,80-9,53 20,57 8,91 10,15 12,36 161, C 70,83 63,51 6,57 15,61 6,08 17,98 12,36 161, B Sadki 45,74 61,48-8,25 6,81 5,01 26,03 11,42 84, C Szubin miasto 1225,26 63,61 7,01 19,17 6,70 13,71 12,44 117, C Szubin - obszar wiejski 39,60 62,25 17,44 5,55 4,69 26,09 12,44 117, C Kamień Krajeński - miasto 630,41 62,54 12,17 15,86 7,61 11,44 13,25 80, C Kamień Krajeński - obszar ,99 58,75-28,10 6,87 3,44 26,69 13,25 80, C wiejski Sępólno Krajeńskie ,26 63,34 3,37 24,35 8,12 4,16 12,87 124, C miasto Sępólno Krajeńskie ,60 59,31-18,45 5,25 3,61 23,21 12,87 124, C obszar wiejski Sośno 31,55 59,61-17,72 6,91 4,36 21,76 13,81 58, C Więcbork - miasto 1353,13 60,91-21,78 18,26 8,73 5,08 13,04 109, C Więcbork - obszar wiejski 30,95 60,75-19,69 5,17 3,94 27,49 13,04 109, C Bukowiec 45,84 62,19-24,76 11,20 3,64 22,10 10,32 221, C Dragacz 63,37 64,05-33,51 6,47 6,36 25,29 11,70 116, C Drzycim 46,98 61,30-26,43 10,59 2,98 23,26 10,89 97, C Jeżewo 49,61 62,34-3,36 14,28 4,15 19,80 10,73 130, C Lniano 45,99 59,14 3,94 12,08 4,82 23,21 10,51 124, C Nowe miasto 1847,35 63,72-39,80 31,70 6,05-0,69 14,04 143, C Nowe - obszar wiejski 43,75 60,11 5,11 2,89 3,09 24,60 14,04 143, C

22 22 Grażyna Adamczyk-Łojewska, Adam Bujarkiewicz, Stanisław Łojewski Zastosowanie informatyki w delimitacji gmin, w tym obszarów wiejskich i miast, rozwijających się i opóźnionych w rozwoju Region Województwo Podregion Powiat Gmina Rodzaj NAZWA G. zaludnienia Udz. ludn. w wieku prod. Saldo migracji Liczba prac. Regon Pprac w gosp. indywid. Bezrobotni Udz. podatków Cechy 1 w Cechy 2 w Kategorie w Cechy 1 m Cechy 2 m Kategorie m Osie 25,05 60,94 1,52 20,97 3,98 13,82 9,75 169, B Pruszcz 65,29 61,17 5,50 8,50 5,82 23,04 9,31 111, B Świecie miasto 2174,18 67,10-8,12 30,76 8,61 4,90 9,72 351, B Świecie obszar wiejski 43,30 60,34 21,69 10,63 5,20 20,40 9,72 351, B Świekatowo 54,02 59,08 6,29 4,75 4,55 29,01 10,41 79, C Warlubie 32,42 61,23-3,38 8,81 4,16 20,56 14,90 89, C Cekcyn 25,25 60,48-6,88 9,83 5,32 22,20 11,66 96, C Gostycyn 38,22 59,43-17,30 8,38 5,30 24,10 12,32 81, C Kęsowo 40,53 60,18-20,63 6,19 2,99 24,60 14,26 71, C Lubiewo 34,72 60,46-15,75 9,15 4,87 25,38 10,93 82, C Śliwice 30,91 59,81-4,63 14,16 5,28 20,00 10,63 86, C Tuchola miasto 788,29 62,80 4,74 24,14 7,85 8,25 12,39 140, C Tuchola obszar wiejski 27,50 59,49 9,02 5,84 3,80 23,38 12,39 140, C Barcin miasto 2136,31 68,58-38,18 12,00 6,23 16,84 13,92 171, C Barcin - obszar wiejski 59,58 60,58-13,44 19,29 3,90 6,70 13,92 171, C Gąsawa 38,42 60,04-5,75 8,21 6,20 19,97 15,31 71, C Janowiec Wielk. - miasto 1452,43 65,77-8,61 15,71 7,94 13,02 13,67 90, C Janowiec Wielk. - obszar wiejski 40,85 60,31-16,27 4,38 4,67 29,75 13,67 90, C Łabiszyn - miasto 1519,24 66,68-3,39 13,50 7,71 18,37 13,87 98, C Łabiszyn - obszar wiejski 29,47 60,41 15,31 6,14 5,11 29,37 13,87 98, C Rogowo 38,44 60,41-9,62 7,82 5,86 23,04 14,00 99, C Żnin miasto 1694,49 64,03-13,15 25,97 8,57 6,23 12,94 149, C Żnin - obszar wiejski 41,32 60,91-3,88 6,16 4,85 26,46 12,94 149, C Bydgoszcz 2121,99 65,01-8,44 29,19 10,24 7,17 5,81 325, B 3. Wyniki delimitacji - obszary wiejskie i miasta rozwijające się i opóźnione w rozwoju Wyniki delimitacji gmin, w tym obszarów wiejskich i miast, o wysokim (kategorii A) i średnim (kategorii B) stopniu rozwoju oraz opóźnionych w rozwoju (kategorii C), scharakteryzowano na ogólnokrajowym kartogramie (rys.1). Przeprowadzona delimitacja wykazała, że w skali kraju w 2003 r. obszary rozwijające się (kategorii A + B) na terenach wiejskich i w miastach obejmowały: 22,1% powierzchni ogółem, 52,1% ludności ogółem, 53,4% ludności w wieku produkcyjnym, 66,3% pracujących ogółem głównie w działalności pozarolniczej, 62,2% zakładów osób fizycznych, 42,7% bezrobotnych zarejestrowanych oraz 72,1% dochodów gmin z tytułu udziału w podatkach dochodowych od osób fizycznych i prawnych.

23 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Obszary wiejskie o wysokim stopniu rozwoju (kategorii A) obejmują 136 gmin i koncentrują się przede wszystkim wokół większych miast (aglomeracji): Warszawy, aglomeracji katowickiej, Poznania, Wrocławia, Szczecina, Bydgoszczy i Torunia (rys. 1). Obszary takie występują również, ale w mniejszym zakresie, wokół Gdańska, Olsztyna, Zielonej Góry, Łodzi wokół kilku średnich i mniejszych miast w województwach: małopolskim, śląskim, opolskim, dolnośląskim, a także w rejonach nadmorskich i górskich o funkcjach turystycznych. Obszary wiejskie o średnim stopniu rozwoju (kategoria B) obejmują 432 gminy i koncentrują się wokół wymienionych wyżej większych miast, a także wokół innych miast wojewódzkich: Lublina, Kielc, Rzeszowa i Białegostoku. Obszary takie występują również wokół rozwijających się średnich i mniejszych miast i ośrodków miejsko-przemysłowych (regionalnych i lokalnych) w poszczególnych województwach. Miasta o wysokim stopniu rozwoju (kategorii A) obejmują 56 miast, w tym 10 miast wojewódzkich (Warszawa, Katowice, Poznań, Kraków, Wrocław, Szczecin, Kielce, Opole, Olsztyn, Rzeszów) oraz miasta średnie i mniejsze w następujących województwach: mazowieckim - 22 miasta, wielkopolskim -11, śląskim -5, małopolskim -3, pomorskim -3, dolnośląskim -1 i łódzkim 1 (rys. 1). Do miast o średnim stopniu rozwoju (kategorii B) należy 211 miast, w tym 8 miast wojewódzkich (Bydgoszcz i Toruń, Zielona Góra i Gorzów Wielkopolski, Białystok, Gdańsk, Lublin, Łódź) oraz miasta średnie i mniejsze w następujących województwach: wielkopolskim - 41 miast, śląskim - 25, małopolskim - 24, mazowieckim - 17, dolnośląskim - 17, łódzkim - 17, podkarpackim - 14, pomorskim - 10, lubelskim - 8, kujawsko-pomorskim - 6, podlaskim 6, zachodniopomorskim 6, lubuskim 5, świętokrzyskim 4, opolskim 3. Obszary opóźnione w rozwoju (kategorii C) obejmowały w kraju w 2003 r. 77,9 % powierzchni ogółem, 47,9 % ludności ogółem, 46,6 % ludności w wieku produkcyjnym, 33,7 % pracujących w działalności pozarolniczej, 37,8 % zakładów osób fizycznych, 57,3 % bezrobotnych zarejestrowanych i 27,9 % dochodów gmin z tytułu udziału w podatkach dochodowych od osób fizycznych i prawnych. Obszary wiejskie opóźnione w rozwoju (kategorii C) obejmują 1603 gmin i występują na terenach peryferyjnych położonych dalej od miast, zwłaszcza większych, głównie w województwach wschodnich, południowo-wschodnich, centralnych, północnych i zachodnich (rys. 1). Do miast opóźnionych w rozwoju (kategorii C) należy 617 miast, w tym następujące byłe miasta wojewódzkie: Biała Podlaska, Ciechanów, Elbląg, Ostrołęka, Płock, Przemyśl, Radom, Słupsk, Wałbrzych, Włocławek, a także pozostałe miasta średnie i mniejsze we wszystkich województwach (rys. 1). 4. Literatura 1. Adamczyk-Łojewska G., Uwarunkowania strukturalne i przestrzenne rozwoju gospodarczego Polski. Wyd. Uczeln. ATR, Bydgoszcz, ss Adamczyk-Łojewska G., Bujarkiewicz A., Łojewski S., Miasta rozwijające się i opóźnione w rozwoju w świetle wyników badań ekonomiczno-przestrzennych. Człowiek i Środowisko, nr 3-4, s Adamczyk-Łojewska G, Bujarkiewicz A., Łojewski S., 2006a. Analiza ekonomicznoprzestrzenna i delimitacja obszarów wiejskich rozwijających się i opóźnionych w rozwoju w Polsce. Woda-Środowisko-Obszary-Wiejskie, T. 6, z. 1 (16) (w druku).

24 24 Grażyna Adamczyk-Łojewska, Adam Bujarkiewicz, Stanisław Łojewski Zastosowanie informatyki w delimitacji gmin, w tym obszarów wiejskich i miast, rozwijających się i opóźnionych w rozwoju 4. Adamczyk-Łojewska G., Bujarkiewicz A., Łojewski S., 2006b. Analiza ekonomicznoprzestrzenna i delimitacja miast rozwijających się i opóźnionych w rozwoju. Człowiek i Środowisko (złożony do druku). 5. Łojewski S., Obszary wiejskie rozwijające się i opóźnione w rozwoju w świetle wyników badań ekonomiczno-przestrzennych. Woda Środ. Obsz. Wiejsk., t. 1 z. 1, s Łojewski S., Adamczyk-Łojewska G., Bujarkiewicz A., Determinants of sustainable development of rural areas in Poland results of an economic-spatial analysis. J. Water Land Devel., No 4, s Problemy wielofunkcyjnego rozwoju obszarów wiejskich i miast. Wyniki badań ekonomiczno-przestrzennych, Pr. zbior., red. S. Łojewski. Wydaw. Uczelniane ATR, Bydgoszcz, ss Program Operacyjny. Rozwój Obszarów Wiejskich na lata Wstępny projekt, Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi, Warszawa, ss Strategia zrównoważonego rozwoju Unii Europejskiej, Komisja Unii Europejskiej Rocznik statystyczny Rzeczypospolitej Polskiej 2004, GUS, Warszawa, ss.876.

25 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, PAWEŁ BARTOSZCZUK Instytut Badań Systemowych PAN 1. Wstęp CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SPADEK ZUŻYCIA WODY Z WODOCIĄGÓW W POLSCE Streszczenie Przedmiotem artykułu jest spadek konsumpcji wody wodociągowej przeznaczonej dla indywidualnych odbiorców miejskich i przemysłu korzystającego z wody wodociągowej w latach dziewięćdziesiątych oraz analiza opłat pobieranych przez dostawców wody, a także wpływ tych opłat na wielkość zużycia wody przez odbiorców. Przez pozyskiwanie wody rozumie się ujmowanie i uzdatnianie wody, transport i dostarczanie jej odbiorcom. Zjawisko spadku zużycia wody można ocenić pozytywnie, gdyż wiąże się z racjonalnym gospodarowaniem wodą. Spadek zużycia wody występuje we wszystkich grupach odbiorców wody, a więc w gospodarstwach domowych, przemyśle innych. Na spadek zużycia wody w miastach złożyły się różne czynniki. Po pierwsze została zahamowany wzrost liczby ludności w miastach wyposażonych w wodociąg. Standard wyposażenia mieszkań w instalacje wodociągowe i kanalizacyjne osiągnął już wysoki stopień: 97% wszystkich mieszkań jest wyposażonych w wodociąg. Ponadto zmniejszyło się marnotrawstwo wody. Instalacje wodociągowe wykonywane są z materiałów o lepszej jakości. Powszechne stosowanie pralek automatycznych przyczyniło się do racjonalnego zużywania wody. Zasoby wody są nierównomiernie rozmieszczone w Polsce. Średnio zasoby te wynoszą około 1600 m 3 na mieszkańca, podobnie jak w Egipcie. Ze względu na nierówne rozmieszczenie zasobów i ich sezonowe zmiany, obszary deficytów wody zwiększają się. Przed 1990 rokiem występowało wysokie zużycie wody w Polsce, ze względu na niskie, subsydiowane ceny. Ministerstwo Budownictwa zdecydowało w 1992 roku, że każde mieszkanie w bloku powinno być wyposażone w wodomierze 1. Obecnie wyposażenie w wodomierze jest powszechne, a popyt na wodę spadł o 50% od 1992, do prawie 112 litrów na osobę i dzień w 2003 roku w Gdańsku. Inne dane wskazują na to, że konsumpcja wody spadła w polskich miastach z 200 l/osobę i dzień w 1990 roku do 141,7 l/osobę w 1999 (Kłoss, 2000). Popyt na wodę jest wciąż niestabilny, spadając, około 2% na rok. W 1990 roku ilość wodomierzy była bardzo niska nawet bloki były pozbawione wodomierzy. Opłaty były oparte na normach zużycia. Dla typowego mieszkania norma wynosiła 7.5 m 3 na osobę i miesiąc(240 litrów na osobę i dzień). Należy zauważyć, że zjawisko spadku zużycia wody w Niemczech następuje przy poziomie jednostkowym zużycia wody znacznie niższym niż obecny poziom zużycia jednostkowego w Polsce (Kłoss i in., 2000) 1 Ministerstwo Budownictwa I Gospodarki Przestrzennej wymaga instalowanie wodomierzy w nowych budynkach od 1 go stycznia, 1992 ) Instalacja w istniejących budynkach byłła powszechnym zjawiskiem od polowy lat 1990-ch, częściowo pod presją organizacji konsumenckich i rządu.

