Информационная система поддержки оптимального питания санатория «Дубрава»

В последние годы во всем мире прослеживается тенденция людей обращать внимание на состояние своего здоровья с целью коррекции возникающих изменений. Поэтому все больше и больше людей едутв санатории. Кроме использования естественных лечебных факторов (климата, спортивных игр, морских купаний и т. п.) много внимания в здравницах уделяется диете, которая является не только одним из эффективных средств комплексного лечения многих недугов, но и средством, способствующим их профилактике.

Система «Оптимальное питание» в санатории включает такие подразделения как кухня, столовая и врач-диетолог. Между ними происходит обмен большого количества информации, которая должна быть актуальной. Оправданный выбор диеты, способа кулинарной обработки, калорийности, состава витаминов, пищевых волокон делает питание мощным лечебным фактором.

В настоящее времяво многих санаториях оздоровительного типа до сих пор все сведения хранятся и обрабатываются в бумажном виде с помощью картотек и отчетов. Но это очень сложно реализовать, так как имеется большое количество продуктов с разным содержанием белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ. Трудность заключается также в выборе блюда, способа приготовления, замене отсутствующего продукта на эквивалентный. Вся информация должна храниться и своевременно обновляться.

Для структуризации всех сведений о клиентах санатория, их диагнозе, назначенной диете, о продуктах, блюдах, а также организации питания необходимо применить компьютерную обработку данных. Это позволит ускорить обмен информацией, а также избежать ошибок при выборе продуктов для определенной диеты, размещении клиентов в столовой и т. п. Информационная система решит проблему непосредственного руководства над работой основных подразделений и составление отчетов по всем выполняемым действиям.

Таким образом, необходимо организовать работу и взаимодействие между собой всех подразделений системы поддержки оптимального питания так, чтобы результат был наиболее эффективен.

1. Анализ предметной области

1.1 Описание объекта исследования и проектирования

В последнее время в мире растет интерес к оздоровительному отдыху благодаря моде на здоровый образ жизни и на употребление только натуральных продуктов. Люди все больше обращают внимание на состояние своего здоровья, и это не удивительно. Условия современной жизни диктуют нам необходимость пребывать в постоянной гонке за карьерой, достатком, благополучием. И все меньше времени и сил остается у нас на восстановление утраченного в этой гонке здоровья. Дорогие витамины никогда не заменят настоящего солнца, чистого воздуха и теплого моря. Именно многочисленные санатории оздоровительного типа предлагают немалый выбор всевозможных оздоровительных процедур, проведение которых поставлено на научную основу. Многолетний опыт такого оздоровления позволил разработать незаурядные методики восстановления здоровья отдыхающих с помощью природных ресурсов.

Огромное значение в практике имеет кинезотерапия (лечебная физкультура и массаж). Она может быть подразделена на два вида: общетренирующая и корригирующая. Первая направлена на общее оздоровление организма, вторая — на исправление тех или иных нарушенных функций, в частности, органов движения или органов дыхания (рестрикция или обструкция дыхательных путей). Большое, подчас самостоятельное значение имеет лечебное питание. Оправданный выбор диеты, способа кулинарной обработки, калорийности, состава нутриентов, в том числе витаминов, пищевых волокон делает питание мощным лечебным фактором. В результате, лечебное питание, применяемое в санаториях, является важнейшим элементом комплексной терапии. Обычно его назначают в сочетании с другими видами терапии. В одних случаях, при заболевании органов пищеварения или болезнях обмена веществ, лечебное питание выполняет роль одного из основных терапевтических факторов, в других создает благоприятный фон для более эффективного проведения прочих терапевтических мероприятий. В соответствии с физиологическими принципами построения пищевых рационов лечебное питание строится в виде суточных пищевых рационов, именуемых диетами. Для практического применения любая диета должна характеризоваться следующими элементами:

· энергетической ценностью

· химическим составом (определенное количество белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ),

· физическими свойствами пищи (объем, масса, консистенция, температура),

· достаточно полным перечнем разрешенных и рекомендованных пищевых продуктов,

· особенностями кулинарной обработки пищи,

· режимом питания (количество приемов пищи, время питания, распределение суточного рациона между отдельными приемами пищи).

Диетотерапия требует дифференцированного и индивидуального подхода. Только с учетом общих и местных патогенетических механизмов заболевания, характера обменных нарушений, изменений органов пищеварения, фазы течения патологического процесса, а также возможных осложнений и сопутствующих заболеваний, степени упитанности, возраста и пола больного можно правильно построить диету, которая в состоянии оказать терапевтическое воздействие, как на пораженный орган, так и на весь организм в целом.

1.2 Организационная структура санатория «Дубрава» и функции ее основных элементов

Структуру санатории можно представить состоящей из следующих основных компонент (см. Рис. 1.1):

Рис. 1.1 Организационная структура санатория «Дубрава»

Где:

· Жилой комплекс — совокупность жилых корпусов и отделов, которые обеспечивают проживание клиентов в санатории;

· Лечебный комплекс — обеспечивает проведение лечебных процедур для клиентов (проведение обследования клиентов, назначение соответствующего поставленному диагнозу лечения, снабжение клиентов необходимыми им лекарственными препаратами);

· Комплекс питания — обеспечивает клиентов необходимым для каждого питанием (обследование клиента врачом-диетологом, выбор системы питания и диеты, назначение соответствующего рациона питания).

