Автоматизация поиска информации для приема и отправки деталей в цехе гальванических покрытий

ВВЕДЕНИЕ

Современная жизнь немыслима без эффективного управления. Важной категорией являются системы обработки информации, от которых во многом зависит эффективность работы любого предприятия или учреждения.

Несмотря на широкое использование информационных технологий, на многих предприятиях остается множество бумажной работы, требующей огромных временных издержек, и не застрахованной от ошибок.

Автоматизация производства, в том числе и работы с бумажными документами, поможет существенно выиграть — компьютер не устает, не совершает арифметических ошибок, быстро считает, вычисляя результаты и представляет всю необходимую информацию в виде эргономичных отчетов, таблиц и диаграмм, которые гораздо удобнее анализировать.

В дипломном проекте изучались экономико-информационные процессы, протекающие в цехе 690 на Открытом акционерном обществе «Научно-производственная корпорация „Уралвагонзавод“ имени Ф.Э. Дзержинского». В Нижнем Тагиле УВЗ находится по адресу Восточное шоссе 28.

Цех 690 занимается гальваническими покрытиями. Гальваническое покрытие — покрытие поверхности не металлических и металлических изделий методом гальваники для придания им твердости, износостойкости, антикоррозийных, антифрикционных, декоративных свойств.

Изменение характеристик поверхностных слоев не металлических и металлических изделий приобретает все большую актуальность. Современные требования к надежности оборудования при увеличении нагрузок на него, необходимость в защите металлических деталей от агрессивных сред и очень высоких или, наоборот, низких температур приводят к возрастающему интересу всех областей промышленности к применению гальванических покрытий.

Более всего гальванические покрытия находят применение в автомобилестроении, строительстве, авиационной, радиотехнической и электронной промышленности. Но эстетичный вид и большая цветовая гамма вместе с защитой от неблагоприятного внешнего воздействия приковывают внимание и дизайнеров помещений, например, при отделке ручек дверей, мебели и карнизов, деталей интерьера и экстерьера. Тонкие (от 2−6 до 12−20 микрон) и прочные слои хромовых и никелевых гальванических покрытий увеличивают срок службы и улучшают качество бытовых, медицинских, штамповочных и прессовых инструментов, деталей узлов трения.

Хромирование увеличивает твердость металлических изделий, сопротивление механическому износу и высоким температурам, придает декоративный вид и светоотражающие свойства. Сами по себе хромовые гальванические покрытия достаточно пористые, поэтому чаще для предотвращения коррозии на изделие наносят несколько слоев, например, медь-никель-хром или никель-медь-никель-хром.

Цинкование может быть щелочным, слабокислым, цианистым. Цинк хорошо сцепляется с поверхностью других металлов, а со временем на цинковом покрытии образуется тонкая пленка окислов, обладающая прекрасными защитными свойствами. Нанесение цинкового гальванического покрытия с использованием бесцветного и радужного хромирования обеспечивает изделиям прекрасный вид и защиту от различных видов коррозии и механических воздействий.

Кадмирование для защиты поверхности металлов все еще широко применяется, хотя в последнее время оно начинает заменяться более дешевым и доступным цинкованием.

Меднение металлических изделий производят в декоративно-защитных целях, для улучшения приработки трущихся деталей, уплотнения зазоров, восстановления изношенных поверхностей и защиты инструмента от искрообразования, а также для создания на поверхности металла токопроводящего слоя с малым сопротивлением.

Никелированию подвергаются преимущественно изделия из стали и сплавов, а также меди, латуни, цинка для защиты от коррозии, повышения износостойкости деталей, в защитно-декоративных целях, а также для формирования промежуточного слоя при многослойных покрытиях. Никелевые гальванические покрытия отличаются красивым внешним видом, стойкостью к атмосферным воздействиям, легкостью нанесения на металлические изделия.

Особое внимание будет уделено уровню автоматизации, применению информационных технологий и систем информационного обеспечения в цехе 690 на ОАО НПК УВЗ. В этом цехе очень низкий уровень автоматизации, большинство производственных процессов осуществляется с помощью бумажных носителей, которые, в свою очередь, отнимают у рабочих большое количество времени и вносят постоянную путаницу.

Поэтому целью моего дипломного проекта является разработка автоматизированной системы приема и отправки деталей для цеха гальванических покрытий ОАО НПК УВЗ.

Для выполнения этой цели поставлены следующие задачи:

1) Изучить деятельность организации.

2) Собрать, систематизировать и обработать исходные данные.

3) Выявить проблемы организации, связанные с автоматизацией производства.

4) Рассчитать потери рабочего времени.

5) Найти пути решения выявленной проблемы.

6) Создать базу данных для автоматизации производства.

7) Внедрить программу в производство в цехе.

Должно быть создано и внедрено пользовательское приложение, которое разработано с помощью системы управления баз данных (СУБД).

Современные информационные системы характеризуются огромными объемами хранимых данных, сложной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования многочисленных пользователей.

Основой информационной системы является база данных. В широком смысле слова база данных — это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области.

При этом база данных должна поддерживаться в среде ЭВМ единым программным обеспечением, называемым системой управления базами данных (СУБД).

База данных необходима для предоставления оперативной информации руководству, в структурные подразделения предприятия (бухгалтерия), снижения объёмов бумажного документооборота.

Внедрение пользовательского приложения, которое разработано с помощью СУБД способствует автоматизации трудоемких процессов поиска, сбора, хранения и контроля отчетной документации, а также отображению и печати (по запросу пользователя) документов. За счет сокращения времени приема и обработки информации, снижения трудоемкости выполнения работ, связанных с контролем информационных документов, повышается эффективность работы.

