Введение

В условиях регулярной экономической дестабилизации обстановки в мире, конкурентоспособные национальные предприятия машиностроения определяют уровень природно-общественно-хозяйственного развития и являются основой сохранения государственности стран [1]. Конкурентная среда рынка в современных условиях, базируется на цифровых технологиях. Основы построения цифровой среды, были описаны одним из ее основоположников Nicholas Negroponte в труде «Being Digital» [2]. Управление конструкторско-технологической подготовкой производства на предприятиях машиностроения, неразрывно связано с управлением: всеми этапами жизненного цикла изделий; инновациями; сетью поставок; ИТ-архитектурой [3, 4].

ИТ-архитектура современного машиностроительного предприятия включает в себя большое количество ИС, связанных с организацией бизнес-процессов и формированием бизнес-модели конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) [5-7]. Информационные системы, применяемые при проведении КТПП превысили порог обучаемости, возросли расходы на сопровождение, в связи с этим снизилась экономическая эффективность от их внедрения и применения [8].

Общеметодологические вопросы экономики и управления архитектурой предприятия рассматривались в работах таких зарубежных и российских авторов, как Анри Файоль [9], Карл Вигерс [10], Джон А. Захман [11-13], И.В. Ильин [14-16], Д.В. Кудрявцев [17], Марк Мартейн Ланкхорст [18], Р.А. Сешионс [19], Н.А. Поурья [20], А.И. Левина [14-16], К.Г. Скрипкин [21], Г.А. Краюхин [22].

Исследования приведенных авторов посвящены научному решению экономических проблем, взаимосвязанным с управлением ИТ-архитектурой предприятий. Однако для принятия решений при построении бизнес-модели конструкторско-технологической подготовки производства требуется более детальное изучение методов управления ИТ-архитектурой машиностроительного предприятия.

Цель исследования заключается в разработке научно обоснованной модели ИТ-архитектуры системы КТПП машиностроительного предприятия, обеспечивающей в современных экономических условиях (неопределенности и высокой конкуренции) сквозное проектирование, сокращение времени на подготовку производства, минимизацию затрат и бесшовную интеграцию программных продуктов.

Материалы и методы исследования

В ходе исследования использовались расширенная модель Джона Захмана, которая описывает различные уровни ИТ-архитектуры в разрезе данных, функций, сети, мотивов, людей и времени [11].

Для КТПП ИТ-архитектура представляет три взаимосвязанных уровня:

1. Организационная структура (бизнес-архитектура);

2. Информационная структура (информационная-архитектура);

3. Технологическая структура (технологическая и техническая-архитектура);

Организационная структура представляет из себя систему бизнес-процессов, направленных на проведение КТПП машиностроительным предприятием.

Информационная структура обеспечивает информационную поддержку бизнес-процессов, определяется уровнем цифровизации предприятия и программным обеспечением [23].

Технологическая структура формируется из технических и технологических возможностей производственных площадок, а также средств технологического оснащения и базируются на типах производств. Тип производства определяет виды применяемых технологических процессов (единичные, серийные или массовые).

Выделение трех уровней дает возможность произвести декомпозицию архитектурных моделей для КТПП в соответствии с поставленными задачами. Это позволяет произвести анализ взаимосвязи уровней, выявить «узкие места», повысить управляемость при проведении изменений, понизить сложность ИT-инфраструктуры, повысить ее прозрачность и гибкость.

Для достижения гармонизации, разделение на уровни позволяет при помощи декомпозиции провести анализ решений, принимаемых на управленческом уровне, по изменению ИT-архитектуры машиностроительного предприятия.

В общем архитектура предприятия является связующим звеном между потребностями бизнеса и возможностями информационных технологий.

За вектор развития информационных технологий, применяемых в КТПП машиностроительного предприятия, отвечает ИT-стратегия. ИT-стратегия показывает, какие информационные системы могут быть внедрены [24, 25].

Распространенные ERP – предназначенные для сбора, распределения, хранения, обработки и применения информации предприятием, частично решают эти задачи. Модуль СRM, интегрированный в ERP систему, позволяет эффективно взаимодействовать с клиентами предприятия и собирать необходимую информацию.

Аналитически ИС, в свою очередь, позволяют обработать собранную информацию и предоставить наилучшее решение. С появлением функционала SCM в сочетании с CRM позволяет оптимизировать внешние связи предприятия. При этом появилось разграничение всей системы на два контура:

1. Внутренний контур ERP или back-office;

2. Внешний контур ERP или front-office;

Что было воплощено во втором поколении ERP II.

Для определения экономического эффекта от внедрения ИС ИТ-архитектуры использовался функционал теории игр.

Результаты исследования и их обсуждение

Существующие рамочные модели формирования ИТ-архитектуры предприятия являются теоретическими и сложными в применении на практике [26, 27], примером является матрица Дж. Захмана. Применение матрицы Захмана позволяет получить детальное представление с различных точек зрения от разных участников процесса.

С применением архитектурного подхода предложенного Дж. Захманом [12, 13] появилась возможность системно оптимизировать ИT-архитектуру предприятия и ИС-задействованные в КТПП. Взятая за основу стандартизированная рамочная расширенная модель Захмана является шаблоном, который может быть использован при разработках конкретных систем машиностроительного предприятия. Ее особенность в том, что метод построения моделей не определен и не навязываются конкретные инструментальные средства построения. Однако это требует хорошую базу знаний у специалистов (участников группы), которые при помощи расширенной модели комплексно сформируют базу знаний в той области машиностроительного предприятия, в которой она применена [7].

ИT-архитектура машиностроительного предприятия в части создания КД и ТД при бизнес-процессах КТПП, представленная в виде таблицы.

