42
- «Финансы»: учет производственных доходов и расходов;
- «Материалы»: складской учет;
- «Производство»: планирование потока заказов и процессов;
- «Администратор»: управление доступом.
Минимальная конфигурация включает модули «Заказы» и
«Администрирование». Возможность расширения функциональности
системы позволяет внедрять ее поэтапно. Количество пользователей не
ограничено.
Программный комплекс может быть поставлен как готовое решение,
либо, при дополнительных вложениях, доработан в соответствии с
требованиями заказчиков.
Модуль «Заказы» автоматизированной информационной системы
«АИСТ-Полиграф» предназначен для выполнения расчетов и составления
технологической карты заказов.
Расчет можно производить различными способами:
- Расчет сложной продукции: количество материалов и
технологических операций не имеет значения;
- Быстрый расчет: использование шаблонов технологических карт;
- С учетом скидок: учет возможности уменьшения цены в рамках
определенных руководством и отдельные агентские вознаграждения;
- Абсолютное значение: задание произвольного значения цены плюс
процент прибыли;
При всех положительных характеристиках автоматизированной
информационной системы «АИСТ-Полиграф» у нее есть и недостатки:
- разделение взаимосвязанных функций при неполной конфигурации;
- предоставление системы как готового продукта, без учета
особенностей конкретного предприятия;
43
- зависимость стоимости программного продукта от количества
пользователей, что может сильно поднять цену.
При внедрении автоматизированной системы управления могут быть
допущены две распространенные ошибки [8]: выбор программного средства
исходя из совокупности набора его функций и, наоборот, максимально точно
воссоздать бизнес-процессы «как было», сохранив привычный для
сотрудников формат работы. Первая ошибка приводит к конфликту
устоявшихся бизнес-процессов с новшествами внедрения автоматизации,
вторая – к появлению труднореализуемых требований на уровне
взаимодействия пользователя и программного средства. Наиболее
оптимальным является вариант разработки автоматизированной системы с
учетом особенностей работы производства и параллельным изменением
шаблонов поведения взаимодействующих с системой пользователей.
Разрабатываемая автоматизированная информационная система
строится с учетом недостатков рассмотренных аналогов средств
автоматизации. Основный акцент сделан на соответствие функциональной
составляющей приложения учтенным в техническом задании требованиям
пользователей и учет технологических особенностей целевого
полиграфического предприятия.
2.1.4. Выбор математического аппарата
Для обработки больших объемов данных измерений при
проектирование информационных систем наиболее распространен метод
регрессионного анализа, с помощью которого моделируются результаты
измерений и исследуются их свойства. При использовании этого метода
данные составляются из зависимой переменной отклика и независимой
объясняющей переменной. Получаемая регрессионная модель записывается в
виде функции объясняющей переменной и выбранных параметров,
44
умноженных на зависимые переменные. При выборе параметров необходимо
добиваться наилучшего приближения данных. [24]
Регрессионный анализ – это статистический метод исследования
зависимостей случайной величины Y-отклик, являющийся целевым
показателем, от переменной X или переменных X
j
(j = 1, 2, … k).
Xj принимаются при проведении регрессионного анализа как
неслучайные величины, без привязки их к истинному закону распределения.
В результате проведения регрессионного анализа осуществляется
построением математической модели, которая определяет форму связи
переменных – уравнение регрессии [15].
Множественный регрессионный анализ изучает закономерности связи
между множеством независимых переменных (предикторами) Х
1
, Х
2
, … Х
m
и
результирующим признаком (откликом) Y. В результате анализа уравнение
регрессии рассчитывается по формуле (1).
(1)
Предположительно, случайная величина Y имеет нормальный закон
распределения с условным математическим ожиданием, вычисляемым по
формуле (2), и постоянной, независящей от аргументов дисперсией . При
проектировании автоматизированной информационной системы
использовано уравнение регрессии линейного вида, рассчитываемое по
формуле (3).
(2)
(3)
Коэффициенты регрессии показывают, на какую величину в среднем
изменяется результативный признак Y, если независимая переменная ,
изменяется на единицу ее измерения.