26 26 Paweł Bartoszczuk Czynniki wpływające na spadek zużycia wody z wodociągów w Polsce Przeciętna konsumpcja wody zmniejszyła się w całym kraju ze względu na między innymi wzrost taryf i instalację wodomierzy. Ponadto stosowanie opłat za wodę pokrywających koszty działalności usług wodociągowych zmniejszyło zużycie wody. W Gdańsku ( mieszkańców) spółka wodociągowa zainstalowała 800 wodomierzy. W wyniku opomiarowania zużycia wody i wyższych cen, przeciętna konsumpcja wody zmniejszyła się o 15% w roku, znacznie więcej niż w przeciągu dwóch poprzednich lat, kiedy spadła o 5% (Motte, 2005). To doprowadziło do strat w spółce. Był to największy spadek roczny w latach Od 1992 roku do 2003 zużycie wody zmniejszyło się o 52%. Nikt się nie spodziewał tak znacznego spadku zużycia wody wynikającego z zainstalowania wodomierzy co prowadziło do zmniejszenia utargów przedsiębiorstwa. Oznacza to, że opłata jednostkowa wzrosła, a udział kosztów stałych zwiększył się. Opłata wzrosła kilka procent w celu skompensowania strat prywatnemu przedsiębiorstwu wodociągowemu SAUR s strat związanych z tym zjawiskiem. Negatywnym technicznym aspektem spadku zużycia wody jest redukcja prędkości przepływu w rurach i dłuższy czas jej przebywania. Prowadzi to do sedymentacji osadów i zatykania rur, co prowadzi do konieczności stosowania dezynfekcji, w końcówkach rur. Obserwowany spadek zużycia wody z miejskich wodociągów przez przemysł wynika ze spadku produkcji w latach 80-tych. Ponadto zmiany w technologii produkcji przyczyniły się do racjonalizacji zużycia wody. Coraz powszechniej zaczęto stosować zamknięte obiegi wody i technologie wodoszczędne. Z danych GUS wynika, że maleje zużycie wody na potrzeby przemysłu z ujęć własnych i zakupionych z miejskich wodociągów. (Kłoss i in. 2000) W niektórych gałęziach przemysłu na Śląsku zużycie wody spadło nawet o 70%. Literatura dotycząca zużycia wody i opłat za wodę jest obszerna. Podstawową monografię i dalsze prace na temat taryf opłat za wodę i odprowadzanie ścieków opublikował Z. Dziembowski (1962, 1983). Problemem zasad ustalania taryf opłat za wodę zajmował się też M. Roman (1995}. Czynniki wpływające na wysokość kosztów pozyskania wody wodociągowej badał H. Bylka (1994), czy Szelągowski (1985). Zużyciem wody zajmował się Z. Suligowski (1997). Opracowania te zostały wykonane przy innych prawno - organizacyjne uwarunkowania funkcjonowania przedsiębiorstw wodociągowych. Przed 1990 r. nadzór nad gospodarczym wykorzystaniem i użytkowaniem zasobów wodnych sprawowały organy administracji rządowej. Zgodnie z ustawą z 1990 r. o samorządzie terytorialnym zadania związane z produkcją i dostawą wody zostały przekazane gminom. Decydenci podejmujący decyzje o podwyżkach opłat nie zawsze kierują się przesłankami ekonomicznymi czy też ekologicznymi (ochrona zasobów wodnych). Radni nie dyskutują czy przedkładane w kalkulacji przewidywane koszty są technicznie i ekonomicznie uzasadnione, ale czy proponowana podwyżka to istotne dodatkowe obciążenie gospodarstw domowych, zwłaszcza w relacji do innych uciążliwych podwyżek oraz do wzrostu realnych dochodów tych gospodarstw. W pracy zostaną przedstawione ilościowe zależności między jednostkowym kosztem pozyskiwania wody a wielkością produkcji, sprzedaży wody oraz taryfami opłat za wodę wodociągową i próba rozstrzygnięcia na tej podstawie, czy obserwowany w polskiej praktyce (w latach 90-tych) coroczny wzrost kosztów jednostkowych oraz taryf jest procesem nieuniknionym, czy też ewentualnie proces ten zakończy się. Oszczędzanie wody wodociągowej prowadzi do wzrostu kosztów jednostkowych pozyskania tej wody, co skutkuje wzrostem opłat za wodę. To z kolei powoduje ponowne zmniejszenie zużycia wody przez konsumentów oraz implikuje spadek sprzedaży i produkcji wody prowadzący, do ponownego wzrostu kosztów jednostkowych pozyskania wody wodociągowej.

27 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Granice oszczędzania wody Określenie granicznej wartości jednostkowego zużycia wody jest bardzo ważne. Zostały przeprowadzone badania na ten temat w mieście Łodzi i porównywano je z danymi niemieckimi [Kłoss i in., 2000]. W okresie zarówno wielkość jednostkowego zużycia wody, jak i jego struktura w niemieckich gospodarstwach domowych nie uległa zmianie. Można wyróżnić następujące cele przeznaczenia wody wykorzystywanej przez lokatorów mieszkań: picie gotowanie, mycie, kąpiel, spłukiwanie miski ustępowej, zmywanie naczyń, sprzątanie mieszkania, mycie samochodu, podlewanie roślin w ogródku. Najistotniejszym elementem zużycia wody w gospodarstwie domowym są kąpiel i spłukiwanie muszli ustępowej-około 60% zużycia całkowitego w gospodarstwie domowym. W prognozach sporządzonych 30 lat temu przewidywano znacznie wyższe zużycie wody od dzisiejszego. Przede wszystkim przyjmowano, że nastąpi znaczny wzrost zużycia wody na kąpiel. Ogólnie kąpiel pod prysznicem jest bardziej wodooszczędna niż kąpiel w wannie. Z kolei kąpiel w wannie odbywa się znacznie rzadziej niż kąpiel pod prysznicem. Prognozuje się, że częstość kąpieli pod prysznicem wzrośnie. Skutecznym sposobem ograniczenia zużycia wody jest stosowanie wodomierzy Według danych francuskich wynika, że dzięki zastosowaniu wodomierzy w trzech badanych osiedlach zużycie wody spadło o 27-46%. Innym środkiem jest stosowanie ścieków szarych (np. z kąpieli) do spłukiwania muszli ustępowej. Jest to jednak rozwiązanie kosztowne. Wymaga przebudowy instalacji i magazynowania ścieków. Ponadto prowadzi do nieuchronnego zagęszczenia ścieków i problemów technologicznych przy transporcie ścieków kanalizacją. Możliwe jest też wykorzystanie deszczówki do prania i spłukiwania toalet. Rozwiązanie to występuje w Danii. Takie rozwiązanie wprawdzie zmniejsza zużycie wody wodociągowej, ale nie zmniejsza ilości ścieków.(kłoss i in.,2000). Metodę tą stosuje się w domach jednorodzinnych. Zgodnie z szacunkami jest ona trzykrotnie droższa niż przy wodzie wodociągowej, a ponadto w okresie suszy i tak trzeba sięgać po wodę wodociągową. Tabela 1. Spadek zużycia wody w latach 90-tych w Polsce i Niemczech Miasto/region Rok 1990 Okres końcowy[l/mk.d] Spadek [%] [l/mk.d] Gdańsk (1997rok) 27 Warszawa (1998) 23 Łódź (1998) 34 Polska-wszystkie 208,3 141,7 (1999) 32 miasta Całe Niemcy (1998) 12 Niemcy-Stare Landy (1995) 5 Niemcy-Nowe Landy (1995) 29 Hamburg (1995) 1 Źródło: Kłoss i in., 2000). Najprostszym sposobem oszczędzania wody w przemyśle jest stosowanie obiegów zamkniętych. W niektórych gałęziach odzyskuje się wodę ze ścieków poprodukcyjnych do chłodzenia W Orlenie oczyszczone ścieki stanowią 20-50% ogólnej ilości wody wykorzystywane (Dolecki,1997). Podobnie w Elektrociepłowni Kraków, gdzie dzięki zasileniu obiektu chlodzącego ście-

28 28 Paweł Bartoszczuk Czynniki wpływające na spadek zużycia wody z wodociągów w Polsce kami ograniczono ilość zrzucanych ścieków 6,3 do 4,8 mln m 3. Najwiekszym sektorem zużywającym wodę (80%) jest sektor wytwarzający energię elektryczną. Źródło: GUS, Dolecki Metoda badawcza Tabela 2. Pobór wody na potrzeby przemysłu. Rok Pobór wody przez przemysł [hm 3 ] , , , , , , ,0 W celu przedstawienia konsekwencji spadku zużycia wody zastosowano metodę badawczą,. Skonstruowane równania modelowe opisują proces generowania wartości zmiennej sprzedaż wody przez zakład wodociągowy (y t ) jako funkcji opłaty jednostkowej pobieranej za wodę wodociągową od odbiorców (x t ), następnie zmiennej produkcja wody (p t ) zależnej od sprzedaży wody, potem kosztu jednostkowego (z t ) jako funkcji produkcji wody oraz opłaty jednostkowej w przyszłym okresie (x t+1 ) zależnej od kosztu jednostkowego pozyskania wody w okresie bieżącym (z t ). Przyjęto, że sprzedaż wody jest ściśle wypukłą malejącą funkcją opłaty jednostkowej, a ponadto produkcja wody jest liniową rosnącą funkcją wielkości sprzedaży wody, spełniającą warunek zerowy. Przyjęto dalej, że koszt jednostkowy jest ściśle wypukłą malejącą funkcją wielkości produkcji wody. W zależności od sposobu ustalania opłaty jednostkowej za wodę, krzywa będąca wykresem funkcji opłata jednostkowa w przyszłym okresie (o argumencie koszt jednostkowy w okresie bieżącym) może mieć różny kształt. Zmienna opłata jednostkowa jest pozytywnie skorelowana ze zmienną koszt jednostkowy. Również zakładamy, że jest to funkcja liniowa, spełniającą warunek zerowy. Układ przyjętych zależności można zapisać symbolicznie: (1) (f - funkcja dodatnia, ściśle wypukła, malejąca, określona na R +, różniczkowalna) p z t t = ay (a>0) (2) t ( t ) = h p (3) (h - funkcja dodatnia, ściśle wypukła, malejąca, określona na R +, różniczkowalna)

29 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, x bz t+ 1 = (b>0), (4) t gdzie y - sprzedaż wody x - opłata jednostkowa za wodę p - produkcja wody z - koszt jednostkowy B Sprzedaż wody w m 3 w ciągu roku z t A Opłata jednostkowa w zł/m 3 na jednostkę majątku trwałego x t X 0 X 1 X 2 Produkcja wody w m 3 w ciągu roku p t C Koszt jednostkowy k t D Rysunek 1. Graficzne przedstawienie zależności modelowych (1)-(4) pomiędzy sprzedażą, produkcją, kosztem jednostkowym i opłatą jednostkową za wodę wodociągową. Źródło: opracowanie własne na podstawie badań własnych.proces można kontynuować (por. Rys 2). Dla t 1, opłacie jednostkowej x t będzie odpowiadała sprzedaż y t, produkcja p t, koszt jednostkowy z t oraz opłata jednostkowa x t. Tak więc opłacie jednostkowej x t będzie odpowiadała opłata jednostkowa x t+1. Za pomocą eliminacji z układu zależności (1) - (4) zmiennych sprzedaż, produkcja, koszt jednostkowy otrzymujemy związek rekurencyjny wyrażający opłatę w okresie t+1 w funkcji opłaty w okresie t. x t+1 =F(x t ), (5)

30 30 Paweł Bartoszczuk Czynniki wpływające na spadek zużycia wody z wodociągów w Polsce gdzie F(x t )=bh(af(x t )) jest funkcją ciągłą, różniczkowalną, ściśle wklęsłą, t {0,1,2,3...}. Związek ten z warunkiem początkowym x t =x 0 dla t=0 opisuje proces kształtowania opłat jednostkowych za wodę. Przy przyjętych założeniach o funkcji F (będących konsekwencjami założeń (1) - (4)), proces generowania opłat jednostkowych jest zbieżny monotonicznie do x*, przy czym zbieżność nastąpi od góry lub od dołu, w zależności od położenia punktu początkowego x 0 (por. Rys. 3). Opłata jednostkowa w czasie t+1: F(x t )=x t P 0 0 X 0 X 1 X ' 2 X ' 3 X 1 X 0 20 x* X ' 2 y=x Opłata jednostkow a w czasie t (x t ) y=f(x) Rysunek 2. Proces tworzenia opłat jednostkowych; schemat ideowy z założonym konkretnym kształtem linii F(x). Źródło: opracowanie własne na podstawie badań własnych Weźmy pod uwagę pewną liczbę x 0 należącą do dziedziny funkcji F(x), interpretowaną jako opłatę jednostkową w danym roku (ustaloną w oparciu o koszt jednostkowy pozyskania wody wodociągowej). Argumentom x t odpowiadają wartości funkcji F(x t ). Podstawiając t=1 otrzymujemy F(x 1 ) =x 2, następnie dla t=2 otrzymujemy F(x 2 )= x 3, i tak dalej, aż do F(x*)= x*. Ciąg x t+1 =F(x t ) jest zbieżny i jego granicą jest opłata graniczna x*. Wyraz x t ciągu nazywamy t - tym przybliżeniem pierwiastka równania x=f(x), zaś sam ciąg nazywamy ciągiem kolejnych przybliżeń. Ten sam charakter zbieżności ma proces kształtowania się kosztów jednostkowych. Zbieżność tego ciągu nie zależy od wyboru punktu startowego x 0. Podstawiając za x 0 jakąkolwiek liczbę otrzymamy inny ciąg opłat, również zbieżny do opłaty granicznej. Jeżeli oplata początkowa jest mniejsza od opłaty granicznej (na rysunku 3 taką opłatę ilustruje punkt x 0 ), to ciąg opłat jest ciągiem rosnącym (jeżeli F(x) jest rosnąca), czyli wartości tego ciągu zwiększają się aż do wartości współrzędnych punktu P. Jeżeli oplata początkowa jest większa od opłaty granicznej (na rysunku 3 punkt x 0 ), to ciąg ten jest malejący i ograniczony z dołu np. przez odciętą punktu P.

31 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, W celu zbadania, czy ciąg wartości opłat jednostkowych i kosztów jednostkowych rośnie, maleje czy jest stały dokonano empirycznej weryfikacji równań modelowych, a przez to wyznaczono postać funkcji F. Empiryczna weryfikacja modelu Dane empiryczne dotyczące opłat i sprzedaży wody zebrano z 45 miast w Polsce. Spośród tych miast 30 podało informacje o kosztach jednostkowych, wielkości majątku oraz produkcji. Miasta te dostarczają ponad 710 mln m 3 wody rocznie, co stanowi 30% wody dostarczanej mieszkańcom Polski. Pełne dane uzyskano z lat 1994 i 1995, częściowo z 1993 roku. Zakłady wodociągowe w tych miastach mają różną formę organizacyjną. Najczęściej spotykaną są przedsiębiorstwa komunalne, spółki z ograniczoną odpowiedzialnością, spółki akcyjne, przedsiębiorstwa prywatne (które w ogóle nie chciały udostępnić danych). W większości miasta te należały do grupy miast dużych (powyżej 200 tys. mieszkańców) oraz z grupy miast o liczbie ludności tys., oraz tys. Miasta te zaopatrywane były w wodę powierzchniową lub podziemną. Przy doborze tych miast starano się wybrać takie, które mają przewagę jednego rodzaju wody. Aby wyeliminować różnice w technologiach produkcji wody, koszty jej pozyskania przeliczone zostały na 1 m 3 sprzedanej wody oraz na jednostkę wartości majątku trwałego. Średnio polskie przedsiębiorstwa wodociągowe sprzedają 24,5 miliona metrów sześciennych wody w ciągu roku. Sprzedaż wody największa ze wszystkich analizowanych miast była w Warszawie. Dużą sprzedaż wody zanotowano także w Krakowie (80 mln m 3 /rok) i w Poznaniu (60 mln m 3 /rok). Pewną trudność stanowiło uzyskanie danych dotyczących wartości majątku trwałego. Nie wszystkie przedsiębiorstwa zgodziły się ją podać. Dane dotyczące długości sieci wodociągowej, zużycia wody w miastach, liczby ludności dostępne były w rocznikach GUS: "Ochrona Środowiska", Infrastruktura komunalna. Dane te dotyczyły długości sieci wodociągowej, zużycia wody w przeliczeniu na jednego mieszkańca w m 3. Warunkiem stosowalności przedstawionej w pracy metody jest, aby zastosowane zależności ilościowe były stacjonarne. Dostępne dane dotyczyły jedynie kilku lat i nie pozwalają na stwierdzenie, czy tak jest w długim okresie. W celu zaprezentowania działania metody, możemy jednak założyć stacjonarność zależności ilościowych i zbadać, czy proces kształtowania kosztów pozyskania wody i opłat za wodę jest procesem zbieżnym. Przyjmujemy, ze dane w cenach porównywalnych odnosimy do 1994 roku, przy czym nie rozróżniamy miejscowości, z których te dane pochodzą. Zarówno koszty jednostkowe, jak i opłaty odnosimy do jednostki wartości majątku trwałego, eliminując w ten sposób różnice między warunkami lokalnymi pozyskiwania wody w danym mieście, jak również innymi czynnikami, wpływającymi na kapitałochłonność procesów pozyskiwania wody, jak np. różnice w stosowanych technologiach oczyszczania wody, czy w rodzaju pozyskiwanej wody. Dla zaprezentowania metody badania zbieżności ciągu wartości opłat i kosztu jednostkowego potrzebne są wzory funkcji f i h oraz stałe a i b. Na podstawie danych liczbowych ustalono, że: -0,59 sprzedaż wody: y t =78,829*x t (6) produkcja wody: p t = 1,133*y ) t (7) -1,24 koszt jednostkowy pozyskania wody: z t = 699,3*p t (8) 0,70 opłata jednostkowa za wodę: x t+1 = 1,599*z t (9)

