РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ КОМПЛЕКСА КОРПОРАТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ЕГО ИНТЕРФЕЙСНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

​DEVELOPMENT OF A MODEL OF A COMPLEX OF CORPORATE INFORMATION SYSTEMS AND ITS INTERFACE COMPLEX FOR AN EDUCATIONAL INSTITUTION OF SECONDARY VOCATIONAL EDUCATION

Eduard Stefeikin

Student of the Department of Applied Mathematics and Informatics, Togliatti State University,

Russia, Tolyatti

АННОТАЦИЯ

В статье построена модель организации среднего профессионального образования. Рассмотрены необходимые модули комплекса корпоративных информационных систем для цифровизации деятельности организаций и основные варианты использования этих модулей.

Спроектирована модель комплекса корпоративных информационных систем и рассмотрен интерфейсный комплекс необходимый для реализации интеграций модулей в единую информационную среду, способную обеспечить реализацию сквозных бизнес-процессов.

Разработанная модель в дальнейшем может быть использована и внедрена в организации на практике.

ABSTRACT

The article builds a model for the organization of secondary vocational education. The necessary modules of the complex of corporate information systems for the digitalization of the activities of organizations and the main options for using these modules are considered.

A model of a complex of corporate information systems is designed and an interface complex is considered necessary for implementing the integration of modules into a single information environment that can ensure the implementation of end-to-end business processes.

The developed model can be further used and implemented in the organization in practice.

Ключевые слова: КИС, интерфейс, интеграция.

Keywords: CIS, interface, integration

В настоящее время весьма актуальна проблема проведения цифровой трансформации образовательных учреждений, а такая трансформация недостижима без применения в образовательном учреждении целого ряда информационных систем и сервисов, объединённых в единый комплекс.

Перед разработкой модели комплекса КИС для образовательной организации необходимо сначала построить модель этой организации.

Модель любого предприятия включает в себя: бизнес–стратегию, бизнес–процессы, организационную структуру, ИТ–инфраструктуру, а также их взаимосвязи. Построение бизнес–модели начинается с определения миссии компании.

Миссия, цели, задачи, организационная модель и бизнес процессы большинства образовательных учреждений СПО в большей мере схожи. На рисунке 1 приведена типичная модель организации СПО.

Как видно из модели большинство организаций СПО обладают только системами для базовой автоматизации (Бухгалтерский учет, кадры и документооборот), часть систем для организации процессов обучения студентов зачастую не интегрированы в комплекс и используются локально.

Так же к слабым сторонам организаций СПО можно отнести сосредоточенность на очных форматах образования и низкую цифровизацию деятельности, что не позволяет СПО расширять географию привлечения абитуриентов, а, следовательно, не позволяет увеличивать число обучающихся и прибыль организации.

Но стоит отметить что это больше характерно для государственных организаций, коммерческие колледжи как правило уже давно применяют дистанционное обучение.

Рисунок 4. Типичная модель организации СПО

На основе полученных данных, можно выделить основные инструменты (системы) которые необходимы организация СПО для повышения своей деятельности:

• Для организации дистанционного обучения в комплекс КИС организации СПО необходимо включить систему управления обучением (LMS).
• Необходимо система видеоконференцсвязи для проведения вебинаров.
• Для возможности продажи курсов ДПО на сайте организации необходимо добавить «магазин образовательных программ».
• Реализовать личный кабинет для обучающихся с возможностью отслеживать прогресс своего обучения и получить дополнительные услуги, оказываемые организацией.
• Необходима информационная система для ведения учета, организации образовательного процесса и управления деятельностью организации СПО.

На рисунке 2 изображен предлагаемы комплекс КИС, а на рисунках 3-7 более детально рассмотрены варианты использования информационных систем.

Рисунок 2. Предлагаемый к реализации комплекс КИС

Рисунок 3. Диаграмма вариантов использования LMS

Рисунок 4. Диаграмма вариантов использования системы ВКС

Рисунок 5. Диаграмма вариантов использования магазина образовательных программ

Рисунок 6. Диаграмма вариантов использования личного кабинета

Рисунок 7. Диаграмма вариантов использования КИС управления колледжем

С учетом того, что разработка КИС весьма дорогостоящий процесс, то для внедрения стоит рассматривать уже имеющиеся на рынке решения.

