Разработка автоматизированной системы анализа и планирования затрат энергопотребления на платформе 1С:Предприятие 8.3

Цель проекта - разработка АИС учета, планирования и анализа энергозатрат, для сокращения расходов на последние. Защита г Ростов-на-Дону. Институт управления, бизнеса и права. Оценка отлично. ...

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 6
1 РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ 8
1.1 Анализ существующих решений по автоматизации предметной области 8
1.2 Анализ предметной области 11
1.3 Выбор методологии проектирования информационной системы 15
1.4 Сбор требований 16
1.5 Анализ и моделирование требований 18
1.6 Спецификация требований 18
1.7 Аттестация требований 20
Выводы к разделу 21
2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ 22
2.1 Архитектурное проектирование 22
2.2 Проектирование пользовательского интерфейса 26
2.3 Проектирование баз данных 28
2.4 Обоснование выбора платформы создания ИС 30
2.5 Проектирование модулей 32
Выводы к разделу 36
3 РЕАЛИЗАЦИЯ И АТТЕСТАЦИЯ ИС 37
3.1 Реализация приложения 37
3.2 Взаимодействие приложения с источниками данных 43
3.3 Тестирование приложения 44
3.4 Методика развертывания приложения 49
Выводы к разделу 51
4 УПРАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫМ ПРОЕКТОМ 52
4.1 Выбор жизненного цикла разработки ПО 52
4.2 Определение цели и области действия программного проекта 57
4.3 Создание структуры пооперационного перечня работ 57
4.4 Идентификация задач и действий 59
4.5 Оценка и возможности повторного использования ПО 60
4.6 Оценка длительности и стоимости разработки ПО 61
4.7 Распределение ресурсов проекта 63
4.8 Оценка экономической эффективности проекта 65
Выводы к разделу 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
Результаты интеллектуальной деятельности 72
CONCLUSION 74
Result of intellectual activity 74
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
ПРИЛОЖЕНИЕ А – ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА ПРЕДПРИЯТИЯ 80
ПРИЛОЖЕНИЕ Б – ОТЧЕТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ ОТДЕЛА ЭНЕРГЕТИКИ 81
ПРИЛОЖЕНИЕ В – СПЕЦИФИКАЦИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ 84
ПРИЛОЖЕНИЕ Г – ПРОТОТИПЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО
ИНТЕРФЕЙСА 89
ПРИЛОЖЕНИЕ Д – СПИСОК ЗАПРОСОВ ДОСТУПА К ДАННЫМ 93
ПРИЛОЖЕНИЕ Е — ОБОСНОВАНИЕ МОДЕЛИ ВЫБОРА ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА 96
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж – ДИАГРАММА ГАНТА 100

В условиях, когда происходит рост цен на энергоносители, особое значение приобретают средства, при помощи которых предприятие или организация могут сократить потери или необоснованное расходование энергии, тем самым существенно уменьшив текущие затраты и повысив эффективность своей работы. Первым шагом на пути к сокращению энергозатрат является организация строгого учета, анализа и планирования потребляемых энергоресурсов [8].
Рассматриваемая информационная система в дипломной работе разработана на базе одного из динамично развивающихся предприятий машиностроительной отрасли России «ДОНЭКС».