Таким образом, тема дипломного проекта актуальна и имеет важное практическое значение для цеха.

1 АНАЛИЗ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЦЕХА 690 НА ОАО НПК «УВЗ»

Информационные системы на ОАО НПК «УВЗ» охватывают работу различных отделов: отдела кадров, технологов, бухгалтерии, расчетного, отделов и др, но непосредственно в производстве их используется мало. В цехах для этого нет специалистов и не всегда есть средства, которые они бы могли потратить на дорогостоящие программные продукты.

1.1 Технико-экономическая характеристика предметной области ОАО «Научно-производственная корпорация „Уралвагонзавод“ имени Ф. Э. Дзержинского» — российская корпорация, занимающаяся разработкой и производством военной техники, дорожно-строительных машин, железнодорожных вагонов. В корпорацию входят научно-исследовательские институты, конструкторские бюро и производственные предприятия. Головное предприятие — завод «Уралвагонзавод», расположенный в Нижнем Тагиле Свердловской области.

Логотип «УВЗ» представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 — Логотип «УВЗ»

Тип предприятия: Открытое акционерное общество.

Год основания: 1936.

Расположение: Россия: Нижний Тагил (Свердловская область).

Ключевые фигуры: Олег Сиенко (генеральный директор).

Отрасль: Машиностроение.

Продукция: Грузовые вагоны, цистерны, танки, трактора, экскаваторы, погрузчики и запасные части к ним.

Число сотрудников: 24,6 тыс. человек.

Уралвагонзавод возглавляет интегрированную структуру, объединяющую более 20 промышленных предприятий, научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро в России и Европе. На протяжении многих лет он лидирует в отечественном грузовом железнодорожном машиностроении и обладает мощным техническим и интеллектуальным потенциалом. Последние разработки корпорации — полувагоны нового поколения модели 12−196−01 с нагрузкой на ось 25 т/с на ось, различные модификации трактора РТ-М-160 — энергетически насыщенного модуля, не имеющего аналогов в России. На базе его изготовлен тяговый модуль вагонов, который нашел применение на железных дорогах России. Ежегодно на конвейер ставятся одна-две новых моделей грузового подвижного состава. В 2009 году увеличился спрос на цистерны производства Уралвагонзавода. Миссия корпорации «УВЗ»: «Лидерство в транспортном машиностроении на основе непрерывных инноваций с целью интеграции в мировую экономику, роста удовлетворенности потребителей, качества жизни сотрудников и стоимости бизнеса группы компаний». В состав «УВЗ» входит огромное количество подразделений — цехов, каждый из них занимается своей частью производства. Цех 690 занимается гальваническими покрытиями металлических деталей, такими как цинк, хром, никель, кадмий, анодирование, меднение, фосфатирование и т. д. Он небольшой, в нём не изготавливаются детали, но здесь детали подвергаются необходимым операциям для дальнейшего использования. В общем в цехе работает около ста пятидесяти человек, а в производстве непосредственно заняты около пятидесяти рабочих. Главным участником в сотрудничестве цехов является кладовая. На этот участок другие цеха привозят детали, а после покрытия забирают. Территориально цех можно разделить на четыре производственных участка, на которых и производятся покрытия деталей. Каждый участок занимается своим покрытием: на первом участке детали покрывают цинком, на втором — хромом, на третьем — никелем и кадмием, а на четвертом происходит травление деталей (химическая пассивация, фосфатирование, анодирование). На каждом участке работают по 2−3 человека (гальваника). Они и занимаются непосредственно покрытием деталей. Также есть контролеры, проверяющие детали до и после покрытия. Схема производства представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 — Схема производства в цехе 690

Гальваническим покрытиям подвергается очень большое количество деталей, поэтому в цех поступает огромное количество наименований деталей, каждая из которых должна быть отправлена на определённый участок в соответствии с нужным покрытием. Поэтому, когда в кладовую привозят детали, начинается долгий поиск: какую деталь на какой участок доставлять. После этого детали развозят по участкам. Естественно, для каждой детали имеется свой технологический процесс, в котором написано чем она покрывается, как покрывается и как проконтролировать это покрытие. На каждом участке имеется персональный компьютер. Также имеется большой стол с огромным количеством технологических процессов. Чтобы взять деталь в работу, гальванику необходимо знать режимы производства, которые нужно найти в технологическом процессе. Затем контролёру для поиска информации о методах контроля нужной детали, также необходимо найти её в технологическом процессе. Поиск каждой детали занимает достаточно длительное время. Также часто бывает, что вводят новые детали или отменяют старые или меняют что-то в технологии. Все эти изменения не успевают вносить в технологические процессы. Из-за этого происходят ошибки: не то покрытие, не та толщина, порча деталей и т. д.

1.2 Экономическая сущность задач Собирая и изучая информацию о цехе, о производственных процессах, протекающих в нем, было выявлено несколько проблем:

1. Большое количество рабочего времени тратится на поиск нужной информации.

Рабочий и контролер на каждом участке начинает работу с любой деталью, перебиранием технологических процессов, что занимает в среднем по 3−5 минут. Ежедневно в цех поступает около ста наименований деталей. Получается, что на поиск информации тратится примерно по восемь часов общего рабочего времени.

2. Изношенность технологических процессов (бумажных носителей).

Из-за частого перелистывания бумажных технологических процессов их износ очень велик. Страницы постоянно рвутся, теряются, записи на них стираются и т. д.

