автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Модели форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования

На правах рукописи

МЕДВЕДЕВ Александр Владимирович

МОДЕЛИ ФОРМ АВТОМАТИЗАЦИИ ДОКУМЕНТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ И РЕЗУЛЬТАТОВ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Специальность:

05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Московском государственном строительном университете.

Научный руководитель:

доктор технических наук Малыха Галина Геннадьевна

Официальные оппоненты

доктор технических наук Григорьев Эльген Парфирьевич

кандидат технических наук Паночкин Денис Владимирович

Ведущая организация' "Научно-исследовательский институт информационных технологий" Правительства Москвы

Защита состоится 27 декабря 2004 года в 14.00 на заседании диссертационного совета Д212.138.01 при Московском государственном строительном университете по адресу 115114, Москва, Шлюзовая набережная, д. 8, ауд. 528.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного строительного университета

Автореферат разослан 26 ноября 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Волков А.А.

-з-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Развитие теории и практики создания программных средств систем автоматизации проектирования (САПР) в строительстве ориентировано сегодня на решение широкого круга задач из области математических расчетов, моделирования, построения чертежей, формирования отчетов, форм и документов всех классов. Наряду с очевидными преимуществами этого процесса, часто возникает проблема возможности эффективного использования исходных данных и результатов, оперируемых одними приложениями, другими функциональными частями или подсистемами САПР. Это определяется множеством объективных причин, среди которых следует выделить следующие основные:

1) отсутствует взаимно достоверная информация о том, какие (тип, формат, размерность, функциональная принадлежность, актуальность и проч.) данные использует и какие результаты получает каждая подсистема или функциональный модуль САПР, решающие слабосвязанные задачи средствами того или иного прикладного программного обеспечения;

2) многообразие форматов представления разнородной информации, данных и результатов, используемых и получгзмых на разных этапах автоматизированного проектирования тех или иных объектов или процессов в области строительства;

3) существенно осложнен проблемно-ориентированный и контекстный поиск необходимой информации в силу описанных выше причин.

Кроме того, следует иметь в виду, что документ является основным способом представления информации, на основе которой функционирует сегодня любая проектная организация. В этом плане, информация бывает структурированная, предполагающая, что функции ее хранения и обработки возложены на профильные базы данных, знаний и прикладные информационные системы, и неструктурированная - просто документы. В общем случае может существовать взаимно однозначная зависимость ме*<ДУ структурированными и неструктурированными документами, например накладная на отпуск товара, полученная как результат аналитической обработки проектно-сметной документации, и транзакция в прикладной

РОС И . I ХЛЬНАЯ б'1'' ' ЯКА (..•!г|<*})и)рг »006>К

информационной системе о списании товара со склада, причем только накладная имеет юридическую силу в отличие от транзакции в базе данных.

Сегодня в области архитектурно-строительного проектирования пришло понимание необходимости автоматизации хранения и обработки, в том числе, и неструктурированной информации, так как ее объемы и порядок создания и использования определяют невозможность ее "ручной" обработки уже для задач даже средней степени сложности Следует отметить, однако, что подходы и общие концепции построения информационных систем, предназначенных для автоматизации документооборота в строительных проектных организациях, имеют существенные различия.

Успех решения подобной задачи определяет возможность практически на порядок повысить эффективность работы заинтересованных сотрудников, значительно уменьшить расходы на копирование, канцелярские принадлежности и т.п, сократить время на передачу документов между сотрудниками - исполнителями и руководителями.

Немаловажно отметить и фактор повышения безопасности при работе с документами - организация глубокой системы защиты документов, в зависимости от операций и полномочий пользователей, позволяет оградить документы от несанкционированного доступа. Кроме того, запись всех операций с документами позволяет восстановить всю историю действий с ними

В диссертации рассмотрен подход к созданию и оценке общих моделей форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования, представляющий собой решение актуальной и важной задачи в области совершенствования теории и практики документального обеспечения строительных САПР

Научно-техническая гипотеза предполагает возможность значительного повышения эффективности процессов автоматизации документирования в строительном проектировании вследствие создания и использования понятийных моделей форм автоматизации на основе технологий объектно-ориентированного построения информационных систем, современного логико-математического аппарата и программных средств.