В процессе проектирования системы создаем ряд моделей (информационная и функциональная) предметной области, которые будут лежать в основе структуры метаданных автоматизированной информационной системы. В рамках структурного подхода предлагается использование связки функциональной SADT-модели и ER-модели (Рисунок 2.3).Рисунок 2.3 – Система моделей для создания автоматизированной системы на платформе «1С: Предприятие»ER-модель предметной области и функциональная модель SADT должны быть согласованы между собой [3].В соответствии с принятыми ограничениями, формируем процессорную модель SADT. По мере уточнения требований производится декомпозиция функций системы до необходимо уровня.На рисунке 2.4 представлена диаграмма IDEF0 первого уровня декомпозиции системы.Рисунок 2.4 – Диаграмма IDEF0 первого уровня.На рисунке 2.5 изображена диаграмма IDEF0 второго уровня декомпозиции процесса «Администрирование».Рисунок 2.5 – Диаграмма второго уровня процесса «Администрирование»На рисунке 2.6 изображена диаграмма IDEF0 второго уровня декомпозиции процесса «Анализ энергозатрат».Рисунок 2.6 – Диаграмма IDEF0 второго уровня процесса «Анализ энергозатрат»На рисунке 2.7 изображена диаграмма IDEF0 второго уровня декомпозиции процесса «Планирование энергозатрат».Рисунок 2.7 – Диаграмма IDEF0 второго уровня процесса «Планирование энергозатрат»Трансформация в структуру метаданных «1С: Предприятие» процессорной модели SADT и ER-модели предметной области основана на возможностях и ограничениях, предоставляемых платформой «1С: Предприятие» в части видов метаданных, а также типов взаимосвязей между объектами метаданных.В «1С: Предприятие» используются такие объекты как справочники, документы, регистры, журналы документов и некоторые другие [6].Справочники представляют элементы хранения условно-постоянной информации.Документы – элементы, отражающие хозяйственные операции.Регистры – элементы, отражающие изменение состояние системы.Каждый объект информационной системы включает в себя модуль объекта, в котором разработчик с помощью встроенного языка программирования может определить поведение и логику объекта.Исходя из процессорной модели SADT были спроектированы следующие модули:модуль загрузки данных в систему;модуль обработки данных;модули формирования отчетов и графиков.Выводы к разделуВо втором разделе проведено архитектурное проектирование информационной системы, определен пользовательский интерфейс системы. Проведено проектирование базы данных, удовлетворяющей требованиям разрабатываемой информационной системы. Определена структура и выбрана платформа для реализации информационной системы. Для разрабатываемой информационной системы была выбрана платформа «1С: Предприятие» 8.3. Реализация и аттестация ИСРеализация приложенияРеализация программного обеспечения – это процесс перевода системной спецификации в работоспособную систему. Итогом реализации приложения является работоспособная информационная система.Разработка объектов конфигурации информационной системы осуществляется с помощью единого рабочего инструмента «Конфигуратора». Результатом разработки является конфигурация информационной базы, состоящая из таких объектов как [6]:подсистемы;общие модули;справочники;документы;перечисления;отчеты;обработки;регистры сведений.Для того чтобы стандартизировать и упростить процесс разработки и модификации прикладных решений, разработчику предоставляется графический интерфейс, с помощью которого он имеет возможность описать состав объектов, используемых в конкретном прикладном решении. Таким образом, разработчик оперирует метаданными – "данными о данных", или объектами конфигурации. Добавляя в структуру прикладного решения очередной объект, разработчик, по сути, добавляет описание того, как будут размещаться соответствующие данные, и как они будут взаимодействовать с другими данными, хранящимися в информационной базе. На рисунке 3.1 показана система объектов конфигурации информационной системы.Рисунок 3.1 – Система объектов конфигурации ИСПлатформа «1С:Предприятие» 8.3 позволяет выделить в прикладном решении отдельные части, – подсистемы, – в совокупности представляющие все прикладное решение. Подсистемы могут иметь иерархическую структуру, одна подсистема может включать в себя несколько других подсистем. Список подсистем, разрабатываемой информационной системы представлен на рисунке 3.2.Рисунок 3.2 – Список подсистем информационной системыДля каждого объекта конфигурации существует возможность указать его принадлежность к одной или нескольким подсистемам. Таким образом, в терминах подсистем можно описать всю структуру прикладного решения.Объекты прикладного решения «Справочник» позволяют хранить в информационной базе данные, имеющие одинаковую структуру и списочный характер. Это может быть, например, список счетчиков, подразделений, единиц измерения. Каждый элемент справочника характеризуется кодом и наименованием. Система поддерживает режим автоматической нумерации элементов, при котором она самостоятельно может генерировать код для нового элемента справочника. Кроме этого, каждый элемент справочника может содержать некоторый набор информации, которая одинакова по своей структуре, но различна по количеству, для разных элементов справочника.