CC BY
18
УДК 004.78
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПЛАНИРОВАНИЯ РЕСУРСОВ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ
Д.А. Васин,; В.В. Никулин, к.т.н.
(Пензенская государственная технологическая академия, рии@рд1а. ги)
Рассматриваются постановка задачи моделирования и планирования характеристик ресурсов образовательных программ, математические и структурные модели, используемые для решения поставленной задачи, а также архитектура программной системы и средства реализации.
Ключевые слова: образовательная программа, планирование ресурсов, информационная система, подсистема моделирования и планирования.
В настоящее время создаются различные информационные системы (ИС), используемые в процессе управления деятельностью вузов и других учебных заведений [1]. Как правило, ИС вузов позволяют решать множество задач, состав которых определяется идеологами работы.
Одной из задач, решаемых вузами, является задача корректного планирования и учета ресурсов образовательных программ (ОП). Состав ОП, реализуемых вузом, в современных условиях достаточно динамичен, поэтому при решении задач открытия новой ОП требуется в короткие сроки корректно спланировать состав и количественные характеристики ресурсов, к которым относятся:
- профессорско-преподавательский состав (ППС),
- учебно-вспомогательный персонал (УВП),
- материально-техническое обеспечение (МТО) (лабораторный и аудиторный фонды, оборудование, техника, приборы и т.п.),
- финансовое обеспечение,
- интеллектуальное (учебно-методическое) и информационное обеспечение [2].
В современных публикациях подчеркивается актуальность задач планирования и обеспечения необходимыми ресурсами ОП, поскольку от качества и количества используемых в процессах ресурсов зависят качество результатов процессов жизненного цикла (в сфере образовательной деятельности) и в конечном счете качество знаний, умений и навыков бакалавров, дипломированных специалистов и магистров [2].
В связи с изложенным предлагается расширить функциональный состав создаваемых ИС вузов возможностями по решению задач планирования ресурсов, необходимых для реализации ОП. Наличие в ИС вуза возможностей по планированию и учету ресурсов ОП позволит руководителям вуза различного уровня оперативно получать актуальную информацию об имеющихся и требующихся ресурсах каждой ОП и совокупности ОП вуза, факультета и т.п. при проведении аттестации и аккредитации ОП, в процессе текущего контроля образовательной деятельности.
Идея такого функционального развития ИС вуза заключается в том, чтобы на основе аналити-
ческих зависимостей и требований, предъявляемых государственным образовательным стандартом (ГОС) и нормативными документами к образовательной деятельности, создать инструментальные программные и информационные средства, позволяющие оперативно моделировать и оценивать условия и возможности реализации ОП. В частности, с учетом имеющихся образовательных ресурсов (ОР) оценивать потенциальные возможности вуза по составу и контингенту ОП, своевременно оценивать потребности в ОР в зависимости от реализуемых и планируемых ОП и распределения контингента по ОП; прогнозировать и планировать качественные и количественные характеристики ОР. Несвоевременное формирование ОР приводит к ряду негативных последствий в организации учебного процесса, снижению качества подготовки специалистов, ухудшению имиджа учебного заведения и т.п.
При разработке указанных инструментальных средств авторы исходили из того, что в вузе функционирует автоматизированная ИС, выполняющая функции учета контингента студентов, состава ППС, разработки и сопровождения учебных планов, финансового планирования и учета, учета материальных ценностей и др.
В обобщенной структуре ИС вуза следует выделить подсистемы учета, планирования и моделирования ОР (рис. 1), а также средства, позволяющие фиксировать целевые установки вуза по указанным направлениям деятельности.
Первичные |данные
| Актуальные показатели -
Актуальные показатели
Варьируемые I/ параметры
Подсистема планирования
[Показатели Чмодели
Плановые ¡показатели
Рис. 1. Структурная модель информационно-аналитической системы вуза
Подсисте
И существующая, и модернизируемая подсистемы учета ОР и других данных деятельности вуза используются специалистами по направлениям деятельности (преподавателями, руководителями кафедр, деканатов и других подразделений, сотрудниками обслуживающих подразделений) в режиме сопровождения справочных и актуальных первичных данных и формирования необходимых отчетов о текущем состоянии деятельности, включая сведения об ОР. В данной работе функции подсистемы учета не рассматриваются; принято, что подсистема учета обеспечивает формирование данных, характеризующих текущее состояние ОР. Основное назначение подсистем планирования и моделирования ОР - обеспечение возможности оценивания потребностей в ОР на основе сведений об имеющихся ресурсах, планируемом составе ОП и распределении контингента по ОП и формам обучения. При разработке такой подсистемы основополагающее значение имеют математические и структурные модели, определяющие зависимости количественных характеристик ОР от исходных данных.
