Разработка информационной системы

В процессе выполнения дипломной работы была детально изучена CALS/ИПИ технология, которая выполняет информационную и высокотехнологическую поддержку изделия на протяжении всего жизненного цикла. CALS/ИПИ систему нельзя рассматривать как один программный продукт или информационную систему – это, скорее, целый программный комплекс. Так как информационные системы определяют эффективность всех процессов жизненного цикла изделия, то выбор правильной, оптимальной системы является достаточно важным для руководителя. Проблема в том, что для принятия решения руководитель должен хорошо знать данную предметную область. В дипломной работе предлагается использовать экспертную систему поддержки принятия решения, которая базируется на знаниях экспертов в предметной области и позволяет на основании анали ...

Аннотация 4
Введение. Обоснование и назначение разработки 5
1. Анализ технического задания 8
1.1. Анализ предметной области описание требований к ИС 8
1.2. Формулировка технического задания 14
1.3. Содержательная постановка задачи, структура ИС, проект системы 17
1.4. Этапы проектирования системы поддержки принятия решения 23
1.4.1. Предварительное проектирование системы 23
1.4.2. Постановка проблемы и описание задач на разработку СППР 24
1.4.3. Модель системы принятия решений 25
1.5. Выбор методологии проектирования 26
1.5.1. Разработка IDEF0 модели системы 26
1.5.2. Модель процесса формирования критериев. 31
1.6. Возможные реализации информационной системы 33
2. Разработка информационной системы 34
2.1. Выбор и обоснование программной и аппаратной реализации 34
2.1.1 Разработка графического интерфейса 34
2.1.2. Наиболее распространенные средства серверной разработки (PHP MySQL) 35
2.1.3. Набор веб инструментов разработчика (CASE, IDE, проектировщики баз данных, ) 36
2.1.4. Средства администрирования сайта на сервере (C-Panel, FileZilla, TotalCommander) 40
2.2. Разработка архитектуры системы 41
2.3. Разработка интерфейса и дизайна информационной системы 41
2.4. Разбивка графического дизайна на отдельные функциональные 45
3. Технологическая часть 47
3.1. Проектирование системы 47
3.1.1. Выявление требований к системе 47
3.1.2. Оптимизация требований для системы 56
3.2. Проектирование работы системы в BPMN нотации 56
3.3. Проектирование базы данных 57
3.4. Руководства пользователя 61
3.5. Руководство Администратора 62
Заключение 64
Список литературы 65
Приложения. 67
Приложение 1. Код файла главной страницы 67
Приложение 2. Программный код формы эксперта 68
Приложение 3. Код модуля выработки решений 80

В данной работе рассматриваются вопросы автоматизации выбора CALS/ИПИ систем. Цель работы состоит в проектировании и разработке программного продукта – информационной системы, с помощью которой некоторый пользователь смог бы обоснованно выбрать для предприятия систему (технологию) CALS/ИПИ.
Предлагается рассматривать не простого пользователя, а руководителя предприятия, тогда система, которая будет рассматриваться в данной работе будет проектироваться и реализовываться как экспертная система поддержки принятия решения.
В работе описываются методы и средства разработки и реализации системы.
В первой части анализируются предметные области CALS/ИПИ технологий и разработки информационных систем, систем принятия решений и экспертных систем, определяются инструменты проектирования и разработки.
Вторая часть описывает процесс проектирования системы, элементов системы, графического интерфейса, описывает проектирование основных бизнес-процессов в системе.
Третья часть описывает непосредственно процессы проектирования и эксплуатации системы.
В заключении сделаны выводы по работе.
 
Введение. Обоснование и назначение разработки
Для повышения конкурентоспособности предприятий все чаще используются информационные технологии поддержки жизненного цикла изделий или, как их называют CALC или ИПИ-технологии. Данные технологии представляют собой высокотехнологические наукоемкие элементы инфраструктуры предприятий, отраслей промышленности, без которых достаточно сложно организовать управление современной промышленностью, которое отвечает современным требованиям.
Процессы жизненного цикла наукоемкой продукции являются сложными объектами автоматизации. Каждый из этих процессов может быть автоматизирован посредством различных технологий, которые, в свою очередь, поддерживаются многими программными системами различных производителей. Поэтому при внедрении ИПИ- и КМК-технологий на предприятиях всегда возникает множество проблем, успешное решение которых определяет эффективность внедрения.
