Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут»

05.13.06 - інформаційні технології

УДК 658.52.011.56:004.415:004.416

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

МЕТОД ІНТЕГРАЦІЇ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ ПРИ СТВОРЕННІ НОВОЇ ТЕХНІКИ

Котляров Олексій

Веніамінович

Харків - 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», Міністерство освіти і науки України.

Науковий керівник кандидат технічних наук, професор Попов Вячеслав Олексійович,

Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», професор кафедри інформаційних управляючих систем.

Офіційні опоненти:- доктор технічних наук, професор Жолткевич Григорій Миколайович, Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, завідувач кафедри теоретичної та прикладної інформатики;

- кандидат технічних наук, доцент Косенко Віктор Васильович, Державне підприємство «Харківський науково-дослідний інститут технології машинобудування», заступник директора з наукової роботи.

Захист відбудеться « 15 » січня 2010 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.062.01 у Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» за адресою: 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17, радіотехнічний корпус, ауд. 232.

З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» (61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17).

Автореферат розісланий « 3 » грудня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 64.062.01_______________________ М.О. Латкін

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. За останні 15 років усі галузі промисловості України зазнали значних перетворень. Від строків випуску, якості й точності відповідності вимогам замовників залежать обсяги реалізації зробленої продукції, а отже, прибуток і майбутній розвиток підприємства. У цих умовах зростає значущість пошуку адекватних розв'язків для оптимізованих завдань, які поєднали б два процеси - наскрізну оптимізацію життєвого циклу складної наукоємної техніки (ЖЦ СНТ) і комплексне використання інформаційних технологій (ІТ) для створення СНТ. Однією з актуальних задач, що має істотне значення, є вдосконалювання концепції проектування, розроблення та інтеграції інформаційних систем (ІС), які використовують у процесах управління створення СНТ сучасним підприємством, що розвивається (РП). Без організації паралельного виконання проектних робіт і взаємодії конструкторів, технологів, постачальників, економістів та інших фахівців при розробленні документації на виріб досягти значного скорочення строків при виконанні вимог якості неможливо. Активна взаємодія і паралельне виконання робіт зі створення СНТ можуть бути організовані тільки за умови створення усередині підприємства або корпорації єдиного інформаційного простору (ЄІП) даних про корпоративну продукцію. Впровадження нових ІС у більшості випадків передбачає зміну стану (реінжиніринг) існуючих ІС. Можна виділити такі способи реінжинірингу ІС: розроблення нових ІС для інтеграції з існуючими ІС; розроблення нових ІС з метою заміни існуючих ІС; модернізація (нарощування функціональності, розвиток) існуючих ІС.

У цей час існує велика кількість підходів, методів і технологічних розв'язків, прямо або побічно пов'язаних з діяльністю з реінжинірингу й інтеграції ІС. Однак вони у кращому випадку частково інтегровані на рівні методологій (процесів розроблення). У результаті можна спостерігати наявність величезної кількості методологічних рішень, де в основному розробляють ІС «з нуля» і практично відсутні підходи, метою створення яких було би комплексне, цілісне розв'язання задач щодо реінжинірингу та інтеграції ІС для створення СНТ. Таким чином, актуальною науково-прикладною задачею є розроблення методів, спрямованих на реінжиніринг та інтеграцію інформаційних систем при проектуванні нової техніки.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота над дисертацією проводилася на кафедрі інформаційних управляючих систем Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» у рамках держбюджетних НДР МОН України «Системна методологія та інформаційні технології управління якістю проектів створення наукомістких зразків нової техніки» (ДР №0104U000835), «Розробка методологічних основ, системних моделей та інтелектуальних інформаційних технологій логістичного управління розподіленими виробництвами та проектами з їх створення» (ДР №0106U001035). Особистий внесок автора в перерахованих НДР як виконавця полягає в розробленні методів інтеграції та реінжинірингу інформаційних систем.

Мета й задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності інформаційних систем, які використовують на етапах життєвого циклу створюваного нового виробу шляхом їхньої інтеграції.

Для досягнення поставленої мети необхідно розв'язати такі задачі:

1) провести аналіз моделей, методів, інформаційних технологій, які використовують при створенні нової техніки;

2) сформувати системне уявлення розвитку підприємства та його інформаційної системи при створенні нової техніки;

3) провести класифікацію методів реінжинірингу для інтеграції інформаційних систем;

4) розробити метод інтеграції інформаційних систем підприємства, яке розвивається;

5) побудувати метод обгрунтування вибору проекту інтеграції інформаційних систем;

6) розробити архітектуру інтегрованої інформаційної системи підприємства, яке створює нову техніку;

7) розробити метод оцінювання ефективності реінжинірингу інформаційних систем;

8) впровадити результати дисертаційного дослідження в практику створення інтегрованих систем управління дослідно-конструкторськими роботами.

Об'єкт дослідження - процес інтеграції інформаційних систем при створенні нової техніки.

Предмет дослідження - методи й інформаційні технології інтеграції інформаційних систем підприємства при створенні нової техніки.

Методи дослідження. Проведені дослідження грунтуються на використанні методів системного підходу для аналізу стану підприємства та його інформаційного середовища, структурного аналізу для подання архітектури підприємства, яке розвивається, компетентно-орієнтованого підходу при побудові стратегії розвитку інформаційних систем, методів реінжинірингу інформаційних систем, методів експертних оцінок для задач багатокритеріального вибору програмно-апаратних засобів, теорії графів і лінгвістичного підходу при оцінюванні та виборі програмно-апаратних засобів, методів функціонально-вартісного аналізу для вибору постачальника програмно-апаратних засобів, методів об'єктно-орієнтованого програмування при інтеграції інформаційних систем.