В связи со сложностью формализации общей задачи оптимального планирования деятельности вуза во взаимосвязи с указанными выше ресурсами предлагается обеспечить возможность ЛПР выполнять моделирование структуры и количественных характеристик ОП, структуры и количественных характеристик ОР путем варьирования значениями ряда параметров и вычисления значений показателей, характеризующих, например, требуемые ресурсы. Средства анализа и планиро-
вания обеспечивают формирование сопоставительных оценок имеющихся и требуемых ресурсов, вычисление плановых значений определенных показателей для различных планов реализации ОП. Для сопоставления планов подсистема анализа и планирования формирует отчеты, на основе которых ЛПР формируют директивы и предложения по варианту плана образовательной деятельности и ресурсного обеспечения: состав и контингент ОП, состав и количественные характеристики III 1С. состав и характеристики МТО, состав и плановые показатели методического обеспечения, состав и характеристики аудиторного фонда, состав и характеристики информационного обеспечения, оценки финансовых показателей. При этом вычисляются оценки дефицита и профицита по каждому виду ресурсов.
Для обеспечения актуальности данных по различным видам ресурсного обеспечения ОП разработаны (принятые в форме обязательных стандартов вуза) модели формирования документов и данных, сохраняемых в БД по установленному регламенту (например, представленная на рисунке 2 общая модель планирования контингента и ОР в нотации БРМЫ [3]); подобные модели детализированы с помощью подчиненных диаграмм.
Для оценивания значений показателей ресурсного обеспечения ОП разработаны графы специального вида для представления зависимостей объектов и данных предметной области с использованием цветового кодирования вершин, соответствующих назначению объектов в процессе моделирования ОР. Дуги в графах зависимостей на-
Рис. 2. Структурная модель планирования контингента и ОР
правлены от вершин, соответствующих зависимым объектам, к вершинам-источникам зависимостей (рис. 3), как это принято в объектно-ориентированных моделях [4]. В приведенном примере графа зависимостей показателей, характеризующих материально-техническое оснащение ОП (рис. 3), выделены четыре группы источников зависимостей, которые можно использовать в каче-
Состав МТО
Затраты на приобретение
Амор тиз ация
Дисциплины по учебному плану
Примечание: 0 - варьируемые параметры, 0 - актуальные данные, ф - оцениваемые показатели
Рис. 3. Граф зависимостей показателей МТО ОП
стве варьируемых параметров в процессе моделирования, и три оцениваемых показателя. Состав варьируемых параметров и оцениваемых показателей устанавливает пользователь в зависимости от целей моделирования.
Можно выделить две формы зависимости -аналитическую (количественную) и содержательную.
Первая форма зависимости указывает на наличие формул, используемых для оценивания значений показателей, вторая - на зависимость содержания одного объекта от содержания другого (одна часть данных зависимого объекта может повторять содержание некоторых данных объекта-источника зависимости; другая часть данных дополняется сведениями, семантика и/или количественные данные которых определяются свойствами источника зависимости).
Оценивание значений показателей, характеризующих ОР, выполняется в граничной форме: оценивается нижнее или верхнее значение показателя. Можно оценивать и наиболее вероятное значение показателя, для вычисления которого следует использовать наиболее достоверные значения варьируемых параметров и учетных данных.
Степень детализации данных при формировании аналитических зависимостей должна быть достаточной для оценивания значений показателей с погрешностью, допустимой для задач уровней тактического и стратегического планирования.
В качестве примера рассмотрим оценивание затрат на приобретение, внедрение и содержание учебно-лабораторного оборудования (УЛО) как составной части МТО ОП. Оценка значений показателей может быть выполнена на один будущий учебный год или больший период, если имеются
прогнозные данные о контингенте студентов. Нижняя граница затрат на УЛО оценивается как сумма амортизационных и налоговых отчислений на имеющееся оборудование, подпадающее под соответствующие нормативные документы:
п к, 1=^=1
где п - количество видов УЛО; к - количество групп УЛО 1-го вида, имеющих одинаковые амортизационные и налоговые нормативы; 8А,у, -суммы амортизации и налогов УЛО 1-го вида ]-й группы; - количество единиц УЛО 1-го вида ]-й группы.
