ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................................3
I АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ........................................................................................... 6
1.1 Анализ предметной области исследования..........................................................6
1.1.1 Обоснование актуальности исследования........................................................6
1.1.2 Постановка задачи, определение предмета и объекта исследования.........7
1.1.3 Теоретическая и методологическая основа исследования
...........................
8
1.2 Характеристика задачи и объекта исследования..............................................12
1.2.1 Сфера деятельности и основные бизнес-процессы исследуемого
объекта ...............................................................................................................................12
1.2.2 Система управления объектом исследования
...............................................
21
1.2.3 Обоснование выбора задачи для объекта исследования
............................
28
1.2.4 Определение связи задачи исследования с другими задачами
.................
33
1.3 Характеристика задачи в рамках комплекса задач объекта исследования 38
1.3.1 Оценка существующих ресурсов для решения задачи исследования
.....
38
1.3.2 Определение средств автоматизации для решения задачи
исследования................................................................................................................... 39
1.3.3 Определение уровня защиты информации для исследуемой задачи
......
41
1.4 Анализ существующих разработок и выбор стратегии автоматизации.....43
1.4.1 Анализ существующих разработок для автоматизации задачи
.................
43
1.4.2 Обоснование способа приобретения ИС для автоматизации задачи
......
47
1.4.3 Обоснование стратегии автоматизации задачи
.............................................
48
1.5 Обоснование проектных решений.......................................................................50
1.5.1 Обоснование проектных решений по информационному обеспечению . 50
1.5.2 Обоснование проектных решений по программному обеспечению........54
1.5.3 Обоснование проектных решений по техническому обеспечению
..........
58
II ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ.....................................................................................................59
2.1 Разработка проекта автоматизации....................................................................59
2.1.1 Этапы жизненного цикла проекта автоматизации........................................59
2.1.2 Ожидаемые риски на этапах жизненного цикла и их описание
...............
68
2
2.1.3 Организационно-правовые и программно-аппаратные средства
обеспечения информационной безопасности и защиты информации
..............
70
2.2 Управление проектом автоматизации...............................................................73
2.2.1. Описание системы принятия управленческих решений
............................
73
2.2.2. Формирование команды проекта автоматизации
.........................................
84
2.2.3. Средства коллективной работы над проектом автоматизации
................
87
2.3. Информационное обеспечение задачи...............................................................92
2.3.1. Информационная модель и её описание.......................................................92
2.3.2. Характеристика нормативно-справочной, входной и оперативной
информации ..................................................................................................................... 93
2.3.3. Характеристика результатной информации..................................................98
2.4. Программное обеспечение задачи....................................................................103
2.4.1. Общие положения (дерево функций и сценарий диалога)
.......................
103
2.4.2. Характеристика базы данных..........................................................................105
2.4.3. Структурная схема пакета (дерево вызова программных модулей)
....
109
2.4.4. Описание программных модулей
...................................................................
112
2.5. Апробация результатов исследования.............................................................113
III ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.......................119
3.1. Выбор и обоснование методики расчёта экономической
эффективности...............................................................................................................119
3.2. Расчёт показателей экономической эффективности
....................................
120
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................................. 127
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................129
ПРИЛОЖЕНИЕ А .............................................................................................................133
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ..............................................................................................................140
ПРИЛОЖЕНИЕ В ..............................................................................................................141
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 146
5
Цель работы: разработка информационной системы контроля обслужива
ния дорожно-строительной техники на примере ЗАО «Московский аэропорт До
модедово».
Задачи работы:
- проанализировать предметную область;
- разработать проект автоматизации;
- разработать информационную модель;
- определить программное обеспечение задачи;
- разработать информационную систему контроля обслуживания до
рожно-строительной техники на примере ЗАО «Московский аэро
порт Домодедово»;
- протестировать работу разработанной системы;
- обосновать экономическую эффективность.
Объект работы: информационные системы.
Предмет работы: информационная система контроля обслуживания до
рожно-строительной техники на примере ЗАО «Московский аэропорт Домоде
дово».
6
I АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Анализ предметной области исследования
1.1.1 Обоснование актуальности исследования
Результативность применения строительных, дорожных и коммунальных
машин (СДКМ) в высшей мере обусловлено их эксплуатационными свойствами.
Свойства каждого технического объекта, в том числе свойства СДКМ - это их
объективные особенности, проявляющиеся в момент создания и потребления
или эксплуатации. При эксплуатации совершается поддерживание свойств изде
лия или машины соответственно условиям ее применения. Наиболее сложная
машина имеет и наиболее сложные комплексы свойств, как следствие, и более
сложные формы их проявления. Характеристикой одной из сторон свойства яв
ляются его показатели. Любое свойство машины по отдельности характеризует
ся конкретными показателями, имеющими как качественные, так и количествен
ные характеристики. Численные значения показателей свойств не могут оста
ваться неизменными при эксплуатации машины, и характер их изменения зави
сит как от самого свойства, так и от объекта, оцениваемого этим свойством.
