Автоматизированная информационная система мониторинга производства

Введение

1. Постановка задачи

1.1 Анализ предметной области и определение требований

1.2 Модель «Как есть» (AS-IS)

1.3 Модель «Как должно быть» (to-be)

1.4 Обоснование выбора средств разработки

2. Алгоритм работы системы

3. Описание структурной схемы

4. Описание функциональной схемы системы

4.1 Описание классов системы

4.2 Описание структуры данных системы

5. Руководство пользователя и тестирование системы

5.1 Тестирование системы

5.2 Руководство пользователя

6. Охрана труда, экологическая безопасность, энергосбережение. Обеспечение светотехнических условий рабочего места пользователя ПК

6.1 Визуальные параметры дисплея и световой климат рабочего места, влияющие на зрительный дискомфорт оператора

6.2 Определение значений визуальных эргономических параметров (первой и второй групп)

6.3 Обеспечение внешней освещенности экрана дисплея как одного из основных визуальных эргономических параметров, определяющих комфортные условия для считывания и восприятия информации

6.4 Расчет освещенности рабочего места пользователя персонального компьютера

7. Технико-экономическое обоснование дипломного проекта. Расчет экономической эффективности

7.1 Расчет отпускной цены программного обеспечения

7.2 Расчет экономической эффективности разрабатываемого ПО

Заключение

Список использованных источников

Приложение, А Скрипт создания базы данных

ПриложениеБ Листинг

Введение

автоматизированная информационная система мониторинг Сегодня к известным видам ресурсов любой организации — материальным, трудовым, энергетическим, финансовым — прибавился новый, ранее не учитываемый — информационный. Информация позволяет ориентироваться в общей обстановке на предприятии, уменьшить финансовый риск, следить за внешней средой, рынком и изменениями рыночной конъюнктуры, оценивать свою деятельность, вырабатывать и корректировать стратегию предприятия, принимать качественные управленческие решения.

Успешная деятельность предприятия в современных условиях невозможна без информационного обеспечения по вопросам, относящимся как непосредственно к деятельности предприятия, так и к общей экономической и политической ситуации в стране.

Под информационным обеспечением понимают:

1) Совокупность процессов по подготовке и доведению до потребителей информации для решения управленческих, производственно-технических задач в соответствии с этапами их выполнения.

2) Совокупность единой системы классификации и кодирования информации и единой системы документации, совокупность методов и средств организации машинных массивов информации.

Исследования показывают, что от 50 до 90% рабочего времени современный руководитель тратит на обмен информацией, происходящий в процессе совещаний, собраний, встреч, бесед, переговоров, приема посетителей, составления и чтения различных документов и т. п. И это — жизненная необходимость, поскольку обладание информацией означает обладание реальной властью, поэтому лица, причастные к ней, часто стремятся ее утаивать, чтобы впоследствии на ней спекулировать — ведь нехватка информации дезориентирует, поэтому всегда необходимо уметь отделить нужную информацию от ненужной, полезную от бесполезной.

Передача информации о положении и деятельности организации на высший уровень управления и взаимный обмен информацией между всеми взаимосвязанными подразделениями организации осуществляется, как правило, на базе современной электронно-вычислительной техники и других технических средств связи.

В немалой степени успех любого дела зависит от того объема информации, которым владеет лицо, принимающее решение. Генри Форд говорил: «Основа успеха в бизнесе — своевременно полученная, правильно понятая и умело использованная информация».

Автоматизация и создание информационных систем мониторинга являются на данный момент одной из самых ресурсоемких областей деятельности техногенного общества. Одной из причин активного развития данной области является то, что автоматизация служит основой коренного изменения процессов управления, играющих важную роль в деятельности человека и общества. Возникают системы управления, действие которых направлено на поддержание или улучшение работы объекта с помощью устройства управления (комплекс средств сбора, обработки, передачи информации и формирования управляющих сигналов или команд).

Информационная система — это система, обеспечивающая уполномоченный персонал данными или информацией, имеющими отношение к организации. Информационная система управления, в общем случае, состоит из четырех подсистем: системы обработки транзакций, системы управленческих отчетов, офисной информационной системы и системы поддержки принятия решений, включая информационную систему руководителя, экспертную систему и искусственный интеллект.

Автоматизированная информационная система мониторинга — взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Таким образом, автоматизированная информационная система мониторинга представляет собой совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенная для обработки информации и принятия управленческих решений.

Современные ИТ позволяют:

— превратить предприятие в информационно-управляемое. То есть, становится возможным управлять предприятием опираясь на информационный ресурс, который, в отличие от прочих (Стоимость, Время, Оперативность реакции, Гибкость. Качество, Инновация) могут быть многократно использован;

— воспринимать предприятие как одно целое. То есть, если компания состоит из множества предприятий, ведущих бизнес в разных сферах, или расположенных удаленно друг от друга, руководство может эффективно управлять ими как одним целым, не беспокоясь о совместимости приложений в тех или иных подразделениях. Так же появляется возможность объединения информационных подсистем в одну, устраняя при этом дублирование процессов;

— управлять предприятием в режиме реального времени. Наибольшую ценность представляет актуальная информация. ИТ позволяют дать моментальный доступ к ней всем участником процессов. Результатом является увеличение эффективности и пропускной способности каналов информации, и возможность осуществлять процессы не только последовательно, но и параллельно;

— становиться основой для бизнесc-стратегии предприятия. ИТ в свое время давали и дают возможность быстро производить стретегические изменения на предприятии, облегчая внедрение новых систем;

— используя одну программную платформу, работать с учетом всех особенностей конкретного предприятия. Сегодня можно создать ИС эффективную для данного предприятия не создавая ее с нуля, без привлечения огромных человеческих и финансовых ресурсов. Можно взять готовый продукт и настроить его под нужды предприятия. При этом можно добавлять или убирать необходимые функции с течением времени, сохраняя работоспособность системы;

— ориентироваться на массовых пользователей. Все пользователи, которым это необходимо, могут быть включены в единую ИС предприятия. При этом система обеспечивает максимально возможно «дружелюбный» интерфейс, помогая людям делать свою работу, а не мешая.