Цель работы: совершенствование моделей форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие основные задачи:

• анализ существующих сегодня методов, технологий и решений в области комплексной и частичной автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования;

• исследование общих принципов построения и задач систем автоматизации документооборота;

• построение и анализ моделей форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования;

• исследование теории и практики применения технологий объектно-ориентированного моделирования для решения обозначенных задач;

• определение функций и анализ алгоритмов создания прикладного программного обеспечения;

• формирование подхода к построению программных продуктов, реализующих технологии автоматизированного документооборота;

• исследование проблем практики реализации предложенных решений на уровне программирования, выбора аппаратных, операционных и прикладных платформ и сетевых решений;

• формулировка перспективных направлений развития предложенных решений.

Объект исследования: информационное обеспечение систем автоматизации строительного проектирования в области организации документооборота.

Предмет исследования: модели форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования.

В основу методологии исследования положены системотехника строительства, математическое моделирование, теория и практика автоматизации строительного проектирования, тематические работы отечественных и зарубежных ученых, прикладные исследования в области создания информационного и аналитического обеспечения строительства.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

• предложены модели форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования;

• разработана технология объектно-ориентированного моделирования при создании систем автоматизации документооборота в строительном проектировании;

• исследованы проблемы практики проектирования, программирования и функционирования систем автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования на уровне сетевых решений, операционных и программных платформ.

Практическая значимость диссертации заключается в создании методов и моделей форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования, разработке технологий автоматизации документооборота на основе объектно-ориентированного подхода к построению приложений, теоретических обоснований и практических рекомендаций в области анализа операционно-программных платформ и сетевых решений в рамках практической реализации предложенного.

Созданы основные элементы прикладного программного обеспечения, позволяющие:

• качественно расширить функции существующих подсистем организации и поддержки документооборота в строительных САПР;

• более эффективно использовать данные и результаты различных функциональных частей и подсистем САПР для решения третьих задач строительного проектирования, производства и управления.

Практическая значимость диссертационного исследования подтверждается внедрением полученных результатов.

Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы (модели форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования, общие методы построения объектно-ориентированных моделей, теоретические обоснования и практические рекомендации в части создания подобных систем) внедрены в отдельных проектах разработки систем автоматизации проектирования, реализуемых Обществом с ограниченной ответственностью "Инженерная фирма ГИПРОКОН", что позволило предложить новые схемы организации информационных потоков документального обеспечения на основе оригинальных приложений и существующих программных комплексов; а также в Обществе с ограниченной

ответственностью "Научно-технический центр "ГЕКТОР"" при совершенствовании практики создания структур документооборота в рамках информационного обеспечения строительства зданий и сооружений.

Отдельные части диссертационной работы использованы в процессе подготовки и переподготовки специалистов на кафедрах строительной информатики и системного анализа в строительстве Московского государственного строительного университета (МГСУ).

Внедрение результатов работы подтверждено соответствующими документами.

Апробация работы. Содержание и результаты диссертационного исследования неоднократно докладывались на российских и международных конференциях (И научно-практическая конференция "Строительство -формирование среды жизнедеятельности" в МГСУ и др.), обсуждались и одобрены на заседаниях и семинарах кафедры строительной информатики (2001-2004гг.) МГСУ, секции "Строительство" Российской инженерной академии (2002-2004гг.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в шести научных работах, общим объемом 1 5 п.л., в том числе лично соискателем -0,75 п.л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, отражающих содержание выполненного исследования, основных выводов и предложений, библиографического списка, состоящего из 144 наименований, и приложений.

На защиту выносятся:

• модели форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования;

• технология объектно-ориентированного моделирования при создании систем автоматизации документооборота в строительном проектировании;

• предложенные практические решения в области проектирования, программирования и функционирования систем автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования на уровне сетей, операционных и программных платформ.