Наукова новизна одержаних результатів роботи полягає в такому:

1) вперше розроблено метод обгрунтування вибору проекту інтеграції інформаційних систем підприємства, яке випускає нову техніку, оснований на класифікаційному підході, який на відміну від існуючих враховує стратегію розвитку підприємства для побудови архітектури інтегрованої інформаційної системи;

2) удосконалено метод інтеграції інформаційних систем на основі комплексування бізнес-архітектури підприємства і архітектури інформаційної системи, що дозволяє врахувати особливості життєвого циклу нових виробів;

3) удосконалено метод вибору програмно-апаратних засобів і постачальників для формування інтегрованої інформаційної системи, оснований на лінгвістичних оцінках експертів, що дозволяє ефективно поєднувати апаратно-програмні компоненти інформаційної системи для підтримки процесу створення нової техніки.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені в дисертаційній роботі методи доведені до конкретних інженерних методик, алгоритмів і програм, які дозволяють управлінському персоналу підприємства і персоналу відділу ІТ ефективно управляти процесом створення нової техніки, удосконалювати процес інтеграції ІС, підвищувати оперативність і якість управлінських рішень.

Науково-технічний ефект полягає в автоматизації процесів управління створенням нової техніки шляхом побудови інтегрованої комплексної ІС (КІС); у скороченні часу на створення інтегрованого рішення за допомогою методів вибору програмно-апаратних засобів (ПАЗ), постачальників ПАЗ, проекту інтеграції підсистем КІС.

Економічний ефект пов'язаний зі зменшенням витрат на етапах ЖЦ нової техніки і скороченням часу виведення нової техніки на ринок.

Соціальний ефект полягає в зниженні трудомісткості, забезпеченні зручності управління процесами розроблення, проектування та виробництва нової техніки завдяки впровадженню інтегрованої ІС.

Результати, отримані в дисертаційному дослідженні, впроваджені на підприємствах і в організаціях у вигляді методик, алгоритмів і програм:

у ВАТ «АТ Науково-дослідний інститут радіотехнічних вимірювань» (акт впровадження від 22.02.2006 р.);

у фірмі «Радмір» ДП АТ НДІРВ (акт впровадження від 18.02.2009 р.);

у державному підприємстві науково-дослідний технологічний інститут приладобудування (акт впровадження від 16.07.2009 р.);

у навчальному процесі Національного аерокосмічного університету
ім. М.Є. Жуковського «ХАІ» (акт впровадження від 30.06.2009 р.).

Особистий внесок здобувача. Усі основні наукові положення, висновки й рекомендації дисертаційної роботи отримані автором особисто. У публікаціях, які написані в співавторстві, здобувачеві належать такі результати: огляд основ побудови (вибору, оцінювання, придбання, впровадження та наступного супроводу) інформаційних управляючих систем проектування виробництва та принципи поліпшення діяльності підприємств, які займаються розробленням [1]; метод побудови інтегрованої системи управління підприємством, яке займається розробленням, на основі принципів безперервного поліпшення бізнес-процесів (БП) [2]; аналіз інтегрованої системи управління життєвим циклом виробу [3]; аналіз систем оперативного управління виробництвом, теоретико-множинна модель для первинної формалізації підприємства, яке займається розробленням [4]; аналіз сучасних задач та інтегрального підходу до оброблення інформації протягом її життєвого циклу, аналіз концепції управління життєвим циклом інформації [5]; аналіз етапів побудови корпоративних інформаційних систем управління [6]; аналіз процесу створення інформаційних систем управління підприємства, схема трирівневої організаційної структури взаємодії проектів холдингу [7]; модель вибору інтеграції підсистем автоматизованої системи управління [8]; методика вибору програмних засобів [10]; аналіз принципів побудови комп'ютерних систем для виробничих підприємств [11]; спосіб побудови інформаційної системи матеріально-технічного постачання підприємства приладобудування [12].

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційних досліджень доповідалися і обговорювалися на міжнародних науково-технічних конференціях (МНТК) і міжнародних науково-практичних конференціях (МНПК): VII МНПК «Наука та освіта» (Дніпропетровськ, 2004 р.), МНТК «Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні `ІКТМ» (Харків, 2005 р.), II МНПК «Perspektywiczne opracowania nauki i techniki» (Przemysl, 2007 r.), МНПК «Сучасні інформаційні та електронні технології `СІЕТ» (Одеса, 2008 р.), IV МНПК «Predni vedecke novinky» (Praha, 2008 r.).

Публікації. За темою дисертації з викладенням її основних результатів опубліковано 18 праць, з яких один навчальний посібник, 12 статей - у наукових виданнях, що входять до переліку ВАК України (8 статей у науково-технічних журналах, 4 статті у збірниках наукових праць), 5 тез доповідей на наукових конференціях.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків і додатків. Повний обсяг дисертації становить 219 сторінок, у тому числі: 35 рисунків та 16 таблиць по тексту; 8 рисунків на 6 окремих сторінках; 4 таблиці на 3 окремих сторінках; 7 додатків на 53 сторінках; список використаної літератури з 161 найменування на 16 сторінках.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі визначено актуальність вибраної теми, сформульовано основну мету та задачі досліджень, наведено відомості про зв'язок роботи з науковими темами університету, де вона виконана. Далі подано стислу анотацію одержаних у дисертації результатів, їх наукову новизну і практичне значення та наведено дані про реалізацію, апробацію та публікації результатів.