· Спортивный комплекс — предоставляет возможность клиентам посещать спортивный зал, бассейн и т. д.

· Культурно-развлекательный комплекс — занимается культурно-развлекательными программами для клиентов санатория.

Кроме этих основных составляющих в рассматриваемом комплексе, как видно из рисунка, имеются бухгалтерия, регистратура, архив для хранения данных о клиентах, склады для хранения лекарственных препаратов, продуктов питания, запасной мебели, приборов освещения, технического инвентаря и т. д.

Рассмотрим каждое подразделение санатория «Дубрава» подробнее (см. рис. 1.2).

Подразделение «Администрация» состоит из 2-х человек — генерального директора и его заместителя. В их непосредственном подчинении находятся секретарь и юрист.

Подразделение «Регистратура» включает в себя два отдела:

— отдел регистратуры — занимается регистрацией поступающих и выписывающихся клиентов;

— архивный отдел — занимается ведением архивов со сведениями о клиентах (личные данные, диагноз заболевания, назначенные системы отдыха и питания).

Финансовый отдел занимается ведением данных о финансах санатория; Бухгалтерия осуществляет контроль за денежными потоками курортного комплекса.

Жилой комплекссанатория обеспечивает проживание клиентов в номерах; он включает в себя:

— заведующий жилым комплексом — контролирует процесс размещения клиентов в номерах;

— отдел администраторов, которые непосредственно производят подбор номера для клиента и размещают его;

— прачечная — осуществляет стирку и глажение белья;

— технический персонал — осуществляет уборку номеров.

Лечебныйкомплекссанатория проводит диагностику и лечение клиентов. В составе подразделения находятся:

— заведующий лечебным комплексом — контролирует процесс лечения клиентов;

— диагностическое отделение — проводит обследование клиента, ставит диагноз заболевания;

— лечебное отделение — назначает систему лечения и проводит лечебные процедуры;

— фармацевтическое отделение — проводит консультирование клиентов по лекарствам, назначает необходимый каждому набор лекарств и осуществляет заказы лекарственных препаратов со склада.

Комплекс питания занимается подбором системы питания для каждого клиента в зависимости от его заболевания и диагноза, поставленного врачом-диетологом. В состав комплекса входят:

— заведующий комплексом питания — контролирует процесс выбора системы питания и непосредственно процессом питания клиентов;

— отделение врачей-диетологов — проводит обследование клиента, ставит диагноз, назначает систему питания;

— кухня — осуществляет приготовление блюд в соответствии с системой и рационом питания каждого клиента;

— столовая — занимается кормлением к в соответствии с системой и рационом питания каждого из них.

Спортивный комплекспредоставляет возможность клиента посещать спортивный зал, бассейн и т. д. В состав комплекса входят:

— заведующий спортивным комплексом;

— спортивное отделение.

Культурно-развлекательный комплекс занимается культурно-развлекательными программами для клиентов Санатория. В состав комплекса входят:

— заведующий культурно-развлекательнымкомплексом;

— культурно-развлекательное отделение.

Материально-технический отдел проводит небольшие ремонтные работы, а также осуществляет снабжение всех подразделений санаторияхозяйственным инвентарем и хранение этого инвентаря. В состав отдела входят:

— заведующий материально-техническим отделом — контролирует работу своего отдела;

— материально-техническая часть — осуществляет снабжение всех подразделений санатория техническим инвентарем;

— отдел ремонта — проводит небольшие ремонтные работы.

Подразделение «Склады» занимается заказом продуктов питания, медикаментов и материальных средств, их хранением и доставкой в подразделения. В составе подразделения находятся:

— заведующий складами — контролирует работу складов;

— склад материальных средств;

— склад лекарственных препаратов;

— склад продуктов питания.

Выше были описаны все компоненты санаторного комплекса. Теперь изобразим графически все подразделы комплексов и отделов санатория. На рис. 1.2. представлена схема организационной структуры санаторного комплекса.

Рис. 1.2 Развернутая организационная структура санатория «Дубрава»

Организационная структура санатория «Дубрава» является линейно-функциональной, т.к. все руководители (заведующие) всех подразделений управляют только своим отделом (или отделами) напрямую, т. е. линейно, и только заместитель генерального директора осуществляет руководство всеми подразделениями, находящимися на более низком уровне организационной структуры санатория, т. е. является функциональным руководителем.

К высшему уровню управления в данной организационной структуре относятся:

· Генеральный директор,

· Заместитель генерального директора,

· Заведующий финансовым отделом,

· Заведующие жилищным, лечебным комплексами и комплексом питания.

К среднему уровню управления относятся:

· Заведующий регистратурой,

· Главврач, главный фармацевт,

· Заведующий складами

· Заведующий материально-техническим отделом.

К низшему уровню управления относятся:

· Главный бухгалтер,

· Старший архива,

· Старший повар,

· Старший столовой.

· Главные ответственные каждого из складов.

В работе будет рассматриваться система оптимального питания, которая реализуется комплексом питания в санатории «Дубрава» (См. Рис. 1.3).

Рис. 1.3. Структура системы «Оптимальное питание»

Следующим шагом изучения предметной области санатория является рассмотрение функций, закрепленных за каждым подразделением.