Весьма противоречивые сведения о результатах внедрения сложных информационных технологий на предприятиях обусловливают актуальность обоснования методов выбора и внедрения этих технологий. Учитывая высокую стоимость проектов внедрения - как правило, от сотен тысяч долларов до нескольких миллионов и более - можно также говорить об исключительной практической важности этих методов. Различные аспекты этой проблемы в той или иной мере затрагивались в различных исследованиях и нашли отражение в работах В.Ф. Горнева, А.Н. Давыдова, И.П. Норенкова, М.В. Овсянникова, Ю.М. Соломенцева, Е.В. Судова, Б.И. Черпакова и др., хотя работ, полностью посвященных рассматриваемой тематике в отечественной литературе еще практически нет.
Вопросы развития информационной составляющей технологической среды на предприятиях все чаще становятся также объектом внимания не только руководства предприятий, но и государственных органов управления. Органы российской исполнительной власти на федеральном и региональном уровнях также предпринимают определенные шаги, направленные на повышение конкурентоспособности отечественных отраслей промышленности и даже отдельных предприятий. Но, к сожалению, эти усилия не приносят желаемых результатов. Одна из причин - отсутствие системного подхода к формированию информационно-технологической инфраструктуры, позволяющей повысить конкурентоспособность предприятий, используя современные информационные технологии.
Главными инструментами государственной научно-технической, технологической, промышленной и инновационной политик являются государственные и федеральные научно-технические программы. Однако формирование технологической инфраструктуры в промышленности и технологической среды на предприятиях оказываются, как правило, за рамками этих программ и, как следствие, вне поля зрения органов государственного управления. Один из подходов решения рассматриваемой проблемы - реализация региональных программ развития информационно-технологической инфраструктуры (РПРИТИ) в промышленности, направленных на стимулирование и поддержку предприятий в области развития информационно-технологической инфраструктуры. При этом эффективное внедрение РПРИТИ в практику государственного управления требует соответствующего методологического и организационно-методического обеспечения, создание которого представляет актуальную научную задачу.
Таким образом, для решения проблемы создания информационно-технологической инфраструктуры требуется интеграция усилий менеджмента предприятия по внедрению технологий и органов власти (как на федеральном, так и на региональном уровнях) по стимулированию и поддержке этого процесса.
Цель работы: разработка табличного алгоритма сравнения различных CALS/ИПИ технологий на основе Access программ (или аналогичных продуктов) в интересах потребителя (заказчика).
Предмет исследования: CALS технологии
Объект исследования: Критерии оценки качества технологии.
Задачи исследования
1. Проанализировать техническое задание
2. Изучить предметные области, используемые в дипломном проекте
3. Спроектировать систему
4. Разработать методику оценки качества системы
5. Разработать программный продукт
Авторский вклад. Разработаны критерии оценки программных систем, в основе которых лежит CALS-технология. Разработан подход оценки индекса каждой системы и механизм формирования индекса. Разработана технология оценивания CALS систем на основе экспертных оценок. Разработана система поддержки принятия решений по выработке решения по выбору системы. Для апробации программная систем размещена на сервере в открытом доступе.
