Адаптивные информационные системы для поддержки принятия решений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ 

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно-технологическая академия

А. Н. ЦЕЛЫХ
Л. А. ЦЕЛЫХ

С. А. БАРКОВСКИЙ

АДАПТИВНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ 

СИСТЕМЫ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ 

ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

Монография

Ростов-на-Дону – Таганрог

Издательство Южного федерального университета

2018

УДК 519.177
ББК 32.972.13

Ц349

Печатается по решению экспертной группы комитета по инженерному 

направлению науки и образования при ученом совете Южного 

федерального университета (протокол №11 от 28 октября 2017 г.)

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой прикладной 

математики и информационных технологий Таганрогского института 

управления и экономики В. П. Карелин

доктор технических наук, профессор кафедры информационно
аналитических систем безопасности Южного федерального университета 

А. В. Боженюк 

Целых, А. Н.

Ц349    Адаптивные информационные системы для поддержки принятия 

решений : монография / А. Н. Целых, Л. А. Целых, С. А. Барковский ; 
Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : 
Издательство Южного федерального университета, 2018. – 231 с.

ISBN 978-5-9275-2780-9
Монография содержит результаты научных исследований, направленных 

на решение проблемы создания информационных систем (ИС) для поддержки принятия управленческих решений на основе адаптивных информационных технологий.

Для студентов, аспирантов и преподавателей вузов, руководителей и 

специалистов предприятий.

УДК 519.177

ББК 32.972.13

ISBN 978-5-9275-2780-9

© Южный федеральный университет, 2018
© Целых А. Н., Целых Л. А., Барковский С. А., 2018
© Оформление. Макет. Издательство

Южного федерального университета, 2018

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
………………………………………………………….......….5

ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ – НОВАЯ ИДЕОЛОГИЯ   
ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ……………………………….......……7
1.1. Обоснование задач, решаемых информационной системой .................7
1.2. Основные характеристики программного продукта
…….….….......28

1.2.1. Паспорт социологического исследования
…………………......…28

1.2.2. Количественный опрос ………………………………….............…..31
1.3. Структура модулей информационной системы
……………......…..51

1.3.1. Модуль «Профиль»
……………………………………………….51

1.3.2. Модуль «Желаемые результаты»
………………………….......…..51

1.3.3. Модуль «Первоначальные вложения»
…………………………..52

1.3.4. Модуль «Закупки»
………………………………………………..53

1.3.5. Модуль «Активы»
…………………………………………….........57

1.3.6. Модуль «Издержки» ……………………………………………........62
1.3.7. Модуль «Платежи»
……………………………………………… 63

1.3.8. Модуль «Проводки»
……………………………………………...65

1.3.9. Модуль «Финансовые результаты»
………………………….........67

1.3.10. Модуль «Советующий модуль»
………………………………..68

1.3.11. Модуль «Выходные данные»
……………………………….........69

1.3.12.Модуль «Геймификация»
……………………………………….69

1.4. Структура показателей, выводимых на интерфейс
…………......….72

1.4.1. Таблицы соответствия показателей
………………………….........72

ГЛОССАРИЙ ……………………………………………………..……...…93
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
НА СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
................……..106

2.1. Назначение и цели создания (развития) системы ..............................106
2.2. Характеристика объектов автоматизации .........................….....…….108
2.3. Требования к системе ....…………………......…………........………..108
2.3.1. Общие требования
………………………………………………108

2.3.2. Требования к функциональности приложений
……......………..110

2.3.3. Требования к режимам функционирования системы
…………111

2.3.4. Развитие и модернизация системы
……………………………..111

2.4. Требования к функциям (задачам), выполняемым системой
........112

2.4.1. Требования к веб-приложению
……………………………........112

2.4.2. Требования к  мобильным приложениям
…………………......…113

2.4.3. Требования к геймификации приложений
…………………….114

2.4.4. Примерный вид экранов приложения
……………………………114

2.4.5. Требования к способам и средствам связи 
для информационного обмена между компонентами системы
……….120

2.4.6. Перечень подсистем, их назначение и основные    
характеристики
…………………………………………………………122

2.5. Требования к видам обеспечения
…………………………......…...125

2.6. Состав и содержание работ по созданию системы ............................128
2.7. Порядок контроля и приемки
...............……………......…………..130