-8-

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение диссертационной работы содержит обоснование актуальности темы исследования; новизны научно-технической гипотезы о возможности значительного повышения эффективности процессов автоматизации документирования в строительном проектировании вследствие создания и использования понятийных моделей форм автоматизации на основе технологий объектно-ориентированного построения информационных систем, современного логико-математического аппарата и программных средств; формулировку цели, задач, решение которых определяет достижение поставленной цели на системотехническом уровне, объекта и предмета диссертации. Сформулирована научная новизна и практическая значимость результатов работы.

Методологическая схема, отражающая взаимосвязь основных составляющих диссертации, показана на рис. 1.

Первая глава диссертационной работы содержит анализ существующей практики автоматизации документооборота в строительном проектировании. Рассмотрены основные понятия и задачи систем автоматизации документооборота в САПР, существующее программное обеспечение.

Под документом в общем случае понимается слабоструктурированная совокупность объектов информации, понятная человеку. Обойтись без документов пока нельзя. Устная речь позволяет ускорить процесс передачи информации, но повышает степень ее неопределенности.

Собственно документооборот может быть двух типов:

• универсальный - автоматизирующий существующие информационные потоки слабоструктурированной информации. Справедливо было бы его называть аморфным или беспорядочным документооборотом;

• операционный - ориентированный на работу с документами, содержащими операционную атрибутику, вместе с которой ведется обработка слабоструктурированной информации.

Кроме собственно документов важен еще и регламент работы с ними. Очевидно, что работа не по регламенту порой отнимает намного больше времени, чем собственно производственная деятельность.

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ГИПОТЕЗА Возможность повышения эффективности процессов автоматизации документирования в строительном проектировании вследствие создания и использования понятийных моделей форм автоматизации —Р> ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ Информационное обеспечение систем автоматизации строительного проектирования в области организации документооборота

А дркументоооорол, ^

ЦЕЛЬ РАБОТЫ Совершенствование моделей форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования —С ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ Модели форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования

МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Системотехника строительства, теория множеств, математическое моделирование, теория и практика автоматизации строительного проектирования, тематические работы отечественных и зарубежных ученых, прикладные исследования в области создания информационного и аналитического обеспечения строительства__

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

анализ существующих сегодня методов, технологий и решений в области комплексной и частичной автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования; исследование общих принципов построения и задач систем автоматизации документооборота, построение и анализ моделей форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования: исследование теории и практики применения технологий объектно-ориентированного моделирования для решения обозначенных задач, определение функций и анализ алгоритмов создания прикладного программного обеспечения, формирование подхода к построению программных продуктов, реализующих технологии автоматизированного документооборота; исследование проблем практики реализации предложенных решений на уровне программирования, выбора аппаратных, операционных и прикладных платформ и сетевых решений; формулировка перспективных направлений развития предложенных решений

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

предложены модели форм автоматизации документирования процессов и результатов

строительного проектирования,

разработана технология обьектно-ориентированного моделирования при создании систем автоматизации документооборота в строительном проектировании,

исследованы проблемы практики проектирования, программирования и функционирования систем автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования на уровне сетевых решений, операционных и программных платформ

ТГ

I

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Выполнен анализ существующих сегодня методов, технологий и решений в области комплексной и частичной автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования Исследованы обшие принципы построения и задач систем автоматизации документооборота Рассмотрены особенности нескольких наиболее известных программных продуктов, а также комплексных и частных решений на их основе Notes компании IBM/Lotus, Exchange Server фирмы Microsoft, GroupWtae производства Novell и Staffware компании Stawflaie ptc Предложены модели форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования иерархически структурированная модель и прсбпемшуоривитироевнная сетевая модель В первом случае документооборот представлен в вше иерархий, базирующихся на методах многоуровневого представления систем с переменной структурой Эта модель применима при организации документооборота в проектных организациях, область деятельности которых - разноплановые САПР во всех областях строительного проектирования, производства и управления. Во втором случае, для моделирования информационных потоков в рамках документооборота применяется адаптированный метод сетей Петри Разработана технология объектно-ориентированного моделирования при создании систем автоматизации документооборота в строительной проектировании Выделены и обоснованы следующие виды функций в рамках практического программирования предложенных решений- спацификации системы, ядра системы, модельных подсистем, объединения, получение новых версий, представления, отслеживания, аналитической оптимизации и расширения Исследованы проблемы практики проектирования, программирования и функционирования систем автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования на уровне сетевых решений, операционных и программных платформ Сформулированы перспективные направления развития предложенных решений_