Основными функциями администрации являются:

· контроль работы всех отделов санатория на основании полученных

— отчетов об использовании материальных средств, продуктов питания и лекарственных препаратов от бухгалтерии;

— отчетов о результатах работы финансового отдела;

— отчетов о результатах работы юридического отдела;

— отчетов о количестве поступающих клиентов.

Функции регистратуры:

· регистрация информации о поступлении или выписке клиента;

· регистрация информации о размещении клиента;

· регистрация информации о поставленном диагнозе и назначенной системе лечения;

· регистрация информации о поставленном диагнозе и назначенной системе питания;

· составление отчетов о количестве поступающих клиентов.

Функции финансового отдела:

· финансовый контроль работы санатория;

· запрос о количестве приобретаемых продуктов, медикаментов и инвентаря и расчет их стоимости;

· составление отчетов о результатах работы отдела.

Функции бухгалтерии:

· обработка информации о количестве блюд и расчет их стоимости;

· обработка информации о количестве лекарственных препаратов и их стоимости;

· обработка информации о количестве занятых номеров;

· обработка информации обо всех материальных средствах, продуктах питания и лекарственных препаратах на складе;

Функции жилого комплекса:

· обеспечение комфортных жилищных условий клиентов;

· регистрация и размещение клиентов санатория.

Функции лечебного комплекса:

· постановка диагноза и назначение лечения клиентов;

· проведение лечебных процедур.

Функции комплекса питания:

· дополнительное обследование клиента (с учетом диагноза, поставленного диагностическим отделением лечебного комплекса);

· назначение питания клиента, соответствующее его диагнозу и общему состоянию;

· непосредственно питание клиента.

Функции материально-технического отдела:

· обеспечение предметами материально-технического инвентаря для всех подразделений санатория;

· проведение небольших ремонтных работ.

Функции склада:

· хранение материально-технических ценностей, продуктов и лекарственных препаратов и обеспечение ими всех подразделений санатория.

Функции спортивного комплекса:

· проведение спортивных мероприятий;

· лечебная физкультура.

Функции культурного комплекса:

обеспечение проведения культурного досуга в санатории.

1.3 Функциональная модель санатория «Дубрава»

На основании изучения функций подразделений построим функциональную модель санатория «Дубрава», которая позволит понять, как взаимодействуют между собой все подразделения всего комплекса (где каждый блок схемы включает отдельное подразделение санатория) (См. Рис. 1.4).

Рис. 1.4 Функциональная модель санатория «Дубрава»

1 — Путевка в санаторий «Дубрава»;

2 — информация о размещении клиента;

3 — предпочтения клиента в области спорта;

4 — предпочтения клиента в области культуры;

5— информация о количестве клиентов, пребывающих в санаторий;

6 — информация о поставленном диагнозе и назначенной системе лечения;

7 — диагноз заболевания клиента, поставленный врачами диагностического отделения лечебного комплекса;

8 — отчеты о работе всех отделов санатория;

9 — запрос на предметы материально-технического инвентаря и их предоставление;

10 — предоставление хранимых на складе продуктов, лекарств и др.;

11 — запрос материально-технического отдела на инвентарь со склада и его предоставление;

12 — информация о выписке клиента.

Как было отмечено выше, в работе будет детально рассматриваться организация питания санатория, поэтому рассмотрим систему «Оптимальное питание» детально.

Итак, как можно увидеть, что система «Оптимальное питание» состоит из трех подразделений (См. Рис. 1.3):

— Врач-диетолог;

— Столовая;

— Кухня.

Выделим основные функции системы «Оптимальное питание»:

· дополнительное обследование клиента (с учетом диагноза, поставленного диагностическим отделением лечебного комплекса);

· назначение питания клиента, соответствующее его диагнозу и общему состоянию;

· непосредственно питание клиента.

За каждым участником данного процесса закреплен ряд функций.

Основные функции, закрепленные за каждым элементом этого подразделения, являются следующие:

Функции врача-диетолога:

· определение системы питания на планируемый срок;

· выбор альтернативного продукта в блюде;

· замена блюда Б_i на эквивалентное ему блюдо Б_j в рамках рациона, назначенного врачом-диетологом.

Функции столовой:

· размещение клиентов;

· обеспечение правильного режима питания.

Функции кухни:

· приготовление блюд в соответствии с системой и рационом питания каждого клиента.

Клиент, поступивший в санаторий, получает консультацию врача-диетолога, который, в соответствии с поставленным диагнозом, назначает соответствующую диету. Клиент в течение всего времени пребывания в санатории получает питание, с соответствующим диете количеством приемов пищи в день (завтрак, обед, полдник и ужин).

В функции врача-диетолога также входит процесс замены одного продукта на другой, эквивалентный первому по составу, в случае отсутствия или нехватки его на складе. Информация об отсутствии или недостаточном количестве продуктов на складе поступает к врачу-диетологу со склада.

В столовой санатория имеются складские помещения. В этих помещениях хранятся различные продукты, которые используются для приготовления блюд. Каждый пищевой продукт может определяться некоторым набором характеристик. Для каждого продукта можно указать содержание (на единицу веса съедобной части продукта), белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, аминокислот, витаминов, а также калорийность. Эти данные необходимы врачу-диетологу для расчета пищевой ценности каждого блюда и всего рациона питания.

