Типовое проектирование ИС

Содержание технического проекта ИС

Содержание технического задания на ИС

 

Результаты обследования представляют объективную основу для формирования технического задания на информационную систему.

Техническое задание- это документ, определяющий цели, требования и основные исходные данные, необходимые для разработки автоматизированной системы управления.

При разработке технического задания необходимо решить следующие задачи:

  • установить общую цель создания ИС, определить состав подсистем и функциональных задач;
  • разработать и обосновать требования, предъявляемые к подсистемам;
  • разработать и обосновать требования, предъявляемые к информационной базе, математическому и программному обеспечению, комплексу технических средств (включая средства связи и передачи данных);
  • установить общие требования к проектируемой системе;
  • определить перечень задач создания системы и исполнителей;
  • определить этапы создания системы и сроки их выполнения;
  • провести предварительный расчет затрат на создание системы и определить уровень экономической эффективности ее внедрения.

Типовые требования к составу и содержанию технического задания приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3. Состав и содержание технического задания (ГОСТ 34.602- 89)
№ п\п Раздел Содержание
Общие сведения
  • полное наименование системы и ее условное обозначение
  • шифр темы или шифр (номер) договора;
  • наименование предприятий разработчика и заказчика системы, их реквизиты
  • перечень документов, на основании которых создается ИС
  • плановые сроки начала и окончания работ
  • сведения об источниках и порядке финансирования работ
  • порядок оформления и предъявления заказчику результатов работ по созданию системы, ее частей и отдельных средств
Назначение и цели создания (развития) системы
  • вид автоматизируемой деятельности
  • перечень объектов, на которых предполагается использование системы
  • наименования и требуемые значения технических, технологических, производственно-экономических и др. показателей объекта, которые должны быть достигнуты при внедрении ИС
Характеристика объектов автоматизации
  • краткие сведения об объекте автоматизации
  • сведения об условиях эксплуатации и характеристиках окружающей среды
Требования к системе Требования к системе в целом:
  • требования к структуре и функционированию системы (перечень подсистем, уровни иерархии, степень централизации, способы информационного обмена, режимы функционирования, взаимодействие со смежными системами, перспективы развития системы)
  • требования к персоналу (численность пользователей, квалификация, режим работы, порядок подготовки)
  • показатели назначения (степень приспособляемости системы к изменениям процессов управления и значений параметров)
  • требования к надежности, безопасности, эргономике, транспортабельности, эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту, защите и сохранности информации, защите от внешних воздействий, к патентной чистоте, по стандартизации и унификации
Требования к функциям (по подсистемам) :
  • перечень подлежащих автоматизации задач
  • временной регламент реализации каждой функции
  • требования к качеству реализации каждой функции, к форме представления выходной информации, характеристики точности, достоверности выдачи результатов
  • перечень и критерии отказов
Требования к видам обеспечения:
  • математическому (состав и область применения мат. моделей и методов, типовых и разрабатываемых алгоритмов)
  • информационному (состав, структура и организация данных, обмен данными между компонентами системы, информационная совместимость со смежными системами, используемые классификаторы, СУБД, контроль данных и ведение информационных массивов, процедуры придания юридической силы выходным документам)
  • лингвистическому (языки программирования, языки взаимодействия пользователей с системой, системы кодирования, языки ввода- вывода)
  • программному (независимость программных средств от платформы, качество программных средств и способы его контроля, использование фондов алгоритмов и программ)
  • техническому
  • метрологическому
  • организационному (структура и функции эксплуатирующих подразделений, защита от ошибочных действий персонала)
  • методическому (состав нормативно- технической документации
Состав и содержание работ по созданию системы
  • перечень стадий и этапов работ
  • сроки исполнения
  • состав организаций — исполнителей работ
  • вид и порядок экспертизы технической документации
  • программа обеспечения надежности
  • программа метрологического обеспечения
Порядок контроля и приемки системы
  • виды, состав, объем и методы испытаний системы
  • общие требования к приемке работ по стадиям
  • статус приемной комиссии
Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие
  • преобразование входной информации к машиночитаемому виду
  • изменения в объекте автоматизации
  • сроки и порядок комплектования и обучения персонала
Требования к документированию
  • перечень подлежащих разработке документов
  • перечень документов на машинных носителях
Источники разработки документы и информационные материалы, на основании которых разрабатывается ТЗ и система

Эскизный проект предусматривает разработку предварительных проектных решений по системе и ее частям.

