機(jī)務(wù)段管理信息系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)量化評價(jià)

周廷美，王紹偉，莫易敏，張廷雷

(武漢理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，湖北 武漢430070)

管理信息系統(tǒng)(management information system，MIS)是由一系列軟、硬件組成，可對信息進(jìn)行存儲、加工的人機(jī)交互系統(tǒng)。其風(fēng)險(xiǎn)是指系統(tǒng)在整個(gè)生命周期中，潛在的預(yù)算、人力、進(jìn)度、需求等方面的問題以及其對信息系統(tǒng)的影響［1］。

MIS 是企業(yè)信息化的重要組成部分，其耗資巨大、技術(shù)復(fù)雜，在其生命周期的各個(gè)階段，面臨著各種難以精確預(yù)測的風(fēng)險(xiǎn)，對這種多因素評價(jià)問題，僅僅采用定性分析很難做到客觀、精確，因而需要依靠專業(yè)人員對定性因素指標(biāo)進(jìn)行單獨(dú)評價(jià)，在每一個(gè)單獨(dú)評語的基礎(chǔ)之上，考慮所有因素，給出一個(gè)綜合性評價(jià)。該方法實(shí)質(zhì)上是一種可能性評價(jià)，這意味著對MIS 的評估，存在著某種程度的模糊性。因此評價(jià)的目的是盡量減少模糊性，提高準(zhǔn)確性［2］。

目前，針對MIS 的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法主要有：Delphi 法、馬爾科夫鏈、層次分析法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法和模糊綜合評價(jià)法等，其中模糊綜合評價(jià)法采用模糊數(shù)學(xué)方法，特別適合信息系統(tǒng)這種評價(jià)因素概念模糊、隨機(jī)性較大的情況。該方法充分考慮了各個(gè)因素的模糊性特點(diǎn)，以及在評價(jià)過程中人為因素造成的主觀性，不僅采用了定性評價(jià)，而且進(jìn)行了定量分析，使評價(jià)具有較高的可信度。因此，對MIS 的評價(jià)適合采用模糊綜合評價(jià)法。

在評價(jià)一個(gè)信息系統(tǒng)時(shí)，最重要的是建立科學(xué)的評價(jià)指標(biāo)體系，采用模糊綜合評價(jià)法對MIS進(jìn)行評價(jià)的步驟如下：

(1)建立能夠客觀、科學(xué)地反映信息系統(tǒng)各項(xiàng)要素的評價(jià)指標(biāo)體系;

(2)采用適當(dāng)方法，建立一個(gè)簡潔、科學(xué)的評價(jià)模型。

建立科學(xué)的評價(jià)指標(biāo)體系是建立信息系統(tǒng)評價(jià)模型的基礎(chǔ)，指標(biāo)體系的科學(xué)性在于能否客觀地反映管理信息系統(tǒng)在整個(gè)生命周期中的評價(jià)因素。

1 評價(jià)指標(biāo)體系

1.1 評價(jià)指標(biāo)體系的建立

建立評價(jià)指標(biāo)體系必須遵循目的性、完整性、層次性、協(xié)調(diào)性、可測性、相對獨(dú)立性和相對穩(wěn)定性等原則［3］。

MIS 在整個(gè)生命周期中的評價(jià)指標(biāo)體系可從不同角度進(jìn)行劃分，在借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上［4-6］，建立含有兩層因素集的指標(biāo)體系，第一層因素集為主因素集，評價(jià)指標(biāo)包括環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)、軟件風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)及效益風(fēng)險(xiǎn)等;每個(gè)主因素又包含相應(yīng)的子因素，所有的子因素便構(gòu)成了子因素集。MIS 的評價(jià)指標(biāo)遞階層次結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。

信息系統(tǒng)面臨的風(fēng)險(xiǎn)主要包括環(huán)境、管理、軟件、實(shí)施，以及效益5 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素。而由風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致信息系統(tǒng)失敗的形式主要有3 種：實(shí)際費(fèi)用過高、產(chǎn)品性能達(dá)不到預(yù)期功能和信息系統(tǒng)被使用者放棄。

1.2 各評價(jià)指標(biāo)對MIS 的影響分析

1.2.1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是指信息系統(tǒng)在實(shí)施過程中(主要是系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)期、系統(tǒng)分析時(shí)期和系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)期)所面臨的宏觀和微觀環(huán)境因素對其產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。微觀環(huán)境是指企業(yè)的政策環(huán)境、行業(yè)環(huán)境等;宏觀環(huán)境是指企業(yè)所面對的經(jīng)濟(jì)環(huán)境、市場機(jī)會(huì)等。在信息系統(tǒng)開發(fā)的整個(gè)生命周期中，對企業(yè)影響最大的是技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和市場環(huán)境，如果企業(yè)應(yīng)變能力強(qiáng)，則可以在競爭激烈的環(huán)境中及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)，合理配置人才和設(shè)備，從而使企業(yè)在所屬領(lǐng)域占得先機(jī)，取得成功。

