РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ "3D АТЛАС ОБОРУДОВАНИЯ"

Наумова У.В. 1

1Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова

Работа в формате PDF

1.8 MB

Сертификат участника

Комментарии

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, производство металлургических продуктов непрерывно связано с высокой отдачей и бесперебойной работой оборудования. Персонал, знающий устройство и принципы работы технологической установки, сможет поддерживать ее в рабочем состоянии и не допустить аварий на производстве. Именно поэтому важно поддерживать уровень подготовки и квалификации персонала на должном уровне, отвечающем современным требованиям эксплуатации оборудования.

На сегодняшний день существуют различные способы подготовки и повышения квалификации персонала, такие, как: обучение на рабочем месте, лекции, обучающие курсы. Но, согласно статистике, наиболее эффективным способом, на сегодняшний день, является подготовка персонала с помощью электронного обучения. К современным технологиям электронного обучения относятся мультимедийные обучающие системы, разрабатываемые в отделе обучающих систем компании «Корпоративные системы Плюс». Одним из новых направлений в области разработки обучающих систем является «3D Атлас оборудования».

Актуальность исследования заключается в необходимости разработки автоматизированной обучающей системы (АОС) «3D Атлас оборудования». Данная система будет являться новым направлением в разработке обучающих систем отдела ОС ООО «Корпоративные системы Плюс».

Тема исследования: разработка автоматизированной обучающей системы «3D Атлас оборудования».

Объект исследования: процесс разработки мультимедийных обучающих систем.

Предмет исследования: разработка обучающей системы «3D Атлас оборудования» в качестве тиражируемого продукта.

Цель исследования: разработать автоматизированную обучающую систему «3D Атлас оборудования» для расширения портфеля тиражируемых продуктов отдела ОС компании «Корпоративные системы Плюс».

Задачи:

провести анализ предметной области, выявить «узкие» места предметной области и сформулировать предложения по их устранению;
провести анализ существующих автоматизированных обучающих систем, разрабатываемых в отделе ОС;
провести расчет экономической эффективности использования АОС «3D Атлас оборудования»;
сформировать техническое задание на разработку АОС «3D Атлас оборудования»;
реализовать АОС «3D Атлас оборудования».

Теоретическая значимость исследования заключается в возможности использования АОС «3D Атлас оборудования» в образовательной и научной деятельности различных учебных заведений.

Практическая значимость состоит в возможности эффективного обучения и контроля знаний молодых специалистов, обучающихся на промышленных специальностях. АОС «3D Атлас оборудования» будет способствовать изучению устройства основного технологического оборудования, не выходя на производственные площадки, что позволит улучшить подготовку молодых специалистов и в будущем избежать аварийных ситуаций, связанных с неправильной эксплуатацией оборудования.

Методы исследования: в работе используются инструменты методологий структурного (SADT и ARIS) анализа и проектирования AllFusion Data Modeler (Erwin), MS Visio.

Материалы работы были апробированы на Международной научно-практической конференции «Современные материалы, техника и технология» Юго-Западного Государственного Университета, на VIII Международной научно-практической Интернет конференции «Молодежь. Наука. Инновации» Российского Государственного Университета Инновационных технологий и Предпринимательства, Международной научно-практической конференции «Новые информационные технологии в образовании «НИТО 2014», Всероссийской научно-практической конференции «Студент и наука – 2014».

На защиту ВКР выносится:

расчет технико-экономической эффективности использования автоматизированной обучающей системы «3D Атлас оборудования»;
техническое задание на разработку АОС «3D Атлас оборудования»;
автоматизированная обучающая система «3D Атлас оборудования».

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1 Технико-экономическая характеристика деятельности отдела «Обучающие системы» компании «Корпоративные системы Плюс»

Первым этапом предпроектного обследования является анализ предметной области. Предметная область исследования – деятельность отдела обучающих систем (ОС) компании «Корпоративные системы Плюс» в области разработки мультимедийных обучающих систем.

ООО «Корпоративные системы Плюс» существует на рынке программного обеспечения с 2002 года. Деятельность компании основывается на создании и проектировании информационных систем с использованием современных разработок для создания приложений и баз данных [27].

Предметом деятельности компании являются такие направления, как:

«GPS» - внедрение и сопровождение системы GPS-навигации;
«Автопарк» - анализ, оптимизация и автоматизация процессов работы и управления автотранспортным предприятием;
«Зарплата и кадры» - разработка программных решений и различного рода приложений, позволяющих оптимизировать бизнес-процессы управления персоналом;
«Финансы и бухгалтерский учет» - разработка, внедрение и сопровождение корпоративных информационных систем, позволяющих эффективно управлять нормативной справочной информацией, а также оптимизировать процессы по управлению ресурсами предприятия;
«Обучающие системы» - разработка и проектирование компьютерных систем для обучения и проверки знаний в диалоговом режиме с применением средств компьютерного 3D-дизайна и других мультимедийных технологий [27].

Можно выделить основные направления деятельности компании:

разработка и внедрение ПО для комплексной автоматизации предприятия;
установка и сопровождения систем контроля над работой автотранспорта (мониторинг и охрана движимой техники);
создание, разработка и продажа мультимедийных обучающих систем для подготовки и переподготовки персонала предприятий [27].

Особое внимание в рамках предметной области следует уделить последнему направлению. Непосредственной разработкой данных систем занимается отдел «Обучающих систем» («ОС»).

Отдел «ОС» образован в 2006 году. В состав отдела входят высококвалифицированные специалисты в области разработки, внедрения и сопровождения программных продуктов. Организационная диаграмма отдела представлена на рис. 1.

Рисунок 1 - Организационная структура отдела ОС

Исходя из представленной выше организационной структуры, следует заметить, что основными направлениями деятельности отдела ОС являются металлургия, машиностроение и нефтегазовая промышленность. Следовательно, обучающие системы, разрабатываемые отделом ОС, имеют промышленную направленность.

Обучающие системы позволяют освоить конструкцию, назначение и основные принципы безопасной эксплуатации технологических установок; изучить системы управления технологическим процессом; приобрести знания и навыки проведения технологического процесса; изучить основные признаки появления аварийных ситуаций на производстве, а также отработать действия по устранению аварий.

Разрабатываемые системы позволяют не только усвоить теоретический материал, но и отработать практические навыки и умения управления промышленным оборудованием в ходе технологического процесса.

Типовая обучающая система состоит из 4-х блоков:

Конструкция агрегата (создание 3-х мерной модели на основе 3D-моделирования). Данный блок позволяет досконально изучить строение оборудования, его основные узлы и объекты. В данном блоке обучающийся может ознакомиться с подробным описанием объектов, их технологических характеристик. Также в блоке доступны чертежи, видео- и анимационные ролики, предназначенные для ещё более наглядного изучения конструкции.
Изучение работы пультов управления агрегатом. Особенность этого блока заключается в том, что процесс обучения управления агрегатом наиболее приближен к реальной работе АСУ ТП. Изучение системы управления производится на основе ее виртуальной модели, которая полностью повторяет логику реальной автоматизированной системы управления технологическим процессом.
Моделирование технологического процесса. В данном блоке обучающийся совершенствует знания по проведению технологического процесса. По окончании работы пользователь получает отчет о совершенных действиях в технологическом процессе – паспорт технологического процесса (например, паспорт плавки; паспорт прокатки). Особенность данного блока в том, что для реализации и визуализации технологического процесса используется математическая модель, обычно разрабатываемая сторонней организацией.
Изучение основных действий по предотвращению аварийных ситуаций. Работая в этом блоке, пользователь изучает признаки появления аварийной ситуации и отрабатывает действия, необходимые для предотвращения аварий.

В каждом из блоков предусмотрены два режима работы: демонстрационный режим (изучение работы агрегата с использованием теоретического материала, подсказок и дополнительной документации) и режим тестирования (проверка усвоенного материала без использования вспомогательной информации) [27].

Таким образом, разрабатываемые обучающие системы позволяют:

снизить материальные затраты на обучение работников предприятия;
повысить уровень подготовки сотрудников промышленного предприятия;
производить обучение в теоретическом режиме, и отрабатывать усвоенные знания и навыки на практике [27].

Выводы по параграфу 1.1

В параграфе 1.1 была рассмотрена характеристика предприятия ООО «Корпоративные системы Плюс», а также определена предметная область исследования – деятельность отдела обучающих систем компании «Корпоративные системы Плюс» в области разработки обучающих систем.

1.2 Постановка задачи

Рассмотрим предметную область - деятельность отдела мультимедийных обучающих систем компании «Корпоративные системы Плюс» в области разработки мультимедийных обучающих систем.

Разработка типовых мультимедийных обучающих систем - процесс трудоемкий и затратный. Он затрагивает работу многих участников команды разработчиков, таких, как:

менеджер проекта – осуществляет управление проектом, отвечает за составление требований к проекту, связь с заказчиком, координирует деятельность программиста, моделера и тестировщика;
программист проекта – занимается разработкой исходных кодов проекта и реализацией требований к проекту, а также отладкой программы;
моделер – отвечает за разработку 3D-моделей оборудования, разработкой дизайна технологических схем, элементов пультов управления;
тестировщик – осуществляет тестирование проекта, поиск ошибок и недостатков в работе программы, сбор и составление замечаний, а также контроль за их исправлением.

Процесс разработки обучающих систем осуществляется в соответствии со стадиями и разделами ГОСТ 34.601-90 (Стадии создания АС) [1].

При этом, выделяются и 3 укрупненные стадии создания автоматизированной системы:

предпроектную, включающую стадии 1, 2, 3 (формирование требований к автоматизированной системе; разработка концепции автоматизированной системы; техническое задание);
проектную, включающую стадии 4, 5, 6 (эскизный проект; технический проект; рабочая документация);
послепроектную, включающую стадии 7, 8 (ввод в действие; сопровождение автоматизированной системы).

Рассмотрим основные стадии и этапы разработки типовых мультимедийных обучающих систем.

1. Предпроектная стадия

Первым этапом является формирование требований к разрабатываемой ОС. Данный этап содержит обследование предметной области, выявление целей и задач, которые должна выполнять система, выявление первоначальных требований пользователей к системе, - выполнение перечисленных задач осуществляет менеджер проекта. По итогам обследования составляется план работ. Объем работ, а также сроки реализации проекта согласовываются с консультирующим специалистом со стороны заказчика.

После обследования предметной области менеджер проекта разрабатывает концепцию АС, удовлетворяющую требованиям пользователей или варианты концепции. На данном этапе составляется образ проекта – в обязательном порядке определяются границы проекта по методике «Будет/Не будет».

Далее менеджером проекта составляется техническое задание на программный продукт. Техническое задание в обязательном порядке отправляется на согласование с заказчиком, после чего вносятся определенные корректировки.

2. Проектная стадия

Следующим этапом является реализация проектных решений по системе или отдельным ее частям. В данный этап входят: заполнение базы данных (осуществляется менеджером проекта), разработка математической модели для блока «Технологический процесс» (выполнение данной задачи осуществляется сторонним специалистом), программистом разрабатываются прототипы блоков «Пульт управления», «Технологический процесс» и «Аварийные ситуации».

Далее программист занимается реализацией модулей по блокам «Пульт управления», «Технологический процесс», «Аварийные ситуации» в соответствии с техническим заданием; после чего совершается подключение готовой математической модели к блоку «Технологический процесс». Также на данном этапе программист занимается настройкой и отладкой программы.

Менеджер проекта описывает модели конструкции агрегата. Блок «Конструкция агрегата» наиболее прост в реализации и не требует затрат программиста. Поэтому данный этап осуществляется одним из последних, когда остальные блоки уже реализованы. Далее, моделер реализует описанные менеджером проекта модели конструкции агрегата.

Последними этапами разработки являются тестирование и отладка программы, которые осуществляются тестировщиком.

Следующий основной этап – составление рабочей документации проекта, за которое ответственен менеджер проекта.

3. Послепроектная стадия

На данной стадии менеджер проекта осуществляет ввод системы в эксплуатацию: установку системы на предприятии, проведение приемочных испытаний, сдача проекта заказчику, проведение пуско-наладочных работ и настройку проекта, а также обучение пользователей по работе с программой.

Этап сопровождения разработанной системы лежит на всей команде проекта и обеспечивается на протяжении всего жизненного цикла программы, вплоть до ее утилизации.

Описанные выше этапы разработки типовых обучающих систем (предпроектная и проектная стадии) можно представить с помощью диаграммы ARIS eEPC, разработанной с помощью инструментального средства MS Visio (см. рис. 2).

Рисунок 2 - Модель системы «AS-IS»

Анализ узких мест

В процессе обследования предметной области был выявлен ряд недостатков, связанных с трудоемкостью разработки типовых мультимедийных обучающих систем:

Система разрабатывается конкретно под заказчика, который имеет авторские права на владение и использование программного продукта, что запрещает последующее использование системы фирмой-разработчиком.
Трудоемкость разработки (участие в разработке программистов, а также сторонних специалистов, занимающихся разработкой математических моделей).
Длительный срок разработки (в среднем, 6 месяцев).
Высокая стоимость продукта – основными клиентами отдела являются крупные промышленные предприятия с большими потоками денежных средств в области обучения и переподготовки персонала; государственные учебные заведения зачастую не могут позволить себе покупку столь дорогостоящих систем.
Большие массивы информации в системе – часто система может затрагивать полный производственный цикл.
Невозможность разработки такой системы для мелких предприятий, или для учебных заведений из-за высокой стоимости продукта. Как следствие, уменьшение клиентской базы компании.

Для решения перечисленных проблем, связанных с трудоемкостью разработки типовых мультимедийных обучающих систем, было принято решение разработать систему «3D Атлас оборудования».

Дополнение текущей базы ОС данной системой позволит:

иметь пакет тиражируемых программных продуктов, что позволит увеличить бюджет фирмы за счет продажи системы любым потенциальным клиентам;
пополнить клиентскую базу отдела ОС такой аудиторией, как учебные заведения – ВУЗы и ССУЗы, а также различные коммерческие учебные заведения;
сократить трудоемкость разработки системы примерно в 3-4 раза (по сравнению с типовой ОС) за счет реализации только одного блока «Конструкция оборудования» и использования общих, уже существующих программных компонентов, что приведет к сокращению затрат фирмы на разработку;
сократить сроки реализации системы в 3-4 раза, по сравнению с типовой обучающей системой;
уменьшить стоимость продукта, по сравнению с типовой ОС, примерно в 5-6 раз.

Границы области по методике «Будет/Не будет»

Определим границы проекта, используя методику «Будет/Не будет».

Проект будет:

проект будет внешним, поскольку функционирование АОС будет проходить под контролем компании ООО «Корпоративные системы Плюс»;
проект будет предназначен в основном для студентов учебных заведений - различных ВУЗов и ССУЗов;
проект будет предназначен для изучения конструкции промышленных агрегатов, их устройства, назначения и принципов работы, а также для контроля знаний обучающихся;
проект будет полномасштабной системой накопления и использования информации о конструкции промышленного оборудования, его назначении и основных принципов работы;
проект будет предусматривать сохранение результатов обучения, которые позволят объективно оценить уровень знаний обучающихся, а также отследить динамику обучения.

Проект не будет:

проект не будет экспертной системой принятия решений.

Выводы по параграфу 1.2

В параграфе 1.2 был проанализирован основной бизнес-процесс организации – разработка мультимедийных обучающих систем промышленной направленности. Были описаны основные процессы предметной области, в результате чего разработана модель AS-IS.

На основании выполненной работы был проведен анализ «узких» мест предметной области. Для устранения «узких» мест было предложено разработать автоматизированную обучающую систему «3D Атлас оборудования». В результате определены границы предлагаемого проекта по методике «Будет/Не будет».

1.3 Анализ существующих разработок и обоснование выбора технологии

На данный момент в компании разработано более 80 типовых мультимедийных обучающих систем. Главной целью ОС является обучение технологического персонала, развитие практических навыков с одновременной теоретической подготовкой, а также подготовка сотрудников к принятию быстрых качественных решений.

В рамках обследования предметной области был проведен анализ существующих типовых мультимедийных обучающих систем.

Требования, предъявляемые к ОС:

система должна содержать модуль сбора, хранения и обработки информации;
система должна предусматривать возможность регистрации пользователей и хранение их учетных записей в БД;
система должна предусматривать возможность разграничения прав доступа и организации определенной политики безопасности;
система должна обеспечить непрерывную работу, обработку пользовательских запросов, устойчивость к сбоям;
система должна обеспечивать контроль знаний обучающихся на основе заложенной системы оценки знаний;
система должна быть удобна и проста в эксплуатации;
система должна обеспечивать интересный и увлекательный процесс обучения.

Выделим критерии анализа для сравнения типовых ОС и АОС «3D Атлас оборудования»:

Наличие всех четырех блоков обучения («Конструкция агрегата», «Пульт управления», «Технологический процесс», «Аварийные ситуации»).
Регистрация пользователей и разграничение прав доступа.
Проверка знаний пользователя.
Сохранение результатов обучения.
Формирование детальной отчетности по результатам обучения.
Компактность системы.
Возможность локальной работы, без развертывания и эксплуатации сервера.
Легкость восприятия обучения.
Простота послепродажного обслуживания.
Программа не требует установки дополнительного ПО.
Требования к аппаратному обеспечению минимальны.

Проведем сравнительный анализ существующих ОС и системы «3D Атлас оборудования» на основе выделенных критериев.

Таблица 1 – Сравнительные характеристики рассматриваемых систем

Функции систем	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
3D Атлас оборудования	-	+	+	+	-	+	+	+	+	+	+
Типовые ОС	+	+	+	+	+	-	-	-	-	-	-

На основе проведенного анализа, можно заметить, что система «3D Атлас оборудования» соответствует почти всем выделенным критериям, в отличие от типовых ОС.

Система будет представлять собой компактную мультимедийную обучающую систему. Она не будет разрабатываться под конкретного заказчика, а значит, будет свободна в распространении.