т

i

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Общество с ограниченной ответственностью "Инженерная фирма ГИПРОКОН", Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр ГЕКТОР", процесс подготовки и переподготовки специалистов на кафедрах строительной информатики и системною анализа в строительстве Московского государственного строительного университета (МГСУ)

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Содержание и результаты диоовртационного исследования неоднократно докладывались на российских и меяшународных конференциях, обсуждались и одобрены на заседаниях и семинарах кафедры строительной информатики (2001-2004гт) МГСУ, секши •Строительство' Российской инженерной академии (2002-2004гг) Опубликовано в работ_

Рис. 1. Методологическая схема исследования

Дублирование документов, их потеря, навязчивый способ распространения, а также запутанный порядок их прохождения могут существенно усложнить работу, повысив вероятность допущения ошибки вследствие, например, потери нужной информации.

Типов документов, используемых в работе предприятия, достаточно много - на отдельных предприятиях их число доходит до 1000 В то же время, с точки зрения анализа их сути, основных типов документов бывает немного - всего три: входящие, исходящие и внутренние (рис. 2)

Рис. 2. Типы документов

В конкретных организациях атрибуты документов обозначенных типов могут носить различные наименования, а их число может значительно варьироваться. Это накладывает достаточно жесткое требование на систему автоматизации документооборота - она должна быть легко настраиваемой на различные системы классификации документов представленных типов.

При использовании различных классов САПР (автоматизация проектирования, расчетов, получения сметной документации и др.) в реализации строительных проектов специалисту, в основном, приходится сталкиваться с документами, отражающими следующую информацию и данные:

• исходные данные (обозначение объектов, конечные технические и экономические и эксплуатационные показатели, конъюнктура рынка и прогнозы ее развития, параметры внешних условий проекта, необходимые согласования и ДР);

• проектная документация (эскизный проект, рабочая документация, пояснительные записки, указания по производству работ, технологические карты и др.);

• контрактные условия (тендерная документация, предложения и результаты анализа предложений, общие положения контрактов и договоров, особые условия, приложения к контрактам и договорам и др.);

• производственная документация (данные инженерных и геологических изысканий, параметры организационно-технологических расчетов, календарные планы работ, акты на выполненные работы, исполнительные схемы, журналы производства работ, рапорты и докладные записки, данные операционного контроля, акты на оплату работ, конечные показатели и др.);

• управляющая информация (сформулированные цели и интересы участников, данные о структуре проекта, календарный план, финансовый план, согласования, запросы и разрешения, протоколы совещаний, отчеты, корреспонденция и др.);

• техническая документация (итоговый отчет, исполнительная документация для пользователя, гарантийные обязательства и др.).

В главе рассмотрены особенности нескольких наиболее известных программных продуктов, а также комплексных и частных решений на их основе' Notes компании IBM/Lotus, Exchange Server фирмы Microsoft, GroupWise производства Novell и Staffware компании Stawffare pic.

Наиболее перспективным является электронный документооборот, реализуемый с помощью программных систем класса workflow, представляющей собой автоматизированный процесс управления передачей документов, информации или рабочих заданий между сотрудниками или их группами внутри организации. Системы данного класса не только регламентируют правила, маршруты и расписание движения документов, но и представляют собой технологию, позволяющую перевести теоретические выводы BPR (Business Process Re-design) в практическую плоскость, причем достаточно быстро и при минимальных первоначальных затратах Следует отметить, что рынок систем класса workflow ежегодного растет на 30-35% Около 80% крупных организаций и корпораций начали проводить у себя работы в направлении автоматизации документооборота, причем в 1999 году уже 65% всех более или менее крупных компаний имели на вооружении системы класса workflow.

