Tổng quan nghiên cứu

Mạng lưới bưu chính quốc gia của Tổng công ty Bưu điện Việt Nam (VNPost) trải rộng trên toàn bộ 64 tỉnh thành với hàng chục nghìn điểm phục vụ từ cấp xã, huyện đến trung ương. Trước năm 2015, VNPost đã vận hành hơn 10 phần mềm ứng dụng chuyên biệt phục vụ tác nghiệp, bao gồm các hệ thống quản lý bưu kiện, bưu phẩm ghi số, dịch vụ chuyển tiền, thu hộ chi hộ và kế toán. Tuy nhiên, các hệ thống này hoạt động hoàn toàn độc lập, lưu trữ dữ liệu phân tán trên nhiều cơ sở dữ liệu riêng biệt. Quy trình tổng hợp số liệu phục vụ điều hành chủ yếu được thực hiện thủ công thông qua việc trích xuất các tệp Excel, gửi nhận qua thư điện tử hoặc văn bản giấy, khiến thời gian hoàn thiện một báo cáo hợp nhất thường kéo dài từ vài ngày đến nhiều tuần với nguy cơ sai lệch số liệu đáng kể.

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là thiết kế, xây dựng và triển khai một giải pháp kiến trúc kho dữ liệu (Data Warehouse - DW) kết hợp hệ thống thông minh doanh nghiệp (Business Intelligence - BI) chuyên biệt cho ngành bưu chính. Đề tài tập trung giải quyết bài toán tích hợp dữ liệu kinh doanh toàn diện trong phạm vi 2 năm (giai đoạn 2011 và 2012) trên phạm vi toàn mạng lưới 64 bưu điện tỉnh, thành phố. Nghiên cứu mang ý nghĩa chiến lược khi giúp chuyển đổi mô hình quản trị từ bị động sang chủ động, chuẩn hóa dữ liệu đa chiều, cắt giảm từ 80% đến 90% thời gian xử lý báo cáo tổng hợp, đồng thời thiết lập nền tảng phân tích kinh doanh chuẩn xác hỗ trợ trực tiếp ban lãnh đạo Tổng công ty ra các quyết định chiến lược.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết xây dựng kho dữ liệu hiện đại của William H. Inmon và Ralph Kimball, kết hợp các nguyên lý xử lý phân tích trực tuyến (OLAP). Hệ thống tích hợp 2 mô hình cơ sở dữ liệu cốt lõi gồm mô hình hình sao (Star Schema) tối ưu hóa cho truy vấn nhanh tại các cơ sở dữ liệu chủ đề (Data Mart) và mô hình bông tuyết (Snowflake Schema) chuẩn hóa bậc 3 áp dụng cho cơ sở dữ liệu tích hợp toàn doanh nghiệp (Enterprise Model - EM).

Khung lý thuyết vận hành dựa trên 5 khái niệm nền tảng:

  • Kho dữ liệu (Data Warehouse): Hệ thống dữ liệu tích hợp, hướng chủ đề, gắn liền với chuỗi thời gian và bất biến phục vụ phân tích.
  • Bảng sự kiện (Fact Table): Bảng trung tâm chứa các chỉ số đo lường định lượng (Measures) như sản lượng, doanh thu, chi phí.
  • Bảng chiều thông tin (Dimension Table): Bảng danh mục định nghĩa các thuộc tính phân tích như thời gian, địa bàn bưu điện, loại hình dịch vụ.
  • Quy trình ETL (Extraction - Transformation - Loading): Chu trình trích xuất, làm sạch, chuẩn hóa và nạp dữ liệu định kỳ.
  • Khối dữ liệu đa chiều (OLAP Cube): Cấu trúc tính toán sẵn cho phép thực hiện linh hoạt các thao tác tổng hợp lên (roll-up) và chi tiết xuống (drill-down).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu khai thác nguồn dữ liệu thứ cấp quy mô lớn từ 8 hệ thống tác nghiệp chính của VNPost, bao gồm hệ thống bưu kiện BK2007, hệ thống bưu phẩm ghi số GS10, hệ thống ngoại dịch OE10, hệ thống chuyển tiền CT2003, hệ thống thu hộ chi hộ PayPost, cổng mã thẻ ePost, phần mềm quản lý quỹ CFM và phần mềm kế toán doanh nghiệp KTBĐ.