Также необходимой характеристикой каждого продукта является цена продукта за 1 кг веса. Эти данные необходимы бухгалтерии для расчета стоимости сырья для приготовления блюда.

В столовой имеется ассортимент приготовленных блюд. Ассортимент блюд составляется c учетом имеющихся на складе продуктов. Для приготовления какого-либо блюда используется определенный набор продуктов.

Клиенты санатория могут выбирать, будут ли они сидеть за столиками в соответствии с диетой, которую каждому из них назначил врач-диетолог или они будут сидеть за отдельными столиками вместе с теми, с кем они приехали и поселились в санатории (с семьей, друзьями и т. д.).

Таким образом, функциональная схема комплекса питания в санатории будет выглядеть следующим образом (См. Рис. 1.5).

Рис. 1.5 Функциональная схема комплекса питания Обозначения на схеме:

информационные потоки;

материальные потоки (блюда).

В приведенной схеме определим участников данного процесса:

· заведующий комплексом питания,

· врач-диетолог,

· повар,

· диетсестра.

Рассмотрим основные функции участников и проведем анализ бизнес-процессов.

1.4 Сценарий бизнес процессов системы «Оптимальное питание»

Выделим три основных процесса в системе «Оптимальное питание»:

назначение питания клиента, соответствующее его диагнозу и общему состоянию (определение системы питания на планируемый срок, выбор альтернативного продукта в блюде, замена блюда Б_i на эквивалентное ему блюдо Б_j в рамках рациона, назначенного врачом-диетологом, дополнительное обследование клиента (с учетом диагноза, поставленного диагностическим отделением лечебного комплекса));

— приготовление блюд в соответствии с системой и рационом питания каждого клиента (обеспечение приготовления пищи, ведение учета приготовленных блюд, составление заявок на необходимые продовольственные товары, полуфабрикаты и сырье и др.);

— питаниеклиентов в соответствии с системой и рационом каждого из них (размещение клиентов в столовой, доставка блюд с кухни и др.).

Для того чтобы наглядно представить описанные выше бизнес-процессы и четко понять функции, закрепленные за каждым участником, сведем рассмотренные процессы в схему сценария бизнес процессов (см. Рис. 1.6).

Рис. 1.6 Сценарий бизнес процессов системы «Оптимальное питание»

1— информация о количестве клиентов;

2 — меню;

3 — личные дела клиентов;

4 — режим работы комплекса питания;

5 — отчеты о работе врача-диетолога;

6 — отчеты об использовании продуктов в приготовлении.

1.5 Описание и исследование документооборота рассмотренных функций

Организация работы с документами влияет на качество работы аппарата управления, организацию и культуру труда управленческих работников. От того, насколько профессионально ведется документация, зависит успех управленческой деятельности в целом.

На основании проведённого исследования документооборота были выявлены следующие документы:

Организация работы с документами влияет на качество работы аппарата управления, организацию и культуру труда управленческих работников. От того, насколько профессионально ведется документация, зависит успех управленческой деятельности в целом.

На основании проведённого исследования документооборота были выявлены следующие документы:

Входящие документы

Рис. 1.7 Классификация входящих документов Исходящие документы

Рис. 1.8 Классификация исходящих документов

Рис. 1.9 Классификация внутренних документов Результатом проведения предпроектного обследования и анализа всех документов, фигурирующих в системе диетпитания является таблица документов.

Рис. 1.10 Общая картина документооборота

обранная информация позволяет получить представление о принципах функционирования системы оптимального питания в санатории «Дубрава», участвовавшей в обследовании. Таким образом, от того, насколько полно были отображены процессы, протекающие в санатории, в собранной документации, зависит полнота и достоверность создаваемой модели. Так же на основании такого анализа можно оценить информационную загруженность в целом, отдельных подразделений.

На основании проведённого анализа, было выявлено, что преобладает внутренняя информация, поэтому ей следует уделить большее внимание.

1.6 Математическая модель оптимального питания в санатории «Дубрава»

В качестве объекта моделирования рассмотрим подразделение «Врач-диетолог» системы «Оптимальное питание», как самое важное звено, определяющее принципы работы будущей системы.

Рассмотрим подробно, как функционирует это подразделение, чтобы смоделировать его математическую модель, а затем произвести ее оптимизацию.

Врач-диетолог при составлении диеты для к должен учитывать витаминный и энергетический составы продуктов, используемых при приготовлении блюд. Каждый пищевой продукт П_i, оценивается количеством белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, аминокислот, витаминов и энергетической ценности. Таким образом, каждый продукт может характеризоваться некоторым набором атрибутов. В столовой имеется ассортимент приготовляемых блюд. Ассортимент блюд составляется с учетом имеющихся на складе продуктов.

Для наглядного представления механизма формирования диеты, с учетом необходимых веществ, запишем это в следующем математическом виде:

Пусть у врача-диетолога имеется m различных продуктов F₁,…, F_m. Из них он должен составить диету. Требуется, чтобы диета имела определенное количество питательных веществ, пусть их n: N₁,…, N_n.