По сравнению с типовыми ОС, система «3D Атлас оборудования» будет содержать в себе только один блок обучения – это конструкция агрегата, его назначение и основные принципы работы.

Принципы и способы ведения технологического процесса, в котором участвует тот или иной агрегат, на каждом предприятии схожи, но один и тот же агрегат, участвующий в технологическом процессе, имеет своеобразные технологические особенности и характеристики, различное строение его отдельных узлов. На конкретных предприятиях агрегат может снабжаться дополнительными устройствами и приборами; установка и расположение оборудования могут также отличаться.

Главной идеей разработки 3D Атласа было показать обобщенную конструкцию технологической установки и наглядно разобрать, какие бывают вариации его отдельных узлов. В 3D Атласе собраны наиболее распространенные типы оборудования, показаны их различия, описаны их преимущества и недостатки. Такая совокупность информации поможет обучающимся сформировать целостное представление о конструкции агрегата, его назначении и принципах работы.

Функциональные возможности типовых ОС схожи с предлагаемой системой «3D Атлас оборудования». Но одной из ключевых особенностей атласов является то, что система будет разработана в двух версиях: на основе MS SQL Server (как у типовых ОС), и на основе СУБД Firebird, поддерживающей клиент-серверную архитектуру. В последней СУБД роли клиента и сервера исполняет один и тот же компонент. Различия между двумя версиями системы будут рассмотрены ниже.

Такой функционал позволяет системе работать локально – без подключения к явному серверу. Система «3D Атлас оборудования» устанавливается локально на каждый ПК и работает без подключения к сети. Также, установка системы проста и удобна, и не требует специальных знаний программирования. Это является одним из основных достоинств АОС «3D Атлас оборудования».

Таким образом, разработка системы «3D Атлас оборудования» является оптимальным решением для развития нового направления в разработке ОС.

Выводы по параграфу 1.3

В параграфе 1.3 был проведен сравнительный анализ существующих разработок ОС и системы «3D Атлас оборудования», а также обоснование выбора технологии проектирования. Учитывая результаты анализа, было определено, что система «3D Атлас оборудования» является оптимальным решением по устранению «узких» мест предметной области.

ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ

В первой главе данного исследования была представлена краткая характеристика предприятия ООО «Корпоративные системы Плюс», а также определена предметная область исследования – разработка мультимедийных обучающих систем.

На стадии постановки задачи была рассмотрена предметная область и описаны основные процессы разработки типовых ОС, в результате чего была разработана модель процессов AS-IS. На основании выполненной работы был проведен анализ «узких мест» предметной области, для устранения которых было предложено разработать АОС «3D Атлас оборудования». По результатам анализа существующих разработок был сделан вывод о том, что разработка АОС «3D Атлас оборудования» будет являться оптимальным решением по устранению «узких мест» предметной области.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ АОС «3D АТЛАС ОБОРУДОВАНИЯ 2.1 Разработка концепции АОС «3D Атлас оборудования»

На основе проведенного анализа предметной области перейдем к разработке и описанию концепции рассматриваемой автоматизированной обучающей системы «3D Атлас оборудования».

Автоматизированная обучающая система «3D Атлас оборудования» представляет 3D версию чертежей металлургического и гидравлического оборудования, применяемых на различных видах производства, и предназначена для тщательного изучения конструкции оборудования, назначения его отдельных элементов, а также принципов работы того или иного агрегата.

Целями создания АОС «3D Атлас оборудования» являются:

предоставление готового решения для организации обучения, с помощью которого процесс изучения устройства оборудования станет более наглядным и интересным, а также приближенным к реальному производственному процессу;
развитие нового направления тиражируемых продуктов;
увеличение клиентской базы компании «Корпоративные системы Плюс» за счет того, что 3D Атлас ориентирован на конкретную пользовательскую аудиторию - студентов ВУЗов и ССУЗов, обучающихся на промышленных специальностях в учебных заведениях.

С помощью АОС предполагается решение следующих задач:

возможность изучения конструкции и принципов работы оборудования посредствам 3D моделей реальных агрегатов, а также анимационных роликов;
возможность проверки знаний обучающихся посредствам тестирования по основным объектам конструкции;
возможность сохранения и просмотра результатов обучения;
возможность формирования отчетности по результатам обучения;
разграничение доступа к изучаемой информации.

Внедрение АОС «3D Атлас оборудования» не предполагает изменений в организационной структуре предприятия, приобретающего АОС. Но использование данной системы требует от преподавателей знание функционала и умения работать с системой для обеспечения качества процесса обучения.

Рассмотрим требования к системе.

Бизнес-требования

Рассматриваемая предметная область – разработка обучающих систем в отделе обучающих систем компании «Корпоративные системы Плюс». Разработка типовых мультимедийных обучающих систем является трудоемким и затратным процессом, как в денежном, так и во временном отношении. В связи с разработкой систем под конкретного заказчика, каким обычно выступают крупные промышленные предприятия, разрабатываемые системы являются дорогим проприетарным продуктом. Разработка и продвижение таких систем является неудобным, а зачастую и невозможным, с точки зрения тиражируемости и массовой продажи разрабатываемых продуктов. Тем не менее, тиражируемый продукт, для удовлетворения бизнес-требований, должен решать и свою основную задачу – организация процесса обучения.

Поэтому задача создания готового решения, которое смогло бы удовлетворить как потребности бизнеса, так и потребности целевой аудитории (ВУЗы и ССУЗы) является основной.

Бизнес-цели

Бизнес-цель 1. Увеличение прибыли компании за счет массовой продажи 3D Атласов.

Бизнес-цель 2. Возможность конкурентоспособности разрабатываемого продукта.

Бизнес-цель 3. Способность в полной мере отвечать требованиям целевой аудитории – студентам ВУЗов и ССУЗов.

Бизнес-цель 4. Организация качественного процесса обучения за счет использования 3D Атласа.

Бизнес-цель 5. Обучение и проверка знаний молодых специалистов ВУЗов и ССУЗов.

Бизнес-цель 6. Совершенствование и улучшение продукта.

Критерии успеха

Критерий успеха 1. Детальная проработка потребностей рынка, а также анализ конкурентов.

Критерий успеха 2. Качественное выполнение обязанностей всех участников разработки проекта.

Критерий успеха 3. Постоянная и, осуществляемая в полной мере, обратная связь с заказчиком.

Факторы бизнес-риска

Фактор бизнес-риска 1. Существует вероятность, что продукт не будет отвечать потребностям рынка.

Фактор бизнес-риска 2. Не все сотрудники образовательных учреждений, приобретающих 3D Атласы, готовы к организации процесса обучения с использованием данной системы. Может потребоваться временные ресурсы на оказание консультационных услуг и обучение персонала.

Образ решения

Автоматизированная обучающая система «3D Атлас оборудования» будет представлять собой готовое решение для организации обучения молодых специалистов ВУЗов и ССУЗов. Обучение специалистов будет проходить посредством изучения трехмерных моделей промышленных агрегатов. Все объекты конструкции, а также вся необходимая для изучения информация, будет подключена в базу данных. Работа пользователя с базой данных будет происходить посредствам экранных форм. На основе хранимой в системе информации должен обеспечиваться качественный процесс обучения, а также своевременного контроля знаний. Кроме того, в системе будет возможен просмотр результатов обучения в любое удобное для пользователя время. В системе также будет предусмотрено разграничение прав доступа пользователей, что обеспечит информационную безопасность при эксплуатации системы.

Рассмотрим основные функции разрабатываемой системы.

Основная функция 1. Регистрация пользователей в системе.

Основная функция 2. Обеспечение обучения в режиме демонстрации, посредствам изучения 3D моделей конструкции технологических установок.

Основная функция 3. Обеспечение проверки знаний обучаемых в режиме тестирования.

Основная функция 4. Обеспечение хранения и доступа к результатам тестирования.

Основная функция 5. Формирование сводной отчетности по обучению (только в сетевой версии системы).

Основная функция 6. Разграничение прав доступа к информации системы.

Перейдем к рассмотрению основных предположений и зависимостей, которые могут возникнуть при эксплуатации разрабатываемой системы.

Предположения и зависимости^¹

Предположения и зависимости 1. При использовании сетевой версии 3D Атласа должен использоваться некий сервер, на который устанавливается база данных системы, а также система администрирования.

Предположения и зависимости 2. Все компьютеры, на которых установлены сетевые версии 3D Атласа, должны иметь доступ по локальной сети к серверу.

На основе сформированного образа решений о проекте с целью устранения неясностей на ранних стадиях процесса разработки перейдем к созданию прототипа будущей системы. В качестве прототипа системы рассмотрим модель TO-BE, которая позволит смоделировать процессы предметной области «как будет» в результате использования системы. Модель процессов TO-BE рассматриваемой предметной области разработана с использованием инструментального средства MS Visio и представлена на рисунке 3.

Опишем модель. Разработка автоматизированной обучающей системы «3D Атлас оборудования» повлечет за собой изменения в организационной структуре проектной команды, занимающейся непосредственной разработкой 3D Атласа. Из состава команды исключается программист, занимающийся реализацией клиента и сервера программы (функционирование 3D Атласа не требует специальных динамических библиотек под клиент и сервер) и подключением математической модели; и сторонняя организация, занимающаяся непосредственной разработкой математической модели – она не используется в рассматриваемой АОС.

Наряду с этими изменениями, у менеджера проекта добавляется новая обязанность – перевод базы данных проекта с СУБД MS SQL Server на СУБД Firebird, поскольку атласы разрабатываются в двух версиях – локальной и сетевой.

Таким образом, разработка нового решения «3D Атлас оборудования» позволит расширить линейку обучающих систем, предлагая две версии АОС (локальная и сетевая), при этом сократив затраты на участие в разработке программиста проекта и сторонней организации-разработчика математической модели.

Рисунок 3 - Модель системы «TO-BE»

Выводы по параграфу 2.1

В результате разработки концепции АОС «3D Атлас оборудования» были определены основные цели и задачи системы, а также бизнес-требования к системе, бизнес - цели и критерии успеха, бизнес-риски, связанные с созданием системы, сформирован образ решения проекта «3D Атлас оборудования», рассмотрены основные функции системы, предположения и зависимости проекта.

На основе определенных требований к системе построена модель бизнес-процессов (to-be) предметной области, с учетом выявленных «узких» мест предметной области – разработки мультимедийных обучающих систем в отделе обучающих систем компании SIKE.Корпоративные системы.

2.2 Обоснование проектных решений АОС «3D Атлас оборудования» по видам обеспечения АС

В состав обеспечивающих подсистем входят следующие виды обеспечения: организационное, лингвистическое, математическое, информационное, программное, технологическое и техническое. Рассмотрим более подробно каждый из видов обеспечения относительно разрабатываемой АОС.

1. Организационное обеспечение

Организационное обеспечение – это совокупность документов, устанавливающих организационную структуру, права и обязанности пользователей и эксплуатационного персонала АС в условиях функционирования, проверки и обеспечения работоспособности АС [2]. Рассмотрим основные виды требований, предъявляемых к видам организационного обеспечения:

1.1 Требования к структуре и функциям подразделений, участвующих в разработке и функционировании системы:

список сотрудников, участвующих в разработке АОС (команда проекта);
документация по структуре и распределению обязанностей в отделе ОС компании «SIKE.Корпоративные системы»;
регламенты по работе персонала, участвующего в разработке АОС;
внутренние стандарты организации по разработке и сопровождению АОС.

1.2 Требования к организации и функционированию системы и порядку взаимодействия персонала, участвующего в разработке системы:

стандарт на составление технического задания – ГОСТ 34.602-89 [3];
внутренние регламенты по планированию работы сотрудников;
корпоративные стандарты на написание проектной документации;
проектная документация: техническое задание, план работ.

1.3 Требования к защите от ошибочных действий персонала, участвующего в эксплуатации системы:

инструкции по эксплуатации системы;
документально оформленные требования по информационной безопасности системы, где подробно указаны требования к созданию учетных действия пользователей.

2. Лингвистическое обеспечение

Лингвистическое обеспечение – это совокупность средств и правил для формализации естественного языка, используемых при общении пользователей и эксплуатационного персонала АС с комплексом средств автоматизации при функционировании АС [2].

Относительно разрабатываемой АОС «3D Атлас Оборудования» будем рассматривать следующие виды лингвистического обеспечения:

2.1 Язык программирования высокого уровня:

Delphi – язык программирования, который используется в одноимённой среде разработки. Delphi выбран в качестве алгоритмического языка и используется для разработки основных компонентов системы и используемых динамических библиотек [29].

2.2 Требования к кодированию и декодированию данных:

OpenGL (Open Graphics Library — открытая графическая библиотека, графический API) — спецификация, определяющая независимый от языка программирования платформонезависимый программный интерфейс для написания приложений, использующих двумерную и трёхмерную компьютерную графику. Является графическим стандартом в области компьютерной графики [30].

2.3 Язык манипулирования данными, а также язык взаимодействия пользователя и технических средств:

SQL (Structured Query Language – «язык структурированных запросов») – универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных. SQL является, прежде всего, информационно-логическим языком, предназначенным для описания хранимых данных, для извлечения хранимых данных и для модификации данных [31].

2.4 Средства описания предметной области (объекта автоматизации)

IDEF1X (IDEF1 Extended) – Data Modeling – методология построения реляционных структур (баз данных), относится к типу методологий «Сущность-взаимосвязь» (ER — Entity-Relationship) и, как правило, используется для моделирования реляционных баз данных, имеющих отношение к рассматриваемой системе.

ARIS (сокр. от англ. Architecture of Integrated Information Systems) – методология компании IDS Scheer для моделирования бизнес-процессов предметной области.

3. Математическое обеспечение

Математическое обеспечение - это совокупность алгоритмов для решения задач и обработки информации с применением вычислительной техники. В состав математического обеспечения АОС «3D Атлас оборудования» входит техническая документация с описанием алгоритмов решения конкретных задач.

4. Информационное обеспечение

Информационное обеспечение – это совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения базы данных (БД) [2].

Рассмотрим основные виды информационного обеспечения относительно АОС «3D Атлас оборудования».

4.1 Входные и выходные документы, а также методы их построения:

внутрикорпоративные шаблоны технического задания, плана работ, замечаний, инструкций;
методические материалы и чертежи для разработки трехмерных моделей.

4.2 Состав и методы построения экранных форм для ввода первичной информации, а также форм для вывода на экран результатной информации. В «3D Атласе» предусмотрены следующие формы, обеспечивающие ввод и вывод информации:

форма регистрации пользователя;
форма авторизации пользователя;
главный экран системы;
форма статистики по результатам обучения;
форма просмотра результатов обучения;
форма вызова отчетов по обучению (только в сетевой версии);;
форма отчета по обучению (только в сетевой версии);
форма справочников системы (только в сетевой версии);
форма отчетов по администрированию (только в сетевой версии).

4.3 Способ организации информационной базы. Под информационной базой АОС будет пониматься база данных, представляющая собой некую совокупность данных и предназначенная для хранения необходимой для обучения информации. Работа пользователя с базой данных будет происходить посредствам экранных форм. На основе хранимой в системе информации должен обеспечиваться качественный процесс обучения, а также своевременного контроля знаний. Способ организации информационной базы будет описан более подробно в главе «Реализация проектных решений».

5. Программное обеспечение

Программное обеспечение – это совокупность программ, реализующих функции и задачи АС и обеспечивающих устойчивую работу комплексов технических средств [2]. Рассмотрим программное обеспечение с точек зрения общего и специального ПО.

5.1 Общее ПО:

операционная система Windows XP/7;
программная среда для разработки прикладных программ Borland Delphi 7;
программная среда для разработки 3D моделей «3ds Max»;
СУБД Microsoft SQL Server;
СУБД Firebird;
компиляторы;
интерпретаторы;

5.2 Специальное ПО:

графический движок AOSGraf.dll;
программа запуска проекта MTSShell.exe.

6. Техническое обеспечение

Техническое обеспечение – это комплекс технических средств (технические средства сбора, регистрации, передачи, обработки, отображения, тиражирования информации, оргтехника и др.), обеспечивающих работу ИТ [1]. К техническому обеспечению АОС относятся:

электронные вычислительные машины, осуществляющие обработку информации;
локально-вычислительные сети, обеспечивающие передачу информации;
средства подготовки данных на машинных носителях;
средства сбора и регистрации информации;
средства накопления и хранения данных и выдачи результатной информации;
вспомогательное оборудование и организационная техника.

Выводы по параграфу 2.2

В данном параграфе было представлено общее описание проектных решений АОС «3D Атлас оборудования» по основным видам обеспечения:

организационное обеспечение;
лингвистическое обеспечение;
математическое обеспечение;
информационное обеспечение;
программное обеспечение;
техническое обеспечение.

Состав и компоненты видов обеспечений рассмотрены исходя из целей и задач АОС «3D Атлас оборудования».

2.3 Разработка системной архитектуры АОС «3D Атлас оборудования»

Системная архитектура – это базовая организация системы, воплощенная в ее компонентах, их отношениях между собой и с окружением, а также принципы, определяющие проектирование и развитие системы [8].

Системная архитектура определяет правила формирования компонентов системы и обеспечения взаимодействия между ними. К системной архитектуре относится: прикладная архитектура, архитектура данных и техническая архитектура. Рассмотрим эти компоненты более подробно, исходя из концепции АОС «3D Атлас оборудования». Начнем с прикладной архитектуры.

1. Прикладная архитектура включает в себя прикладные системы (приложения), обеспечивающие исполнение бизнес-функций и бизнес-процессов, интерфейсы взаимодействия прикладных систем между собой и с внешними системами и источниками или потребителями данных, средства и методы разработки и сопровождения приложений.

АОС «3D Атлас оборудования» можно разделить на несколько подсистем, обеспечивающих выполнение определенных функций системы. К таким подсистемам относятся:

подсистема авторизации/регистрации;
подсистема изучения конструкции в режиме демонстрации;
подсистема контроля знаний в режиме тестирования;
подсистема накопления, хранения и обработки результатов обучения;
подсистема отчетности;
дополнительная система администрирования.

