SYSTEM ZARZĄDZANIA WIEDZĄ JAKO ELEMENT SYSTEMU WSPOMAGANIA ORGANIZACJI Witold Chmielarz Wstęp Podstawowym celem niniejszego referatu jest analiza moŝliwości stopniowej integracji systemów zarządzania produkcją systemu wspomagającego zarządzanie organizacją opartego o bazę danych oraz systemu wspomagania decyzji z wbudowaną bazą modeli i procedur w docelowo - zintegrowany system zarządzania wiedzą w organizacji. Ideą wiodącą jest stworzenie systemu wspomagającego zarządzanie pozwalającego jednocześnie na automatyczne wybieranie optymalnych i zarazem najmniej ryzykownych w realizacji wariantów rozwoju produkcji. W artykule skoncentrowano się na sferze produkcyjnej, najdokładniej rozpoznanej, przeanalizowanej i odwzorowanej w postaci trzech, komplementarnych wobec siebie systemów. Ogólnie rzecz biorąc moŝna je określić jako system bieŝącego zarządzania produkcją, system analiz i prognozowania optymalnej struktury zaopatrzenia, produkcji i zbytu oraz system wyboru optymalnego wariantu rozwojowego. Pierwszy z tych systemów jest tak skonstruowany, Ŝe posiada udokumentowane późniejszymi zastosowaniami walory uniwersalne, pozwalające na zastosowanie go w wielu sferach gospodarki. W drugim zostaje niejako odzwierciedlona wiedza ekspertów na temat określonej, wąskiej, specyficznej branŝy gospodarowania. Trzecia funkcjonuje w chwili obecnej jedynie jako konkretyzowana koncepcja badawcza. Kolejne kroki konstruowania systemu polegają więc na: budowie w ramach systemu informacyjnego zarządzania - ogólnego oprogramowania generacyjnego pozwalającego modelować podstawowe procesy zachodzące w przedsiębiorstwie, dostosowaniu go w warstwie aplikacji do branŝowego modelu informacyjnego (hipotetycznego, a później rzeczywistego), zbudowaniu na strukturze informacyjnej przebiegu procesów odwzorowania branŝowego modelu matematycznego, odzwierciedlającego procesy sterowania produkcją wraz z mechanizmem rozwiązywania go i interpretacji wskaźników ekonomicznych modelu,
ROZDZIAŁ III budowie oprogramowania interfejsu uŝytkownika - pozwalającego na manipulowaniu poszczególnymi składowymi funkcji celu modelu matematycznego i części parametrów wejściowych, zaprojektowanie i wykonanie bazy danych przejściowo pozwalającej obsłu- Ŝyć przebiegi testowe modelu, połączenie obydwu systemów w jeden system zintegrowany, ze wspólną bazą danych, z moŝliwością, zewnętrznego wprowadzania parametrów niezbędnych dla obliczania wskaźników efektywności produkcji o dowolnej strukturze, budowie mechanizmu transformacji informacji zawartych w modelu na wiedzę przechowywaną w systemie de facto mechanizmu uczącego pozwalającego na zapamiętywanie ścieŝek podejmowania decyzji z przeszłości wraz z podstawowymi wskaźnikami ekonomicznymi, ukazującymi rezultaty takich działań, konstrukcji mechanizmu porównań rzeczywistych wariantów rozwoju z przechowywanymi wzorcami odesłań w przypadku toŝsamym bądź zbli- Ŝonym do zaszłego, trybu konsultacji w przypadku odległym od zbioru zaszłych zdarzeń, predykcji rezultatów decyzji i zagroŝeń oraz zapamiętania rezultatów, wdroŝenia kolejnych etapów realizacji systemu zintegrowanego i testowania spójności współdziałania jego poszczególnych składowych elementów. System informacyjny zarządzania generowanie aplikacji bieŝącego sterowania produkcją Zakładano, Ŝe konstruowany system informacyjny zarządzania [Chmi2003] będzie przeznaczony dla przedsiębiorstwa prowadzącego działalność produkcyjną. Zgodnie z tym załoŝeniem starano się skonstruować w miarę uniwersalny i elastyczny system wspomagający zarządzanie organizacją skoncentrowaną na sferze produkcyjnej, taki który nie ograniczał moŝliwości implementacyjnych projektu. Analiza potrzeb informacyjnych uŝytkowników systemu wspomagania produkcji oraz wstępne rozpoznanie jego zakresu informacyjnego, moŝliwych zasileń informacyjnych i wyjść doprowadziły do istotnych spostrzeŝeń, które rzutowały na sposób i metodę prowadzenia prac projektowych oraz na konstrukcję samego modelu konceptualnego i logicznego przedsiębiorstwa. Po pierwsze - poszczególne wdroŝenia systemu powinny być realizowane w istotnie zróŝnicowanych warunkach organizacyjnych i poddawane konfrontacji ze zróŝnicowanymi oczekiwaniami uŝytkowników. Oznacza to, Ŝe kaŝda konkretna edycja systemu - w zakresie jego zewnętrznych funkcji informacyjnych - musi być dedykowana ostatecznemu odbiorcy i powinna zaspokajać jego specyficzne wymagania. Po drugie - wstępne prace projektowe w przypadku Ŝadnego systemu 276
