Одной из основных задач промышленности является внедрение наукоемких и высокоэффективных технологий. Направлением, где успешно применяются и создаются высокие технологии, является проектирование. Внедрение технологий автоматизированного проектирования позволило повысить производительность труда инженеров-проектировщиков. Однако темпы роста производительности отстают от потребностей промышленности. Сроки выполнения проектных работ зачастую срываются на фоне благоприятных внешних условий — устойчивого спроса на проектные работы внутри страны и расширяющегося за рубежом. Все это позволяет говорить о системном кризисе на проектных предприятиях. Его главной причиной является технология организации проектных работ, разработанная десятилетия назад, ориентированная на бумажный документооборот и не справляющаяся с тем потоком документации, который генерируется системами автоматизированного проектирования. Рост количества проектов и сокращение сроков их выполнения с одной стороны, рост конкуренции и острый дефицит высококвалифицированных специалистов делают актуальной задачу управления корпоративными знаниями. Широкое внедрение вычислительной техники, активное использование сетей общего пользования, переход на безбумажные технологии повышает требования к системе информационной безопасности.
Решением поставленных проблем должна стать комплексная автоматизированная система управления процессом проектирования. Анализ существующих систем показывает их слабую приспособленность к потребностям проектных предприятий. Целый ряд особенностей как самих организаций (организационная структура, территориальная распределенность) так и объекта проектирования (специфика жизненного цикла, взаимосвязь строительства и оборудования, отсутствие производства) делают невозможным применение существующих систем без существенных доработок. При этом сложность и стоимость доработок сравнима со сложностью и стоимостью разработки новой системы.
Проблемой технического документооборота занимались такие специалисты как: В. Краюшкин, М. Головко, В. Климов, Д. Волков и др. В их трудах проанализированы существующие системы технического документооборота, разработаны отдельные аспекты управления процессами проектирования, управления знаниями, обеспечения безопасности данных. При этом задачи реорганизации структуры и организации технологии проектных работ остаются слабо разработанными.
Таким образом, автоматизация организационного управления проектированием является комплексной задачей и включает в себя: реорганизацию структуры предприятия, изменение технологии проектных работ, исследование методов управления знаниями и решения специфических для такого рода систем вопросов обеспечения информационной безопасности.
Цель работы. Системный анализ проблем проектирования объектов нефтегазового комплекса и разработка принципов автоматизации организационного управления проектированием, а также разработка методик, моделей, алгоритмов для создания систем автоматизированных систем управления проектированием.
Задачи исследования. В диссертационной работе решаются следующие задачи: системный анализ существующих систем автоматизации проектных предприятий и тенденций их развитияформирование требований, предъявляемых проектной организацией к системе автоматизацииреорганизация технологических процессов для наиболее полного соответствия изменившимся внешним условиямсовершенствование организационной структуры проектного предприятия для обеспечения соответствия изменившейся технологии проектирования;
— разработка алгоритмов и технологии сквозного проектирования в проектной организацииразработка системы автоматизации, включающей подсистемы электронного технического документооборота, управления знаниями, безопасностиимитационное моделирование, проверка и обоснование достоверности результатов предложенных методовреализация и внедрение автоматизированной системы управления проектированием в проектной организации.
— Объект исследования. Проектные предприятия, работающие в сфере нефтегазового комплекса.
Предмет исследования. Организационные структуры проектных организаций, технологии управления проектами, методы управления инженерными знаниями, принципы обеспечения информационной безопасности.
Методы исследования основаны на использовании положений теории систем, методов системного анализа, теории графов, математического моделирования, нечеткой логики и инженерии знаний. Научной новизной обладают следующие результаты: система организации производственного процесса, основанная на модели сквозного проектированиямодифицированный метод структурной декомпозиции работметодики распределения работ по структурным подразделениям и согласования множества проектов внутри организацииметодики управления техническими и административными знаниями основанные на продукционной и фреймовой моделях, адаптированные для применения в проектных организациях нефтегазового комплексамодель защищенности системы автоматизации, метод оценки защищенности с использованием нечеткой логики.
Практической полезностью обладают: организационная структура предприятия проектного типасистема электронного технического документооборота проектного предприятия реализующая технологию сквозного проектированияподсистема информационной безопасности, реализующая принцип разделения на контуры безопасностиподсистема управления знаниями основанная на продукционной и фреймовой моделях представления знаний.
Реализация результатов работы. Разработанная в диссертации система электронного технического документооборота ориентирована на проектные организации, занимающиеся объектами нефтегазовой отрасли и имеющие географически распределенную структуру (филиалы, отделения). В настоящее время система внедрена в ЗАО «Проектный и научный институт «ГазНИИпроект» г. Самара. Результаты работы использованы в учебном процессе кафедры «Информационные технологии».
