Автоматизация процесса предпроектного обследования при построении корпоративных информационных систем

В настоящее время практически не осталось вида корпоративной деятельности, где бы не требовалось создание информационных систем (ИС). На повестке дня стоит задача создания ИС для интегрированной автоматизации деятельности корпораций. Такие ИС характеризуются большими объемами данных и разнообразными выполняемыми функциями.

В каждой корпорации требуется внедрять свой индивидуальный комплекс мер по автоматизации. Более того, даже предприятия, работающие в одной отрасли и имеющие подобную модель бизнеса, часто нуждаются в совершенно различных ИС (вследствие того, что считают нужным автоматизировать различные подразделения в разной степени). Поэтому применение типовых решений по созданию ИС становится нецелесообразным, а напротив, для каждого конкретного предприятия требуется разработка уникальной системы или модулей различного уровня сложности. Очевидно, что масштабные интегрированные корпоративные ИС должны создаваться силами больших коллективов разработчиков различной квалификации.

Масштабы разработки, а также необходимость поддержки коллективной разработки ИС, привело к созданию множества САБЕ-средств. САБЕ-средства предназначены для снятия части технологических проблем за счет упрощения рутинных процедур, что позволяет освободить людские и временные ресурсы для углубленной проработки предметной области (ПрО).

Необходимость системных исследований наиболее ярко проявляется на начальном этапе создания ИС, этапе предпроектного обследования. Технологические приемы предпроектного обследования в настоящее время остаются настолько уникальными, что их до сих пор можно отнести скорее к области искусства, нежели рассматривать как результат научного или инженерного исследования.

Вместе с тем, предпроектное обследование различных ПрО обладает рядом общих черт, которые при соответствующей математической, информационной, алгоритмической и программной проработке также могут быть автоматизированы, что позволит значительно повысить качество предпроектного обследования (ППО). Вследствие глобальной потребности в разработке такого аппарата, разработка методов и средств создания ИС на стадии ППО является актуальной задачей не только современной информатики, но и цивилизации, вступающей в новый век.

Цель диссертационной работы заключается в разработке математического, программно-алгоритмического, информационного и организационного обеспечения предпроектного обследования, а также в использовании разработанных методов для предпроектного обследования при создании ИС.

Для достижения цели в данной работе:

— Проведен анализ современных методов и средств, предназначенных для создания ИС, выделен ряд специфических свойств, необходимых для систематизации процесса предпроектного обследования малых и средних предприятий;

— Предложены техническая и математическая постановки задач предпроектного обследования, разработаны численные методы их решения на основе расчета мер информационной нагрузки на элементы системы, требующие автоматизации;

— Разработана методика распределения автоматизированных рабочих мест (АРМ) создаваемой ИС;

— Разработано программно-алгоритмическое обеспечение решения задач предпроектного обследования малых и средних предприятий в виде автономного CASE-средства PreCASE Wizard;

— С помощью PreCASE Wizard решен ряд практических задач предпроектного обследования;

— Указаны направления развития научных и инженерных исследований в области предпроектного обследования при создании ИС.

Методы исследования. При выполнении диссертационной работы были использованы методы теории множеств, теории нечетких множеств, теории графов, структурного анализа SADT, а также другие методы информационного анализа.

В диссертации получены следующие новые научные результаты:

— С позиции системного анализа жизненного цикла (ЖЦ) создания сложных ИС сформулированы новые направления разработки и усовершенствования автоматизации ППО в рамках интегрированных CASE-систем.

— Предложен и реализован ряд методов исследования и автоматизации ПрО, включающий: новый количественный подход к автоматизации сбора и анализа информации о ПрОадаптивный алгоритм определения источников информации и оптимизации порядка их опросапроцедуру анализа текстовой информации проводимых опросов для терминологического описания Про и построения информационно-логической модели ПрОоптимизационную модель выбора множества и порядка последовательности АРМ для построения ИС и АСУ малым и средним предприятиям. Практическая значимость работы заключается в следующем:

— Создано программно-алгоритмическое обеспечение ППО для интеграции методов и средств предпроектного обследования с CASE-технологиями — система PreCASE Wizard.

— Разработанные математические, информационные и программно-алгоритмические средства использованы на практике для проведения ППО при создании ИС ряда малых и средних предприятий.

— Создана практическая методика ППО, позволяющая повысить эффективность сбора первичной информации и ее использования в стандартных CASE-средствах типа Design IDEF.