 

В предыдущих пунктах уже описывались средства, которые используются на этапе проектирования сайта.Коротко рассмотрим средства разработки сайта.Как уже говорилось выше разработка сайта начинается с анализа требований, определения целей и задач сайта, определения основной концепции сайта (аудитории, назначения, примерного содержания), проектирования (определения структуры сайта, основных блоков и модулей, разработке прототипа сайта). Все это было описано выше и выполняется на подготовительном этапе составления технического задания на разработку сайта. На следующем этапе практической разработки разрабатывается дизайн сайта.Для разработки дизайна существует ряд подходов:Разработка с нуля. В этом случае используется редактор HTML кода. Таких редакторов много и различаются они возможностью генерировать код и стоимостью. Наиболее распространенным и популярным, несмотря на высокую стоимость является WYSWIG редактор DreamWeaver компании Adobe WYSIWYG обозначает дословно, что видишь, то и получишь, т.е. данный редактор позволяет визуализировать процесс создания программного кода, а значит и дизайна сайта в целом, хотя это не совсем так. Данный редактор работает со всеми современными клиентскими и даже частью серверных технологий (рис.2.1). lefttop00Рис.2.1. Технологии которые поддерживает редакторИспользование специальных фреймворковЧаще всего для этих целей используют специальный узкопрофильный фреймворк Smarty, реже Twig или Latte (рис 2.2).Рис.2.2. Разработка шаблона Smarty в редакторе NetBeans.Для разработки некоторых модулей и редактирования сайта на стороне клиента используют различные редакторы, из которых можно отдельно выделить NetBeans -cпециализированная среда для создания кода PHP и полная интеграция с веб-стандартами, а также полная поддержка технологий разработки HTML5, JavaScript и CSS3.Редактор PHP в NetBeans предоставляет шаблоны кода и средства создания кода, такие как средства создания методов getter и setter, средства рефакторинга (включая «мгновенное переименование»), всплывающие подсказки для параметров, советы, функции быстрого исправления и интеллектуальное автозавершение кода.Редактор позволяет использовать синтаксическую и семантическую подсветку кода, всплывающие окна документации, форматирование и свертывание кода, а также выделение вхождений и точек выхода, интеллектуального автоматического завершения кода с помощью операторов try и catch, интеллектуального предварительного заполнения параметров метода и прямоугольного выделения.IDE NetBeans для PHP предлагает целый ряд функций, связанных с разработкой с помощью PHP 5. Автоматическое завершение кода PHP в среде IDE поддерживает стили массивов, такие как разыменование массивов и краткий синтаксис массивов. IDE NetBeans также распознает Признаки и анонимные переменные объектов, включает дополнительные функции, такие как вызываемые типы подсказок, двоичное представление целых чисел и вызовы по схеме Class::{expr}().В IDE NetBeans поддерживаются следующие распространенных веб-платформы.Платформа Zend 1, 2(экранное представление)Платформа Symfony 1,2Платформа Nette 1,2 (экранное представление)Платформа Doctrine 2Платформа FuelPHPПлатформа YiiPHPПлатформа WordPressPHPШаблонизаторы Smarty 1,2 и LatteРис. 2.3. Использование редактора для разработки функциональных модулейМожно создавать проекты PHP на этих платформах, выполнять команды платформ, переходить от контроллеров (действий) к представлениям, использовать аннотации платформы и автозавершение кода в редакторе, а также менять настройки.Кроме того, редактор поддерживает групповую работу через CVS, Git, Subversion2.1.4. Средства администрирования сайта на сервере (C-Panel, FileZilla, TotalCommander)Существует несколько подходов к разработке сайтов по отношению к месту разработки из которых можно выделить два:- сайт разрабатывается на локальной машине, устанавливается локальный сервер на машину разработчика, чаще всего Apache и сервер баз данных MySQL (обычно устанавливается уже готовый пакет разработчика XAMPP или WAMP)- сайт разрабатывается на сервере, мы будем использовать второй вариант разработки, в соответствии с Agile технологией программного обеспечения и уже на первых итерациях разработки сайт будет доступен в сети и его можно будет сразу использовать, в то время как функционал сайта будет постепенно расти и расширяться до полного завершения. Данный подход более перспективен и по другой причине – SEO оптимизация сайта начинается с первых шагов его разработки, т.к. он с самого начала регистрируется в поисковых системах и к моменту полного окончания сайт уже хорошо знаком поисковым системам.