У першому розділі проведено аналіз стану питання щодо використання існуючих моделей, методів і сучасних ІТ при побудові, удосконалюванні та інтеграції КІС РП; проаналізовано процес розроблення КІС і задачі, які характерні для сучасної методології розроблення КІС; сформульовано і обгрунтовано основний напрямок дисертаційного дослідження, спрямованого на розроблення методів побудови, удосконалювання й інтеграції КІС РП при створенні нової техніки. Аналіз існуючих підходів, моделей, методів, інструментальних засобів, які використовуються протягом усього ЖЦ СНТ, показав, що взаємодія та паралельне виконання робіт можуть бути організовані тільки за умови створення усередині підприємства або корпоративного об'єднання ЄІП даних про корпоративну продукцію. Як автоматизовану систему, націлену на розв'язання задач організації та координації робіт інженерного персоналу, на машинобудівних і приладобудівних підприємствах використовують системи управління даними про виріб Product Data Management (PDM). Основи системного аналізу й проектування автоматизованих систем управління викладені у роботах Глушкова В.М., Маміконова А.Г., Скуріхіна В.І., Палагіна О.В., Павлова О.А., Валуєва С.О.; управління проектами та корпоративними програмами при побудові КІС - у роботах Буркова В.М., Мазура І.І., Шапіро В.Д., Новикова Д.О.; архітектура й технології управління сучасним підприємством - у роботах Захмана Дж. А., Зіндера Є.З., Пітеркіна С.В., Вінокурова Л.Л.

У Росії та Республіці Білорусь у цей час ведуться великомасштабні роботи з розроблення й впровадження технологій Continuous Acquisition and Life Cycle Support (CALS) / Product Lifecycle Management (PLM). Питанню інтеграції систем автоматизації від різних виробників між собою та з тими, що є на підприємствах (успадкованими системами), не приділяється належної уваги. Основними недоліками закордонних інтегрованих рішень є слабка технічна підтримка для українських клієнтів, висока вартість проектів при їхньому впровадженні та адаптації, тому вітчизняні рішення, основані на закордонних системах (Consistent Software, НПП «Інтермех»), не адаптовані до умов українських підприємств. Загальним істотним недоліком для вітчизняних і закордонних рішень є те, що системи від одного виробника підтримують інтеграцію на рівні ІС, але інтеграція із системами від інших виробників звичайно виконана на дуже низькому рівні.

На основі проведеного у першому розділі аналізу сформульовано науково-технічну задачу, для вирішення якої в дисертації розроблені методи інтеграції інформаційних систем і обгрунтування вибору проекту інтеграції підсистем КІС з урахуванням можливого постачальника ПАЗ, що дозволяє проводити побудову, удосконалювання та інтеграцію КІС РП із мінімізацією витрат при реінжинірингу системи. Основні результати розділу опубліковані у роботах [3, 11].

Другий розділ присвячений розробленню сучасної архітектури підприємства (АП) з органічно вбудованою ІС, побудові й удосконалюванню КІС, реінжинірингу та інтеграції ІС, розробленню стратегії розвитку ІТ підприємства та КІС. Запропоновано вдосконалену модель архітектури РП, методи побудови і удосконалювання КІС РП на основі стратегії розвитку РП та ІТ, а також метод оцінювання ефективності реінжинірингу ІС. Удосконалено метод інтеграції ІС та метод вибору ПАЗ і постачальників для формування інтегрованої (ІІС).

Одним із найважливіших підсумків останніх років у області стратегії використання ІТ для проектування систем управління на рівні підприємства стало виділення архітектурного підходу, як необхідного та пріоритетного. Практично усі відомі методи побудови ІТ-орієнтованої АП виділяють дві великі області: бізнес-архітектуру , основою якої є БП при реалізації бізнес-цілей (стратегії розвитку підприємства), та архітектуру ІТ , під якою мається на увазі інфраструктура, необхідна для підтримки бізнес-архітектури. Обидві ці області мають розглядатися в органічному єднанні у вигляді сучасної АП - Статичне подання недостатньо адекватно відбиває сучасне підприємство, що швидко розвивається в прогресуючому конкурентному середовищі. Основоположною моделлю для більшості існуючих на сьогодні архітектурних моделей є модель Захмана у вигляді таблиці, рядки і стовпці якої служать проекціями: рядки - з погляду груп зацікавлених на підприємстві осіб, стовпці - з погляду областей розглядання (що, хто, як, коли, де і навіщо). У роботі запропоновано вдосконалити цю модель АП шляхом збільшення кількості й змісту елементів таблиці, розширивши до восьми рядків (4 рядки покривають бізнес-архітектуру та 4 - архітектуру ІТ підприємства) і восьми стовпців. Число рядків m і стовпців n може змінюватися залежно від конкретної задачі дослідження АП: . Для відображення динаміки розвитку підприємства додамо вісь стратегічного розвитку, взявши її з моделі «3D підприємства» Зіндера та розширивши її до восьми етапів: концепція (загальні погляди на вирішення задачі, що виникла або завдання); стратегічний аналіз цілей і потреб (підприємства, КІС, підсистеми КІС), детальний аналіз підприємства та розроблення логічних моделей системи; технічне завдання на розроблення (КІС, підсистеми КІС, проекту); конструювання технічних рішень (у КІС, управлінні та бізнесі); детальна реалізація бізнес-системи і технічних рішень; впровадження рішень із паралельним навчанням співробітників; використання (експлуатація) системи (підприємства, КІС) або її супровід; удосконалювання або видалення підсистеми (іноді доцільніше видалення якоїсь підсистеми КІС у випадку відсутності необхідності в ній, ніж її модернізація). Удосконалена 3D-модель розвитку підприємства на основі системного комплексування бізнес-архітектури і архітектури ІТ з урахуванням стратегічної осі розвитку показана.