— Разработаны рекомендации и инструкции, позволяющие проводить структурный анализ организации, реализовать поэтапное получение информации и ее актуализацию.

Степень обоснованности и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждается опытом практического использования системы PreCASE Wizard, в которой реализованы разработанные методы ППО.

Реализация результатов исследования. Теоретические и практические положения диссертационной работы, а также система PreCASE Wizard, внедрены на фирме «Гео-МТ» в качестве базового средства для разработки новых ИС и анализа структур организаций. Положения, выносимые на защиту:

— Концепция системного анализа предпроектного обследования как элемента ЖЦ ИС;

— Автоматизированная методика предпроектного обследования, включающая методы сбора и анализа текстовой информации проведенных опросов, оценки информационной нагрузки структурных единиц и распределения АРМ;

— Информационное, математическое и программно-алгоритмическое обеспечение ППО, программный комплекс PreCASE Wizard для интеграции разработанных методов и средств на этапе предпроектного обследования с CASE-технологиями;

— Результаты практического применения методов и средств ППО.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

— Международной телекоммуникационной конференции студентов и молодых ученых «Молодежь и наука-97» (г. Москва, МИФИ, 1998 г.);

— Международной телекоммуникационной конференции студентов и молодых ученых «Молодежь и наука-99» (г. Москва, МИФИ, 1999 г.);

— Международной телекоммуникационной конференции студентов и молодых ученых «Молодежь и наука-2000» (г. Москва, МИФИ, 2000 г.).

Научные публикации.

Полученные в диссертации результаты изложены в 8-ми печатных работах [78,92,102−106,108].

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы, приложения. Работа изложена на 129 страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка и 3 0 таблиц.

Список литературы

содержит 112 наименований.

4.4.ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.

1. Приведены результаты практического применения разработанных методов и средств проведения ППО на примере обследования ЗАО «Мостранссклад».

2. Дано описание результатов применения поэтапной процедуры ППО в соответствии с разработанной автором методикой.

3. Дан полный перечень организаций, программных продуктов, разработанных с помощью методики. Приведены характеристики, подтверждающие, что разработанное средство является эффективным в рамках создания ИС. Получены и описаны основные характеристики, отражающие эффективность разработанных методов и средств проведения ППО.

4. Обнаружены эффекты различной степени устойчивости информации в зависимости от уровня размещения АРМ. Найденные зависимости использованы для оптимизации спиральной процедуры ППО.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В процессе создания математического и программно-алгоритмического обеспечения процедур оптимизации предпроектного обследования, а также применения разработанных процедур для решения практических задач создания ИС были получены следующие результаты.

1. Проанализированы особенности процесса проведения предпроектного обследования применительно к решению задач создания ИС. Даны техническая и математическая постановки задач.

2. Дан критический обзор и указаны пути реализаций методов сбора, анализа и переработки информации для создания ИС с использованием САБЕ-средств.

3. Выделены четыре группы задач предпроектного обследования, а именно:

— определение структуры организации;

— определение механизма проведения опросов;

— оптимизация выбора и распределения ресурсов для создания АРМ;

— создание терминологического описания ПрО.

4. Показано, что:

— задача определения структуры организации сводится к задаче оптимизации линейного функционала с квадратичными ограничениями типа нестрогих неравенств;

— задача определения оптимальной последовательности сбора информации связана с решением динамического распределения ресурсов и может быть решена либо как задача линейного программирования, либо с помощью предложенного автором алгоритма последовательного покрытия графа организации;

— задача оптимального распределения АРМ сводится к выделению сильных компонент графа организации.

5. Разработан и описан механизм построения терминологической модели, которая позволяет представить информационное описание системы в виде совокупности на вершинах графа АРМ подмножества словаря организации.

6. Создано средство PreCASE-Wizard, предназначенное для автоматизации ППО и реализующее разработанные методы проведения ППО. Получены и описаны основные характеристики, отражающие эффективность разработанного программно-алгоритмического обеспечения.

7. Предложена и реализована технологическая схема использования разработанных программно-алгоритмических средств, дано поэтапное описание вычислительного эксперимента по решению прикладных задач.

Теоретические и практические положения диссертационной работы и созданная на их основе система PreCASE Wizard внедрены и используются на фирме «ГЕО-МТ», для проведения ППО при построении ИС ЗАО «Мостранссклад», ГК «Украина», МТС МВД и др. (всего 20 организаций).