32 32 Paweł Bartoszczuk Czynniki wpływające na spadek zużycia wody z wodociągów w Polsce Eliminując zmienne sprzedaż, produkcja, koszt jednostkowy (y t, p t, z t ) z równań modelowych (6) - (9) otrzymujemy związek rekurencyjny: x t+1 =3,094*x t 0,496, (10) gdzie x t+1 oznacza opłatę dla okresu t+1 w funkcji opłaty w okresie t. Przyjmując za opłatę jednostkową taką opłatę, jaka obowiązywała w przeciętnym mieście wojewódzkim - na przykład w Lublinie - (opłata jednostkowa, w przeliczeniu na wartość majątku trwałego wynosiła w 1994 roku 4,867 zł/m 3 ) obliczamy opłatę w następnym okresie. Jednocześnie w oparciu o znane postacie równań (6) - (9) obliczamy kolejno sprzedaż wody, jej produkcję, koszt jednostkowy wyrażony w jednostkach majątku trwałego. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że w kolejnych okresach rosną opłaty jednostkowe, a koszt jednostkowy jest wyższy od opłaty jednostkowej (opłata jednostkowa jest ustalana na poziomie niższym od kosztu jednostkowego). W wielu zakładach usługi wodociągowe dotuje się z wpływów za odprowadzanie ścieków. Poza tym zakłady rozbudowują sieć wodociągową, z której dochody pokrywają bieżące straty. Możliwości kontynuowania takich działań wyczerpią się w miarę podłączania kolejnych mieszkańców do sieci wodociągowej i kanalizacyjnej. Jedyną możliwością obniżenia kosztów jednostkowych pozyskiwania wody, w przypadku braku dofinansowania ze strony gminy, jest zmniejszenie kosztów materiałowych oraz usług obcych. Skutkiem zmniejszenia tych kosztów jest obniżenie jakości pozyskiwanej wody. Stosuje się więc mniejsze dawki drogich środków chemicznych do oczyszczania wody, ogranicza się przeglądy urządzeń do pozyskiwania wody, nie płucze się sieci przesyłających wodę. Takie działania są wymuszone ze względu na działania rad gminnych obniżających wysokość proponowanych podwyżek opłat za wodę. W pracy udowodniono, że proces rekurencyjny (10) z warunkiem początkowym x t =x 0 dla t=0 jest zbieżny do opłaty x*=9,47 zł/m 3, której graficznym odpowiednikiem jest odciętą punktu, w którym prosta y=x przecina krzywą o równaniu y= 3,094x 0,496. Liczba x* jest granicą ciągu (10). Opłacie tej odpowiada sprzedaż wody równa 20,9 mln m 3 w ciągu roku, a więc identyczna jak zanotowana w 1995 roku w miastach zamieszkałych przez ponad 100 tysięcy mieszkańców - w Gorzowie lub Kaliszu (por. Rys. 4). oplata jednostkowa na majątek dla t P y=x y = 3,0949x 0,4964 R 2 = 0, x 0 opłata jednostkowa na majątek dla t Rysunek 3. Proces tworzenia opłat jednostkowych; schemat ideowy z kształtem linii F, wykreślonej na podstawie równania (10). Źródło: opracowanie własne na podstawie badań własnych.

33 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Wnioski Z przeprowadzonych w pracy obliczeń wynika, że gospodarstwa domowe pod wpływem znacznej podwyżki opłat, spowodowanej wzrostem kosztu jednostkowego pozyskania wody wodociągowej i instalacją wodomierzy początkowo zmniejszają zużycie wody. Istnieje pewna graniczna wartość opłaty, przy której sprzedaż wody przestaje się zmniejszać. Świadczy to o tym, że możliwości zmniejszenia zużycia wody, dzięki np. zastosowaniu wodooszczędnych urządzeń wyczerpały się, co potwierdza przewidziane na podstawie równań empirycznych ustabilizowanie się poziomu zużycia wody. Wielkość opłaty granicznej zależy od wzajemnych relacji pomiędzy zmienną opłata jednostkowa w przyszłym okresie a zmienną koszt jednostkowy w okresie bieżącym (sposobu ustalania opłat za wodę). Im większa różnica między opłatą jednostkową za wodę a kosztem jednostkowym pozyskania tej wody, tym zbieżność następuje do wyższej opłaty granicznej. Ustalenie opłaty jednostkowej na poziomie wyższym od kosztów jednostkowych doprowadzi do większego spadku zużycia wody, niż przy opłatach równych lub mniejszych od kosztu jednostkowego pozyskania wody. Równocześnie zatrzymanie spadku sprzedaży wody będzie wymagać dłuższego czasu. Im niższa opłata początkowa za wodę, tym większy będzie wzrost opłat wywołany większym spadkiem sprzedaży wody, co potwierdza analiza równań modelowych. Mieszkańcy tych miast, gdzie opłaty za wodę były niskie, narażeni są na ponoszenie znacznie wyższych opłat. Spadek sprzedaży wody wcale nie jest tak korzystny dla mieszkańców, jak zapewniają niektóre gremia. Poglądy o korzyściach ze zmniejszenia zużycia wody głoszą niektóre biura i firmy, które żyją ze sposobów oszczędzania wody oraz firmy produkujące lub instalujące wodomierze. Spadek zużycia wody prowadzi, do spadku jednostkowych kosztów zmiennych, ale równocześnie przyczynia się do wzrostu jednostkowych kosztów stałych. Zmniejszenie zużycia wody o 30%, przy sięgających 90% kosztach stałych prowadzić może jedynie do 3% zmniejszenia kosztów. Oszczędności ilościowe zużycia wody prowadzą do wyższych kosztów jednostkowych, a w konsekwencji wyższych opłat za wodę. Zmniejszenie zużycia wody powoduje zmniejszenie ilości odprowadzanych ścieków, a więc zmianę ich właściwości. W skrajnym przypadku stwarza to konieczność przebudowy oczyszczalni ścieków, a to z kolei prowadzi do dodatkowych kosztów i wzrostu opłat za odprowadzanie ścieków. Jeżeli zaś nie stać nas będzie na zmianę technologii oczyszczania ścieków, możemy doprowadzić do zanieczyszczenia środowiska niedostatecznie oczyszczonymi ściekami. Dochodzimy do paradoksu - ekologiczne działania polegające na oszczędzaniu wody prowadzą do pogorszenia stanu środowiska naturalnego. Ważność podjętego tematu tłumaczy się tym, że jednostkowe koszty pozyskania wody stanowią podstawę do określania przez gminy opłat za wodę (na wniosek przedsiębiorstw pozyskujących wodę). Chociaż zużycie wody w latach 90-tych w miastach polskich ciągle maleje, indywidualni mieszkańcy płacili za nią coraz więcej (w cenach porównywalnych), a opłaty te stanowią coraz większy odsetek opłat mieszkaniowych.

34 34 Paweł Bartoszczuk Czynniki wpływające na spadek zużycia wody z wodociągów w Polsce 5. Literatura 1. Dziembowski Z. (1962) Problem wyboru systemu taryfowego i metody określania poziomu opłat za wodę i odprowadzanie ścieków. Instytut Gospodarki Komunalnej. Zeszyty Naukowe, 3, Warszawa. 2. Dziembowski Z. (1983) Ekonomika przedsiębiorstwa komunalnego. Państwowe Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa. 3. Dolecki S. (1997) Kampania Oszczędzania Wody. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 10: Roman M. (1995) Taryfy opłat za wodę i odprowadzanie ścieków. W: Konferencja Opłaty za wodę i ścieki w gminie - polityka taryfowa. Politechnika Warszawska. 5. Bylka H. (1994) Przyczyny wzrostu oraz możliwości zmniejszenia kosztów dostawy wody i odprowadzenia ścieków. W: Zaopatrzenie w wodę miast i wsi. Materiały konferencyjne, Poznań. 6. Bylka H. (1998) Artykuł wstępny. Przegląd Komunalny, Szelągowski Z. (1985) Ekonomika gospodarki wodnej. Warszawa. 8. Bylka H. (1998) Kształtowanie opłat za wodę i ścieki. Możliwości i ograniczenia. Przegląd Komunalny, Kłoss-Trębaczkiewicz H, Osuch Pajdzińska E. Roman M. (2000) Przyczyny spadku zużycia wody w miastach polskich i jego granice. Gaz, Woda i Technika Sanitarna. 10. de la Motte R. (2005) D20: WaterTime case study - Gdańsk, Poland, A research project supported by the European Commission, FP5: Energy, Environment and Sustainable Development?: Key Action 4: City of Tomorrow and Cultural Heritage Thematic Priority 4.1.2: Improving the quality of urban life Contract No: EVK , 2005, maszynopis. 11. Suligowski Z. (1997) Oszczędzanie wody. Gaz, woda i technika sanitarna, 1.

35 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, PAWEŁ BRZESKI Wydział Zarządzania Uniwersytetu Warszawskiego WPŁYW WYKORZYSTANIA INTERNETU W DZIAŁALNOŚCI KOMERCYJNEJ ORGANIZACJI NA JEJ ARCHITEKTURĘ INFORMATYCZNĄ STUDIUM PRZYPADKU TOWARZYSTWA UBEZPIECZENIOWEGO. Streszczenie Celem niniejszego artykułu jest omówienie kwestii wykorzystania Internetu w działalności komercyjnej przez organizację i pokazanie jej wpływu na architekturę IT tej organizacji. W artykule tym, na przykładzie towarzystwa ubezpieczeniowego, przedstawiono wpływ decyzji o wejściu na rynek elektroniczny, na istniejące procesy biznesowe oraz wspierające je systemy informatyczne. Przedstawiono złożoność tego procesu, który polega na zdefiniowaniu nowych, bądź gruntownej zmianie dotychczasowych procesów biznesowych oraz złożoności decyzji związanych z doborem odpowiedniej strategii integracji systemów i aplikacji. Współpraca z partnerami biznesowymi bądź klientami w oparciu o modele B2B i B2C wymaga automatyzacji procesów biznesowych oraz wzajemnego powiązania wykorzystywanych w tych procesach aplikacji. Powiązanie to może mieć charakter integracji wewnętrznej, która dotyczy systemów wykorzystywanych jedynie przez jeden podmiot, bądź charakter integracji zewnętrznej, która wymaga wzajemnej, luźnej integracji systemów informatycznych wykorzystywanych przez kooperantów. Słowa kluczowe: rynek elektroniczny, ubezpieczenia, integracja. THE IMPACT OF COMMERCIAL INTERNET UTILIZATION ON ORGANIZATION S IT ARCHITECTURE INSURANCE COMPANY CASE STUDY. Summary The purpose of this article is a discussion about commercial Internet utilization and its impact on organization s IT architecture. Deliberations presented in this paper are based on real business and IT issues and problems connected with electronic market entrance, which occurred in one selected insurance company. The complexity of the whole process, related to the new business processes implementation, the existing processes modification and the systems integration strategy selection, has been stressed and discussed in detail. The B2B and B2C cooperation requires the business processes automation and connection between systems which support these processes. This connection can take a form of internal integration of systems used by

36 36 Paweł Brzeski Wpływ wykorzystania Internetu w działalności komercyjnej organizacji na jej architekturę informatyczną studium przypadku towarzystwa ubezpieczeniowego. one organization (can be tight) or external integration based on loose coupling of systems used by business partners. 1. Wprowadzenie Nowe możliwości technologiczne, a mianowicie powstanie Internetu i rozwiązań wspomagających komunikację poprzez sieć, były główną przyczyną rozwoju gospodarki elektronicznej. Początkowo statyczne serwisy WWW, których rolą było jedynie dostarczanie informacji, ewoluowały do zaawansowanych systemowych rozwiązań rozproszonych, pozwalających użytkownikowi na dokonanie wielu różnych, często skomplikowanych czynności. Sceptycyzm dominujący w pierwszej fazie przeszedł w internetową euforię i dzisiaj trudno wyobrazić sobie gospodarkę bez jej elektronicznej formy. Należy wspomnieć, że sukces gospodarki elektronicznej możliwy był dzięki wsparciu tej dziedziny przez największych potentatów branży informatycznej a także przez niewielkie, nowo powstałe przedsiębiorstwa, które próbowały osiągnąć sukces poprzez innowacje i tworzenie nowych technologii. Jak grzyby po deszczu zaczęły powstawać nowe specyfikacje rozwiązań, które masowo akceptowane, stawały się standardami przemysłowymi, wykorzystywanymi na co dzień w biznesie. Tak więc popularność i powszechna akceptacja wśród klientów zjawiska Internetu, kanałów dystrybucji z jego udziałem oraz coraz to nowszych jego zastosowań wraz z rozwojem sektora IT stały się źródłem powstania i sukcesu gospodarki elektronicznej. Narodziny działalności w przestrzeni wirtualnej, której jedynie małą częścią jest handel elektroniczny, zmieniło w znaczny sposób oblicze biznesu. W latach , przychody firm działających na e-rynku rosły trzykrotnie szybciej niż reszta gospodarki, zaś wartość gospodarki internetowej, jako całości, osiągnęła w roku 2000 oszałamiający poziom 850 miliardów dolarów. Sam e-handel typu firma-klientowi (B2C) przerósł bankowość, przemysł lotniczy, kosmonautyczny i farmaceutyczny razem wzięte. Tendencje te sprawiły, że również firmy sektora ubezpieczeniowego, które do tej pory były postrzegane jako firmy tradycyjne, bazujące na pozyskiwaniu klientów drogą akwizycji bezpośredniej, stały się aktywnym uczestnikiem rynku elektronicznego. 2. Stan firmy przed wejściem na rynek elektroniczny - analiza procesów dotychczas funkcjonujących Omawiana w tym przykładzie organizacja to towarzystwo ubezpieczeniowe zajmujące się sprzedażą ubezpieczeń emerytalnych i ubezpieczeń na życie. Pozyskuje ona swoich klientów drogą akwizycji bezpośredniej, prowadzonej przez własnych agentów oraz firmy brokerskie. Obsługa klientów odbywa się poprzez biura regionalne oraz centralę. Klient może przyjść do firmy osobiście, bądź uzyskać informacje telefoniczną dzwoniąc do Działu Telefonicznej Obsługi Klienta (Call Center). Biura regionalne są jednostkami całkowicie zależnymi od centrali. Za infrastrukturę IT odpowiedzialny jest dział informatyki firmy, który zajmuje się jej utrzymaniem, rozbudową i administracją. Biura połączone są z centralą za pomocą szyfrowanego tunelu VPN, dzięki czemu mają dostęp do niektórych zasobów informatycznych centrali (poczty elektronicznej i intranetu). Brak jest natomiast jakiegokolwiek dostępu do systemów biznesowych centrali.