ZARZĄDZANIE WIEDZĄ I ROZWIĄZANIA BUSINESS INTELLIGENCE nie pozwoliły jeszcze na ustalenie i pełną kategoryzację zamkniętej listy Ŝądań uŝytkowników w zakresie zewnętrznych funkcji uŝytkowych systemu. System musi więc uwzględniać stałą ewolucję oczekiwań z nim związanych, a zatem powinien uŝytkownikowi umoŝliwiać samodzielne definiowanie coraz to nowych funkcji przetwarzania. Przedstawia więc konstrukcję na tyle sparametryzowaną i modularną by jego kaŝdorazowe wdroŝenie lub modyfikacja funkcji uŝytkowych nie wiązały z koniecznością przeprogramowania modułów przetwarzania. Zasadnicze elementy strukturalne systemu stanowią: baza danych systemu wraz z systemem zarządzania bazą danych, podsystem wejścia (komunikacji z uŝytkownikiem), podsystem zapytań i edycji wydruków, podsystem generacji aplikacji. W stosunku do kaŝdego z wymienionych elementów określono zasady specyfikacji, a nie ostateczną postać implementacyjną. Oznacza to, Ŝe poszczególne wdroŝenia systemu poprzedza proces szczegółowego definiowania struktur i funkcji uŝytkowych systemu oraz proces generowania aplikacji. Strukturę systemu przedstawia Rys.1. Pods ys tem k omunik acji z uŝytk ownik ie m P o dsys tem zapy tań i edycji wy druków Po dsys tem zarządzania bazą dany ch Po dsys tem genera cji a plikacji uŝytkowy ch Baza dany ch Aplikacje Rys. 1. Struktura projektowanego systemu UŜytkowa praca z systemem polega na aktywizacji kolejnych funkcji przetwarzania. Procesem tym steruje moduł obsługi menus systemu sterowania. Podstawową grupę globalnych parametrów systemu w odniesieniu do omawianej warstwy stanowią informacje o dokonanych dotychczas w trakcie sesji nadal aktywnych wyborach uŝytkownika. Poszczególne funkcje przetwarzania mogą być równieŝ wywoływane automatycznie przez inne funkcje, dla wspomoŝenia generalnych działań zleconych przez uŝytkownika. Ze względu na odrębności technologiczne i funkcjonalne, całość oprogramowania odpowiedzialna za bezpośrednią współpracę z uŝytkownikiem podzielona jest na moduły: obsługi menus, uzgadniania parametrów przetwarzania i funkcji przetwarzania, ekranowej 277
ROZDZIAŁ III prezentacji wyników i manipulacji ekranem, interfejsu z warstwą logiczną dostępu do bazy danych, obsługi zleceń zewnętrznych oraz pośrednio generacji wydawnictw. WspółzaleŜności pomiędzy modułami pokazuje Rys.2. O to c z e n i e O bs ł u g a tr a n s ak c ji z e wn ę tr z n yc h O bs ł u g a m e n u s Fu n k c je pr z e t w ar z a ją c e E k r a n o w a e d yc ja w y n i k ó w U z g a d n i a n i e p ar a m e tr ó w In te r fe js z l og i c z n ą w ar s t w ą b az y d an yc h G e n e r at or w y d r u k ó w Rys. 2. Współpraca modułów oprogramowania warstwy uŝytkowej Kluczową w całej warstwie rolę, jako koordynator całego procesu uŝytkowego wykorzystania systemu, odgrywa moduł obsługi menus. Rozwiązania technologiczne, strukturalne i funkcjonalne przyjęte dla tego modułu rzutują w sposób zasadniczy na realizację pozostałych modułów i zarazem funkcjonowanie całego systemu bieŝącego sterowania produkcją. ZałoŜenia systemu wspomagania decyzji w zakładzie przemysłowym W niniejszej części identyfikowane jest miejsce podsystemu optymalizacji w systemie sterowania produkcją zakładów przemysłowych, załoŝenia programistyczne jego poszczególnych modułów oraz moŝliwości rozwiązań komunikacji oprogramowania podsystemu z oprogramowaniem narzędziowym systemu. Najistotniejszym wymogiem, jaki tu musi zostać spełniony jest zachowanie integracji całego systemu. Ten punkt widzenia implikuje wszelkie działania związane z konstruowaniem podsystemu optymalizacji i wymaga rozstrzygnięć, co do zasad budowy interfejsu pomiędzy podsystemem a całością systemu oraz poziomu wbudowania podsytemu w struktury całości systemu, określenia spójnych zasad ograniczeń podsystemu ze względu na system, w jakim działa. Strukturę systemu obrazuje Rys. 3. 278
