автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка автоматизированной системы сопровождения пакетов прикладных программ для поддержки автоматизированной системы управления предприятием

На правах рукописи.

Смирнов Сергей Алексеевич

Разработка автоматизированной системы сопровождения пакетов прикладных программ для поддержки автоматизированной системы управления предприятием

Специальность 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (технические системы)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003 159655

Москва 2007

003159655

Работа выполнена в Московском государственном технологическом университете «Станкин»

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор Митрофанов В.Г.

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор Курочкин Е.П.

кандидат технических наук Рыбаков A.B.

Ведущая организация Научно-исследовательский центр

автоматизированных систем конструирования

Защита состоится « ЗД » 2007 года в ^ ^-^часов на

заседании Диссертационного совета К 212 142 01 при Московском государственном технологическом университете «Станкин» по адресу 127055, Москва, Вадковский пер , д За

Отзыв по работе, заверенный печатью, в 2-х экземплярах просьба направлять по указанному адресу в диссертационный совет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ «Станкин»

Автореферат разослан « ^ » 2007

года

Ученый секретарь а

диссертационного совета St

к т н " Тарарин И М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Совершенствование средств вычислительной техники по пути улучшения технических характеристик позволяет значительно расширить сферу ее применения Появление персональных компьютеров дает возможность облегчить доступ к ЭВМ широкому кругу специалистов из различных областей производства, науки и техники В настоящее время с помощью ЭВМ решаются с большой эффективностью различные типы задач вычислительные задачи - в которых в соответствии с определенным алгоритмом и множеством входных данных получают множество результатов (алгоритм в таких задачах выступает в качестве строгой последовательности операций), информационные задачи - нахождение части базы данных, соответствующей внешнему запросу (алгоритм здесь представляет собой последовательность информационно-поисковых процедур, а база данных - набор декларативных знаний), задачи АСУ принятия решений - когда на основании определенного набора критериев из множества альтернатив выбирается наиболее подходящая для достижения поставленных целей (цели и критерии могут быть как постоянными, так и изменяться в процессе решения задачи), логические задачи, в которых по описанию начальной и целевой ситуаций из имеющегося набора действий синтезируется алгоритм достижения цели Для решения двух последних типов задач могут применяться методы искусственного интеллекта, основанные на знаниях Одной из разновидностей систем, использующих эти методы, являются экспертные системы (ЭС) Они представляют собой попытку создания человеко-машинных комплексов для решения слабо формализуемых задач или задач вообще не имеющих алгоритмического решения

Современные компании - производители программного продукта -занимаются производством программного обеспечения для автоматизации деятельности банков, бухгалтерий, предприятий, систем управления,

финансовых и налоговых организаций, применением новейших информационных технологий интегрированного управления

Немаловажным фактором для достижения успехов, эффективной работы предприятий является обеспечение качественной поддержки пользователей программных продуктов

Отсюда целью исследований является разработка системы сопровождения пакетов прикладных программ для поддержки интегрированной системы управления предприятием

Новым в работе является

1 Разработка концепции управленческой автоматизированной информационной системы

2 Построение структурно-функциональной модели автоматизированной системы сопровождения пакетов прикладных программ (АСС ППП)

3 Применение технологии ЫЕТ для разработки АСС ППП

4 Разработка экспертной системы выбора программно-технической платформы АСС ППП

Методы исследования. Методология структурного анализа, объектно-ориентированный подход, теория графов, \УеЬ-технологии.

Практическая ценность заключается в создании методики проектирования основных элементов автоматизированной системы сопровождения пакетов прикладных программ

Реализация работы. Разработанные модели и алгоритмы использованы в технических отчетах по научно-исследовательским работам, выполненным для ГУП ВНИИАС МПС России

Достоверность научных результатов и выводов подтверждается корректным использованием научных методов исследования, современного математического аппарата, практической проверкой и верификацией результатов моделирования, а также практикой применения разработанных

методов, моделей и алгоритмов при управлении бизнес-процессами предприятий

Апробация работы. Результаты работы докладывались на заседании кафедры «Автоматизированные системы обработки информации и управления» МГТУ «Станкин», на Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах» (Пенза, 2006), на X Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании» (Рязань, 2005)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных

работ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и общих выводов, изложена на 114 страницах машинописного текста и содержит 30 рисунков, 9 таблиц, а также список литературы, включающий 67 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования

Проведенный анализ, прямо или косвенно связанный с вопросами проектирования и функционирования автоматизированного предприятия (АП), позволил сделать следующие выводы

1 Обеспечение высокого уровня организации производства, так как создание, внедрение и эксплуатация АП влекут за собой структурные изменения на всех уровнях управления Создание интегрированных автоматизированных производственных комплексов и их составной части -интегрированных АСУ - связано с необходимостью объединения разрозненных отдельных автоматизированных систем, функционирующих автономно, в автоматизированный производственный комплекс, функционирующий как единое целое При этом комплекс приобретает новые

эмерджентные свойства, которые отсутствуют у его элементов, не связанных в единое целое, но которые необходимо учитывать при системном проектировании АП

2 Создание АП связано, с одной стороны, с необходимостью декомпозиции системы управления на несколько относительно независимых подсистем меньшей сложности, а с другой стороны, с требованием обеспечения согласованного их функционирования для достижения общих целей управления

3 Концепции построения АП в настоящее время интенсивно развиваются на основе научной методологии системного анализа, теории иерархических многоуровневых систем, методов исследования операций, математической логики, теории искусственного интеллекта, теории алгоритмов, языков представления данных, теории локальных вычислительных сетей на базе мини- и микроЭВМ и микропроцессоров