В таком случае при выборе КИС на ряду с такими критериями как функциональность, системные требования, удобство пользовательских интерфейсов, немаловажными критерием будет наличие и виды интерфейсов для интеграции КИС с другими внешними системами.

Поэтому для начала необходимо рассмотреть, какие из методов интеграции корпоративных информационных систем являются оптимальными для какого конкретного случая.

• "Интеграция на уровне брокеров. Его преимуществом является универсальность: как правило, в любой ситуации можно реализовать дополнительный программный модуль, который может обращаться в другие системы различными способами. Недостатками такого подхода является сложность реализации и высокая стоимость разработки, внедрения и поддержки." [3]
• "Интеграция на уровне интерфейсов. Такой вид интеграции разрабатывался как один из видов объединение распределённых программных приложений, реализованных разными разработчиками в разное время в подобие единой системы. Системы связывались по принципу «каждый с каждым», что в итоге, затрудняло их взаимодействие и создавало ряд проблем и ошибок." [3]
• "Интеграция на уровне корпоративных программных приложений. Такой вид интеграции предполагает совместное использование исполняемого кода, а не только внутренних данных интегрируемых приложений. Программы делятся на компоненты, которые затем интегрируются при помощи стандартизованных программных интерфейсов (API) и специализированного связующего программного обеспечения (ПО). Такой подход позволяет создать из этих компонентов универсальную программную платформу (ядро), которая может быть использовано всеми приложениями. Каждое приложение будет иметь только один интерфейс для взаимодействия с этим ядром, что значительно облегчает задачу интеграции. Систему, построенную на таком интеграционном подходе, легче администрировать, поддерживать и масштабировать." [3]
• "Интеграция при помощи Web-сервисов. Он основан на предоставлении стандартного для Web-служб интерфейса доступа к приложениям и их данным. Примером может являться стандартный протокол доступа к объектам — SOAP (англ. Simple Object Access Protocol — простой протокол доступа к объектам). Поскольку Web-сервисы базируются на общих и единых для Консорциума Всемирной паутины (англ. World Wide Web Consortium, W3C-консорциум) стандартах, они могут работать везде, где используется сеть Интернет." [3]
• "Интеграция на уровне данных. Такой вид интеграции подразумевает что несколько приложений могут обращаться в одну базу данных или в несколько баз данных, связанных репликациями. Преимущества такой интеграции - низкая стоимость интеграции, а при использовании одной СУБД это становится очень заманчивым решением. Недостатком является то, что разные приложения могут приводить данные в противоречивые состояния." [3]
• "Интеграция на уровне сервисов — основанная на фиксации интерфейсов и форматов данных с двух сторон и позволяющая наладить быструю отработку межкорпоративной бизнес-логики. Есть и недостатки: все же, присутствует фиксация, а если структуры или процессы изменяются, то образуются проблемы и узко специализированные, частные решения." [3]

Теперь рассмотрим примеры представленных на рынке систем и реализованные в них интерфейсы интеграций.

Как правило большинство LMS предоставляет различные методы и интерфейсы, с помощью которых можно интегрировать систему с комплексом корпоративных интеграционных систем и другими внешними сервисами, в основном это:

• Программные интерфейсы REST API
• Веб-сервисы SOAP.
• Технология единого входа (SSO) с использованием JWT или SAML.

Большинство ВКС сервисов на Российском рынке предлагает только один интерфейс интеграции – REST API.

Для реализации сайта, магазина образовательных программ, личного кабинета можно использовать различные представленные на рынке CMS платформ, как правило большинство из них так же предоставляет интерфейс REST API и специализированные интерфейсы для интеграций с BI системами и LDAP.

Интеграция может иметь разные цели. В основном интеграцию КИС в единый комплекс информационных систем применяют для организации сквозного бизнес-процесса (онлайн продажа какого то товара или услуги требует нескольких систем).