3. Большое количество информации не удается вовремя корректировать.

Часто в технологические процессы вводят изменения: меняется само покрытие, его толщина или технология производства. Чтобы внести эти изменения на бумажные носители требуется большое количество времени, поэтому часто это сделать не успевают.

Собирая информацию, выяснилось, что в цехе около 3 тысяч наименований деталей. Каждому работающему нужно узнать об этой детали свою информацию. Для гальваника необходима информация о параметрах производства, для контролера — о параметрах контроля этой детали, а для работника кладовой — информация о её передвижении.

В отделе технологов имеется информация о всех деталях, представленная в таблицах Microsoft Office Excel, но она очень неудобна для использования (рисунок 3).

Рисунок 3 — Форма представления детали В этой таблице рабочему не найти никакой информации о параметрах изготовления детали, а контролеру о способах её контроля. Она может использоваться только для определения на какое покрытие идет деталь и по каким цехам проходит её маршрут. Для поиска нужной детали необходимо пролистать огромное количество таблиц, а это очень долго и неудобно.

Поэтому главной задачей стала автоматизация поиска нужной информации для рабочих, контролеров и работников кладовой. Для такого большого количества информации необходима большая база данных с возможностью быстрого поиска информации и наглядного восприятия. Для решения главной задачи необходимо:

— разработать базу данных;

— выбрать программный продукт;

— создать базу данных;

— внедрить базу данных в производство.

Выполнив эти задачи экономическая эффективность рабочего процесса увеличится, упроститься весь производственный процесс, возрастет скорость производства и уменьшится путаница, неразбериха с деталями.

1.3 Обоснование проектных решений по автоматизированному решению экономико-информационных задач Основные недостатки в производственном процессе:

— большая трудоемкость существующей (ручной) обработки информации. На поиск нужной информации тратится примерно восемь часов общего рабочего времени;

— низкая оперативность получения нужных данных, недостаточная для безошибочной работы;

— дублирование информации, снижающее достоверность результатов решения задачи;

— несовершенство процессов сбора, передачи, обработки и выдачи информации.

Полезный эффект от использования компьютера всегда достигается ценой затрат определенных ресурсов. Соотношение между эффектом и затратами определяет конкретные количественные характеристики (показатели) эффективности компьютера. Они должны выбираться исходя из назначения компьютера.

Показатели эффективности использования компьютера зависят от множества факторов.

1. Факторы, связанные с параметрами входных информационных потоков, поступающих на обработку в ЭВМ:

— за смену поступает около ста наименований деталей, которые надо найти в технологических процессах. Изменения, вносимые в технологические процессы, происходят каждый месяц;

— детали поступают с документами, на которых написан номер детали, нужный для идентификации её в технологическом процессе;

— при проверке детали сопоставляется её номер и её эскиз, т. е. числовой номер детали и её изображение.

2. Факторы, зависящие от характера задач и алгоритмов их решения:

— важность и срочность поиска информации. Каждую деталь нужно как можно быстрее взять в работу, не перепутав её покрытие во избежание брака и порчи детали;

— для каждого участка закреплены свои номера деталей, они не повторяются на других участках, соответственно на всех участках одновременно может происходить поиск информации.

3. Факторы, определяемые техническими характеристиками компьютера: для работы с базой данных не нужно большой производительности центрального процессора, нужна простая программа для легкого использования. Никакого специального программного обеспечения не требуется.

4. Эксплуатационные характеристики компьютеров:

— на каждом компьютере должны стоять пароли для доступа только уполномоченных лиц;

— для обслуживания базы данных и нормальной работоспособности компьютеров необходимо ввести новую должность. Человек должен иметь высшее образование, связанное с информационными системами.

5. Стоимостные показатели:

— на каждом участке уже имеется персональный компьютер, но он никак не участвует в производстве. Все компьютеры соответствуют по техническим характеристикам для выполнения необходимых задач, поэтому приобретать новые нет необходимости;

— единственной затратой будет зарплата новому сотруднику, который будет обеспечивать работоспособность созданной программы.

Сопоставляя полезный эффект компьютеров и затраты на их обслуживание становится явной необходимость использования его в производстве.

1.3.1 Обоснование проектных решений по информационному обеспечению комплекса задач Получается, что вся информация, хранящаяся в технологических процессах, должна быть перенесена в электронный вариант. Это очень большой объем, который необходимо правильно распределить и организовать информационную базу.

Информационная база— это совокупность данных, организованная определенным способом и хранимая в памяти вычислительной системы в виде файлов, с помощью которых удовлетворяются информационные потребности управленческих процессов и решаемых задач.

Все файлы информационной базы можно классифицировать по следующим признакам:

— по этапам обработки (входные, базовые, результатные);

— по типу носителя (на промежуточных носителях — гибких магнитных дисках и магнитных лентах и на основных носителях — жестких магнитных дисках, магнитооптических дисках и др.);

— по составу информации (файлы с оперативной информацией и файлы с постоянной информацией);

— по назначению (по типу функциональных подсистем);

— по типу логической организации (файлы с линейной и иерархической структурой записи, реляционные, табличные);

— по способу физической организации (файлы с последовательным, индексным и прямым способом доступа).

Входные файлы создаются с первичных документов для ввода данных или обновления базовых файлов. Файлы с результатной информацией предназначаются для вывода ее на печать или передачи по каналам связи и не подлежат долговременному хранению.