4 Многообразие объектов автоматизации в производственном предприятии и другие факторы приводят к снижению производительности труда проектировщиков АП, эффективности разрабатываемых ими систем, значительным дополнительным затратам людских, энергетических, финансовых и материальных ресурсов В настоящее время, когда осуществляется переход от разработки отдельных автономных АСТПП, АСУП и АСУТП к проектированию интегрированных АСУ, особое значение приобретают работы, анализирующие, суммирующие и обобщающие уже полученные результаты и намечающие пути их дальнейшего развития в рамках проблемы создания АП

5 Актуальность внедрения проектируемой АС поддержки пользователей очевидна, так как позволит улучшить качество обслуживания пользователей, повысить доступность и скорость соединения с ними, снизить временные и трудозатраты эксперта, минимизировать время получения пользователем нужной информации

Реализация данного проекта подразумевает использование современных технологий и продуктов, таких как Microsoft NET Frameworks, Microsoft SQL Server 2003, Microsoft Internet Information Server, технологию NET, которая, в свою очередь, обеспечивает независимость от типа платформы Для обеспечения функционирования данной АС, как человеко-машинного комплекса, обязательно наличие эксперта, на которого возложены функции добавления, редактирования, обновления, сортировки задач пользователей и ответов на них

Изложенное выше позволяет сказать, что полное решение проблемы проектирования АП существующими методами не представляется возможным Необходимо изыскивать новые подходы к решению этой проблемы

Отсюда целью исследований является разработка системы сопровождения пакетов прикладных программ для поддержки интегрированной системы управления предприятием

Достижению поставленной цели способствует решение следующих взаимосвязанных задач

1 Разработать концепцию управленческой автоматизированной информационной системы

2 Разработать систему поддержки пользователей пакетов прикладных программ

3 Разработать экспертную систему выбора программно-технической платформы автоматизированной системы

Глава 2. Концепция интегрированного управления производственным

предприятием

Управленческие автоматизированные информационные системы.

Развитие информационных систем отражает требования и динамику бизнеса Диктуемые бизнесом потребности в повышении качества управления, соответствия информационных процессов реальным бизнес-процессам, в том

числе ускорения документооборота и подготовки принятия управленческих решении, являются ключевыми для развития современных информационных систем

Признано, что факторами успеха в современном бизнесе являются стратегия бизнеса, трудовые ресурсы, информационные системы

Концепция интегрированной управленческой АИС. Формирование информационной стратегии ориентировано на повышение эффективности бизнеса, его конкурентоспособности, на стратегическую координацию всех сторон бизнеса Это способствует оптимизации бизнеса, в том числе объединению возможностей управления деятельностью, трудовыми ресурсами и информационными технологиями для комплексного улучшения результатов работы Проблемы реинжиниринга становятся все более актуальными не только для зарубежных, но и для российских предприятий

Применение информационных систем ориентировано на факторы, повышающие конкурентоспособность предприятия эффективное размещение средств, уменьшение себестоимости продукции и регулирование затрат, повышение эффективности маркетинга, регулирование рыночного риска и др

Системная ориентация концепции. Создание информационных систем требует системной ориентации разработчиков на всех стадиях жизненного цикла системы Системный подход предусматривает определение концепции развития АИС, выработку технологической платформы на основании концепции развития системы, формирование модели системы бизнес-процессов и выработку бизнес-правил, модернизацию правил работы (регламента) системы управления бизнесом и бизнес-правил, разработку системы мероприятии по внедрению качественно новых моментов в работе персонала и всей организации в результате комплексной компьютеризации

Последовательное использование системного подхода требует разработки и утверждения концепции, принятия архитектурных решений,

требующих знаний как в предметной области, так и в области создания компьютерных систем, выбора технологической платформы, системотехнических средств и технологии проектирования, проектирования информационной системы методом "сверху вниз", параллельной разработки документации, включая технологическую, разработки плана внедрения, сопровождения и развития

На практике с учетом уровня квалификации обслуживающего персонала и пользователей, сроков на разработку и внедрение, наличия ресурсов, необходимости подготовки специалистов возможны модификации общей схемы при соблюдении основных требований и принципов

Основные требования к интегрированной АИС. В качестве основных требований, предъявляемых к интегрированной АИС, можно выделить открытость, соответствие основным принципам бизнеса, обеспечение единого информационного пространства, настраиваемость на конкретные приложения и пользователей, в том числе настраиваемость спецификаций, обеспечение управляемости бизнеса, надежность, защищенность и безопасность, единый регламент документирования, сопровождения и модификации, многоуровневая и многоаспектная система анализа и подготовки принятия решения с гибким и развитым графическим пользовательским интерфейсом

Некоторые особенности архитектуры информационной системы. Компьютерная архитектура, как и всякая другая архитектура, -это искусство определения требований пользователя к структуре системы, а затем ее проектирование с точки зрения пользователя, когда каждая деталь определяется как функция целого

Многие подходы базируются на существующей системе отечественных и зарубежных стандартов и ее развитии Информационное обеспечение должно предоставлять и хранить в системе всю информацию, необходимую для эффективной работы пользователей В процессе проектирования разрабатывается информационная модель бизнеса, которая характеризует

реальные объекты системы как системы управления, информационные связи между объектами и с внешней средой, передаваемые в соответствии с информационными связями документы, данные, информацию, объемы передаваемой информации и частоту сеансов обмена, классификацию и кодирование в системе

Таким образом, целью создания системы является обеспечение методической и информационной поддержки подготовки принятия решений по ключевым финансово-экономическим вопросам высшим руководством и менеджерами среднего звена предприятия на основе оперативного статистического анализа и прогноза финансовых и экономических показателей Это подразумевает постоянное проведение прогнозирования, мониторинга, анализа и корректировки деятельности предприятия и его подразделений, предоставляемых продуктов и услуг, обслуживаемых клиентов, состояния рынков и условий конкуренции на них