В зависимости от версий системы – локальной или сетевой, наличие данных подсистем варьируется. Различия между версиями представлено в таблице 2.

Таблица 2 - Наличие обеспечивающих подсистем в зависимости от версии

№	Наименование подсистем	АОС «3D Атлас оборудования»
№	Наименование подсистем	Сетевая версия	Локальная версия
1.	Подсистема авторизации	+	+
2.	Подсистема изучения конструкции в режиме демонстрации	+	+
3.	Подсистема контроля знаний в режиме тестирования	+	+
4.	Подсистема контроля знаний в режиме тестирования	+	+
5.	Подсистема накопления, хранения и обработки результатов обучения	+	+
6.	Подсистема отчетности	+	-
7.	Дополнительная система администрирования	+	-

Работа пользователя с перечисленными подсистемами происходит посредством экранных форм (интерфейса). Экранные формы будут подробно рассмотрены в главе 3.

Следующий компонент системной архитектуры – это архитектура данных.

2. Архитектура данных включает в себя автоматизированные базы данных, обеспечивающие накопление, хранение и обработку данных, применяемые для этого системы управления базами данных или хранилищами данных, правила и средства санкционирования доступа к данным.

Первой составляющей архитектуры данных является автоматизированная база данных, которая предназначена для накопления, хранения и обработки данных. Поскольку АОС «3D Атлас оборудования разрабатывается в двух версиях – локальной и сетевой, то базы данных соответствующих версий реализованы в различных СУБД. Но структура базы данных АОС «3D Атлас оборудования», а соответственно и инфологическая модель базы данных для двух версий СУБД является практически одинаковой. Структура базы данных системы сетевой версии представлена на рисунке 4. Модель разработана с использованием Case-средства AllFusion Data Modeler (Erwin) в нотации IDEF1X.

Рисунок 4 - Структура БД АОС «3D Атлас оборудования (сетевая версия)

Локальная версия АОС «3D Атлас оборудования» не поддерживает систему администрирования (в отличие от сетевой версии), которая необходима для создания пользователей, наделения их соответствующими правами и др. Вся необходимая информация о пользователях содержится в БД проекта (не в БД системы администрирования, как это сделано для сетевой версии) специальной таблице Users. В связи с этим, инфологическая модель локальной версии АОС претерпевает некоторые изменения (см. рисунок 5).

Рисунок 5 - Структура БД АОС «3D Атлас оборудования (локальная версия)

Подробное описание структуры базы данных АОС «3D Атлас оборудования» будет рассмотрена в главе 3.

Второй составляющей архитектуры данных является система управления базами данных или хранилища данных.

База данных локальной версии атласа реализована в СУБД Firefird Embedded. Выбор данной СУБД обусловлен тем, что локальная версия «3D Атласа оборудования» должна быть компактной системой, не требующей для своего функционирования установки отдельного серверного приложения для администрирования баз данных. Следовательно, СУБД, в которой разрабатывается база данных системы, должна обеспечивать локальное взаимодействие клиента и сервера баз данных. В СУБД Firefird Embedded роль клиента и сервера баз данных выполняет один и тот же компонент [32]. Это позволяет избежать дополнительной установки специального ПО, в отличие от MS SQL Server.

База данных сетевой версии «3D Атласа оборудования» реализована в MS SQL Server – системе управления реляционными базами данных; основным используемым языком запросов в данной СУБД является Transact-SQL.

Последней составляющей архитектуры данных являются правила и средства функционирования доступа к данным. Правила доступа к данным в АОС «3D Атлас оборудования» определяются наличием определенных прав доступа в соответствии с ролями пользователей. В системе существует три роли: системный администратор, преподаватель и ученик. Каждая из этих ролей обладает определенными полномочиями. Разграничение прав доступа в соответствии с ролями представлено в таблице 3.

Таблица 3 - Соотношение прав доступа к данным и ролями пользователей

№	Право доступа к данным	Роль
№	Право доступа к данным	Системный администратор	Преподаватель	Ученик
1.	Запуск системы	+	+	+
2.	Запуск режима демонстрации	+	+	+
3.	Запуск режима тестирования	+	+	+
4.	Просмотр собственных результатов тестирования	+	+	+
5.	Просмотр всех результатов тестирования	+	+	-
6.	Возможность просматривать справочники в системе	+	+	-
7.	Возможность редактирования справочников в системе	+	+	-
8.	Формирование отчета по обучению	+	+	+
9.	Формирование отчетов системы администрирования	+	+	-
10.	Возможность создания новых пользователей	+	-	-
11.	Создание прав доступа	+	-	-
12.	Присвоение прав доступа ролям	+	-	-

Таким образом, исходя из представленных в таблице данных, роль системного администратора имеет наибольшие полномочия, по сравнению с преподавателем и учеником. Системный администратор имеет полный доступ к информации, хранящейся в системе, а также полные права на администрирование.

Следующий компонент системной архитектуры – это технологическая архитектура, которая, в свою очередь, состоит из сетевой архитектуры и архитектуры платформ.

3. Технологическая архитектура - определяет набор принципов и стандартов (индустриальных стандартов; стандартов, связанных с продуктами; конфигураций), которые обеспечивают руководства в отношении выбора и использования таких технологий как аппаратные платформы, операционные системы, системы управления базами данных, средства разработки, языки программирования, ПО промежуточного слоя, сервисы электронной почты, каталоги, системы безопасности, сетевая инфраструктура и т.д. [33].

Как было отмечено выше, технологическая архитектура состоит из сетевой архитектуры и архитектуры платформ. Рассмотрим сетевую архитектуру относительно АОС «3D Атлас оборудования».

Под сетевой архитектурой понимаются локальные и территориальные вычислительные сети, включая физические собственные и арендованные каналы связи и каналообразующую аппаратуру, используемые в сетях коммуникационные протоколы, сервисы и системы адресации, аварийные планы по обеспечению бесперебойной работы сетей в условиях чрезвычайных обстоятельств.

АОС «3D Атлас оборудования» разрабатывается в двух версиях – локальной и сетевой. Для функционирования сетевой версии АОС необходимо:

MS SQL Server, установленный на выделенном ПК (на данном компьютере осуществляется установка базы данных и системы администрирования);
ЛВС, посредством которой осуществляется связь с базой данных, установленной на выделенном ПК;
UDL-файлы для соединения с базой данных (для сетевых версий). Файл UDL – это файл строки соединения с базой данных. В файле необходимо указать название сервера, название базы данных проекта (см. рис. 6).

Рисунок 6 - UDL-файл

файл «ProjectOptions», в котором указывается порт проекта, а также различные проектные настройки (см. рис. 7).

Рисунок 7 - ProjectOptions (для серверной версии)

Для функционирования локальной версии «3D Атласа» необходим только файл «ProjectOptions», в котором прописывается подключение к файлу базы данных (см. рис. 8).

Рисунок 8 - ProjectOptions (для локальной версии)

Далее рассмотрим архитектуру платформ, относительно АОС «3D Атлас оборудования». К архитектуре платформ относятся аппаратные средства вычислительной техники - серверы, рабочие станции, накопители и другое компьютерное оборудование, операционные и управляющие системы, утилиты и офисные программные системы.

Для функционирования АОС «3D Атласа» необходимы ПК, обладающие следующими характеристиками:

ОС Windows XP или выше;
процессор: Intel Pentium D 805 2,66 ГГц / аналогичный AMD;
оперативная память: 1GB;
свободное место на жестком диске: 500 MB;
видеокарта: NVIDIA 6600 256 MB / ATI X1300 256MB;
разрешение монитора: желательно 1024х768 / 1280х1024 / 1920х1080 с глубиной цвета 32 бит (True-collor);
звуковая карта (для атласов с анимационными роликами): любая Direct-X-совместимая звуковая карта;
привод для установки программы: DVD-ROM.

Графически, технологическую архитектуру сетевой версии АОС «3D Атлас оборудования» можно представить следующим образом:

Рисунок 9 - Технологическая архитектура АОС «3D Атлас оборудования (сетевая версия)

Технологическая архитектура локальной версии «3D Атласа» представляет собой ПК, на котором установлена система. Файл базы данных системы лежит в специальной папке проекта. Подключение к базе данных осуществляется через специальную строку в файле «ProjectOptions».

Выводы по параграфу 2.3

В данном параграфе была рассмотрена системная архитектуры АОС «3D Атлас оборудования» с точки зрения основных ее составляющих:

прикладная архитектура;
архитектура данных;
технологическая архитектура.

Состав и компоненты системной архитектуры рассмотрены исходя из целей и задач АОС «3D Атлас оборудования».

ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ

В второй главе данного исследования была проведена разработка проектных решений автоматизированной обучающей системы «3D Атлас оборудования». На основании концепции АОС были определены бизнес-требования, предъявляемые к системе, бизнес-цели и критерии успеха, а также бизнес-риски, связанные с внедрением системы. Также был сформирован образ решения, рассмотрены основные функции системы и некоторые предположения и зависимости. На основе выделенных требований к системе была построена модель бизнес-процессов TO-BE с учетом выявленных «узких» мест.

Далее, АОС «3D Атлас оборудования» была рассмотрена с точки зрения видов обеспечения - организационное, лигнвистическое, математическое, информационное, программное и техническое, и с точки зрения системной архитектуры – прикладная архитектура, архитектура данных и технологическая архитектура.

На основе проведенной работы было оформлено техническое задание на разработку АОС «3D Атлас оборудования» (Приложение А).

ГЛАВА 3. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ АОС «3D АТЛАС ОБОРУДОВАНИЯ» 3.1 Информационное обеспечение АОС «3D Атлас оборудования»

Информационное обеспечение (ИО) — важнейшая обеспечивающая подсистема АИС, предназначенная для снабжения пользователей информацией, характеризующей состояние управляемого объекта и являющейся основой для принятия управленческих решений.

ИО — это совокупность средств и методов построения информационной системы экономического объекта [34].

Информационное обеспечение представляет собой единую систему классификации и кодирования информации, унифицированную систему документации, схемы информационных потоков, циркулирующих в экономической системе, а также методологию построения, состав и содержание баз данных. Из данного определения следует, что ИО призвано обеспечивать технологическое единство, однозначность описания и связи между показателями, своевременное формирование и выдачу оперативной и достоверной информации для принятия управленческих решений.

Информационное обеспечение системы разделяют на внутримашинное (экранные формы для ввода первичной или вывода результатной информации, структура базы данных) и внемашинное (классификаторы технико-экономической информации и документы). Опишем внутримашинное обеспечение, начав со структуры базы данных [34].

Основным компонентом внутримашинного ИО является база данных, через которую осуществляется обмен данными различных задач. База данных обеспечивает интегрированное использование различных информационных объектов в функциональных подсистемах.

АОС «3D Атлас оборудования» предназначен для обучения молодых специалистов горно-металлургической отрасли, обучающихся в ВУЗах и ССУЗах. Обучение происходит посредством изучения трехмерных моделей технологических установок. Все трехмерные модели состоят из набора сцен. Некоторые из сцен, необходимые для более детального изучения детализируются на конкретные объекты конструкции. Объекты конструкции – это msa-файлы, созданные в среде трехмерного моделирования 3ds Max. Все объекты и связанная с ними информация подключается в базу данных в специальные таблицы.

Как уже было отмечено, АОС «3D Атлас оборудования» разрабатывается в двух версиях. Структуры баз данных обоих версий практически идентичны.

Рассмотрим прототип базы данных АОС «3D Атлас оборудования» на примере локальной версии, которая представлена на рис. 10. Модель разработана с использованием Case-средства AllFusion Data Modeler (Erwin) в нотации IDEF1X.

Рисунок 10 - Прототип БД АОС «3D Атлас оборудования (локальная версия)

Рассматриваемая диаграмма, нормализована; тип отношений «один ко многим». Связь между сущностями - неидентифицирующая. Рассмотрим информационную модель АОС. Схему базы данных можно представить как совокупность таблиц:

Таблица типов информации, используемой в системе (spTipInf).
Таблица типов меню (spTipInfMenu).
Таблица существующих разделов (Blocks).
Таблица подключаемых в систему разделов (TestBlock).
Таблица именований объектов и вопросов к ним (TestBlockTM.
Таблица групп технических характеристик (TechCharacteristicGropus).
Таблица технических характеристик (TechCharacteristics).
Таблица объектов (InfSpec).
Таблица сцен детализации (Inf).
Таблица результатов тестирования (TestResult).
Таблица подробных результатов тестирования (TestResultTM).
Таблица пользователей (Users).

Опишем структуру таблиц схемы базы данных более подробно.

1. Таблица «spTipInf» предназначена для идентификации информации, используемой в системе. К такой информации относятся: чертежи, 3D-модели, анимация, видео.

Таблица 4 - Структура таблицы «spTipInf»

№	Наименование поля в БД	Описание	Тип поля	Значение по умолчанию
1.	TipInfID	PK	Integer	NOT NULL
2.	TipInf	Тип информации	Integer	NULL
3.	Opisanie	Описание типа	Varchar (250)	NULL

2. Таблица «spTipInfMenu» предназначена для увязки типа информации с типом меню, в котором эта информация используется.

Таблица 5 - Структура таблицы «spTipInfMenu»

№	Наименование поля в БД	Описание	Тип поля	Значение по умолчанию
1.	TipInfMenuID	PK	Integer	NOT NULL
2.	Opisanie	Описание типа меню	Varchar (250)	NULL
3.	TipInfID	FK	Integer	NULL

3. Таблица «Blocks» предназначена для идентификации существующих разделов системы. К таким разделам относятся: конструкция оборудования, пульты управления, технологический процесс, аварийные ситуации, видеоблок и теоретический курс.

Таблица 6 - Структура таблицы «Blocks»

№	Наименование поля в БД	Описание	Тип поля	Значение по умолчанию
1.	BlockID	PK	Integer	NOT NULL
2.	Name	Описание раздела	Varchar (250)	NULL
3.	Weight	Вес раздела	Integer	NULL

4. Таблица «TestBlock» необходима для непосредственного подключения в систему раздела «Конструкции оборудования», а также необходимых справочников. Кроме того, в данной таблице указывается, название права на запуск того или иного раздела.

Таблица 7 - Структура таблицы «TestBlock»

№	Наименование поля в БД	Описание	Тип поля	Значение по умолчанию
1.	TestBlockID	PK	Integer	NOT NULL
2.	TestBlockPID	Значение родительского раздела (используется, если несколько сцен конструкции подключается к одной главной сцене, которая в данном случае считается разделом)	Integer	NULL
3.	BlockName	Название раздела	Varchar (250)	NULL
4.	IsHide	Признак видимости раздела	Boolean	NULL
5.	DllName	Имя запускаемой Dll	Varchar (250)	NULL

Продолжение таблицы 7

6.	HelpCmd	Путь к руководству пользователя	Varchar (250)	NULL
7.	Right	Наименование права для запуска раздела	Varchar (250)	NULL
8.	ImagePath	Изображение для раздела	Varchar (250)	NULL

5. Таблица «TestBlockTM» предназначена для именования объектов конструкции и их описания, а также составления вопросов для тестирования.

Таблица 8 - Структура таблицы «TestBlockTM»

№	Наименование поля в БД	Описание	Тип поля	Значение по умолчанию
1.	TMID	PK	Integer	NOT NULL
2.	TMPID	ID родительского объекта (если родительского объекта нет, то устанавливается значение «0»)	Integer	NULL
3.	Tm	Имя объекта / Наименование вопроса	Varchar (250)	NULL
4.	Prim	Описание объекта	Varchar (4000)	NULL
5.	Is_True	Признак того, что элемент является правильным ответом на вопрос, к которому он привязан.	Boolean	NULL
6.	Is_Vopros	Признак того, является ли данная совокупность атрибутов вопросом	Boolean	NULL
7.	Is_IspVTeste	Используется в тесте или нет	Boolean	NULL
8.	Is_Sost	Признак детализации объекта	Boolean	NULL
9.	Is_Hide	Признак видимости объекта	Boolean	NULL
10.	SceneImage	Изображение сцены тестирования	Varchar (250)	NULL
11.	TestВlockID	FK	Integer	NULL

6. Таблица «InfSpec» предназначена для указания путей к файлам объектов и увязки объектов с их именами, а также с родительскими сценами.

Таблица 9 - Структура таблицы «InfSpec»

№	Наименование поля в БД	Описание	Тип поля	Значение по умолчанию
1.	InfSpecID	PK	Integer	NOT NULL
2.	File	Путь к файлу объекта	Integer	NULL
3.	Scena	Принадлежность к определенной сцене	Varchar (250)	NULL
4.	VideoID	ID подключаемого видео	Boolean	NULL
5.	DataModified	Дата изменения	Varchar (250)	NULL
6.	Is_Hide	Признак видимости объекта	Varchar (250)	NULL
7.	TMID	FK1	Varchar (250)	NULL
8.	InfID	FK2	Varchar (250)	NULL

7. Таблица «Inf» предназначена для именования сцен детализации, а также увязки этих сцен с именами объектов из таблицы TestBlockTM.

Таблица 10 - Структура таблицы «Inf»

№	Наименование поля в БД	Описание	Тип поля	Значение по умолчанию
1.	InfID	PK	Integer	NOT NULL
2.	TipInfMenuID	Тип раздела	Integer	NULL
3.	Name	Имя сцены	Varchar (250)	NULL
4.	Is_Default	Признак загрузки сцены по умолчанию
4.	Is_Default	Признак загрузки сцены по умолчанию	Boolean	NULL
5.	Is_Animation	Является ли данная сцена сценой анимации	Boolean	NULL
6.	Is_Hide	Признак видимости объекта	Boolean	NULL

8. Таблица «TestResult» предназначена сохранения общих результатов тестирования по таким параметрам, как: дата тестирования, пользователь, время начала и окончания тестирования, имя сцены тестирования.