Внутри программ описания сценариев, используемых в подобных системах в составе САПР, обычно помещаются функции следующих основных типов-

« преобразования (NUM-строка в число, STR-число в строку);

• системные функции работы с операционным окружением (запрос информации о переменных окружения, работа с окнами и полями в файлах, управление выводом сообщений и т.п.);

• файловые операции (переименование, удаление, копирование и т.п );

• функции работы с временем и датой (конструирование формата представления даты, расчеты по датам и времени, календарные функции и т п);

• функции работы с текстами (поиск подстрок, преобразования, вычисления над строками и т.п.);

• работа с внешними программами (вызов Unix программы, вызов программы в среде Windows, подготовка документов в Macintosh и т.п.);

• функции выделения (VLDFILE: взять данные из файла и поместить в список, VLDQUERY: взять данные из базы данных);

• функции работы с DDE (инициировать работу с сервером DDE, удалить сессию, послать команду, переслать данные и т.п.);

• вызов сценария (CALL: вызов программы описания сценария).

В общем случае, требования к системе электронного документооборота в средах САПР сегодня можно сформулировать так:

• масштабируемость - желательно, чтобы система документооборота могла поддерживать, например, как пять, так и пять тысяч пользователей, и способность системы наращивать свою мощность определялось только мощностью соответствующего аппаратного обеспечения. Выполнение такого требования может быть обеспечено с помощью поддержки индустриальных серверов баз данных производства таких компаний, как Sybase, Oracle, Informix и др., которые существуют практически на всех возможных программно-аппаратных платформах, обеспечивая, тем самым, самый широкий спектр производительности;

• распределенность - основные проблемы при работе с документами возникают в территориально-распределенных организациях, поэтому система документооборота должна поддерживать взаимодействие распределенных площадок, которые могут объединяться самыми разнообразными по скорости и качеству каналами связи. При этом взаимодействие с удаленными пользователями должно поддерживаться на уровне архитектуры системы;

• модульность - вполне возможно, что заказчику может не потребоваться сразу внедрение всех компонентов системы документооборота, а иногда спектр решаемых заказчиком задач меньше, чем весь спектр задач документооборота Тогда очевидно, что система документооборота должна состоять из отдельных модулей, интегрированных между собой;

• открытость - система документооборота не может и не должна существовать в отрыве от других систем, например, иногда необходимо интегрировать систему с узкоспециализированной расчетной программой. В этом случае система документооборота должна иметь открытые интерфейсы для возможной доработки и интеграции с другими системами

Вторая глава диссертационной работы посвящена моделям форм автоматизации документооборота в строительном проектировании. Рассмотрены основы и формы документирования процессов и результатов в системах автоматизации строительного проектирования, а также технологии объектно-ориентированного моделирования.

В диссертации предложены и обоснованы следующие модели форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования: иерархически структурированная модель и проблемно-ориентированная сетевая модель.

В первом случае документооборот представлен в виде иерархий, базирующихся на методах многоуровневого представления систем с переменной структурой. Эта модель применима при организации документооборота в проектных организациях, область деятельности которых -разноплановые САПР во всех областях строительного проектирования, производства и управления.

Во втором случае, для моделирования информационных потоков в рамках документооборота применяется адаптированный метод сетей Петри, в общем виде описанный Г.Г Малыхой Остановимся на нем, как наиболее приемлемом для большинства проектных организаций.

Сети Петри позволяют моделировать асинхронность и параллелизм независимых событий, параллелизм конвейерного типа, сложные формы синхронизации и конфликтные взаимодействия между процессами. Они включают возможности ряда других моделей, предложенных для параллельных

систем, позволяя описывать как типовые ситуации в данных системах (распределение ресурсов, взаимные блокировки), так и общую динамику работы сложной асинхронной системы документооборота Таким образом, сети Петри являются едва ли не самым удобным и многообещающим инструментом исследований параллельных процессов документирования.

Моделирование процессов документооборота с использованием сетей Петри и их модификаций производится с целью:

• получить алгоритмическое представление работы системы на формальном (качественном) уровне;

• оценить основные требуемые количественные характеристики системы, такие как время обработки документа, динамику отработки потока документов, степень загруженности и др.;

• оценить работоспособность системы при заданных характеристиках, сбалансировать технические параметры отдельных компонентов

Однако, популярность сетей Петри обусловлена не только их высокой моделирующей способностью, но и развитым формальным аппаратом анализа свойств построенной модели.