2.8. Требования к документированию …....................…….....…………..130
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ 
АНАЛИТИЧЕСКОЙ ПЛАТФОРМЫ
..................………………………131

3.1. Исследование предметной области
……………………………......131

3.1.1. Предметная область. Специфические особенности
…………..131

3.1.2. Структура инженерии знаний ..….……………………………........145
3.1.3. Аспекты извлечения и структурирования знаний
……………148

3.2. Архитектура базы знаний
..…..…………………………………......160

3.2.1. Общая структура информационного сопровождения
………...160

3.2.2. Структура файлов БЗ советующей системы
…………………..160

3.3. Представление решаемых задач
…………………………......…….165

3.4. Выбор, построение и описание механизмов вывода .………….....…185
3.5. Описание протоколов редактора фактов и знаний .............................200
3.6. Описание демонстрационного прототипа .........................….……….210
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………......………………………..223
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
…………………………………….......……..225

ВВЕДЕНИЕ

По мере развития информатизации возникает необходимость фор
мирования новых подходов к представлению задач, решаемых информационными системами, к средствам их подачи и функциональным возможностям.

На предприятиях и в организациях ежедневно вращается огромный 

объем информации, разнообразной по своей природе и содержанию. Однако главной ценностью является не сам факт наличия и пополнения этой 
информации, а её доступность и интерпретация. В первую очередь в виде 
наглядного представления в различных формах для поддержки принятия 
управленческих решений на основе её делового анализа ‒ бизнесаналитики.

Имеющиеся ИТ-продукты для бизнеса имеют не только различные 

функциональные и архитектурные ограничения, недостаточные механизмы управления бизнесом, но и спроектированы, скорее, для технических 
специалистов, чем для бизнес-пользователей. В таких условиях руководители компаний, являющиеся заказчиками таких аналитических инструментов, приходят к пониманию того, что всё еще не располагают актуальной информацией, необходимой для принятия быстрых и эффективных 
решений, несмотря на постоянные усилия и вложения в технологии бизнес-аналитики.

На сегодняшний день, как показывают исследования, руководители 

предприятий практически не используют существующие информационные решения для управления бизнесом. Предлагаемые решения, вопервых, предназначены для стационарных компьютеров, во-вторых, пригодны, в основной своей массе, для ведения бухгалтерского учета и финансового анализа подготовленными пользователями, каковыми представители менеджмента малого бизнеса у нас в России не являются. Развитие 
ИТ-решений для бизнеса можно связать со следующей концепцией ‒ 
«Решения для управления бизнесом в мобильных приложениях». Общая 
направленность продуктов для управления бизнесом, на наш взгляд, 
должна проходить в области поддержки принятия управленческих решений, что должно быть базисом экономической структуры ИТ-продуктов.

Введение

6

Предлагаемая вашему вниманию книга представляет собой моно
графию по результатам научных исследований, направленных на решение 
проблемы создания механизмов и инструментальных средств для поддержки процесса принятия управленческих решений в малом бизнесе на 
основе информационных технологий, обеспечивающих необходимый и 
достаточный функционал системы, новый уровень пользовательского 
опыта и интерфейсов, новые механизмы взаимодействия клиента с ИТинфраструктурой. Новизна подхода заключается в предложении поменять 
парадигму процесса внедрения ИТ-технологий в бизнес-процессы, отказаться от стандартного процесса «автоматизации», перейти к процессу 
«социальной информатизации» бизнеса.

Книга состоит из трех глав: постановка задачи создания информа
ционной системы, разработка технического задания, разработка интеллектуальной аналитической платформы экспертной системы на основе нечеткой логики с прототипами информационной системы.

Монография предназначена для руководителей и специалистов 

предприятий, заинтересованных в создании и внедрении информационных систем для малого бизнеса на основе современных информационных 
технологий и технологий искусственного интеллекта, а также для преподавателей и студентов соответствующих специальностей.

ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ – НОВАЯ ИДЕОЛОГИЯ 

ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

1.1. Обоснование задач, решаемых информационной системой

В данной работе предлагается новый подход для решения пробле
мы создания механизмов и инструментальных средств для поддержки 
процесса принятия инвестиционных решений в малом бизнесе на основе 
информационных технологий, обеспечивающих повышение эффективности и устойчивости функционирования малых предприятий, действующих 
в нечетких условиях, когда информация по своей природе неполная и 
управленческое решение неточно. 