37 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Omawiana firma ubezpieczeniowa, prowadzi sprzedaż swoich produktów również za pośrednictwem niezależnych agencji brokerskich. Za sprzedaż polis na rzecz firmy ubezpieczeniowej, agencje te otrzymują wynagrodzenie w postaci prowizji. Dane prowizyjne przekazywane są do agencji brokerskich w postaci załączników do i. Co prawda system prowizyjny realizuje w sposób automatyczny grupową wysyłkę zestawień prowizyjnych dla wszystkich brokerów posiadających adres , aczkolwiek trudno tu mówić o integracji systemów informatycznych, ponieważ proces pozyskiwania danych prowizyjnych i zasilania nimi baz danych brokerów pozostaje nadal na wpół manualny. Taki typ pseudo integracji jest typem zorientowanym na dane, co uniemożliwia automatyzację i odpowiednie sprzężenie procesów biznesowych kooperantów (nie występuje pojęcie zarządzania procesami ani procesu jako takiego, brak jest pojęcia usługi). Towarzystwo ubezpieczeniowe, będąc funduszem emerytalnym współpracuje z firmą zewnętrzną, która świadczy usługi Agenta Transferowego. To w jej siedzibie znajduje się system do obsługi członków Otwartego Funduszu Emerytalnego (OFE) i ich rachunków. Firma zewnętrzna obsługuje wprowadzanie danych o nowych polisach i członkach funduszu, odpowiada za masowe wydruki korespondencji i jej wysyłkę do klientów oraz raportowanie do KNUiFE. Ponieważ towarzystwo ubezpieczeniowe potrzebuje pewnego zakresu danych z bazy Agenta Transferowego, zaimplementowano transfer tych danych. Transfer ten odbywa się za pomocą plików tekstowych i protokołu FTP w ramach połączenia szyfrowanego VPN. Po stronie firmy ubezpieczeniowej dane z plików tekstowych importowane są do bazy danych będącej kopią pewnej części bazy Agenta Transferowego. Baza ta wykorzystywana jest do raportowania w ramach MIS, prowadzenia różnych akcji sprzedażowo marketingowych oraz do naliczania prowizji. Należy dodać, że firma ubezpieczeniowa posiada jedynie statyczny serwis WWW z informacjami ogólnymi na temat firmy i sprzedawanych przez nią produktów. Ta statyczność, polegająca na wyświetlaniu wcześniej przygotowanych stron internetowych, sprawia, że serwis WWW jest całkowicie odizolowany od systemów biznesowych towarzystwa.

38 38 Paweł Brzeski Wpływ wykorzystania Internetu w działalności komercyjnej organizacji na jej architekturę informatyczną studium przypadku towarzystwa ubezpieczeniowego. Biuro regionalne Firma outsourcingowa System Agenta Transferowego 8c. Zatwierdzenie wniosku przystąpienia do OFE otwarcie rachunku emerytalnego Tunel VPN 4. Codzienne sprawdzanie nowych zgłoszeń przez pracowników biur regionalnych 5. Spotkanie z klientem, który przesłał zgłoszenie 6. W przypadku chęci ubezpieczenia się przez klienta wyrażonej na spotkaniu, dodanie do danych kontaktowych klienta, danych niezbędnych do zawarcia umowy ubezpieczenia i nadanie zgłoszeniu statusu Zwarcie umowy. W przeciwnym przypadku zamknięcie kontaktu (nadanie statusu Zamknięty ) 8a.Przesłanie danych o internetowych wnioskach przystąpienia do OFE Tunel VPN 8b.Wydruk i wysyłka papierowych wniosków przystąpienia do OFE oraz odbiór wniosków podpisanych przez klientów Towarzystwo ubezpieczeniowe Zarządzanie zgłoszeniami / wnioskami internetowymi klientów Klient 1. Przesłanie zgłoszenia zapis danych klienta w bazie towarzystwa HTTP Web Server + internetowe aplikacje online 7. W przypadku nadania zgłoszeniu statusu Zawarcie umowy przez pracownika biura regionalnego, automatycznie wprowadzenie wniosku o statusie Nowy biznes do Systemu Życiowego lub oznaczenie wniosku przystąpienia do OFE jako przeznaczonego do wprowadzenia do systemu Agenta Transferowego. Centralny system zarządzania polisami życiowymi 2. Wyszukanie nowego zgłoszenia i weryfikacja danych teleadresowych klienta podczas rozmowy z nim przez pracownika Call Center. 3. Nadanie statusu zgłoszeniu, w zależności od wyniku rozmowy przez pracownika Call Center 9b.Zatwierdzenie życiowego wniosku ubezpieczeniowego przez pracownika działu obsługi klienta w centrali wystawienie polisy w systemie 9a.Wydruk i wysyłka papierowych życiowych wniosków ubezpieczeniowych oraz odbiór wniosków podpisanych przez klientów Rysunek 4. Proces obsługi internetowych kontaktów klientów 3. Cele firmy związane z komercyjnym wykorzystaniem Internetu Omawiane towarzystwo ubezpieczeniowe, w dobie Internetu i wirtualizacji przedsiębiorstw, stanęło przed zadaniem dostosowania swojego działania i zarządzania firmą do nowych wymagań biznesowych i tendencji rynkowych, po to aby rozszerzyć lub co najmniej zachować udział w rynku. Głównymi założeniami organizacji było: 1. Wejście na rynek elektroniczny i rozpoczęcie sprzedaży produktów ubezpieczeniowych przez Internet 2. Zautomatyzowanie i usprawnienie kooperacji z partnerami polegającej na integracji systemów informatycznych z wykorzystaniem sieci publicznej (Internetu).

39 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Ustalono, że pierwszy etap będzie obejmował: 1. Wzbogacenie serwisu WWW poprzez wprowadzenie symulacji produktów ubezpieczeniowych oraz umożliwienie rejestracji w bazie danych towarzystwa prośby o kontakt z agentem przez Internet (jeżeli klient jest zainteresowany produktami firmy ale chciałby się z nimi bliżej zapoznać, bądź zasięgnąć porady agenta). 2. Wdrożenie serwisu internetowej rejestracji wniosku przystąpienia do Otwartego Funduszu Emerytalnego dla potencjalnych klientów firmy. 3. Wprowadzenie możliwości kupna przez Internet ubezpieczeń na życie, które nie wymagają oceny ryzyka (underwritingu). Dla produktów, dla których przed autoryzacją wymagane jest dostarczenie dokumentów o pozytywnych wynikach badań oraz ankiety medycznej, zaplanowano wdrożenie możliwości internetowej rejestracji wniosku, którego rozpatrzenie odbędzie są po dosłaniu przez klienta wszystkich niezbędnych dokumentów. Szablony tych dokumentów i wykaz autoryzowanych placówek medycznych, będą dostępne na stronach WWW towarzystwa. 4. Wdrożenie serwisu informacyjnego dla brokerów o należnych prowizjach. W drugim etapie, wraz z wejściem firmy na rynek funduszy inwestycyjnych (FI), postanowiono stworzyć portal webowy dla agencji i instytucji współpracujących, zajmujących się sprzedażą produktów ubezpieczeniowych towarzystwa. Portal ten swym zakresem funkcjonalnym miał obejmować możliwość internetowej rejestracji wniosków ubezpieczeniowych oraz wniosków przystąpienia do OFE i FI klientów pozyskanych przez pracowników powyższych instytucji. Wnioski wprowadzane przez tych pracowników zapisywane byłyby od razu w systemie centralnym towarzystwa, bądź automatycznie przekazywane za pomocą dedykowanych serwisów do systemów będących w outsourcingu.

40 40 Paweł Brzeski Wpływ wykorzystania Internetu w działalności komercyjnej organizacji na jej architekturę informatyczną studium przypadku towarzystwa ubezpieczeniowego. Firma outsourcingowa System Agenta Transferowego 4a. Automatyczne przesłanie danych o zweryfikowanych i potwierdzonych wnioskach przystąpienia do OFE 4c. Zatwierdzenie wniosku przystąpienia do OFE otwarcie rachunku emerytalnego Tunel VPN 4b.Wydruk i wysyłka papierowych wniosków przystąpienia do OFE oraz odbiór wniosków podpisanych przez klientów Towarzystwo ubezpieczeniowe Zarządzanie zgłoszeniami / wnioskami internetowymi klientów 5a.Automatyczne wprowadzenie zweryfikowanego i potwierdzonego życiowego wniosku ubezpieczeniowego do Systemu Życiowego i nadanie mu statusu Nowy biznes Klient 1. Wprowadzenie wniosku ubezpieczeniowego przez Internet HTTP Web Server + internetowe aplikacje online + moduł płatności Centralny system zarządzania polisami życiowymi 2. Wyszukanie nowego wniosku i weryfikacja danych podczas rozmowy z klientem przez pracownika Call Center. 3. Nadanie statusu wnioskowi, w zależności od wyniku rozmowy przez pracownika Call Center 5c.Zatwierdzenie życiowego wniosku ubezpieczeniowego przez pracownika działu obsługi klienta w centrali wystawienie polisy w systemie (weryfikacja opłacenia pierwszej składki i poprawności ewentualnych, przesłanych pocztą przez klienta dokumentów medycznych) 5b.Wydruk i wysyłka papierowych życiowych wniosków ubezpieczeniowych oraz odbiór wniosków podpisanych przez klientów i ewentualnych dokumentów dodatkowych Rysunek 5. Proces obsługi internetowej sprzedaży produktów ubezpieczeniowych 4. Stan firmy po wejściu na rynek elektroniczny - analiza koniecznych zmian Realizacja przedstawionych powyżej celów wymagała wykonania następujących zadań: a. Rozbudowy serwisu WWW o nowe aplikacje webowe, które stanowią interfejs dla klientów, a jednocześnie zapewniają przesłanie wprowadzonych danych do wewnętrznych systemów biznesowych firmy. Aplikacje te zapewniają funkcjonalność rejestracji wniosków internetowych klientów i dynamicznej interakcji z użytkownikiem (symulatory produktowe i możliwości zgłoszenia przez klienta chęci kontaktu z agentem). b. Budowy systemu obsługującego wnioski internetowe i umożliwiającego zarządzanie kontaktami z klientami. W systemie tym zapisywane są dane wprowadzone przez klienta za pomocą interfejsu webowego, a także informacje zebrane w czasie rozmowy telefonicznej

41 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, pomiędzy klientem a konsultantem Działu Telefonicznej Obsługi Klienta. Konsultant dzwoniąc do klienta dokonuje sprawdzenia wiarygodności i poprawności wprowadzonych przez Internet danych. Jeżeli chęć kupna ubezpieczenia bądź kontaktu z agentem oraz poprawność wprowadzonych danych zostanie potwierdzona, aplikacja przesyła dane do odpowiedniego systemu biznesowego towarzystwa. Muszą zatem zostać zdefiniowane również dedykowane interfejsy do tych systemów (administracji polisami życiowymi oraz Agenta Transferowego). W przypadku ubezpieczeń na życie, interfejs łączy dwa lokalne systemy i obsługuje proste wstawienie polisy ze statusem Nowy Biznes do systemu administrującego polisami życiowymi. W przypadku ubezpieczeń emerytalnych, dane należy przesłać do systemu Agenta Transferowego, który jest outsourcowany. Funkcjonalność ta została osiągnięta dzięki stworzonemu rozwiązaniu opartemu o Web Services. Rozwiązanie to wydaje się słuszne z racji charakteru procesu jak i chęci luźnego połączenia niezależnych systemów dwóch odrębnych organizacji. Kluczową sprawą w takiej integracji staje się specyfikacja zakresu i formatu przesyłanych danych. Należy zwrócić uwagę również na fakt, że modyfikacjom muszą zostać poddane logika dotychczas funkcjonującego procesu, a także system Agenta Transferowego. Z ubezpieczeniem internetowym wiąże się bowiem brak prowizji, co musi zostać odpowiednio obsłużone (dotychczas brak było takiej funkcjonalności). Wymagane jest zatem zdefiniowanie nowego statusu mówiącego o polisie bezprowizyjnej, a także sposobu przyporządkowania takiej polisy do odpowiedniego regionu i struktury sprzedażowej. Cały, nowy proces obsługi internetowych kontaktów klientów został przedstawiony na rysunku 1. Natomiast na rysunku 2 został zobrazowany proces obsługi internetowej sprzedaży / rejestracji wniosków ubezpieczeniowych c. Umożliwienia biurom regionalnym, które dotychczas posiadały dostęp jedynie do firmowej poczty elektronicznej i intranetu, dostępu do systemów centralnych towarzystwa. Aby móc sprawnie zarządzać zgłoszeniami (kontaktami) internetowymi, pracownicy biur regionalnych muszą mieć dostęp do systemu je obsługującego. Wynika to ze specyfiki nowego procesu obsługi zgłoszeń (kontaktów) internetowych, który został zdefiniowany następująco: konsultant Działu Telefonicznej Obsługi Klienta, odpowiedzialny za obsługę zgłoszeń internetowych, wyszukuje nowe zgłoszenie i dzwoni do klienta celem, potwierdzenia zamiaru spotkania z agentem i weryfikacji danych teleadresowych, jeżeli chęć spotkania z agentem zostaje potwierdzona, konsultant zatwierdza dane zgłoszenie poprzez nadanie mu odpowiedniego statusu, pracownicy biur regionalnych codziennie sprawdzają w centralnym rejestrze zgłoszeń / wniosków (do którego mają dostęp poprzez interfejs webowy i VPN) czy nie ma nowych zgłoszeń dla ich regionów, jeżeli pojawi się nowe zgłoszenie, wyznaczony agent spotyka się z klientem, jeżeli to spotkanie zakończy się zawarciem umowy ubezpieczeniowej, pracownicy biura nadają zgłoszeniu odpowiedni status oraz uzupełniają dane niezbędne do zawarcia umowy, a aplikacja centralnego rejestru zgłoszeń / wniosków, poprzez stworzony interfejs, automatycznie wprowadza polisę o statusie Nowy biznes do centralnego syste-