Phương pháp chọn mẫu toàn bộ được áp dụng cho toàn bộ 100% dữ liệu phát sinh của 64 đơn vị bưu điện tỉnh thành trong mốc thời gian 24 tháng (từ tháng 01/2011 đến tháng 12/2012). Phương pháp phân tích dữ liệu đa chiều và mô hình hóa chiều được lựa chọn vì tính ưu việt trong việc khử trùng lặp, đồng bộ hóa các định dạng mã không tương thích giữa các hệ thống tác nghiệp và đảm bảo tốc độ phản hồi truy vấn phức tạp dưới 3 giây. Tiến trình nghiên cứu được triển khai theo vòng đời phát triển hệ thống thông tin thông qua 4 giai đoạn chính: khảo sát thực trạng, thiết kế logic 3 tầng dữ liệu, phát triển module ETL tự động hóa trên nền tảng Microsoft SQL Server Business Intelligence Development Studio và triển khai trực quan hóa báo cáo trên hệ thống SAP BusinessObjects 4.0.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình khảo sát và tích hợp dữ liệu bưu chính đã chỉ ra 4 phát hiện quan trọng mang tính cốt lõi:

Thứ nhất, mức độ phân mảnh dữ liệu giữa các phần mềm tác nghiệp ban đầu lên tới hơn 70%, khi cùng một thực thể bưu điện hoặc nhóm dịch vụ lại có quy chuẩn mã định danh khác nhau giữa hệ thống chuyển phát và hệ thống kế toán.

Thứ hai, nghiên cứu đã thiết kế và triển khai thành công 4 Data Mart độc lập đại diện cho 4 chủ đề nghiệp vụ then chốt: Sản lượng Bưu chính chuyển phát (F_BCCP), Sản lượng Tài chính bưu chính (F_TCBC), Doanh thu (F_REVENUE) và Chi phí (F_COST). Toàn bộ dữ liệu của 64 tỉnh thành được liên kết đồng bộ thông qua các bảng chiều dùng chung gồm chiều thời gian (D_TIME), chiều bưu điện (D_POST), chiều dịch vụ (D_PRODUCTION) và chiều chi phí (D_COST).

Thứ ba, hệ thống trung chuyển (Data Staging Area - DSA) với 11 bảng trung gian đã hoàn thiện năng lực tự động hóa chuyển đổi 100% các tệp dữ liệu phát sinh định kỳ vào mô hình Enterprise Model, loại bỏ hoàn toàn các lỗi sai sót do tính toán thủ công trên Excel trước đây.

Thứ tư, hiệu quả khai thác thông tin kế hoạch và thực hiện sản xuất kinh doanh đạt độ chính xác 100%, cho phép so sánh tức thời tỷ lệ hoàn thành kế hoạch doanh thu, chi phí giữa các quý trong năm 2011 và 2012 theo từng đơn vị thành viên.

Thảo luận kết quả

Sự sai lệch và chậm trễ trong công tác báo cáo truyền thống bắt nguồn từ việc thiếu một lớp ngữ nghĩa chung và phụ thuộc vào con người trong việc tính toán chỉ tiêu. Khi kho dữ liệu được triển khai, dữ liệu được chuẩn hóa tại tầng DSA trước khi đưa vào EM, giúp xóa bỏ triệt để hiện tượng xung đột dữ liệu giữa các khối nghiệp vụ. So với các mô hình quản lý báo cáo phân tán ở giai đoạn trước, hệ thống mới giúp thống nhất một phiên bản sự thật duy nhất cho toàn bộ Tổng công ty.