К числу базовых файлов, хранящихся в информационной базе, относят основные, рабочие, промежуточные, служебные и архивные файлы. Основные файлы должны иметь однородную структуру записей и могут содержать записи с оперативной и условно-постоянной информацией. Оперативные файлы могут создаваться на базе одного или нескольких входных файлов и отражать информацию одного или нескольких первичных документов.

Файлы со справочной информацией должны отражать все характеристики элементов материального производства (материалы, сырье, основные фонды, трудовые ресурсы и т. п.). Как правило, справочники содержат информацию классификаторов и дополнительные сведения об элементах материальной сферы, например о ценах.

Нормативно-расценочные файлы должны содержать данные о нормах расхода и расценках на выполнение операций и услуг.

Табличные файлы содержат сведения об экономических показателях, считающихся постоянными в течение длительного времени (например, процент удержания, отчисления и пр.). Плановые файлы содержат плановые показатели, хранящиеся весь плановый период.

Рабочие файлы создаются для решения конкретных задач на базе основных файлов путем выборки части информации из нескольких основных файлов с целью сокращения времени обработки данных.

Промежуточные файлы отличаются от рабочих файлов тем, что они образуются в результате решения экономических задач, подвергаются хранению с целью дальнейшего использования для решения других задач. Эти файлы, так же как и рабочие файлы, при высокой частоте обращений могут быть также переведены в категорию основных файлов.

Служебные файлы предназначаются для ускорения поиска информации в основных файлах и включают в себя справочники, индексные файлы и каталоги. Архивные файлы содержат ретроспективные данные из основных файлов, которые используются для решения аналитических, например прогнозных, задач. Архивные данные могут также использоваться для восстановления информационной базы при разрушениях.

Организация хранения файлов в информационной базе должна отвечать следующим требованиям:

— полнота хранимой информации для выполнения всех функций управления и решения экономических задач;

— целостность хранимой информации, т. е. обеспечение непротиворечивости данных при вводе информации в информационную базу;

— своевременность и одновременность обновления данных во всех копиях данных;

— гибкость системы, т. е. адаптируемость информационной базы к изменяющимся информационным потребностям;

— реализуемость системы, обеспечивающая требуемую степень сложности структуры информационной базы;

— релевантность информационной базы, под которой подразумевается способность системы осуществлять поиск и выдавать информацию, точно соответствующую запросам пользователей;

— удобство языкового интерфейса, позволяющее быстро формулировать запрос к информационной базе;

— разграничение прав доступа, т. е. определение для каждого пользователя доступных типов записей, полей, файлов и видов операций над ними.

Существуют следующие способы организации информационной базы: совокупность локальных файлов, поддерживаемых функциональными пакетами прикладных программ, и интегрированная база данных, основывающаяся на использовании универсальных программных средств загрузки, хранения, поиска и ведения данных, т. е. системы управления базами данных (СУБД).

Локальные файлы вследствие специализации структуры данных под задачи обеспечивают, как правило, более быстрое время обработки данных. Однако недостатки организации локальных файлов, связанные с большим дублированием данных в информационной системе и, как следствие, несогласованностью данных в разных приложениях, а также негибкостью доступа к информации, перекрывают указанные преимущества. Поэтому организация локальных файлов может применяться только в специализированных приложениях, требующих очень высокой скорости реакции при импорте необходимых данных.

Интегрированная информационная база, т. е. база данных — это совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе данных при такой минимальной избыточности, которая допускает их использование оптимальным образом для множества приложений.

Централизация управления данными с помощью СУБД обеспечивает совместимость этих данных, уменьшение синтаксической и семантической избыточности, соответствие данных реальному состоянию объекта, разделение хранения данных между пользователями и возможность подключения новых пользователей. Но централизация управления и интеграция данных приводят к проблемам другого характера: необходимости усиления контроля вводимых данных, необходимости обеспечения соглашения между пользователями по поводу состава и структуры данных, разграничения доступа и секретности данных.

В нашем случае нет никакой необходимости в очень высокой скорости реакции при импорте данных. Одной из проблем было частое повторение данных, от которого надо избавляться, поэтому мной была выбрана система управления базами данных (СУБД).

1.3.2 Обоснование проектных решений по программному обеспечению комплекса задач В цехе 690 работают в основном люди 35−50 лет, большинству из них не знакомы современные информационные технологии. Поэтому им для работы нужна очень простая в использовании и обучении программа. Соответственно для них не подойдут такие инструментальные средства, как языки программирования, специализированные библиотеки, системы автоматизированного проектирования, системы класса CASE. Наиболее оптимальным вариантом для использования является база данных.

Целями проектирования моей технологии обработки на основе базы данных являются: сокращение времени на поиск информации, минимизация затрат на разработку и сопровождение программного обеспечения и защита информации. Базы данных позволяют использовать более эффективные методы поиска, с помощью большого количества запросов. Также наглядность форм в базах данных очень удобна в использовании.

В настоящее время широко используются пакетный и диалоговый режимы обработки данных, причем последний не является альтернативой первого, а может рассматриваться скорее как его развитие. Выбор того или иного режима вытекает из особенностей каждого из них и особенностей решаемой задачи.

Пакетный режим обработки данных имеет следующие характерные черты. Ввод потока заданий осуществляется с локальных устройств ввода. Выполнение режима включает три фазы обработки: подготовку, выполнение и завершение процесса. При этом первая фаза требует определения последовательности действий и ввода исходных данных. Вторая фаза предполагает логическое преобразование исходных файлов, создания и упорядочения рабочих файлов, обработку информации и формирование выходных данных, осуществляя контроль результатов решения. На завершающей фазе выполняется выдача результатов.