Пример создания справочника «Подразделения» показан на рисунке 3.3.Рисунок 3.3 – Создание справочника «Подразделения» Объекты прикладного решения «Регистр сведений» позволяют хранить в прикладном решении произвольные данные в разрезе нескольких измерений. Например, в регистре сведений можно хранить показания энергопотребления в разрезе счетчиков и периода времени.Информация в регистре сведений хранится в виде записей, каждая из которых содержит значения измерений и соответствующие им значения ресурсов.Измерения регистра описывают разрезы, в которых хранится информация, а ресурсы регистра непосредственно содержат хранимую информацию. Структура регистра сведений «Показания счетчиков» показана на рисунке 3.4.Рисунок 3.4 – Структура регистра сведений «Показания счетчиков»«Обработки» – это прикладные объекты конфигурации. Они предназначены для выполнения различных действий над информацией. Например, с их помощью можно выполнять удаление из системы устаревших данных, импорт информации из других систем. «Обработка» может содержать одну или несколько форм, с помощью которых, при необходимости, можно организовать ввод каких-либо параметров, влияющих на ход алгоритма. В разрабатываемой информационной системе объект «Обработка» используется для импорта данных из файлов в формате DBF в регистр сведений «Показания счетчиков». Выбор файла и ввод дополнительных параметров производится в форме обработки (рисунок 3.5).Алгоритм загрузки данных описывается с помощью встроенного языка платформы «1С: Предприятие» 8.3 в модуле формы обработки (рисунок 3.6).Рисунок 3.5 – Форма обработки «Загрузка показаний счетчиков»Рисунок 3.6 – Модуль формы обработки «Загрузка показаний счетчиков»Отчеты – это прикладные объекты конфигурации. Они предназначены для обработки накопленной информации и получения сводных данных в удобном для просмотра и анализа виде. Конфигуратор позволяет формировать набор различных отчетов, достаточных для удовлетворения потребности пользователей системы в достоверной и подробной выходной информации [22].Для реализации функций анализа и планирования был разработан набор отчетов, позволяющих удовлетворить потребности пользователей (рисунок 3.7).Рисунок 3.7 – Список отчетов, реализованных в ИСДля каждого отчета создается схема компоновки данных, которая содержит информацию о наборах данных, необходимых для формирования отчета и настройки вывода отчета на экран пользователя [22]. Пример схемы компоновки данных представлен на рисунке 3.8:Рисунок 3.8 – Схема компоновки данныхВзаимодействие приложения с источниками данныхВзаимодействие любого приложения с источниками данных, разработанного с помощью платформы «1С: Предприятие» реализовано с помощью механизма запросов.Механизм запросов – это один из способов доступа к данным, которые поддерживает платформа. Используя этот механизм, разработчик может читать и обрабатывать данные, хранящиеся в информационной базе. Изменение данных с помощью запросов невозможно. Это объясняется тем, что запросы специально предназначены для получения и обработки некоторой выборки из больших массивов данных, которые могут храниться в базе данных [23].Запросы реализуют табличный способ доступа к данным, которые хранятся в базе данных. Это означает, что все данные представляются в виде совокупности связанных между собой таблиц, к которым можно обращаться как по-отдельности, так и к нескольким таблицам во взаимосвязи [21].Рассмотрит реализацию доступа к данным на примере отчета «График потребления за период по подразделению».Первым этапом является разработка формы отчета, представленной на рисунке 3.9.Форма содержит поля, для настройки отчета и поле вывода графика потребления.На следующем этапе необходимо реализовать соответствующий запрос, позволяющий произвести выборку данных в соответствии с настройками формы отчета. Программный код запроса к информационной базе системы представлен на рисунке 3.10.Рисунок 3.9 – Форма настройки и вывода отчетаРисунок 3.10 – Запрос к информационной базеВ приложении Д представлен полный список запросов, реализованных для доступа к данных в системе.Тестирование приложенияПолностью избежать ошибок при программировании невозможно, даже профессионалы время от времени допускают ошибки, а так же недоработки системы проявляющиеся во время тестирования, а иногда и эксплуатации.