1.2.2 管理風(fēng)險(xiǎn)

管理風(fēng)險(xiǎn)是指信息系統(tǒng)的管理對象和管理職能等因素的狀況及由其變化而引起的風(fēng)險(xiǎn)。在管理信息系統(tǒng)建設(shè)的全過程中，企業(yè)能否建立規(guī)范、高效的運(yùn)作體制，采取行之有效的管理手段，進(jìn)行正確、科學(xué)的決策，直接關(guān)系信息系統(tǒng)能否建成。

1.2.3 軟件風(fēng)險(xiǎn)

軟件風(fēng)險(xiǎn)主要是由軟件的選型風(fēng)險(xiǎn)和軟件的功能風(fēng)險(xiǎn)來衡量的。其中，軟件選型風(fēng)險(xiǎn)由企業(yè)是否制定了詳細(xì)的、符合企業(yè)切身發(fā)展的需求及期望，是否有企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員的參與等定性衡量;軟件功能風(fēng)險(xiǎn)由軟件的功能與企業(yè)期望的滿足程度、軟件的后期維護(hù)如增加新的功能(即可擴(kuò)展性)以及軟件從一個(gè)環(huán)境轉(zhuǎn)移到另一個(gè)環(huán)境的難易程度(即可移植性)、軟件運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性等來衡量。

1.2.4 實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)

實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)是指信息系統(tǒng)建設(shè)過程中或者建設(shè)完成之后所面臨的風(fēng)險(xiǎn)，主要由領(lǐng)導(dǎo)者重視程度和客戶服務(wù)水平等因素來衡量。

1.2.5 效益風(fēng)險(xiǎn)

信息系統(tǒng)能否給企業(yè)帶來預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益，是企業(yè)能否長遠(yuǎn)發(fā)展的條件。效益風(fēng)險(xiǎn)由直接經(jīng)濟(jì)效益、間接經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和戰(zhàn)略效益構(gòu)成。其中，直接經(jīng)濟(jì)效益是通過能否給企業(yè)帶來效益的增加，成本的降低來衡量;間接經(jīng)濟(jì)效益主要通過創(chuàng)新效益、重組效益和加速效益來衡量;戰(zhàn)略效益是由擴(kuò)大市場占有份額和提高競爭優(yōu)勢來確定;社會(huì)效益主要是通過提高勞動(dòng)者的整體素質(zhì)和促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)自動(dòng)化來體現(xiàn)。

圖1 MIS 的評價(jià)指標(biāo)遞階層次結(jié)構(gòu)圖

2 管理信息系統(tǒng)模糊綜合評價(jià)模型的建立

2.1 權(quán)重的計(jì)算

在建立評價(jià)模型時(shí)，首先應(yīng)用層次分析法求得每一個(gè)子因素對上一級指標(biāo)的相對影響程度或者重視程度即權(quán)重，權(quán)重分配方法參照文獻(xiàn)［7］。

2.2 指標(biāo)集的分配

由圖1 可知，管理信息系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)體系的主因素指標(biāo)集可設(shè)為X ={X1，X2，…，X5}，相應(yīng)的權(quán)重集為A =(a1，a2，…，a5);每個(gè)主因素指標(biāo)相應(yīng)的子因素層指標(biāo)集為Xi ={Xi1，Xi2，…，Xij}，相應(yīng)的權(quán)重集為Ai =(ai1，ai2，…，aij)，其中i =1，2，…，5;j為每個(gè)主因素指標(biāo)對應(yīng)的子因素層指標(biāo)的個(gè)數(shù)aik ＞0(k =1，2，…，j)。

2.3 評判集的建立

評判集為V={v1，v2，…，vm}，其中vk(k=1，2，…，m)表示由高到低的各級評判。在該信息系統(tǒng)中，不妨將評判等級分為4 類，即優(yōu)(v1)、良(v2)、中(v3)、差(v4)。MIS 建立的評判集為V={v1，v2，v3，v4}。

2.4 確定評判矩陣

從Xki到V的一個(gè)模糊影射Rk(Xki)=(rk1，rk2，rk3，rk4)叫做單因素評判，它是V上的模糊子集，1≤i≤j，j為每個(gè)主因素指標(biāo)對應(yīng)的子因素層指標(biāo)的個(gè)數(shù)，rkm表示從因素Xki考慮該事物被評為Vm的隸屬度(0≤rki≤1;k=1，2，…，5;m=1，2，3，4)。