Моделирующие возможности сетей Петри и их эффективность в документальных приложениях объясняются, прежде всего, тем, что сети Петри - это интеграция графа и динамической системы, она может служить статической и динамической моделью представляемого с ее помощью объекта.

В сети Петри как модели асинхронных параллельных процессов на первое место выдвигаются причинно-следственные связи между процессами документирования Основными структурными элементами сетей Петри являются так называемые позиции и переходы, являющиеся вершинами двудольного графа, а динамическими элементами - маркеры, которые могут с учетом определенных правил перемещаться по графу и тем самым отображать изменение состояния сети.

В графическом представлении сетей переходы изображаются вертикальными планками либо прямоугольниками, а позиции - кружками Позиции и переходы связаны отношением непосредственной причинно-следственной связи, которое изображается с помощью направленных дуг, ведущих из позиций в переходы и из переходов в позиции. Позиции, из которых

ведут дуги в данный переход, называются его входными позициями, а позиции, в которые ведут дуги из данного перехода - выходными позициями Состояние позиции отображается ее разметкой (маркировкой), а именно помещением числа п или п маркеров (фишек) в соответствующую позицию, где и > 0.

Динамика поведения моделируемой системы находит свое отражение в функционировании сети Петри. Неформально работу сети можно представить как совокупность локальных действий, которые называются "срабатываниями" переходов. Они соответствуют реализациям событий и приводят к изменению маркировки позиций, то есть к локальному изменению состояния системы.

Переход может "сработатьесли выполнены все условия реализации соответствующего ему события. "Срабатывание" перехода - это неделимое действие, изменяющее маркировку его входных и выходных позиций. В процессе функционирования сети происходит смена маркировок позиций как результат "срабатывания" ее переходов. Сеть останавливается, если ни один из ее переходов не может "сработать''.

Таким образом, в процессе моделирования документооборота сети Петри формализуют понятие абстрактной асинхронной системы как динамической структуры из переходов и позиций.

Формально сеть Петри может быть задана пятеркой вида: М = (Р,Т,1,О,М0),

где Р - {р\,Р2,--->Рп} ~ конечное множество позиций, л>0;

Т- \t\ t2 - конечное множество переходов, т>0;

РпТ=0\

Р.РхТ- > {0,1} - прямая функция инцидентности, определяющая входные позиции переходов:

1[р1, ) = 1, если дуга - существует,

фэ,,) = 0, если дуга (р,,^) -не существует,

О.ТхР->{$,\) - обратная функция инцидентности, определяющая выходные позиции переходов:

,р,) = 1, если дуга ) - существует,

-16-

,р,) = 0, если дуга ,/>,)- не существует, Мо:Р- > {0,1,2,...} - функция начальной маркировки. Для каждого перехода ^ можно определить множества его входных и выходных позиций:

/(*,) = е?|/(р,.,/,) = 1| - входные позиции,

<?(*/) = |Р, е) = 1| - выходные позиции,

где / =1.....п^' =1,...,т,п = \Р\,т = \1\.

Аналогично можно определить множества входных и выходных переходов для каждой позиции.

В результате "срабатывания" переходов сети Петри меняется ее маркировка. Для срабатывания перехода г; необходимым и достаточным

условием является:

где М(р,) - разметка позиции р,.

Срабатывание перехода приводит к изменению маркировки сети

М = [м{рх).....Щрп)) на маркировку м' =[м'{р1),...,м(рп^ по правилу:

{М[Р,)~ 1, если (р, е/(/,))л(р, еС^])) м\р,) = {м{р,) +1, если (р, еО(г;))л(А {М(р,),если

((л «'М)л(л ЦоМ" Цо)))

При срабатывании перехода из его входных позиций убирается, а в выходные позиции добавляется по одной фишке.

Таким образом, аппарат сетей Петри позволяет моделировать различные параллельные асинхронные дискретные системы со сложным алгоритмом функционирования, к которым могут быть отнесены системы комплексного документирования процессов и результатов строительного проектирования.

