机务段管理信息系统的风险量化评价

2015-05-27周廷美王绍伟莫易敏张廷雷

武汉理工大学学报（信息与管理工程版） 2015年1期

周廷美，王绍伟，莫易敏，张廷雷

(武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉430070)

管理信息系统(management information system，MIS)是由一系列软、硬件组成，可对信息进行存储、加工的人机交互系统。其风险是指系统在整个生命周期中，潜在的预算、人力、进度、需求等方面的问题以及其对信息系统的影响［1］。

MIS 是企业信息化的重要组成部分，其耗资巨大、技术复杂，在其生命周期的各个阶段，面临着各种难以精确预测的风险，对这种多因素评价问题，仅仅采用定性分析很难做到客观、精确，因而需要依靠专业人员对定性因素指标进行单独评价，在每一个单独评语的基础之上，考虑所有因素，给出一个综合性评价。该方法实质上是一种可能性评价，这意味着对MIS 的评估，存在着某种程度的模糊性。因此评价的目的是尽量减少模糊性，提高准确性［2］。

目前，针对MIS 的风险评价方法主要有：Delphi 法、马尔科夫链、层次分析法、数据包络分析法和模糊综合评价法等，其中模糊综合评价法采用模糊数学方法，特别适合信息系统这种评价因素概念模糊、随机性较大的情况。该方法充分考虑了各个因素的模糊性特点，以及在评价过程中人为因素造成的主观性，不仅采用了定性评价，而且进行了定量分析，使评价具有较高的可信度。因此，对MIS 的评价适合采用模糊综合评价法。

在评价一个信息系统时，最重要的是建立科学的评价指标体系，采用模糊综合评价法对MIS进行评价的步骤如下：

(1)建立能够客观、科学地反映信息系统各项要素的评价指标体系;

(2)采用适当方法，建立一个简洁、科学的评价模型。

建立科学的评价指标体系是建立信息系统评价模型的基础，指标体系的科学性在于能否客观地反映管理信息系统在整个生命周期中的评价因素。

1 评价指标体系

1.1 评价指标体系的建立

建立评价指标体系必须遵循目的性、完整性、层次性、协调性、可测性、相对独立性和相对稳定性等原则［3］。

MIS 在整个生命周期中的评价指标体系可从不同角度进行划分，在借鉴前人研究成果的基础上［4-6］，建立含有两层因素集的指标体系，第一层因素集为主因素集，评价指标包括环境风险、管理风险、软件风险、实施风险及效益风险等;每个主因素又包含相应的子因素，所有的子因素便构成了子因素集。MIS 的评价指标递阶层次结构图如图1 所示。

信息系统面临的风险主要包括环境、管理、软件、实施，以及效益5 个风险因素。而由风险导致信息系统失败的形式主要有3 种：实际费用过高、产品性能达不到预期功能和信息系统被使用者放弃。

1.2 各评价指标对MIS 的影响分析

1.2.1 环境风险

环境风险是指信息系统在实施过程中(主要是系统规划时期、系统分析时期和系统设计时期)所面临的宏观和微观环境因素对其产生的风险。微观环境是指企业的政策环境、行业环境等;宏观环境是指企业所面对的经济环境、市场机会等。在信息系统开发的整个生命周期中，对企业影响最大的是技术、经济和市场环境，如果企业应变能力强，则可以在竞争激烈的环境中及时调整产品结构和组织结构，合理配置人才和设备，从而使企业在所属领域占得先机，取得成功。

1.2.2 管理风险

管理风险是指信息系统的管理对象和管理职能等因素的状况及由其变化而引起的风险。在管理信息系统建设的全过程中，企业能否建立规范、高效的运作体制，采取行之有效的管理手段，进行正确、科学的决策，直接关系信息系统能否建成。

1.2.3 软件风险

软件风险主要是由软件的选型风险和软件的功能风险来衡量的。其中，软件选型风险由企业是否制定了详细的、符合企业切身发展的需求及期望，是否有企业专业技术人员的参与等定性衡量;软件功能风险由软件的功能与企业期望的满足程度、软件的后期维护如增加新的功能(即可扩展性)以及软件从一个环境转移到另一个环境的难易程度(即可移植性)、软件运行的可靠性与稳定性等来衡量。

1.2.4 实施风险

实施风险是指信息系统建设过程中或者建设完成之后所面临的风险，主要由领导者重视程度和客户服务水平等因素来衡量。

1.2.5 效益风险

信息系统能否给企业带来预期的经济效益，是企业能否长远发展的条件。效益风险由直接经济效益、间接经济效益、社会效益和战略效益构成。其中，直接经济效益是通过能否给企业带来效益的增加，成本的降低来衡量;间接经济效益主要通过创新效益、重组效益和加速效益来衡量;战略效益是由扩大市场占有份额和提高竞争优势来确定;社会效益主要是通过提高劳动者的整体素质和促进社会生产自动化来体现。

图1 MIS 的评价指标递阶层次结构图

2 管理信息系统模糊综合评价模型的建立

2.1 权重的计算

在建立评价模型时，首先应用层次分析法求得每一个子因素对上一级指标的相对影响程度或者重视程度即权重，权重分配方法参照文献［7］。

2.2 指标集的分配

由图1 可知，管理信息系统的评价指标体系的主因素指标集可设为X ={X1，X2，…，X5}，相应的权重集为A =(a1，a2，…，a5);每个主因素指标相应的子因素层指标集为Xi ={Xi1，Xi2，…，Xij}，相应的权重集为Ai =(ai1，ai2，…，aij)，其中i =1，2，…，5;j为每个主因素指标对应的子因素层指标的个数aik ＞0(k =1，2，…，j)。