Таблица 11 - Структура таблицы «TestResult»

№	Наименование поля в БД	Описание	Тип поля	Значение по умолчанию
1.	TestResultID	PK	Integer	NOT NULL
2.	Dat	Дата прохождения тестирования	Date/Time	NULL
3.	VremOt	Время начала тестирования	Date/Time	NULL
4.	VremDo	Время окончания тестирования	Date/Time	NULL
5.	Regim	Режим обучения: демо/тест	Integer	NULL
6.	TrebTimeTask	Требуемое время на прохождение тестирования	Date/Time	NULL
7.	UserID	FK1	Integer	NULL
8.	TestBlockID	FK2	Integer	NULL
9.	TaskID	FK3 (имя сцены тестирования)	Integer	NULL

9. Таблица «TestResultTM» предназначена сохранения детализированных результатов тестирования по определенной сцене. В данной таблице происходит увязка вопроса, который был задан и ответа, который был дан пользователем.

Таблица 12 - Структура таблицы «TestResultTM»

№	Наименование поля в БД	Описание	Тип поля	Значение по умолчанию
1.	TestResultTMID	PK	Integer	NOT NULL
2.	VoprosID	FK1	Integer	NULL
3.	OtvetID	FK2	Integer	NULL
4.	TestResultID	FK3	Integer	NULL

10. Таблица «Users» предназначена сохранения результатов о зарегистрированных в системе пользователей. Она хранит такие данные, как имя, фамилия и отчество пользователя, его логин и пароль.

Таблица 13 - Структура таблицы «Users»

№	Наименование поля в БД	Описание	Тип поля	Значение по умолчанию
1.	UserID	PK	Integer	NOT NULL
2.	Surname	Фамилия	Varchar (50)	NULL
3.	Name	Имя	Varchar (50)	NULL
4.	Patronymic	Отчество	Varchar (50)	NULL
5.		ФИО	(((([Surname]+’’) +[Name])+’’) +[Patronymic]	NULL
6.	Login	Логин пользователя	Varchar (10)	NULL
7.	Password	Пароль пользователя	Varchar (30)	NULL
8.	Is_Hide	Признак видимости пользователя в системе	Boolean	NULL

11. Таблица «TechCharacteristicGropus» предназначена идентификации групп технических характеристик объектов.

Таблица 14 - Структура таблицы «TechCharacteristicGroups»

№	Наименование поля в БД	Описание	Тип поля	Значение по умолчанию
1.	TechCharacteristicGroupID	PK	Integer	NOT NULL
2.	IndustrialObjectGroupID	ID группы объединяемых объектов	Integer	NULL
3.	OrdinalNumber	Порядковый номер группы	Integer	NULL
4.	Name	Имя группы	Varchar (250)	NULL
5.	DataModified	Дата изменения	Date/Time	NULL
6.	Is_Hide	Признак видимости группы в системе	Boolean	NULL

12. Таблица «TechCharacteristics» предназначена технических характеристик, а также увязки технических характеристик с группами технических характеристик.

Таблица 15 - Структура таблицы «TechCharacteristics»

№	Наименование поля в БД	Описание	Тип поля	Значение по умолчанию
1.	TechCharacteristicsID	PK	Integer	NOT NULL
2.	OrdinalNumber	Порядковый номер группы	Integer	NULL
3.	Name	Название характеристики	Varchar (250)	NULL
4.	Value	Значение характеристики	Varchar (250)	NULL
5.	Is_Hide	Признак видимости группы в системе	Boolean	NULL
6.	TechCharacteristicGroupID	FK	Integer	NULL

В качестве целевой СУБД для локальной версии АОС «3D Атлас оборудования» выбрана Firebird Embedded.

Рассмотрим следующий компонент внутримашинного ИО – экранные формы для ввода первичной или вывода результативной информации.

При загрузке программы пользователю представлена форма авторизации:

Рисунок 11 - Форма авторизации

Для входа в систему пользователю необходимо указать свой логин и пароль, либо, если он еще не зарегистрирован в системе – зарегистрироваться:

Рисунок 12 - Форма регистрации

После успешной регистрации и ввода логина и пароля появляется главный экран системы:

Рисунок 13 - Главный экран системы

При выборе пункта «Демонстрация» загружается главная сцена конструкции:

Рисунок 14 - Режим демонстрации. Главная сцена конструкции

Название и расположение объекта конструкции можно посмотреть с помощью списка объектов Выделив объект в списке – он подсветится на конструкции:

Рисунок 15 - Список объектов

Для каждого объекта в системе предусмотрено описание:

Рисунок 16 - Описание объекта

Для работы с трехмерной моделью предназначена специальная строка управления:

Рисунок 17 - Панель управления

Для изучения какого-либо объекта подробнее, можно перейти на его конструкцию с помощью списка объектов:

Рисунок 18 - Список объектов. Сталевоз

Рисунок 19 - Детализация сталевоза

После изучения конструкции в режиме демонстрации, пользователю необходимо проверить свои знания с помощью тестирования. Для начала необходимо выбрать сцену тестирования:

Рисунок 20 - Экран выбора объектов для тестирования

Рисунок 21 - Тестирование

По завершению теста, пользователю выдается краткая статистика результатов, где указаны количество выполненных заданий, допущенных ошибок, фактическое время выполнения и общий результат:

Рисунок 22 - Краткая статистика

Также пользователь может ознакомиться с более полными результатами. Необходимо выбрать пользователя и дату тестирования:

Рисунок 23 - Результаты тестирования

Каждый пользователь может ознакомиться только со своими результатами тестирования, результаты по другим пользователям ему недоступны.

Информация по всем пользователям, зарегистрированным в системе, хранится в справочнике пользователей. Каждый пользователь может просматривать справочник, в котором хранятся все пользователи. Но редактировать каждый пользователь может только свои записи:

Рисунок 24 - Справочник пользователей

Перейдем к описанию следующего компонента информационного обеспечения – внемашинного ИО. К внемашинному ИО относят различные классификаторы и справочники, используемые при реализации АОС, а также первичные документы.

При разработке конструкций АОС «3D Атлас оборудования» используются такие документы, как список объектов и справочник описаний объектов. Кроме этого, для разработки трехмерных моделей используются различные чертежи оборудования.

Выводы по параграфу 3.1

В результате проведенной работы была разработана АОС «3D Атлас оборудования» и инструкция для всех категорий пользователей по работе с системой (Приложение Б). В данном параграфе представлено описание структур базы данных АОС, экранные формы системы, а также используемые классификаторы и справочники.

3.2 Программное и технологическое обеспечение АОС «3D Атлас оборудования»

Регистрация пользователей в системе.
Авторизация пользователей.
Обеспечение обучения в режиме демонстрации.
Обеспечение проверки знаний обучаемых в режиме тестирования.
Вывод краткой статистики о результатах тестирования.
Хранение результатов тестирования.
Доступ к результатам тестирования.
Просмотр справочника пользователей.
Редактирование записей о пользователях.

Опишем иерархию функций управления и обработки данных, которые призвана автоматизировать разрабатываемая система. Все функции АОС «3D Атлас оборудования» можно разделить на два основных подмножества:

служебные функции (обеспечивают безопасность ввода, обработки и хранения информации, облегчают работу с системой, делая ее наиболее удобной и незатруднительной для конечного пользователя);
основные функции управления и обработки данных (отражают особенности процесса обработки информации, получения результатов, работы с базой данных) [16].

Общий вид дерева функций представлен на рис. 25.

Рисунок 25 - Дерево функций АОС «3D Атлас оборудования» (локальная версия)

Выявление состава функций и их иерархии позволяет разработать структуру сценария диалога, дающего возможность определить состав кадров диалога, содержание каждого кадра и их соподчиненность. Опишем сценарий диалога, возникающего при работе с основными формами и экранами системы.

Таблица 16 - Сценарий диалога АСО «3D Атлас оборудования»

№	Наименование кнопки на форме	Горячие клавиши	Всплывающие подсказки	Описание действия
Форма авторизации
1.	Вход	При фокусе на кнопке [Вход] или на поле [Пароль]: при нажатии на клавишу [Enter]	Войти в систему обучения	При нажатии на кнопку: Если Пароль (Users.userid) = Users.Password (Users.Login) То открываем главное меню системы Error: Reference source not found Иначе выводим в поле 7 сообщение: «Внимание! Пользователя с указанными именем и паролем не существует. Пожалуйста, проверьте правильность ввода данных.»
2.	Регистрация	При фокусе на кнопке [Регистрация]: при нажатии на клавишу [Enter]	Зарегистрироваться в системе	При нажатии на кнопку открывается форма ввода новой записи в справочник пользователей Error: Reference source not found. //В Внимание! После успешной регистрации нового пользователя на форме «Авторизации» в поле «Пользователь» автоматически указывается вновь зарегистрированный пользователь.
3.	Помощь	При фокусе на кнопке [Помощь]: при нажатии на клавишу [Enter] или F1	Открыть файл справки (F1)	Если указан путь к файлу справки в БД zz_Znach.Znach (zz_Znach.name) = HelpPath То Отображаем кнопку на форме Иначе не отображаем При нажатии на кнопку: Если указанный файл найден То Открываем файл справки пользователя поверх всех окон программой, ассоциированной с типом указанного файла, путь к которой указан в БД zz_Znach.Znach( zz_Znach.name) = HelpPath Иначе сообщение «Внимание! Файл справки не найден!» (вызываем стандартное диалоговое окно)

Продолжение таблицы 16

4.	Выход	При фокусе на кнопке [Выход] при нажатии на клавишу [Enter], Esc, Alt+F4.	Завершить работу	При нажатии на кнопку: Закрываем окно авторизации и MTSShellLite.exe

Главный экран системы
1.	Демонстрация	При фокусе на кнопке [Enter]	-	При нажатии на кнопку Проверяем: Если количество записей TestBlockTM.TMPID, для которых выполняется условия (TestBlockTM.TestBlockID = TestBlock.BlockID //есть соответствующий блок в таблице TestBlock ИTestBlock.BlockID = 1 ИTestBlock.is_hide = F ИTestBlockTM.TMPID = 0 ИTestBlockTM. Is_Hide= F) > 1 То Error: Reference source not found Иначе Запускаем режим демонстрации в модуле AOSGraf.dll
2.	Тестирование	При фокусе на кнопке [Enter]	-	При нажатии на кнопку Проверяем: Если количество записей TestBlockTM.TMPID, для которых выполняются условия (TestBlockTM.TestBlockID = TestBlock.BlockID //есть соответствующий блок в таблице TestBlock ИTestBlock.BlockID = 1 ИTestBlock.is_hide = F ИTestBlockTM.TMPID = 0 ИTestBlockTM. Is_Hide= F ИTestBlockTM.Is_TestScene= T)> 1 То Error: Reference source not found Иначе Если в таблице количество записей с ((TestBlockTM .Is_TestScene = T) и (TestBlockTM.Is_Sost = T)) > 1 То открываем меню выбора сцен тестирования см. Error: Reference source not found.

Продолжение таблицы 16

3.	Результаты	При фокусе на кнопке [Enter]	-	Запускаем режим просмотра результатов тестирования по пользователям см. Error: Reference source not found При открытии формы «Результаты тестирования» автоматически обновлять и показывать данные по результатам которые есть в БД.
4.	Пользователи	При фокусе на кнопке [Enter]	-	Открываем справочник пользователей Error: Reference source not found
5.	Помощь	F1; При фокусе на кнопке [Enter]	-	Если указанный файл найден То Открываем справку пользователя, путь к которой указан в БД zz_Znach.Znach( zz_Znach.name) = HelpPath Иначе сообщение «Внимание! Файл справки не найден!» ОК
6.	Выход	Alt+F4; ESC; При фокусе на кнопке [Enter]		Открываем экран подтверждения выхода: Внимание! Вы действительно хотите выйти из программы? Да Нет При нажатии на кнопку [Да]: Выходим закрываем окно и оболочку. При нажатии на кнопку [Нет]: Зарываем окно, возвращаемся в главное меню системы.
Экран выбора объектов для тестирования
1.	Элемент прокрутки списка объектов «Предыдущий объект»	[PageUP]	Вернуться к предыдущему объекту [PageUP]	При нажатии ЛКМ: Если верхний элемент является выделенным То отображаемые объекты списка смещаются на один объект вниз Вместо первого отображаемого объекта появляется объект, который находится в общем списке объектов на одну позицию выше, чем текущий Иначе выделяем элемент на одну позицию выше ЕСЛИ все объекты списка одновременно умещаются на экране ИЛИ нет предыдущих объектов ТО отображать элемент неактивным.
	Продолжение таблицы 16
2.	Элемент прокрутки списка объектов «Следующий объект»	[PageDown]	Перейти к следующему объект [PageDown]	При нажатии ЛКМ: Если нижний элемент является выделенным То отображаемые объекты списка смещаются на один объект вверх Вместо первого отображаемого объекта появляется объект, который находится в общем списке объектов на одну позицию ниже, чем текущий Иначе выделяем элемент на одну позицию ниже ЕСЛИ все объекты списка одновременно умещаются на экране ИЛИ нет следующих объектов ТО отображать элемент неактивным (серым). ИНАЧЕ элемент оранжевый.
3.	Пройти обучение	[Right]; При фокусе на кнопке [Enter]	Пройти обучение[Right]	При нажатии: запускаем режим демонстрации в модуле AOSGraf.dll для выбранного объекта обучения TestBlock.testblockid.
4.	Картинка для объекта обучения + Информация об объекте обучения	-	-	При двойном нажатии на окружность или текст запускаем режим демонстрации в модуле AOSGraf.dll для выбранного объекта обучения TestBlock.testblockid.
Форма результатов тестирования
1.	Обновить	F5	Обновить список (F5)	При нажатии на кнопку: Если не заполнено поле Дата с То заполняем и его первым числом текущего месяца Если не заполнено поле Время с То заполняем его значением 00:00 Если не заполнено поле Дата по То заполняем его текущей датой Если не заполнено поле Время по То заполняем его значением 23:59 И обновляем данные всех таблиц согласно п. Error: Reference source not found Если «Дата с» > «Дата по» То «Дата с» заполняем «Дата по» = «Дате с»
Справочник пользователей

Продолжение таблицы 16

ОК

Ctrl+S, F2

Сохранить изменения и выйти (Ctrl+S, F2)

Если в поле «Пароль*» значение идентично значению в поле «Пароль (подтверждение)*»

То Закрыть форму с сохранением всех изменений, произведенных на ней

Иначе Сообщение «Внимание! Поле «Пароль (подтверждение)*» заполнено не верно!» и возвращаемся на форму редактирования, фокус на поле «Пароль (подтверждение)*».

Если в поле «Логин*» введено значение уже существующее в БД

То Сообщение «Внимание! Имя входа, заданное в поле «Логин*», уже существует в системе!» и возвращаемся на форму редактирования,фокус на поле «Логин*».

Иначе Закрыть форму с сохранением всех изменений, произведенных на ней

Если есть незаполненные поля *

То Сообщение «Внимание! Заполнены не все данные!» и и возвращаемся на форму редактирования, фокус на первое не заполненное поле.

Отмена

ESC

Выйти без сохранения изменения (ESC)

Если данные на форме редактирования были изменены, относительно записи в БД

ИЛИ создаем новую запись

То выходит запрос

Данные были изменены. Сохранить изменения?»

[ОК] [Отмена]

Если нажали [ОК]

То См. проверку при нажатии на кнопку [ОК]

Если нажали[Отмена] закрыть форму редактирования без сохранения изменений

На основе результатов, полученных при описании дерева функций и сценария диалога, опишем схему взаимодействия программных модулей, отражающую структурную схему пакета и содержащую программные модули различных классов:

выполняющие служебные функции;
управляющие модули, предназначенные для загрузки меню и передачи управления другому модулю;
модули, связанные с вводом, хранением, обработкой и выдачей информации [16].

Для запуска системы используется специальное приложение – MtsShell.exe, которое в свое очередь служит оболочкой программы и содержит в себе все программные интерфейсы. Для запуска конструкции агрегата вызывается динамически подключаемая библиотека AOSGraf.dll. Для загрузки и передачи данных служит специальный компонент – MtsResource.dll. Вся информация системы хранится в базе данных Firebird. Обработка данных, а также их передача и хранение осуществляется с помощью клиентской библиотеки сервера Firebird – Gds32.dll.

Общий вид схемы взаимодействия программный модулей представлен на рис. 26:

Рисунок 26 - Схема взаимодействия программных модулей

Выводы по параграфу 3.2

В параграфе «Программное и технологическое обеспечение АОС «3D Атлас оборудования» были описаны общие положения работы системы, а также рассмотрена технология сбора, обработки и передачи информации. Также в данном параграфе были разработаны:

дерево функций системы;
сценарий диалога системы;
схема взаимосвязи программных модулей.

3.3 Реализация внедрения и сопровождения АОС «3D Атлас оборудования» согласно корпоративной методологии «Корпоративные системы Плюс»

Сопровождение программного обеспечения определяется стандартом IEEE Standard for Software Maintenance (IEEE 1219) как модификация программного продукта после передачи в эксплуатацию для устранения сбоев, улучшения показателей производительности и/или других характеристик (атрибутов) продукта, или адаптации продукта для использования в модифицированном окружении. Цель процесса сопровождения – модификация программного продукта при сохранении его целостности [7].

Согласно ГОСТ Р ИСО/МЭК 14764-2002 выделяются следующие виды сопровождения:

адаптивное сопровождение (adaptive maintenance) – изменение или модификации программного продукта после поставки, обеспечивающее его работоспособность в измененных или изменяющихся условиях (среде);
корректирующее сопровождение (corrective maintenance) – реактивное изменение программного продукта, выполняемое после его поставки для корректировки обнаруженных проблем (несоответствий, ошибок);
сопровождаемая модернизация (maintenance enhancement) – изменение программного средства, не связанное с корректировкой самого программного средства;
профилактическое сопровождение (preventive maintenance) – модификация программного продукта после поставки в целях обнаружения и корректировки имеющихся в нем скрытых ошибок для предотвращения явного проявления этих ошибок при эксплуатации данного продукта;
полное сопровождение (perfective maintenance) – модификация программного продукта после поставки для повышения его рабочих характеристик или улучшения сопровождаемости.