При пакетном режиме участие оператора в процессе решения задачи, минимально и требует только предварительного ввода данных. Пакетный режим более тесно связан с бумажной технологией.

Диалоговый режим предполагает активное участие пользователя в процессе вычислений и ориентирован в большей мере на безбумажную технологию. В ходе его выполнения чаще всего отсутствует заранее установленная последовательность операций обработки данных и дополнительного ввода уточняющих данных или указаний.

Удобство диалогового режима в полной мере проявляется в процессе работы с базами данных. Это обусловлено следующими обстоятельствами:

— возможность перебора различных комбинаций поисковых признаков в запросе;

— обеспечение более быстрого поиска данных;

— улучшение характеристик выходных данных за счет оперативной коррекции запроса;

— возможность расширения, сужения или изменения направлений поиска сразу после получения результатов;

— множественность точек доступа;

— быстрый доступ к относительно редко используемой информации;

— оперативный анализ получаемых сведений.

Для построения информационных систем наиболее часто применяются различные системы управления базами данных (СУБД), различающиеся как своими возможностями, так и требованиями к вычислительным ресурсам. Все многообразие применяемых СУБД, можно свести к двум основным их классам: персональные и многопользовательские.

К первому классу относятся СУБД, ориентированные для работы на персональном компьютере (dBASE, FoxPro, MS Access и т. п.). Изначально они поддерживали работу с данными только одного пользователя. Вся СУБД такого класса выполняется как единая программа, таблицы базы данных представляются отдельными файлами на диске того же персонального компьютера. С развитием локальных сетей разработчики СУБД этого класса стали приспосабливать их к работе в сетевой среде, в которой потенциально стало возможным организовать доступ к данным с нескольких персональных компьютеров, включенных в локальную сеть. Файлы базы данных при этом размещаются на файловом сервере. На каждом же рабочем месте работает собственная копия программы-СУБД и прикладная программа, и на их выполнение могут оказывать существенное влияние характеристики компьютера этого рабочего места. Таким образом, при наличии в сети N рабочих мест с одними и теми же данными работают N копий программы-СУБД, одними и теми же данными управляют сразу N копий СУБД. Ошибка в выполнении одной из копий не будет замечена другими копиями. При выполнении запросов к базе данных копия СУБД может либо производить поиск данных в удаленных файлах на файловом сервере, либо копировать все файлы, в которых ведется поиск в свою локальную файловую систему. В первом случае возникают проблемы одновременного доступа к данным при их изменении. Данные, над которыми производится изменения, должны быть заблокированы. Средства файлового сервера позволяют выполнять блокировку на уровне файлов, но не на уровне записей, что существенно снижает эффективность параллельной работы с базой данных многих пользователей. Во втором же случае, во-первых, требуется передача по сети больших объемов информации, а во-вторых, получается, что разные рабочие места работают с разными копиями данных и эти копии могут стать неидентичными.

СУБД второго класса изначально создавались для выполнения на больших компьютерах и обеспечения параллельной работы многих пользователей. Такие СУБД, как правило, состоят из ядра, постоянно присутствующего в памяти, (сервера) и большого количества программ-агентов, обслуживающих запросы конечных пользователей и прикладных программ (клиентов). В этом случае и ядро СУБД, и данные находятся на одном и том же компьютере. Одна копия СУБД управляет одной копией данных. Единая управляющая система позволяет эффективно организовать одновременный доступ к данным многих агентов, предотвращая конфликты между ними. Ошибка в работе СУБД локализована и может быть эффективно исправлена самой же СУБД. При работе в условиях сети ядро СУБД выполняет запросы агентов на выборку данных и передает по сети только результаты выборки. Поскольку быстродействие современных дисковых систем обычно выше, чем скорость передачи данных по сети, уменьшение объема передаваемых данных существенно увеличивает общую эффективность работы системы. При этом не накладывается никаких ограничений на масштаб сети, агенты могут быть связаны с ядром СУБД через любую сеть и любые протоколы передачи данных.

Многопользовательские СУБД обладают также неоспоримыми преимуществами в таких аспектах, как надежность, безопасность, доступность. Они с самого начала своей истории использовали в качестве интерфейса запросов язык SQL, отсюда произошло одно из их альтернативных названий — SQL-серверы. Хотя в последнее время подмножества SQL становятся доступными и в персональных СУБД, но в эти подмножества не включаются средства обеспечения безопасности и параллельного доступа к данным — те средства, которые персональные СУБД обеспечить просто не могут.

При выборе базы данных очень важно выбрать базу данных, которая в наибольшей степени соответствуют предъявляемым к информационной системе требованиям, т. е. необходимо определиться какая модель автоматизации реализуется (автоматизация документооборота или бизнес — процессов). В первую очередь при выборе СУБД необходимо принимать во внимание следующие факторы:

— максимальное число пользователей одновременно обращающихся к базе;

— характеристики клиентского программного обеспечения;

— уровень квалификации персонала.

Системы управления базами данных (СУБД) являются едва ли не самым распространенным видом программного обеспечения. Идеологическая ценность СУБД объясняется тем, что в основе программ такого рода лежит концепция модели данных, то есть некоторой абстракции представления данных. В большинстве случаев предполагается, что данные представлены в виде файлов, состоящих из записей. Структура всех записей в файлах одинакова, а количество записей в файле является переменным. Элементы данных, из которых состоит каждая запись, называются полями. Поскольку во всех записях имеются одни и те же поля (с разными значениями), полям удобно давать уникальные имена.