Для конкретизації складу ПАЗ для КІС необхідно виконати такі дії: 1. Зробити відбір партнерів за допомогою методу вибору партнерів. 2. Організувати робочу групу зі співробітників підприємства (провідних спеціалістів різних підрозділів) і фахівців бізнес-партнерів (постачальників ІС, системних інтеграторів). 3. Уточнити список вимог, яким мають відповідати підсистеми КІС як з технічної точки зору, так і з позиції управління підприємством, тобто зробити вибір параметрів ІС за допомогою експертних оцінок. 4. Для кожної позиції сформованого списку визначити ту конкретну користь, яку можна одержати з її реалізації. 5. Зробити ранжування вимог, яким мають відповідати підсистеми (як з технічної точки зору, так і з погляду управління підприємством), використовуючи як критерій очікувану від їхньої реалізації користь. 6. Оцінити ІС за допомогою методу багатокритеріальної оцінки та вибору ПАЗ на основі лінгвістичного підходу. 7. Скласти список технічних вимог до апаратних засобів (АЗ) на основі вибраних ІС. 8. Зробити оцінку АЗ за допомогою методу багатокритеріальної оцінки та вибору ПАЗ на основі лінгвістичного підходу. 9. Визначити (уточнити) бюджет проекту щодо вдосконалювання КІС. 10. Розглянути пропозиції від декількох розроблювачів (постачальників) систем. 11. Перевірити, чи задовольняють пропоновані ПАЗ пред'явленим вимогам. 12. Оцінити відповідність ПАЗ заданим вимогам. 13. На основі запропонованого методу вибору постачальника ПАЗ зробити відбір тих постачальників, які запропонували ІС та АЗ, щонайкраще задовольняючи визначеним вимогам (з урахуванням вартості запропонованих рішень). Схему методу інтеграції при реінжинірингу ІС показано.

Основні результати розділу опубліковані у роботах [1, 5-7, 9, 10, 12-17].

У третьому розділі проведено класифікацію методів, видів і способів інтеграції з урахуванням структуризації досвіду та знань розроблювачів ІС. Розглянуто такі види інтеграції: інформаційно-орієнтована, сервісно-орієнтована, процесно-орієнтована інтеграція. Уперше запропоновано метод обгрунтування вибору проекту інтеграції ІС підприємства, яке випускає нову техніку (рис. 3), оснований на класифікаційному підході, що на відміну від існуючих враховує стратегію розвитку підприємства для побудови архітектури ІІС. Одним з основних питань, що виникає при обгрунтуванні способу вирішення інтеграційної задачі, є спадкоємність стратегії розвитку і збереження інвестицій в існуючу ІТ-інфраструктуру.

У табл. 1 зведено інформацію з методів, підходів і видів інтеграції ІС. Тут як методи використані: 1. Інтеграція на рівні обміну файлами (File Integration). 2. Інтеграція інтерфейсів. 3. Інтеграція за допомогою передачі повідомлень. 4. Інтеграція ІС за даними. 5. Інтеграція на рівні баз даних (БД). 6. Інтеграція шляхом використання загальної БД (Shared Database Integration, Common Database). 7. Інтеграція даних. 7.1. Консолідація (Common Database). 7.2. Федералізація. 7.3. Поширення (Shared Database Integration). 7.4. Гібридна інтеграція даних. 8. Інтеграція ІС на рівні користувальницького інтерфейсу (Web Integration). 8.1. Інтеграція на рівні уявлення. 8.2. Інтеграція на рівні функціональності. 8.3. Інтеграція на рівні даних. 8.4. Комплексна web-інтеграція. 9. Інтеграція БП. 10. Cервіс-орієнтована архітектура (Service-Oriented Architecture). 11. Загальна шина сервісів підприємства (Enterprise Service Bus). 12. Інтеграція ІС підприємства (Enterprise Application Integration). 13. Предметно-орієнтована EAI-інтеграція. 14. Системна інтеграція (Systems Integration). 15. Інтеграція на рівні ІС. 16. Кардинальна інтеграція.

Таблиця 1 Методи, підходи та види інтеграції

Методи інтеграції	Підходи інтеграції	Реалізація	Способи інтеграції	Стандарти / інформаційні системи	Види інтеграції
					I	II	III
1	1)	XML	а)	RDBMS, OODBMS	+
2	1)	RPC		CORBA, COM/DCOM, .NET		+
3	2)	MPI	г)	MOM	+
4	3)	поєднання з ІС	а)	ERP, CRM	+
5	3)	поєднання з БД		ERP II, CRM, PLM	+
6	3)	Common Database	б)		+
7.1	3)	ETL	а)	ECM, ERP II, CRM, PLM	+
7.2	3)	EII	а)	ERP II, CRM, PLM	+
7.3	3)	EAI, EDR	г)		+
7.4	3)	CDI		ECM, ERP II, CRM, PLM	+
8.1	1)	GUI, web-services	б)	CMS, ERP II, CRM, PLM		+
8.2	4)	API, web-services	г)			+
8.3	3)	PHP/ Python/ Perl, XForms, SOAP			+
8.4	1), 3), 4)	GUI, API, web-services, PHP/ Python/ Perl, XForms, SOAP	г)	CMS, ERP II, CRM, PLM	+	+
9	1), 4)	BPR		CASE			+
10	4)	SOA, web-services	б), в)	CMS, ERP II, PLM		+
11	1), 4)	SOAP		MOM for ERP, PLM		+
12	1), 4)	web-services	г)	ERP II, CRM, PLM	+	+	+
13	1), 3)	XML, UML, web-services		CMS, EPR II, PLM	+	+	+
14	1)	web-services	г)	ERP II, PLM	+	+	+
15	1), 3), 4)	RPC, API, Common DataBase, SOA, web-services			+	+
16					+	+