Автоматизированная обучающая система «3D Атлас оборудования» является готовым тиражируемым программным продуктом, она не разрабатывается на заказ, а значит и не предполагает какой-либо доработки, с точки зрения функциональности, со стороны разработчика. Но компания «Корпоративные системы Плюс», как разработчик, ответственна за полное и бесперебойное функционирование системы. Следовательно, она обязана обеспечить работы по устранению возникших в ходе эксплуатации системы ошибок и несоответствий.

В связи с этим, среди выделяемых видов сопровождения наиболее подходящим для АОС «3D Атлас оборудования» является корректирующее сопровождение.

Процесс сопровождения АОС «3D Атлас оборудования» должен предусматривать:

консультацию по установке MS SQL Server (для сетевых версий системы);
установка силами специалистов ООО «Корпоративные системы Плюс» MS SQL Server за отдельную плату (при покупке сетевой версии системы за установку данного компонента ответственен заказчик, но при оплате данной услуги MS SQL Server может быть установлен силами компании-разработчика);
консультацию по установке локальной версии системы;
консультации и разъяснение всех вопросов заказчика по работе системы в ходе ее эксплуатации;
устранение возникающих ошибок и неполадок в работе системы в ходе ее эксплуатации.

Рассмотрим последний пункт – устранение возникающих ошибок в работе системы в ходе ее эксплуатации, более подробно.

При получении заявки на устранение возникшей ошибки менеджер проекта документирует полученные замечания. Если замечание не касается изменений внутренних компонентов программы, менеджер проекта самостоятельно помогает исправить данную ошибку посредством консультационных услуг.

Если для устранения замечаний необходимо вносить изменения во внутренние компоненты системы, необходимо привлечь программиста. Менеджер проекта оформляет задачу программисту на устранение возникшей ошибки и указывает срок ее выполнения.

Программист готовит необходимые обновления с реализованными изменениями, после чего менеджером проекта производится тестирование данных обновлений, вынесение замечаний программисту, их устранение и отладка.

Также, любые возможные варианты оказания услуг по сопровождению оформляются дополнительным соглашением к договору на приобретение системы между заказчиком и компанией ООО «Корпоративные системы Плюс».

Выводы по параграфу 3.3

В данном параграфе были рассмотрены основные виды сопровождения согласно ГОСТ Р ИСО/МЭК 14764-2002; также был выделен вид сопровождения для АОС «3D Атлас оборудования» с точки зрения тиражируемых продуктов. Кроме этого описаны общие положения реализации работ по внедрению и сопровождению АОС «3D Атлас оборудования» согласно корпоративной методологии ООО «Корпоративные системы Плюс».

ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ

В третьей главе выпускной квалификационной работы была описана реализация проектных решений по созданию автоматизированной обучающей системы «3D Атлас оборудования». В результате проведенной работы была реализована АОС «3D Атлас оборудования», предназначенная для тщательного изучения конструкции оборудования, назначения его отдельных элементов, а также принципов работы того или иного агрегата.

Для всех категорий пользователей была разработана инструкция по работе с системой (Приложение Б).

В параграфе 3.1 были рассмотрены компоненты информационного обеспечения системы, такие как: внутримашинное ИО - структура базы данных АОС «3D Атлас оборудования», экранные формы системы, и внемашинное ИО - используемые классификаторы и справочники.

По итогам параграфа 3.2 были описаны общие положения работы системы, а также рассмотрена технология сбора, обработки и передачи информации. По результатам проведенной работы были разработаны и описаны: дерево функций системы, сценарий диалога системы, схема взаимосвязи программных модулей.

В параграфе 3.3 данной работы были рассмотрены основные виды сопровождения программного обеспечения согласно ГОСТ Р ИСО/МЭК 14764-2002 и определен вид сопровождения АОС «3D Атлас оборудования» наиболее подходящий с точки зрения тиражируемого ПО. Также были описаны основные работы по сопровождению системы согласно корпоративной методологии ООО «Корпоративные системы Плюс».

ГЛАВА 4. УЧЕТ ЗАТРАТ НА РЕАЛИЗАЦИЮ ПРОЕКТА, ЭКСПЛУАТАЦИЮ И СОПРОВОЖДЕНИЕ 4.1 Выбор и обоснование методики расчета экономической эффективности

Определим методику расчета экономической эффективности, которая может быть использована для оценки данного проекта. При этом будем учитывать следующее:

Для расчетов используется система обобщающих показателей и частные показатели, отражающие отраслевую и функциональную специфику проекта.
Поскольку проект не имеет аналога, то рассчитывается абсолютная эффективность, которая выражается в экономии совокупных затрат живого и овеществленного труда, как в сфере производства, так и в сфере эксплуатации. При отрицательной абсолютной эффективности проект исключается из дальнейшего рассмотрения.

Методы расчета экономической эффективности можно сгруппировать по двум направлениям. В первую группу входят методы, базирующиеся на расчетах показателей срока окупаемости, коэффициента рентабельности. Методы второй группы основаны на использовании показателя чистой приведенной (текущей) стоимости проекта и коэффициентов внутренней рентабельности проектов.

Классификация методов определения экономической эффективности проектов позволила выделить их основные группы: статистические и динамические. Статистические методы основаны на сравнении затрат, прибыли, рентабельности и не учитывают фактор времени. Динамические методы (метод наращенной стоимости, метод дисконтирования, метод аннуитета) учитывают выплаты и поступления во времени. Методы, основанные на дисконтированных оценках, с теоретической точки зрения являются, более обоснованными, поскольку учитывают временную компоненту денежных потоков. Вместе с тем они гораздо более трудоемки в вычислительном плане.

Для оценки экономической эффективности данного проекта будем руководствоваться первой группой методов, рассчитывая показатели срока окупаемости и коэффициент рентабельности, используя методику определения экономической эффективности на основе статических показателей. Данная методика сводится к расчету годового экономического эффекта (экономической прибыли), который в общем рассчитывается по формуле (1):

Э = ∆Эгод – С – Е×К = ∆Эгод – П (1),

где ∆Эгод – годовая экономия (прибыль), вызванная ИС, без учета эксплутационных затрат на АИС;

С – эксплуатационные затраты на АИС;

Е – норма прибыли на капитал (нормативная прибыльность);

К – единовременные затраты (капиталовложения), связанные с созданием АИС;

П – годовые приведенные затраты на ИС:

П = С + Е×К (2),

Единицы измерения в формуле (размерность величин) следующие:

Э – руб./г.; ∆Эгод – руб./г.; С – руб./г., К – руб.; Е – 1/г.; П – руб./г.

(∆Э — С) — это хозяйственная или бухгалтерская прибыль. Она представляет собой разность между выручкой и явными затратами. По рыночной терминологии, явные затраты (Explicit Cost) — это все денежные издержки предприятия, включая амортизацию.

Рассмотрим составляющие формулы (1). Начнем с показателей расчета годовой экономии, вызванной АИС, без учета эксплуатационных затрат на АИС (ΔЭгод).

Методика определения экономической эффективности на основе статических показателей сводится к расчету годовой экономии (прибыли), вызванной АИС, как суммы прямого и косвенного эффектов:

ΔЭгод = Эпрям + Экосв (3),

Прямой экономический эффект (Эпрям) может выражаться в натуральных, стоимостных и трудовых показателях, а также в их сочетаниях, когда внедрение новой информационной технологии:

обеспечивает рост производительности труда работников аппарата управления;
позволяет расширить спектр производимой продукции (услуг);
приводит к сокращению затрат, связанных с производством продукции и услуг (материалов, технических средств, производственных и вспомогательных площадей и т.п.).

Иными словами, прямой экономический эффект – это результат каких-либо изменений в характере реализации функциональной составляющей управленческого процесса, как правило, непосредственно связанных со спецификой предметной области деятельности объекта управления. При этом рост производительности труда может осуществляться за счет сокращения объема операций, выполняемых вручную, или более оперативной обработки информации с помощью вычислительных средств.

Прямой экономический эффект рассчитывается как разность в годовых приведенных затратах по базовому и предлагаемому вариантам АИС:

Эпрям = Пб – П = ∆Сзп – СΣ – Е×К (4),

где СΣ – суммарные эксплуатационные затраты на АИС за исключением заработной платы управленческого персонала,

Е – норма прибыли на капитал,

К – единовременные затраты (капиталовложения), связанные с созданием АИС.

∆Сзп – сокращение заработной платы персонала при разработке АИС, рассчитывается по формуле:

∆Сзп = Сзпб – Сзп (5),

где Сзпб – заработная плата персонала в базовом варианте,

Сзп – заработная плата персонала в предлагаемом варианте.

Косвенный экономический эффект (Экосв) является результатом влияния факторов, как правило, не имеющих непосредственного отношения к специфике предметной области и носящих общий социальный, эргономический, экологический и иной характер. Влияние этих факторов на экономическую эффективность системы управления осуществляется опосредованно, а иногда через цепочку различных промежуточных (вторичных) факторов, но всегда в конечном счете приводит к повышению производительности труда управленческого персонала, росту привлекательности продукции фирмы у потенциальных клиентов и деловых партнеров и т.п.

Косвенный экономический эффект рассчитывается по формуле:

Экосв = ∆А + ∆Ссеб +∆Ш (6),

Данный расчет предполагает определение следующих составляющих:

∆А – годовой прирост выручки от реализации продукции, прочей реализации и внереализационной деятельности, связанной с АИС;

∆Ссеб – годовая экономия на себестоимости продукции объекта управления;

∆Ш – сокращение штрафов и незапланированных потерь за год.

Перейдем к рассмотрению показателей расчета годовых приведенных затрат (П).

Приведённые затраты – экономическая категория, отражающая величину (в стоимостном выражении) полных затрат общественного труда, текущих и единовременных, на производство продукции. Численно приведенные затраты равны сумме полных текущих производственных затрат (включая амортизацию) С и части капитальных вложений К в данное мероприятие.

Эксплуатационные затраты (С)

Эксплуатационные затраты являются повторяющимися. Они повторяются в каждом цикле производства, а рассчитываются суммарно за год. Эксплуатационные затраты осуществляются синхронно с производством. Эксплуатационные затраты составляют себестоимость продукции (товаров или услуг):

затраты на заработную плату, выплачиваемую основному и вспомогательному персоналу;
затраты на эксплуатацию вычислительной техники и других технических средств;
затраты на эксплуатацию помещений и обслуживание рабочих мест служащих и т.п.

В состав этих затрат включаются все издержки, учитываемые в соответствии с принятым порядком калькулирования себестоимости продукции (без учета амортизационных отчислений на реновацию). Причем на ранних стадиях разработки и внедрения новых технологий, когда отсутствует конкретная (отчетная и нормативная) информация, для расчета затрат на производство услуг могут применяться укрупненные методы калькулирования, в частности метод удельных показателей, методы регрессионного анализа, метод структурной аналогии, агрегатный и балловый метод и др.

В состав эксплуатационных затрат на информационную систему входят следующие затраты:

С = Сао + Сто + Син + Сэл + Спр (7),

где Сао – амортизационные отчисления;

Сто – затраты на техническое обслуживание, включая заработную плату персонала ИС;

Син – затраты, связанные с использованием глобальных вычислительных сетей (Интернета и др.);

Сэл – затраты на электроэнергию;

Спр – прочие затраты составляют примерно 7%.

Наибольший удельный вес в эксплуатационных затратах принадлежит заработной плате, амортизационным отчислениям, техническому обслуживанию.

Если калькуляция затрат, как правило, не представляет особой сложности и носит в основном чисто технический характер, то при оценке показателей экономического эффекта (особенно косвенного) могут возникнуть трудности. В связи с этим для оценки отдельных показателей, входящих в состав общего экономического эффекта, часто приходится использовать метод экспертных оценок, при котором вместо расчета какого-либо из слагаемых показателя прибегают к мнению специалистов (экспертов) относительно оптимистических, пессимистических и наиболее вероятных его значений.

Норма прибыли на капитал (Е)

С точки зрения экономического содержания, величина Е состоит из нормы отдачи на капитал и нормы предпринимательского дохода. Величина Е в рыночных условиях не должна быть меньше годовой банковской процентной ставки.

Капитальные затраты (К)

Капитальные затраты на АИС, в отличие от эксплуатационных затрат, носят разовый характер. Те из них, которые направляются в основные средства обработки информации, переносят свою стоимость на продукцию по частям за счет амортизационных отчислений. Капитальными их называют потому, что они не утрачиваются, а воспроизводятся.

Капитальные затраты включают:

затраты на техническое обеспечение (вычислительную технику, оргтехнику, средства коммуникации, технические средства охраны и т.п.);
затраты на программное обеспечение, включая функциональное и сервисное;
затраты на обустройство помещений, включая рабочие места служащих;
затраты на услуги привлекаемых экспертов и консультантов и т.п.

Применительно к АИС группировать капитальные затраты можно следующим образом (3):

К = Кпр + Ктс +Клс + Кпс + Киб + Куч + Кво + Кпл + Кнеучт (8),

где Кпр - затраты на проектирование АИС;

Ктс – затраты на технические средства управления;

Клс – затраты на создание линий связи локальных сетей;

Кпс – затраты на программные средства;

Киб – затраты на формирование информационной базы;

Куч – затраты на обучение персонала;

Кво – затраты на вспомогательное оборудование (устройства пожаротушения, источники бесперебойного питания и др.);

Кпл – затраты на производственную площадь;

Кнеучт – неучтенные затраты, обычно составляют 7-8% от общих затрат.

Затраты на формирование информационной базы Киб относятся к формированию условно-постоянной информации.

Годовой экономический эффект (экономической прибыли) представляет собой абсолютный показатель эффективности. Система считается эффективной, если Э > 0.

На основе рассчитанных показателей определяются рентабельность и срок окупаемости проекта.

Расчетная прибыльность (рентабельность) (Ер) – относительный показатель экономической эффективности. Рентабельность комплексно отражает степень эффективности использования материальных, трудовых и денежных ресурсов, а также природных богатств. Коэффициент рентабельности рассчитывается как отношение прибыли к активам, ресурсам или потокам, её формирующим [Бригхэм Ю., Эрхардт М. Анализ финансовой отчётности / Финансовый менеджмент = Financial management. Theory and Practice. — 10-е изд./Пер. с англ. под. ред. к.э.н. Е. А. Дорофеева.. — СПб.: Питер, 2007. — С. 131. — 960 с.]. Рентабельность определяется по формуле (9):

Ер = Э/К (9),

Срок окупаемости (Ток) проекта рассчитывается по формуле (10):

Ток = 1/Ер = К/Э (10)

Срок окупаемости (англ. Pay-Back Period) – период времени, необходимый для того, чтобы доходы, генерируемые инвестициями, покрыли затраты на инвестиции в проект.

4.2 Расчет показателей экономической эффективности проекта

В соответствии с выбранной методикой расчета экономической эффективности проекта проведем расчет затрат на разработку и эксплуатацию АОС «3D Атлас оборудования».

Рассчитаем годовой экономический эффект по формуле (1). Для этого сначала рассчитаем:

годовые приведенные затраты на АИС (П) (по формуле 2):

1.1 эксплуатационные затраты на АИС (С) (по формуле 7);

1.2 норму прибыли на капитал (нормативную прибыльность) (Е);

1.3 единовременные затраты (капиталовложения), связанные с созданием АИС (К) (по формуле 8);

годовую экономию (прибыль), вызванную АИС, без учета эксплуатационных затрат на АИС (∆Эгод) (по формуле 3).

Примечание: каждый показатель затрат будем считать из расчета затраты в час, т.к. срок разработки АОС «3D Атлас оборудования» рассчитывается в часах и составляет 334 часа. Среднее количество рабочих часов в месяц в 2014 году составляет 164 часа [36].

Рассчитаем годовые приведенные затраты на АИС (по формуле 2):

П = С + Е×К

Для начала, определим эксплуатационные затраты (по формуле 7):

С = Сао + Сто + Син + Сэл + Спр

Cао = ((первоначальная стоимость ТС× годовую норму амортизации) / среднее количество часов в месяц) × 334= ((60000 × 0,5)/164) × 334 = 57,5 × 334 = 7705 руб/г.

Сто = (заработная плата системного администратора в месяц / среднее количество часов в месяц) × 3 = (25000/164) × 3 = 457,3 р/г.

Син = (цена за интернет в месяц / среднее количество часов в месяц) × 334 = (600/164) × 334 = 1222 р/г.

Сэл = цена за электричество/час × 334= 1,69 × 334 = 569,46 р/г.

В прочие затраты (Спр) входят затраты на рекламу и канцелярские расходы. Рассчитаем совокупность прочих затрат:

Спр = ((затраты на рекламу в месяц + канцелярские расходы в месяц) / 164) × 334 =((5000 + 500) /164) × 334 = 11201,2 р/г.

Итого:С = 7705 + 457,3 + 1222 + 569,46 + 11204,4 = 21158,16 р/г.

Определим норму прибыли на капитал (нормативную прибыльность) (Е).

Центральный банк РФ с апреля 2014 года установил ставку рефинансирования 8,25%, следовательно установим норму прибыли на капитал Е равной 8,25% [19].

Далее определим единовременные затраты (капиталовложения), связанные с созданием АИС (К) (по формуле 8):

К = Кпр + Ктс +Клс + Кпс + Киб + Куч + Кво + Кпл + Кнеучт

Клс, Кпс, Киб - данные показатели не будем учитывать в данном случае, так как при разработке АОС они не повлияют на затраты. Наполнение информационной базы является обязанностью менеджера проекта, поэтому данные затраты будем учитывать в затратах на проектирование (Кпр).