Многие ситуации хорошо укладываются в такое представление данных. Например, в нашем случае. Детали изменяются, их убирают, вводят новые, но форма технологического процесса остается неизменной для каждой детали. Ясно, что СУБД является адекватным средством во всех случаях, когда исходную информацию можно представить в виде таблицы постоянной структуры, но неопределенной длины или в виде картотеки, содержащей неопределённое количество карточек постоянной структуры.

Все СУБД поддерживают в той или иной форме четыре основных операции:

1. Добавить в базу данных одну или несколько записей.

2. Удалить из базы данных одну или несколько записей.

3. Найти в базе данных одну или несколько записей, удовлетворяющих заданному условию.

4. Обновить в базе данных значение некоторых полей.

Системообразующим фактором при разработке автоматизированной системы является цель. Если ставить целью снижение затрат, то, несомненно, наиболее выгодным будет использование бесплатного программного обеспечения (ПО).

Разработка автоматизированной системы, использующей, например, в качестве СУБД MS Access, позволяет не только сэкономить на покупке СУБД, но и удешевляет разработку. Россия обладает огромным количеством специалистов, имеющих опыт работы с MS Access, издано множество книг по работе с этой СУБД, все больше появляется учебных курсов, в том числе, в сети Интернет.

Но если задуматься, как сделать автоматизированную систему не только не уступающую аналогам, но и превосходящую их, то обязательно возникнет вопрос: «Какую СУБД выбрать?» Сейчас все СУБД предоставляют примерно одинаковый, а точнее достаточный, набор возможностей.

Многие аналитики отмечают, что при прочих равных условиях (в первую очередь — требованиях, предъявляемых к СУБД) кардинального увеличения скорости в настоящее время получить невозможно. Производители СУБД сейчас предоставляют все необходимые способы индексации, используют «умные» оптимизаторы запросов и т. д. Получить серьезный выигрыш в скорости можно только за счет проигрыша в чем-либо другом, например, за счет работы только в режиме чтения данных.

Все критичные ошибки удаляются благодаря постоянно совершенствующемуся процессу тестирования, что подтверждается тысячами установок даже самых редко используемых СУБД.

В качестве среды разработки было решено использовать СУБД MS Access, поскольку это программное обеспечение позволяет создать не только таблицы с данными, но и эргономичный интерфейс для пользователей. Кроме того, немаловажным фактором в выборе послужило наличие в цехе персональных компьютеров, с установленным программным пакетом MS Office, в состав которого входит СУБД MS Access.

В использовании MS Access гораздо удобнее многих подобных программ. С помощью мастера просто и легко создавать не только простые запросы, но и весьма сложно структурированные формы для работы с данными. Интерфейс Access понятен и удобен, не сложен в использовании. Для опытных и продвинутых пользователей существуют возможности более гибкого управления ресурсами и возможностями объектов СУБД, таких как создание таблиц, запросов, форм в режиме конструктора.

Система управления базами данных Microsoft Access является одним из самых популярных приложений в семействе настольных СУБД. Все версии Access имеют в своем арсенале средства, значительно упрощающие ввод и обработку данных, поиск данных и предоставление информации в виде таблиц, графиков и отчетов. Начиная с версии Access 2000, появились также Web-страницы доступа к данным, которые пользователь может просматривать с помощью программы Internet Explorer. Помимо этого, Access позволяет использовать электронные таблицы и таблицы из других настольных и серверных баз данных для хранения информации, необходимой приложению. Присоединив внешние таблицы, пользователь Access будет работать с базами данных в этих таблицах так, как если бы это были таблицы Access. При этом и другие пользователи могут продолжать работать с этими данными в той среде, в которой они были созданы.

Приложение MS Access предназначенн для работы на автономном ПК или в локальной вычислительной сети под управлением Microsoft Windows. Другими словами, MS Access — это набор инструментальных средств для создания и эксплуатации информационных систем. На первый взгляд интерфейс Access кажется необозримым (например, набор команд меню и панелей инструментов меняется при переходе к очередной операции). Поэтому очень важно последовательно уяснить себе основные возможности, которые предоставляет вам Access, и общую логику интерфейса. Средствами Access вы проводите следующие операции:

— проектирование базовых объектов информационной системы — двумерных таблиц, с разными типами данных, включая поля объектов OLE;

— установление связей между таблицами, с поддержкой целостности данных, каскадного обновления полей и каскадного удаления записей;

— ввод, хранение, просмотр, сортировка, модификация и выборка данных из таблиц с использованием различных средств контроля информации, индексирования таблиц и аппарата логической алгебры (для фильтрации данных);

— создание, модификация и использование производных объектов информационной системы (форм, запросов и отчетов). Запросы и отчеты выполняют основную функцию информационной системы — извлечение, преобразование и представление информации.

MS Access обладает мощными, удобными и гибкими средствами визуального проектирования объектов с помощью Мастеров, и это дает возможность пользователю при минимуме предварительной подготовки довольно быстро создать полноценную информационную систему — на уровне таблиц, форм, запросов-выборок и отчетов. Наконец, система очень дружелюбна и устроена так, что активный пользователь, работая с ней, имеет возможность последовательно овладеть двумя рубежами: сначала научиться составлять макросы (т. е. наборы простых инструкций по управлению данными); затем освоить подготовку собственных приложений (программ) на языке Access Basic или VBA (Visual Basic for Applications

Access— мощное приложение Windows; впервые производительность СУБД органично сочетается с теми удобствами, которые имеются в распоряжении пользователей Microsoft Windows. Поскольку оба эти продукта— детища компании Microsoft, они прекрасно взаимодействуют между собой. Система Access работает под управлением Windows, так что при работе с ней пользователю доступны все преимущества. Можно вырезать, копировать и вставлять данные из любого приложения Windows в Access и наоборот; можно создать проект формы в Access и вставить его в конструктор форм.