45
Матричное выражение регрессионной модели вычисляется по формуле
(4)
, (4)
где Y – случайный вектор-столбец, формула (5), размерности (n×1)
наблюдаемых значений результативного признака (y
1
, y
2
, … , y
n
).
(5)
X-матрица размерности (n×(m+1)) наблюдаемых значений аргументов.
Элемент матрицы рассматривается как неслучайная величина (i =
1, 2, … n; j = 1,2, … m; = 1). Матричное выражение – формула (6).
(6)
A – вектор-столбец размерности (n×(m+1)) неизвестных параметров,
подлежащих оценке в ходе регрессионного анализа (вектор коэффициентов
регрессии). Матричное выражение – формула (7).
(7)
– случайный вектор-столбец размерности (n×1) – вектор остатков,
которые являются независимыми нормально распределенными случайными
величинами с нулевым математическим ожиданием ( ) и
неизвестной дисперсией ( .
46
Для расчета вектора оценок коэффициентов регрессии
по методу наименьших квадратов используется формула
(8).
, (8)
где – транспонированная матрица X;
– матрица, обратная матрице произведения
Чтобы избежать влияния различия дисперсий и единиц измерения
переменных на целевые выводы регрессионного анализа необходимо взамен
собственных величин переменных использовать нормированные
значения, полученные в результате вычисления формулы (9)
(9)
Тогда уравнение множественной линейной регрессии будет выражено
через формулу (10).
, (10)
где – нормированное значение отклика Y;
– нормированное значение предикторов X;
– нормированные коэффициенты регрессии.
Для правильного использования метода регрессионного анализа
необходимо соблюдать следующие правила:
1) данные должны быть наблюдаемыми;
2) исключить сильно различающиеся и повторяющиеся значения;
3) объем обрабатываемых данных должен быть достаточным –
превышать количество факторов в 4–6 раз. В этом случае можно подавить
случайные отклонения от закономерного характера связи. [30]
47
2.1.5. Техническое задание на разработку автоматизированной системы
Согласно этапам создания автоматизированной системы, указанным в
стандарте ГОСТ 34.601-90 [1], после изучения предметной области и
формирования требований пользователей было утверждено техническое
задание на разработку автоматизированной системы управления
производством. Утвержденное техническое задание распространяется на
разработку автоматизированной системы управления производством и
средства поддержки принятия решения по объемам финансирования
рекламной кампании, направленной на продвижение и поддержку сбыта
продукции отдела полиграфической продукции.
Автоматизированная информационная система должна вести учет
контрагентов предприятия, объема производимой и отгруженной продукции,
потока заказов, находящихся в производстве, ценовой политики отдела.
Основой информационной системы является база данных, в которой
хранятся данные, необходимые для работы системы и реализации функции
поддержки принятия решений. Поддержка принятия решений выполняется
путем проведения регрессионного анализа и составления уравнения
множественной линейной регрессии. Расчет цены заказов осуществляется
согласно пунктам прайс-листов, также хранимых в базе данных.
В техническом задании выделены и утверждены следующие пункты:
Назначение.
Автоматизированная информационная система управления
предназначена для учета потока заказов, находящихся в производстве и
поддержки принятия решения о размере финансирования рекламной
компании для продвижения продукции полиграфического отдела.
Пользователи.
Пользователями программного средства могут являться руководитель
отдела и менеджеры отдела.
48
Требования к программе.
Разрабатываемая система должна предоставлять совокупность
методических и программных средств решения следующих задач: ввод и
обновление информации в базе данных; формирование отчетов; поиск и
просмотр информации, содержащейся в базе данных, поддержка принятия
решения о финансировании рекламной кампании.
Методическое обеспечение должно быть реализовано в
пользовательском интерфейсе системы: ведение справочных и учетных
данных; ввод, хранение и редактирование данных; отчетные документы;
решение аналитической задачи.
Для выполнения требований реализуется алгоритм, обеспечивающий
на выходе результаты всех заложенных функций, а также формирование
документов и отчетов.
Требования к надежности.