Підходи інтеграції мають вигляд: 1) об'єктно-центричний (object-centric) підхід; 2) інтеграція на основі єдиної понятійної моделі предметної області (concept-centric); 3) інтеграція систем за даними (data-centric); 4) функціонально-центричний (function-centric) підхід. Виділено такі структурні способи інтеграції (способи взаємодії) інтеграції закодовані, наведемо їхнє розшифрування: а) взаємодія «точка - точка»; б) взаємодія «зірка» або «сніжинка» (інтегруюче середовище); в) взаємодія «шина»; г) змішаний спосіб взаємодії. Використовуються такі види інтеграції: I - інформаційно-орієнтована інтеграція, II - сервісно-орієнтована інтеграція, III - процесно-орієнтована інтеграція. Проведене дослідження дозволило виявити такі зміни основних параметрів при виборі методів інтеграції ІС (табл. 2).

Таблиця 2 Зміни основних параметрів методів інтеграції

Методи інтеграції	Параметри
	Старі інвестиції	Нові інвестиції	Робота у реально-му часі	Склад-ність нової КІС	Кількість обслуговую-чого персоналу
		спочатку	далі
1	зберігаються	ні	невеликі	ні	середня	зростає
2	зберігаються	середні	середні	ні	велика	зростає
3	зберігаються	середні / великі	невеликі / середні	ні	середня	зростає
4	зберігаються	середні	середні	ні	велика	зростає
5	зберігаються	середні	великі	ні	велика	зростає
6	зберігаються частково	середні	невеликі	так	середня	знижується
7.1	зберігаються	великі	середні	ні	середня	зростає
7.2	зберігаються	великі	великі	ні	середня	зростає
7.3	зберігаються	великі	середні	ні	середня	зростає
7.4	зберігаються	великі	середні / великі	так	середня	зростає
8.1	зберігаються	невеликі	невеликі	ні / так	середня	знижується
8.2	зберігаються	невеликі	невеликі	так	середня	знижується
8.3	зберігаються	невеликі	невеликі	так	середня	знижується
8.4	зберігаються	невеликі	невеликі	так	середня	знижується
9	зберігаються	середні / великі	середні	ні / так	середня / велика	зростає
10	зберігаються частково	середні / великі	середні	так	середня	знижується
11	зберігаються частково	середні / великі	середні	так	середня	знижується
12	зберігаються	середні / великі	середні	так	середня	зростає
13	зберігаються	середні	середні	так	середня	зростає
14	зберігаються	середні / великі	середні	так	середня	зростає
15	зберігаються	середні	невеликі	так	середня	знижується
16	не зберігаються / зберігаються частково	середні / великі	невеликі	ні / так	середня	знижується

Для обгрунтування вибору проекту інтеграції спочатку складають таблицю основних підсистем КІС підприємства, яку можна навести у вигляді матриці відносин А існуючих підсистем КІС між собою. Як ІС, звичайно, розглядають системи Computer Aided Design (CAD), Computer Aided Manufacturing (CAM), Computer Aided Engineering (CAE), Computer Aided Part Programming (CAPP), PDM, Business Intelligence (BI), Enterprise Resource and Relationship Planning (ERP II), Manufacturing Execution System (MES), Supervisor Control And Data Acquisition (SCADA) та ін. , де ; .

У загальному випадку будь-яка підсистема з будь-якою іншою підсистемою може мати неадекватні (несиметричні) двосторонні відносини. Наприклад, з PDM системи в ERP необхідні дані щодо складу виробів для визначення їхньої собівартості, а з ERP в PDM потрібні дані відносно персоналу для закріплення виконавців за проектами та конкретними виробами. У випадку m=n матриця виходить квадратного порядку n, де n - кількість ІС (підсистем КІС), які необхідно інтегрувати. Відзначимо, що при i=k. Елементи матриці А є складними і являють собою безліч параметрів для оцінювання методів інтеграції:

де

де стрілка означає напрямок інтеграції підсистем КІС; - пропонований метод інтеграції (табл. 1); - пропонована вартість проекту інтеграції; - сукупна вартість ІС до проекту інтеграції i-ї та k-ї системи; - пропонована сукупна вартість ІС після проекту інтеграції; - пропонований час проекту інтеграції; - пропонована ефективність проекту інтеграції.

Ефективність проекту інтеграції являє собою множину з кількісної та якісної складових:

,

де та переведені у процентну шкалу. До кількісної складової відносять ті параметри, які можна виразити в цифровому вигляді (скорочення часу на етапах життєвого циклу виробу, підвищення якісних складових виробу, зручність використання інтегрованого рішення та т.д.), а до якісного - ті, що можна визначити відповіддю «так» або «ні» (наявність технічної підтримки, наявність допомоги (довідки) в інтегрованому рішенні та тощо). Для кожного кількісного параметра задають діапазон у вигляді максимально і мінімально можливого значення для переведення значення параметра в процентне вираження. , де - кількісний параметр, - ваговий коефіцієнт (важливості) кількісного параметра. . Для якісних параметрів: , де - якісний параметр, - ваговий коефіцієнт (важливості) якісного параметра. . інформаційний технологія реінжиніринг інтеграція

Визначено такі умови інтеграції ІС у КІС:

1. Пропонований метод інтеграції i-ї та k-ї ІС повинен належати множині можливих методів інтеграції: , де - множина можливих методів інтеграції для i-ї та k-ї ІС, яка визначається робочою групою проекту.