Предположим, что каждому человеку в год необходимо С₁ единиц N₁, C₂ — N₂,…, C_n — N_n. Обозначим через a_ijколичествоj-го вещества, содержащегося в i-м продукте. Предположим, что врач выбрал диету, согласно которой в год каждый должен потреблять не менее y₁единиц продукта F_1, y₂ — F_2, …, y_m — F_m

Рассмотрим питательное вещество N₁. Так как в единице продукта F₁ содержится a₁₁вещества N_1, тогда в y₁единице продукта содержится a_11*y₁вещества N₁. Для F_mвy_mединице содержится a_m1*y_mвещества N_1.Во всей диете общее количество N₁:. Аналогично для остальных веществ.

(1)

Диета, для которой выполняется выражение (1), называется допустимой диетой. Выполнение данного условия позволяет сформировать оптимальную диету.

Для приготовления какого-либо блюда из диеты используется определенный набор продуктов. Набор продуктов {П} для приготовления блюда Б_j является набором атрибутов этого блюда.

Можно записать:

Б₁= {П₁^1, П₃¹, П₂₅¹, П_е^1,…};

Б₂= {П₁², П₂²,… П₁₀², П_к²,…};

:

:

Б_j= {П₇^j, П₁₃^j, П₁₅^j},

где П_i^j — i-й продукт, используемый для приготовляемого j-го блюда

(i-вид продукта).

Длина набора атрибутов для каждого блюда может быть различной и определяется количеством продуктов, необходимых для приготовления данного блюда. Множество продуктов для приготовления каждого из блюд могут пересекаться, т. е. для приготовления разных блюд могут использоваться одни и те же продукты, а некоторые множества могут быть уникальными. Значениями атрибутов, характеризующих блюдо, является вес брутто продукта, необходимый для приготовления одной порции данного блюда.

Отношения между блюдами, имеющимися в ассортименте, и продуктами, находящимися на складе и идущими на приготовление блюд, можно представить в виде двудольного графа, позволяющий наглядно представить модель взаимодействия блюд и продуктов (рис. 1.11).

Рис. 1.11 Общий вид двудольного графа связи блюд и продуктов Множество вершин {Б_j} на графе отражает множество блюд, а множество вершин {П_i} - множество продуктов. Дуги отражают связь каждого блюда с продуктами, используемыми для его приготовления. Каждая дуга содержит вес брутто В_ji — вес i-го продукта, необходимый для приготовления одной порции j-го блюда.

Таким образом, путем инициализации одной из вершин Бj можно получить для блюда Бj список продуктов, необходимых для приготовления этого блюда, а также вес каждого продукта для приготовления одной порции. Эти данные необходимы для расчета количества сырья (по каждому продукту), которое кухня должна запросить со склада для приготовления блюд (с учетом необходимого числа порций по каждому из блюд). Аналогично можно выразить соответствие блюд Б_j и диет Д_iс помощью двудольного графа на рис. 1.12.

Рис. 1.12 Двудольный граф соответствия блюд и диет На рис. 1.12. k_ij — калорийность j-го блюда вi-ой диете.

Для полного представления механизма формирования блюд, согласно выбранной диете, построим модель, использую метод БАС, позволяющий производить анализ, выбор, упорядочивание и оптимизацию модели, если потребуется.

На каждый день недели имеется меню, в которое входят блюда для завтрака, обеда, полдника и ужина. Имеются указания на то, к какой диете каждое блюдо относится, причем одно и тоже блюдо может относиться к разным диетам. Каждый клиент может выбрать блюда на завтрак, обед, полдник и ужин в соответствии со своей диетой. Взяв различное сочетание блюд на завтрак, обед, полдник и ужин, а также на весь день можно получить все возможные варианты для данной диеты.

Для всех приемов пищи существуют следующие категории блюд:

Q₁^r — закуски (салаты и др.);

Q₂^r — первое блюдо (супы);

Q₃^r — второе блюдо (мясное или рыбное блюдо с гарниром);

Q₄^r — третье блюдо (напитки);

Q₅^r — десерт (сладости или хлебобулочные изделия).

Следовательно, один прием пищи в общем случае может содержать все эти категории блюд:

Q^r = {Q₁^r, Q₂^r, Q₃^r, Q₄^r, Q₅^r}

или

Q^r = {Q_i^r},

где i = 1, 2,…, 5.

Для каждой из категорий существует свой набор блюд:

Q₁^r = (Б₁₁^r, Б₁₂^r,…, Б_1j^r,…, Б_1m^r);

Q₂^r = (Б₂₁^r,…, Б_2j^r,…, Б_2l^r);

Q₃^r = (Б₃₁^r,…, Б_3j^r,…, Б_3k^r);

Q₄^r = (Б₄₁^r,…, Б_4j^r,…, Б_4h^r);

Q₅^r = (Б₅₁^r,…, Б_5j^r,…, Б_5g^r).

При этом одно и то же блюдо может принадлежать к разным категориям.

На основе этих данных можно сформировать блочно-альтернативную сеть для завтрака (см. рис. 1.13.). Набор категорий блюд завтрака включает:

Q^З = (Q₁^3,Q₄³, Q₅^З).

Рис. 1.13 БАС завтрака Сочетание различных блюд {Б_ij^З} образует маршрут М_e^З на сети завтрака. Маршрут выбирается целенаправленно, в соответствии с определенной диетой, т. е. с учетом блюд, разрешенных для данной диеты Д_k.

На сети получаем множество маршрутов М_k^З = {M_ke^З}, где

k — номер диеты,

k = 1,…, D, где D — количество диет;

е =1,…, L^З, где L^З — количество маршрутов по данным D диетам для завтрака;

М_ke^З = (Б_1j^З, Б_4j^З, Б_5j^З),

где индекс j — номер блюда в списке блюд определенной категории.