Общие требования к системе

1 Совместимость Информационно-управляющая система производственного предприятия и используемые информационные технологии должны отвечать существующим национальным и международным стандартам, учитывая необходимые информационные связи компании с внешним миром

2 Безопасность. Информационное обеспечение компании должно удовлетворять следующим специальным требованиям по защите информации

- все используемые средства телекоммуникации должны быть сертифицированы соответствующими национальными службами на предмет исключения несанкционированного доступа в информационную среду компании,

- должны удовлетворяться требования национальных и зарубежных партнеров (в том числе - банков) для обеспечения взаимного

информационного обмена, включая взаиморасчеты с партнерами с использованием средств телекоммуникации,

- при необходимости должны использоваться средства криптозащиты и другие спецсредства при передаче и обработке конфиденциальной информации,

- должна быть обеспечена работа с оригиналами документов, получаемых по каналам связи (электронная подпись)

При выборе систем, средств и методов обеспечения безопасности следует принимать во внимание требование гарантированности Обеспечение гарантированности включает внутренние и внешние меры для определения адекватности поведения системы, предъявляемым к ней требованиям по безопасности

3 Сбалансированность. Развитие информационно-управляющей системы должно предусматривать одновременное и равномерное развитие трех важнейших составляющих элементов

- средств телекоммуникации,

- вычислительных средств и общесистемного (базового) программного обеспечения,

- развитых прикладных программных комплексов

4 Функциональность. Информационно-управляющая система производственного предприятия должна быть представлена целостным и согласованным комплексом функциональных задач, в совокупности определяющих решение проблем управления крупной промышленной компанией В составе этих функциональных задач должно быть предусмотрено

- управление основным производством с получением максимальной прибыли,

- управление финансами и материальными ресурсами,

- деятельность на сырьевых, фондовых и финансовых рынках (как национальных, так и мировых),

- активный документооборот,

- информационная поддержка процесса принятия решений,

- планирование и управление НИиОКР

5 Обеспеченность средствами связи Практически ни одна из указанных выше задач не может быть решена на достаточно высоком современном уровне без наличия не только эффективной телекоммуникационной сети, но и обычных средств связи Не являясь непосредственно задачей автоматизации основных управляющих функций, эта задача по своей обеспечивающей роли является исключительно важной Поэтому к перечисленным выше функциональным требованиям необходимо также добавить требование создания корпоративной информационной сети АП

6. Обеспеченность техническими средствами. Требования к составу, количеству и конфигурации технических средств должны исходить из условия полноценного функционирования задач, решающих в комплексе указанные проблемы Эти требования являются вторичными по отношению к требованиям содержательных задач Необходимо также учитывать темпы развития средств вычислительной техники и информатики, и, в целях защиты инвестиций, ориентироваться в выборе этих средств на перспективные направления

7 Масштабируемость Создаваемая информационно-управляющая система производственного предприятия не может ограничиваться модернизацией информационной базы и технических средств центрального аппарата управления компании Она должна распространяться на все предприятия и организации, входящие в компанию на правах акционеров В то же время не представляется реальной одновременная детальная проработка всех составляющих проекта единой информационной системы компании Должен быть выдержан принцип "островного" проектирования, когда с единых методологических позиций, соблюдая централизованное управление всем проектом, последовательно решаются определенные

Концепцией задачи, в совокупности составляющие интегрированную информационно-управляющую систему

Глава 3. Разработка системы поддержки пользователей пакетов прикладных программ

Данная система представляет собой автоматизированную систему сопровождения пакетов прикладных программ (111111) и предназначена для организации связи пользователей продуктов компании с разработчиками посредством обмена сообщениями в режиме вопрос-ответ, называемыми задачами Задачи бывают 3-х типов консультация, несоответствие, требование Состояние задачи решение, протестировано, исправлено

Разрабатываемая система базируется на архитектуре Net Frameworks Архитектурные особенности технологии .Net. В данном проекте используется модель сервера приложений Эта модель является расширением двухуровневой модели, т к в нее вводится дополнительный промежуточный уровень между клиентом и сервером

Архитектура трехуровневой модели приведена на рис 1 Этот промежуточный уровень содержит один или несколько серверов приложений

КЛИ9ИТ

P«»simtat»cm log«! Запуск процедур^!

...................... j

Овчзуюаде функции доя «меедй

тртшуры

logic

Рис 1 Архитектура трехуровневой модели

В этой модели компоненты приложения делятся между тремя исполнителями

- Клиент обеспечивает логику представления, включая графический пользовательский интерфейс, локальные редакторы

- Серверы приложений составляют новый промежуточный уровень архитектуры Они спроектированы как исполнения общих незагружаемых функций для клиентов

- Серверы баз данных в этой модели занимаются исключительно функциями СУБД

На рис 2 представлена архитектура приложения, реализованного с помощью NET Frameworks В данной архитектуре существуют следующие уровни уровень приложения, уровень бизнес-логики, уровень доступа к данным (ADO NET), уровень данных

Рис 2 Архитектура приложения NET

При разработке прикладных систем в сети Интернет (Web-приложения) необходимо добиваться максимальной масштабируемости По этой причине, в ADO NET используется модель работы пользователя в отрыве от источника данных

Разработка структуры автоматизированной системы сопровождения пакетов прикладных программ. Данная АС

14

разрабатывается для компании, выпускающей программные продукты для автоматизации деятельности банков, бухгалтерий, производственных предприятий, финансовых организаций и налоговых служб В процессе работы с этими программными продуктами возникают случаи, когда пользователь 111111 сталкивается с неопределенной ситуацией, информацию о которой хочет сообщить компании

На сообщения отвечает эксперт, имеющий соответствующий доступ к системе Для реализации основных функций системы предусмотрена следующая структура (рис 3)

! Приложение пользователя !