42 42 Paweł Brzeski Wpływ wykorzystania Internetu w działalności komercyjnej organizacji na jej architekturę informatyczną studium przypadku towarzystwa ubezpieczeniowego. mu zarządzania polisami życiowymi, lub przesyła wniosek o przystąpienie do OFE do systemu Agenta Transferowego. d. Budowy rozwiązania umożliwiającego przekazanie danych prowizyjnych do agencji brokerskich (kwot wypłat, listy wniosków odrzuconych, charakteru błędów). Projekt ten wymagał zaprojektowania i oprogramowania interfejsu do systemu prowizyjnego oraz aplikacji udostępniającej powyższe dane. Po dyskusji z agencjami postanowiono zaimplementować rozwiązanie polegające na udostępnianiu plików tekstowych przez firmowy serwis WWW. Dostęp do serwisu odbywa się po uprzednim logowaniu, a cała sesja jest szyfrowana (protokół HTTPS). Uzgodniono również, że będą udostępniane dwa rodzaje plików: zwykłe pliki tekstowe delimitowane znakiem oraz pliki xml o uzgodnionej z agencjami strukturze. Zwykłe pliki tekstowe miały służyć firmom, które wykorzystują w swojej działalności proste aplikacje biurowe, natomiast pliki xml miały służyć firmom, które są na wyższym szczeblu rozwoju informatycznego i zainteresowane są automatycznym przetwarzaniem i walidacją wymienianych danych przy wykorzystaniu znanych i sprawdzonych narzędzi (parserów xml). To ostatnie rozwiązanie stanowi również punkt pośredni w drodze do automatycznej integracji B2B. Firma ubezpieczeniowa postanowiła wykonać również rozwiązanie integracyjne B2B zorientowane na wymianę dokumentów i oparte o Web Services. Jest to typowy serwis informacyjny, który nie wymaga wykorzystania mechanizmów transakcyjności, trwałości oraz usługi zdarzeń. Potrzebna jest funkcjonalność, którą obecne implementacje Web Services dostarczają: dostęp do baz danych oraz bezpieczeństwo (realizowane przez serwer aplikacji). Dostawca usługi jest znany więc do jej lokalizacji można wykorzystać adres URL, który jest nazwą logiczną przypisaną konkretnemu adresowi IP serwera. Celem tego kroku była chęć pokazania sensu i możliwości wprowadzenia integracji zorientowanej na usługi. Zarząd towarzystwa ubezpieczeniowego ma nadzieję, że z biegiem czasu, dzięki wspólnym spotkaniom i szkoleniom, uda się nakłonić wszystkie organizacje współpracujące do implementacji tego typu rozwiązania. e. Rozszerzenia webowej aplikacji obsługującej sprzedaż internetową produktów ubezpieczeniowych o moduł płatności. W transakcjach tradycyjnych płatność otrzymywana jest z reguły po dostawie. W przypadku transakcji internetowych, płatność najczęściej dokonywana jest przed dostawą, przy składaniu zamówienia za pomocą karty kredytowej. Dlatego towarzystwo musi zapewnić możliwość opłacenia pierwszych wymaganych składek online, przy wprowadzaniu przez klienta wniosku ubezpieczeniowego. Informacja, że wniosek został opłacony musi również trafić do systemu głównego, ponieważ w przypadku kiedy nie ma konieczności oceny ryzyka, wniosek może być automatycznie zautoryzowany a polisa wystawiona. Przy realizacji drugiego etapu uświadomiono sobie, że realizacja nowych procesów biznesowych pociąga za sobą dodawanie coraz to nowych elementów do architektury IT firmy (aplikacji, systemów, interfejsów). Łączenie typu punkt-punkt poszczególnych systemów może prowadzić do tzw. integracyjnego spaghetti, które charakteryzuje się złożoną siatką dedykowanych połączeń pomiędzy systemami. Dodawanie nowych systemów i aplikacji do złożonej architektury integracyjnej powoduje praktycznie wykładniczy wzrost poziomu trudności jej utrzymania i za-

43 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, rządzania. Ponadto przy budowie rozwiązań, które obejmują działalność kilku firm jednej korporacji (np. korporacyjny portal do obsługi wszystkich rodzajów produktów ubezpieczeniowofinansowych), niezbędne jest zdefiniowanie złożonych procesów obejmujących całość działalności korporacji oraz skomplikowanych przepływów danych o różnym stopniu agregacji pomiędzy wieloma różnymi systemami informatycznymi. Postanowiono zatem wprowadzić warstwę pośrednią w postaci szyny usługowej i/lub szyny danych, które uporządkowałaby i znacznie uprościłaby integrację pomiędzy systemami. 1. Podpisanie umowy (wniosku) z klientem o przystąpienie do OFE Klient Agencja brokerska 10. Pobranie plików tekstowych (zwykłych delimitowanych, xml) z serwisu WWW lub serwera FTP przez pracownika agencji lub automatyczne pobranie przez aplikację agencji brokerskiej danych prowizyjnych udostępnionych przez serwis B2B firmy ubezpieczeniowej 2. Przesłanie papierowych wniosków podpisanych przez klientów Fundusz emerytalny Web Server + pliki tekstowe System prowizyjny Serwer FTP + pliki tekstowe Serwer aplikacji + serwisy B2B 4. Przesłanie ostemplowanych i zaewidencjonowanych wniosków Firma outsourcingowa Agent transferowy Serwer FTP Kopia danych agenta transferowego 3. Stemplowanie i ewidencja wniosków 8. Import danych o nowych umowach, zmianach statusów i zmianach struktury sprzedażowej do bazy danych towarzystwa 9. Naliczenie prowizji 7. Pobranie danych w postaci plików tekstowych poprzez FTP 5. Wprowadzenie wniosków do systemu informatycznego. 6. Przygotowanie ekstraktu danych dla OFE Rysunek 6. Nowy proces naliczania i informowania brokerów o prowizjach Szyna usługowa to wieloprotokołowy, dynamicznie konfigurowalny i zarządzalny hub, switch, router, proxy, gateway, firewall, repeater i kontroler w jednym. Wdrożenie tego typu rozwiązania pozwala na: minimalizację wzrostu złożoności przy integrowaniu coraz większej ilości systemów i aplikacji, uzyskanie większej przejrzystości całej architektury i centralizację zarządzania, utrzymanie luźnego powiązania między usługami, wzrost możliwości powtórnego wykorzystania usług, jednokrotne wpięcie usługi i jej lepszą widoczność,

44 44 Paweł Brzeski Wpływ wykorzystania Internetu w działalności komercyjnej organizacji na jej architekturę informatyczną studium przypadku towarzystwa ubezpieczeniowego. łatwą kontrolę nad udostępnianiem usług. Szyna danych jest mechanizmem, który implementuje logikę dostępu do danych i oparta jest na podejściu ukierunkowanym na metadane oraz na deklaratywnej definicji usług. Dostarcza ona prostych i reużywalnych sposobów dostępu do różnorodnych źródeł danych a także takich funkcjonalności jak: modelowanie i centralne zarządzane zamiast hard-kodowania, zarządzanie metadanymi, dynamiczne filtrowanie i tworzenie zapytań, transformacje danych oraz ich wystawianie w postaci usług, bezpieczeństwo, cache. W zależności od potrzeb i budżetu, produkty te można implementować osobno, bądź łączyć je wzajemnie. Przy wykorzystaniu obu tych rozwiązań jednocześnie, szyna danych może być wykorzystywana do modelowania, transformacji, przetwarzania danych oraz wystawiania ich jako usługi, natomiast szyna usługowa może stanowić narzędzie zarządzania tymi usługami (np. pełnić rolę routera, gatewaya czy też zarządzać dostępem do usług). Przykładową architekturę informatyczną towarzystwa wykorzystującą szynę danych, przedstawia rysunek 4. Interfejs Webowy Portalu Korporacyjne strony WWW Inne systemy np. BPM, CRM Aplikacje Call Center Warstwa Zarządzania Procesami Portalu Szyna danych (Enterprise Data Service) {documentation = e.g. AquaLogic Data Services} System Zarządzania Polisami Życiowymi System Agenta Transferowego System Obsługi Funduszy Inwestycyjnych Rysunek 7. Przykładowa architektura informatyczna towarzystwa Proces wyboru strategii integracji i łączenia systemów

45 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Do tej pory przedstawione zostały, wynikające z procesu wykorzystania Internetu w działalności komercyjnej, zmiany funkcjonujących procesów biznesowych organizacji, a także jej architektury IT. Rozważania prowadzone były jednak w oderwaniu od problemu wyboru konkretnej technologii czy architektury rozwiązania, co jest zagadnieniem złożonym i wpływa na wzrost stopnia skomplikowania całego projektu. Stając przed koniecznością implementacji nowych procesów biznesowych lub modyfikacji dotychczas istniejących, organizacje stają przed problemem wyboru strategii integracji wykorzystywanych bądź nowo dodawanych systemów informatycznych. Aby wybrać odpowiedni model integracji niezbędna jest analiza kwestii takich jak: infrastruktura komunikacyjna, synchronizacja, semantyka wywołania, użycie pośredników oraz zasadność i możliwość stosowania interfejsów zorientowanych obiektowo lub zorientowanych na dane. Dopiero po jej przeprowadzeniu, dysponując pełną wiedzą na temat problemu, można dokonać specyfikacji cech technologii najbardziej optymalnej dla analizowanego projektu integracyjnego. Jeżeli na przykład w danym projekcie nieważny jest sposób wzajemnego powiązania komponentów ani semantyka wywołania, a priorytetem staje się skalowalność, niezawodność, obsługa dużych wolumenów danych lub występuje konieczność użycia transakcji rozproszonych, należy zastanowić się nad wyborem technologii rozproszonych obiektowo, które działają w oparciu o serwer aplikacji. Proces wyboru optymalnego rozwiązania dla konkretnego przypadku integracyjnego powinien obejmować swą analizą szeroki aspekt zagadnień (nie tylko związanych z technologią), a mianowicie: analizę problemu i wymagań biznesowych, które go wykreowały, gruntowne badanie możliwych rozwiązań i ewentualnych koniecznych zmian w procesie biznesowym, proces decyzyjny, w ramach którego uzasadnia się wybór odpowiedniej strategii i technologii integracji, na podstawie przeprowadzonych analiz. Procedura wyboru optymalnego rozwiązania powinna składać się z następujących kroków: a. Analizy przebiegu dotychczasowych procesów biznesowych, której rezultatem jest wskazanie obszarów, które muszą być usprawnione bądź zmienione (zastosowanie Business Process Reengineering bądź Business Process Modelling) b. Selekcji i wstępnej analizy pewnego zbioru technologii i architektur za pomocą, których można rozwiązać problem. Analiza dostępnych technologii umożliwia poznanie ich specyfiki i cech je charakteryzujących. Już na tym etapie można dokonać wstępnej selekcji poszczególnych rozwiązań (np. analizując niezbędne zasoby sprzętowe, konieczną architekturę sieciową, wykorzystywany protokół komunikacji, dostępność na różnych platformach, obsługę języków programowania). c. Określenia kryteriów, względem których oceniane będą poszczególne technologie i architektury. Kryteria te powinny uwzględniać priorytety, wymagania biznesowe, ograniczenia funkcjonalne i niefunkcjonalne oraz uwarunkowania związane z projektem. d. Analizy potrzeb biznesowych, kultury informatycznej oraz infrastruktury technicznej partnerów (przy integracji B2B). Należy upewnić się, że partnerzy współpracujący z nami są świadomi problemów, które występują oraz dzielą z nami opinię na temat konieczności zmian. Bardzo ważne jest też zapoznanie się ze stopniem zinformatyzowania danej instytu-

46 46 Paweł Brzeski Wpływ wykorzystania Internetu w działalności komercyjnej organizacji na jej architekturę informatyczną studium przypadku towarzystwa ubezpieczeniowego. cji oraz jej infrastrukturą. Jest to bardzo ważny czynnik niefunkcjonalny, który determinuje wybór rozwiązania. e. Wyboru, w oparciu o rezultaty powyższych analiz, rozwiązania najbardziej optymalnego, biorąc pod uwagę całokształt wymagań. Jeżeli wybór rozwiązania nie jest optymalny z punktu widzenia optymalizacji procesu czy też technologii, należy zastanowić się nad strategią dalszego działania, które ma umożliwić w przyszłości wybór rozwiązania, które pod względem architektury najlepiej realizuje wymienione kwestie. 5. Zakończenie Komercyjne wykorzystanie Internetu w jakimkolwiek obszarze działalności danej organizacji jest procesem złożonym, który może prowadzić do zasadniczych zmian w strukturze procesów biznesowych firmy, a nawet do zmian w sposobie jej zarządzania. Tak głębokie zmiany natury biznesowej wpływają zasadniczo na architekturę informatyczną organizacji, powodując często konieczność jej gruntownego przeprojektowania. Z procesem tym związane są problemy natury integracyjnej, polegające na konieczności zdefiniowania odpowiedniej strategii łączenia systemów oraz technologii i mechanizmów wykorzystywanych do tego celu. Heterogeniczność systemów, ich różny wiek i strategia rozwoju, a także obalenie mitu o powszechności wykorzystania przez wszystkie organizacje jednej technologii integracyjnej, sprawiają że tego typu projekty są niezmiernie trudne. Kluczowy zatem staje się wymóg elastyczności i otwartości architektury informatycznej organizacji. Funkcjonalność biznesowa realizowana przez systemy informatyczne powinna być zorganizowana w postaci opartych na standardach, współpracujących usług, które mogą być powtórnie używane i łatwo łączone, tak aby szybko sprostać zmiennym wymaganiom biznesowym. Jest to podstawowy paradygmat koncepcji Architektury Zorientowanej na Usługi (Service Oriented Architecture), która zdaniem autora powinna być w miarę możliwości implementowana w nowoczesnych, próbujących nadążać za ciągłymi zmianami i wymogami rynku, organizacjach. Oczywiście wdrożenie samej koncepcji nie jest lekarstwem na wszystkie problemy i nie daje gwarancji na szybką i poprawną realizację celów biznesowych organizacji, aczkolwiek może w znacznym stopniu minimalizować ryzyko braku możliwości obsługi żądanego modelu biznesowego przez architekturę informatyczną organizacji. 6. Literatura 1. Krafzig D., Blanke K., Slama D.: Enterprise SOA. Service-Oriented Architecture Best Practices, Prentice Hall, Indianapolis, Tiwana A.: Przewodnik po zarządzaniu wiedzą, e-biznes i zastosowania CRM, Placet, Warszawa 2003, 3. Kot W.: BEA AquaLogic infrastruktura dla SOA, Software Development GigaCon - Konferencja Twórców Rozwiązań Informatycznych, pbrzeski@nordeapolska.pl

47 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, EWA BURSZTA-ADAMIAK, MAGDALENA KĘSZYCKA, JANUSZ ŁOMOTOWSKI Katedra Budownictwa i Infrastruktury Technicznej Akademii Rolniczej we Wrocławiu ZASTOSOWANIE ANALIZY SKUPIEŃ DO UPORZĄDKOWANIA DANYCH O WIELKOŚCI ZAWIESIN WYSTĘPUJĄCYCH W WODACH I ŚCIEKACH Summary Size of suspensions occurring in rain waters, surface waters and sewage was analyzed in samples collected from a few sites situated in the Lower Silesia region (dolnoslaskie and opolskie provinces). Research was conducted for three years ( ). Variety of distribution functions of particle size obtained during analysis decided about necessity of further research in order to systematize the data. Cluster analysis used to this purpose allowed finding similarity in grain composition of suspensions in rain waters, surface waters and sewage. Results of statistic analysis presented in this article were conducted within the Research Project of Polish State Committee for Scientific Research 3PO4GO5125 Application of the laser diffraction particle size analyzer to monitoring the surface waters. Keywords: Cluster analysis, grain composition of suspensions, natural waters, sewage. 1. Wprowadzenie Skład wód naturalnych jest różny i zależy od ich rodzaju, sposobu zagospodarowania zlewni, stopnia zanieczyszczenia atmosfery lub powierzchni spływu, prędkości i natężenia przepływu wody oraz aktywności przemian biologicznych. Na jakość ścieków ma wpływ przede wszystkim działalność człowieka, intensywność zachodzenia procesów infiltracji wód gruntowych do kanałów i eksfiltracji ścieków. Wśród zanieczyszczeń obecnych w wodach i ściekach znajdują się zawieszone lub pływające zawiesiny. Oznaczenia wielkości i ilości zawiesin można wykonać w oparciu o badania granulometryczne z wykorzystaniem zjawiska dyfrakcji światła laserowego. Wyniki analiz składu granulometrycznego przedstawione w innych pracach autorów: Burszta-Adamiak, Łomotowski (2005), Burszta-Adamiak, Łomotowski, Stodolak (2004) wykazały duże zróżnicowanie rozmiarów cząstek zawiesin występujących w badanych próbach. Przedstawienie uporządkowanego przeglądu uzyskanych wyników badań jest zadaniem trudnym i pracochłonnym, wymagającym wielu procedur obliczeniowych. Możliwość wykorzystania współcze- Badania wykonano w ramach Grantu KBN 3 PO4 GO51125 pt.: Wykorzystanie granulometru laserowego w monitoringu wód powierzchniowych.