В общем случае маршрут выбора блюд на весь день для клиента с определенной диетой Д_k можно записать в виде:

М_kе = {М_ke^З, М_ke^О, М_ke^П, М_ke^У},

где k — номер диеты,

e — номер маршрута.

Таким образом, для каждой из диет имеем определенное число маршрутов выбора блюд. Тогда диету как совокупность маршрутов выбора блюд можно записать в виде:

Д_k = {М_k1,…, М_ke,…, М_kL}.

Следовательно, для завтрака определенная диета Д_k будет иметь вид: Д_k^З = {М_k1^З,…, М_ke^З,…, М_kL^З}, k = 1, 2, …, D.

Каждый из маршрутов М_ke³ характеризуется калорийностью, содержанием белков, жиров, углеводов, а также витаминов и минеральных веществ:

М_ke³ = М_ke³ (К_ke³, БЛ_ke³, Ж_ke³, У_ke³, В_ke³, МВ_ke³),

k=1,…, D,

е =1,…, L.

Аналогичным образом может быть представлена БАС для обеда Q^О (см. рис. 1.14)

Q^О = {Q_i^О}, i =1,…, 5;

Q_i^О = (Б_i1^О, Б_i2^О,… Б_ij^О,… Б_iN^О).

Маршруты на БАС для обеда определяются путем выбора по одной альтернативной вершине для каждой категории блюд с учетом диеты:

Д_к^О = (М_k1^О, М_k2^О,…, M_kS ^О)

М_k^О = {M_k1^О}, k =1,…, N;

M_ks^О = (Б_1j^О, Б_2j^О, Б_3j^О, Б_4j^О)

М_ks^О = М_ks^О (К_ks^О, БЛ_ks^О, Ж_ks^О, У_ks^О, В_ks^О, МВ_ks^О);

k =1,…, N; s =1,…, S.

Рис. 1.14 Блочно-альтернативная сеть обеда Блочно-альтернативная сеть полдника (см. рис. 1.15.) состоит из двух элементарных блоков:

Q^П={Q₁^П, Q₄^П}.

Рис. 1.15 Блочно-альтернативная сеть полдника

Q_i^П = (Б_i1^П, Б_i2^П,…, Б_iN^П);

М_k^П = {М_kp^П}, k = 1,…, D, p = 1,…, P;

М_kp^П = (Б_1j^П, Б_2j^П);

Д_к^П = (М_k1^П, М_k2^П,… М_kp^П);

М_kp^П = М_kp^П (К_kp^П, БЛ_kp^П, Ж_kp^П, У_kp^П, В_kp^П, МВ_kp^П).

Аналогично, можно представить БАС ужина (см. рис. 1.16.).

Q^У ={Q₁^У, Q₃^У, Q₄^У, Q₅^У};

Q_i^У =(Б_i1^У, Б_i2^У,…, Б_iN^У);

М_k^у ={М_ky^у}, k = 1,…, D, y = 1,…, Y;

М_kp^у =(Б_1j^у, Б_2j^у);

Д_к^у = (М_k1^у, М_k2^у,…, М_ky^у);

М_ky^у = М_kp^у (К_ky^у, БЛ_ky^у, Ж_ky^у, У_ky^у, В_ky^у, МВ_ky^у).

Рис. 1.16Блочно-альтернативнаясеть ужина

Выбор блюд на день методом БАС

Последовательно соединив все БАС завтрака, обеда, полдника и ужина, получим полную БАС одного дня; она представлена на рис. 1.17.

Рис. 1.17. Полная БАС блюд на один день Как уже говорилось выше, определенная диета представляет собой множество всех маршрутов выбора блюд:

Д_k= {M_kе},

где k — номер диеты, k = 1,…, D;

e — номер маршрута, e = 1,…, L.

А каждый маршрут включает в себя множество маршрутов выбора блюд каждого приема пищи:

М_kе = {М_ke^З, М_ke^О, М_ke^П, М_ke^У}.

Множество всех маршрутов на БАС представлено на рис. 1.18.

Рис. 1.18. Незамкнутая БАС маршрутов выбора блюд

2. Подготовка к проектированию

2.1 Оптимизация математической модели

Рассмотрим объект оптимизации, то есть систему «Оптимальное питание», как объект управления с входными и выходными параметрами Х и У: ={}.

Рассмотрим входные вектора объекта:

= (номер клиента, фамилия, имя, отчество клиента, дата рождения клиента, заболевание клиента) — картаклиента.

=(номер диеты, название диеты, энергетическая ценность диеты, белки диеты, жиры диеты, углеводы диеты, витамин А, витамин В₁, витамин С, минерал Са, минерал Fe, минералKa) — содержание диет.

=(номер блюда, название блюда, рецепт блюда) — список блюд.

=(номер продукта, название продукта, энергетическая ценность продукта, белки продукта, жиры продукта, углеводы продукта, витамин А, витамин В₁, витамин С, минерал Са, минерал Fe, минералKa) — содержание продуктов.

= (номер диеты, номер стола диеты) — соответствие столов диетам.

= (номер диеты, номер приема пищи, прием пищи) — соответствие приемов пищи диетам.