Về phương diện trực quan hóa, kết quả nghiên cứu đã chuyển đổi toàn bộ số liệu thô thành hệ thống biểu đồ và bảng phân tích chuyên sâu trên nền tảng SAP BusinessObjects:

  • Báo cáo phân tích doanh thu và chi phí được cấu trúc theo dạng bảng đối sánh đa chiều, thể hiện rõ tỷ lệ hoàn thành kế hoạch tháng, lũy kế năm và so sánh tốc độ tăng trưởng cùng kỳ.
  • Báo cáo xếp hạng hiệu quả hoạt động được trực quan hóa qua biểu đồ cột phân loại Top 10 bưu điện tỉnh thành có doanh thu cao nhất và Bottom 10 đơn vị có tỷ lệ đạt kế hoạch thấp nhất.
  • Bảng điều khiển quản trị (Dashboard) tổng hợp cho phép ban lãnh đạo theo dõi trực quan diễn biến sản lượng dịch vụ bưu chính chuyển phát và tài chính bưu chính theo biểu đồ đường xu hướng kết hợp biểu đồ tròn cơ cấu dịch vụ, hỗ trợ việc điều phối nguồn lực kịp thời.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả triển khai thực nghiệm, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược nhằm tối ưu hóa hệ thống kho dữ liệu và thông minh doanh nghiệp tại VNPost:

Thứ nhất, tự động hóa hoàn toàn tiến trình trích xuất ETL định kỳ. Trung tâm Công nghệ Thông tin VNPost cần thiết lập lịch trình tự động thực thi các gói ETL vào khung giờ thấp điểm mỗi ngày (chu kỳ 24 giờ), mục tiêu cắt giảm 100% thao tác nhập xuất file trung gian thủ công và duy trì độ trễ dữ liệu dưới 1 ngày làm việc.

Thứ tư, chuẩn hóa quy chế danh mục dùng chung toàn ngành. Ban Kế hoạch và Đầu tư chủ trì ban hành bộ mã định danh chuẩn quốc gia cho 100% dịch vụ bưu chính, danh mục bưu điện tỉnh thành và khoản mục chi phí trước quý 4 năm tới, nhằm triệt tiêu hoàn toàn hiện tượng lệch mã dữ liệu đầu vào.

Thứ ba, mở rộng phạm vi tích hợp các Data Mart chuyên sâu. Ban Quản lý Chất lượng và Ban Tài chính Kế toán phối hợp triển khai thêm 2 cơ sở dữ liệu chủ đề mới về Chất lượng phát bưu gửi và Quản trị dòng tiền chi tiết trong vòng 6 tháng tới, hướng đến nâng cao tỷ lệ kiểm soát chất lượng dịch vụ đạt trên 98%.

Thứ tư, nâng cấp hạ tầng phân tích đa nền tảng và phân quyền bảo mật. Ban điều hành cần mở rộng cổng thông tin Web Intelligence cho phép cán bộ quản lý truy cập an toàn qua máy tính bảng và thiết bị di động, thiết lập phân quyền dữ liệu nghiêm ngặt theo 3 cấp quản lý nhằm tối ưu hóa hiệu suất hỗ trợ ra quyết định.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nghiên cứu mang lại giá trị tham khảo ứng dụng cao cho 4 nhóm đối tượng cụ thể:

Nhóm lãnh đạo và chuyên viên quản trị chiến lược ngành bưu chính, logistics: Cung cấp góc nhìn toàn diện về bức tranh dữ liệu sản xuất kinh doanh, giúp theo dõi sát sao các chỉ tiêu tài chính và thị phần của từng dịch vụ trọng điểm.

Nhóm kỹ sư dữ liệu và kiến trúc sư hệ thống: Cung cấp bản thiết kế kỹ thuật chi tiết từ mô hình thực thể liên kết (ERD), thiết kế bảng DSA, bảng Fact, bảng Dimension đến việc xây dựng các tiến trình ETL bằng công cụ của Microsoft SQL Server.