В соответствии с выше изложенным, автоматизация систем мониторинга является актуальным и перспективным процессом.

Объектом исследования в данной работе выступают особенности информационного обеспечения принятия оперативных управленческих решений, возникающие в аспекте этой темы на реально существующем предприятии: ЗАО «АТЛАНТ» Завод бытовой техники (ЗБТ).

Предметом настоящего исследования является методы и средства повышения эффективности управления производственным процессом.

Цель работы: разработка автоматизированной системы мониторинга производственной деятельности предприятия, необходимой для принятия управленческих решений, обеспечивающих стабильную работу основного производства завода бытовой техники ЗАО «АТЛАНТ».

Задачами исследования, проводимого в рамках настоящего дипломного проекта, являются:

— системный анализ предметной области, постановка задачи исследования;

— построение модели «AS — IS» деятельности объекта автоматизации;

— описание основных обеспечивающих подсистем АИС мониторинга;

— проектирование базы для хранения информации, сопровождающей использование АИС мониторинга;

— проектирование программного обеспечения АИС.

1. Постановка задачи

1.1 Анализ предметной области и определение требований В ходе выполнения дипломной работы необходимо спроектировать и разработать автоматизированную систему мониторинга производственной деятельности предприятия. Основная цель разработки программы — автоматизация мониторинга производственных участков, кладовщиков товарно-материальных ценностей и кладовщиков отгрузки готовой продукции в рамках завода бытовой техники посредством веб-интерфейса. Это необходимо для совершенствования информационного обмена на предприятии, которое позволит сократить время при принятии оперативных решений, необходимых для координации производственного процесса в реальном режиме времени с учетом полученных своевременно необходимых данных.

На данный момент нет четкой информационной связи между отдельными звеньями длинной цепочки производства, главное управление завуалировано под понятием «выполнение сменного, суточного и т. д. графика». В настоящее время для нормальной работы всего производства необходимо постоянно контролировать выполнение всех видов работ на всех участках вовремя и в срок, данный контроль осуществляется только через получение информации от конкретных исполнителей по средствам связи. Сколько было произведено деталей, каких моделей и модификаций — это возможно знать только, если вы находитесь непосредственно на автоматической линии.

Данное положение вещей способно вызвать сбой в системе работы предприятия, что повлечет за собой нежелательные и непредвиденные изменения, при выполнении разработанных планов. При наличии каких-либо отклонений в работе всего процесса производства, начиная с поставки материалов, заканчивая отгрузкой продукции, необходимо знать в полной мере всю информацию и иметь возможность принятия управленческих решений конкретному руководителю для корректировки утвержденных планов, что невозможно в отсутствии информации в данный момент времени. Самое главное, что при возникновении каких-либо форс-мажорных ситуаций появляется спешка, необдуманные поступки, которые могут привести к отклонениям в качестве продукции.

Если кладовщики имеют свои базы данных по учёту ТМЦ и готовой продукции, то производственный мастер не имеет, и поэтому не имеет и достоверной информации по изготовленной продукции.

Работа производственного мастера завода бытовой техники сопряжена с необходимостью хранения большого числа разнообразных документов и прочей информации о изготавливаемой продукции, заказах и т. д. Рассмотрим традиционные способы хранения таких данных.

Записная книжка (ежедневник). Каждый мастер предприятия может иметь свою записную книжку. Там помечать данные о материалах, сменные задания, остатки материалов на конец смены, горящие позиции и т. д. Но возможен такой вариант, что ежедневник может потеряться, порваться, быть залитым чаем или кофе. И все данные автоматически теряются. Еще хуже, если мастер уходит с работы, а вместе с ним уходит и ежедневник со всеми записями.

В картонных папках. Для каждого наименования детали можно завести отдельную папку. Ежедневно мастера предприятия заносят данные произведённой продукции в бумажную картотеку.

График работы на бумажном носителе А4. Данные каждым мастером отмечаются в графике в конце смены. Но и этот вариант неприемлим, т.к. не исключается человеческий фактор. Рабочий мог записать в карту контроля одно количество, а выполнить совершенно другое. Также и мастер может ошибиться и записать не то количество изготовленной продукции, да и можно просто затерять график среди прочей документации. Если происходят какие-либо корректировки графика, то его следует распечатывать заново и отмечать исходя из новых данных.

Excel — файл. Каждый мастер предприятия у себя на компьютере может создать Excel — файл, в котором и будет хранить все данные о изготавливаемой продукции. С одной стороны, это достаточно удобно, по сравнению с тремя предыдущими пунктами — можно делать копии файлов, можно осуществлять поиск по файлу, можно выделять строки с информацией о деталях разными цветами. Но для руководства такой метод работы по-прежнему неудобен — нет доступа к данным в любой момент времени, нет видения полной картины производственного процесса. Для этого нужно обходить каждого мастера и вести беседу. И по-прежнему, уходя с работы, сотрудник может вместе с собою унести Excel файл.

Таблица 2.1 — Сравнение способов хранения информации без использования информационных систем.

Самым эффективным способом организации работы производственных мастеров является автоматизированная система мониторинга производственной деятельностью предприятия. При использовании такой системы все производственные участки работают как единое целое, в котором все участники имеют свои права доступа и действий, а руководство — полный круглосуточный доступ к управлению.