= (номер приема пищи, номер категории, категория) — соответствие категорий приемам пищи.

= (номер блюда, номер категории) — соответствие блюд категориям.

= (диета, заболевания) — соответствие заболеваний диетам.

На выходе системы будут:

— рекомендуемая диета клиента;

— содержание блюд;

— подборка альтернативного блюда;

— подборка альтернативного продукта;

— рацион питания клиентов;

— количество каждого блюда;

— количество пациентов каждой диеты.

Наглядно оптимизация системы «Оптимальное питание» будет выглядеть следующим образом (рис. 2.1).

Рис. 2.1 Модель оптимизации системы «Оптимальное питание»

Более подробно систему «Оптимальное питание» можно представить следующим образом (рис. 2.2).

Рис. 2.2 Оптимизация «Оптимальное питание» с информационными элементами Где Е₁, Е₂, …, Е₇, Е₈ — информационные элементы объекта оптимизации.

Теперь остановимся на самых важных звеньям данной подсистемы, оптимизация которых позволит значительно сократить время выполнения некоторых операций, а также поможет повысить производительность будущей системы. К рассматриваемым объектам оптимизации относится: формирование диеты клиента, подборка альтернативного меню.

Оптимизация составления оптимальной диеты

Пусть у врача-диетолога имеется n различных продуктов F₁, F₂,…, F_n, из которых надо составить диету с учетом их питательности. Пусть для нормального питания человеку необходимо m веществ N₁, N₂, …, N_m. Предположим, что за месяц каждому человеку необходимо ₁ кг вещества N₁, ₂ кг вещества N₂,…, _m кг вещества N_m. Для составления диеты необходимо знать содержание питательных веществ в каждом продукте. Обозначим через a_ij количество i-го питательного вещества, содержащегося в одном килограмме j-го продукта. Всю эту информацию представим в виде, так называемой, матрицы питательности (табл. 2.1).

Таблица 2.1 Матрица питательности

Предположим, что диетолог уже выбрал диету, т. е. определил, что человек должен за месяц потреблять ₁ кг продукта F₁,…,_n кг продукта F_n. Полное количество питательного вещества N₁ будет По условию требуется, чтобы его, по крайней мере, хватило (1)

(1)

Точно то же и для остальных веществ. В целом (2)

(2)

Эти условия определяют наличие минимума необходимых питательных веществ. Диета, для которой выполнены условия (2) — допустимая диета. Предположим, что из всех допустимых диет должна быть выбрана самая дешевая. Пусть _i — цена 1 кг продукта F_i. Полная стоимость диеты, очевидно (3).

(3)

Таким образом, мы пришли к задаче: найти неотрицательное решение ₁,…, _n системы неравенств (2), минимизирующее выражение (3).

С чисто математической стороны решение данной задачи требует чтобы:

1) все эти значения были неотрицательны;

2) удовлетворяли системе линейных уравнений или линейных неравенств;

3) при этих значениях некоторая линейная функция имела бы минимум.

Таким образом, задача составления оптимальной диеты принимает следующийвид (4):

(4)

и линейная функция (5)

(5)

Требуется найти такое неотрицательное решение (6)

(6)

системы (4), чтобы функция / принимала наименьшее значение.

Условия (8) называют ограничениями данной задачи, а функцию f — целевой функцией (или линейной формой).

Решение данной задачи помогает узнать необходимое потребление продуктов, содержащие в себе все необходимые питательные вещества, а также позволит оптимально составить диету при минимальных затратах.

Оптимизация подборки альтернативного меню

Анализ БАС, построенной на основе изучения предметной области, показал, что, врачу-диетологу необходимо составлять рационы питания пациентов каждый день, таким образом, алгоритм навигации на БАС маршрутов выбора блюд должен быть замкнутым. Замкнутая БАС маршрутов выбора блюд представлена на рис. 2.3.

Рис. 2.3 Замкнутая БАС маршрутов выбора блюд Преимущество использования замкнутой БАС с использованием алгоритма заключается в формирование вершинного маршрута, т.к. основная цель таких алгоритмов заключается в определении каждого элемента, в оценке согласованности с другими, а маршрут интерпретируется как модель результата решения (Рис. 2.4).

Рис. 2.4. Алгоритм составления меню Если необходимо сгенерировать некоторую совокупность решений, то формируется несколько маршрутов, образующих парадигму решений. На массиве решений возможны реализации задач анализа, выбора, упорядочивания, оптимизации.

2.2 Анализ существующих информационных систем поддержки организации оптимального питания

На данный момент существует большое количество автоматизированных информационных систем поддержки организации оптимального питания. Но во всех системах присутствует один недостаток, это узконаправленная специфика, т. е. нет возможности проследить жизненный цикл услуги от назначения диеты врачом до непосредственного приема пищи проживающим. Выделим для примера две информационные системы «1C-АНАЛИТ: Диетпитание» и «ДИП Диетпитание 3.1». Информационная система «АНАЛИТ: Диетпитание» узко направлена, хотя и имеет некоторые функции, которых нет у информационной системы «ДИП Диетпитание 3.1». Хотя обе информационные системы реализована с помощью современных технических средств, в состав их не входят некоторые функции которые могли бы существенно облегчить работу персонала санатория «Дубрава».