И в первом и во втором случае перенос сайта предполагает использование специальных программ-клиентов. Из таких программ можно выделить три FileZilla, FireFTP, c-panel. Данные программы представляют собой не что иное, чем ftp клиенты и имеют стандартный двухпанельный интерфейс.2.2. Разработка архитектуры системы2.3. Разработка интерфейса и дизайна информационной системыПроектировать дизайн сайта лучше с использованием одного из специальных редакторов прототипа сайта. При прототипировании мы получаем ряд прямоугольников и макетов элементов, которые требуется разместить на странице (экране). Веб-дизайн это отрасль веб-разработки и разновидность дизайна, в задачи которой входит проектирование пользовательских веб-интерфейсов для сайтов или веб-приложений. Веб-дизайнеры проектируют логическую структуру веб-страниц, продумывают наиболее удобные решения подачи информации, а также занимаются художественным оформлением веб-проекта. В результате пересечения двух отраслей человеческой деятельности грамотный веб-дизайнер должен быть знаком с последними веб-технологиями и иметь соответствующие художественные качества.Веб-дизайн - вид графического дизайна, направленный на разработку и оформление объектов информационной среды интернета, призванный обеспечить им высокие потребительские свойства и эстетические качества. Подобная трактовка отделяет веб-дизайн от веб-программирования, подчеркивает специфику предметной деятельности веб-дизайнера, позиционирует веб-дизайн как вид графического дизайна.Дизайн веб-ресурса (веб-дизайн) - спроектированная структура веб-ресурса, отличающаяся оригинальностью применения цветовых и технических решений, обеспечивает эстетическое восприятие и удобство пользования веб-ресурсом.На этом этапе определяются общие требования к дизайну веб-интерфейса. На этапе проектирования определяется какие модули должны присутствовать на каждой странице веб-интерфейса. Перед разработкой сайта на основе требований и предварительных моделей структуры и дизайна сайта проектируют сайт. Для этих целей используются редакторы прототипов. Наиболее известный и продвинутый Axure Pro.(Рис.2.4).Рис.2.4. Проектирование прототипа сайта в редакторе Axure Pro Затем прототип реализуется в шаблоне через программный код и средства визуального редактора (рис.2.5)Рис.2.5. «Подгонка» шаблона в редакторе под структуру прототипаРис.2.6. Редактирование прототипа в редакторе DreamWeaverНа этом этапе нужно подготовит графические элементы шаблона и графику вообще, для чего использовался редактор Adobe Photoshop Рис.2.8. Создание анкеты.Рис.2.9. Программирование анкеты в редакторе2.4. Разбивка графического дизайна на отдельные функциональные элементыВеб-дизайн рассматривают как специальную отрасль веб-разработки и дизайна, задачами которой является проектирование пользовательских веб-интерфейсов для сайтов или веб-приложений. Веб-дизайн рассматривают как особый вид графического дизайна, который направлен на решение задач оформления и разработки веб-приложений, целью которого является обеспечение им хорошего юзабилити. На этом этапе определяются общие требования к дизайну веб-интерфейса. Веб-дизайн можно рассматривать как проектирование практичной, удобной, визуально привлекательной, для всех видов пользователей, системы. В современном веб-дизайне часто используют термин «usability» - дизайн, ориентированный на пользователя - понятный и удобный, но это понятие можно рассматривать несколько шире как удобство использования сайта, его пользовательскую направленность. Таким образом можно сказать, что веб-дизайн - это проектирование веб-интерфейса, и знание инструментов для разработки (языков разметки и программирования, графических редакторов и редакторов верстки, различных клиентских и серверных приложений и утилит) и профессиональное владение ими.На этапе проектирования определяется какие модули должны присутствовать на каждой странице веб-интерфейса. В сайте используются преимущественно светлые стили.Основные разделы сайта должны быть доступны с первой страницы.На первой странице не должно быть большого объема текстовой информации.В дизайне сайта не должны присутствовать:- мелькающие баннеры;- много сливающегося текста;- видео,- анимация.На первой странице должны располагаться кнопки обратной связи, которые переводят пользователя на форму регистрации на прием к врачу и на форму задания вопроса.Сайт должен иметь разветвляющуюся систему навигации и предполагает три вида навигации.Горизонтальная навигация используется для основного меню и содержит ссылки на основные информационные разделы сайта.Внешний вид интерфейса системы называют визуальным дизайном. Он создается в графическом редакторе на основе структурных схем страниц (wireframes). Дизайн должен отвечать направлению сайта, быть современным и эстетичным, при этом не забывая об эргономике. Работа строится в два этапа - сперва создается креативная концепция дизайна. А после ее утверждения прорисовываются ключевые страницы системы.3. Технологическая часть3.1. Проектирование системы3.1.1. Выявление требований к системеКак было описано ранее жизненный цикл изделий (ЖЦИ) состоит из последовательности этапов, от проектирования нового продукта до его утилизации в конце срока использования. Из основных этапов выделяют: маркетинговые исследования, проектирование, технологическая подготовка производства (ТПП), само производство, послепродажное обслуживание и эксплуатацию продукта, утилизацию. Каждый этап жизненного цикла направлен на решение своих задач, поэтому его исполнение предполагает реализацию специфических функций. Количество специфических функций достаточно велико и на их основе разрабатываются различные программные средства, основная задача которых состоит в оптимизации одного из этапов жизненного цикла. На рис. 3.1. указаны основные типы АС с их привязкой к тем или иным этапам жизненного цикла изделий.