Что касается кладовщиков готовой продукции, то хочу отметить то, что хоть у них и есть база, где они отмечают отгрузки и поступления, но однозначного направления работы у них нет. Они, как и производственные мастера продолжают вести ещё и бумажную документацию, т.к. в БД полной картины по дням не представлено. И как изложено выше могут слаживаться ситуации, когда несвоевременно инженера доводят график, корректировки в работе, вносят непроизвольно какие-либо ошибки. Это всё приводит к отставаниям и срывам поставок.

Автоматизация производственных процессов важнейшая составляющая автоматизации управления производством. Автоматизация процессов на производстве дает следующие преимущества:

1. все производственные процессы становятся упорядоченными и оперативными;

контроль, анализ и планирование процессов становятся проще;

снижается роль человеческого фактора;

Все процессы интегрируются в единую систему.

Автоматизация управления производством на предприятии предоставляет возможность быстро на любом этапе проводить анализ деятельности, гибко управлять процессами и оперативно изменять ситуацию; рядовым работникам работать более эффективно в сфере производства, снабжения, сбыта.

Автоматизация — это скорость и эффективность.

Эффективность производственной деятельности значительно увеличивается за счет внедрения на предприятии комплексной автоматизации процессов работы и управления предприятием.

Автоматизация производства позволяет контролировать производственный процесс на каждом этапе, выявлять и устранять «узкие места» по всем направлениям:

контроль над производством;

управление складами (запасами);

управление заказами (экспортом) и т. д.

Эффективность достигается за счет точного контроля за всеми этапами производственного процесса, позволяет отслеживать все стадии — от конструкторской разработки и технологических особенностей производства до списания затрат.

В программе необходимо реализовать приложение, работающее с базой данных для производственных участков, кладовщиков товарно-материальных ценностей и кладовщиков отгрузки готовой продукции в рамках завода бытовой техники. Для каждого пользователя приложения необходимо реализовать свой уровень иерархии доступа.

Инженер производственного участка может просматривать отгрузки, поступления материалов и деталей на склады, составлять график работы, а также его корректировать, вносить нормы новых деталей.

Администрация завода может просматривать поступления и отгрузки, остатки на складах для контроля и управления производственным процессом.

Кладовщики проводят поступления и отгрузки материалов и деталей, а также осуществляют просмотр ведения графика работы участка.

Производственный мастер имеет доступ к просмотру складов и графика ведения отгрузок готовой продукции, а также с помощью включения норм может просмотреть: какой материал необходим для изготовления конкретной детали, а также количество этого материала.

Так как к приложению подключены подразделения, такие как участок изготовления корпуса, барабанов и литья, которые находятся друг от друга на значительном расстоянии, то было принято решение реализовать связь клиентов через веб.

Сформулируем требования, предъявляемые к проектируемой системе.

Главным требованием к системе является реализация всех функций по мониторингу предприятия.

Так как информация, хранящаяся в системе, имеет большую ценность, то она должна быть защищена от несанкционированного доступа. В связи с этим целесообразно добавить авторизацию пользователей. Каждому клиенту выдаётся свой логин и пароль.

Следующим важным требованием является достоверность. Все предоставляемые системой данные должны содержать минимум ошибок.

Кроме этого система должна быть надёжной. Надежность системы определяется временем бесперебойной работы системы, которое зависит от надежности технической базы, средств реализации, а также правильности и профессиональности построения системы.

Информация, которая будет храниться в базе данных, имеет большую ценность, поэтому она должна быть защищена от различных ошибок и сбоев в системе.

Для вывода информации на клиентских компьютеах необходимо включить печатающее устройство, главными требованиями к которому являются: стоимость печатающего устройства и стоимость печати одной страницы.

Для обеспечения требований безопасности и доступа к информации в любой момент времени желательно расположить базу данных на отдельном компьютере — сервере, который будет располагаться в недоступном от посторонних месте. В силу этого от аппаратных средств требуется наличие сетевого оборудования.

Так как программа будет реализована в виде веб-приложения, то необходимо обеспечить доступ к Интернет.

Методологическое обеспечение должно включать инструкции по использованию информационного, программного, аппаратного обеспечения, а также инструкции по обеспечению работоспособности всей системы.

1.2 Модель «Как есть» (AS-IS)

Целью построения функциональных моделей обычно является выявление наиболее слабых и уязвимых мест деятельности компании, анализе преимуществ новых бизнес-процессов и степени изменения существующей структуры организации бизнеса.

Анализ начинают с построения модели как есть (AS-IS), то есть модели существующей организации работы. Модель «как есть» может создаваться на основе изучения документации (должностных инструкций, положений о предприятии, приказов, отчетов), анкетирования и опроса служащих предприятия и других источников.

С помощью синтаксического анализа модели можно легко обнаружить «бесполезные» (не имеющие выхода), «неуправляемые» (не имеющие управления) и «простаивающие» функции. Более тонкий анализ позволяет выявить дублирующие, избыточные или неэффективные функции. Модель дает целостное представление о работе системы в целом и возможность понять взаимосвязи всех составляющих системы. При этом выясняется, что обработка информации и использование ресурсов неэффективны, важная информация не доходит до соответствующего рабочего места. Признаком неэффективности организации работ является, например, отсутствие обратных связей по входу и управлению для важных функций.