Матрица Захмана позволяет получить детальное представление о бизнес-процессах КТПП машиностроительного предприятия с различных точек зрения и может быть использована при разработке системы КТПП по формированию ИT-архитектуры группами специалистов.

Проектное управление формируется от потребности бизнеса, и на каждом этапе свою работу проводит отдельная группа [28]. Заключительным этапом является выбор решения и принятие его к внедрению.

ИT-архитектура позволяет сформировать на предприятии проекты по типу CRM (управления взаимодействием с клиентами) дающие знания о потребителе, историю взаимоотношений с ним, повышение лояльности. В следствии профессионального управления взаимодействием с клиентами формируется выбор, удовлетворяющий их желания и потребности, с рекомендациями партнерам.

ИT-архитектура машиностроительного предприятия в части создания КД и ТД при бизнес-процессах КТПП

Текущая архитектура информационных систем исследуемого машиностроительного предприятия

Необходимо помнить, что при изменении ИT-архитектуры некоторые из критериев оценки будут находится в противоречии. К примеру: удовлетворение всех желаний потребителя со стоимостью разработки и внедрения продукта; создание максимально наполненной базы данных с ее безопасностью и сложностью в работе. В этом случае, требуется руководствоваться критериями рациональности.

На современных российских машиностроительных предприятиях внедрение и формирование ИT-архитектуры должно происходить командой с привлечением специалистов самого предприятия. На рисунке представлен пример формирование архитектуры информационных систем исследуемого машиностроительного предприятия «лоскутным» методом, не предусматривающим бесшовную интеграцию процессов, сквозное проектирование и учет затрат.

Основываясь на тезисе о том, что комплексное создание ИT-архитектуры с бесшовной интеграцией процессов более выгодна, чем реинжиниринг действующих информационных систем в процессе эксплуатации, то определение затрат можно представить в виде:

= (1)

где – сумма затрат на разработку, внедрение и поддержку ИT-архитектуры на предприятии машиностроения;

SITCi – стоимость на внедрение i-ой подсистемы ИT-архитектуры на предприятии машиностроения;

SINj – стоимость на внедрение j-ой компоненты ИT-инфраструктуры на предприятии машиностроения;

KSLf – коэффициент сложности создания ИT-архитектуры на предприятии машиностроения в зависимости от специфики.

Создание ИT-архитектуры путем реинжиниринга действующей информационной системы, сформированной при отсутствии комплексного плана по автоматизации в статическом состоянии, будет представлять следующее выражение по определению суммы затрат:

= (2)

где – сумма затрат на разработку, внедрение и поддержку ИT-архитектуры на предприятии машиностроения c действующей информационной системой;

SITCi – стоимость на внедрение i-ой подсистемы ИT-архитектуры на предприятии машиностроения;

SINj – стоимость на внедрение j-ой компоненты ИT-инфраструктуры на предприятии машиностроения;

SINTg – стоимость на проведение интеграции отдельных программных продуктов, включая рутинные операции по переносу баз данных и смене ИT-инфраструктуры на предприятии машиностроения;

KSLf – коэффициент сложности создания ИT-архитектуры на предприятии машиностроения в зависимости от специфики.

Соотношение затрат будет иметь вид:

< (3)

На стадии первого этапа инвестиционного цикла требуется проведение анализа в части интеграции отдельных компонентов ИT-архитектуры, участвующих в бизнес-процессах КТПП на машиностроительном предприятии.

Для определения экономического эффекта от внедрения ИС и всей ИТ-архитектуры воспользуемся функционалом теории игр, определим пару (Х, у).

Пусть X = {1,2,…, n} – это конечное множество заинтересованных лиц в получении максимального экономического эффекта. Функция y – это размер получаемой полезности. Пусть Vᵢ – это экономические показатели оценки внедрения в i-й группе влияния, i Х.

Sᵢ – это качественные показатели оценки внедрения в i-й группе влияния.

Характеристическая функция определяется экономическим эффектом от внедрения y (X).

y(X) = × (ΔVi + ΔSi) – XC (4)

sᵢ [0,…,1], = 1;

XC = XCₕ + XCₖ

где ΔVᵢ – эффект от внедрения в i-группе обусловленный экономией на текущих издержках, руб.;

ΔSᵢ – эффект от внедрения в i – группе, обусловленный повышением качества предоставляемых товаров и услуг, руб.;

XC – общие затраты на внедрение и реализацию, равные сумме капитальных затрат на разработку и внедрение (XCₕ) и эксплуатационных затрат (ХСₖ) на заданном горизонте оценки, руб.;

sᵢ – индекс (весовой коэффициент) значимости i-й группы (зависит от уровня заинтересованности и степени влияния на принятие решения).

При внедрении ИT-архитектуры сторонней организацией, в качестве капитальных затрат принимаются расчеты с данной организацией. При оценке эффективности от внедрения также учитываются: сроки разработки; сроки внедрения решения; динамика бизнеса и другие факторы.

Заключение

Теоретический анализ литературы позволяет выделить перспективные направления развития управления ИТ-архитектурой системы конструкторско-технологической подготовки производства на предприятиях машиностроения.

Результаты проведенного исследования отражают анализ функционирования информационной системы предприятия машиностроения на этапе КТПП, вносят вклад в решение задач согласования интересов бизнеса при разработке и модернизации IT-архитектуры, позволяют принимать решения о внедрении новой или реинжиниринге ранее сформированной ИТ-архитектуры и информационных систем.

Стоит отметить, что цифровая трансформация экономики страны требует от предприятий машиностроения непрерывного процесса реструктуризации информационных технологий и информационных систем. В процессе изменения цепочек создания стоимости предприятия машиностроения, при верном принятии решений об изменении ИТ и ИС, на этапе конструкторско-технологической подготовки производства обеспечивают для себя конкурентные преимущества.