С помощью объектов OLE (Object Linking and Embedding — связывание и внедрение объектов) в Windows и компонентах Microsoft Office (Excel, Word, PowerPoint и Outlook) можно превратить Access в настоящую операционную среду баз данных.

Система поддерживает первичные и внешние ключи и обеспечивает целостность данных на уровне ядра (что предотвращает несовместимые операции обновления или удаления данных). Кроме того, таблицы в Access снабжены средствами проверки допустимости данных, предотвращающими некорректный ввод вне зависимости от того, как он осуществляется, а каждое поле таблицы имеет свой формат и стандартные описания, что существенно облегчает ввод данных. Access поддерживает все необходимые типы полей, в том числе текстовый, числовой, счетчик, денежный, дата/время, MEMO, логический, гиперссылка и поля объектов OLE. Если в процессе специальной обработки в полях не оказывается никаких значений, система обеспечивает полную поддержку пустых значений.

Организация справочной системы фирмы Microsoft — по-прежнему лучшая в отрасли, причем как для новичков, так и для опытных пользователей. В Access предусмотрена контекстно-зависимая справка, для получения которой достаточно нажать, и на экране сразу же появится справочная информация по тому вопросу, который интересует пользователя в текущий момент. При этом можно легко перейти к оглавлению справочной системы, конкретной информации, журналу предыдущих обращений и закладкам.

Мастер (Wizard) может превратить часы работы в считанные минуты. Мастера задают наводящие вопросы относительно содержания, стиля и формата создаваемого объекта; затем они автоматически строят нужный объект. В составе Access около ста мастеров, помогающих конструировать базы данных, приложения, таблицы, формы, отчеты, диаграммы, почтовые наклейки, элементы управления и свойства. Допускается даже настройка мастеров для решения разных задач.

Access позволяет импортировать и экспортировать файлы многих известных форматов, включая dBASE, FoxPro, Excel, SQL Server, Oracle, Btrieve, многие текстовые форматы ASCII (в том числе с фиксированной длиной строки или заданным ограничителем), а также данные в формате HTML. В результате импортирования создается таблица Access; в результате экспортирования таблицы Access создается файл в заданном формате.

Связывание (ранее именовавшееся присоединением) означает, что можно использовать внешние данные без создания таблицы Access. Можно устанавливать подобную связь с данными dBASE, FoxPro, Excel, ASCII и SQL. Очень мощная возможность — связывание таблиц Access с их внешними таблицами с последующим совместным использованием; это относится к таблицам Access, dBASE, FoxPro и SQL Server.

Окна конструкторов форм и отчетов имеют одинаковый интерфейс и предоставляют пользователю много возможностей. Форма или отчет конструируется по принципу WYSIWYG (What You See Is What You Get — что видишь, то и получишь). Добавляя очередной элемент управления, пользователь видит, как при этом изменяется создаваемая форма.

В формы и отчеты можно включать надписи, поля текстовых данных, переключатели, флажки, линии и прямоугольники, а также оформлять их, выделяя элементы цветом и тенью. Более того, можно включать целые рисунки, диаграммы, подформы и подотчеты. При этом все параметры представления данных остаются полностью подконтрольными пользователю. Формы могут занимать много страниц, а в отчетах может быть предусмотрено много уровней группировки данных и подведения итогов.

Формы и отчеты можно просматривать в режиме предварительного просмотра, обеспечивая взгляд «с высоты птичьего полета» путем изменения масштаба. В режиме конструирования отчет можно просматривать с фиктивными данными, чтобы не дожидаться обработки большого реального файла.

Конструктор отчетов — очень мощное средство, допускающее использование до десяти уровней группировки и сортировки. Благодаря ему существует возможность создания отчетов, демонстрирующих процентные и итоговые показатели, получить которые можно лишь за два прохода. Допускается создание многих типов отчетов, которые включают почтовые наклейки и списки рассылки почты.

Одна из самых мощных возможностей Access одновременно является и наиболее важной. Отношения позволяют связать таблицы графически. Можно даже связывать таблицы, представляющие файлы разных типов (например, таблицу Access и таблицу dBASE). После подобного связывания таблицы выступают уже как одно целое, и теперь можно строить запросы применительно к любым данным в них. Можно выбирать конкретные поля, определять порядок сортировки, создавать вычисляемые выражения и вводить критерии отбора нужных записей. Можно отображать результаты выполнения запроса в виде таблицы, формы или отчета. От пользователя не требуется предварительной установки связей: вместо этого достаточно войти в конструктор запросов (например, когда требуется построить определенный отчет).

Запросы применяют и в других случаях. Можно создавать запросы, которые обеспечивают вычисление итогов, отображение сгруппированных и построение новых таблиц. Запрос можно использовать даже для обновления данных в таблицах, удаления записей и добавления одной таблицы к другой.

Access содержит свыше ста функции (небольших встроенных программ, которые в результате выполнения возвращают значение), выполняющих множество разнообразных задач. Есть функции для манипулирования базами данных, строками, числами в формате даты и времени, математические, деловые и финансовые. Их можно использовать для создания вычисляемых выражений в формах, отчетах и запросах.