Тестирование – это проверка работы программ с данными, подобным реальным, которые будут обрабатываться в процессе эксплуатации системы. Процесс тестирования программного обеспечения осуществляется на основе фактических или смоделированных входных данных (как стандартных, так и не стандартных) при определённых контролируемых условиях. Если программный продукт не соответствует сформулированным требованиям, идентифицируются значительные отличия между ожидаемыми и фактическими результатами. На разных этапах процесса разработки программного обеспечения применяют различные виды тестирования:тестирование дефектов обусловленных ошибками в программе (синтаксические ошибки, ошибки периода выполнения, логические ошибки);статическое тестирование оценивает производительность и надёжность программ, а также работу системы в различных режимах эксплуатации.Неформальное тестирование осуществляется разработчиками для того, чтобы оценить выполняемый процесс разработки программного обеспечения. В данном случае термин «неформальный» вовсе не означает, что тестированию не придаётся серьёзного значения. Это подразумевает, что заказчик официально не принимает участия в процессе тестирования, а основная цель – обнаружение различного рода ошибок. Существует несколько методов тестирования, рассмотрим два из них. Этот метод «черного ящика» и метод «белого ящика».Метод «черный ящик» – метод, при котором тестировщик являет человеком, не относящимся к проектированию и разработке данного ПО. Тестировщику дают тестируемое приложение и дают тестовые случаи. В ходе тестирования он должен вносить результаты тестов.Метод «Белый ящик» – особенность этого метода заключается в том, что тестировщиком является человек, который знает все процессы, происходящие в приложении. Как правило, в таких случаях тестировщиком является сам разработчик приложения.Имеющийся программный продукт тестировался по методу «белого ящика».План тестирования:система будет тестироваться методом «белого ящика»;должно быть соблюдено соответствие между данными, хранящимися в БД, и данными появляющимися при тестировании программного модуля:тестирование будет проводится в ручную, из-за отсутствия специальных средств;приложение отправляется на доработку, если найдено несоответствие. При исправлении ошибки приложение снова отправляется на тестирование.Входными параметрами являются:файл с показаниями счетчиков в формате DBF;информация о счетчиках, подразделениях, тарифах;параметры формирования отчетов и графиков.Тестирование приложения проводилось с помощью стандартных инструментов предоставляемых платформой «1С: Предприятие» 8.3.Режим пошагового исполнения кода позволяет построчно анализировать программу для диагностики и исправления ошибок. «1С: Предприятие» 8.3 предоставляет несколько вариантов пошагового исполнения [24]:«шагнуть в» позволяет построчно просматривать код с заходом в вызываемые функции;«шагнуть через» позволяет построчно просматривать код без захода в вызываемые функции;«шагнуть из» исполняет текущую функцию до конца и останавливается (если возможно) на следующей строке функции, из которой была вызвана текущая процедура;«идти до курсора» позволяет установить курсор в некоторую строку и исполнить весь код до этой строки;«текущая строка» (назначить следующий оператор) позволяет назначить следующий оператор для исполнения, при этом все строки до этого оператора будут пропущены.Точки прерывания – это строки кода, назначенные во время отладки, по достижении которых исполнение останавливается, а приложение переходит в режим пошагового исполнения. Для точек прерывания можно назначать дополнительные условия, определяющие обстоятельства, при которых эти точки активируются. Для управления точками прерывания предназначено окно «Точки останова», позволяющее создавать, отключать и удалять их.«1С: Предприятие» 8.3 предоставляет ряд инструментов для наблюдения за исполнением программы. Окна «Табло» и «Стек вызовов» позволяют отслеживать значения переменных программы во время ее исполнения. Имеются также дополнительные окна для наблюдения за самыми разными данными приложения [24].Тестирование и отладка – это два различных и в тоже время взаимосвязанных мероприятия. Под отладкой понимают непосредственный поиск ошибок в коде и их исправление, а тестированием называют процесс, позволяющий выявить эти ошибки. Обычно тестированию подвергают каждый метод приложения, заставляя его обработать всевозможные параметры в разных условиях. Такой подход называют блочным тестированием, поскольку при этом выполняется тестирование отдельных компонентов приложения. Однако приложения, как правило, слишком сложны, чтобы проверить все возможные параметры и условия исполнения [25].Успех тестирования целиком определяется качественным выбором контрольных примеров. Если их слишком мало, тестирование не даст результата и в окончательной версии программы непременно окажется много ошибок, а если их чрезвычайно много, вы потеряете время, деньги и превысите сроки, отведенные на разработку. Сбалансированным планом тестирования приложения считается тот, где достаточно полно представлены функции приложения и проверяются наиболее типичные сценарии его использования.