48 48 Ewa Burszta-Adamiak, Magdalena Kęszycka, Janusz Łomotowski Zastosowanie analizy skupień do uporządkowania danych o wielkości zawiesin występujących w wodach i ściekach snych narzędzi statystycznych pozwala na przyspieszenie skomplikowanych obliczeń i przetwarzanie dowolnej ilości danych. W artykule zaprezentowano wyniki analiz statystycznych, których celem była klasyfikacja danych o składzie granulometrycznym zawiesin i wyodrębnienie z tego zbioru grup o wewnętrznej homogeniczności. 2. Metodyka badań Badania składu granulometrycznego zawiesin występujących w wodach opadowych, powierzchniowych, spływach i ściekach przeprowadzono w latach Stanowiska poboru wód opadowych i spływów znajdowały się we Wrocławiu, Strzelinie i Bielawie (woj. dolnośląskie) oraz w Kietrzu i Raciborzu (woj. opolskie). Próby wód powierzchniowych pobierano z rzeki Odry w siedmiu punktach na terenie Wrocławia. Próby ścieków surowych, oczyszczonych oraz osadu czynnego pobrano z sześciu dolnośląskich oczyszczalni: Kąty Wrocławskie, Sobótka, Kobierzyce, Siechnice, Żórawina i Mirków Stary. Badania wielkości zawiesin występujących w wodach naturalnych i ściekach przeprowadzono na granulometrze laserowym Mastersizer 2000 firmy Malvern Instruments Ltd. Analizy wymagały poboru prób o pojemności ml. Przed analizą próby należało dokładnie wymieszać, w celu ułatwienia deagregacji, która mogłaby powodować błędy pomiaru. Szczegółowy opis zasady działania tego urządzenia można znaleźć m.in. w publikacjach: McCave, Syvitski (1991) i Soerazza, Moore, Hendrix (2004). Do grupowania i klasyfikacji wyników badań wykorzystano analizę skupień, która pozwala na wyodrębnienie spójnych wewnętrznie grup obiektów odzwierciedlając ich podobieństwo. Jest to technika używana do klasyfikowania obiektów w stosunkowo jednorodne grupy zwane skupieniami. Liczba skupień zależy od stopnia zróżnicowania zbioru danych. Mała jednorodność otrzymanych wyników badań prowadzi do utworzenia większej liczby skupisk (Gatnar, 1998). Analizy wykonano w programie STATYSTICA 7.1 PL. 3. Wyniki badań W tabeli 1 przedstawiono rozmiary zawiesin, otrzymane z badań granulometrycznych, stanowiące odpowiednio wraz z mniejszymi rozmiarami cząstek 10, 50 i 90% w objętości wybranych prób wód i ścieków. Tabela obrazuje zróżnicowanie wielkości zawiesin występujących w badanych próbach. Pomimo uzyskania wielu dokładnych wyników nie można było jednoznacznie określić podobieństwa składu granulometrycznego zawiesin w danym rodzaju medium. Takie podobieństwo zaobserwowano wykorzystując do tego celu analizę skupień. Wybrane dendrogramy przedstawiono na Rysunkach 1-4.

49 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Tabela 1. Zestawienie przykładowych wyników badań składu granulometrycznego. Rodzaj próby Wody powierzchniowe Wody opadowe Spływy z dachów Miejsce i data poboru Wrocław Most Pokoju Wrocław Most Uniwersytecki Wrocław Most Uniwersytecki Wrocław Most Szczytnicki Wrocław Most Zwierzyniecki Wrocław Wrocław Kietrz Wrocław Strzelin Wrocław Strzelin Nazwa Umowny wymiar zawiesin, µm próby d 10 d 50 d 90 WP5 1,8 11,2 56,9 WP16 7,3 30,3 96,1 WP21 4,3 21,3 80,7 WP25 3,8 19,4 106,8 WP26 2,7 14,5 40,7 WO3 12,9 28,6 40,5 WO5 3,4 29,5 52,8 WO7 21,2 66,3 90,2 WO12 6,8 48,3 70,8 WO24 6,7 41,9 61,8 S6 1,4 10,9 20,4 S8 1,1 10,9 19,4

50 50 Ewa Burszta-Adamiak, Magdalena Kęszycka, Janusz Łomotowski Zastosowanie analizy skupień do uporządkowania danych o wielkości zawiesin występujących w wodach i ściekach Rodzaj próby Ścieki surowe Ścieki oczyszczone Osad czyn ny Miejsce i data poboru Wrocław Wrocław Wrocław Sobótka Sobótka Sobótka Siechnice Kąty Wrocł Siechnice Siechnice Siechnice Kąty Wrocł Kobierzyce Siechnice Nazwa Umowny wymiar zawiesin, µm próby d 10 d 50 d 90 S13 5,8 43,7 73,4 S16 12,8 38,3 55,2 S17 4,9 37,9 57,5 SS1 10,7 74,1 888,3 SS2 8,4 48,8 287,9 SS3 12,4 82,5 596,1 SS5 8,4 53,5 356,5 SS9 9,4 44,4 421,3 SO9 47,2 165,6 403,3 SO10 71,1 225,4 505,3 SO11 82,1 221,9 851,6 SO13 11,1 38,9 94,1 SO16 21,1 87,2 203,6 OS1 67,9 178,9 376,5

51 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Rodzaj próby Miejsce i data poboru Siechnice Żórawina Kobierzyce Kobierzyce Nazwa Umowny wymiar zawiesin, µm próby d 10 d 50 d 90 OS2 94,5 272,1 613,9 OS3 44,3 115,7 255,5 OS4 17,8 57,8 277,7 OS6 31,2 94,7 218,3 WO17 WO16 WO15 WO14 WO13 WO12 WO11 WO10 WO9 WO8 WO7 WO6 WO5 WO4 WO3 WO2 WO1 WP12 WP11 WP23 WP10 WP9 WP22 WP8 WP7 WP21 WP20 WP19 WP6 WP18 WP3 WP17 WP16 WP15 WP14 WP13 Diagram drzewa Metoda Warda Odległ. euklidesowa Odległość wiązania Rysunek 1. Dendrogramy klasyfikacji prób wód powierzchniowych (WP) i opadowych (WO).

52 52 Ewa Burszta-Adamiak, Magdalena Kęszycka, Janusz Łomotowski Zastosowanie analizy skupień do uporządkowania danych o wielkości zawiesin występujących w wodach i ściekach WO28 WO27 WO17 WO26 WO25 WO13 WO24 WO23 WO22 WO21 WO20 WO19 WO18 S8 S6 S5 S20 S3 S2 S7 S12 S11 S10 S4 S19 S9 WP18 WP5 WP28 WP27 WP26 WP4 WP3 WP2 WP1 WP8 WP7 WP21 WP25 WP24 Diagram drzewa Metoda Warda Odległ. euklidesowa Odległość wiązania Rysunek 2. Dendrogramy klasyfikacji prób wód powierzchniowych (WP), opadowych (WO) i spływów z dachów (S). SS9 SS8 SS7 SS6 SS5 SS4 SS3 SS2 SS1 OS6 OS5 OS4 OS3 OS2 OS1 SO8 SO7 SO6 SO5 SO4 SO3 SO2 SO1 Diagram drzewa Metoda Warda Odległ. euklidesowa Odległość wiązania Rysunek 3. Dendrogramy klasyfikacji prób ścieków surowych (SS), oczyszczonych (SO) i osadu czynnego (OS).

53 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Diagram drzewa Metoda Warda Odległ. euklidesowa WP6 W18 WP22 WP11 WP10 WP9 WP23 WP8 WP7 WP21 WP20 WP3 WP2 WP7 WP25 WP12 SO17 SO16 SO15 SO14 SO13 SO12 SO11 SO10 SO Odległość wiązania Rysunek 4. Dendrogramy klasyfikacji prób wód powierzchniowych (WP) i ścieków oczyszczonych (SO). Zastosowanie metody skupień pozwala na wyodrębnienie oddzielnych skupisk danych o wielkości zawiesin występujących w danym rodzaju wód naturalnych i ścieków. Pomimo poboru prób na różnych stanowiskach pomiarowych i w różnych odstępach czasowych można było znaleźć skład granulometryczny cząstek charakterystyczny dla wód powierzchniowych, opadowych, spływów oraz ścieków surowych, oczyszczonych i osadu czynnego. Świadczy to, że wielkość cząstek zawiesin występujących w wodach powierzchniowych, opadowych (deszczu i śniegu), spływach oraz ściekach jest cechą pozwalającą na identyfikację rodzaju prób. 4. Wnioski Wykorzystanie narzędzi statystycznych do przetwarzania dużej ilości pozyskanych danych rozszerza możliwości analiz składu granulometrycznego zawiesin występujących w wodach naturalnych i ściekach. Wyniki analizy skupień pozwalają stwierdzić, że każdy rodzaj medium charakteryzuje się określonym rozmiarem cząstek zawiesin, na który mają wpływ różnego rodzaju czynniki miedzy innymi warunki lokalne oraz procesy biologiczne i chemiczne zachodzące w wodach i ściekach.

54 54 Ewa Burszta-Adamiak, Magdalena Kęszycka, Janusz Łomotowski Zastosowanie analizy skupień do uporządkowania danych o wielkości zawiesin występujących w wodach i ściekach 5. Literatura 1. Burszta-Adamiak E., Łomotowski J. (2005) Badania składu granulometrycznego wód opadowych i powierzchniowych z zastosowaniem granulometru laserowego. II Kongres Inżynierii Środowiska. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, Burszta-Adamiak E., Łomotowski J., Stodolak R. (2004) Analiza zanieczyszczeń w opadach atmosferycznych. Seria: Badania Systemowe, 36. Instytut Badań Systemowych PAN, Warszawa. 3. McCave I. N., Syvitski J.P.M. (1991)Principles and Methods of Geological Particle Size Analysis. Principles, Methods and Application of Particle Size Analysis. Cambridge, University Press. 4. Sperazza M., Moore J.N., Hendrix M.S. (2004) High-resolution analysis of naturally occurring very fine-grained sediment through laser diffractometry. Journal of Sedimentary Research, 74, 5: Gatnar E. (1998) Symboliczne metody klasyfikacji danych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. 6. Sokołowski A. (2002) Metody stosowane w data mining. Zeszyty serii Zastosowania statystyki i data mining Data mining-metody i przykłady. Warszawa.

55 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, LUDOSŁAW DRELICHOWSKI Akademi Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy MICHAŁ TRZOS Wyższa Szkoła Informatyki w Łodzi INFRASTRUKTURA SPRZĘTOWA I SOFTWARE OWA WSPOMAGANIA ZARZĄDZANIA ODDZIAŁEM HIPERMARKETU POPRZEZ ZASTOSOWANIE HURTOWNI DANYCH I SYSTEMU AUTOMATYCZNYCH ANALIZ OLAP Streszczenie W pracy zaprezentowano koncepcję organizacji prac zapewniających opracowanie hurtowni danych na podstawie wieloletnich danych transakcyjnych oraz zastosowania systemów automatycznej analizy danych OLAP (On-Line Analytical Process). Na standard niezbędnego sprzętu składają się serwery służące do archiwizacji hurtowni danych oraz struktur danych w procesie tworzenia metadanych ułatwiające wykorzystanie tych informacji do. testowanie opracowanych modułów hurtowni danych z wykorzystaniem wieloletnich baz danych pochodzących z danych transakcyjnych archiwizowanych w funkcji czasu.. Słowa kluczowe: Bazy wiedzy, hurtownie danych, metadane, OLAP On Line Analytical Process (automatyczna bieżąca analiza danych). Summary In this paper authors presents conception research work organisation ensuring building data ware houses on the base multi year transactions data and usage automatic data system analysis OLAP(On-Line Analytical Process). Hardware necessity for building this application includes servers using the only for processing this applications in archiving meta data and the structure data ware houses in process of facilitating of usage of these technologies in practical classes used storage long time transaction data base. Key structures: Knowledge bases, data werhouses, metadata, OLAP On Line Analytical Process. 1. Wprowadzenie Zastosowanie hurtowni danych może być rozpatrywane jako wykorzystanie zaawansowanych technologii informacyjnych do wspomagania obiektami w sieciach sklepów wielkopowierzchniowych. Globalny charakter działalności sieci sklepów typu TESCO, AUSCHON, czy Mini-Mall powoduje potrzebę rozróżnienia wspomagania zarządzania na szczeblu pojedynczego obiektu handlowego i zarządu korporacji. Rozmiar i precyzja dysponowanych na szczeblu obiektu danych w pełni uzasadniają merytorycznie podejmowanie inicjatywy w zakresie wykorzystania rozległych i precyzyjnych często wiele gigabajtowych baz danych transakcyjnych do budowy hurtowni danych i systemów OLAP stanowiących jeden z elementów składających się na zarządzanie wiedzą Inne aspekty dotyczą zastosowań technologii

56 56 Ludosław Drelichowski, Michał Trzos Infrastruktura sprzętowa i software owa wspomagania zarządzania oddziałem hipermarketu poprzez zastosowanie hurtowni danych i systemu automatycznych analiz OLAP informacyjnych w standardzie zarządzania wiedzą o której piszą Baborski, Bonner 1, Kisielnicki 2, Drelichowski 3, a które w polskiej literaturze również w zakresie informatyki ekonomicznej znajdują szerokie omówienie. Problemy zastosowania hurtowni danych i systemu OLAP w przedsiębiorstwach handlowoprodukcyjnych i w uczelni prezentowane są w pracach Marciniak Plaga(2006) 4, Drelichowski, Bojar, Żuberek (2006 )5 i Drelichowski Nosal (2006) 6 precyzując opracowane rozwiązania bądź możliwości realizacji działań outsourcingowych w zakresie analitycznych baz danych i metod automatycznej analizy. Badawcze aspekty w formie analizy porównawczej wykonanej z zastosowaniem hurtowni danych i systemu OLAP dla przedsiębiorstw produkujących mleko na terenie Polski oraz Niemiec przedstawiono w pracy Drelichowskiego i Wójcik (2006) Proces tworzenia hurtowni danych musi uwzględniać zmianę struktury kodowej rekordów wynikających ze zmiany w tym czasie przepisów prawnych oraz głęboką przebudowę stosowanego w poszczególnych latach planu kont. Jest to klasyczny problem leżący na pograniczu kompetencji pracowników organizacji wdrażającej system i dostawcy oprogramowania oraz implementacji systemu dla użytkownika. Podobnej natury problem dotyczy interpretacji rezultatów wydobywania wiedzy poprzez procedury automatycznej analizy danych OLAP lub data mining. Zdaniem autorów zewnętrzny zespół wdrażający tego typu rozwiązania softwarowe w organizacjach, sporadycznie będzie w stanie nadać właściwą merytorycznie interpretację wszystkich ważnych dla strategii firmy i przewagi konkurencyjnej parametrów. 2. Uwarunkowania tworzenia rozwiązań technologicznych i zasobów zbiorów transakcyjnych dla celów wspomagania decyzji obiektowych Tworzenie standardów oprogramowania w powiązaniu z niezbędnymi dla zaawansowanych zastosowań IT wymaga często gibabajtowych baz danych, tworzonych na podstawie rzeczywistych zbiorów transakcyjnych, co nie należy do łatwych przedsięwzięć. Wspomaganie decyzji taktycznych i operacyjnych uzasadnia zwykle selektywny dobór fragmentów uporządkowanych baz danych i zastosowania uzupełniających kodów z wykorzystaniem tych danych do procedur OLAP. Hurtownia tematyczna to mniejsza i niższa hierarchicznie jednostka hurtowni danych, czyli podzbiór pobranych z hurtowni danych, ewentualnie rozszerzony o zawartość pobraną z innych źródeł, wykorzystywanych zazwyczaj przez określoną grupę funkcji lub systemów w przedsiębiorstwie 7. 1 Baborski A., Bonner R., Zarządzanie wiedzą korporacyjną dwa podejścia. Zarządzanie wiedzą w systemach informacyjnych. AE Wrocław s Kisielnicki J.(2004), Zarządzanie wiedzą we współczesnych organizacjach. Zarządzanie wiedzą w systemach informacyjnych. AE Wrocław s Drelichowski L.(2004), Podstawy inżynierii zarządzania wiedzą. Studia i materiały nr 1, PSZW Bydgoszcz 4 Marciniak M., Plaga A.(2006): The selected problems of Knowledge Visualization. Studies & Proceedings.. Polish Assotiation for Knowledge Management Bydgoszcz V 6 p Drelichowski L., Bojar W., Żuberek M.(2006) The Structure of the Staff Potential and Knowledge Recourses Necessary for Comprehensive Implementation of E-Business Technologies. Polish Assotiation for Knowledge Menagement Studies &Procidings V 6 p Drelichowski L., Nosal M.(2006), Uwarunkowania tworzenia metadanych do wspomagania zarządzania wiedzą w uczelni. Studia i Materiały, Polskie Stowarzyszenie Zarządzania Wiedzą t. 5 s Simon A. R., Shaffer S. L(2002)., Hurtownie danych i systemy informacji gospodarczej, Oficyna Ekonomiczna, Kraków, s. 26.