Выполнение стадии эскизного проектирования не является строго обязательной. Если основные проектные решения определены ранее или достаточно очевидны для конкретной ИС и объекта автоматизации, то эта стадия может быть исключена из общей последовательности работ.

Содержание эскизного проекта задается в ТЗ на систему. Как правило, на этапе эскизного проектирования определяются:

  • функции ИС;
  • функции подсистем, их цели и ожидаемый эффект от внедрения;
  • состав комплексов задач и отдельных задач;
  • концепция информационной базы и ее укрупненная структура;
  • функции системы управления базой данных;
  • состав вычислительной системы и других технических средств;
  • функции и параметры основных программных средств.

По результатам проделанной работы оформляется, согласовывается и утверждается документация в объеме, необходимом для описания полной совокупности принятых проектных решений и достаточном для дальнейшего выполнения работ по созданию системы.

 

 

На основе технического задания (и эскизного проекта) разрабатывается технический проект ИС. Технический проект системы - это техническая документация, содержащая общесистемные проектные решения, алгоритмы решения задач, а также оценку экономической эффективности автоматизированной системы управления и перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.

На этом этапе осуществляется комплекс научно-исследовательских и экспериментальных работ для выбора основных проектных решений и расчет экономической эффективности системы.

Состав и содержание технического проекта приведены в таблице 5.4.

Таблица 5.4. Содержание технического проекта
№ п\п Раздел Содержание
Пояснительная записка
  • основания для разработки системы
  • перечень организаций разработчиков
  • краткая характеристика объекта с указанием основных технико-экономических показателей его функционирования и связей с другими объектами
  • краткие сведения об основных проектных решениях по функциональной и обеспечивающим частям системы
Функциональная и организационная структура системы
  • обоснование выделяемых подсистем, их перечень и назначение
  • перечень задач, решаемых в каждой подсистеме, с краткой характеристикой их содержания
  • схема информационных связей между подсистемами и между задачами в рамках каждой подсистемы
Постановка задач и алгоритмы решения
  • организационно-экономическая сущность задачи (наименование, цель решения, краткое содержание, метод, периодичность и время решения задачи, способы сбора и передачи данных, связь задачи с другими задачами, характер использования результатов решения, в которых они используются)
  • экономико-математическая модель задачи (структурная и развернутая форма представления)
  • входная оперативная информация ( характеристика показателей, диапазон изменения, формы представления)
  • нормативно-справочная информация ( НСИ) (содержание и формы представления)
  • информация, хранимая для связи с другими задачами
  • информация, накапливаемая для последующих решений данной задачи
  • информация по внесению изменений ( система внесения изменений и перечень информации, подвергающейся изменениям)
  • алгоритм решения задачи ( последовательность этапов расчета, схема, расчетные формулы)
  • контрольный пример (набор заполненных данными форм входных документов, условные документы с накапливаемой и хранимой информацией, формы выходных документов, заполненные по результатам решения экономико-технической задачи и в соответствии с разработанным алгоритмом расчета)
Организация информационной базы
  • источники поступления информации и способы ее передачи
  • совокупность показателей, используемых в системе
  • состав документов, сроки и периодичность их поступления
  • основные проектные решения по организации фонда НСИ
  • состав НСИ, включая перечень реквизитов, их определение, диапазон изменения и перечень документов НСИ
  • перечень массивов НСИ, их объем, порядок и частота корректировки информации
  • структура фонда НСИ с описанием связи между его элементами; требования к технологии создания и ведения фонда
  • методы хранения, поиска, внесения изменений и контроля
  • определение объемов и потоков информации НСИ
  • контрольный пример по внесению изменений в НСИ
  • предложения по унификации документации
Альбом форм документов  
Система математического обеспечения
  • обоснование структуры математического обеспечения
  • обоснование выбора системы программирования
  • перечень стандартных программ
Принцип построения комплекса технических средств
  • описание и обоснование схемы технологического процесса обработки данных
  • обоснование и выбор структуры комплекса технических средств и его функциональных групп
  • обоснование требований к разработке нестандартного оборудования
  • комплекс мероприятий по обеспечению надежности функционирования технических средств
Расчет экономической эффективности системы
  • сводная смета затрат, связанных с эксплуатацией систем
  • расчет годовой экономической эффективности, источниками которой являются оптимизация производственной структуры хозяйства (объединения), снижение себестоимости продукции за счет рационального использования производственных ресурсов и уменьшения потерь, улучшения принимаемых управленческих решений
Мероприятия по подготовке объекта к внедрению системы
  • перечень организационных мероприятий по совершенствованию бизнес-процессов
  • перечень работ по внедрению системы, которые необходимо выполнить на стадии рабочего проектирования, с указанием сроков и ответственных лиц
Ведомость документов  