Информационная система «1С-АНАЛИТ: Диетпитание»

Конфигурация «АНАЛИТ: Диетпитание» предназначена для автоматизации задачи обеспечения учреждения лечебным питанием. Данная задача затрагивает сразу несколько служб учреждений.

Диетслужба

Данная служба должна обеспечить формирование меню на каждый день. При этом необходимо учитывать множество различных факторов. Эта служба должна составить меню исходя из количества питающихся, состава и количества имеющихся продуктов на складе. Меню формируется по различным диетам учреждения, при этом должны полностью учитываться все особенности этих диет-столов. Должен вестись контроль за количеством белков, жиров, углеводов, калорийностью питания, минеральным, витаминным составом блюд. Необходимо соблюдать определенные пропорции в распределении этих характеристик в течении всего дня.

Продслужба

Эта служба должна вести учет прихода, расхода, сроков годности продуктов на складе

Бухгалтерия.

Данная служба аккумулирует данные из первых двух служб. Формируется необходимая отчетность по движению продуктов, стоимости питания больных и т. д.

При создании программы разработчики стремились упростить порядок работы в конфигурации, и при этом, ни сколько не уменьшить состав решаемых ею задач. Это стало возможным благодаря использованию разветвленной системы справочников. Они заполняются на этапе ввода системы в эксплуатацию и входе работы могут пополняться и корректироваться.

В справочной системе хранится подробная информация о продуктах, карточках раскладках блюд, недельных меню учреждения, используемых диетстолах, нормах лечебного питания и т. д. Реализованы такие понятия как:

— сезонные продукты (продукты, нормы отхода которых определяются сезоном)

— производные продукты (продукты получаемые в ходе технологического процесса)

— штучные продукты (проходящие по складу в штуках, а по диет-службе в граммах)

— продукты с неизвестным весом (приходуются на склад в килограммах, назначаются диет-службой в штуках).

При поступлении продуктов на склад лечебного учреждения заполняется документ «Приходная накладная». При оформлении этого документа из справочника «Продукты» выбирается наименование продукта, указываются количество, цена за единицу и срок годности. Единица измерения (например, банка металл. 338 г.) также выбирается из соответствующего справочника. На основании цены за единицу продукта в дальнейшем будет рассчитана средне взвешенная стоимость питания пациентов по различным дням, пищеблокам и диетам.

Если необходимо сформировать меню на будущий период, а продукты еще не поступили (в основном это относится к скоропортящимся продуктам), то можно ввести документ «Планирование». Цены на продукты этот документ не содержит, так как они могут быть еще неизвестны. После поступления продуктов на основании документа «Планирование» формируется «Приходная накладная».

Меню на каждый день формируется на основании «Недельного меню» лечебно-профилактического учреждения. Их в системе может быть определено любое количество. При формировании недельного меню существует возможность сформировать его на основании уже созданного. Можно выделить, откорректировать и вставить обратно в недельное меню перечень блюд по отдельной диете.

Ежедневную работу в программе по формированию меню на каждый день можно разделить на три этапа.

Первый этап: корректировка численности питающихся в учреждении. После внесения всех изменений печатается «Сводная ведомость»

Второй этап: создание одного экземпляра документа «Расчет меню». По умолчанию в данный документ загружается меню из указанного недельного меню, на требуемый день недели. В соответствии с наличием продуктов на складе его можно корректировать. Причем корректировка возможна как до начала, так и в процессе расчета. (Под расчетом понимается автоматический процесс резервирования продуктов на складе). При необходимости можно внести в меню индивидуальные столы. В процессе расчета может выясниться, что какого либо продукта не хватает для приготовления блюда в нужном количестве, в таком случае программа предложит перечень возможных замен. Если и возможных замен недостаточно, можно заменить блюдо целиком. При замене контролируется допустимость замены одного блюда на другое. На любом этапе предусмотрена возможность контроля количества белков, жиров, углеводов, калорийности питания больных по различным диетам учреждения, вплоть до каждого приема пищи. По окончании расчета автоматически формируются требования на получение продуктов. Отдельно для «весовых» продуктов, отдельно для продуктов, вес которых нельзя определить заранее (апельсины — приходуются в килограммах, назначаются по 1 штуке на человека). Кроме требований автоматически формируются другие необходимые печатные формы: «Меню», «Бракеражный журнал», «Меню-раскладка», «Раздаточная ведомость».

Третий этап: печать полученных документов. Дополнительно можно получить отчет о соответствии питания нормам лечебного пайка, стоимости питания. Кроме этого конфигурация позволяет учитывать консультативную деятельность диет-врача, допуск персонала к работе, ведется производственный журнал и т. п.

Выдача продуктов производится на основании требований, сформированных диет-службой. При выдаче, для отдельных категорий продуктов допускается округление отпускаемого количества. Кроме выдачи по требованиям допускается отпуск продуктов по расходной накладной. Это может быть выдача молока «за вредность», отпуск соли на процедуры и т. д. При изменении численности питающихся можно оформить возврат / дополучение продуктов со склада. Соответствующие документы формируются автоматически (по желанию ответственных работников).

Все отчеты в данной конфигурации можно условно разделить на две части:

— используемые в повседневной деятельности;

— необходимые для составления бухгалтерской отчетности.

К первой группе относятся: «Остатки продуктов на складе», «Сроки годности», «Соответствие нормам лечебного питания» и т. д.