Третья глава диссертационной работы - определение функций и анализ алгоритмов в рамках практического программирования предложенных выше решений В главе рассмотрены следующие виды функций: спецификации системы, ядра системы, модельных подсистем, объединения, получения новых версий, представления, отслеживания, аналитической оптимизации и расширения (рис. 3).

Рис 3 Виды функций в практике проектирования и программной реализации

Функции спецификации системы ориентированы на функциональное управление программным продуктом, адаптацию его версий и модификацию средствами оболочки; функции ядра системы - управление процессом решения основных задач; функции модельных подсистем реализуют ту или иную модель формы автоматизации документооборота; функции объединения определяют совместную деятельность разных функциональных частей и подсистем информационной среды; функции получения новых версий реализуют алгоритмы экспертной оценки адекватности процесса автоматизации документооборота собственно процессу документооборота; функции представления выполняют визуализацию форм документов в избранном виде; функции отслеживания - реализуют пооперационный контроль движения документов; функции аналитической оптимизации - поддержка функций получения новых версий; функции расширения - программное и иное расширение продукта по всем направлениям.

Четвертая глава диссертационной работы отражает особенности технологии автоматизации программирования и информационной поддержки решений в рамках предложенных понятийных форм Рассмотрены проблемы выбора операционных платформ и сетевых решений

На основе полученных в диссертации теоретических и практических результатов создан и проходит практическую апробацию информационно-программный комплекс, реализующий предложенную методику проектирования подобных систем на основе архитектуры "клиент - сервер"

На рис. 4 изображена основная экранная форма Р5 Client, при работе с которой дерево навигации позволяет выбрать критерий для отображения документов в списке Например, если выбрать "Входящие" то справа в списке документов отобразятся входящие документы если же выбрать "По проектам / Проект 1", то отобразятся документы которые относятся к данному проекту (входящие, исходящие и внутренние вместе)

В списке документов отображаются документы которые удовлетвоояют выбранному критерию (сортировка по дате в порядке убывания, те- новые сверху)

fjl'!. l li rrl

_ £иет«ма Действия Справочники g« 1 ]

I S j . « ' г r J ' V '

| Документы J

j'-fi'-'feili."'«* ■} иШг. ч» "-швОшк т&ШЁШъаё*. Мл

й Док^енты Ц| Вхоаящие ■ Й) Исходящие Эр Внутренние " В (Я По проектам t (3 I1231 Проект 1 й (К.-987 ] Второй проект \ s » i ¡10,022001 ] Письме M ......1 jjj M Щ

f : ' ........ i. . " i î _

Рис 4 Экранная форма Р5 Client

На рис 5 изображена экранная форма "редактирование документа" Окно карточки документа состоит из трех закладок, которые группируют атрибуты документа по смысловой принадлежности:

Рис 5 Экранная форма "редактирование документа"

характеристика - основные атрибуты

• название - название документа;

• тип - входящий / исходящий / внутренний,

• номер - номер документа, генерируется автоматически (при добавлении документа изначально пустой - появляется при выборе типа документа (входящий / исходящий / внутренний), для разных типов - раздельная нумерация),

• вид - вид документа - факс / письмо или электронный,

• от кого / кому - для входящих - автор документа, для исходящих -адресат Рядом со списком находится кнопка, вызывающая окно редактирования справочника сотрудников;

• язык;

• объект - проект к котором относится документ Рядом кнопка редактирования справочника проектов.

• имя файла - для электронного документа - полное имя файла (с путем); для не электронных документов - пустое

- 20 -

• дополнительно - дополнительные атрибуты

• стадия - стадия проекта, к которой относится документ;

• хранится - где хранится данный документ (не электронный) те -папка и т д ;

• описание - краткое описание документа, ключевые слова из него самая важная информация, которая бы облегчила бы потом его поиск.