Проанализировав ситуацию, существующую на предприятии, можно сделать вывод, что в работе сотрудников нет чёткого согласования. Трудозатраты по сбору информации велики, а эффект этой информации можно подвергнуть сомнению, т.к. невольно можно допустить ошибки. Время по сбору сведений проходит довольно значительное. Для управления всё это доставляет немалую долю сложности. А несогласованность в действиях может привести к срывам поставок, простоям оборудования и немалым финансовым потерям. Существующая ситуация (модель «Как есть») приведена на рис. 1.1 — контекстная диаграмма и рис. 1.2 — декомпозиция.

Рисунок 1.1 Контекстная диаграмма модели «Как есть»

Рисунок 1.2 Декомпозиция модели «Как есть»

1.3 Модель «Как должно быть» (to-be)

Учитывая анализ модели «Как есть», была построена модель «Как должно быть», контекстная диаграмма и декомпозиция модели представлена соответственно на рис. 1.3 и рис. 1.4. Основным достоинством такой модели является то, что предприятие превращается в информационно-управляемое. Управление можно производить в режиме реального времени. Все подразделения предприятия воспринимаются как одно целое. Все пользователи, которым необходима информация могут быть включены в единую информационную сеть предприятия. Трудозатраты по сбору данных сведены к минимуму. А достоверность такой информации близка к максимуму, так как исключаются посредники, которыми могут быть внесены ошибки и неточности.

Рисунок 1.3 Контекстная диаграмма модели «Как должно быть»

Рисунок 1.4 Декомпозиция модели «Как должно быть»

1.4 Обоснование выбора средств разработки В связи с тем, что система должна быть реализована так, чтобы сделать ее использование максимально простым и доступным из самых разных мест, где существует возможность выхода в сеть Интернет, она обязана быть изначально ориентированной на Web. Система должна представлять собой сайт, состоящий из совокупности динамических гипертекстовых страниц. Требуется выбрать язык программирования для создания таких страниц. В качестве языка разработки была выбрана технология ASP.Net и язык разработки C#.

ASP.NET — это новая технология для создания мощных сценариев, которые выполняются на сервере. Она предоставляет разработчикам службы, необходимые для создания .NET-приложений. Компания Microsoft первоначально планировала назвать свой продукт ASP+ — как усовершенствование ASP. Но после создания платформы .NET ASP+ была переименована в ASP.NET и вошла в состав пакета среды разработки приложений Visual Studio.NET.

Непосредственно взаимодействуя с операционной системой, среда .NET Framework предоставляет интерфейс ASP-приложениям. Новая технология ASP.NET позволяет создавать приложения на нескольких языках программирования, например на VisualBasic .NET, C# и JScript .NET. Благодаря этому приложениям предоставляются возможности .NET, такие как работа в среде CLR, безопасность типов и наследование. Наиболее важными усовершенствованиями, добавленными в ASP.NET, являются серверные элементы управления (ServerControls), новые возможности работы в Web, кэширование Web-страниц и новая объектная модель.

Технология ASP.NET является новой средой разработки Web-приложений. Технология ASP базировалась на использовании языков сценариев. В основу ASP.NET положена работа в среде CLR, что позволяет создавать Web-приложения на любом языке, поддерживаемом платформой .NET. Независимо от языка программирования, использованного при создании приложения ASP, его код компилируется в код на промежуточном языке IL. Это немаловажное преимущество, так как теперь возможности одного языка могут использоваться в другом языке без необходимости написания дополнительного кода. Таким образом достигается высокая степень повторного использования кода.

Файлы страниц, создаваемых в рамках технологии ASP.NET, могут иметь различные расширения. Файл стандартной ASP.NET-страницы имеет расширение .aspx. Файл Web-службы имеет расширение .asmx, а файл пользовательского элемента управления — расширение .ascx. Поддержка различных форматов файлов позволяет одновременно использовать ASP. NETи ASP-страницы. В зависимости от расширения файла сервер IIS вызывает соответствующий ISAPI-фильтр для управления выполнением задачи. Архитектура ASP.NET позволяет различать управляемый и неуправляемый код. На коде, управляемом средой CLR, написаны .NET-приложения, что позволяет использовать возможности .NET Framework. Например, с помощью функции отсоединенного доступа технология ASP.NET поддерживает работу с серверами IIS 4.0, ISS 5.0 или InternetExplorer 5.5.

ASP.NET поддерживает две модели программирования: Web-формы и Web-службы. Web-формы позволяют создавать Web-страницы с помощью форм. Элементы управления Web-форм доступны на панели инструментов General (Стандартная) и могут использоваться для создания элементов пользовательского интерфейса Web-форм. Элементы управления Web-форм могут использоваться многократно, что значительно упрощает задачу написания кода для Web-страниц.

C# (произносится си-шарп) — язык программирования, сочетающий объектно-ориентированные и контекстно-ориентированные концепции. Разработан в 1998—2001 годах группой инженеров под руководством АндерсaХейлсбергa в компании Microsoft как основной язык разработки приложений для платформы Microsoft .NET. Компилятор с C# входит в стандартную установку самой .NET, поэтому программы на нём можно создавать и компилировать даже без инструментальных средств вроде VisualStudio.

C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наиболее близок к C++ и Java. Язык имеет строгую статическую типизацию, поддерживает полиморфизм, перегрузку операторов, указатели на функции-члены классов, атрибуты, события, свойства, исключения, комментарии в формате XML. Переняв многое от своих предшественников — языков C++, Delphi, Modula и Smalltalk — С#, опираясь на практику их использования, исключает некоторые модели, зарекомендовавшие себя как проблематичные при разработке программных систем: так, C# не поддерживает множественное наследование классов (в отличие от C++) или вывода типов.

В качестве СУБД для хранения данных системы была выбрана СУБД MSSQLServer 2008.