Примечание: Затраты на проектирование будем рассчитывать исходя из стоимости часа работы специалиста (менеджер проекта/моделер/программист). Стоимость часа работы специалиста составит примерно 307,5 рублей. Стоимость часа является совокупностью затрат на оплату работы специалиста. В эти затраты входят: «голая» стоимость часа работы (при размере з/п 30000 р.), включая страховые взносы, больничные, отпускные, подоходный налог. Итого:

Кпр = кол-во часов, затраченных на разработку системы × стоимость часа = 334 × 307,5 = 102705 р/г.

Ктс = стоимость использования ТС в час × 334 = 1925 р/г.

Кпл = (стоимость аренды в месяц / среднее количество часов в месяц) ×334 = (28000 / 164) × 334 = 57024,4 р/г.

Неучтенные затраты (Кнеучт) обычно составляют 7-8% от общих затрат, поэтому:

Кнеучт = (Кпр + Ктс + Кпл) × 8% = (102705 + 1925 + 57024,4) ×0,08 = 12932,3 р/г.

Итого: К = 102705 + 1925 + 57024,4 + 12932,3 = 174586,7 р/г.

Итого, размер годовых приведенных затрат на АОС: П = С + Е×К = 21158,16 + 0,0825 × 174586,7= 35561,5 р/г.

Рассчитаем годовую экономию (прибыль) вызванную разработкой АОС без учета эксплуатационных затрат на АОС (по формуле 1):

Э = ∆Эгод – П

Для этого определим величину годового экономического эффекта (по формуле 3):

ΔЭгод = Эпрям + Экосв

Рассчитаем величину прямого экономического эффекта (Эпрям):

Эпрям = Пб – П = ∆Сзп – СΣ – Е×К

СΣ – суммарные эксплуатационные затраты на АИС за исключением заработной платы персонала.

Е – норма прибыли на капитал.

К – единовременные затраты (капиталовложения), связанные с созданием АИС.

∆Сзп – сокращение заработной платы персонала при разработке АИС, которое рассчитывается по формуле:

∆Сзп = Сзпб – Сзп

За величину Сзпб возьмем базовую заработную плату персонала, выплачиваемую при разработке типовой МОС. За величину Сзп возьмем заработную плату персонала, выплачиваемую при разработке «3D Атласа оборудования».

∆Сзп = Сзпб – Сзп= (кол-во часов, затраченных менеджером проекта + кол-во часов, затраченных программистом + кол-во часов, затраченных моделером) × стоимость часа - (кол-во часов, затраченных менеджером проекта + кол-во часов, затраченных моделером) × стоимость часа = (334 + 195 + 100) × 307,5 р/час - (220 + 114) × 307,5 р/час = 193417,5 - 102705 = 90712,5 р/г.

Тогда, прямой экономический эффект будет равен:

Эпрям = Пб – П = 90712,5 – 35561,5 = 55151 р/г.

Косвенного экономического эффекта процесс разработки не принесет, поэтому рассчитывать его не будем.

Итого, годовая экономия: ΔЭгод = Эпрям = 55151 р/г.

Определим годовой экономический эффект от разработки АОС:

Э = ∆Эгод – П = 55151 – 35561,5 = 19589,5 р/г.

Система считается эффективной, если Э > 0. Получившийся годовой экономический эффект положителен, поэтому АОС «3D Атлас оборудования» можно считать эффективной.

Рассчитаем рентабельность системы (по формуле 9):

Ер = Э/К = 19589,5 / 174586,7 = 0,11

Тогда, срок окупаемости равен: Ток = 1/Ер = 1/0,11 = 9 мес =272 дня.

В ходе анализа получившихся экономических показателей следует сделать вывод о том, что выявленный годовой экономический эффект получился достаточно большим, чтобы оправдать затраты на разработку автоматизированной обучающей системы «3D Атлас оборудования».

В виду того, что АОС «3D Атлас оборудования» является готовым тиражируемым продуктом, и предназначается для прямой продажи любым потенциальным клиентам, срок окупаемости данной системы может быть сведен к минимуму в связи с продажей системы сразу нескольким клиентам.

ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ

В данной главе была выбрана и описана методика определения экономической эффективности на основе статических показателей. В соответствии с данной методикой на основе собранных и проанализированных экономических данных были рассчитаны основные показатели эффективности, а также подсчитан годовой экономический эффект от разработки АОС «3D Атлас оборудования».

Продолжительность разработки АОС «3D Атлас оборудования» составляет два месяца. Единовременные затраты составили 174586,7руб. в год.

Размер годовых приведенных затрат составляет 35561,5руб. в год. После расчета необходимых показателей была определена годовая экономия от разработки АОС «3D Атлас оборудования» в сравнении с разработкой типовых мультимедийных обучающих систем, которая составила 55151 руб.

Также был подсчитан годовой экономический эффект, составивший 19589,5руб. Был определен срок окупаемости системы, составивший приблизительно 272 дня.

По полученным данным следует сделать вывод о том, что экономический эффект от разработки системы, в сравнении с разработкой типовых обучающих систем, получился достаточно большим и оправдывает затраты на разработку АОС «3D Атлас оборудования». Данная АОС является подходящим решением для расширения портфеля тиражируемых продуктов отдела обучающих систем компании «Корпоративные системы Плюс».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью данной работы являлась разработка автоматизированной обучающей системы «3D Атлас оборудования» для расширения портфеля тиражируемых продуктов отдела ОС компании «Корпоративные системы Плюс».

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

проведен анализ предметной области, выявлены «узкие» места предметной области и сформулированы предложения по их устранению;
проведен анализ существующих автоматизированных обучающих систем, разрабатываемых в отделе ОС;
проведен расчет экономической эффективности использования АОС «3D Атлас оборудования»;
сформировано техническое задание на разработку АОС «3D Атлас оборудования»;
реализована АОС «3D Атлас оборудования».

Дополнение текущей базы ОС данной системой позволит:

иметь пакет тиражируемых программных продуктов, что позволит увеличить бюджет фирмы за счет продажи системы любым потенциальным клиентам.
пополнить клиентскую базу отдела ОС такой аудиторией, как учебные заведения – ВУЗы и ССУЗы, а также различные коммерческие учебные заведения.
сократить трудоемкость разработки системы примерно в 3-4 раза (по сравнению с типовой ОС) за счет реализации только одного блока «Конструкция оборудования» и использования общих, уже существующих программных компонентов, что приведет к сокращению затрат фирмы на разработку.
сократить сроки реализации системы в 3-4 раза, по сравнению с типовой обучающей системой.
уменьшить стоимость продукта, по сравнению с типовой ОС, примерно в 5-6 раз.

Кроме того, АОС «3D Атлас оборудования» является оптимальным решением для учебных заведений - ВУЗов и ССУЗов. Данная система позволяет удовлетворить все требования, предъявляемые на сегодняшний день к обучающим системам учебными заведениями. К таким требованиям относятся: не большая цена системы, удобство установки и последующей работы с системой, интерактивное обучение, способное заинтересовать современных молодых специалистов, электронная подача материала и др.

После расчета показателей эффективности и годового экономического эффекта от разработки АОС «3D Атлас оборудования» был сделан вывод о том, что разработка данной системы является экономически эффективной для компании «Корпоративные системы Плюс».

В результате проведенной работы на основе технического задания на разработку АОС «3D Атлас оборудования» была реализована автоматизированная обучающая система «3D Атлас оборудования».

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ГОСТ 34.601-90 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания»
ГОСТ 34.003-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения.
ГОСТ 34.201-89 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем.
ГОСТ 34.602-89 Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы.
ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99 «Информационная технология. Процессы жизненного цикла программных средств».
ГОСТ Р ИСО/МЭК 15271-98 «Информационная технология. Руководство по применению ИСО/МЭК 12207 (Процессы жизненного цикла программных средств)».
ГОСТ Р ИСО/МЭК 14764-2002 «Информационная технология. Сопровождение программных средств».
IEEE 1471 Архитектура программных систем
Ипатова Э.Р. Практикум по проектированию информационных систем: Учебное пособие / Э.Р. Ипатова, Ю.В. Ипатов. – Магнитогорск: МаГУ, 2004.
Системный анализ и информационные технологии. [В 2 т.]. Т. 1, Т.2: тр. Четвертой Междунар. конф. (Абзаково, Россия, 17-23 авг. 2011 г.) - Челябинск : Изд-во ЧелГУ, 2011. - 218 с.
Балдин К. В. Информационные системы в экономике : учебник для вузов / Уткин В. Б. - М. : Дашков и К, 2008. - 393 с. - Рек. УМО
Ясенев В. Н. Информационные системы и технологии в экономике. Учебное пособие 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Юнити-Дана, 2012.
Рудинский И.Д. Технология проектирования автоматизированных систем обработки информации и управления. Учебное пособие для вузов / И.Д. Рудинский. – М.: Горячая линия-Телеком,2011-304 с.
Брусакова И. А. Информационные системы и технологии в экономике : учеб. пособие для вузов / Чертовской В. Д. - М. : Экономика и статистика, 2008. - 351 с. - Доп. УМО.
Андерсен Б. Бизнес-процессы. Инструменты совершенствования / Б. Андесен.. – М.: РИА Стандарты и качество, 2008. – 272 с.
Клейменов С. А. Администрирование в информационных системах : учеб. пособие для вузов / Мельников В. П., Петраков А. М. - М. : Академия, 2008. - 271 с. - (Высшее профессиональное образование) - Доп. УМО
Гаспариан М. С. Информационные системы и технологии: учебно-методический комплекс - М.: Евразийский открытый институт, 2011.
Семакин И. Г. Информационные системы и модели. Методическое пособие 2-е изд. (эл.) - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.
Информационные системы и технологии в экономике и управлении. Учебник 4-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮРАЙТ, 2013.
Козырев А.А. Информационные технологии в экономике и управлении: Учебник - СПб.: Изд - во Михайлова В.А., 2008 - 360с.
Федотова Е. Л. Информационные технологии и системы : учеб. пособие для вузов - М. : ИНФРА-М, 2009. - 351 с. - Рек. УМО.
В.Н.Волкова. Теория систем и системный анлиз. ГРИФ ГОУ ВПО «Санкт-петербргский государственный политехнический университет».-Юрайт.-2010г
Вендров А.М. Современные методы и средства проектирования информационных систем [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://citforum/ru/database/case.html
Вендров, А. Ниша и внедрение CASE-средств / А. Вендров. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.citforum.ru/programming/case/vendrov
Основы программной инженерии (по SWEBOK) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://swebok.sorlik.ru/
Журнал «Сетевой» №2.2001Статья «Жизненный цикл информационных систем» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.setevoi.ru/cgi-bin/text.pl/magazines/2001/2/44
Компания ООО «Корпоративные системы Плюс». – Режим доступа: www.sike.ru
PHILOSOFT. TECHNICAL COMMUNACATIONS. Автоматизированная система с точки зрения ГОСТ 34. - Режим доступа: http://www.philosoft.ru/gost34asconcept.zhtml
Энциклопедия. Язык программирования Delphi. – Режим доступа: http://www.russika.ru/t.php?t=4197
OpenGL. Программирование с использованием OpenGL. - Режим доступа: http://www.opengl.org.ru/
Школы консорциума W3C. Семейство XML. – Режим доступа: http://xml.nsu.ru/sql/sql_intro.xml
Firebird. Администрирование баз данных. - Режим доступа: http://www.firebirdsql.org/manual/ru/migration-mssql-db-admin-ru.html
ИНТУИТ. Технологическая архитектура. - Режим доступа: http://www.intuit.ru/studies/courses/995/152/lecture/4234
ИНТУИТ. Информационное обеспечение ИС. - Режим доступа: http://www.intuit.ru/studies/courses/2195/55/lecture/1634?page=1
Бухгалтерия. Контур. – Режим доступа:

http://www.b-kontur.ru/enquiry/130

ГАРАНТ. Информационно-правовой портал. - Режим доступа: http://www.garant.ru/calendar/buhpravo/

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Техническое задание на разработку автоматизированной обучающей системы «SIKE.3D Атлас оборудования»

Автоматизированная обучающая система «3D Атлас оборудования»

наименование вида АС

«3D Атлас»

сокращенное наименование АС

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

На 32 листах

Действует с __.__.2014

СОГЛАСОВАНО

Руководитель: начальник отдела мультимедийных обучающих систем

ООО «Корпоративные системы Плюс»

Личная подпись

Расшифровка подписи

Печать

Дата

1. Общие сведения 1.1 Наименование системы

1.1.1 Полное наименование системы

Полное наименование – автоматизированная обучающая система «3D Атлас оборудования»

1.1.2 Краткое наименование системы

Краткое наименование – «3D Атлас».

1.2 Основания для проведения работ

Работа выполняется на основании договора №101 от ___.___.____ между директором ООО «Корпоративные системы Плюс» и отделом МОС ООО «Корпоративные системы Плюс».

1.3 Наименование организаций – Заказчика и Разработчика

1.3.1 Заказчик

Заказчик: Директор ООО «Корпоративные системы Плюс»Адрес фактический: 455001, Челябинская область, г.Магнитогорск, ул. Металлургов, д.17.Телефон: +7 (3519) 222244Факс: +7 (3519) 220405

Электронная почта: [email protected]

1.3.2 Разработчик

Отдел обучающих систем ООО «Корпоративные системы Плюс»Адрес фактический: 455001, Челябинская область, г.Магнитогорск, ул. Металлургов, д.17.Телефон: +7 (3519) 437381Электронная почта: [email protected]

1.4 Плановые сроки начала и окончания работы

Плановые сроки начала и окончания работ по созданию системы: план-график.

1.5 Источники и порядок финансирования

Источники и порядок финансирования указаны в договоре №101. Финансирование работ осуществляет Заказчик. Объем и порядок финансирования определяется Календарным планом работ и Протоколом договорной цены, являющихся неотъемлемой частью Контракта (Дополнительных Соглашений) на выполнение работ в соответствии с настоящим Частным техническим заданием.

1.6 Порядок оформления и предъявления заказчику результатов работ

Проект сдается Разработчиком поэтапно в соответствии с Календарным планом Проекта.

Назначение и цели разработки системы
1. Назначение разработки системы

Автоматизированная обучающая система «3D Атлас оборудования» предназначена для обучения студентов ВУЗов и ССУЗов, обучающихся на промышленных специальностях в учебных заведениях.

1. Цели разработки системы

Автоматизированная обучающая система «3D Атлас оборудования» разрабатывается в целях:

предоставление готового решения для организации обучения, с помощью которого процесс изучения устройства оборудования станет более наглядным и интересным, а также приближенным к реальному производственному процессу;
развитие нового направления тиражируемых продуктов;
увеличение клиентской базы компании «Корпоративные системы Плюс» за счет того, что 3D Атлас ориентирован на конкретную пользовательскую аудиторию - студентов ВУЗов и ССУЗов, обучающихся на промышленных специальностях в учебных заведениях.

Характеристика объекта автоматизации

Основной задачей деятельности отдела ОС ООО «Корпоративные системы Плюс» является разработка мультимедийных обучающих систем.

Организационная диаграмма отдела представлена на рис.4:

Рисунок А.1 - Организационная диаграмма отдела ОС

К основным функциям, которые выполняет отдел МОС, можно отнести следующие:

разработка мультимедийных обучающих систем на заказ;
разработка тиражируемых продуктов, таких как: анимационные фильмы, электронные курсы, электронные плакаты, «3D Атласы металлургического оборудования»;
сопровождение разработанных и сданных в эксплуатацию систем.

Управляет данным отделом – начальник отдела, в компетенции которого находится управление бюро, в которых также существуют начальники бюро.

Для учета разрабатываемых МОС в отделе применяется первичная учетная документация.

Входные документы:

Внутрикорпоративные шаблоны технического задания, плана работ, замечаний, инструкций.
Методические материалы и чертежи для разработки трехмерных моделей.

Выходные документы:

техническое задание;
календарный план работ.

Разработка типовых мультимедийных обучающих систем состоит из множества этапов. Инициирует процесс разработки поступление заказа на разработку МОС.

Этапы разработки типовых обучающих можно представить с помощью диаграммы ARIS eEPC, разработанной с помощью инструментального средства MS Visio (см. рис. 2).

Рисунок А.2 - Модель системы «AS-IS»

Система разрабатывается конкретно под заказчика, который имеет авторские права на владение и использование программного продукта, что запрещает последующее использование системы фирмой-разработчиком.
Трудоемкость разработки (участие в разработке программистов, а также сторонних специалистов, занимающихся разработкой математических моделей).
Длительный срок разработки (в среднем, 6 месяцев).
Высокая стоимость продукта – основными клиентами отдела являются крупные промышленные предприятия с большими потоками денежных средств в области обучения и переподготовки персонала; государственные учебные заведения зачастую не могут позволить себе покупку столь дорогостоящих систем.
Большие массивы информации в системе – часто система может затрагивать полный производственный цикл.
Невозможность разработки такой системы для мелких предприятий, или для учебных заведений из-за высокой стоимости продукта. Как следствие, уменьшение клиентской базы компании.

Требования к системе
1. Требования к системе в целом

1. 1. Требования к структуре и функционированию системы

Режимы функционирования системы

Единственный режим функционирования системы – основной режим работы, при котором система должна обеспечивать работу пользователей 24 часа, 7 дней в неделю.

Профилактического режима, в котором осуществляется техническое обслуживание и настройки системы, как такового не будет.

Техническая поддержка системы может осуществляться:

По телефону: +7 (3519) 437381 (Магнитогорск)
По почте: [email protected]

1. 1. Требования к численности и квалификации персонала, обслуживающего систему

4.1.2.1 Требования к численности персонала

Для коммуникации с заказчиком по вопросам тех.обслуживания нужен человек, который сможет разрешить проблему, возникшую с установленной системой на компьютерах заказчика. Таким человеком будет являться разработчик системы «3D Атлас» компании ООО «Корпоративные системы Плюс», который как никто другой сможет устранить неполадки в работе системы.

4.1.2.2 Требования к квалификации персонала

Требования к конечному пользователю в проекте не учитываются.

Требования к разработчику в проекте не учитываются.