Верхняя граница затрат на приобретение и содержание УЛО в оцениваемом периоде определяете как 8уло,в = 8уло,н + ^уло,пр, где 8уло,пр - затраты на приобретение, внедрение и содержание вновь приобретаемого оборудования в течение планируемого периода:
п к, ¡=1j=1
где Sпр,ij - цена планируемого для приобретения УЛО 1-го вида ]-й группы.
Значение оценивается в зависимости от планируемого количества студентов которые будут использовать приобретаемое УЛО в будущем году (и в последующие периоды).
В разработанных моделях предметной области (рис. 4) данные об УЛО связаны с потоками студентов каждой специальности и дисциплинами, что позволяет, с одной стороны, дифференцировать распределение УЛО, с другой - получать обобщенные сведения по группам специальностей и вузу в целом [5].
Оценки количества студентов 1-й специальности (направления подготовки) по одной из форм подготовки вычисляются следующим образом:
- для нового (первого) набора (или для разового набора):
- для набора на специальность, по которой не будет выпуска: N=N0+^^
- для набора на специальность, по которой будет выпуск: N0+
где - план приема, N - количество обучающихся студентов, ^ып - количество выпускников.
При моделировании структуры и количественных характеристик ОР варьируемыми параметрами являются состав МТО и цены, состав ППС и нормативы расчета количества ППС и др.
Подсистема моделирования ОР выполняет следующие функции:
- определение или выбор состава модели, учитываемых параметров и оцениваемых показателей ОР: специальность или направление подготовки, фактический и планируемый контингент обучаемых, вариант учебного плана и др.; при этом структурная модель оценивания характери-
Учебный план
_1_
Код ГОС
Код специальности (РК)
Название
Год утверждения
I
Специальность
Код специальности
Название Шифр
Квалификация
Поток
Код потока
Шифр
Год поступления Форма обучения
Методическое обеспечение
Код УП
Название Дата утверждения Код ГОС (РК) Код потока (РК)
Код МО
Название
Автор
Стоимость
I *
Методическое обеспечение дисциплины Код МО дисциплины
Код МО (РК)
Код содержания УП (РК)
* I
Содержание учебного плана Код содержания УП
----е
Код дисциплины (РК) Код УП (РК) Семестр Лекции
Лабораторные Практика Экзамен Зачет
[Дисциплина
Код дисциплины
Название Обозначение
УЛО по дисциплине
Код УЛО по дисциплине
Код содержания УП (РК) Код оборудования (РК)
Т
Аудитории по учебному плану
Код аудитории по УП
Код аудитории (РК) Код содержания УП (РК)
Лаборатории по учебному плану
Код лаборатории по УП
Код лаборатории (РК) Код содержания УП (РК)
Код оборудования Код оснащения лабораторий
Название Тип оборудования Стоимость -----• Код оборудования (РК) Код лаборатории (РК) Количество единиц оборудования
Рис. 4. Фрагмент модели данных предметной области
стик ОР представляется графом специального вида (рис. 3);
- задание значений показателей (и варьирование значений) независимых параметров;
- формирование сводных форм со сведениями о номенклатуре требуемых ресурсов для различных значений параметров модели;
- вычисление значений показателей, характеризующих затраты на требуемые в заданные периоды времени ресурсы для ОП;
- формирование распределения значений показателей по заданным периодам времени;
- вычисление значений обобщенных показателей, характеризующих затраты на ОР для всех планируемых к реализации ОП в вузе.
Моделирование может выполняться для любых комбинаций ОП, в первую очередь, для новых, поскольку для них существует большее количество неопределенных ОР и соответствующих характеристик. Средствами подсистемы моделирования могут решаться задачи оптимизации планов МТО ОП:
- минимизация затрат на приобретение МТО ОП при удовлетворении экспертных требований по соответствию МТО требованиям ФГОС и профессиональных стандартов (ПрофСт);
- минимизация совокупных затрат на приобретение и сопровождение МТО одной ОП при удовлетворении экспертных требований по соответствию МТО требованиям ФГОС и ПрофСт;
- минимизация совокупных затрат на приобретение и сопровождение МТО ОП по направлениям подготовки и т.п.
Подсистема анализа и планирования использует результаты моделирования в качестве исходной информации, на основе которых оцениваются:
- сводные данные о номенклатуре ресурсов, которые должны быть сформированы (приобретены, изготовлены) в заданные периоды времени (например, на будущий семестр или год);
- сметы затрат на каждый вид ресурсов в различных разрезах: по ОП, по направлениям подготовки, по вузу и др.