根據(jù)德爾菲法可求得rkm的值，整理由n位專業(yè)人員評判的評分表，得到對于指標(biāo)Xki有vi1個(gè)v1級評語，vi2個(gè)v2級評語，vi3個(gè)v3級評語，vi4個(gè)v4級評語(vi1+vi2+vi3+vi4=n)，i為每個(gè)主因素指標(biāo)對應(yīng)的子因素層指標(biāo)的個(gè)數(shù)，則有：

由式(1)可求得Xk的各子因素到評判集V的評判矩陣為：

2.5 模糊綜合評價(jià)模型的建立

首先對子因素層中的各因素指標(biāo)的評判矩陣做模糊變換，得到相應(yīng)的主因素層指標(biāo)對于評語集的隸屬度：

其次，記：

對R做模糊變換，即可得到目標(biāo)層指標(biāo)對于評判集V的隸屬向量為：

將式(5)作為MIS 精簡的評價(jià)模型，對其進(jìn)行歸一化得：

2.6 對評價(jià)模型進(jìn)行分析

3 案例分析

信息系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)既可應(yīng)用于事前評價(jià)問題，也可應(yīng)用于事后評價(jià)問題。如果應(yīng)用于項(xiàng)目規(guī)劃即事前對信息系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，可以獲知風(fēng)險(xiǎn)等級，如果風(fēng)險(xiǎn)等級較高，則可以及早規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)帶來的損失;如果應(yīng)用于項(xiàng)目建設(shè)完成之后即事后對信息系統(tǒng)進(jìn)行評價(jià)，則可以評價(jià)建設(shè)的信息系統(tǒng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)等級，如果風(fēng)險(xiǎn)較高，可以采取相應(yīng)的彌補(bǔ)措施，增加信息系統(tǒng)的安全性，降低由該風(fēng)險(xiǎn)而帶來的損失。

以某機(jī)務(wù)段剛建設(shè)完成的管理信息系統(tǒng)為例，應(yīng)用模糊綜合評價(jià)法對該企業(yè)的信息系統(tǒng)面臨的風(fēng)險(xiǎn)加以量化評價(jià)［8］，該風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)屬于事后評價(jià)問題。

(1)該機(jī)務(wù)段建設(shè)的信息系統(tǒng)涵蓋信息共享、生產(chǎn)調(diào)度指揮、機(jī)車運(yùn)用管理和機(jī)車整備管理4 個(gè)系統(tǒng)，是機(jī)務(wù)段集調(diào)度、管理、決策一體化的信息管理系統(tǒng)，主要涉及到運(yùn)用科、運(yùn)轉(zhuǎn)車間、整備車間和計(jì)統(tǒng)科等部門。其中，生產(chǎn)調(diào)度指揮管理系統(tǒng)主要包括機(jī)車狀態(tài)綜合信息系統(tǒng)、機(jī)車運(yùn)用綜合信息系統(tǒng)、股道管理自動(dòng)化信息系統(tǒng)、站場信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)、日常整備分析系統(tǒng)等12個(gè)子系統(tǒng);機(jī)車運(yùn)用管理系統(tǒng)包括機(jī)車運(yùn)用調(diào)度、乘務(wù)員待班管理、機(jī)車運(yùn)行視頻監(jiān)控3 個(gè)子系統(tǒng);機(jī)車整備管理系統(tǒng)包括機(jī)車出入段管理、輪對及受電弓檢測系統(tǒng)集成、機(jī)車活件提報(bào)、機(jī)車整備管理、車間管理、技術(shù)管理等8 個(gè)子系統(tǒng)。

根據(jù)全生命周期的評價(jià)指標(biāo)體系(圖1)，結(jié)合機(jī)務(wù)段具體情況［9］，篩選出適合信息系統(tǒng)建設(shè)完成之后的系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)體系。

信息系統(tǒng)已經(jīng)建設(shè)完成，因而該信息系統(tǒng)在建設(shè)期間面臨的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)克服，在事后評價(jià)中不予考慮，該階段面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)有軟件風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)及效益風(fēng)險(xiǎn)。

機(jī)務(wù)段作為一個(gè)流動(dòng)性很大的單位，每位領(lǐng)導(dǎo)對信息系統(tǒng)的重視程度不僅關(guān)系到信息系統(tǒng)能否建成，而且關(guān)系到建成的信息系統(tǒng)能否長期運(yùn)行下去;該單位的職教科和軟件開發(fā)人員對信息系統(tǒng)使用者的培訓(xùn)是否到位，決定了信息系統(tǒng)能否正常使用。