Тестирование считается законченным не раньше, чем будет установлено, что оно корректно обрабатывает различные данные, в том числе и значения, которые больше или меньше допустимых. Далее описаны приемы составления тестовых данных, которые использовались при создании контрольных примеров для тестирования приложения:проверка типичных значений аргументов;использование заведомо недопустимых аргументов;комбинированные примеры.Набор тестовых заданий представлен в таблице 3.1.Таблица 3.1 – Набор тестовых заданийНаименованиеТестовые данныеОжидаемый результатПолученный результатТестирование загрузки показаний со счетчиковФайл в формате DBFУспешная загрузка данныхУспешная загрузка данныхФайл в формате отличном от DBFСообщение об ошибкеСообщение об ошибкеДата, отсутствующая в БДУспешная загрузка данныхУспешная загрузка данныхДата, присутствующая в БДПредупреждение о перезаписи данныхПредупреждение о перезаписи данныхЗаполнение справочниковВвод текстовых данныхУспешная загрузка данныхУспешная загрузка данныхВвод числовых данныхУспешная загрузка данныхУспешная загрузка данныхВвод повторяющихся данныхСообщение об ошибкеСообщение об ошибкеФормирование отчетов и графиковВвод корректной датыФормирование отчетаФормирование отчетаВвод некорректной датыВывод предупреждения Вывод предупрежденияВ результате выполнения набора тестовых заданий, ожидаемые результаты полностью совпали с полученными в ходе тестирования. Следовательно, система успешно прошла этап тестирования и не требует отладки и исправления.Методика развертывания приложенияРазвертывание компонентов происходит на тех компьютерах системы, на которых расположены рабочие места пользователей, использующих бизнес процессы, связанны с данной ИС. Следовательно, разработанный программный продукт будет установлен на рабочих местах инженеров-энергетиков и главного энергетика.Все автоматизированные рабочие места (АРМ) должны соответствовать следующим минимальным требованиям:Microsoft Windows 2000/XP;процессор Pentium III 700MB CPU;1С «Предприятие» 8.3Для развертывания ИС необходимо на сервере предприятия установить Microsoft SQL Server 2008 и серверную часть платформы «1С: Предприятие» 8.3. На «клиентских» компьютерах должна быть установлена ОС Microsoft Windows 2000/XP и толстый клиент «1С: Предприятие» 8.3. Установочная конфигурация клиентского приложения была выполнена с использованием инструмента создания файлов поставки и обновления конфигураций.Для начала установки приложения можно запустить файл установки. Пример инсталляции системы приведен на рисунках 3.11 – 3.13.Установка конфигурации «Анализ и планирование энергозатрат» начинается с запуска мастера установки (рисунок 3.11).Рисунок 3.11 – Окно мастера установки конфигурации ИСДля продолжения необходимо щелкнуть на кнопке «Далее». Появится следующее диалоговое окно выбора каталога для установки, в который следует установить приложение (рисунок 3.12).Рисунок 3.12 – Выбор каталога для установки информационной системыПосле выбора каталога и его подтверждения осуществляется непосредственно установка приложения (см. рисунок 3.13)Рисунок 3.13 – Установка продуктаВыводы к разделуВ данном разделе дипломного проекта рассмотрена реализация информационной системы. Описаны способы нахождения ошибок в приложении, так же описаны методики тестирования, которые использовались при тестировании приложения. Описана методика развертывания данной информационной системы. Рассмотрена методика взаимодействия информационной системы с источниками данных.Управление информационным проектомВыбор жизненного цикла разработки ПОПонятие жизненного цикла ПО – является одним из базовых понятий программной инженерии. Жизненный цикл ПО – определяется, как период времени, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания ПО и заканчивается в момент полного изъятия из эксплуатации [3].Модель жизненного цикла ИС – структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении жизненного цикла. Модель жизненного цикла зависит от специфики, масштаба и сложности проекта и специфики условий, в которых система создается и функционирует.Таблицы с вопросами, ответы на которые будут определять оптимальную модель жизненного цикла для информационной системы, приведена в приложении Е.В таблице 4.1 представлены итоговые результаты выбора модели жизненного цикла.Таблица STYLEREF 1 \s 4. SEQ Таблица \* ARABIC \s 1 1 - Итоговые результаты определения модели жизненного циклаХарактеристикаКаскаднаяV-образнаяПрототипированиеСпиральнаяRADИнкрементнаяТребования 443371Участники команды разработчиков545264Типы проектов и рисков785496Коллектив пользователей223052Итого 18181692713RAD (от англ. Rapid Application Development – быстрая разработка приложений) – концепция создания средств разработки программных продуктов, уделяющая особое внимание быстроте и удобству программирования, созданию технологического процесса, позволяющего программисту максимально быстро создавать компьютерные программы. С конца XX века RAD получила широкое распространение и одобрение. Концепцию RAD также часто связывают с концепцией визуального программирования.