Рис 3 Структура автоматизированной системы сопровождения ППП

Разработка общего алгоритма работы системы. С системой могут работать два типа пользователей, а именно пользователи и эксперты Для обеспечения независимой работы пользователей от экспертов, согласно

требуемым функциям системы, необходимо предусмотреть два режима пользователя и эксперта

Разработка общего алгоритма работы системы логически вытекает из структуры системы Общий алгоритм работы системы представлен на рисунке 4

^ Начало ^

( Пользователь )

Рис 4 Алгоритм работы автоматизированной системы сопровождения

ППП

Для реализации поиска, редактирования, выводов применяются соответствующие запросы и хранимые процедуры

Разработка структуры базы данных. При создании базы данных

была выбрана реляционная модель базы данных Таблицы базы данных

создаются с помощью приложения SQL Sever Query Analyzer путем

написания сценариев на языке SQL Связи между таблицами базы данных приведены на рис 5

Userlnfo

AnswerlD ArealD (FK) QuestID (FK) UserlD (FK) Pact (FK)

Рис 5 Структура связей между таблицами базы данных

В работе проведено обоснование выбора СУБД - SQL Server 2000

В диссертации разработаны два вида Web-интерфейсов для пользователя и эксперта В соответствии с GUI спроектированы окна, панели и диалоги

Разработка программного обеспечения. В соответствии со структурой программы, основные программные модули состоят из следующих файлов aspx - на уровне приложения, aspx cs - бизнес-логики Это означает для каждого модуля необходимо написать aspx и aspx cs файлы, которые

отвечают за описание интерфейса с помощью ASP NET и HTML и за обработку действий пользователя - с помощью С#

Список программируемых модулей приведен на рис 4

Глава 4. Экспертная система выбора программно-технической платформы автоматизированной системы сопровождения пакетов прикладных программ

В данной главе разработаны методологические основы и математическая модель экспертной системы для решения многокритериальной оптимизационной задачи выбора аппаратно-программной платформы при проектировании различных уровней управления иерархических АСС 111111 с обеспечением их технической и информационной совместимости и с учетом необходимости интеграции их в единую ИАСУ предприятия

Рационализация выбираемого состава комплекса программно-технических средств для АСС 111111 осуществляется на основе экспертных оценок ведущих специалистов проектных организаций и фирм, подтвержденных тестовыми испытаниями

Формально ЭС можно определить следующим образом

3C=(F,P,I),

где F - рабочая память системы (называемая также базой данных), содержащая текущие данные (элементы рабочей памяти), Р - база знаний, содержащая множество правил вида "условие —»действие", I - интерпретатор (решатель), реализующий процедуры вывода

Интерпретатор (решатель) выполняет следующие действия 1 определяет множество означенных правил (означиваний), те множество правил, которые удовлетворяются на некотором наборе текущих данных, 2 выполняет определенные означивания, производя изменения в рабочей памяти

Интерпретатор может быть представлен четверкой

I=(V,S,R,W),

где V - процесс выбора, осуществляющий выбор из Р и из Г подмножества активных правил Ру и подмножества активных данных Бу , соответственно, которые будут использованы в очередном цикле работы интерпретатора

Б - процесс сопоставления, определяющий множество означиваний, т е множество пар правило (р,) - данные (с!,), где р, б Ру, с1, е , причем, каждое правило р, применимо к элементам множества (1, - "р, удовлетворяется на элементах множества с1," Операция сопоставления может требовать много времени, так как в общем случае влечет за собой означивание многих переменных

Ы - процесс разрешения конфликтов (или процесс планирования), определяющий какое из означиваний будет выполняться Механизм разрешения конфликтов может быть неявным или явным Метаправила позволяют обеспечить прямым и понятным способом применение динамических эвристик для разрешения конфликтов

^У - процесс, осуществляющий выполнение выбранного означенного правила (т е выполнение действий, указанных в правой части правила) Результатом выполнения является модификация данных в Б или операция ввода/вывода

Разработанная ЭС представлена на рис 6 и состоит из следующих компонентов

1 иерархической базы знаний, хранящей множество взаимосвязанных правил, обеспечивающих допустимый /корректный выбор оборудования в соответствии с требованиями Заказчика,

2 базы данных (рабочей памяти), описывающей реальные типы аппаратуры, программного обеспечения, коммуникационного оборудования, контрольно-измерительной аппаратуры и т д, которые можно использовать при проектировании АСУ ТП ГТП (модернизации уже существующей АСУ),

3 интерпретатора, решающего на основе имеющихся в системе знаний предъявленную ему задачу,

4 диалоговой программы взаимодействия с пользователем (экспертом) на естественном для него языке,

5 компоненты приобретения знаний,

6 объяснительной компоненты, дающей объяснения действий системы

Обьясн/ттегьная способность

Пользователь

Диалоговая грограмиа взаимодействия

База знаний

4-Н

Интерпретатор

Иерархическая база знаний

Г^эиобрегежье знания

V-----У

Рис 6 Общая структура экспертной системы

Разработанные функциональная и логическая структура и ПО ЭС инвариантно к типам проектируемых автоматизированных систем, поэтому данную ЭС следует использовать как для разработки новых, так и для модернизации уже существующих систем управления предприятиями