SQL Server 2008— это комплексная платформа управления данными и бизнес-аналитики. Она обладает первоклассной масштабируемостью, возможностью создавать хранилища данных, продвинутыми средствами анализа и достаточной безопасностью, что позволяет использовать ее как основу для критически важных бизнес-приложений. Эта редакция позволяет консолидировать серверы и выполнять крупномасштабные OLTP-операции и создание отчетности. 9]

Достоинства SQL Server 2008:

-Высокий уровень доступности

Технологии, которые защищают данные от дорогостоящих человеческих ошибок и максимально сокращают сроки аварийного восстановления, помогут обеспечить непрерывность ведения бизнеса.

-Производительность и масштабируемость

Инфраструктура, поставившая официальный рекорд в обработке больших объемов данных и пиковых нагрузок.

-Безопасность

Встроенные средства защиты от несанкционированного доступа позволят решить вопрос конфиденциальности и соответствия нормативным требованиям.

-Управляемость

Автоматические диагностика, калибровка и настройка инфраструктуры позволяют снизить издержки на управление, сократить потребность в обслуживании и притом управлять огромными объемами данных.

-Бизнес-аналитика

Большие объемы данных из хранилищ или киосков легко запрашиваются и анализируются, преобразуясь в практически значимый результат, ведущий к принятию верного решения. 10]

Преимущества SQL Server 2008:

— Управление большими и постоянно растущими таблицами станет более эффективным благодаря прозрачному разбиению таблиц на управляемые блоки данных по технологии параллелизма в секционированных таблицах.

— Улучшения в создании отказоустойчивых кластеров в ОС WindowsServer 2008.

— Поврежденные страницы данных можно восстановить с зеркального сервера благодаря улучшенному зеркалированию баз данных.

— Новые узлы в одноранговую репликацию можно добавлять во время работы, не отключая репликацию.

— Регулятор ресурсов позволяет осуществлять упреждающий контроль приоритетности рабочей нагрузки и выделения ресурсов.

— Сжатие резервных копий позволяет сократить время, требуемое на восстановление, а также уменьшить количество занимаемого резервными копиями пространства.

— Возможность горячей замены процессора снижает время простоев из-за обслуживания оборудования.

— Средство сбора данных о производительности дает возможность осуществлять тонкую настройку экземпляров SQL Server 2008 по всему предприятию, а также устранять неполадки и производить мониторинг.

— Общекорпоративные средства шифрования становятся возможными благодаря расширенному управлению ключами и аппаратным модулям безопасности.

— Прозрачное шифрование данных позволяет шифровать информацию без внесения каких-либо изменений в приложения.

— Все предпринятые действия могут подвергаться проверке благодаря новому объекту аудита.

— Сжатие данных позволяет хранить информацию более эффективно и снизить требования к хранилищу.

— Использование оптимизации запросов с объединением «звезда» сокращает время отклика благодаря распознаванию схем объединения данных хранилища.

— В хранилище всегда будет самая актуальная информация за счет отслеживания изменений в данных.

— Улучшения, внесенные в масштабируемость и производительность служб аналитики SQL Server, позволяют создавать высокопроизводительные решения аналитики под практически любое количество пользователей.

— Продвинутые алгоритмы интеллектуального анализа данных

— Перепроектированное ядро служб отчетов SQL Server позволяет осуществлять обработку по запросу и достигать лучшей производительности.

— Масштабируемые задачи просмотра повышают производительность извлечения, преобразования и загрузки в службах интеграции SQL Server. 11]

Для моделирования структуры системы, ее поведения, а также в ходе документирования возможностей системы использовались следующие средства и технологии:

— IDEF0 (CASE-средство Computer Association BpWin 7.1);

— ER (CASE-средство Computer Association ErWin 7.1);

— UML (CASE-средствоSparx Systems Enterprise Architect 9.0);

— ГОСТ 19.701−90 (CASE-средство Microsoft Visio 2007).

Разработанная система обладает определенными требованиями к программному и аппаратному обеспечению сервера, на котором предполагается ее работа:

Программные требования:

— ОС Windows, с установленным ISS;

— СУБД SQL Server 2008 и старше;

— для работы клиентов требуется любой браузер, поддерживающий стандарт HTML 3.0 с включенной поддержкой cookies и языка сценариев JavaScript 1.0 и старше.

Минимальные аппаратные требования (определены экспериментально, зависят от выбранной операционной системы, а также выбранных версий SQL Server 2008 и сервера приложений):

— CPU AMD Duron 800 Mhz;

— память 250 Mb;

— 10 Mb + место под данные БД на жестком диске.

Рекомендуемые аппаратные требования (определены экспериментально, зависят от выбранной операционной системы, а также выбранных версий SQL Server 2008 и сервера приложений):

— CPU Intel Pentium Celeron, Pentium-IV или AMD Duron, Athlon с частотой от 2 Ghz;

— память от 256 Mb;

— 30—40 Mb и место под данные БД на жестком диске.

2. Алгоритм работы системы Алгоритм — понятная и точная последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное.

Исполнителем алгоритма может быть как человек (кулинарные рецепты, различные инструкции, алгоритмы математических вычислений), так и техническое устройство. Различные машины (компьютеры, промышленные роботы, современная бытовая техника) являются формальными исполнителями алгоритмов. От формального исполнителя не требуется понимание сущности решаемой задачи, но требуется точное выполнение последовательности команд.

Алгоритм можно записывать различными способами (словесное описание, графическое описание — блок схема, программа на одном из языков программирования и т. д.). Программа — это алгоритм, записанный на языке программирования.

Для создания алгоритма (программы) необходимо знать:

полный набор исходных данных задачи (начальное состояние объекта);

цель создания алгоритма (конечное состояние объекта);

систему команд исполнителя (то есть набор команд, которые исполнитель понимает и может выполнить).