В завершение стадии технического проектирования производится разработка документации на поставку серийно выпускаемых изделий для комплектования ИС, а также определяются технические требования и составляются ТЗ на разработку изделий, не изготовляемых серийно.

На стадии "рабочая документация" осуществляется создание программного продукта и разработка всей сопровождающей документации. Документация должна содержать все необходимые и достаточные сведения для обеспечения выполнения работ по вводу ИС в действие и ее эксплуатации, а также для поддержания уровня эксплуатационных характеристик (качества) системы. Разработанная документация должна быть соответствующим образом оформлена, согласована и утверждена.

Для ИС, которые являются разновидностью автоматизированных систем, устанавливают следующие основные виды испытаний: предварительные, опытная эксплуатация и приемочные. При необходимости допускается дополнительно проведение других видов испытаний системы и ее частей.

В зависимости от взаимосвязей частей ИС и объекта автоматизации испытания могут быть автономные или комплексные. Автономные испытания охватывают части системы. Их проводят по мере готовности частей системы к сдаче в опытную эксплуатацию. Комплексные испытания проводят для групп взаимосвязанных частей или для системы в целом.

Для планирования проведения всех видов испытаний разрабатывается документ "Программа и методика испытаний". Разработчик документа устанавливается в договоре или ТЗ. В качестве приложения в документ могут включаться тесты или контрольные примеры.

Предварительные испытания проводят для определения работоспособности системы и решения вопроса о возможности ее приемки в опытную эксплуатацию. Предварительные испытания следует выполнять после проведения разработчиком отладки и тестирования поставляемых программных и технических средств системы и представления им соответствующих документов об их готовности к испытаниям, а также после ознакомления персонала ИС с эксплуатационной документацией.

Опытную эксплуатацию системы проводят с целью определения фактических значений количественных и качественных характеристик системы и готовности персонала к работе в условиях ее функционирования, а также определения фактической эффективности и корректировки, при необходимости, документации.

Приемочные испытания проводят для определения соответствия системы техническому заданию, оценки качества опытной эксплуатации и решения вопроса о возможности приемки системы в постоянную эксплуатацию.

 

 

Методы типового проектирования ИС достаточно подробно рассмотрены в литературе [10]. В данной книге приведены основные определения и представлено задание для разработки проекта ИС методом типового проектирования (кейс "Проектирование ИС предприятия оптовой торговли лекарственными препаратами").

Типовое проектирование ИС предполагает создание системы из готовых типовых элементов. Основополагающим требованием для применения методов типового проектирования является возможность декомпозиции проектируемой ИС на множество составляющих компонентов (подсистем, комплексов задач, программных модулей и т.д.). Для реализации выделенных компонентов выбираются имеющиеся на рынке типовые проектные решения, которые настраиваются на особенности конкретного предприятия.