Целью проводимого исследования является разработка обоснова
ния информационной системы (ИС) финансового управления и анализа 
деятельности предприятия с доступом через сеть Интернет, с хранением 
информации о предприятии в защищенном виде в «облаке» в виде мобильного приложения с элементами сервисов в сторону развития интеллектуальных и экспертных систем, систем информационного сопровождения и поддержки принятия решений в инвестиционных и производственных процессах (для малого) бизнеса.

Рассмотрим предпосылки поиска новых программных решений в 

следующих аспектах:

1. Направления развития ИТ-индустрии: новые технологии.
2. Области решения задач.
3. Представления области решения задач.
Потенциал ИТ-индустрии на сегодняшний день сосредоточен в 

большой степени на создании и развитии разносторонних мобильных 
устройств и приложений. 

Так, по прогнозам IDC1 в 2013 г. российский рынок смартфонов 

вырастет примерно на 15 %. В IDC полагают, что российский рынок 
смартфонов еще далек от насыщения: тенденция роста сохранится еще 

1 IDC (International Data Corporation) – ведущий поставщик информации, консультационных 
услуг и организатор мероприятий на рынках информационных технологий, телекоммуникаций и потребительской техники. 

Глава 1. Постановка задачи  новая идеология информационной системы

8

два-три года, но и к 2015 г. смартфоны не займут 50 % в общем объеме 
рынка телефонов. Доля смартфонов на российском рынке телефонов за 
2012 г. при этом выросла с 25 до 33 %. По данным J’son&Partners 
Consulting, в штучном выражении по итогам 2012 г. на территории России 
было реализовано 12,3 млн смартфонов, и относительно показателей 
2011 г. рост продаж достиг 52 %. В суммарных продажах доля смартфонов составила 30 %. Также важную роль играет и развитие российского 
рынка планшетных компьютеров. По данным «Евросети», в 2012 г. он 
показал максимальный прирост среди всей портативной электроники –
366 % и 256 % в количественном и денежном выражении. По разным 
оценкам, в 2013 г. продажи планшетов могут достичь 3 млн единиц. 

По данным компании J’son&Partners Consulting, за пять лет объем 

мирового рынка магазинов приложений в стоимостном выражении вырос 
в 1,5 раза по сравнению с предыдущим годом (2012 к 2011) и далее ожидается рост еще более стремительными темпами ‒ к 2015 г. еще почти в 
2,5 раза (рис. 1) [41].

Рис. 1. Мировой рынок магазинов приложений в стоимостном выражении и темпы 

прироста, млрд долл., 2010–2015. Источник: J’son&Partners Consulting [41]

Следующим трендом в области новейших информационных техно
логий являются «облачные» технологии. Согласно исследованию IBM 
2012 Tech Trends Report, подавляющее большинство (75 %) респондентов 
считают, что в течение ближайших двух лет их организации будут начи

1.1. Обоснование задач, решаемых информационной системой

9

нать строить «облачную» инфраструктуру. ИТ-специалисты прогнозируют, что разработка новых облачных приложений достигнет пика в ближайшие 24 месяца, обогнав нынешний топ инвестиционной области ‒ 
виртуализации и хранения. Этот факт позволяет предположить, что облако все глубже укореняется в техническом ландшафте, поскольку все 
больше и больше организаций переходят в облачные инфраструктуры для 
оказания с их помощью новых услуг и бизнес-моделей. 51 % респондентов отметили, что внедрение облачных технологий является частью их 
мобильной стратегии. Использование мобильных технологий увеличивает 
количество сделок, в то время как облако обеспечивает гибкость и эффективность затрат для обработки увеличивающегося спроса.

Топ-мотиваторы для развития облачных технологий в основном 

вращаются вокруг понятия «делать больше с меньшими затратами». Около 60 % респондентов отметили гибкость и масштабируемость в качестве 
основных топ-мотиваторов, продвигающих внедрение облачных технологий (рис. 2). ИТ-специалисты считают, что вторыми по значимости топмотиваторами использования облака окажутся экономические факторы ‒ 
сокращение текущих эксплуатационных расходов, затрат на капвложения 
и эффективность использования (соответственно 45, 40 и 42 %). И в третью очередь называлась такая характеристическая черта «облака», как 
резервирование и аварийное восстановление [57].