• приложения - приложения к документу Здесь отображаются приложения к документу Можно выбрать уже существующий документ и зарегистрировать его как приложение к текущему документу

Поиск документов (рис 6) ведется путем определения и обозначения атрибутов, которым должен отвечать требуемый документ Таких атрибутов может быть несколько, при этом если в используемой форме не поставлен флажок "полное соответствие", то программой будет выполняться поиск документов, удовлетворяющих хотя бы одному из указанных атрибутов В случае если флажок "полное соответствие" поставлен то будет выполняться поиск документов, которые удовлетворяют всем указанным пользователем атрибутам.

Поиск документов

Выберите атгрибцпы по которым вести поиск

т Автор

Проект

= БорадляА.В |1) = 123 (Проект 1)

1ьШр

—- I

Рис 6 Экранная форма "поиск документов"

-21-

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1 Выполнен анализ существующих сегодня методов, технологий и решений в области комплексной и частичной автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования, исследованы общие принципы построения и задач систем автоматизации документооборота. Рассмотрены особенности нескольких наиболее известных программных продуктов, а также комплексных и частных решений на их основе' Notes компании IBM/Lotus, Exchange Server фирмы Microsoft, GroupWise производства Novell и Staffware компании Stawffare pic.

2 Предложены модели форм автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования: иерархически структурированная модель и проблемно-ориентированная сетевая модель В первом случае документооборот представлен в виде иерархий, базирующихся на методах многоуровневого представления систем с переменной структурой Эта модель применима при организации документооборота в проектных организациях, область деятельности которых - разноплановые САПР во всех областях строительного проектирования, производства и управления Во втором случае, для моделирования информационных потоков в рамках документооборота применяется адаптированный метод сетей Петри

3. Разработана технология объектно-ориентированного моделирования при создании систем автоматизации документооборота в строительном проектировании. Выделены и обоснованы следующие виды функций в рамках практического программирования предложенных решений' спецификации системы, ядра системы, модельных подсистем, объединения, получения новых версий, представления, отслеживания, аналитической оптимизации и расширения.

4 Исследованы проблемы практики проектирования, программирования и функционирования систем автоматизации документирования процессов и результатов строительного проектирования на уровне сетевых решений, операционных и программных платформ.

5 Сформулированы перспективные направления развития предложенных решений:

• развитие технологий многоуровневого документооборота на всех стадиях жизненного цикла здания или сооружения;

• разработка и совершенствование методов и форм представления электронных документов САПР в глобальных коммуникационных средах;

• совершенствование технологий интеграции документов САПР в общий корпоративный документооборот строительных организаций;

• приведение всех компонентов процессов и результатов документооборота в САПР в соответствие с международными стандартами.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Малыха Г.Г., Медведев A.B. Применение информационной системы состояния проектной документации для повышения эффективности управления проектами // Материалы II научно-практической конференции "Строительство - формирование среды жизнедеятельности". - М.: МГСУ, 1999. -с. 33-36.

2. Малыха Г.Г., Лавданский П.А., Медведев A.B. Структурирование информационной системы городского земельного кадастра // Сб. науч. тр. трудов "Теория и практика систем обеспечения безопасности и качества в строительстве". - М.: МГСУ, 1999. - с. 37-41.

3. Лавданский П.А., Малыха Г.Г., Медведев A.B. Информационные системы для земельного кадастра II Мир строительства, - №1.-2000.-с. 47-49.

4. Медведев A.B. Формы автоматизации документирования в САПР // Сб. науч. тр. "Системный анализ, управление и обработка информации в строительстве". - Вып. №2. - М.: МГСУ, 2003. - с. 46-47.

5. Медведев A.B. Модели форм автоматизации документирования процессов САПР // Сб. науч. тр. "Системный анализ, управление и обработка информации в строительстве". - Вып. №4. - М.: МГСУ, 2003. - с. 19-22.

6. Медведев A.B. Технология объектно-ориентированного моделирования при создании систем автоматизации документооборота в строительном проектировании II Сб. науч. тр. "Системный анализ, управление и обработка информации в строительстве". - Вып. №2. - М.: МГСУ, 2004. - с. 7-9.

КОПИ - ЦЕНТР св 7 07-10429 тираж 100 экз Тел 185-79-54 г Москва м Бабушкинская ул Енисейская 36 комната №1 (Экспериментально-производственный комбинат)

РНБ Русский фонд

2006-4 6407