4.1.2.3 Требуемый режим работы персонала

Конечный пользователь: в соответствии с обычным графиком обучения.

Разработчик: в соответствии с обычным графиком работы отдела ОС предприятия.

1. 1. Требования, характеризующие соответствие системы её назначению

4.1.3.1 Требования к приспособляемости системы к изменениям

Приспособляемость системы обеспечивается за счет:

своевременности администрирования и тех. обслуживания;
изменения и настройки системы в соответствии с обновлением требований пользователей.

4.1.3.2 Требования к работоспособности системы в различных вероятностных условиях

В зависимости от вероятностных условий система должна обеспечивать следующие требования:

Таблица А.1 - Требования к работоспособности системы в различных вероятностных условиях

№ п/п	Вероятностное условие	Требование к работоспособности
1.	Перебои в электропитании ПК, на которых установлены системы	Система не функционирует.
2.	Появление ошибки при работе с системой	Система продолжает функционировать, но некоторые из элементов системы недоступны.
3.	Выход системы из строя	Система не функционирует.

4.1.4 Требования к надежности

4.1.4.1 Состав показателей надежностей системы в целом

Уровень надежности должен достигаться согласованным применением организационных, организационно-технических мероприятий и программно-аппаратных средств.

Надежность должна обеспечиваться за счет:

своевременного выполнения процессов тех. обслуживания системы;
соблюдения правил эксплуатации системы;
предварительного обучения пользователей и обслуживающего персонала по работе с системой.

Время устранения отказа должно быть следующим:

при перерыве и выходе за установленные пределы параметров электропитания - не более 40 минут.
при перерыве и выходе за установленные пределы параметров программного обеспечением - не более 72 часов.

Система должна соответствовать следующим параметрам:

сумма всех времен восстановления за заданный календарный период, поделенные на продолжительность этого периода;
коэффициент готовности W - определяется как результат отношения средней наработки на отказ к сумме средней наработки на отказ и среднего времени восстановления;
время наработки на отказ E часов - определяется как результат отношения суммарной наработки Системы к среднему числу отказов за время наработки. Средняя наработка на отказ системы не должна быть меньше 200 000 часов.

4.1.4.2 Перечень аварийных ситуаций, по которым регламентируются требования к надежности системы

1. Сбой электропитания на рабочих станциях пользователей

2. Ошибки в работе системы, не выявленные при тестировании и внедрении системы, не зависящие от вмешательства пользователей

Рассмотрим данные аварийные ситуации и требования к восстановлении системы в целом более подробно:

1. Сбой электропитания на рабочих станциях пользователей

При возникновении данной аварийной ситуации пользователь должен обратиться к системному администратору со стороны заказчика, который должен обеспечить работоспособность системы. Время восстановления не должно превышать более суток.

1. Ошибки в работе системы, не выявленные при тестировании и внедрении системы, не зависящие от вмешательства пользователей

При возникновении данной аварийной ситуации пользователь должен обратиться к разработчику системы ООО «Корпоративные системы Плюс». Время восстановления и исправления ошибок не должно превышать более 3-х суток.

4.1.4.3 Требования к надежности технических средств и программного обеспечения

Надежность технического обеспечения системы должна обеспечиваться:

наличием на предприятии возможности заменить / приобрести необходимое для функционирования системы техническое обеспечение;
использованием источников бесперебойного питания, а также стабилизаторов напряжения;
осуществлением резервного копирования базы данных.

Надежность электроснабжения должна обеспечиваться наличием источников бесперебойного питания и стабилизаторов напряжения.

Надежность аппаратных средств должна обеспечиваться:

предварительным обучением пользователей и обслуживающего персонала по работе с системой;
своевременным выполнением процессов администрирования;
соблюдением правил эксплуатации и технического обслуживания программно-аппаратных средств;
своевременным выполнением процедур резервного копирования данных.

Надежность программных средств должна обеспечиваться:

использованием только лицензионных версий операционных систем и других необходимых для работы приложений и инструментов, а также сред разработки;
надежностью системы, купленной у разработчика;
своевременным контролем безопасности системы и ПК пользователей на возможность заражения компьютерными вирусами и другими угрозами.

1. 1. Требования к эргономике и технической эстетике

Интерфейс системы должен отвечать следующим требованиям:

В части внешнего оформления:

интерфейс должен быть русскоязычным;
текст, расположенный на формах не должен содержать грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок;
цветовая гамма не должна быть кричащих цветов и отвлекать пользователя;

В части диалога с пользователем:

для наиболее частых операций должны быть предусмотрены «горячие» клавиши;
при возникновении ошибок в работе системы – на экран монитора должно выводиться сообщение с наименованием ошибки и с рекомендациями по её устранению на русском языке.

В части процедур ввода / вывода данных:

ввод/вывод данных должен быть удобным для пользователя;
форма ввода/вывод не должна перекрывать собой основную часть экрана системы.

1. 1. Требования к эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту и хранению системы

Система должна соответствовать требованиям по эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту и хранению, изложенным в документации завода-изготовителя (производителя) на них.

Технические средства Системы и персонал должны размещаться в существующих помещениях Заказчика, которые по климатическим условиям должны соответствовать ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды» (температура окружающего воздуха от 5 до 40 °С, относительная влажность от 40 до 80 % при Т=25 °С, атмосферное давление от 630 до 800 мм ртутного столба).

Размещение технических средств и организация автоматизированных рабочих мест должны быть выполнены в соответствии с требованиями ГОСТ 21958-76 Система «Человек-машина». Зал и кабины операторов. Взаимное расположение рабочих мест. Общие эргономические требования».

Для электропитания технических средств должна быть предусмотрена трехфазная четырехпроводная сеть с глухо заземленной нейтралью 380/220 В (+10-15)% частотой 50 Гц (+1-1) Гц. Каждое техническое средство запитывается однофазным напряжением 220 В частотой 50 Гц через сетевые розетки с заземляющим контактом.

Для обеспечения выполнения требований по надежности должен быть создан комплект запасных изделий и приборов (ЗИП).

Состав, место и условия хранения ЗИП определяются на этапе технического проектирования.

Требования к защите информации от несанкционированного доступа

Требования к информационной безопасности

В основе системы «3D Атлас оборудования» лежит клиент-серверная архитектура. Этим достигается высокая надежность, быстродействие, сохранность информации, а также возможность ее быстрого восстановления. Также данный подход обеспечивает широкие возможности наращивания и модернизации системы, разграничивает уровни доступа к данным.

Информационная безопасность системы должна удовлетворять следующим требованиям:

защита системы должна обеспечиваться на всех технологических этапах обработки информации и во всех режимах функционирования, в том числе при проведении ремонтных и регламентных работ;
в системе должно существовать разграничение прав доступа;
система должна обеспечивать обработку конфиденциальной информации;
применяемые в системе средства и технологии защиты должны обеспечивать открытость архитектуры и обладать свойствами модульности, масштабируемости и возможности адаптации системы к различным организационным и техническим условиям;
система должна удовлетворять требованиям проводимой Заказчиком технической политики и строиться на основе ограниченного числа типов и версий приобретаемого программного обеспечения, а также типов и конфигураций аппаратно-программных средств защиты, уточняемых на этапе покупке и внедрения системы;
система должна обеспечивать необходимую и достаточную защиту ресурсов от характерных угроз безопасности;
средства защиты, входящие в состав системы, должны иметь развитые средства регистрации критических системных событий в электронных журналах и средства оперативного оповещения об этих событиях службы технической поддержки фирмы-разработчика.

Разделение доступа

Правила доступа к данным в АОС «3D Атлас оборудования» определяются наличием определенных прав доступа в соответствии с ролями пользователей. В системе существует три роли: системный администратор, преподаватель и ученик. Каждая из этих ролей обладает определенными полномочиями. Разграничение прав доступа в соответствии с ролями представлено в таблице 3.

Таблица А.2 - Соотношение прав доступа к данным и ролями пользователей

№	Право доступа к данным	Роль
№	Право доступа к данным	Системный администратор	Преподаватель	Ученик
1.	Запуск системы	+	+	+
2.	Запуск режима демонстрации	+	+	+
3.	Запуск режима тестирования	+	+	+
4.	Просмотр собственных результатов тестирования	+	+	+
5.	Просмотр всех результатов тестирования	+	+	-
6.	Возможность просматривать справочники в системе	+	+	-

Продолжение таблицы А.2

7.	Возможность редактирования справочников в системе	+	+	-
8.	Формирование отчета по обучению	+	+	+
9.	Формирование отчетов системы администрирования	+	+	-
10.	Возможность создания новых пользователей	+	-	-
11.	Создание прав доступа	+	-	-
12.	Присвоение прав доступа ролям	+	-	-

4.1.7.2 Требования к антивирусной защите

Средства антивирусной защиты должны быть установлены на всех рабочих местах пользователей системы. Средства антивирусной защиты рабочих мест пользователей и администраторов должны обеспечивать:

централизованное управление сканированием, удалением вирусов и протоколированием вирусной активности на рабочих местах пользователей;
централизованное автоматическое обновление вирусных сигнатур на рабочих местах пользователей и администраторов;
ведение журналов вирусной активности;
администрирование всех антивирусных продуктов.

4.1.8 Требования по сохранности информации при авариях

Возможность сохранения информации при авариях достигается за счет резервного копирования базы данных системы с помощью используемой СУБД. Для локальных версий системы это СУБД Firebird, для сетевых версий – MS SQL Server. Резервное копирование в данных СУБД выполняется администратором со стороны клиента. В соответствие с требованиями клиента можно задать определенную периодику автоматического резервного копирования.

4.1.9. Требования к защите от внешних воздействий

К программно-аппаратному окружению Системы предъявляются следующие требования к защите от влияния внешних воздействий:

1. требования к радиоэлектронной защите:

электромагнитное излучение радиодиапазона, возникающее при работе электробытовых приборов, электрических машин и установок, приёмопередающих устройств, эксплуатируемых на месте размещения Системы, не должны приводить к нарушениям работоспособности системы.

2. требования по стойкости, устойчивости и прочности к внешним воздействиям:

система должна иметь возможность функционирования при колебаниях напряжения электропитания в пределах от 155 до 265 В (220 ± 20 % - 30 %);
система должна иметь возможность функционирования в диапазоне допустимых температур окружающей среды, установленных изготовителем аппаратных средств;
система должна иметь возможность функционирования в диапазоне допустимых значений влажности окружающей среды, установленных изготовителем аппаратных средств;
система должна иметь возможность функционирования в диапазоне допустимых значений вибраций, установленных изготовителем аппаратных средств.

4.1.10 Требования по стандартизации и унификации

В требования к стандартизации и унификации включают: показатели, устанавливающие требуемую степень использования стандартных, унифицированных методов реализации функций (задач) системы, поставляемых программных средств, типовых математических методов и моделей, типовых проектных решений, унифицированных форм управленческих документов, установленных ГОСТ 6.10.1, общесоюзных классификаторов технико-экономической информации и классификаторов других категорий в соответствии с областью их применения, требования к использованию типовых автоматизированных рабочих мест, компонентов и комплексов.

В качестве методологии проектирования используется методологии структурного анализа и проектирования – ARIS, SADT. Основными инструментальными средствами проектирования являются: MS Visio (eEPC, Cause and Effect Diagram - диаграмма Исикавы, Organization Chart Diagram - организационная диаграмма), AllFusion Data Modeler (ERwin) (IDEF1X).

Моделирование в case-средстве AllFusion Data Modeler должно выполняться в рамках стандартов, поддерживаемых программными средствами моделирования ERWin 7.х.

4.1.11 Дополнительные требования

В рамках данного проекта дополнительные требования учитываться не будут.

4.1.12 Требования безопасности

При внедрении, эксплуатации и обслуживании технических средств системы должны выполняться меры электробезопасности в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».

Аппаратное обеспечение системы должно соответствовать требованиям пожарной безопасности в производственных помещениях по ГОСТ 12.1.004-91. «ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования».

Должно быть обеспечено соблюдение общих требований безопасности в соответствии с ГОСТ 12.2.003-91. «ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности» при обслуживании системы в процессе эксплуатации.

Аппаратная часть системы должна быть заземлена в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50571.22-2000. «Электроустановки зданий. Часть 7. Требования к специальным электроустановкам. Раздел 707. Заземление оборудования обработки информации».

Значения эквивалентного уровня акустического шума, создаваемого аппаратурой системы, должно соответствовать ГОСТ 21552-84 «Средства вычислительной техники. Общие технические требования, приемка, методы испытаний, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение», но не превышать следующих величин:

- 50 дБ - при работе технологического оборудования и средств вычислительной техники без печатающего устройства;

- 60 дБ - при работе технологического оборудования и средств вычислительной техники с печатающим устройством.

4.1.13 Требования к транспортабельности для подвижных АС

Система не является подвижной и после установки на ПК пользователей никакой транспортировке не подлежит, поэтому требования к транспортабельности в данном проекте не учитываются.

1. Требования к структуре и функциям системы

Бизнес-требования

Бизнес-цели

Бизнес-цель 1. Увеличение прибыли компании за счет массовой продажи 3D Атласов.

Бизнес-цель 2. Возможность конкурентоспособности разрабатываемого продукта.

Бизнес-цель 3. Способность в полной мере отвечать требованиям целевой аудитории – студентам ВУЗов и ССУЗов.

Бизнес-цель 4. Организация качественного процесса обучения за счет использования 3D Атласа.

Бизнес-цель 5. Обучение и проверка знаний молодых специалистов ВУЗов и ССУЗов.

Бизнес-цель 6. Совершенствование и улучшение продукта.

Критерии успеха

Критерий успеха 1. Детальная проработка потребностей рынка, а также анализ конкурентов.

Критерий успеха 2. Качественное выполнение обязанностей всех участников разработки проекта.

Критерий успеха 3. Постоянная и, осуществляемая в полной мере, обратная связь с заказчиком.

Факторы бизнес-риска

Фактор бизнес-риска 1. Существует вероятность, что продукт не будет отвечать потребностям рынка.

Образ решения

Система будет разработана в двух версиях – локальной (посредствам СУБД Firebird) и сетевой (посредствам СУБД MS SQL Server). Более подробные отличия данных систем с точки зрения СУБД будут рассмотрены в п. 4.3.2.5 «Требования по использованию СУБД».

4.2.1 Перечень функций, подлежащих автоматизации

Основная функция 1. Регистрация пользователей в системе.

Основная функция 3. Обеспечение проверки знаний обучаемых в режиме тестирования.

Основная функция 4. Обеспечение хранения и доступа к результатам тестирования.

Основная функция 5. Формирование сводной отчетности по обучению (только в сетевой версии системы).

Основная функция 6. Разграничение прав доступа к информации системы.

Архитектура системы

подсистема авторизации/регистрации;
подсистема изучения конструкции в режиме демонстрации;
подсистема контроля знаний в режиме тестирования;
подсистема накопления, хранения и обработки результатов обучения;
подсистема отчетности;
дополнительная система администрирования.

В зависимости от версий системы – локальной или сетевой, наличие данных подсистем варьируется. Различия между версиями представлено в таблице 3.

Таблица А.3 - Наличие обеспечивающих подсистем в зависимости от версии

№	Наименование подсистем	АОС «3D Атлас оборудования»
№	Наименование подсистем	Сетевая версия	Локальная версия
1.	Подсистема авторизации	+	+
2.	Подсистема изучения конструкции в режиме демонстрации	+	+
3.	Подсистема контроля знаний в режиме тестирования	+	+
4.	Подсистема контроля знаний в режиме тестирования	+	+
5.	Подсистема накопления, хранения и обработки результатов обучения	+	+
6.	Подсистема отчетности	+	-
7.	Дополнительная система администрирования	+	-

Работа пользователя с перечисленными подсистемами происходит посредством экранных форм (интерфейса).

Графически, архитектуру сетевой версии АОС «3D Атлас оборудования» можно представить следующим образом:

Рисунок А.3 - Архитектура системы

Архитектура локальной версии «3D Атласа» представляет собой ПК, на котором установлена система. Файл базы данных системы лежит в специальной папке проекта.

4.2.5 Разработка прототипа системы

Создание прототипов – это важный этап разработки концепции системы. К прототипам, завершающим процесс формулировки требований, относятся модели TO-BE.

Разработаем модель TO-BE, используя нотацию ARIS (eEPC) (рис. 4):

Рисунок А.4 - Модель TO-BE

4.3 Требования к видам обеспечения

4.3.1 Требования к математическому обеспечению

4.3.2 Требования к информационному обеспечению

Рассмотрим основные виды информационного обеспечения относительно АОС «3D Атлас оборудования».

4.1. Входные и выходные документы, а также методы их построения:

внутрикорпоративные шаблоны технического задания, плана работ, замечаний, инструкций;
методические материалы и чертежи для разработки трехмерных моделей.

4.2. Состав и методы построения экранных форм для ввода первичной информации, а также форм для вывода на экран результатной информации. В «3D Атласе» предусмотрены следующие формы, обеспечивающие ввод и вывод информации:

форма регистрации пользователя;
форма авторизации пользователя;
главный экран системы;
форма статистики по результатам обучения;
форма просмотра результатов обучения;
форма вызова отчетов по обучению (только в сетевой версии);;
форма отчета по обучению (только в сетевой версии);
форма справочников системы (только в сетевой версии);
форма отчетов по администрированию (только в сетевой версии).

4.3. Способ организации информационной базы.

4.3.2.2 Требования к информационному обмену между компонентами системы

Информационный обмен между компонентами системы будет осуществляться посредствам информационной базы. Под информационной базой АОС будет пониматься база данных, представляющая собой некую совокупность данных и предназначенная для хранения необходимой для обучения информации. Работа пользователя с базой данных будет происходить посредствам экранных форм. На основе хранимой в системе информации должен обеспечиваться качественный процесс обучения, а также своевременного контроля знаний.

4.3.2.3 Требования к информационной совместимости со смежными системами

АОС «3D Атлас» не будет взаимодействовать с другими смежными системами.