Nhóm chuyên viên phân tích kinh doanh (BI Analyst) và tài chính kế toán: Học hỏi phương pháp xây dựng lớp ngữ nghĩa Universe, thiết kế báo cáo đa chiều và xây dựng các Dashboard giám sát doanh thu, chi phí trực quan trên công nghệ SAP BusinessObjects.

Học viên cao học và nhà nghiên cứu chuyên ngành Hệ thống thông tin: Nguồn tài liệu học thuật giá trị về việc áp dụng lý thuyết kho dữ liệu Inmon và Kimball vào giải quyết bài toán chuyển đổi số thực tế tại một doanh nghiệp nhà nước quy mô lớn.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thống kho dữ liệu tại VNPost giải quyết vấn đề cốt lõi nào của mô hình báo cáo cũ? Hệ thống giải quyết dứt điểm tình trạng phân mảnh dữ liệu từ hơn 10 phần mềm nghiệp vụ riêng lẻ, xóa bỏ quy trình tính toán thủ công trên Excel kéo dài hàng tuần và thống nhất số liệu chuẩn xác cho 64 tỉnh thành.

Mô hình dữ liệu nào được sử dụng để thiết kế kho dữ liệu trong đề tài? Nghiên cứu kết hợp cả hai mô hình: áp dụng Snowflake Schema chuẩn hóa bậc 3 cho cơ sở dữ liệu tích hợp Enterprise Model và áp dụng Star Schema cho 4 Data Mart chủ đề nhằm tối ưu hóa tốc độ truy vấn báo cáo.

Các công nghệ chính được triển khai trong giải pháp này là gì? Hệ thống sử dụng Microsoft SQL Server 2008 cho tầng lưu trữ kho dữ liệu, công cụ Microsoft SQL Server Business Intelligence Development Studio cho tiến trình ETL và bộ phần mềm SAP BusinessObjects 4.0 cho tầng báo cáo thông minh.

Dữ liệu nguồn của hệ thống được thu thập từ những dịch vụ nào? Dữ liệu được tích hợp toàn diện từ các dịch vụ Bưu chính chuyển phát (bưu kiện, bưu phẩm ghi số, ngoại dịch), dịch vụ Tài chính bưu chính (chuyển tiền, thu hộ chi hộ, mã thẻ) cùng hệ thống kế toán doanh nghiệp.

Thời gian và phạm vi dữ liệu thử nghiệm trong luận văn là bao lâu? Nghiên cứu đã khảo sát, làm sạch và nạp thành công toàn bộ tập dữ liệu hoạt động sản xuất kinh doanh trong 2 năm (2011 và 2012) của toàn bộ 64 bưu điện tỉnh thành trực thuộc Tổng công ty.

Kết luận

  • Luận văn đã giải quyết triệt để bài toán tích hợp dữ liệu phân tán tại Tổng công ty Bưu điện Việt Nam thông qua kiến trúc kho dữ liệu 3 tầng hiện đại.
  • Thiết kế và chuẩn hóa thành công 4 cơ sở dữ liệu chủ đề phục vụ phân tích sản lượng chuyển phát, tài chính bưu chính, doanh thu và chi phí trên mạng lưới 64 đơn vị thành viên.
  • Xây dựng hoàn chỉnh chu trình ETL tự động hóa trên Microsoft SQL Server, kết hợp lớp ngữ nghĩa và các Dashboard báo cáo trực quan trên nền tảng SAP BusinessObjects 4.0.
  • Cung cấp giải pháp mẫu mực về chuyển đổi hệ thống báo cáo thủ công sang hệ thống hỗ trợ ra quyết định thông minh cho các tập đoàn dịch vụ quy mô toàn quốc.
  • Hướng phát triển tiếp theo cần tập trung kết nối dữ liệu thời gian thực (Real-time DW) và ứng dụng các thuật toán khai phá dữ liệu dự báo xu hướng sản lượng trong giai đoạn mới. Quý bạn đọc, chuyên gia và học viên quan tâm có thể khai thác các mô hình thiết kế chi tiết trong luận văn để ứng dụng hiệu quả vào công tác chuyển đổi số doanh nghiệp.