Например, Бобцов

РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОННОГО АРХИВА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДОЛОГИИ IDEF

Разработка универсальной модели ЭАКД с применением методологии IDEF

29
УДК 004.91

А. А. МАЛИНИН, Н. Ю. ИВАНОВА
РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОННОГО АРХИВА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДОЛОГИИ IDEF
Разработана модель электронного архива, согласно методике, описанной в ГОСТ Р 50.1.028–2001. Приведены требования, предъявляемые к архивам конструкторской документации в приборостроении, а также рекомендованы направления развития этой модели.
Ключевые слова: электронный архив, IDEF, функциональная модель.
Постановка задачи. Задача проектирования электронного архива конструкторской документации (ЭАКД) входит в общую задачу синтеза систем, состоящую из двух подзадач: построения структуры системы и дизайна основных компонентов структуры системы.
Очевидно, что первая подзадача формулируется в зависимости от общей системной задачи и определяет общую будущую функциональность системы и функции отдельных блоков [1]. Следует исходить из того, что на начальной стадии проектирования достаточно полно представлены входные и выходные данные, программный аппарат системы еще не известен. Также следует учитывать, что основное назначение ЭАКД — обработка документопотоков, поэтому логично в основу структуры системы заложить принцип распределения и трансформации потоков информации в системе.
Полученная таким образом картина распределения позволяет сформировать структуру системы, так как информационным потокам соответствуют программные модули: функциональные блоки, с помощью которых формируются модули, и внутренняя логика этих модулей, которыми она определяется. Таким образом, начальный этап синтеза состоит в
— определении типовых структур первого уровня; — построении аппарата оптимальной декомпозиции исходных структур второго и последующих уровней. Однако все проблемы синтеза могут быть решены только после рассмотрения основных операций, выполняемых в ЭАКД, типовых процессов, происходящих в системе и наиболее характерных режимов их функционирования [2]. Особенности работы с документами САПР. При проектировании специализированных систем, которые будут учитывать особенности САПР и создаваемых ими документов, необходимо прежде всего выявить специфику предметной области [3]. В результате анализа источников, программного обеспечения и бумажного варианта документооборота на конструкторских предприятиях был сделан ряд выводов: — электронный документооборот в САПР — это комплекс взаимосвязанных модулей, которые обеспечивают ведение документации по проекту от начала до конца; — в системах автоматизированного проектирования крайне важна большая гибкость и настраеваемость документов под конкретные нужды предприятия [4]; — электронные системы автоматизированного проектирования должны быть оснащены справочниками, легкообновляемыми и доступными для разных категорий пользователей [5]; — каждый электронный документ может быть объектом простейших операций — ознакомления, визирования и автоматической регистрации; — каждый документ может иметь несколько версий, и каждый документ может быть главным (родительским) для другого документа;

ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2011. Т. 54, № 5

30 А. А. Малинин, Н. Ю. Иванова
— некоторые типы документов должны обладать возможностью постановки на контроль исполнения;
— каждый документ должен иметь конечный набор прав доступа, которые разграничивают его область видимости и доступности для конкретных пользователей и групп;
— к любому документу САПР может быть обеспечен доступ через сеть Интернет с использованием подсистем защиты и верификации пользователей;
— пользователь, ответственный за документ, должен в любой момент времени знать, где находится документ, его статус и состояние;
— значительные объемы графической информации САПР могут храниться отдельно в специальных структурах для более быстрого доступа к ним;
— любой документ в системе должен иметь персональный идентификатор, который не изменяется в процессе работы и обязательно указывается во всех документах, связанных с данным;
— ни один документ не может быть полной копией другого — их персональные идентификаторы должны различаться;
— документ может состоять из нескольких объектов разных форматов; — процедуры поиска должны осуществлять поиск и выборку документов по заданным критериям в оптимальные сроки. Все вышеперечисленные особенности должны быть учтены при разработке структуры, в которой соблюдается правило единственности подхода и единственности исполнения [6]. Работа с любыми документами выполняется аналогичным образом как на пользовательском, так и на программном уровне. Функциональная модель. Опишем модель электронного архива, согласно ГОСТ Р 50.1.028–2001 „Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования“. На вход системы поступают информационные потоки: — запросы прав на чтение/запись данных или документов; — объектные запросы открытых интерфейсных методов ЭАКД; — широковещательные сообщения о появлении новых данных или документов; — данные об объектах; — данные о структуре объектов; — файлы. Управляющим воздействием являются нормативные документы, регламентирующие работу в ЭАКД, а для некоторых процессов, рассматриваемых далее при декомпозиции функциональной модели, управляющее воздействие формируется другими процессами ЭАКД. Исполнительным механизмом являются ресурсы и персонал предприятий, а также программные и аппаратные средства. В результате управляющего воздействия на входящие информационные потоки и работы исполнительных механизмов на выходе ЭАКД формируются документы (проекты, комплекты, их атрибуты). Функциональная модель ЭАКД представлена на рис. 1 в виде древовидной структуры, узлами которой являются процессы. Иерархия этой структуры соответствует иерархии процессов функционирования ЭАКД. Декомпозиция 1-го уровня функциональной модели ЭАКД, выполненная согласно методике IDEF0, приведена на рис. 2. Этот уровень декомпозиции включает следующие процессы: — импорт и экспорт электронных документов; — ведение архива электронной документации; — ведение объектной модели технической документации; — администрирование; — функционирование объектных сервисов.
ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2011. Т. 54, № 5