При реализации программного средства предусмотреть контроль
вводимой информации и обработку исключений, возникающих в ходе работы
программы. Обеспечить защиту от переполнения. Обеспечить целостность
информации, хранимой в базе данных.
Требования к составу и параметрам технических средств.
Автоматизированная информационная система должна работать на
вычислительных машинах, совместимых с IBM/PC.
Минимальная конфигурация: тактовая частота процессора – не ниже
800 МГц; жесткий диск 20 Гбайт; ОЗУ – 1 Гбайт; сетевая карта Ethernet 100
Мбайт; монитор; принтер; клавиатура; мышь.
Требования к информационной и программной совместимости
Автоматизированная информационная система для операционных
систем от Microsoft Windows 7. Для функционирования программного
средства также должна быть установлена СУБД MS SQL Server 2012.
49
Требования к программной документации
Предусмотреть наличие в тексте программы комментарии и наличие
справочной информации о работе системы. Разработать руководство
системного программиста и пользователя-менеджера.
2.2. Разработка автоматизированной информационной системы
2.2.1. Разработка архитектуры автоматизированной системы
Построение абстрактной концептуальной модели проектируемой
автоматизированной системы является следующим шагом после определения
требований к функциональному поведению системы. [29]
Визуальное выражение абстрактной концептуальной модели
воплощается в диаграмме вариантов использования.
Диаграмма вариантов использования показана на рисунке 14.
Рисунок 14 – Диаграмма вариантов использования
Полученная диаграмма отражает способы взаимодействия
пользователя с системой. Пользователю доступны все основные операции с
данными – ввод, редактирование, поиск, сохранение. Также для входа в
систему пользователь должен ввести учетные данные, которые будут
сравниваться с данными, хранимыми в базе данных, на предмет совпадения.
50
Кроме этого, пользователь может воспользоваться результатами работы
средства поддержки принятия решений.
Для достижения понимания функциональных особенностей
проектируемого программного средства составляется функциональная схема,
описывающая разрабатываемое приложение при помощи специальных
объетов и утверждений.
Функциональная схема проектируемой системы показана на рисунке
А.1 в Приложении А.
Следующим этапом разработки системы на концептуальном уровне
является построение диаграммы классов. На диаграмме классов выделяются
сущности проектируемой системы и характер отношений между ними.
Диаграмма классов показана на рисунке А.2 в Приложении А.
Из основных отношений между классами, выделяемых
исследователями [26], выделяют: ассоциацию, обобщение, агрегацию и
объединение. На разработанной диаграмме классов присутствуют отношения
ассоциации и агрегации.
Все объекты системы могут обмениваться сообщениями, то есть
взаимодействовать. Для отображения взаимодействия объектов системы
используются диаграммы последовательности.
На диаграммах этого типа изображаются объекты, которые участвуют
во взаимодействии. Другие объекты игнорируются.
Структура диаграмм последовательности интуитивно понятна. Она
имеет два измерения. По горизонтальной линии расположены
взаимодействующие объекты. Объект, расположенный первым слева,
является инициатором обмена информацией. Объекты, расположенные
правее, взаимодействуют с первым.
По вертикальной линии изображается жизненный цикл объектов.
Длина линии соответствует длине жизненного цикла объекта.
51
Диаграмма последовательности проектируемой системы показана на
рисунке 15.
Рисунок 15 – Диаграмма последовательностей
Для описания состояний средства поддержки принятия решений была
разработана диаграмма состояний. Этот тип диаграммы раскрывает
поведение одного класса и представляет собой специализированный граф,
дуги которого служат обозначением переходов из одного состояния в другое.
Диаграмма состояний средства поддержки принятия решений показана
на рисунке А.3 в Приложении А.
2.2.2. Выбор инструментальных средств разработки
Для реализации разрабатываемой автоматизированной
информационной системы управления производством была выбрана
технология объектно-ориентированного программирования, так как она
позволяет реализовывать сложные системы и дает возможность решать
проблему расширяемости приложений, что делает эту технологию наиболее
привлекательной для развития программного средства в перспективе.