В последнее время интеграцию корпоративных информационных систем в единый комплекс часто применяют и для хранения данных (MDM-класс систем, DWH-системы и т.п.). и представлении данных в одном окне, например чтобы оператор мог видеть dashboard с кучей информации из разных систем: всё это ради экономии времени, денег или предоставлении какой-то новой, ранее невозможной услуги (сервиса) или продукта.

Интеграции могут отличаться по структуре связи.

Существуют три основных паттерна (способа) реализации интеграции информационных систем:

• Взаимодействие "точка - точка",
• Взаимодействие "звезда" (интегрирующая среда или интегрирующая шина),
• Смешанный способ взаимодействия.

Взаимодействие систем по принципу точка-точка исторически появилось раньше остальных. Подразумевает этот принцип всего лишь ситуацию, когда каждая система попарно интегрируется с другими.

Система А интегрируется с системой Б, система Б с системой В и т.д., т.е. напрямую. Система А знает, как обратиться к системам Б и В, завязана на их интерфейсы, знает адрес сервера приложений.

Схема взаимодействия "точка - точка" представлена на рисунке 8.

Рисунок 8. Схема взаимодействия "точка - точка"

"К недостаткам данного метода взаимодействия можно отнести что он соответствует требованиям активной системы, но может быть непригоден для использования другой системой в качестве активной.

Данный паттерн применяется, в основном, при стихийной интеграции систем.

Паттерн "звезда", характеризуется наличием центрального компонента - интегрирующей среды (ESB), управляющего взаимодействием подсистем в рамках информационной системы в целом." [2]

Схема взаимодействия "звезда" представлена на рисунке 9.

"Интегрирующая среда имеет универсальный интерфейс для доступа активных систем, так же она может использовать интерфейсы пассивных систем.

Рисунок 9. Схема взаимодействия "звезда"

Интегрирующая система включает в себя реализацию основных уровней интегрирующей среды (рисунок 10):

• базовый уровень интегрирующей среды (представляет собой ядро интегрирующей среды. Содержит платформу для исполнения сценариев транзакции, базовый функционал по взаимодействию приложений, службы протоколирования и мониторинга состояния интегрирующей среды);
• уровень сценариев интеграции (графическая схема обмена сообщениями между системами, алгоритмы преобразования и маршрутизации этих сообщений);
• транспортный уровень интегрирующей среды (физическая доставка сообщений между компонентами);
• уровень адаптеров компонентов (взаимодействие с системой посредством ее API, генерация сообщений, передача сообщений базовому уровню посредством транспортного)." [2]

Рисунок 10. Схема уровней интегрирующей среды

Данный паттерн имеет много плюсов, например, если одну из систем нужно вывести из эксплуатации или заменить на другую, то это можно легко сделать без последствий для всего комплекса КИС.

К минусам такой схемы можно отнести что в комплексе КИС появляется единая точка отказа, что накладывает дополнительные жестки требования к отказоустойчивости шины.

Смешанный способ взаимодействия совмещает подходы "звезда" и "точка-точка". Этот способ сочетает в себе обмен данными через интеграционную шину и унификацию интерфейсов и возможность использовать прямые интерфейсы предоставляемые системами.

Как правило применение такого способа интеграцией продиктовано специфическими требованиями безопасности или "наследием" при росте и развитии комплекса КИС.

Тогда интеграционная схема комплекса корпоративных информационных систем организации СПО будет выглядеть следующим образом (рисунок 11).

Для построения такой схемы интеграции потребуется интеграционная шина, которая может быть реализована по заказу внешней командой разработчиков, либо можно использовать готовое решение, например, 1С: Шина.

На практике системы 1С при высокой нагрузке достаточно требовательны к аппаратным ресурсам серверной части и системам хранения данных и показывают относительно невысокие скорости отклика на запросы внешних систем, а работа веб-систем подразумевает быструю отдачу нужных данных.