2. Необхідно, щоб вартість проекту інтеграції була не більше виділених витрат на інтеграцію (тобто не більше рядка витрат на інтеграцію , виділених у бюджеті ІТ на період ): , де - коефіцієнт можливих непередбачених витрат, який звичайно вибирають як 10…20 % від .

3. Пропонована сукупна вартість ІС після інтеграції має бути не більше сукупної вартості ІС до інтеграції i-ї та k-ї ІС з урахуванням можливих непередбачених витрат: , де - непередбачене збільшення сукупної вартості ІС при інтеграції, яке вибирають у діапазоні 10…15 % від . Звичайно і розраховують на три - п'ять років.

4. Пропонований час інтеграції i-ї та k-ї ІС має бути не більше призначеного часу: , де - непередбачені затримки за часом (звичайно виміряють у місяцях).

Завдання вибору інтеграційного проекту полягає в пошуку оптимальних значень з урахуванням наявних обмежень за методом інтеграції, вартістю, сукупною вартістю ІС, часом інтеграції та ефектом від інтеграції:

.

Необхідно знайти такі значення , для яких параметри:

У множині елементи використовують як перший критерій відбору ; елемент є вартісним критерієм; а назвемо критерієм «необхідного рівня». використовують на першому етапі відбору .

При визначенні значення рівня за кожним параметром , і експертами присвоюється оцінка в балах за десятибальною шкалою. Значення аналізованого параметра ранжують: гіршому параметру присвоюють один бал, а кращому - h (максимально можлива кількість балів). Нормовану оцінку j-го параметра для s-го варіанта визначають за формулою: , де - оцінка аналізованого j-го параметра для s-го варіанта у натуральних одиницях вимірювання; - гірше значення аналізованого j-го параметра серед всіх варіантів або задане за технічним завданням (ТЗ) у натуральних одиницях виміру; - краще значення аналізованого j-го параметра серед всіх варіантів або задане за ТЗ у натуральних одиницях виміру.

Сумарну оцінку s-го варіанта визначають за формулою адитивної згортки:

,

де - ваговий коефіцієнт j-го параметра; - бальна оцінка j-го параметра для s-го варіанта; r - загальна кількість параметрів.

На основі отриманих розрахунків вибирають кращі пропозиції з розглянутих варіантів. Будують поле рішень у координатах «вартість» (вісь x) і «необхідний рівень» (вісь y). Варіанти, які лежать праворуч і нижче так званої «кривої рішень», можна виключити з подальшого розгляду. Далі порівнюють варіанти за критерієм «вартість / «необхідний рівень» і вибирають найкращий на основі функціонально-вартісного аналізу для забезпечення максимального «необхідного рівня» у разі наявних ресурсів. Привласнивши вагові коефіцієнти компонентам F («необхідний рівень») і С («вартість»), вибирають за комплексним критерієм , де - ваговий коефіцієнт, що визначає диференційований вплив «необхідного рівня» та «вартості». Розрахунок виконують з використанням запропонованої формули для «справедливої поступки»:

.

Якщо

Значення вагових коефіцієнтів та відповідають умові та задаються виходячи з функціонально-вартісних вимог. Ці вимоги визначають у кожному конкретному випадку. Основні результати розділу опубліковані у роботах [8, 14, 18].

У четвертому розділі побудовано архітектуру Комплексної Автоматизованої Системи Проектування та Виготовлення (КАСПВ) радіоелектронної апаратури (РЕА) у ВАТ «АТ НДІРВ». При побудові КАСПВ використовували отримані теоретичні результати: методи удосконалювання стратегії розвитку КІС, удосконалювання КІС РП, інтеграції ІС, вибору ПАЗ та постачальників для формування ІІС, обгрунтування вибору проекту інтеграції ІС і оцінювання ефективності реінжинірингу ІС. Побудова архітектури КАСПВ проходило в п'ять етапів: 1. Аналіз та підготовка. 2. Обгрунтування вибору підсистем. 3. Адаптація. 4. Розгортання. 5. Експлуатація системи та її вдосконалювання. У процесі адаптації КАСПВ було впроваджено ідеологію паралельного інжинірингу, яка реалізована з використанням PDM-системи Lotsia PDM Plus.

У результаті впровадження КАСПВ у ВАТ «АТ НДІРВ» досягнуто таких результатів:

1. Основний обсяг конструкторської документації випускається із застосуванням сучасних систем автоматизованого проектування (САПР), що дозволило збільшити продуктивність праці конструктора в 2-4 рази.

2. Нові друковані плати розробляють із застосуванням P-CAD 2002, внаслідок чого скоротилися строки розроблення в 1,5-2 рази та були виключені помилки на етапі технологічної підготовки виробництва друкованих плат. Даний підхід забезпечив можливість виготовлення друкованих плат по кооперації.

3. Нові технологічні процеси (ТП) розробляють із застосуванням САПР «Компас-Автопроект», що привело до скорочення строків оформлення і випуску ТП в 2-3 рази.

4. Розроблено інтегровану підсистему «Розкриття» на базі САПР ТП «Компас-Автопроект», що дозволило скоротити строки формування замовлення-нарядів в 2-3 рази з урахуванням використання при вирішенні задачі розкриття системи «Компас-Специфікація».

5. Усі управляючі програми для устаткування з числовим програмним управлінням розробляють із застосуванням підсистеми «Гемма-3D», у результаті чого строки випуску управляючих програм скоротилися у 2-5 разів.

Досягнуті прикладні результати підкріплюються отриманою ефективністю реінжинірингу КАСПВ, вираженої в кількісних і якісних показниках. Впровадження підсистем КАСПВ дозволило скоротити час ЖЦ СНТ на етапах проектування нових виробів і підготовки виробництва та підвищити якість робіт, що виконують на цих етапах.