57 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Ponieważ w analizowanych okresach zmieniały się istotnie zasady rozliczeń finansowo księgowych, klienci oraz plany kont, powstaje niezwykle skomplikowana od strony metodycznej i merytorycznej faza tworzenia zbioru metadanych z baz danych transakcyjnych pochodzących z poszczególnych lat. Utworzenie zweryfikowanego zbioru metadanych z niezwykle obszernych danych dotyczących obrotów realizowanych przez konsumentów oraz zmieniających się w skali poszczególnych lat zbiorów dostawców, pozwoli na efektywne zastosowanie oprogramowania OLAP dla uzyskania weryfikacji różnych problemów decyzyjnych. Interpretacja otrzymanych rezultatów obliczeń pozwoli zdiagnozować mocne i słabe strony zarządzania zakupami i skuteczności realizowanej strategii zakupów w świetle zmieniających się uwarunkowań zewnętrznych. Środkiem ułatwiającym poprawne dokonanie interpretacji wyników obliczeń jest zastosowanie strategii tworzenia sygnalizowanych wcześniej hurtowni tematycznych - można byłoby je również nazwać w tym przypadku problemowe. Rozwiązanie problemów formalno-prawnych zastosowania metody automatycznej analizy w doskonaleniu pracy własnej zarządu hipermarketu, może być również potraktowane jako inicjatywa lokalna w tym zakresie. Dane pochodzące z wymienionego obiektu dotyczą podsystemów: Ewidencji obrotów towarowych, Finansowo-Księgowego, Kadrowo-Płacowego, oraz Ewidencji Środków Trwałych, z przetwarzanego okresu. Przytoczone wyżej problemy merytoryczne generują określone problemy badawcze, dotyczące zarówno rozwiązań softwearowo-bazodanowych niezbędnych dla procesów szkoleniowych, ale również niezwykle ważnych dla gospodarki problemów absorpcji wiedzy w warunkach przeznaczenia dla celów wspomagania decyzji dotyczących jednego obiektu. 3. Koncepcja tworzenia hurtowni danych i automatycznej analizy OLAP z wykorzystaniem baz danych w obiektach handlowych Zastosowanie hurtowni danych w standardzie oprogramowania Microsoft ma na celu minimalizację nakładów wdrożenia systemu oraz standardów transformacji danych, pozwalających na szerszą skalę wdrożeń w innych obiektach. Hurtownie danych i automatyczna analiza danych OLAP lub data mining stają się podstawą strategicznego zarządzania organizacjami. Rosnąca konkurencyjność organizacji handlowych powoduje, że tworzenie strategii przetrwania i rozwoju sklepu wielko powierzchniowego wymaga stosowania coraz bardziej zaawansowanych metod wspomagania decyzji. Z drugiej strony konieczne staje się opracowanie technologii informacyjnych związanych z zarządzaniem wiedzą, których nie da się skutecznie opanować do wspomagania decyzji w przypadku braku odpowiednio rozbudowanych dynamicznych baz danych powiązanych z systemami transakcyjnymi, hurtowniami danych i systemami automatycznych analiz. Zarządzanie wiedzą staje się dziedziną rozwoju technik informacyjno-komunikacyjnych, których celem jest ograniczanie barier różnych grup użytkowników do wspomagania działalności podstawowej bazami wiedzy niezbędnymi w danej dziedzinie działalności. Spośród wielu coraz szerzej dostępnych publikacji wymienić można monografie Gołuchowskiego(2005) 8, Drelichowskiego 9, zawierającą szersze omówienie różnych aspektów problematyki zarządzania wiedzą. Do 8 Gołuchowski J.(2005), Technologie informatyczne w zarządzaniu wiedzą. Wyd. Akademii Ekonomicznej w Katowicach s Drelichowski L. Podstawy inżynierii zarządzania wiedzą. Polskie Stowarzyszenie Zarządzania Wiedzą (2004) nr 1 s.160.

58 58 Ludosław Drelichowski, Michał Trzos Infrastruktura sprzętowa i software owa wspomagania zarządzania oddziałem hipermarketu poprzez zastosowanie hurtowni danych i systemu automatycznych analiz OLAP kierunkowych opracowań należą również prace Drelichowski (2002) 10, Drelichowski (2003a) 11, Drelichowski (2003b) 12, Drelichowski (2005) 13 uwzględniające różne aspekty finansowania wiedzy i jej zastosowań w różnych działach gospodarki i agrobiznesie. 4. Zastosowanie hurtowni danych i systemu OLAP w obiekcie hipermarketu Omawiana hurtownia danych dotyczyła jednego z kilkudziesięciu zlokalizowanych na terenie kraju wielko powierzchniowych obiektów handlowych realizujących sprzedaż artykułów spożywczych, taniej odzieży i obuwia, artykułów sportowych, sprzętu AGD i elektroniki użytkowej wraz z komputerami. Obiekt badań wchodził w skład globalnej sieci handlowej z siedzibą we Francji, w której wprowadzenie rozwiązań dotyczących wspomagania decyzji operacyjnych i taktycznych, należało do kompetencji dyrektora obiektu. Wprowadzenie hurtowni danych musiało być realizowane w ramach niskonakładowych przedsięwzięć wykorzystujących najtańsze standardy oprogramowania do których należą MS SQL serwer 2000 z hurtownią danych i oprogramowaniem automatycznej analizy OLAP. Przedsięwzięcie podzielono na pewne fazy sprzyjające poprawnemu ukierunkowaniu podejmowanego przedsięwzięcia. Pierwsza faza projektu zmierzała do określania potrzeb użytkownika systemu i opracowania odpowiednich kodów niezbędnych w budowaniu hurtowni tematycznych w zakresie: 1) Rozpoznanie potrzeb w działach handlowych - PF świeża żywność, - PGC żywność z dłuższym terminem ważności, - kosmetyki, - BAZAR kultura,auto brico, sport, - zabawki, menage, meble tdm, - TXT artykuły tekstylne, - buty, - artykuły niemowlęce, - EM agd, rtv/info, foto lab) Realizowane poprzez pracę z managerami i seniorami handlowymi oraz dyrektorem sklepu. 2) Rozpoznanie procesów integracji danych miedzy systemem kasowym (system transakcyjny ) a systemem bazodanowym Gima (system relacyjny stosowany współpracy z otoczeniem) w celu zapewnienia przesyłu danych do hurtowni danych. 3) Zbudowanie projektu informatycznego pod kątem potrzeb managerów handlowych realizowanych z inicjatywy dyrektora obiektu i pod jego nadzorem. 10 Drelichowski: Społeczeństwo informacyjne a rozwój zrównoważony i dystrybucja wiedzy akademickiej, Konf. Nauk. Udział bibliotek w kształtowaniu społeczeństwa informacyjnego w Polsce Potencjał, możliwości, potrzeby. Wyd. ATR Bydgoszcz s Drelichowski L.(2002): Zastosowanie specjalistycznych baz wiedzy i szkoleń z podstaw inżynierii wiedzy środkiem doskonalenia zarządzania w sektorze małych i średnich firm. Prace Naukowe AE Wrocław Nr 941 T-1 s Drelichowski L (2003).: Narzędzia, metody i środki finansowania zarządzania wiedzą w gospodarce, ochronie zdrowia i edukacji. IBSPAN, Badania Systemowe t.3 s Drelichowski L.: Czynniki determinujące rozwój zastosowań technologii informacyjnych zarządzania wiedzą w przedsiębiorstwach agrobiznsu. Zarządzanie wiedzą w agrobiznesie w warunkach polskiego członkostwa w Unii Europejskiej. Wyd. SGGW Warszawa 2005

59 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, W zakresie metodycznych kryteriów uwzględnione zostały kryteria czasowe wykorzystywane do analizy danych: - w układzie codziennym, - tydzień narastająco, - miesiąc - narastająco - zestawienia roczne - narastająco Uwzględnione zostały również kryteria handlowe wykorzystywane do analizy danych: - wartość obrotów, - sprzedaż w jednostkach miary sztuki, komplety oraz wagowa, - wartość marż w zł PLN - Pierwszy status artykułu : o SE sezonowy, o PS pasywny, nie sprzedający się, nie można go już zamawiać, o AC aktywny - Drugi status artykułu : o PP artykuły pierwszej potrzeby, marka własna, o MN marka narodowa artykuły od dostawców Uwzględniona została również kodyfikacja systemu Gima wykorzystywane do analizy danych: a) Rynek ( kod - 21) b) Segment (kod -121) c) Kategoria (kod -768) d) Podkategoria (kod ) e) Dostawca numer ( np. sony 666, ilość ) System musiał mieć możliwość wybierania np. Top 20 według poziomu obrotu, ilości sprzedaży lub marży pln z podziałem na rynek, segment, kategorie, podkategorie, dostawców. Dzięki temu można w łatwy sposób sprawdzić jakie kategorie są najbardziej dochodowe i jakie artykuły najlepiej rotują w sklepie. Doświadczenia eksploatacyjne wskazują, że najkorzystniejsze rezultaty potwierdzone selektywnymi analizami wyników sprzedaży odnotowano w zastosowaniu tworzonych dla określonych problemów decyzyjnych tematycznych hurtowni danych z odpowiednich zbiorów transakcyjnych. Najciekawsze rezultaty zastosowań dotyczyły terminów rozpoczynania i czasu trwania sprzedaży świątecznych, w których otrzymane rezultaty uzasadniały przesunięcie terminów w granicach kilku dni do dwu tygodni a analiza sprzedaży wykazywała zwykle celowość dokonania tych korekt. Inny przykład interesujących zastosowań tematycznych hurtowni danych stanowiły problemy terminów uruchamiania i preferowanych grup towarowych przewidywanych w sezonowej sprzedaży odzieży oraz obuwia. Dobrane do analiz szczególnie interesujące fragmenty danych transakcyjnych tworzyły hurtownię tematyczną dostarczającą wyników obliczeń, których rezultaty stanowiły często radykalną zmianę w stosunku do rutynowych dominujących w całej sieci działań.

60 60 Ludosław Drelichowski, Michał Trzos Infrastruktura sprzętowa i software owa wspomagania zarządzania oddziałem hipermarketu poprzez zastosowanie hurtowni danych i systemu automatycznych analiz OLAP 5. Podsumowanie i wnioski Opracowanie bazowych standardów wdrażania oprogramowania hurtowni danych i systemów automatycznej analizy OLAP i data mining wymaga opracowania jednostek wyboru strategii uwzględniających odpowiednią konfigurację zasobów danych transakcyjnych. W realizowanych badaniach dotyczących zastosowań hurtowni danych i systemów OLAP, szczególnie interesujące okazały się rozwiązania polegające na tworzeniu hurtowni tematycznych na podstawie merytorycznej analizy zbiorów danych transakcyjnych. Zastosowanie hurtowni tematycznych pozwala w większym stopniu angażować kadrę kierowniczą marketu do ustalania kryteriów selekcji danych a następnie dokonać poprawnej interpretacji wyników i ich zastosowania w procesach decyzyjnych. 6. Literatura 1. Baborski A., Bonner R., Zarządzanie wiedzą korporacyjną dwa podejścia. Zarządzanie wiedzą w systemach informacyjnych. AE Wrocław 2004 s Drelichowski L., Podstawy inżynierii zarządzania wiedzą. Studia i materiały nr 1, PSZW Bydgoszcz Drelichowski L. Podstawy inżynierii zarządzania wiedzą. Polskie Stowarzyszenie Zarządzania Wiedzą (2004) nr 1 s Drelichowski: Społeczeństwo informacyjne a rozwój zrównoważony i dystrybucja wiedzy akademickiej, Konf. Nauk. Udział bibliotek w kształtowaniu społeczeństwa informacyjnego w Polsce Potencjał, możliwości, potrzeby. Wyd. ATR Bydgoszcz s Drelichowski L.: Zastosowanie specjalistycznych baz wiedzy i szkoleń z podstaw inżynierii wiedzy środkiem doskonalenia zarządzania w sektorze małych i średnich firm. Prace Naukowe AE Wrocław 2002 Nr 941 T-1 s Drelichowski L.: Narzędzia, metody i środki finansowania zarządzania wiedzą w gospodarce, ochronie zdrowia i edukacji. IBSPAN 2003, Badania Systemowe t.3 s Drelichowski L.: Czynniki determinujące rozwój zastosowań technologii informacyjnych zarządzania wiedzą w przedsiębiorstwach agrobiznsu. Wyd. SGGW Warszawa 2005 s Drelichowski L., Bojar W., Żuberek M.(2006) The Structure of the Staff Potential and Knowledge Recourses Necessary for Comprehensive Implementation of E-Business Technologies. Polish Assotiation for Knowledge Menagement Studies &Procidings s Drelichowski L., Nosal M.(2006), Uwarunkowania tworzenia metadanych do wspomagania zarządzania wiedzą w uczelni. Studia i Materiały, Polskie Stowarzyszenie Zarządzania Wiedzą t. 5 s Gołuchowski J.(2005), Technologie informatyczne w zarządzaniu wiedzą. Wyd. Akademii Ekonomicznej w Katowicach s Gwiazda T., Organizacje Wirtualne formowane przez Wirtualne Branżowe Systemy Wspomagania Decyzji. Problemy zarządzania, informatyka w zarządzaniu WZUW Warszawa 2005 s Januszewski A, Drelichowski L., Organizacje Wirtualne formowane przez Wirtualne Branżowe Systemy Wspomagania Decyzji. Problemy zarządzania, informatyka w zarządzaniu WZUW Warszawa 2005 s.66-79

61 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Kisielnicki J. Zarządzanie wiedzą we współczesnych organizacjach. Zarządzanie wiedzą w systemach informacyjnych. AE Wrocław 2004, s Marciniak M., Plaga A.(2006): The selected problems of Knowledge Visualization. Studies & Proceedings.. Polish Assotiation for Knowledge Management Bydgoszcz 15. Simon A. R., Shaffer S. L(2002)., Hurtownie danych i systemy informacji gospodarczej, Oficyna Ekonomiczna, Kraków, s. 26. LUDOSŁAW DRELICHOWSKI Katedra Informatyki w Zarządzaniu Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy lu.drel@atr.bydgoszcz.pl

62 62 Tomasz Dudek Kartograficzna metoda reprezentacji wiedzy w ekspertowym systemie jakości kształcenia TOMASZ DUDEK Wydział Informatyki, Politechnika Szczecińska KARTOGRAFICZNA METODA REPREZENTACJI WIEDZY W EKSPERTOWYM SYSTEMIE JAKOŚCI KSZTAŁCENIA Streszczenie W artykule zaprezentowano zastosowanie kartograficznej metody reprezentacji wiedzy w ekspertowym systemie oceny jakości kształcenia szkoły wyższej. Taka reprezentacja zapewni integrację heterogenicznych źródeł danych oraz otwartość systemu na nowe źródła ocen. Słowa kluczowe: reprezentacja wiedzy, ontologie, integracja danych, doradcze systemy ekspertowe, ocena jakości kształcenia. KNOWLEDGE REPRESENTAION WITH CARTOGRAPHIC METHOD FOR EDUCATION S QUALITY EXPERT SYSTEM Summary This article gives a summary of knowledge representaion based on cartographic method for education s quality expert system. Such representation will provide heterogeneous data sources integration as well as system s readiness for those new datas. Keywords: knowledge representaion, ontologies, data integration, education's quality estimation, advisory expert systems. 1. Wprowadzenie Do oceny działania organizacji, firmy, instytucji stosuje się systemy informatyczne wspomagające te działania. Do grupy takich systemów należą te, które wspomagają diagnozowanie stanu. Jedną z klas systemów diagnostycznych są tzw. systemy ekspertowe, w których gromadzi się dane o zachodzących procesach diagnozowanych a następnie w oparciu o metody wywodu wiedzy dokonuje oceny stanu. W przypadku uczelni wyższych jako instytucji i świadczonych przez nie usług edukacyjnych chodzi tu o najczęściej o diagnozę jakości kształcenia. Diagnostyczny system ekspertowy oceny jakości kształcenia w szkole wyższej może dostarczyć niezbędnych danych w celu wypracowania właściwej diagnozy i decyzji związanych z realizacją procesów edukacyjnych. System taki może być zasilany z wielu źródeł danych. Takimi danymi mogą być różne rankingi przeprowadzane przez media, ankiety czy instrukcje wewnętrzne pomiarów realizowane w szkołach wyższych w myśl zarządzania jakością kształcenia.