Полученный алгоритм (программа) должен обладать следующим набором свойств:

дискретность (алгоритм разбит на отдельные шаги — команды);

однозначность (каждая команда определяет единственно возможное действие исполнителя);

понятность (все команды алгоритма входят в систему команд исполнителя);

результативность (исполнитель должен решить задачу за конечное число шагов).

Алгоритм работы системы приведен на рисунке 2.1.

Алгоритм включает следующий набор действий. Для доступа к функциям системы необходима авторизация пользователя, которая происходит на основании идентификационного кода доступа (ИКД), введенного пользователем. В случае если авторизация неудачна, данный шаг повторяется. После прохождения авторизации происходит переход к пользовательской части сайта.

Рассмотрим работу системы при переходе к пользовательской части.

Рисунок 2.1 — Обобщенный алгоритм работы программы На основании данных из базы данных и шаблона формируется и выводится в браузер главная страница пользовательской части приложения. Далее, в зависимости от выбора пользователя, происходит переход к одному из действий:

— работа со складом ТМЦ;

— работа со складом готовой продукции;

— работа с графиками работы;

— работа с нормами;

— завершение работы системы.

Работа со складом ТМЦ подразумевает следующие действия:

— просмотр данных движения материала;

— добавление данных (приход материала на склад);

— коррекция данных (расход материала, т. е. выдача на участок для дальнейшей переработки).

Результатом работы со складом ТМЦ является либо сформированный список движения ТМЦ, либо сообщение о результате добавления или коррекции данных.

Работа со складом готовой продукции подразумевает следующие действия:

— вывод информации о движении готовой продукции;

— отгрузка продукции;

— прием продукции на склад.

Результатом работы со складом готовой продукции является либо сформированный список движения готовой продукции, либо сообщение о результате отгрузки или поступления продукции.

Работа с графиками работ включает следующие функции:

— вывод данных графика работ;

— коррекция данных графика;

— просмотр графиков работы.

Результатом работы с графиками работ является либо сформированный график, сообщение о результате ввода или коррекции данных.

Работа с нормами включает следующие функции:

— ввод данных норм;

— коррекция норм;

— просмотр норм.

Результатом работы с нормами является сформированный список норм расхода на изготовление конкретной детали.

3. Описание структурной схемы Структурная схема — это совокупность элементарных звеньев объекта и связей между ними, один из видов графической модели.

На структурной схеме кибернетической системы указывается, из каких подсистем состоит данная система.

Элементарные звенья изображаются прямоугольниками, а связи между ними — сплошными линиями со стрелками, показывающими направление действия звена. Иногда в поле прямоугольника вписывают математическое выражение закона преобразования сигнала в звене, в этом случае схему иногда называют алгоритмичной.

Она предназначена для отражения общей структуры устройства, то есть его основных блоков, узлов, частей и главных связей между ними. Из структурной схемы должно быть понятно, зачем нужно данное устройство и что оно делает в основных режимах работы, как взаимодействуют его части.

На основе системного подхода в разрабатываемом программном

средстве можно выделить следующие модули:

— модуль работы с графиками работа;

— модуль работы со складом ТМЦ;

модуль работы со складом готовой продукции;

модуль системы безопасности;

модуль поиска;

модуль формирования отчетов;

модуль доступа к данным;

модуль работы с нормами.

Структурная схема разрабатываемой информационной системы представлена на рисунке 3.1. Структурно система должна предоставлять собой общедоступный сайт, реализующий функцию мониторинга производственной деятельности предприятия. При этом все подсистемы включают набор встроенных компонент, отвечающих за работу с данными, поиск информации, формирование отчетов.

Модуль работы со складом готовой продукции предназначен за вывод информации о движении готовой продукции. Модуль предусматривает корректировку данных движения ТМЦ, обеспечивает ввод данных о поступлении готовой продукции, а также печать отчета об отгрузке готовой продукции.

Рисунок 3.1 — Структурная схема Модуль работы с нормами отвечает за ввод, просмотр и коррекцию информации о нормах расхода деталей и материала.

Модуль работы с графиками обеспечивает доступ к вводу и коррекции данных графиков работ. Также модуль позволяет осуществить просмотр выборки данных по критериям пользователя.

Модуль работы со складом ТМЦ предназначен за вывод информации о движении ТМЦ по складу. Также модуль предусматривает корректировку данных движения ТМЦ.

Модуль обеспечения безопасности представляет аутентификацию пользователей. Для предотвращения несанкционированного доступа к данным системы, в информационной системе предусмотрено разделение пользователей на роли.

Модуль поиска предназначен для вывода данных, соответствующих критерию пользователя.

Модуль доступа к данным представляет собой модуль для связи с базой данных. Используется для обработки запросов к базе данных, а также за получение результата запроса.

Модуль формирования отчетов позволяет формировать отчеты, выводить их на печать, а также сохранять их на локальный компьютер в формате MSWord, Pdf, MSExcel.

4. Разработка программных модулей системы

4.1 Описание классов системы В ходе проектирования информационной системы мониторинга было принято решение использовать веб-ориентированный подход, при котором реализация большей части механизмов работы с данными возлагается на веб-сервер. При этом от разработчика требуется лишь задать иерархию классов, которые по большей части являются отображениями таблиц базы данных. Это позволяет работать с данными таблиц как с экземплярами (объектами) определенных классов.

На рисунке 4.1 представлена диаграмма классов, описывающая типовой класс такого вида.

Рисунок 4.1 — Типовой класс разрабатываемой информационной системы Диаграмма классов уровня форм представлена на рисунке 4.2. На ней представлены разработанные страницы (веб-формы).