Основні результати розділу опубліковані у роботах [2, 4, 9, 18].

ВИСНОВКИ

У дисертації вирішено актуальну науково-прикладну задачу розроблення методів, спрямованих на реінжиніринг та інтеграцію інформаційних систем при проектуванні нової техніки. Основні наукові та практичні результати роботи полягають у такому:

1. Проведено аналіз використання існуючих моделей, методів і сучасних інформаційних технологій створеня інтегрованих інформаційних систем для підприємств, що розвиваються. Проаналізовано процес побудови комплексних інформаційних систем і задачі, які виникають при інтеграції компонентів даних систем. Обгрунтовано необхідність розроблення методів удосконалення комплексної інформаційної системи та інтеграції її компонентів.

2. Показано необхідність використання системного архітектурного підходу при побудові й удосконалюванні комплексної інформаційної системи. Удосконалено метод інтеграції інформаційних систем, який дозволяє врахувати особливості життєвого циклу нових виробів. Це стало можливим за допомогою комплексування бізнес-архітектури підприємства і архітектури інформаційної системи.

3. Удосконалено метод вибору програмно-апаратних засобів і постачальників для формування інтегрованої інформаційної системи, який дозволяє ефективно поєднувати апаратно-програмні компоненти інформаційної системи для підтримки процесу створення нової техніки. У методі використовують лінгвістичні оцінки експертів.

4. Проведено структуризацію моделей, методів і способів інтеграції, на основі якої розроблено їхню класифікацію. Розроблено метод обгрунтування вибору проекту інтеграції інформаційних систем підприємства, яке випускає нову техніку, оснований на класифікаційному підході. У методі враховується стратегія розвитку підприємства для побудови архітектури інтегрованої інформаційної системи.

5. Побудовано інтегровану систему управління дослідно-конструкторськими роботами для підприємства, що розвивається, - Комплексну Автоматизовану Систему Проектування та Виготовлення радіоелектронної апаратури.

6. Результати дисертаційного дослідження впроваджені в практичну діяльність науково-дослідних організацій.

Результати роботи можуть бути використані для підприємств машинобудівної, авіабудівної та суднобудівної промисловості. Отримані результати свідчать про підвищення якості нової техніки, що виготовляється, і ефективності управління процесом проектування та виробництва.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Попов В.А. Создание информационных управляющих систем проектирования производств: учеб. пособие / В.А. Попов, А.В. Котляров. - Х.: Нац. аэрокосм. ун-т им. Н. Е. Жуковского «Харьк. авиац. ин-т», 2004. - 104 с.

Попов В.А. Метод построения интегрированной системы управления предприятием на основе принципов непрерывного улучшения бизнес-процессов / В.А. Попов, А.В. Котляров // Авіаційно-космічна техніка і технологія. - 2003. - № 37/2. - С. 144-151.

Попов В.А. Анализ интегрированной системы управления жизненным циклом изделия / В.А. Попов, А.В. Котляров // Авиационно-космическая техника и технология. - 2004. - № 6/14. - С. 81-87.

Котляров А.В. Анализ систем оперативного управления производством / А.В. Котляров, В.А. Попов // Радіоелектронні і комп'ютерні системи. - 2005. - № 3 (11). - С. 46-56.

Котляров А.В. Анализ систем управления информацией на протяжении ее жизненного цикла / А.В. Котляров, В.А. Попов // Вісник Дніпропетровського університету. Серія «Ракетно-космічна техніка». - 2005. - № 8. - С. 48-58.

Котляров А.В. Анализ процесса проектирования и внедрения корпоративной информационной системы управления / А.В. Котляров, В.А. Попов // Радіоелектронні і комп'ютерні системи. - 2006. - № 2 (14). - C. 73- 82.

Котляров А.В. Анализ жизненного цикла информационной системы управления предприятием / А.В. Котляров, В.А. Попов, А.П. Карюк // Прикладная радиоэлектроника. - 2006. - Т. 5, № 4. - С. 561-567.

Котляров А.В. Модель выбора интеграции подсистем автоматизированной системы управления / А.В. Котляров, В.А. Попов // Вісник Дніпропетровського університету. Сер. «Ракетно-космічна техніка». - 2007. - № 9/2. - С. 45-55.

Котляров А.В. Разработка стратегии развития интегрированной системы управления разрабатывающего предприятия / А.В. Котляров // Прикладная радиоэлектроника. - 2009. - Т. 8, № 2. - С. 173-180.

Попов В.А. Методика и компьютерная система выбора программных и аппаратных средств для проблемно-ориентированного потребителя / В.А. Попов, А.В. Котляров // Авіаційно-космічна техніка і технологія: зб. наук. пр. Нац. аерокосм. ун-ту ім. М.Є. Жуковського «ХАІ». - Вип. 27. - Х., 2002. - С. 146-151.

Попов В.А. Анализ принципов построения компьютерных систем для производственных предприятий / В.А. Попов, А.В. Котляров // Авіаційно-космічна техніка і технологія: зб. наук. пр. Нац. аерокосм. ун-ту ім. М.Є. Жуковського «ХАІ». - Вип. 29. - Х., 2002. - С. 133-143.

Котляров А.В. Информационные технологии в материально-техническом снабжении приборостроительного предприятия / А.В. Котляров, В.А. Попов // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». - Вып. 25. - Х., 2004. - С. 112-126.

Котляров А.В. Анализ моделей архитектуры современных предприятий / А.В. Котляров // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии: сб. науч. тр. Нац. аэрокосм. ун-та им. Н.Е. Жуковского «ХАИ». - Вып. 34. - Х., 2007. - С. 227-237.