Для непрограммистов (или опытных пользователей, которые просто не желают программировать) в Access предусмотрены макросы. Они позволяют автоматизировать выполнение некоторых задач. Около пятидесяти макросов дают возможность манипулировать данными, создавать меню и диалоговые окна, открывать формы и отчеты, словом, автоматизировать выполнение практически любой задачи. С помощью макросов можно решить порядка 90% всех задач обработки данных.

Процесс разработки конкретного программного приложения в среде MS Access в первую очередь определяется спецификой автоматизируемой предметной области. Однако для большинства из них можно выделить ряд типичных этапов:

— разработка и описание структур таблиц данных;

— разработка схемы данных и задание системы взаимосвязей между таблицами;

— разработка системы запросов к таблицам базы данных и (при необходимости) их интеграция в схему данных;

— разработка экранных форм ввода/вывода данных;

— разработка системы отчетов по данным;

— разработка программных расширений для базы данных, решающих специфические задачи по обработке содержащейся в ней информации, с помощью инструментария макросов и модулей;

— разработка системы защиты данных, прав и ограничений по доступу.

Поэтому для выполнения задач проекта был выбран Microsoft Access. Необходимо создать объемную базу данных, которой смогут пользоваться на каждом участке, вместо перебирания множества толстых технологических процессов. На всех участках смогут искать и просматривать все детали, а отслеживать и вносить все изменения будут на главном компьютере. После создания такой базы данных намного упростится процесс поиска необходимой информации, ускорится производственный процесс и прекратится путаница и неразбериха с деталями.

Целью моего проекта является автоматизация поиска информации для приема и отправки деталей в цехе гальванических покрытий.

Главные задачи:

— разработать базу данных;

— создать базу данных с помощью Microsoft Access;

— внедрить программу в производство;

— обучить персонал.

2 ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ В этом разделе приводится описание разработки и создания программного продукта для автоматизации производственных процессов.

2.1 Информационное обеспечение комплекса задач Информационное обеспечение — важнейший элемент информационной системы, оно предназначено для отражения информации, характеризующей состояние управляемого объекта и являющейся основой для принятия управленческих решений.

Информационное обеспечение включает совокупность единой системы показателей, потоков информации — вариантов организации документооборота; систем классификации и кодирования экономической информации, унифицированную систему документации и различные информационные массивы (файлы), хранящиеся в машине и на машинных носителях и имеющие различную степень организации. Наиболее сложной организацией является банк данных, включающий массивы для решения регламентных задач. В ходе разработки информационного обеспечения информационной системы определяются состав показателей, необходимых для решения экономических задач различных функций управления, их объемно-временные характеристики и информационные связи. Составляются различные классификаторы и коды, определяется состав входных и выходных документов по каждой задаче, ведется организация информационного фонда, определяется состав базы данных.

Цель разработки информационного обеспечения — повышение качества управления организацией на основе повышения достоверности своевременности и своевременности данных, необходимых для принятия управленческих решений.

Основное назначение информационного обеспечения — обеспечивать такую организацию представление информации, которые отвечали бы любым требованиям пользователей, а также условиям автоматизированных технологий.

Назначение информационного обеспечения обусловливает и требования, предъявляемые к нему:

— представлять полную, достоверную и своевременную информацию для реализации всех расчетов и процессов принятия управленческих решений в функциональных подсистемах с минимумом затрат на ее сбор, хранение, поиск, обработку и передачу;

— обеспечивать взаимную увязку задач функциональных под тем на основе однозначного формализованного описания их вход выходов на уровне показателей и документов;

— предусматривать эффективную организацию хранения и поиска данных, позволяющую формировать данные в рабочие массивы под регламентированные задачи и функционировать в режиме иформационно-справочного обслуживания;

— в процессе решения экономических задач обеспечивать совместную работу работников и компьютера в режиме диалога.

Одна часть информационного обеспечения учитывает особенности взаимодействия пользователя с компьютером при выполнении технологических операций по обработке информации, другая связана с организацией в компьютере различных информационных массивов, пользуемых для решения экономических задач и передачи данных. Поэтому в составе информационного обеспечения выделяется внемашинное и внутримашинное информационное обеспечение.

Внемашинное информационное обеспечение включает систему экономических показателей потоки информации, систему классификации и кодирования, документацию.

Внутримашинное информационное обеспечение — система специальным образом организованных данных, подлежащих автоматизированной обработке, накоплению, хранению, поиску, передаче в виде, удобном для восприятия техническими средствами. Это файлы (массивы), базы и банки данных, базы знаний, а также их системы.

При разработке и проектировании баз данных внемашинное и внутримашинное информационное обеспечение входит в многоуровневое представление данных:

— внешний уровень;

— информационно-логический уровень;

— даталогический уровень.

На внешнем уровне проектировщик базы данных:

— изучает предметную область;

— изучает входную и выходную документацию;

— выявляет потребности потенциальных пользователей.

2.1.1 Инфологическая модель данных Цель инфологического моделирования — обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому инфологическую модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком.

На инфологическом уровне создания базы данных необходимо:

— проанализировать собранную информацию;

— создать обобщенную инфологическую схему предметной области.

Основные понятия инфологической модели данных:

1. Сущность — любой различимый объект (объект, который мы можем отличить от другого), информацию о котором необходимо хранить в базе данных. Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов, событий или идей, выступающих как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе. Например, типом сущности может быть ГОРОД, а экземпляром — Москва, Киев и т. д.