Общие выводы и результаты 1 Разработана концепция управленческой автоматизированной информационной системы Ключевыми проблемами деятельности предприятия являются

• сложность и разнообразие продукции и услуг,

• разнообразие требований по обслуживанию клиентов,

• масштабы и сложность рынков,

• динамичное изменение законодательства,

• наращивание капитала и развитие трудовых ресурсов,

• потребность в оперативной реакции на изменяющиеся условия

2 Интегрированная система управления производственным предприятием должна отвечать следующим основным требованиям

• автоматизация на каждом этапе должна охватывать функционально законченную в организационном, производственном и управленческом плане подсистему, с тем чтобы уменьшить трудности ее интеграции в реальный производственный процесс,

• автоматизированная система должна иметь развитую организационно- методическую поддержку разработки, внедрения, обучения, использования и сопровождения,

• автоматизированная система должна быть открытой, т е для нее должен быть определен на программно-аппаратном уровне интерфейс, обеспечивающий ее стыковку с другими автоматизированными системами,

• для автоматизированной системы должен быть предусмотрен регулярный механизм структурной, функциональной и параметрической настройки на конкретные условия применения,

• в рамках автоматизированной системы должен быть обеспечен удобный для персонала интерфейс, рассчитанный на неподготовленного пользователя, не являющегося программистом, общение (диалог) системы с пользователем должно вестись в терминах и понятиях предметной области, привычной для пользователя

3 При разработке программного обеспечения, платформой для создания серверной части SQL базы данных была выбрана операционная система сервера Microsoft Windows Server 2003 и система управления базами данных Microsoft SQL Server 2000 Для разработки пользовательского интерфейса следует выбрать технологию программирования NET Frameworks

4 Разработаны два web-приложения, обеспечивающий работу в двух режимах - пользователь и эксперт В качестве языка программирования бизнес-логики приложений был выбран С#

5 Разработана структура базы данных и функции, обеспечивающие доступ к данным Для обеспечения доступа к базе данных были разработаны алгоритмы обработки запросов составлены необходимые запросы и хранимые процедуры на языке SQL Для удобства работы с приложениями были разработаны web-интерфейсы для пользователя и для эксперта

6 Разработанная на технологии «клиент-сервер» автоматизированная система позволяют ее эксплуатировать как в сетевых условиях, так и на локальной машине, без изменений в структуре базы данных и web-приложениях

7 Преимущества выбранных решений состоят в облегчении труда эксперта по обработке сообщений пользователя, в экономии времени пользователя, желающего найти ответ на свое сообщение за счет поиска по определенным критериям обработанных экспертом задач от других пользователей Данную систему возможно применять для различных областей обработки информации Для этого необходимо изменить структуру базы данных, и внести изменения в работу бизнес-логики, согласно описанному механизму работы приложений

8 Разработаны методологические основы и математическая модель экспертной системы для решения многокритериальной оптимизационной задачи выбора аппаратно-программной платформы при проектировании различных уровней управления иерархических АСС ППП с обеспечением их технической и информационной совместимости и с учетом необходимости интеграции их в единую АСУ предприятия

9 Разработанные функциональная и логическая структура и ПО ЭС инвариантно к типам проектируемых автоматизированных систем, поэтому данную ЭС следует использовать как для разработки новых, так и для модернизации уже существующих систем управления предприятий

Список публикаций

1 Смирнов С А Разработка автоматизированной системы сопровождения пакета прикладных программ // Вестник Самарского государственного технического университета- № 1 (19), 2007- С 199 — Серия «Технические науки»

2 Смирнов С А Разработка структуры автоматизированной системы сопровождения пакетов прикладных программ // Труды Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах» (Пенза, 2006), с 43-47

3 Смирнов С А Взаимодействие разработчика и пользователя программных продуктов // Тезисы докладов X Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании», Рязань, 2005 - С 58-61

4 Смирнов С А Сравнительный анализ автоматизированных систем, предназначенных для взаимодействия разработчика и пользователя программных продуктов // Сб статей Международной научно-технической конференции Информационные технологии в науке, образовании и промышленности - Архангельск, 2005 - С 72-75

5 Смирнов CA экспертная система для выбора программно-технической платформы автоматизированной системы // Автоматизация технологических процессов и производственный контроль Сб докладов Международной научно-технической конференции - Тольятти, 2006 - С 1518

Введение

Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования

1.1. Информационные технологии в проектировании и управлении

1.1.1. CASE-технология создания и сопровождения информационных систем

1.1.2. О методологии проектирования информационных систем

1.2. Анализ существующих автоматизированных систем управления и поддержки пользователей

1.3. Цель и задачи исследования

Глава 2. Концепция интегрированного управления производственным предприятием

2.1. Управленческие автоматизированные информационные системы

2.2. Требования к системе интегрированного управления производством

2.3. Выводы

Глава 3. Разработка системы поддержки пользователей пакетов прикладных программ

3.1. Архитектурные особенности технологии .Net

3.2. Разработка структуры автоматизированной системы сопровождения пакетов прикладных программ

3.3. Описание модулей для пользователя и эксперта

3.4. Разработка общего алгоритма работы системы

3.5. Разработка структуры базы данных

3.6. Разработка Web-интерфейса

3.7. Разработка программного обеспечения

3.8. Выводы

Глава 4. Экспертная система выбора программно-технической платформы автоматизированной системы сопровождения пакетов прикладных программ

4.1. Назначение разрабатываемой экспертной системы

4.2. Методологические основы и математическая модель работы ЭС при решение многокритериальной оптимизационной задачи выбора аппаратно-программной платформы для АСС ППП с использованием алгоритма Дейкстры

4.3. Сравнительная характеристика современных АСС ППП на основе экспертных оценок