Типовое проектное решение (ТПР) – это тиражируемое (пригодное к многократному использованию) проектное решение.

Принятая классификация ТПР основана на уровне декомпозиции системы. Выделяются следующие классы ТПР:

  • элементные ТПР - типовые решения по задаче или по отдельному виду обеспечения задачи (информационному, программному, техническому, математическому, организационному);
  • подсистемные ТПР - в качестве элементов типизации выступают отдельные подсистемы, разработанные с учетом функциональной полноты и минимизации внешних информационных связей;
  • объектные ТПР - типовые отраслевые проекты, которые включают полный набор функциональных и обеспечивающих подсистем ИС.

Каждое типовое решение предполагает наличие, кроме собственно функциональных элементов (программных или аппаратных), документации с детальным описанием ТПР и процедур настройки в соответствии с требованиями разрабатываемой системы.

Основные особенности различных классов ТПР приведены в таблице 5.5.

Таблица 5.5. Достоинства и недостатки ТПР
Класс ТПР Реализация ТПР Достоинства Недостатки
Элементные ТПР Библиотеки методо-ориентированных программ
  • обеспечивается применение модульного подхода к проектированию и документированию ИС
  • большие затраты времени на сопряжение разнородных элементов вследствие информационной, программной и технической несовместимости
  • большие затраты времени на доработкуТПР отдельных элементов
Подсистемные ТПР Пакеты прикладных программ
  • достигается высокая степень интеграции элементов ИС
  • позволяют осуществлять: модульное проектирование; параметрическую настройку программных компонентов на различные объекты управления
  • обеспечивают: сокращение затрат на проектирование и программирование взаимосвязанных компонентов; хорошее документирование отображаемых процессов обработки информации
  • адаптивность ТПР недостаточна с позиции непрерывного инжиниринга деловых процессов
  • возникают проблемы в комплексировании разных функциональных подсистем, особенно в случае использования решений нескольких производителей программного обеспечения
Объектные ТПР Отраслевые проекты ИС
  • комплексирование всех компонентов ИС за счет методологического единства и информационной, программной и технической совместимости
  • открытость архитектуры — позволяет устанавливать ТПР на разных программно-технических платформах
  • масштабируемость — допускает конфигурацию ИС для переменного числа рабочих мест
  • конфигурируемость — позволяет выбирать необходимое подмножество компонентов
  • проблемы привязки типового проекта к конкретному объекту управления, что вызывает в некоторых случаях даже необходимость изменения организационно-экономической структуры объекта автоматизации

Для реализации типового проектирования используются два подхода: параметрически-ориентированное и модельно-ориентированное проектирование.

Параметрически-ориентированное проектирование включает следующие этапы: определение критериев оценки пригодности пакетов прикладных программ (ППП) для решения поставленных задач, анализ и оценка доступных ППП по сформулированным критериям, выбор и закупка наиболее подходящего пакета, настройка параметров (доработка) закупленного ППП.

Критерии оценки ППП делятся на следующие группы:

  • назначение и возможности пакета;
  • отличительные признаки и свойства пакета;
  • требования к техническим и программным средствам;
  • документация пакета;
  • факторы финансового порядка;
  • особенности установки пакета;
  • особенности эксплуатации пакета;
  • помощь поставщика по внедрению и поддержанию пакета;
  • оценка качества пакета и опыт его использования;
  • перспективы развития пакета.

Внутри каждой группы критериев выделяется некоторое подмножество частных показателей, детализирующих каждый из десяти выделенных аспектов анализа выбираемых ППП. Достаточно полный перечень показателей можно найти в литературе [10].

Числовые значения показателей для конкретных ППП устанавливаются экспертами по выбранной шкале оценок (например, 10-балльной). На их основе формируются групповые оценки и комплексная оценка пакета (путем вычисления средневзвешенных значений). Нормированные взвешивающие коэффициенты также получаются экспертным путем.