Разработка универсальной модели ЭАКД с применением методологии IDEF

31

Функционирование автоматизированной
системы

Анализ и преобразование

Проверка целостности и корректности Импорт и экспорт ЭД Формирование атрибутивных данных

Запись файлов

Экспорт ЭД Ведение классификаторов

Ведение архива ЭД

Ведение картотеки проектов Хранение и управление версиями ЭД Поиск ЭД

Синтаксический анализ

Управление объектной моделью ТД

Ведение объектной модели Предоставление селективного доступа

Установка прав администраторов

Администрирование Установка прав групп и пользователей Ролевое распределение прав

Функционирование объектных сервисов

Рис. 1

Руководящие документы

Информацион-

ные потоки

Импорт и

экспорт ЭД

Управляющие сообщения

ЭД

Ведение архива ЭД

Версии ЭД Классификаторы

Управление объектной моделью ТД

Документы (проекты, комплекты, их атрибуты)

Администрирование

Функционирование объектных
сервисов

Персонал и ресурсы предприятия

Рис. 2

ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2011. Т. 54, № 5

32 А. А. Малинин, Н. Ю. Иванова
На вход процесса „Импорт и экспорт электронных документов“ поступают следующие информационный потоки:
— запросы прав на чтение/запись данных или документов; — данные о документах, в том числе вводимые в диалоговом режиме; — файлы; — нормативно-справочная информация (НСИ). Управляющее воздействие на процесс импорта/экспорта информации оказывают нормативные документы, а также управляющие сигналы, поступающие по линиям обратной связи от следующих процессов: — ведение архива; — управление объектной моделью; — администрирование; — функционирование объектных сервисов. При импорте данных в ЭАКД автоматизируются следующие процессы: — анализ и преобразование поступающих данных; — проверка целостности и корректности поступающих данных; — формирование атрибутивных данных электронных документов (ЭД), — запись файлов в БД ЭАКД. При экспорте данных из ЭАКД производится анализ поступившего запроса, по результатам которого формируются экспортируемые данные. В процессе экспорта и импорта для всех процессов формируются управляющие воздействия в виде сигналов, поступающие по линиям обратной связи от процессов, приведенных на рис. 2. На вход процесса „Ведение архива электронной документации“ поступают следующие сигналы и данные: — запросы прав на чтение/запись данных или документов; — объектные запросы открытых интерфейсных методов, публикуемых ЭАКД; — выходные данные процесса импорта — электронные документы. Управляющее воздействие на процесс ведения архива информации оказывают нормативные документы, а также управляющие сигналы, поступающие по линиям обратной связи от следующих процессов: — импорт/экспорт; — управление объектной моделью; — администрирование; — функционирование объектных сервисов. Выходными сигналами и данными процесса ведения архива являются: — управляющие сигналы — широковещательные сообщения для организации линий обратной связи по управляющему воздействию для следующих процессов: импорт/экспорт, управление объектной моделью, администрирование, функционирование объектных сервисов; — информация классификаторов для процесса ведения объектной модели; — информация о версиях документов для процесса функционирования объектных сервисов. При ведении архива в ЭАКД автоматизируются следующие процессы: — ведение классификаторов; — ведение картотеки проектов; — хранение и управление версиями ЭД; — поиск ЭД. На вход процесса управления объектной моделью технической документации (ТД) поступают:
ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2011. Т. 54, № 5