ZARZĄDZANIE WIEDZĄ I ROZWIĄZANIA BUSINESS INTELLIGENCE S ys tem bieŝ ącego s terowania pr oduk cją S ys tem in ter ak cji z uŝytk ownik ie m - me nu pods ys te mu B az a dan yc h Transmisja z/do sys temu System gen eracji i m odyfikacji modeli S olwer B az a modeli Rys. 3. Struktura podsystemu optymalizacji Wykorzystanie podsystemu w sposób uŝytkowy polega na interakcyjnej generacji kolejnych modeli matematycznych przedsiębiorstwa i następnie - ich przetworzeniu. Proces ten jest kierowany przez moduł menu podsystemu, wspólny dla modułu obliczeniowego (solwera) i modułu generacji i modyfikacji modeli. Po zakończeniu kreacji postaci obliczeniowej modelu następuje powrót do modułu menu i wykonanie dalszych czynności. Postać obliczeniowa modelu powstaje poprzez operowanie systemem menu na: względnie stałej strukturze ogólnej modelu (wnętrze tablicy simpleksowej), przez określanie wierszy/kolumn aktywnych w danym przetworzeniu w sesji obliczeniowej, wariantowych lub zmiennych ograniczeniach (ograniczenia górne/dolne, stany normatywne itp.), postaci funkcji celu, z określonego repertuaru funkcji celu i/lub ich bieŝącej kombinacji. Przetworzenie moŝe być dokonywane wielokrotnie dla tej samej postaci wnętrza tablicy simpleksowej z róŝnymi wartościami ograniczeń bądź funkcji celu lub teŝ jednokrotnie dla ustalonej lub zmienionej postaci obliczeniowej modelu. Kolejne formy postaci modelu są zapamiętywane tak, aby nie następowało w jednej sesji powtórne obliczanie tej samej postaci modelu. Wszelkie operacje dokonywane są na bieŝącej postaci modelu. Dokonanie jednego przetworzenia w jednej sesji obliczeniowej jest procesem zamkniętym i do momentu jej zakończenia uŝytkownik nie ma moŝliwości ingerencji w proces obliczeniowy, za wyjątkiem funkcji przerwania i powrotu do głównego menu. RóŜnice technologiczne i proceduralne sprawiają, Ŝe oprogramowanie powodujące przetworzenie w podsystemie optymalizacji dzieli się na następujące moduły: moduł menu (katalogów opcji), moduł generacji i aktualizacji modeli, moduł obliczeniowy (solwer), moduł transmisji z/do podsystemu. Najistotniejszym elementem budowanego podsystemu jest moduł menu jako sterujący całym procesem generowania i przetwarzania modeli. Jego konstrukcja z jednej 279
ROZDZIAŁ III strony rzutuje na wszelkie rozwiązania technologiczne, strukturalne i funkcjonalne przyjmowane w podsystemie z drugiej zaś sama jest pochodną rozwiązań przyjętych w relacji z otoczeniem. Koncepcja uzupełnienia systemu przez mechanizmy zarządzania wiedzą Transformacja danych w wiedzę w istocie potrzebna do podejmowania decyzji moŝe się odbywać bardzo róŝnymi drogami. Początkowo dane są gromadzone w bazie danych. Następnie, po wstępnym przetworzeniu, umieszcza się je w hurtowniach danych. W celu umoŝliwienia wykorzystania wiedzy w nich zawartej do celów zarządzania dane te przechodzą przez proces transformacji, przygotowujący je do analizy szczegółowej. Analiza ta dokonywana jest narzędziami automatycznego wyszukiwania danych. Ostatecznym krokiem przetworzenia jest porównanie wyszukanych danych ze wzorcami (zachowań, reakcji) przechowywanymi w inteligentnych systemach, pozwalających na interpretacje uzyskanych porównań. Rezultatem ostatecznym tych porównań jest uzyskanie oceny przydatności uogólnionej informacji dla celów zarządzania oraz jej zgromadzenie, razem z danymi w bazie wiedzy. Proces