Модельно-ориентированное проектирование заключается в адаптации состава и характеристик типовой ИС в соответствии с моделью объекта автоматизации.

Технология проектирования в этом случае должна обеспечивать единые средства для работы как с моделью типовой ИС, так и с моделью конкретного предприятия.

Типовая ИС в специальной базе метаинформации - репозитории - содержит модель объекта автоматизации, на основе которой осуществляется конфигурирование программного обеспечения. Таким образом, модельно-ориентированное проектирование ИС предполагает, прежде всего, построение модели объекта автоматизации с использованием специального программного инструментария (например, SAP Business Engineering Workbench (BEW), BAAN Enterprise Modeler). Возможно также создание системы на базе типовой модели ИС из репозитория, который поставляется вместе с программным продуктом и расширяется по мере накопления опыта проектирования информационных систем для различных отраслей и типов производства.

Репозиторий содержит базовую (ссылочную) модель ИС, типовые (референтные) модели определенных классов ИС, модели конкретных ИС предприятий.

Базовая модель ИС в репозитории содержит описание бизнес-функций, бизнес-процессов, бизнес-объектов, бизнес-правил, организационной структуры, которые поддерживаются программными модулями типовой ИС.

Типовые модели описывают конфигурации информационной системы для определенных отраслей или типов производства.

Модель конкретного предприятия строится либо путем выбора фрагментов основной или типовой модели в соответствии со специфическими особенностями предприятия (BAAN Enterprise Modeler), либо путем автоматизированной адаптации этих моделей в результате экспертного опроса (SAP Business Engineering Workbench).

Построенная модель предприятия в виде метаописания хранится в репозитории и при необходимости может быть откорректирована. На основе этой модели автоматически осуществляется конфигурирование и настройка информационной системы.

Бизнес-правила определяют условия корректности совместного применения различных компонентов ИС и используются для поддержания целостности создаваемой системы.

Модель бизнес-функций представляет собой иерархическую декомпозицию функциональной деятельности предприятия (подробное описание см. в разделе "Анализ и моделирование функциональной области внедрения ИС").

Модель бизнес-процессов отражает выполнение работ для функций самого нижнего уровня модели бизнес-функций (подробное описание см. в разделе "Спецификация функциональных требований к ИС"). Для отображения процессов используется модель управления событиями (ЕРС - Event-driven Process Chain). Именно модель бизнес-процессов позволяет выполнить настройку программных модулей - приложений информационной системы в соответствии с характерными особенностями конкретного предприятия.

Модели бизнес-объектов используются для интеграции приложений, поддерживающих исполнение различных бизнес-процессов (подробное описание см. в разделе "Этапы проектирования ИС с применением UML").

Модель организационной структуры предприятия представляет собой традиционную иерархическую структуру подчинения подразделений и персонала (подробное описание см. в разделе "Анализ и моделирование функциональной области внедрения ИС").

Внедрение типовой информационной системы начинается с анализа требований к конкретной ИС, которые выявляются на основе результатов предпроектного обследования объекта автоматизации (см. раздел "Анализ и моделирование функциональной области внедрения ИС"). Для оценки соответствия этим требованиям программных продуктов может использоваться описанная выше методика оценки ППП. После выбора программного продукта на базе имеющихся в нем референтных моделей строится предварительная модель ИС, в которой отражаются все особенности реализации ИС для конкретного предприятия. Предварительная модель является основой для выбора типовой модели системы и определения перечня компонентов, которые будут реализованы с использованием других программных средств или потребуют разработки с помощью имеющихся в составе типовой ИС инструментальных средств (например, ABAP в SAP, Tools в BAAN).

Реализация типового проекта предусматривает выполнение следующих операций:

  • установку глобальных параметров системы;
  • задание структуры объекта автоматизации;
  • определение структуры основных данных;
  • задание перечня реализуемых функций и процессов;
  • описание интерфейсов;
  • описание отчетов;
  • настройку авторизации доступа;
  • настройку системы архивирования.