Правильная организация и осуществление в установленный срок и объем
технического обслуживания и ремонта обеспечивает поддержание на надлежа
щем уровне эксплуатационных показателей машины, а также помогает обнару
жить и устранить отказы и неисправности и, к тому же, причины, вызывающие
их. Показатели эксплуатационных свойств машины могут ухудшаться с ростом
интенсивности отказов при ее наработке и с увеличением длительности восста
новления. Исходя из этого, становится актуальной задача по обеспечению
надежности машин с помощью усовершенствования характеристик, а именно их
безотказность, долговечность и ремонтопригодность, в том числе необходимо
[25]:
- сократить число показателей технического состояния машины, кото
рые нуждаются в контроле и как следствие улучшение устройств и
7
методов, обеспечивающих контроль технического состояния маши
ны;
- продлить ресурс машины, в том числе ее агрегаты, механизмы и уз
лы, проведя оптимизацию режимов работы, а также устранение
наблюдающихся перегрузок и осуществляя контроль технического
состояния при помощи микропроцессорных систем;
- уменьшить время поиска отказавшего элемента и, как следствие,
время ликвидации отказа.
С помощью технического диагностирования можно обеспечить надеж
ность машин в эксплуатации. Взаимосвязь теории надежности машин и техниче
ской диагностики представляет теоретическую и методологическую основу их
технических эксплуатаций. С помощью технической диагностики можно обес
печить надежность машины нужной информационной базой. Одним из свойств
надежности является ремонтопригодность, характеризующая готовность маши
ны, каждого её агрегата, системы и узлов к прохождению диагностирования.
Полученная после диагностирования информация о надежности машины,
обладает не меньшей ценностью, чем достижение этого уровня. Это поможет
предвидеть вероятные отказы, регламентацию показателей надежности и усло
вия эксплуатации, знание номенклатуры быстроизнашивающихся деталей, воз
можность довольно быстрого получения данных о реальном состоянии машины,
гарантии, что параметры машины не переменятся быстрее, чем это предусмат
ривают технические условия. Всё из вышесказанного - основа для решения
практических вопросов обеспечения надежности СДКМ при их эксплуатации во
всевозможных условиях. Созданная в отрасли система управления качеством и
ресурсами предприятий, реализовывающих эксплуатацию СДКМ, предусматри
вает планирование и контроль качества эксплуатации машин, в том числе с при
менением методов и средств технической диагностики [25].
1.1.2 Постановка задачи, определение предмета и объекта исследования
8
Задачей исследования является разработка информационной системы кон
троля обслуживания дорожно-строительной техники на примере ЗАО «Москов
ский аэропорт Домодедово».
Объектом исследования в работе являются процессы, протекающие в ЗАО
«Московский аэропорт Домодедово».
Предмет исследования: процесс контроля и обслуживания дорожно
строительной техники в ЗАО «Московский аэропорт Домодедово».
1.1.3 Теоретическая и методологическая основа исследования
Выполнение эффективной работы предприятия по эксплуатации строи
тельных машин вероятна лишь в условиях налаженной системы планирования
мероприятий по обеспечению работоспособности техники, учёта и анализа экс
плуатационной информации. Использование на предприятиях информационных
автоматизированных систем управления (ИАСУ) техническим обслуживанием и
ремонтом (ТОиР) строительных машин способно автоматизировать только ма
лую часть управленческих операций, по причине того, что они не включают
электронные каталоги машин, типовые ремонтные ведомости, обладают малыми
аналитическими возможностями и часто основаны на применении электронных
таблиц Excel. Последние поимеющимся возможностям совсем не подходят для
автоматизации управления ТОиР [22].
Зачастую при организации работ по ТОиР дорожной техники использует
ся обслуживание по фактическому состоянию. Реже - более прогрессивное пла
ново-предупредительное ТОиР, при котором ремонтные воздействия произво
дятся через определенные промежутки времени или наработки оборудования.
Оно также не всегда рационально, т.к. влечет дополнительные не всегда обосно
ванные затраты. Во многих отраслях зарекомендовал себя подход Reliability-
Centered Maintenance (RCM), при котором определяется значимость актива, а
также последствия его отказов. К организации ТОиР автодорожной техники, как
и другого оборудования, также возможно применение RCM (рис. 1).
В общем случае затраты на ТОиР равны сумме эксплуатационных издер
жек и производственных потерь (в том числе от невыполнения обязательств ор-
9
ганизации перед заказчиками). Данная кривая имеет точку оптимума. Смысл
данной зависимости в том, что при некоторой величине совокупных затрат до
стигается оптимальное соотношение затрат и эффекта от ремонтных мероприя
тий. А дальнейшие вложения способны увеличить эффект, понимаемый, напри
мер, как коэффициент технической готовности оборудования.
Рисунок 1 - Логика RCM-подхода
Анализ этой закономерности приводит к выводу, что при управлении тех
обслуживанием и ремонтами существует возможность разработать оптимальный
по критерию затраты/результаты план работ, который является важнейшей
предпосылкой успеха всего комплекса ремонтных мероприятий. План является
динамически изменяемым. Периодически должна производиться его корректи
ровка.