Приведем описание созданных форм:

— Default — главная страница, содержит форму авторизации пользователей.

— TMC_Kladovshik — форма для ввода и коррекции данных о движении ТМЦ кладвощиком;

— TMC_ingener — форма для просмотра данных о движении ТМЦ инженером;

— TMC_master — форма для просмотра данных о движении ТМЦ мастером;

— Default_ingener — главная форма для инженера УРТМ;

— Default_master — главная форма для мастера УРТМ;

— Default_ Kladovshik — главная форма для кладовщика;

— Norma_ingener — форма для работы с нормами инженера УРТМ;

— Norma_master — форма для просмотра значений норм мастером УРТМ;

— Product_ingener — форма для просмотра данных о движении готовой продукции на складе инженером УРТМ;

— Product_master — форма для просмотра данных о движении готовой продукции на складе мастером УРТМ;

— Product_kladovshik — форма для просмотра, ввода и корректировки данных о движении готовой продукции на складе кладовщиком;

— Grafic_ingener — форма для просмотра и печать данных графика работ инженером УРТМ;

— Grafic_master_input — форма для ввода данных о графике работ мастером УРТМ;

— Grafic_master_correct — форма для корректировки данных о графике работ мастером УРТМ;

— Grafic_kladovshik — форма для просмотра и печать данных графика работ кладовщиком.

Рисунок 4.2 — Диаграмма классов уровня форм

4.2 Описание структуры данных системы Проектирование физической структуры таблиц базы данных и связей осуществлялось при помощи инструментальной среды Erwin фирмы LogicWorks. ERWin_ средство разработки структуры базы данных (БД).ERwin сочетает графический интерфейс Windows, инструменты для построения ER-диаграмм, редакторы для создания логического и физического описания модели данных и прозрачную поддержку ведущих реляционных СУБД и настольных баз данных.

ERwin создает визуальное представление (модель данных) для решаемой задачи. Это представление может использоваться для детального анализа, уточнения и распространения как части документации, необходимой в цикле разработки.

В ERwin существуют два уровня представления и моделирования — логический и физический. Логический уровень означает прямое отображение фактов из реальной жизни. Целевая СУБД, имена объектов и тины данных, индексы составляют второй (физический уровень модели Erwin).

Процесс построения информационной модели системы состоял из следующих шагов:

— определение сущностей;

— определение зависимостей между сущностями;

— задание первичных и альтернативных ключей;

— определение атрибутов сущностей;

— приведение модели к требуемому уровню нормальной формы;

— переход к физическому описанию модели — назначение соответствий: имя сущности — имя таблицы, атрибут сущности — атрибут таблицы;

— генерация базы данных.

Приведем перечень сущностей предметной области и их атрибутов, полученных в результате нормализации:

1) Пользователи — данные пользователей системы с указанием их ролей:

— id (первичный ключ);

— login

pass

role

2) Подразделения — сведения о подразделениях предприятия:

— КодПодразделения (первичный ключ);

— Наименование.

3) Детали — перечень детелей:

— КодДетали (первичный ключ);

— Наименование

— План

— Лимит

4) Материалы — перечень материалов:

— КодМатериала (первичный ключ);

— Наименование

— Лимит.

5) Нормы — данные по нормам на предприятии;

— КодНормы (первичный ключ);

— КодДетали (внешний ключ);

— Наименование;

— ЧистыйВес;

— Норма;

— Ширина

— Высота;

— Длина.

6) ГотоваяПродукция — сведения о движении готовой продукции по складу:

— Код (первичный ключ);

— КодДетали;

— Значение;

— Дата;

— ТипОперации.

7) ТМЦ — сведения о движении ТМЦ по складу:

— Код (первичный ключ);

— КодМатериала;

— КодПодразделения;

— Дата;

— Наличие;

— Приход;

— Расход.

8) ГрафикРабот — данные о графике работы:

— ID (первичный ключ);

— КодПодразделения;

— КодДетали;

— Значение;

— Дата Проведем последовательную нормализацию схем отношений на примере пользователей системы.

Проверим объект Пользователи на соответствие первой нормальной форме (1NF). Отношения соответствуют первой нормальной форме, если на пересечении каждого столбца и строки находятся только элементарные значения атрибута, и отсутствует повторяемость атрибутов и групп атрибутов.

Рассмотрим отношение R (id, login, pass, role).

Данное отношения находятся в 1NF.

Проверим его на соответствие второй нормальной форме (2NF). Отношения соответствуют второй нормальной форме, если они находятся в 1NF и не содержат неполных функциональных зависимостей, не первичных атрибутов от атрибутов первичного ключа. Данное отношение находится в 2NF.

Устанавливаем отношения между этими таблицами и проверяем таблицы на соответствие их третьей нормальной форме (3NF). Отношения соответствуют третьей нормальной форме, если они находятся во 2NF и не содержат транзитивных зависимостей. Т. е. ни один неключевой атрибут не зависит от другого неключевого атрибута.

Данные отношения находится в 3NF. Проверку на соответствие форме Бойса-Кодда проводить не требуется, т.к. ключи не имеют общих атрибутов. Удаление, изменение или добавление любой строки таблицы не ведет к изменениям остальных строк — многозначные зависимости отсутствуют. Поэтому таблица находится в 4-ой НФ.

На рис. 4.3 представлена полученная в ходе прямого проектирования схема данных информационной системы библиотеки.

По окончании процесса построения информационной модели системы при помощи прямого проектирования была произведена генерация базы данных MSSQLServer.

Рисунок 4.3 — Схема данных системы

5. Руководство пользователя и тестирование системы

5.1 Тестирование системы Для оценки работоспособности системы было проведено ручное тестирование.