Приведенные аналитические данные подтверждают проявление за
явленных тенденций в развитии ИТ-индустрии: развитие рынка мобильных устройств и приложений, внедрение облачных технологий. Далее 
необходимо установить приоритетные направления развития рынка приложений.

Наиболее распространенными группами мобильных приложений 

по типу решаемых задач являются решения для игр, навигации в Интернете, социального бизнеса; поисковые сервисы; почтовые сервисы; музыкальные сервисы; мобильные платежные системы и мобильный банкинг; 
медиа- и бизнес-аналитика. Мы видим, что еженедельно в iTunes появляются новые бизнес-приложения, в том числе с бесплатной версией, что 
говорит о росте популярности мобильных решений среди бизнеспользователей.

Глава 1. Постановка задачи  новая идеология информационной системы

10

Рис. 2. Топ-мотиваторы развития облачных технологий. 

Источник: The 2011 IBM Tech Trends Report

Ключевыми продуктами рынка магазинов приложений и контента, 

безусловно, выступают нативные сервисы, разработчиками которых являются производители смартфонов и/или программного обеспечения для
них, крупнейшими из которых являются App Store (Apple), Google Play
(Google), BlackBerry World (BlackBerry), Nokia Store (Nokia), Samsung
Apps (Samsung), Windows Phone Store (Microsoft) [41]. 

По данным компании J’son&Partners Consulting, количество прило
жений в крупнейших магазинах ведущих игроков рынка приближается к 
миллиону, что делает затруднительным сам выбор приложений для конечного пользователя и удлиняет расстояние между разработчиком и конечным потребителем. Такой взрывной рост нативных предложений вызвал развитие большого количества сервисов от сторонних разработчиков, 
и их число увеличивается с каждым годом. Большинство магазинов являются мультиплатформенными и продают приложения на практически все 
существующие операционные системы: Android, BlackBerry, iOS, Java, 
Palm OS, Symbian, Windows Mobile. Также данные сервисы характеризу

1.1. Обоснование задач, решаемых информационной системой

11

ются предоставлением потребителям возможности оплачивать свои покупки не только банковской картой, но и через операторский биллинг, 
PayPal, с помощью виртуальной валюты [41].

Рост направления мобильной аналитики в России сопутствует ро
сту интереса пользователей к мобильным версиям других классов бизнессистем. По мере роста проникновения соответствующих аппаратных 
средств в корпоративном сегменте, это явление в конечном итоге обретет 
массовый характер. Из всего многообразия приложений мобильные технологии доступа к деловой информации в настоящее время являются 
наиболее незаполненным сегментом развития ИТ-индустрии, и процесс 
поиска новых возможностей для использования мобильных устройств в 
работе находится в стадии стремительного развития. 

Исследование, проведенное IBM 2012 Tech Trends Report, показы
вает, что к 2015 г. почти 70 % организаций по всему миру увеличат инвестиции в мобильные технологии, а более половины повысят расходы на 
бизнес-аналитику [57]. По мнению IBM, четыре сферы ИТ-индустрии –
мобильные технологии, бизнес-аналитика, облачные вычисления и социальный бизнес – стремительно меняют потребности и процессы функционирования предприятия. Мобильные решения будут более широко использоваться среди менеджмента не только больших и средних компаний, 
но и компаний малого бизнеса. 

Мобильные технологии доступа к деловой информации уже сейчас 

заменяют собой привычные компьютерные решения, открывая этим новую эру мобильного управления бизнесом, мобильной бизнес-аналитики 
(Mobile Intelligence).

По данным исследования консалтинговой фирмы Dresner Advisory 

Services для MicroStrategy за 2012 г., с 2010 по 2012 гг. роль мобильной 
аналитики возросла в разы. Так, количество участников исследования, 
уверенных в исключительной важности мобильных инструментов анализа 
выросло с 52 до 61 % за указанные два года. При этом наивысший приоритет для организаций среди мобильных приложений присвоен сервисам 
электронной почты, управление персональными данными заняло вторую 
позицию (рис. 3).