Для повышения эффективности технологического процесса по обслужи
ванию дорожной техники необходима его автоматизация, использующая модер
низированную стратегию RCM2.
10
Для этого предложен подход к обеспечению поддержки принятия реше
ний (ППР) при управлении ТОиР дорожной техники. Информационная система
поддержки принятия решений (ИСППР) предназначена для выполнения следу
ющих функций: планирование ТОиР дорожной техники, определение приорите
та ТОиР дорожных машин, а также составляющих их узлов. С учетом специфики
предметной области была построена архитектура системы ППР при ведении до
рожных работ (Рис. 2).
Для повышения эффективности принимаемых решений и решения задачи
управления знаниями дорожно-строительной организации в части организации
процесса ТОиР разрабатывается онтология. Онтология обеспечивает полноту
знаний о качестве процесса ведения ремонта дорожных машин, позволяет по
строить иерархию понятий, формализовать систему суждений экспертов в форме
правил принятия решений, и сформировать базу прецедентов проблемных ситу
аций в области организации ТОиР и управления качеством процесса ремонта до
рожных машин.
* и « е т * с
г сс д а р с г о е и м д е
Ч*оовяи ич ия
er*«A*ifw
Ь«та лани мх
< М и о л о г и я
сисю мы
1оадф
1|’Г IHI H
Nfcinrropmir
П с ш с и е т е и » p e n
п о р о ж н и х р а б о т
■ - ■ - I • !.! •
IW U UB UI
> У ч а н л :и Ш Н Х Ш И К
Рисунок 2 - Схема системы ППР при ведении дорожных работ
С помощью онтологии определено единое информационное пространство,
в котором интегрируются различные модели представления знаний об процесс
ремонта дорожных машин управления качеством, знания о конкретной области
подготовки специалистов, правила управления процесс ремонта дорожных ма
11
шин и прецеденты конкретных проблемных ситуаций, требующих принятия ре
шений. Фрагмент разработанной онтологии, отражающей множество классов
процесса ремонта дорожных машин и управления качеством.
Для мониторинга, организации взаимодействия и упрощения процесса
управления объектами схожей структуры используются агенты, объединяемые в
мультиагентную систему (МАС). Модель МАС, изначально разработанная для
представления процессов взаимодействия набора объектов схожей структуры,
успешно применяется во множестве научных отраслей [9]. Применение указан
ной модели в области интеллектуального анализа данных и робототехники спо
собствовало формированию концепта агента с позиции объекта, обладающего
правами пользователя, и имеющего возможность совершать подобны комплексы
задач. Следовательно, агент выступает в качестве сложной системы, в основе ко
торой могут быть заложены интеллектуальные методы внутри систем взаимо
действия между агентами.
При применении существующих способов по созданию прогнозов работ
по ТОиР оборудования относительно автоматизированной системы при вовле
чении агентов можно увеличить скорость составления и улучшить качество пла
нов проведения работ по ТОиР оборудования. Исходя из этого, мы предлагаем
нижеуказанную модель мультиагентной системы ТОиР [14].
Решение задач, которое распределено между несколькими агентами, раз
деляется на этапы: 1.агентом-менеджером совершается анализ по откатам внут
ренних узлов, выделение приоритета по их ремонту; 2. Данные задачи разделя
ются между агентами-исполнителями; 3. Каждый из агентов-исполнителей за
нимается решением своей задачи, иногда занимаясь и делением ее на подзадачи;
4. Для того, чтобы достичь общий результат, осуществляется композиция, соби
рание в единое целое частных результатов, которые соответствуют поставлен
ным ранее задачам; 5. Агент-менеджер машин применяется с целью выявить
приоритет ремонта дорожно-строительных машин при помощи шкалы важности,
которая получается при помощи методологии RCM.
12
Рисунок 3 - Архитектура ТОиР дорожной техники на основе мультиагентов
Для того, чтобы организовать вывод постоянно повторяющихся задач по
планированию ТОиР, применяют способ, носящий название Case Based
Reasoning (CBR). В ситуации, когда принцип регулярности не выполняется,
очередность по обслуживанию, а также ремонту узлов осуществляют исходя из
предварительных ранее полученных экспертных оценок важности узла, и тех
правил ТОиР и иных сведений о построении процесса ТОиР. Далее, после
успешного осуществления запланированной операции по ТоиР узла, данные
(информация) вносятся в базу знаний и в последующем способствует для целей
использования для работ по планированию над ним метода CBR
1.2 Характеристика задачи и объекта исследования
1.2.1 Сфера деятельности и основные бизнес-процессы исследуемого объек
та
Информационная система контроля обслуживания дорожно-строительной
техники разрабатывается для ЗАО «Московский аэропорт Домодедово». Далее
рассмотрим особенности деятельности и характеристику данного предприятия.