4.4 Функциональная и логическая структура разработанной ЭС

4.4.1. Общая структура и компоненты разработанной ЭС

4.5. Выводы

Совершенствование средств вычислительной техники по пути улучшения технических характеристик позволяет значительно расширить сферу ее применения. Появление персональных компьютеров дает возможность облегчить доступ к ЭВМ широкому кругу специалистов из различных областей производства, науки и техники. В настоящее время с помощью ЭВМ решаются с большой эффективностью различные типы задач: вычислительные задачи - в которых в соответствии с определенным алгоритмом и множеством входных данных получают множество результатов (алгоритм в таких задачах выступает в качестве строгой последовательности операций); информационные задачи - нахождение части базы данных, соответствующей внешнему запросу (алгоритм здесь представляет собой последовательность информационно-поисковых процедур, а база данных - набор декларативных знаний); задачи АСУ принятия решений - когда на основании определенного набора критериев из множества альтернатив выбирается наиболее подходящая для достижения поставленных целей (цели и критерии могут быть как постоянными, так и изменяться в процессе решения задачи); логические задачи, в которых по описанию начальной и целевой ситуаций из имеющегося набора действий синтезируется алгоритм достижения цели. Для решения двух последних типов задач могут применяться методы искусственного интеллекта, основанные на знаниях. Одной из разновидностей систем, использующих эти методы, являются экспертные системы (ЭС). Они представляют собой попытку создания человеко-машинных комплексов для решения слабо формализуемых задач или задач вообще не имеющих алгоритмического решения.

Современные компании - производители программного продукта -занимаются производством программного обеспечения для автоматизации деятельности банков, бухгалтерий, предприятий, систем управления, финансовых и налоговых организаций, применением новейших информационных технологий интегрированного управления [3,15,19, 25].

Современные технические средства для получения и обработки информации, постоянно совершенствующиеся системы обработки информации и программного обеспечения, а также возникающие новые рыночные преобразования, происходящие в России, требуют нового осмысления и подхода к решению проблем, связанных с разработкой проектов по рациональному размещению и перспективному развитию систем транспорта, хранения и реализации различного рода продуктов. Кроме того, создание различных акционерных обществ, расширение самостоятельности регионов требуют большего взаимодействия между ними для эффективного использования составляющих элементов [11, 28].

Немаловажным фактором для достижения успехов, эффективной работы предприятий является обеспечение качественной поддержки пользователей программных продуктов. Текущее состояние деятельности компании зависит от качества функционирования следующих видов услуг и служб, а именно - горячей линии, поддержки on-line, службы обновления ПО.

Существует большое количество пользователей, которые хотят внести изменения в работу используемых ими программных продуктов. Для объединения знаний в области разработки и поддержки программных продуктов, необходимо разработать единую автоматизированную систему сопровождения, способную обеспечить квалифицированный ответ пользователю, сэкономить время эксперта на обработку задач пользователя, собирающую знания о разрабатываемых программных продуктах [38, 57].

Под сопровождением подразумевается постоянное корректирование дальнейших выпусков новых версий программ с учетом пожеланий пользователя. Пожелания заносятся в систему в виде структурированных сообщений web-приложения, где пользователь может их легко составить с помощью диалогов и форм, предусмотренных интерфейсом.

Создание автоматизированной системы сопровождения пакетов прикладных программ, позволит заменить существующий подход к обслуживанию пользователей, повысив качество сервиса сопровождения пакетов прикладных программ и поддержки пользователей. Поэтому разрабатываемая система является актуальной.

Также следует отметить, что современное промышленное предприятие в условиях рыночных отношений является юридически и экономически обособленным и независимым. Это объективно обусловливает усложнение его ориентации в системе экономических связей и, следовательно, возрастание значимости функций управления.

Управление невозможно без информации. Наиболее важной для успешного функционирования предприятия является информация, формируемая в системе учета. В нашей стране, подобная информация традиционно аккумулировалась в системе бухгалтерского учета. Особенностью организации учета на западных предприятиях является его разделение на финансовую и управленческую подсистемы. Обе системы имеют свои достоинства и недостатки, поэтому сегодня одной из проблем учета затрат является создание новых нетрадиционных систем получения информации о затратах, применение новых подходов к калькулированию себестоимости, подсчету финансовых результатов, а также методов анализа, контроля и принятия на этой основе управленческих решений.

Поиски новых систем привели к созданию обобщенной модели контроллинга затрат промышленных предприятий, основанной на интеграции систем отечественного и западного учета. Эта модель может стать основой экономической подсистемы (блок) в рамках создания автоматизированной системы управления предприятием.

Таким образом, существует проблема повышения эффективности производящего предприятия на основе создания и внедрения автоматизированной системы сопровождения пакетов прикладных программ (111111) для поддержки интегрированной системы управления предприятием

2, 13, 22, 23], причем область систем сопровождения 111111 на технологии .NET отдельно не реализована.

Новым в работе является применение технологии .NET для разработки автоматизированной системы сопровождения пакетов прикладных программ.

Общие выводы и результаты

1. Разработана концепция управленческой автоматизированной информационной системы. Ключевыми проблемами деятельности предприятия являются:

• сложность и разнообразие продукции и услуг;

• разнообразие требований по обслуживанию клиентов;

• масштабы и сложность рынков;

• динамичное изменение законодательства;

• наращивание капитала и развитие трудовых ресурсов;

• потребность в оперативной реакции на изменяющиеся условия.

2. Применение информационных систем ориентировано на факторы, повышающие конкурентоспособность предприятия:

• эффективное размещение средств;

• уменьшение себестоимости продукции и регулирование затрат;

• повышение эффективности маркетинга;

• регулирование рыночного риска и др.