2.3 评判集的建立

评判集为V={v1，v2，…，vm}，其中vk(k=1，2，…，m)表示由高到低的各级评判。在该信息系统中，不妨将评判等级分为4 类，即优(v1)、良(v2)、中(v3)、差(v4)。MIS 建立的评判集为V={v1，v2，v3，v4}。

2.4 确定评判矩阵

从Xki到V的一个模糊影射Rk(Xki)=(rk1，rk2，rk3，rk4)叫做单因素评判，它是V上的模糊子集，1≤i≤j，j为每个主因素指标对应的子因素层指标的个数，rkm表示从因素Xki考虑该事物被评为Vm的隶属度(0≤rki≤1;k=1，2，…，5;m=1，2，3，4)。

根据德尔菲法可求得rkm的值，整理由n位专业人员评判的评分表，得到对于指标Xki有vi1个v1级评语，vi2个v2级评语，vi3个v3级评语，vi4个v4级评语(vi1+vi2+vi3+vi4=n)，i为每个主因素指标对应的子因素层指标的个数，则有：

由式(1)可求得Xk的各子因素到评判集V的评判矩阵为：

2.5 模糊综合评价模型的建立

首先对子因素层中的各因素指标的评判矩阵做模糊变换，得到相应的主因素层指标对于评语集的隶属度：

其次，记：

对R做模糊变换，即可得到目标层指标对于评判集V的隶属向量为：

将式(5)作为MIS 精简的评价模型，对其进行归一化得：

2.6 对评价模型进行分析

3 案例分析

信息系统的风险评价既可应用于事前评价问题，也可应用于事后评价问题。如果应用于项目规划即事前对信息系统进行风险评价，可以获知风险等级，如果风险等级较高，则可以及早规避风险带来的损失;如果应用于项目建设完成之后即事后对信息系统进行评价，则可以评价建设的信息系统运行的风险等级，如果风险较高，可以采取相应的弥补措施，增加信息系统的安全性，降低由该风险而带来的损失。

以某机务段刚建设完成的管理信息系统为例，应用模糊综合评价法对该企业的信息系统面临的风险加以量化评价［8］，该风险评价属于事后评价问题。

(1)该机务段建设的信息系统涵盖信息共享、生产调度指挥、机车运用管理和机车整备管理4 个系统，是机务段集调度、管理、决策一体化的信息管理系统，主要涉及到运用科、运转车间、整备车间和计统科等部门。其中，生产调度指挥管理系统主要包括机车状态综合信息系统、机车运用综合信息系统、股道管理自动化信息系统、站场信息系统、视频监控系统、实时预警系统、日常整备分析系统等12个子系统;机车运用管理系统包括机车运用调度、乘务员待班管理、机车运行视频监控3 个子系统;机车整备管理系统包括机车出入段管理、轮对及受电弓检测系统集成、机车活件提报、机车整备管理、车间管理、技术管理等8 个子系统。

根据全生命周期的评价指标体系(图1)，结合机务段具体情况［9］，筛选出适合信息系统建设完成之后的系统评价指标体系。

信息系统已经建设完成，因而该信息系统在建设期间面临的环境风险和管理风险已经克服，在事后评价中不予考虑，该阶段面临的主要风险有软件风险、实施风险及效益风险。

机务段作为一个流动性很大的单位，每位领导对信息系统的重视程度不仅关系到信息系统能否建成，而且关系到建成的信息系统能否长期运行下去;该单位的职教科和软件开发人员对信息系统使用者的培训是否到位，决定了信息系统能否正常使用。

信息系统建设完成之后面临的最主要风险是软件风险。信息系统的功能是否满足机务段日常运行的需求，设计的信息系统是否操作简单、使用方便，最直观的反应是操作者对其使用是否满意;在性能方面，信息系统能否为现场24 h 不间断作业的作业点(如机车出入段管理单位、统计机车状态综合信息的机统科等)提供一个安全、可靠、稳定、高效的运行环境，便于管理者及时掌握机车的运用、非运用等状态信息，合理安排机车的运用;在作业点发生改变时，信息系统从一个作业点能否很容易地迁移到另一个作业点，甚至当机务段的生产流程发生改变时，在后续的系统维护中是否能够修改和完善现有功能甚至添加新的功能等，这涉及到信息系统是否具有可扩展性和可移植性。上述因素导致了信息系统在应用阶段所面临的软件风险。

信息系统建设的目的在于降低成本、提高生产效率、提高经济效益，因此有必要对其直接、间接经济效益风险进行评估。

综合上述分析，可得出该机务段管理信息系统风险评价指标如图2 所示。

图2 机务段管理信息系统风险评价指标体系

(2)基于以上分析，针对图2 中的评价指标体系，聘请网络方面的专家10 名，机务段的管理人员和使用信息系统的一线工作人员各5 名，通过调查问卷的形式对该管理信息系统平台的评价指标给出评语，保证参评人员对各指标的评价不受权威或者领导意见的影响，保证参评意见的客观性。通过汇总参评人员评语集并利用层次分析法计算出权重(对各因素的偏好程度)，得到的结果如表1 所示。