wydobywania uŝytecznej wiedzy z danych masowych nazywa się zarządzaniem wiedzą. Zarządzanie wiedzą to efektywne wykorzystanie przez uŝytkownika mechanizmów manipulacji informacją w celu usprawnienia procesów kierowania organizacją. Najbardziej efektywnym narzędziem zarządzania wiedzą jest automatyczne wyszukiwanie informacji (data-mining). Data-Mining jest to proces automatycznej ekstrakcji uŝytecznej, wartościowej i uprzednio nieznanej wiedzy z duŝych baz danych. Ujawnione w ten sposób ukryte trendy, korelacje i wzorce w danych wspomagać mogą procesy decyzyjne w przedsiębiorstwie. Skutkiem działania uŝytkownika końcowego jest wyabstrahowanie niezbędnej informacji z baz danych. Proces transformacji informacji w wiedzę przebiega więc w sposób następujący: zebranie danych w bazie danych systemu, wstępne przetworzenie danych i gromadzenie ich w hurtowniach danych, transformacja danych w elementy modelu w celu przygotowania ich do tworzenia wariantów rozwoju organizacji, dalsza analiza przygotowana z uŝyciem narzędzi automatycznych, porównania stworzonego modelu z modelami zgromadzonymi w bazie modeli, w przypadku powstania nowego wariantu rozwoju, określenie jego efektywności i zapamiętanie w bazie wiedzy, słuŝącej ostatecznemu podjęciu decyzji. 280
ZARZĄDZANIE WIEDZĄ I ROZWIĄZANIA BUSINESS INTELLIGENCE Moduł pytający UŜytkownik Identyfikator Hurtownia Danych Baza modeli Selektor Ewaluator I-CASE Solwer Baza Rozwiązań Stop Rys. 4. Koncepcja architektury systemu zarządzania wiedzą W powyŝszym ujęciu koncepcja architektury systemu wyglądałaby w sposób następujący: Moduł pytający - interakcyjny mechanizm zapytań (język uŝytkownika), Identyfikator - zebranie danych. Opis problemu za pomocą atrybutów, funkcji i procesów, Selektor - kategoryzacja danych i elementów modeli (wyszczególnienie nowych), Identyfikator - mechanizm porównania z bazą modeli (dodanie nowych), Ewaluator - powiązanie problemu z właściwą metodą jego rozwiązania, Baza rozwiązań zbiór metod rozwiązywania problemów, Solwer - automatyczne rozwiązanie problemu lub przełączenia na właściwe narzędzie wspomagające typu I-CASE tool (gdy brak jest gotowego rozwiązania), modyfikacja modelu lub stworzenie nowego, na podstawie wzorców przechowywanych w bazie wiedzy. Jest to jednak nadal jedynie koncepcja, będąca w stanie konstrukcji. Jak dotąd zrealizowano dokładne rozpracowanie systemu aplikacji opartego na bazie danych oraz połączonego z nim systemu podejmowania decyzji wspomaganego przez bazę modeli. Dalszy jej rozwój będzie polegał na skonstruowaniu automatycznego narzędzia wybierającego najlepsze rozwiązanie spośród dostępnych lub w przypadku braku takiegoŝ współpracował z uŝytkownikiem w stworzeniu takiego, które będzie akceptowalne dla uŝytkownika końcowego. W przytoczonym przykładzie rozwaŝano moŝliwość uŝycia jako takiego narzędzia systemu klasy I-CASE. W powyŝszym artykule przedstawiono najwaŝniejsze problemy związane z informacyjnymi aspektami integracji systemów opartych na bazie danych, bazie modeli oraz bazie wiedzy na przykładzie organizacji branŝowej. Ilość problemów jaka się pojawiła w trakcie ich praktycznej implementacji przekroczyła 281
ROZDZIAŁ III początkowe wyobraŝenia i intuicje twórcy systemu. Pozostaje mieć nadzieję, Ŝe problemy te i praktyczne sposoby ich rozwiązania zaprezentowane w niniejszym artykule przyczynią się do zmniejszenia trudności jakie czekają następców na drodze tworzenia zintegrowanych systemów zarządzania. Literatura: [Chmi2001] [Chmi2003] Chmielarz W.: Informacyjne aspekty integracji systemów wspomagających zarządzanie produkcją cz. I, w: Zarządzanie Przedsiębiorstwem, nr 1-2, Kwartalnik Naukowo-Techniczny, pod red. R. Knosali, Opole, 2001, str. 16-23. Chmielarz W.: Modelowanie systemów wspomagających zarządzanie produkcją, w: Komputerowo Zintegrowane Zarządzanie, tom I, zbiór prac pod red. R. Knosali, WNT, Warszawa, 2003, str. 139-157. 282