Рис.3.1. Жизненный цикл продукцииЖизненный цикл изделия сопровождается автоматизированными информационными системами, направленными на оптимизацию отдельных процессов.САЕ - Computer Aided Engineering (автоматизированные расчеты и анализ); CAD - Computer Aided Design (автоматизированное проектирование); САМ - Computer Aided Manufacturing (автоматизированная технологическая подготовка производства); PDM - Product Data Management (управление проектными данными); ERP - Enterprise Resource Planning (планирование и управление предприятием); MRP-2 - Manufacturing (Material) Requirement Planning (планирование производства ); MES - Manufacturing Execution System (производственная исполнительная система); SCM - Supply Chain Management (управление цепочками поставок); CRM - Customer Relationship Management (управление взаимоотношениями с заказчиками); SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition (диспетчерское управление производственными процессами); CNC - Computer Numerical Control (компьютерное числовое управление); S&SM - Sales and Service Management (управление продажами и обслуживанием); СРС - Collaborative Product Commerce (совместный электронный бизнес).Проблема состоит в том, что данные системы либо слабо интегрируются, либо вообще не интегрируются друг с другом, что снижает качество использования нескольких систем в жизненном цикле изделия и приводит к дополнительным рискам, при высокой эффективности каждой из систем по отдельности.Естественно предположить, что чем больше этапов жизненного цикла реализуется системой, тем меньше проблем с передачей, переформатированием данных, оперативностью и качеством решений. Данное предположение, подтверждается многими экспертами в данной проблемной области и описывается в научных статьях по проблеме внедрения CALS в деятельность промышленных предприятий, оно же положено в основу данной дипломной работы. Предлагается составить таблицу, в которой отображены основные функции той или иной системы (в дипломной работе предполагается две системы) и провести анализ наличия тех или иных функций, поддерживаемых системой на различных этапах жизненного цикла.Но позже в процессе изучения теоретической части для повышения качества выбора было предложено ввести систему поддержки принятия решений (СППР), которая предлагает группе экспертов в данной предметной области не просто оценить наличие или отсутствие той или иной функции, но оценить ее качество по десятибалльной шкале, кроме того, на основании требований, предъявляемых к той или иной системе и их функция была разработана система весов (коэффициентов полезности) функции для производственного процесса, которые располагаются в промежутке от 0 до 1, где 0 – функция не востребована, 1- функция является обязательной (ее отсутствие критично).Существует несколько подходов к описанию элементов жизненного цикла. В качестве основной типизации CALS систем, в привязке к элементам жизненного цикла, выбрана изображенная на рисунке 3.2.Рис.3.2. Этапы жизненного циклаНа основе данных этапов была разработана таблицу по определению качества системы. Основными элементами стали этапы жизненного цикла и функции, которые должны быть реализованы информационными системами и специализированными программными продуктами.Таблица. 1. Характеристики системыЭтапФункцияОценка балл) ВесМаркетинг и изучение рынкапредварительная оценка стоимости изделия;сравнение основных характеристик изделия с аналогом;получение оценочных данных по затратамсистема анализа маркетинговой информациисистема внутренней отчетностисистема сбора внешней текущей маркетинговой информациисистема маркетинговых исследованийсистема анализа маркетинговой информацииПроектирование поддержка состава изделий; ведение архива документов;создание исполнителей по ECKD;формирование спецификаций;плоское моделирование черчение объемное моделирование создание объемных сборок создание чертежа по трехмерной модели редактирование сканированного изображения – внесение изменения в текст и графику сканированного чертежа с последующим выводом на плоттер поддержка отечественных стандартовподдержка пользователей «горячей линией»Подготовка производствасоздание технологических карт;создание контрольных карт;создание документацииклассификация и группирование объектов производства;обеспечение технологичности конструкций изделий;проектирование технологических процессов и средств технологического оснащения (СТО);моделирование процессов производства;определение рациональной структуры производственной