Разработка универсальной модели ЭАКД с применением методологии IDEF

33

— запросы прав на чтение/запись данных или документов; — объектные запросы открытых интерфейсных методов, публикуемых ЭАКД; — выходные данные процесса импорта. При управлении объектной моделью в ЭАКД автоматизируются следующие процессы: — синтаксический анализ; — ведение объектной модели; — предоставление селективного доступа. На вход процесса администрирования поступают: — запросы прав на чтение/запись данных или документов; — объектные запросы открытых интерфейсных методов, публикуемых ЭАКД. На выходе процесса администрирования формируются управляющие воздействия в виде сигналов для передачи по линиям обратной связи процессам, приведенным на рис. 2. При администрировании в ЭАКД выполняются следующие процессы: — установка прав администраторов. При этом в качестве исполнительного механизма выступают администратор ЭАКД и программно-аппаратные средства его рабочего места; — установка прав групп и пользователей. При этом в качестве исполнительного механизма выступают администратор ЭАКД и программно-аппаратные средства его рабочего места, администраторы подразделений и программно-аппаратные средства их рабочих мест (администратор ЭАКД вправе контролировать работу администраторов подразделений, при необходимости выполнять ее и переназначать группы и пользователей, внесенные администраторами подразделений; последние не имеют возможности отменять административных действий администратора ЭАКД); — пользователь одной группы может выполнять различные роли в различных разделах информации ЭАКД, причем эти роли, с одной стороны, могут быть связаны с правами доступа, с другой — группового распределения, недостаточно. При этом в качестве исполнительного механизма выступают администратор ЭАКД и программно-аппаратные средства его рабочего места, администраторы подразделений и программно-аппаратные средства их рабочих мест. Важным процессом ЭАКД является функционирование объектных сервисов. Объектные сервисы должны обеспечивать объектное взаимодействие подсистем ЭАКД между собой и с внешними системами. Входными данными и сигналами процесса функционирования объектных сервисов являются выходные данные процессов администрирования, ведения архива, экспорта/импорта, управления объектной моделью. Управляющим воздействием процессов администрирования и функционирования объектных сервисов являются: — положения нормативных документов, регламентирующих работу ЭАКД; — управляющие сообщения, поступающие по линиям обратной связи от других процессов, приведенных на рис. 2.
Направления применения и развития модели ЭАКД. Как видно, функциональная модель не накладывает ограничений на технологии и способы разработки конечных приложений, поэтому решение о работе с теми или иными средствами разработки, СУБД, драйверами доступа к данным, компиляторами, операционным системами принимается отдельно в каждом конкретном случае.
Разработка функциональной модели позволяет решить первую подзадачу синтеза систем — построение структуры — и описать функциональные требования к их основным компонентам.
Таким образом, в статье сформулирована задача проектирования электронного архива конструкторской документации, описаны особенности работы с документами, созданными в

ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2011. Т. 54, № 5

34 А. А. Малинин, Н. Ю. Иванова
САПР, рассмотрены информационные потоки, их трансформация и взаимодействие с процессами системы.
Описан лишь первый уровень декомпозиции функциональной модели. Из поставленной задачи следует, что степень детализации модели должна быть достаточной для построения структуры системы и дизайна основных компонентов структуры системы. Непосредственной программной реализацией обычно занимаются специалисты, не задействованные в разработке функциональной модели. Поэтому должна исключаться неоднозначная трактовка принципов функционирования декомпозиции процессов. Тем не менее это не означает, что нижние уровни модели должны содержать только атомарные операции — такая степень детализации в большинстве случаев нецелесообразна с точки зрения эффективности использования ресурсов.
Уже на этапе моделирования системы можно оценить экономическую эффективность внедрения ЭАКД — предлагается применить методику расчета дисконтированной прибыли — результата, приведенного к единому времени с использованием норматива приведения, численно равного процентной ставке [7]. Указанная методика позволит оценить сроки окупаемости, направления повышения эффективности работы предприятия и как следствие — целесообразность разработки и внедрения ЭАКД.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 333 с.

2. Фролов В. Н., Львович Я. Е., Меткин Н. П. Автоматизированное проектирование технологических процессов и систем производства РЭС. М.: Высш. школа, 1991. 462 с.

3. Гавердовский А. Концепция построения систем автоматизации документооборота // Открытые системы. 1997. № 1.

4. Петров А., Галин И. Электронная эксплуатационная документация: технологии и программные средства разработки и сопровождения // САПР и графика. 2002. № 11.

5. Иваненчук А. Ю., Малинин А. А. Структура и функциональные особенности электронных архивов // 4-я Конф. молодых ученых. СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. 116 с.

6. Норенков И. П., Кузьмик П. К. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 319 с.

7. Непомнящий Е. Г. Инвестиционное проектирование: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2004. 139 с.

Алексей Анатольевич Малинин Наталия Юрьевна Иванова

Сведения об авторах — канд. техн. наук, доцент; Санкт-Петербургский государственный уни-
верситет информационных технологий, механики и оптики, кафедра проектирования компьютерных систем; E-mail: a.malinin@gmail.com — Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, кафедра проектирования компьютерных систем; доцент; E-mail: ivnatur@gmail.com

Рекомендована кафедрой проектирования компьютерных систем

Поступила в редакцию 08.02.10 г.

ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2011. Т. 54, № 5