Ручное тестирование — это процесс поиска дефектов в работе программы, когда тестировщик проверяет работоспособность всех компонентов программы, как если бы он был пользователем.

Системный подход к тестированию включал в себя несколько этапов:

1. Выбор методологии тестирования. Тестирование системы проводилось по нисходящему принципу. Это означает, что последовательно выполнялась проверка корректности работы сайта, начиная от наиболее общих функций (выбрать пункт меню, создать запись, отредактировать запись и т. п.), до узкоспециализированных (в случае возникновения ошибки на более высоком уровне);

2. Составление тестов с описанием выполнения и ожидаемым результатом. Был разработан набор функциональных тест-кейсов, сгруппированных в сценарии в соответствии с ролями пользователей системы. Для тестирования отдельных функций системы была применена стратегия «белого ящика». Это тестирование логики управления программы. Стратегия основана на анализе внутренней структуры программы. Стратегия «белого ящика» включает проверку операторов, решений, условий, покрытие решений и условий, комбинированное покрытие.

3. Тестирование;

4. Анализ результатов.

Для тестирования были использованы статический и динамический подходы.

Динамические подход включал в себя запуск программного обеспечения.

Статистическое тестирование включало в себя проверку синтаксиса и кода программы.

Проверка на корректность ссылок сайта осуществлялась с использованием программного средства WebLinkValidator. Результат тестирования приведен на рисунке 5.1.

Проверка ссылок показала единственную ошибку: отсутствие файла одного из графических элементов дизайна. Найденная ошибка была устранена. Для проверки на кроссбраузерную совместимость использовались следующие версии браузеров, наиболее распространенные в настоящее время: InternetExplorer 8, MozillaFirefox 6.0, Opera 12 и GoogleChrome.

Рисунок 5.1 — Результат проверки целостности ссылок Карта тестирования приведена в таблице 5.1.

Таблица 5.1 — Карта тестирования на кроссбраузерную совместимость

В качестве примера рассмотрим тестирование программного кода, производящего авторизацию пользователей системы. В случае правильного указания логина и пароля пользователь перенаправляется на главную страницу для пользователя, в противном случае возвращается на страницу авторизации.

Фрагмент схемы алгоритма, который реализует приведенный код, показан на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 — Фрагмент последовательности действий при авторизации пользователей Известно, что для программ, содержащих только одно условие на каждом принятии решения, минимальным является набор тестов покрытия решений ([20], [23]).

Поскольку приведенный алгоритм содержит только одно условие и в целях минимизации ресурсных затрат было принято решение ограничиться минимальным набором тестов, т. е. покрытием решений. Разработанный набор дополнительных тестов и результаты проведенного тестирования приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 — Результаты тестирования

В целом по результатам тестирования и разработки можно сделать выводы:

— в результате тестирования информационной системы не обнаружено критических ошибок, приводящих к отказу работспособности;

— структурные и визуальные характеристики страниц не изменяются существенно в зависимости от браузера;

— навигационные характеристики не зависят от браузера;

— все обязательные требования, предъявленные в спецификации, выполнены.

5.2 Руководство пользователя Для входа в систему пользователю необходимо авторизоваться (рисунок 5.3)

Рисунок 5.3 — Вход в систему В системе предусмотрено 4 роли пользователя:

— администратор (доступ ко всем функциям);

— инженер;

— мастер;

— кладовщик;

Рассмотрим действия пользователя в зависимости от его роли в системе.

В случае спешной авторизации пользователь «инженер» будет направлен на главную страницу (рисунок 5.4)

Рисунок 5.4 — Главная страница Инженер может просматривать движение ТМЦ по складу ТМЦ, задавая параметры поиска (рисунок 5.5)

Рисунок 5.5 -Просмотр ТМЦ инженером Инженер также может просматривать движение готовой продукции по складу, задавая параметры поиска (рисунок 5.6)

Рисунок 5.6 -Просмотр движения готовой продукции инженером Инженер может вводить данные графика работ (рисунок 5.7), а также проводить корректировку записей (рисунок 5.8)

Рисунок 5.7 — Ввод данных графика работ Рисунок 5.8 — Корректировка данных графика работ

Инженеру также доступна функция ввода норм и поиска данных по заданным параметрам (рисунок 5.9)

Рисунок 5.9 -Работа с нормами Мастер УРТМ может просматривать движение ТМЦ за период (рисунок 5.10) и за текущий месяц (рисунок 5.11)

Рисунок 5.10 — Просмотр ТМЦ за период Рисунок 5.11 — Просмотр ТМЦ за текущий месяц Мастер УРТМ может также просматривать движение готовой продукции по складу (рисунок 5.12).

Рисунок 5.12 — Просмотр движения готовой продукции Мастеру также доступна функция просмотра норм (рисунок 5.13)

Рисунок 5.13 -Просмотр норм мастером Мастер может просматривать график работ:

— за текущий день (рисунок 5.14);

— за период (рисунок 5.15);

— за текущий месяц (рисунок 5.16)

Рисунок 5.14 — Просмотр графика работ за сегодня мастером Рисунок 5.15 -Просмотр графика работ за период мастером Рисунок 5.16 -Просмотр графика работ за месяц мастером Для работы с движением готовой продукции кладовщику доступны следующие функции:

— просмотр (рисунок 5.17);

— просмотр за период (рисунок 5.18);

— отгрузка (рисунок 5.19);

— принять готовую продукцию (рисунок 5.20).

Рисунок 5.17 — Просмотр Рисунок 5.18 — Просмотр за период Рисунок 5.19 — Отгрузка готовой продукции Рисунок 5.20 — Принятие готовой продукции Также кладовщик может просматривать график работ (рисунок 5.21)