Котляров А.В. Принципы построения интегрированной системы управления жизненным циклом изделий разрабатывающего предприятия (ИСУ ЖЦИ РП) / А.В. Котляров // «Наука і освіта `2004»: матеріали VII міжнар. наук.-практ. конф., 10-25 лют. 2004 р. - Дніпропетровськ, 2004. - Т. 64. - С. 52.

Котляров А.В. Методология проектирования и внедрения корпоративной информационной системы управления / А.В. Котляров // «Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні ІКТМ `2005»: тези доп. міжнар. наук.-техн. конф. - Харків, 2005. - С. 212.

Котляров А.В. Анализ процессов разработки стратегии развития информационных технологий / А.В. Котляров // «Perspektywiczne opracowania nauki i techniki - 2007»: mater. II miedzynar. nauk.-praktycz. konf., 16-30 listop. 2007 r. - Przemysl, 2007. - Т. 11. - S. 26-28.

Котляров А.В. Методика оценки эффективности внедрения комплексной автоматизированной системы проектирования и изготовления радиоэлектронной аппаратуры / А.В. Котляров // «Современные информационные и электронные технологии»: тр. IX междунар. науч.-практ. конф., 19-23 мая 2008 г. - Одесса, 2008. - С. 168.

Котляров А.В. Решение задачи раскрытия путем интеграции подсистем информационной системы управления разрабатывающего предприятия / А.В. Котляров // «Predni vedecke novinky - 2008»: mater. IV mezinar. ved.-praktic. konf., 1-15 zari 2008 r. - Praha, 2008. - D. 5. - S. 66-68.

АНОТАЦІЯ

Котляров О.В. Метод інтеграції інформаційних систем при створенні нової техніки. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - інформаційні технології. Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», Харків, 2009.

Робота присвячена розробленню методів комплексування інформаційних систем (ІС) для забезпечення інтеграційних процесів щодо створення єдиного інформаційного простору при проектуванні нової техніки. Науковими результатами досліджень є методи: обгрунтування вибору проекту інтеграції ІС підприємства, інтеграції ІС і вибору програмно-апаратних засобів та постачальників для формування інтегрованої ІС.

Практичне застосування отриманих наукових результатів дисертаційного дослідження показано на прикладі побудови Комплексної Автоматизованої Системи Проектування та Виготовлення (КАСПВ) радіоелектронної апаратури. Досягнуті позитивні результати підкріплюються отриманою ефективністю реінжинірингу КАСПВ, яка виражена в кількісних та якісних показниках.

Ключові слова: метод інтеграції інформаційних систем, метод вибору програмно-апаратних засобів та постачальників, метод обгрунтування вибору проекту інтеграції інформаційних систем.

Котляров А.В. Метод интеграции информационных систем при создании новой техники. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - информационные технологии. Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Харьков, 2009.

Работа посвящена разработке методов комплексирования информационных систем (ИС) для обеспечения интеграционных процессов создания единого информационного пространства (ЕИП) при проектировании новой техники, которые позволяют снизить трудоемкость, обеспечить удобство управления процессами реинжиниринга комплексных информационных систем (КИС).

Главное внимание уделено процессу реинжиниринга КИС и интеграции подсистем КИС. Проведен анализ моделей, методов, инструментальных средств совершенствования и интеграции КИС. Исследованы подходы интеграции ИС и выделены наиболее перспективные способы решения данной задачи.

Усовершенствованы: метод интеграции ИС на основе комплексирования бизнес-архитектуры предприятия и архитектуры ИС, что позволяет учесть особенности жизненного цикла новых изделий; метод выбора программно-аппаратных средств (ПАС) и поставщиков для формирования интегрированной ИС (ИИС), основанный на лингвистических оценках экспертов, что позволяет эффективно соединять аппаратно-программные компоненты ИС для поддержки процесса создания новой техники.

Разработан метод обоснования выбора проекта интеграции ИС предприятия, выпускающего новую технику, основанный на классификационном подходе, который в отличие от существующих учитывает стратегию развития предприятия для построения архитектуры ИИС.

Практическое применение полученных научных результатов диссертационного исследования показано на примере построения Комплексной Автоматизированной Системы Проектирования и Изготовления (КАСПИ) радиоэлектронной аппаратуры. Достигнутые положительные результаты свидетельствуют о снижении затрат на этапах жизненного цикла сложной наукоемкой техники (СНТ), сокращении времени вывода СНТ на рынок и подкрепляются полученной эффективностью реинжиниринга КАСПИ, выраженной в количественных и качественных показателях.

Ключевые слова: метод интеграции информационных систем, метод выбора программно-аппаратных средств и поставщиков, метод обоснования выбора проекта интеграции информационных систем.

Kotlyarov A.V. Method of the information systems integration in the process of new technology creation. - Manuscript.

Dissertation for obtaining candidate scientific degree on speciality 05.13.06 - information technologies. - National Aerospace University “Kharkiv Aviation Institute”, Kharkiv, 2009.

The dissertation is dedicated to the development of information system (IS) interconnecting methods to provide the integration processes creating the unique informational space at the designing of new technology. The scientific result of the research is a method of the choice justification for the IS integration project in the enterprise, a method of the IS integration and a method of hardware-software's choice and supplier's choice for the creation of the integrated IS.

The practical implementation of the received scientific results of the thesis' research is shown on the example of the Complex Automated System of Designing and Manufacture (CASDM) building for the electronics. The reached results are confirmed by the received efficiency of the CASDM re-engineering expressed in quality and quantity indexes.

Key words: method of the information system integration, method of hardware-software's choice and supplier's choice, method of the choice justification for the information system integration project.

Размещено на Allbest.ru