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Информационные технологии» СамГТУ и на:
Всероссийской научной конференции «Математическое моделирование и краевые задачи» (Самара, СамГТУ, 2004);
Всероссийской научно-практической конференции «Информационные, измерительные и управляющие системы» (Самара, СамГТУ, 2004);
Всероссийской научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке, практике и образовании» (Самара, СамГТУ, 2004, 2005);
Всероссийской научно-практической конференции «Современные информационные технологии» (Пенза, ПГТА, 2004);
Всероссийской научной конференции «Современные нефтегазовые и химические технологии» (Самара, СамГТУ, 2005);
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в которых отражены основные результаты работы.
Основные положения, выносимые на защиту: технология сквозного проектирования, включая модифицированный метод структурной декомпозиции работ, методики управления ресурсами для управления проектами- — методики управления знаниями в проектных организациях нефтегазового комплексаметоды обеспечения информационной безопасности проектного предприятия, методика оценки защищенности с использованием нечеткой логики.
4.5 Выводы.
4.5.1. Ограничения, существующие в любой реальной организации, не позволяют создать идеальную систему технического документооборота, которая замыкала бы в себе все рабочие процессы, была полностью интегрирована с САПР, формализовала все накопленные знания, обеспечивала управление проектами и работала на графических станциях. В этой ситуации целесообразно выбирать компромиссные варианты, которые работают на имеющемся оборудовании с накопленным архивом чертежей.
4.5.2. В качестве аппаратной основу серверов и рабочих станций предлагается использование платформы Intel, процессоров Хеоп и Pentium 4 соответственно. Ядро локальной сети образовуется высокоскоростной магистралью lGbit/s, к которому подключены все серверы. Абонентские рабочие места имеют скорость 100 Mbit/s и соответствуют стандарту Fast Ethernet. Системное программное обеспечение и офисное ПО производства Microsoft. САПР и инженерное ПО — Autodesk. 4.5.3. Система ЭТД реализована в виде нескольких подсистем, каждая из которых находся в развитии. К настоящему времени разработана система управления документами, на основе которой функционирует электронный архив выполненных проектов за последние шесть лет. Сейчас происходит внедрение системы сквозного проектирования и наполнение архива проектами с бумажных носителей, выполненных ранее 1999 года. Система управления знаниями выполнена в виде справочников и средств полуавтоматического проектирования. Подсистема управления проектом обеспечивает управление портфелем проектов, согласованное управление проектами и ресурсами, эффективное взаимодействие участников проектной команды. Подсистема защиты представляет собой комплекс мер по настройке аппаратно-программной среды и ряд специализированных программных средств — антивирусных программ, межсетевых экранов, средств управления пользователями. Развитие подсистемы безопасности параллельно с другими подсистемами позволило избежать случаев несанкционированного доступа к проектным данным, вторжений в корпоративную систему извне, хотя были зафиксированы попытки проникновения.
4.5.4. На данный момент система ЭТД представляет собой динамично развивающийся программный комплекс, состоящий из многочисленных программных комплексов сторонних разработчиков, средств промежуточного слоя для обеспечения интеграции, и специализированных надстроек для решения конкретных задач собственной разработки.
Ч Заключение.
1. На основе проведенного системного анализа проблем проектирования объектов нефтегазового комплекса сформулированы принципы автоматизации организационного управления, включающие реорганизацию структуры предприятий, модернизацию производственных процессов и внедрения автоматизированных систем управления проектированием.
2. Проведен анализ существующих систем автоматизации, который показал их недостаточную приспособленность к потребностям проектных организаций нефтегазовой отрасли, как по техническим, так и по экономическим причинам.
3. Предложена организационная структура проектного типа, позволяющая упростить и ускорить процедуры согласования решений на территориально распределенных предприятиях.
4. Разработан способ организации производственного процесса, основанный на методе сквозного проектирования, позволяющий сократить сроки разработки и согласования документов в процессе утверждения.
5. Предложены методики распределения работ по структурным ^ подразделениям и согласования множества проектов внутри организации, позволяющие эффективно управлять ресурсами, необходимыми для выполнения проектов.
6. Предложены методики управления техническими и административными знаниями, основанные на продукционной и фреймовой моделях, адаптированные для применения в проектных организациях нефтегазового комплекса.
7. Разработаны методы информационной безопасности, обеспечивающие защиту от несанкционированного доступа к проектным данным, как сотрудников организации, так и лиц, не являющихся пользователями системы, от аппаратных, программных сбоев и изменений во внешней среде.
8. Проведены имитационное моделирование и сравнительный анализ вариантов построения системы электронного технического документооборота, которые показали, что наиболее предпочтительным вариантом реализации системы является вариант с централизованным хранением данных.
9. Разработано информационное и программное обеспечение управления техническим документооборотом на проектном предприятии, которое может быть рекомендовано к использованию проектными предприятиями, работающими в сфере нефтегазового комплекса.