4.3.2.4 Требования по использованию классификаторов и унифицированных форм документов и отчетности

4.3.2.5 Требования по использованию СУБД

База данных локальной версии атласа реализована в СУБД Firefird Embedded. Выбор данной СУБД обусловлен тем, что локальная версия «3D Атласа оборудования» должна быть компактной системой, не требующей для своего функционирования установки отдельного серверного приложения для администрирования баз данных. Следовательно, СУБД, в которой разрабатывается база данных системы, должна обеспечивать локальное взаимодействие клиента и сервера баз данных. В СУБД Firefird Embedded роль клиента и сервера баз данных выполняет один и тот же компонент. Это позволяет избежать дополнительной установки специального ПО, в отличие от MS SQL Server.

4.3.2.6 Требования к структуре процесса сбора, обработке, передачи данных в системе и представлению данных

Данные требования в проекте не учитываются.

4.3.2.7 Требования к защите данные от разрушений при авариях и сбоях в электропитании

Информация в базе данных системы данных должна сохраняться при возникновении аварийных ситуаций, связанных со сбоями электропитания.

Система должна иметь бесперебойное электропитание, обеспечивающее её нормальное функционирование в течение 20 минут, в случае отсутствия внешнего энергоснабжения, и 5 минут дополнительно для корректного завершения всех процессов.

4.3.2.8 Требования к контролю, обновлению и восстановлению данных

К контролю данных предъявляются следующие требования: система должна протоколировать все события, связанные с изменением своего информационного наполнения, и иметь возможность в случае сбоя в работе восстанавливать свое состояние, используя ранее запротоколированные изменения данных.

Все резервные копии баз данных проектов должны быть предварительно сделаны разработчиком и храниться в дух экземплярах.

4.3.2.9 Требования к процедуре придания юридической силы документам, продуцируемым техническими средствами системы

Данные требования в проекте не учитываются.

4.3.3 Требования к лингвистическому обеспечению

2.1. Язык программирования высокого уровня:

2.2. Требования к кодированию и декодированию данных:

2.3. Язык манипулирования данными, а также язык взаимодействия пользователя и технических средств:

2.4. Средства описания предметной области (объекта автоматизации)

4.3.4 Требования к программному обеспечению

Рассмотрим программное обеспечение с точек зрения общего и специального ПО.

5.1 Общее ПО:

операционная система Windows XP/7;
программная среда для разработки прикладных программ Borland Delphi 7;
программная среда для разработки 3D моделей «3ds Max»;
СУБД Microsoft SQL Server;
СУБД Firebird;
компиляторы;
интерпретаторы;

5.2 Специальное ПО:

графический движок AOSGraf.dll;
программа запуска проекта MTSShell.exe.

4.3.5 Требования к техническому обеспечению

К техническому обеспечению АОС относятся:

электронные вычислительные машины, осуществляющие обработку информации;
локально-вычислительные сети, обеспечивающие передачу информации;
средства подготовки данных на машинных носителях;
средства сбора и регистрации информации;
средства накопления и хранения данных и выдачи результатной информации;
вспомогательное оборудование и организационная техника.

4.3.6 Требования к метрологическому обеспечению

Не предъявляются.

4.3.7 Требования к организационному обеспечению

1.1 Требования к структуре и функциям подразделений, участвующих в разработке и функционировании системы:

список сотрудников, участвующих в разработке АОС (команда проекта);
документация по структуре и распределению обязанностей в отделе ОС компании «SIKE.Корпоративные системы»;
регламенты по работе персонала, участвующего в разработке АОС;
внутренние стандарты организации по разработке и сопровождению АОС.

стандарт на составление технического задания – ГОСТ 34.602-89;
внутренние регламенты по планированию работы сотрудников;
корпоративные стандарты на написание проектной документации;
проектная документация: техническое задание, план работ.

1.3 Требования к защите от ошибочных действий персонала, участвующего в эксплуатации системы:

инструкции по эксплуатации системы;
документально оформленные требования по информационной безопасности системы, где подробно указаны требования к созданию учетных действия пользователей.

4.3.8 Требования к методическому обеспечению

Не учитываются.

4.3.9 Требования к патентной чистоте

Установка разрабатываемой системы «3D Атлас оборудования» должно сопровождаться подписанием договора, в котором обговариваются условия лицензионного соглашения. Покупатель обязан подписать и согласиться с данными условиями.

Патентная чистота – это юридическое свойство объекта, заключающиеся в том, что он может быть свободно использован в данной стране без опасности нарушения действующих на ее территории патентов исключительного права, принадлежащего третьим лицам (права промышленной собственности).

5. Состав и содержание работ по разработке системы

Этапы по разработке системы отражаются в плане-графике разработки.

6. Порядок контроля и приемки системы

Общие требования к приемке работ

Сдача-приемка выполненных работ на стадии «Разработка системы» определятся по результатам тестирования и отладки системы разработчиком фирмы-разработчика.

В процессе приемки технического проекта должна быть осуществлена проверка на соответствие системы требованиям данного технического задания.

Испытания системы должны быть проведены на стадии «Тестирование установленной системы» в порядке и в соответствие с регламентом, определяемым фирмой-разработчиком.

Результаты проведения тестировочных испытаний должны быть занесены в соответствующий журнал тестирования, с указанием ошибок и замечаний, если таковые имеются.

Если результаты тестирования содержат критичные ошибки, систему устанавливать не следует.

После документирования результатов тестирования, если они не содержат в себе критических ошибок, должна быть проведена окончательная отладка и настройка системы.

6.1 Виды и объем испытаний системы

Результаты тестирования системы не должны содержать критические ошибки системы. Под критическими ошибками понимается:

отказ запуска системы;
отсутствие соединения с БД;
появление ошибок на экране при работе пользователя;
неправильное / искаженное отображение информации в системе;
ошибки и неправильное отображение интерфейса системы.
Любые результаты испытаний системы должны быть задокументированы.

6.2 Требования к приемке работ по внедрению и тестированию системы

Требования к приемке работ по внедрению и тестированию системы приведены в таблице.

Таблица А.4

№ п/п	Название этапа	Участники испытаний	Место и срок испытаний	Порядок проведения испытаний
1.	Этап разработки	Разработчик системы	На предприятии ООО «Корпоративные системы Плюс»	запуск системы проверка работоспособности системы документирование результатов
2.	Этап тестирования	Разработчик системы	На предприятии ООО «Корпоративные системы Плюс»	установка на ПК тестирование на ПК регистрация результатов тестирования окончательная отладка и настройка системы

7. Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие

Состав и содержание работ по созданию системы регламентирован стандартом ГОСТ-34.602, РД 50-34.698-90.

Для создания условий функционирования системы, при которых гарантируется соответствие внедряемой системы требованиям, содержащимся в настоящем техническом задании, и возможность эффективного её использования, в организации должен быть проведен комплекс мероприятий.

7.1 Организационные мероприятия

Компания «Корпоративные системы Плюс» должна выделить и подготовить сотрудников, осуществляющих взаимодействие и коммуникацию сотрудников во время установки системы потенциальным клиентам.

7.2 Требования к информационному обеспечению

В качестве информационного обеспечения АОС «3D Атлас оборудования» выступает подробная инструкция по работе с системой, а также инструкции по установке систем (локальной и сетевой).

8. Требования к документированию

По желанию заказчика разработчик системы может произвести детальное описание принципа функционирования системы. Требования к документированию:

согласованный разработчиком и заказчиком системы перечень подлежащих разработке комплектов и видов документов;
требования по документированию комплектующих элементов;
при отсутствии государственных стандартов, определяющих требования к документированию элементов системы, дополнительно включают требования к составу и содержанию таких документов.

9. Источники разработки

Перечисляются документы и информационные материалы, на основании которых разрабатывалось ТЗ и которые должны быть использованы при внедрении системы.

Настоящее Техническое Задание разработано на основе следующих документов и информационных материалов:

ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды»;
ГОСТ 21958-76 «Система "Человек-машина". Зал и кабины операторов. Взаимное расположение рабочих мест. Общие эргономические требования».

СОСТАВИЛИ

Наименование организации/ предприятия	Должность исполнителя.	Фамилия имя, отчество	Подпись	Дата

СОГЛАСОВАНО

Наименование организации/ предприятия	Должность исполнителя	Фамилия, имя, отчество	Подпись	Дата

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Инструкция пользователя по работе в автоматизированной обучающей системе «SIKE.3D Атлас оборудования» (на примере «SIKE.3D Атлас Агрегат печь-ковш (однопозиционный)»)

Назначение системы

3D Атлас предназначен для изучения конструкции узлов и агрегатов на основе 3-х мерной модели.

В системе существует 2 режима работы: демонстрация и тестирование.

В режиме «Демонстрации» обучающийся в свободной форме изучает:

конструкцию агрегата;
описания элементов конструкции агрегата, позволяющих узнать назначение различных частей установки.

В режиме «Тестирования» обучающийся:

выполняет ряд заданий, которые позволяют проверить полученные знания по конструкции оборудования;
анализирует результаты обучения: список заданий, а также ответы, которые были даны, время выполнения заданий тестирования, процент выполненных заданий и оценку за пройденный тест.

Регистрация нового пользователя

Для регистрации нового пользователя через меню необходимо выполнить следующие действия:

Запустите систему.
На экране появится окно авторизации:

Рисунок Б.1 – Окно авторизации

Нажмите на кнопку [Регистрация].
На экране появится справочник пользователя:

Рисунок Б.2 – Справочник пользователей. Добавление

Введите фамилию, имя, отчество, логин и пароль нового пользователя в соответствующие поля. Поле ФИО заполняется автоматически, собирая информацию из полей: фамилия, имя, отчество.
Нажмите на кнопку [ОК].
После того, как пользователь был создан, он может приступить к работе.
Для редактирования данных перейдите к разделу «Справочник пользователей».

Справочник пользователей

Для перехода к справочнику пользователей необходимо выполнить следующие действия:

Запустите систему.
В главном меню нажмите на кнопку [Пользователи]. На экране появится справочник пользователей:

Рисунок Б.3 – Справочник пользователей

В левой верхней части экрана располагаются кнопки управления:

- добавить новую запись (Ins);
- редактировать (F4);
- удалить (Del).

Чтобы добавить пользователя, нажмите на кнопку [Добавить новую запись], откроется окно "Добавление: справочник пользователей", где Вы можете добавить нового пользователя, пройдя процедуру регистрации.

Чтобы отредактировать запись, выберите пользователя, кликнув по нему левой кнопкой мыши, и нажмите на кнопку [Редактировать], на экране появится окно "Редактирование: справочник пользователей", где будут отображены текущие данные о пользователе. Допускается редактирование только своей учетной записи.

Рисунок Б.4 – Справочник пользователей. Редактирование

Для того, чтобы удалить пользователя, выберите необходимую учетную запись в "Справочнике пользователей" и нажмите на кнопку [Удалить]. Допускается удаление только своей учетной записи.

Запуск системы «SIKE.3D Атлас оборудования»

Для запуска системы «SIKE.3D Атлас оборудования» нужно выполнить следующие действия:

Запустите систему.
На экране появится окно авторизации:

Рисунок Б.5 – Окно авторизации

Если Вы не зарегистрированы в системе, для регистрации нажмите на кнопку [Регистрация], на экране появится окно регистрации нового пользователя. После того, как пользователь создан, можно приступать к обучению.
Если Вы зарегистрированы в системе, в поле [Пользователь] введите логин пользователя.
В поле [Пароль] введите пароль пользователя.
Для вызова Руководства пользователя нажмите на кнопку [Помощь].
Нажмите на кнопку [Вход] для входа в главное меню системы.
На экране появится "Главный экран системы".

Главный экран системы

Рисунок Б.6 – Главный экран системы

Слева располагается меню доступа к основным элементам главного меню.

Рисунок Б.7 – Меню

Доступ к каждому из пунктов меню осуществляется по однократному нажатию левой кнопкой мыши на пункте.

Демонстрация

Для перехода к режиму демонстрации, выполните следующие действия:

Запустите систему.
В главном меню выберите пункт [Демонстрация].
Запустится демонстрационный режим:

Рисунок Б.8 – Режим демонстрации. Главная сцена конструкции

Щелкните ЛКМ на одном из объектов панели "Список объектов" - камера будет автоматически наведена на данный объект, а сам объект выделится цветом. Также объект можно выделить, щёлкнув ЛКМ по конкретному элементу на 3-х мерной модели агрегата:

Рисунок Б.9 – Главная сцена конструкции. Выделение объекта

Для выбранного объекта отобразится описание:

Рисунок Б.10 – Описание объекта

Для того, чтобы скрыть объект или перейти к его детальному изучению, выделите интересующий Вас объект и нажмите правую клавишу мыши:

Рисунок Б.11 – Скрытие объекта / Переход к детальному изучению

Для изучения детального устройства оборудования выберите пункт "Конструкция":

Рисунок Б.12 – Детализация объекта

Перейти к детальному изучению устройства оборудования можно при помощи "Списка объектов":

Рисунок Б.13 – Список объектов

Для этого щёлкните левой кнопкой мыши по соответствующей пиктограмме [К] около названия объекта.

Кнопки управления 3-х мерной конструкцией, расположенные в левом нижнем углу экрана:

Таблица Б.1 «Элементы управления 3-х мерной конструкцией»

Повернуть сцену влево
Повернуть сцену вправо
Повернуть сцену вверх
Повернуть сцену вниз
Отдалить сцену
Приблизить сцену
Повернуть сцену влево
Повернуть сцену вправо
Повернуть сцену вверх
Повернуть сцену вниз
Увеличить сцену
Уменьшить сцену

Перемещать 3-х мерную модель конструкции можно при помощи мыши. Для этого зажмите левую кнопку мыши и перемещайте курсор в соответствующем направлении. Для вращения конструкции перемещайте курсор мыши, зажав правую кнопку мыши.

Кнопки управления, расположенные в правом нижнем углу экрана:

Таблица Б.2 «Кнопки управления»

Скрыть выделенный объект модели (скрывать объект можно через контекстное меню, нажав правой кнопкой мыши на объект и выбрать "Скрыть")
Скрыть все объекты модели, кроме выделенного
Просмотреть скрытые объекты модели
Перейти на уровень лучше
Переместиться на предыдущую сцену (опция доступна, в случае, если модель разбита на 2 и более сцен)

Продолжение таблицы Б.2

Для перемещения на следующую сцену (опция доступна, в случае, если модель разбита на 2 и более сцен)
Просмотреть/скрыть список объектов модели
Выход из режима обучения

Тестирование

Для перехода к режиму тестирования необходимо выполнить следующие действия:

Запустите систему.
В главном меню выберите пункт [Тестирование].
На экране появится меню выбора объекта для тестирования:

Рисунок Б.14 – Список объектов для тестирования

Выберите необходимый объект и нажмите на кнопку [Пройти тест]. Появится экран тестирования:

Рисунок Б.15 – Тестирование

В правой части экрана появится окно с заданием, которое нужно выполнить:

Рисунок Б.16 – Задание

В нижней части данного окна указывается общее время тестирования.
При выполнении задания на экране появится запрос на подтверждение:

Рисунок Б.17 – Окно подтверждения

Для подтверждения выбора нажмите на кнопку [Да]. Для отказа нажмите на кнопку [Нет].
Прервать тестирование можно нажатием на кнопку - [Закрыть].
После окончания тестирования на экран выводятся результаты:

Рисунок Б.18 – Результаты

Для просмотра результатов подробнее нажмите на кнопку [Просмотреть результаты подробно].
Для выхода из тестирования нажмите на кнопку [Выход].

Настройка внешнего вида раздела "Конструкция агрегата"

Запустите демонстрационный режим:
Нажмите на кнопку [Настройки] на панели меню вверху экрана.

Рисунок Б.19 – Настройки

Выберите пункт "Название объекта" для отображения названий объектов конструкции:

Рисунок Б.20 – Название объекта

Выберите пункт "Список объектов" для отображения списка объектов, входящих в конструкцию:

Рисунок Б.21 – Список объектов

Выберите пункт "Описание" для отображения описаний объектов конструкции:

Рисунок Б.22 – Описание объекта

На экране появятся необходимые панели с описаниями. Для того, чтобы скрыть какую-либо панель с описанием, необходимо нажать на кнопку [Настройки] на панели меню вверху экрана.
Для настройки цветов объектов выберите в меню "Настройки" пункт "Цвета объектов".

Рисунок Б.23 – Цвета объектов

При помощи этих настроек можно изменить цвета объектов, а также их прозрачность.
Дважды щелкните на цветное поле для выбора его цвета:

Рисунок Б.24 – Цвета объектов. Выбор цвета

Результаты

Запустите систему.
Войдите в главное меню.
Для перехода к просмотру результатов тестирования выберите пункт "Результаты".
На экране появится окно просмотра результатов:

Рисунок Б.25 – Результаты

Для выбора пользователя дважды кликните на поле [Пользователь], либо нажмите на Enter.
На экране появится справочник пользователей.
Для выбора необходимого Вам пользователя, дважды кликните левой кнопкой мыши на его имя.
В поле "Дата с ... по" укажите период, за который нужно вывести результаты тестирований и нажмите на кнопку [Обновить].В верхней таблице отображаются тесты, пройденные пользователем за указанный период времени:

Рисунок Б.25 – Результаты. Верхняя таблица

В нижней таблице отображаются подробные результаты для выбранного теста:

Рисунок Б.26 – Результаты. Нижняя таблица

В столбце "Вопрос" отображаются вопросы тестирования. В столбце "Ответ" отображается ответ, данный пользователем.Записи синего цвета указывают на то, что был дан верный ответ. Записи оранжевого цвета указывают на то, что ответ был дан неверно.

1 Применимо только к сетевым версиям АОС «3D Атлас оборудования».

Просмотров работы: 5419

Код для цитирования:

VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ "3D АТЛАС ОБОРУДОВАНИЯ"

Студенческий научный форум - 2015
VII Международная студенческая научная конференция