3. Интегрированная система управления производственным предприятием должна отвечать следующим основным требованиям:

• автоматизация на каждом этапе должна охватывать функционально законченную в организационном, производственном и управленческом плане подсистему, с тем чтобы уменьшить трудности ее интеграции в реальный производственный процесс;

• автоматизированная система должна иметь развитую организационно- методическую поддержку разработки, внедрения, обучения, использования и сопровождения;

• автоматизированная система должна быть открытой, т.е. для нее должен быть определен на программно-аппаратном уровне интерфейс, обеспечивающий ее стыковку с другими автоматизированными системами;

• для автоматизированной системы должен быть предусмотрен регулярный механизм структурной, функциональной и параметрической настройки на конкретные условия применения;

• в рамках автоматизированной системы должен быть обеспечен удобный для персонала интерфейс, рассчитанный на неподготовленного пользователя, не являющегося программистом; общение (диалог) системы с пользователем должно вестись в терминах и понятиях предметной области, привычной для пользователя.

4. При разработке программного обеспечения, платформой для создания серверной части SQL базы данных была выбрана операционная система сервера Microsoft Windows Server 2003 и система управления базами данных Microsoft SQL Server 2000. Для разработки пользовательского интерфейса следует выбрать технологию программирования .NET Frameworks.

5. Разработаны два web-приложения, обеспечивающий работу в двух режимах - пользователь и эксперт. В качестве языка программирования бизнес-логики приложений был выбран С#.

6. Разработана структура базы данных и функции, обеспечивающие доступ к данным. Для обеспечения доступа к базе данных были разработаны алгоритмы обработки запросов составлены необходимые запросы и хранимые процедуры на языке SQL. Для удобства работы с приложениями были разработаны web-интерфейсы для пользователя и для эксперта.

7. Разработанная на технологии «клиент-сервер» автоматизированная система позволяют ее эксплуатировать как в сетевых условиях, так и на локальной машине, без изменений в структуре базы данных и web-приложениях.

8. Преимущества выбранных решений состоят в облегчении труда эксперта по обработке сообщений пользователя, в экономии времени пользователя, желающего найти ответ на свое сообщение за счет поиска по определенным критериям обработанных экспертом задач от других пользователей. Данную систему возможно применять для различных областей обработки информации. Для этого необходимо изменить структуру базы данных, и внести изменения в работу бизнес-логики, согласно описанному механизму работы приложений.

9. При проектировании сложных интегрированных систем управления, включающих в себя различные функциональные подсистемы, часто возникает необходимость решения трудноформализуемых задач, не имеющих алгоритмического решения. Алгоритмизировать их решение рекомендуется с помощью экспертных систем, которые при решении задач, трудных для эксперта-человека, получают на основе эвристических знаний решения, не уступающие по качеству и эффективности решениям, полученным экспертом/разработчиком при одновременном снижении затрат.

10. В данной главе разработаны методологические основы и математическая модель экспертной системы для решения многокритериальной оптимизационной задачи выбора аппаратно-программной платформы при проектировании различных уровней управления иерархических АСС 111111 с обеспечением их технической и информационной совместимости и с учетом необходимости интеграции их в единую АСУ предприятия.

11. Разработанные функциональная и логическая структура и ПО ЭС инвариантно к типам проектируемых автоматизированных систем, поэтому данную ЭС следует использовать как для разработки новых, так и для модернизации уже существующих систем управления предприятий.

1. Брауде Э. Технология разработки программного обеспечения СПб.: Питер, 2004.-425 с.

2. Вальков В. М., Вершин В. Е., "Автоматизированные системы управления технологическими процессами"., М.: Политехника. 1991 г. -268 с.

3. Вендров A.M. CASE технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1998.-176с.

4. Веснин В.Р. Основы менеджмента. М., 1996.

5. Вихамский О.С. Менеджмент. М., 1996.

6. Волчкевич JI. И. и др. "Комплексная автоматизация производства". -М.: Машиностроение, 1983 г. -269 с.

7. Гейн К., Сарсон Т. Системный структурный анализ: средства и методы. -М.: «Эйтекс», 1992.

8. Горев А., Ахаян Р., Макашарипов С. Эффективная работа с СУБД -СПб.: Питер, 1997. 704 е.: ил.

9. Зайцев А. «Новый уровень интеграции систем управления производством». М.: «Современные технологии автоматизации» №1, -1997, с.22-26.

10. Зайцев H.JI. Экономика промышленного предприятия. М.: ИНФРА-М, 1998.-336с.

11. Зиндер Е.З. Бизнес-реинжиниринг и технологии системного проектирования: Учебное пособие. М.: Центр информационных технологий, 1996.

12. Зимненко И. Система SAP R/3. М.: Открытые системы, № 2, 1998, - с. 33-35.

13. Интегрированная АСУ автоматизированным производством./Сборник научных трактатов под редакцией Б. И. Черпакова, М.: Машиностроение. 1992 г. 304 е.

14. Интегрированные пакеты АСУ Ш в ОС QNX/ С.Золотарев. М.: Современные технологии автоматизации № 1,1996. с.36 - 40.

15. Информационные системы в экономике./ Под ред. В.В. Дика. М.: Финансы и статистика, 1997. - 272 с.

16. Ионов А. и др. Практическое руководство OpenOffice.org, лицензия FPL, 2004.

17. Искусственный интеллект: Применение в интегрированных производственных системах/Под редакцией Э.Кьюсиака; Пер. с англ. А.П.Фомина; Под ред. А.И. Дащенко, Е.В. Левнера. М.: Машиностроение, 1991. - 544 е., ил.

18. Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий. М.: СИНТЕГ, 1997.-316 с.

19. Калянов Г.Н. Современные CASE технологии. - М.: ИПУ, 1992.

20. Калянов Г.Н. Методы и средства системного структурного анализа и проектирования. М.: НИВЦ МГУ, 1995.

21. Каменнова М.С. Системный подход к проектированию сложных систем // Журнал д-ра Добба, 1993, № 1, с. 9-14.

22. Караулов П. К., "Информационное обеспечение АСУ ТП. Система классификации и кодирования: Метод указания", М.: Машиностроение. 1990 г. - 56 е.

23. Клюев А. С., и др., "Метрологическое обеспечение АСУ ТП", М.: Энергосамиздат. 1995 г. - 96 с.

24. Кожекин Г.Я., Синица JI.M. Организация производства. Минск: ИП «Экоперспектива», 1998. - 332 с.

25. Колесников А.А., Гельфгат А.Г., "Проектирование многокритериальных систем управления промышленными объектами", М.: Энергосамиздат. 1993 г. - 303 е.

26. Компьютерные сети/Кулаков Ю.А., Луцкий Г.М. К.: Юниор, 1998. -384 е., ил.

27. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход/Пер. с англ. Э.В. Вершакова и И.В. Коновальцева; Под ред. Г.П. Гаврилова. М.: Мир, 1978.-432 с.

28. КэмпбеЛл Р., Макконнелл К. и др. Экономика. М.: Республика, 1992.

29. Липаев В.В. Переносимость прикладных программ и данных в открытых системах и стандарты POSIX. М.: Открытые системы №3, 1994. с.59-66.

30. Майника Э. "Алгоритмы оптимизации на сетях и графах". /Пер. с англ./ Под ред. канд. тех. наук Е.К. Масловского. -М.: Мир. 1981 г. -323 с.

31. Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. -М.: МетаТехнология, 1993.

32. Мескон М. Основы менеджмента. М., 1992.

33. Миронов А. Опыт разработки и продвижения комплексных ИС., -М.: Открытые системы, № 2,1998, с. 31-32.

34. Новоженов Ю.В. Объектно-ориентированные технологии разработки сложных программных систем. -М., 1996.

35. Ойхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса: Реинжиниринг организаций и информационные технологии. М.: Финансы и статистика, 1997. - 336 с.

36. Попов Э.В. Экспертные системы реального времени. М.: Открытые системы №2,1995. с. 66-71.

37. Попов Э.В. Экспертные системы: Решение неформализованных задач в диалоге с ЭВМ. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 288 с.

38. Рудаков А.В. Технология разработки программных продуктов.- М.: Академия, 2005- 194 с.

39. Система R/3. Базисная технология SAP. Germany: SAP AG, 1996.

40. Система R/3. Консолидация. Germany: SAP AG, 1995.

41. Система R/3. Контроллинг затрат. Germany: SAP AG, 1996.

42. Система R/3. Контроллинг косвенных затрат. Germany: SAP AG, 1996.

43. Система R/3. Контроллинг результатов сбыта. Germany: SAP AG, 1996.

44. Система R/3. Краткое описание функций. Germany: SAP AG, 1996.

45. Система R/3. Управление материальными потоками. Germany: SAP AG, 1996.

46. Система R/3. Управление, планирование и контроль основных средств. -Germany: SAP AG, 1996.

47. Система R/3. Учет и отчетность. Germany: SAP AG, 1996.

48. Системный А. Мир систем управления, М.: Открытые системы, № 2, 1998, - с. 29-30.

49. Системы реального времени/ С.Сорокин. М.: Современные технологии автоматизации № 2,1997. с.22 - 29.

50. Создание информационной системы предприятия // Computer Direct. -1996.-№2.

51. Танаев В. С., Поварич М. П. "Синтез граф-схем алгоритмов выбора решений. -Минск: Наука и техника, 1974 г. -112 с.

52. Темплман Дж., Виттер Д. .NET Framework: Библиотека классов. / Пер. с англ.- М.: Кудиц-образ, 2003 672 с.

53. Фатхутдинов Р.А. Система менеджмента. М., 1996.

54. Фатхутдинов Р.А. Производственный менеджмент. М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1997. - 447 с.

55. Федорчук А. Системы пакетного менеджмента.-М.: ВКШ Эксперт, 2005.-25 с.

56. Феррара А., Мак-Дональд М. Программирование web-сервисов для .NET. Библиотека программиста.- Киев: BHV, СПб.: Питер, 2003 432 с.

57. Фуфаев Э.В. Пакеты прикладных программ.- М.: Академия, 2004.- 216 с.

58. Ципес Г.Л. Система управления проектами: Технический отчет IBS.-М., 2005.- 24 с.

59. Шейн А. Управление RMD/DEB пакетами и репозиториями М.: ВКШ Эксперт, 2007.- 63 с.

60. Шкарина Л. Язык SQL: учебный курс.- СПб.: Питер, 2001.- 592 с.

61. Fisher A.S. CASE: Using Software Development Tools. N.Y.: J.Wiley&Sons Inc., 1988.

62. Gane C. Computer Aided Software Engineering: the Methodologies. N.J.: Prentice Hall, 1990.

63. Lewis T.G. CASE: Computer- Aided Software Engineering. N.Y.: Van Nostrand Reinhold, 1991.

64. Martin J., McClure C. Structured Techniques for Computing. N.J.: Prentice Hall, 1985.

65. Martin J. Information Engineering. N.J.: Prentice Hall, 1990.

66. SAP INFO, выпуск 49/50, июнь 1996.

67. SAP INFO Special, июнь 1998.