Рисунок 11. интеграционная схема to be комплекса КИС организации СПО с использованием интегрирующей шины

В связи с этим в комплекс КИС предлагается включить MDM систему, которая:

• будет обеспечивать более высокую скорость работы по сравнению с системами на платформе 1С,
• будет выступать в качестве мастер-системы для веб-систем и предоставлять необходимые для их работы данные.

При такой реализации веб-системы (фронт-системы) через интерфейс REST API предоставляемый интеграционной шиной будут запрашивать необходимые для своей работы данные. Интеграционная шина уже по заложенным в нее сценариям будет обращаться к MDM или напрямую к учетным и системам управления (бэк-системам) через реализуемые этими системами интерфейсы интеграций (REST или SOAP).

Возможна реализация обратного сценария. Когда для выгрузки каких-то данных в фронт-систему (допустим данные по студентам учебной группы в LMS) бэк-система может сделать это через REST API шины, а шина в свою очередь по заложенным сценариям подключиться к интеграционному интерфейсу фронт-системы и передаст ей данные.

Альтернативным вариантом построения комплекса интегрированных корпоративных систем может быть построение интеграций по схеме "точка-точка" (рисунок 12).

Рисунок 12. Интеграционная схема to be комплекса КИС образовательного учреждения СПО выполненная по схеме "точка-точка"

Такую схему можно применять в случае отсутствия времени или финансов на разработку (или покупку) и внедрение интеграционной шины.

В таком случае интеграцию можно осуществлять через мастер-систему (MDM) которая будет поставлять необходимые для работы веб-систем данные и может работать с высокими нагрузками и приемлемым для фронт-систем временем ответа.

При такой схеме и интеграций системы управления, учетные системы (бэк-системы) через интеграционный интерфейс REST API предоставляемый системой MDM, исполняемыми в бэк-системах регламентными заданиями, будут выгружать нужные для работы веб-систем (фронт-систем) данные.

В случае отсутствия необходимых данных в мастер-системе или недостаточной актуальности этих данных для работы сервисов фронт-систем, то фронт-системы смогут обратиться к бэк-системам напрямую через предоставленный интеграционный интерфейс реализующий обмен данными через протокол SOAP.

Предлагаемый к внедрению комплекс информационных систем позволит цифровизировать такие основные процессы колледжа как:

• Учебно-организационная и методическая деятельность,
• Реализация образовательных программ.

Интеграция этих систем в единый комплекс КИС позволит реализовать сквозные бизнес-процессы с минимальным количеством ручного труда.

Все предложенные меры в целом позволят запустить реализацию образовательных программ с применение современных технологий обучения, помогут запустить в колледже дистанционное образование (как основных программ, так и программ ДПО), повысит качество образовательного процесса, а, следовательно, увеличить количество обучающихся студентов и прибыльность колледжа.

Список литературы:

1. Васильев, Н. А. Основные проблемы практического внедрения информационных технологий [Текст] / Н. А. Васильев, В. П. Каменев // Морская радиоэлектроника. – 2011. – №4 (38). – С. 4–6.
2. Верещагина Е. А. Корпоративные информационные системы: учебно-методический комплекс. – Москва: Проспект, 2015. – 104 с.
3. Думченков, И. А. Обзор методов интеграции информационных систем, их преимуществ и недостатков / И. А. Думченков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 23 (209). — С. 176-177.
4. Ершова, Т. Б. Организационные аспекты создания единого информационного пространства предприятия [Текст] / Т. Б. Ершова // Транспортное дело России. – 2009. – № 2. – С. 56–57.
5. Исрапилов М.А., Исрапилов Ш.А. Аспекты структурного проектирования корпоративных информационных систем. Сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции. 2019. С. 155-157.
6. Палмер С.Р., Фелсинг Дж.М. Практическое руководство по функционально-ориентированной разработке ПО. –СПб.: Вильямс, 2002. – 304 с.
7. Яблочников, Е. И. Компьютерные технологии в жизненном цикле изделия [Текст]: учеб. пособие. / Е. И. Яблочников, Ю. Н. Фомина, А. А. Саломатина. – СПб : СПб ГУ ИТМО, 2010. – 188 с.