63 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Dane źródłowe w ekspertowym systemie jakości kształcenia. Potrzeba budowy doradczych systemów jakości kształcenia wynika z następujących przesłanek: Szkoły wyższe w ramach wewnętrznych systemów oceny realizują ocenę jakości świadczonych usług edukacyjnych, w warunkach konkurencji tych usług, Oceny jakości kształcenia ma wielokryterialny i zmienny w czasie charakter, Do oceny wykorzystuje się różne źródła danych, o strukturze zmiennej w czasie, Na rynku edukacyjnym jest konkurencja i szkoły wyższe zmuszone są do szybkiego dostosowywania narzędzi informatycznych do nowych potrzeb i nowych źródeł danych, Nad jakością kształcenia realizowany jest administracyjny nadzór Państwowej Komisji Akredytacyjnej (PAKa). Charakterystycznymi cechami systemów wspomagających ocenę jakości kształcenia (w tym również diagnostycznych systemów ekspertowych) są: rozmaite mierniki oceny jakości, różne poziomy odniesienia miar jakości (kontrola wewnętrzna i zewnętrzna), zmienne wagi i miary jakości kształcenia (trudne do przewidzenia w przyszłości, wielorakie źródła dla odmiennych metod wywodu wiedzy, różne źródła danych (np. ankiety, oceny, rankingi) odmiennych typów (liczby, rangi, opisy) i struktur. Dodatkowo w systemach wspomagających ocenę jakości kształcenia mogą być przechowywane nie tylko różne miary procesu kształcenia (stany diagnozy), których może być wiele, ale mogą one opierać się na różnym sposobie widzenia pomiaru jakości kształcenia. Dodatkowo każda taka ocena może odwzorowywać swoisty punkt widzenia oceniającego. Zmianie w czasie ulega również sam model kształcenia, metody, środki, cele kształcenia i podmiot kształcenia. Pojedyncze oceny procesu kształcenia można uznać za oceny fragmentaryczne zmienne w czasie i to nie tylko w sensie wartości, ale również w sensie przyjętych kryteriów (mierników) tej oceny. Potrzeba reprezentacji danych i wiedzy w doradczym systemie ekspertowym oceny jakości kształcenia wymaga integracji heterogenicznych źródeł danych, w formie jednolitej reprezentacji danych i wiedzy, Taka integracja jest również wskazana ze względu na różne poziomy odniesienia miar jakości, np. ocena jakości kształcenia prorynkowa, pro-społeczna, czy może proabsolwencka. Proces zintegrowanej reprezentacji danych w diagnostycznym systemie ekspertowym nie powinien ograniczać się jedynie do gromadzenia danych o ocenach jakości kształcenia, czy ocenach aspektów procesu kształcenia w jednej wspólnej kolekcji danych, która może się zmieniać strukturalnie w czasie, np. tworzone są nowe rankingi szkół, opracowywane są unowocześnione systemy jakości, zmieniają się standardy kształcenia, itp.

64 64 Tomasz Dudek Kartograficzna metoda reprezentacji wiedzy w ekspertowym systemie jakości kształcenia Integracja danych w ocenie kształcenia nie jest też tylko integracją danych o zmiennych strukturach danych nawet wtedy, gdy w grę wchodzi ujęcie historyczne tych danych. Integracja danych o ocenie poziomu kształcenia powinna spowodować dodatkowo, że informatyczny system oceny (diagnostyczny system ekspertowy) będzie zdolny do uzupełnienia zgromadzonych ocen o wnioski, czy informacje podane niejawnie, ale wynikające ze zgromadzonych i zintegrowanych ze sobą danych. 3. Ontologie w opisie danych systemu ekspertowego. Do opisu kolekcji danych źródłowych w systemie ekspertowym, zwłaszcza trudnych do zintegrowania można wykorzystać logikę opisową (ang. Description Logics DL), która zajmuje się badaniem systemów terminologicznych danej dziedziny zainteresowań. Dziedzina zainteresowań to tzw. uniwersum. W tym przypadku tym uniwersum są oceny jakości kształcenia aktualnie dostępne i te, które pojawią się w przyszłości. Uniwersum składa się z tzw. osobników. Osobniki to pojedyncze oceny wykonane w procesie oceny kształcenia. W logice opisowej daną dziedzinę zainteresowań (tu oceny procesu kształcenia) charakteryzuje się z użyciem tzw. ontologii. Wg literatury (2004) w ontologii wyróżnia się dwa podstawowe elementy, tzw. terminologię i opis świata. Terminologia służy przede wszystkim do wyszczególnienia pojęć, które są związane z opisem dziedziny zainteresowań. Terminologia określa również związki pomiędzy tymi pojęciami. Druga składowa ontologii tzw. opis świata, który przyporządkowuje pojęciom z terminologii osobniki (elementy uniwersum) i określa powiązania pomiędzy osobnikami za pomocą relacji najczęściej binarnych. Pojęcia w DL często w literaturze nazywa się konceptami. Zakresem konceptu jest zbiór osobników, które można za pomocą danego konceptu (pojęcia) opisać. Osobniki to wystąpienia konceptu. Wśród konceptów wyróżnia się tzw. koncepty atomowe (proste) i złożone. Koncept atomowy jest określony przez pojedynczą nazwę, np. punktualność. Koncepty złożone budowane są z konceptów atomowych w oparciu o konstruktory (operatory) logiki opisowej. Takimi operatorami (konstruktorami) w DL są: Suma zakresu dwóch konceptów oznaczona symbolem, Część wspólna dwóch konceptów oznaczona symbolem, Dopełnienie zakresu konceptu do uniwersum realizowane z użyciem symbolu, Osobnik będący w relacji wyłączne z wystąpieniem jednego konceptu, Osobnik będący w relacji z przynajmniej jednym wystąpieniem danego konceptu. Dla pełności definicyjnej przyjmuje się, że konceptami są również uniwersum oraz koncept pusty. Koncepty te można oznaczyć odpowiednio symbolami, gdzie koncept pusty to symbol a uniwersum T. Podstawą budowy terminologii w ontologii są aksjomaty. Do zbioru aksjomatów należą: równoważności, podrzędności.

65 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Aksjomat równoważności stwierdza, że zakresy konceptów są równe i oznacza się go symbolem, a aksjomat podrzędności stwierdza, że zakres jednego konceptu jest w relacji zawierania się w zakresie innego konceptu. Aksjomat ten oznaczany jest symbolem. Aby zintegrować różne źródła danych w praktyce zaczęto integrować ontologie odpowiadające źródłom danych. Wśród metod, które integrują wiele ontologii można wyróżnić następujące metody: Przekształcenie jednej ontologii w drugą ontologię, Łączenie ontologii we wspólną ontologię, Odwzorowanie ontologii cząstkowych w tzw. ontologii globalnej. Przekształcenie jednej ontologii w drugą wymaga doboru metody tego przekształcenia w zależności od ontologii źródłowych. Dla dwóch dowolnych ontologii proces tego przekształcenia należy zrealizować od początku wg swoistej dla tych ontologii metody. Gdy pojawią się nowe ontologie źródłowe, to przekształcenie to należy znów zrealizować na swoisty dla tych ontologii sposób. Takie rozwiązanie nie jest do przyjęcia w odniesieniu do integracji w systemie, w którym pojawią się w czasie nowe ontologie o nieprzewidywalnej strukturze. Wg literatury (1997) łączenie ontologii (ang. Ontology Mering) zostało zaprezentowane jako proces znajdywania elementów wspólnych między dwoma ontologiami. W ten sposób zostanie utworzona nowa ontologia, która zawierać będzie terminologie z obu ontologii źródłowych. W literaturze (2005) wśród metod odwzorowania ontologii cząstkowych we wspólną ontologię globalną znana jest metoda ELPAR (ang. Extraction of Least Probable Atomic Regions). Metodę tę oparto na tzw. kartograficznej reprezentacji wiedzy i logice opisowej DL. W klasycznym podejściu na ogół zakłada się, że terminologia nie może być aktualizowana w czasie pracy systemu, co ogranicza zastosowanie tej metody do rozważanego przykładu, gdzie terminologie i koncepty (kryteria jakości miary i oceny świadczonych usług edukacyjnych) są zmienne w czasie. 4. Metoda kartograficznej reprezentacji wiedzy w ekspertowym systemie oceny jakości kształcenia. Metoda ta pozwala przedstawić zależności występujące pomiędzy pojęciami pewnej terminologii, jak również stopniowo (wraz z pozyskiwana wiedzą) przyporządkowywać indywidualne obiekty tym pojęciom. Zależności można przedstawić w postaci tzw. mapy konceptów, której efektywność budowy stanowi kluczowe zagadnienie z punktu widzenia stosowania metody kartograficznej. Podstawą kartograficznej reprezentacji wiedzy jest założenie, że dziedzina, dla której tworzy się ontologie składa się z pewnych niepodzielnych obszarów, tzw. regionów, które nie zawierają żadnych innych podobszarów. Dodatkowo, rozpatrując kartograficzną reprezentację wiedzy zakłada się, że największą liczbę wnioskowań można uzyskać w czasie gromadzenia danych w systemie a nie w czasie udzielania odpowiedzi na zapytanie. Przy zastosowaniu wiedzy kartograficznej, baza wiedzy systemu jest wzbogacana o nowe asercje, a nie o nowe aksjomaty czy terminologie. Dlatego w klasycznym podejściu na ogół zakłada się, że terminologia nie może być

66 66 Tomasz Dudek Kartograficzna metoda reprezentacji wiedzy w ekspertowym systemie jakości kształcenia aktualizowana w czasie pracy systemu, co ogranicza zastosowanie tej metody do rozważanego przykładu, gdzie terminologie i koncepty (kryteria jakości miary i oceny świadczonych usług edukacyjnych) są zmienne w czasie. W metodzie tej, zakłada się, że w systemie oceny kształcenia w chwili czasu t dostępnych jest n heterogenicznych źródeł danych Z 1, Z 2, Z n zgromadzonych w formie np. baz danych, które będą z udziałem eksperta opisane ontologiami O 1 (t), O 2 (t), O n (t). Dla tych ontologii w systemie zostanie zbudowana ontologia globalna OG(t). Zasady budowy tej ontologii globalnej zostaną zaprezentowane poniżej. Dla tych źródeł danych i odpowiednich ontologii cząstkowe O 1 (t), O 2 (t),, O n (t) zostaną opracowane terminologie odpowiednio T 1, T 2,, T n. Podstawą metody reprezentacji wiedzy w systemie ekspertowym jest konstrukcja ontologii globalnej OG(t) i terminologii globalnej TG. Kolejnym krokiem metody będzie określenie funkcji przejść z ontologii globalnej do każdej z ontologii cząstkowych i odwrotnie w formie tzw. tablic przejścia. Tablice przejścia z terminologii TG do T i (dla i=1, 2,, n) pozwalają w jednym systemie operować na ontologiach i źródłach danych cząstkowych a także na zintegrowanej ontologii i wspólnych zintegrowanych danych reprezentowanych poprzez koncepty w globalnej ontologii. Ontologia OG(t) globalna stanowi zintegrowany model danych w chwili t. Opis dowolnego źródła danych Z i (gdzie i=1,2, N) w bazie wiedzy systemu ekspertowego posiada logiczny model bazy danych, oznaczony jako MLZ i. Tu system zarządzania danymi odwzorowuje taki model w fizyczny model zapisu danych MFZ i (i=1,2, N). Model logiczny MLZ i źródła danych Z i (i=1, 2,, N) odpowiada konceptom zawartym zarówno w terminologii T i jak i w terminologii globalnej TG, co dowodzi integracji heterogenicznych źródeł danych w systemie w jedną zintegrowaną reprezentację wiedzy. Poniżej zaprezentowano przykład scalania dwóch ontologii z dziedziny kontroli jakości kształcenia. Niech jedną z ontologii cząstkowych (O 1 ), będzie ontologia adekwatna do źródła danych Z 1 oparta na takich konceptach jak: program (nauczania), treści programowe, przekaz, wymagania, metoda zaliczenia, ocena a ontologia cząstkowa O 1 opisana jest następującą terminologią zgodna z zapisem logicznym: ocena przekaz program wymagania ocena pozytywna ocena ocena pozytywna ocena pozytywna. ocena ocena negatywna ocena pozytywna ocena ocena pozytywna ocena negatywna gdzie symbolami oznaczono koniunkcję konceptów a oznacza zbiór pusty. Rysunek 1. Terminologia dla źródła numer jeden (źródło: opracowanie własne)

67 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZĄDZANIA WIEDZĄ Seria: Studia i Materiały, nr7, Niech inną ontologią cząstkową O 2, będzie ontologia adekwatna do źródła danych Z 2 z takimi konceptami jak: rozkład zajęć, metoda realizacji, kompetencja, ocena, przygotowanie (do zajęć) i terminologią T2 zgodną z następującym zapisem logicznym: przygotowanie rozkład zajęć metody realizacji kompetencja przygotowanie do zajęć kompetencja ocena pozytywna ocena pozytywna. ocena ocena negatywna ocena pozytywna ocena ocena pozytywna ocena negatywna Rysunek 2. Terminologia dla źródła numer dwa (źródło: opracowanie własne) Wówczas ontologia globalna obejmuje koncepty i relacje między nimi, opisane następującą terminologią: ocena_programu przekaz treść_programu wymagania maocena. ocena_programu ocena_pozytywna ocena_negatywna (koncept pusty) ocena_negatywna ocena_pozytywna T (uniwersum) ocena_pozytywna ocena_programu ocena_negatywna ocena_pozytywna ocena_programu Rysunek 3. Obszary terminologii globalnej (źródło: opracowanie własne)