системы;изготовление средств технологического оснащения;проектирование и настройка программных средств (ПС);оценка надежности технологических решений;формирование управляющей информации (УИ) для вычислительного комплекса производственной системы;организация и управление процессом ТППклассификация и группирование объектов производства;обеспечение технологичности конструкций изделий;проектирование технологических процессов и средств технологического оснащения (СТО);моделирование процессов производства;Производствовысокая информативность, помогающую оценить техпроцесс, выбрать критерии и определить их относительную важность; возможность анализа технологической обстановки, оценка нарушений ведения технологического процесса, позволяющую вести технологическую наладку производства;возможность поиска оптимального режима ведения технологического процесса; высокая точность по измерению технологических параметров и их регулированию; возможность автоматической дозировки компонентов; возможность качественного поддерживания технологического режима по заданному алгоритму; возможность расширения системы управления; возможность создания на базе АСУ ТП автоматизированных рабочих мест (АРМ) обслуживающего персонала.автоматическая диспетчеризация параметров технологического оборудования (уровней, давлений, уровней раздела фаз, температур и расходов по технологическим аппаратам); сравнение измеренных значений технологических параметров с заданными значениями и формирование сигналов управления, а также предупредительной и аварийной сигнализации; отображение хода технологического процесса в виде мнемосхем, трендов (графиков изменения параметров во времени), индикаторов; хронометрирование основных технологических параметров;формирование протокола событий и архивных данныхоперативное автоматическое и ручное управление элементами процесса с пульта автоматизированного рабочего места (АРМ); оперативное автоматическое и ручное механизмами с пульта автоматизированного рабочего места (АРМ) оператортехнолога; имитация объекта управления, различных аварий и отказов, для независимой отладки и обучения обслуживающего персоналаавтоматическая диспетчеризация параметров технологического оборудования (уровней, давлений, уровней раздела фаз, температур и расходов по технологическим аппаратам); Эксплуатациялогистический анализ на стадии проектирования (Logistics Support Analysis), предусматривающий определение требований к готовности изделия; определение затрат и ресурсов, необходимых для поддержания изделия в нужном состоянии; создание баз данных для отслеживания перечисленных параметров в ходе жизненного цикла изделия;создание электронной технической документации для закупки, поставки, ввода в действие, эксплуатации, обслуживания и ремонта изделия; создание и ведение «электронных досье» на эксплуатируемые изделия, с целью накопления и использования фактических данных для оперативного определения реального объема работ по обслуживанию и потребности в материальных ресурсах; применение стандартизованных процессов поставки изделий и средств материально-технического обеспечения, создание компьютерных систем информационной поддержки этих процессов (Integrated Supply Support Procedures); применение стандартизованных решений по кодификации (каталогизации) изделий и предметов снабжения (Codification), создание федерального реестра предметов снабжения, поставляемых для государственных нужд, получение кодов, используемых для их идентификации в процессах материально-технического снабжения; создание и применение компьютерных систем планирования потребностей в средствах материально-технического обеспечения, формирования заявок (Order Administration) и управления контрактами (Invoicing) на поставку средств материально-технического обеспечения.логистический анализ на стадии проектирования (Logistics Support Analysis), предусматривающий определение требований к готовности изделия; определение затрат и ресурсов, необходимых для поддержания изделия в нужном состоянии;создание баз данных для отслеживания перечисленных параметров в ходе жизненного цикла изделия;Утилизацияналичие адекватных математических моделей для всех способов переработки отходов данного производства;наличие базы данных по аппаратному оформлению технологических процессовхорошая визуализация технологических схем производстваудобные и понятные средства для ввода данных и представления результатов расчетасистематизация информации и способах переработки изделиявыбор способа переработки изделиярасчет технологических параметровпредставление результатов расчетов в наглядной графической формепредставление сведений о технологических схемах и аппаратурном оформлении процесса переработкиДанная таблица наиболее полно отображает требования, которые предъявляются к различным CALS системам 3.1.2. Оптимизация требований для системыОднако, реализация данных требований в полном объеме в системе принятия решений на этапе данного дипломного проекта достаточно сложная задача по ряду причин:1.