信息系統(tǒng)建設(shè)完成之后面臨的最主要風(fēng)險(xiǎn)是軟件風(fēng)險(xiǎn)。信息系統(tǒng)的功能是否滿足機(jī)務(wù)段日常運(yùn)行的需求，設(shè)計(jì)的信息系統(tǒng)是否操作簡單、使用方便，最直觀的反應(yīng)是操作者對其使用是否滿意;在性能方面，信息系統(tǒng)能否為現(xiàn)場24 h 不間斷作業(yè)的作業(yè)點(diǎn)(如機(jī)車出入段管理單位、統(tǒng)計(jì)機(jī)車狀態(tài)綜合信息的機(jī)統(tǒng)科等)提供一個(gè)安全、可靠、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行環(huán)境，便于管理者及時(shí)掌握機(jī)車的運(yùn)用、非運(yùn)用等狀態(tài)信息，合理安排機(jī)車的運(yùn)用;在作業(yè)點(diǎn)發(fā)生改變時(shí)，信息系統(tǒng)從一個(gè)作業(yè)點(diǎn)能否很容易地遷移到另一個(gè)作業(yè)點(diǎn)，甚至當(dāng)機(jī)務(wù)段的生產(chǎn)流程發(fā)生改變時(shí)，在后續(xù)的系統(tǒng)維護(hù)中是否能夠修改和完善現(xiàn)有功能甚至添加新的功能等，這涉及到信息系統(tǒng)是否具有可擴(kuò)展性和可移植性。上述因素導(dǎo)致了信息系統(tǒng)在應(yīng)用階段所面臨的軟件風(fēng)險(xiǎn)。

信息系統(tǒng)建設(shè)的目的在于降低成本、提高生產(chǎn)效率、提高經(jīng)濟(jì)效益，因此有必要對其直接、間接經(jīng)濟(jì)效益風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估。

綜合上述分析，可得出該機(jī)務(wù)段管理信息系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)如圖2 所示。

圖2 機(jī)務(wù)段管理信息系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系

(2)基于以上分析，針對圖2 中的評價(jià)指標(biāo)體系，聘請網(wǎng)絡(luò)方面的專家10 名，機(jī)務(wù)段的管理人員和使用信息系統(tǒng)的一線工作人員各5 名，通過調(diào)查問卷的形式對該管理信息系統(tǒng)平臺的評價(jià)指標(biāo)給出評語，保證參評人員對各指標(biāo)的評價(jià)不受權(quán)威或者領(lǐng)導(dǎo)意見的影響，保證參評意見的客觀性。通過匯總參評人員評語集并利用層次分析法計(jì)算出權(quán)重(對各因素的偏好程度)，得到的結(jié)果如表1 所示。

表1 因素集、評價(jià)集和權(quán)重表

表1 所列是針對各評價(jià)指標(biāo)對應(yīng)評語集的隸屬度，例如針對功能需求的滿足度這個(gè)指標(biāo)，20位參評人員中有18 人給出的評語為“優(yōu)”，2 人給出的評語為“良”。

(3)以軟件風(fēng)險(xiǎn)的子因素為例，建立評價(jià)矩陣為：

將該指標(biāo)對應(yīng)子因素的權(quán)重值進(jìn)行模糊變換，可得到軟件風(fēng)險(xiǎn)X1對應(yīng)評判集V的隸屬向量：

對上述評價(jià)矩陣進(jìn)行歸一化處理，可得到對軟件風(fēng)險(xiǎn)這項(xiàng)指標(biāo)對應(yīng)評判集的隸屬向量：

同理，可得到其余主因素對應(yīng)評判集的歸一評價(jià)矩陣：

(4)利用上述結(jié)果可以建立主因素對應(yīng)的評價(jià)矩陣，再結(jié)合各主因素對應(yīng)的權(quán)重，可得到目標(biāo)層U對應(yīng)評價(jià)集V的評價(jià)矩陣：

對目標(biāo)層的評價(jià)向量歸一化處理則為：

運(yùn)用模糊綜合評價(jià)模型對機(jī)務(wù)段管理信息系統(tǒng)進(jìn)行評價(jià)，按照最大隸屬度原則且之和趨近于1，說明該信息系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，性能良好，面臨的風(fēng)險(xiǎn)較低，并且與近期對該系統(tǒng)的測試、驗(yàn)收結(jié)果相符。

4 結(jié)論

對于機(jī)務(wù)段管理信息系統(tǒng)在整個(gè)生命周期中的評價(jià)屬于多目標(biāo)、隨機(jī)性大的評價(jià)問題，采用理論成熟的模糊綜合評價(jià)方法，建立了風(fēng)險(xiǎn)量化模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了案例驗(yàn)證，其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際結(jié)果相符，說明風(fēng)險(xiǎn)量化模型設(shè)計(jì)是合理的。

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