Например, планирование количественных данных ППС может выполняться на основе оценки требуемого количества
Аудитория
Код аудитории
Номер
Количество мест
Местонахождение
Лаборатория
Код лаборатории
Номер
Количество мест Местонахождение
единиц и принятого норматива Ннорм (студент/преподаватель): NППС = , где значение
н
N зависит от вариантов оценки количества студентов; тогда оценку дефицита (профицита) ППС по специальности можно вычислить по формуле
ДКппс , спец ДКппс , спец. ф.^ППС, где КППС, спец.ф.
количество работающих преподавателей.
Оценки КППС и АКППС, спец могут быть выполнены для специальности, направления подготовки, дисциплины, кафедры.
Если АКППС, спец<0, то требуется прием АКППС, спец, иначе следует решать вопрос о сокращении ППС по специальности (дисциплине, кафедре).
При этом для вычисления количества единиц по должностям (п^ можно использовать долевое распределение с учетом требований ГОС или с учетом фактического (или планируемого) наличия преподавателей с учеными степенями и званиями: а! •nппс
ш =
100
ставе ППС (%).
где а1 - доля 1-й должности в со-
Рис. 5. Архитектура ИС вуза, включающая подсистемы моделирования и планирования ОР
В качестве средств реализации ИС с подсистемой моделирования и планирования ОР выбрана технология ASP.NET компании Microsoft, которая позволяет разрабатывать web -приложения с использованием современной платформы .NET Framework. В качества хранилища данных используется СУБД Microsoft sQl Server 2008.
В представляемом проекте ИС вуза реализована на базе трехзвенной архитектуры (рис. 5), в которой подсистемы моделирования и планирования ОР представлены как клиентское приложение, подключенное к web-серверу, в свою очередь, под-
ключенному к серверу приложений.
Система предоставляет широкий набор административных функций по управлению пользователями и их правами, что позволяет регламентировать доступ к данным и обеспечить каждую категорию пользователей собственным набором функций и привилегий по работе с системой. Это обеспечивает необходимый уровень безопасности и надежности всей системы.
Разработанный вариант ИС вуза, включающей подсистемы моделирования и планирования ОР, позволяет повысить качество управления образовательным процессом, снизить трудовые и финансовые затраты.
Литература
1. Прохоров А. «Университет» управляет университетом // КомпьютерПресс. 2000. № 5.
2. Соломенцев Ю.М., Позднеев Б.М., Солдатов А.В. Эффективное управление ресурсами вуза МГТУ «Станкин». URL: http://tqm.stankin.ru/articles/2003/18/index.htm (дата обращения: 15.11.2010).
3. BPMN Working Group: Documents. URL: http://www. bpmn.org/documents.htm (дата обращения: 12.09.2010).
4. Леоненков А.В. Самоучитель UML. СПб: БХВ, 2004. 160 с.
5. Васин Д.А., Пикулин В.В. Модели учета ресурсов при планировании учебного процесса // Аналитические и численные методы моделирования естественно-научных и социальных проблем: сб. ст. II Междунар. науч.-технич. конф. Пенза: Приволж. дом знаний, 2007. С. 333-337.
УДК 51-77: 519.677: 519.86
ВЕКТОРНО-МАТРИЧНАЯ МОДЕЛЬ БЮДЖЕТНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Е.А. Власова; Н.А. Каратуева, к.ф.-м.н.
(Институт математики, экономики и информатики Иркутского государственного университета, [email protected], n.karatueva@ßibron.ru)
В статье рассматривается векторно-матричная модель формирования фактических данных по исполнению бюджетов на основе шахматного баланса бухгалтерского учета. Модель универсальна для любого предприятия и любой учетной системы, легко реализуется программно. Согласно предложенному подходу, в каждый временной интервал можно получить фактическое исполнение бюджетов, что позволяет оперативно управлять текущей деятельностью компании.
Ключевые слова: бюджетирование, бюджетная модель, бюджетное управление, исполнение бюджета, математическое моделирование, система бюджетирования.
Система бюджетирования - эффективный инструмент управления активами компании, ростом капитализации и определения инвестиционной привлекательности отдельных направлений хозяйственной деятельности.
На практике при организации бюджетного учета на предприятии возникает ряд проблем. Во-первых, сам процесс построения такой системы неформализован, то есть не существует выверенных алгоритмов для проектирования системы
