Разработка методов и алгоритмов безбумажного документооборота электронных архивов технической документации САПР тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.12, кандидат технических наук Малинин, Алексей Анатольевич

• Малинин, Алексей Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Малинин, Алексей Анатольевич

Список сокращений.

Введение.

Глава 1. Анализ современных подходов и программных решений организации документооборота в системах автоматизированного проектирования.

1.1 Обзор состояния вопроса.

1.2 Компоненты систем электронного документооборота.

1.3 Структура и функциональные особенности электронных архивов.

1.4 Классификация методов и алгоритмов систем документооборота и электронных архивов.

1.5 Существующие системы электронного документооборота.

1.6 Особенности разработки документооборота для систем автоматизированного проектирования.

1.7 Постановка задачи.

Глава 2. Методические основы формирования электронного архива технической документации.

2.1 Анализ современных классификаций документов.

2.2 Классификация систем документооборота.

2.3 Выбор языка моделирования системы.

2.4 Разработка метода проектирования ЭАТД.

2.5 Основные требования к реализации системы электронного архива технической документации.

Выводы к Главе 2.

Глава 3. Исследование и разработка методов и алгоритмов.

3.1 Исследование методов интеграции.

3.2 Разработка функциональной модели ЭАТД.

3.3 Разработка математической модели ЭАТД.

3.4 Описание информационного обеспечения ЭАТД.

3.5 Логическая структура информационной базы.

3.6 Средства защиты информационной базы.

3.7 Описание алгоритмов ЭАТД.

3.8 Метод унификации программной реализации транспортного интерфейса.

3.9 Методика организации единой информационной среды.

ЗЛО Основные направления повышения эффективности работы предприятия.

3.11 Методика оценки эффективности внедрения ЭАТД.

Выводы к Главе 3.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов и алгоритмов безбумажного документооборота электронных архивов технической документации САПР»

Электронный документооборот или более широко — автоматизация процессов подготовки и согласования документов — находит все большее применение в различных сферах деятельности бизнеса и государства. Согласно отчету Gartner [1], в настоящее время в мире насчитывается более 70 млн. пользователей систем электронного документооборота (СЭД). При этом мировой рынок систем документооборота является одним из быстрорастущих — по оценкам IDC [2] его рост составляет до 47,2% в год. В России наблюдается похожая ситуация — исследования РБК определяют объем рынка СЭД на уровне $90 млн., при этом отмечается тенденция к его увеличению.

Организация работы современного предприятия предполагает оперативное информационное обслуживание [3]. Сроки подбора всех документов по запрошенному вопросу не должны превышать нескольких часов. В то же время многие документы (докладные, аналитические записки, руководящие документы, отчеты, нормативные акты и т. п.) содержат информацию о множестве вопросов, не отраженных в заголовках. Поэтому оперативную и максимально полную подборку можно получить, только используя компьютерный поиск по текстам документов в электронной форме. Даже при запросе конкретных документов время выдачи бумажных экземпляров на порядок превышает время, необходимое для получения электронного документа. А для организаций, имеющих филиалы, разнесенные территориально, получение документа, находящегося на другой территории — сложная процедура. Создание электронных архивов позволяет резко сократить трудозатраты, в то время как персонал архива может использовать высвободившееся время для более эффективной работы.

Для многих промышленных предприятий документооборот в первую очередь связан с технической документацией. С учетом того, что к ее созданию и хранению предъявляются жесткие требования, автоматизация архивов технической документации становится задачей нетривиальной [4].

Примерно половина продаж российских компаний, занимающихся разработкой, производством и реализацией оптико-механических и оптико-электронных приборов сегодня — экспортные поставки более чем в 30 стран. При этом многие разработки продаются за рубеж, а продажа лицензии предполагает формирование пакета документации объемом до нескольких сот тысяч документов. Эти документы нельзя получить из базового комплекта оригиналов путем «слепого» копирования, так как на чертежах-оригиналах часто встречаются внесенные исправления, пометки. В результате для изготовления одной копии нужно учесть эти изменения и, кроме того, перевести документ на нужный иностранный язык. Изготовление такого пакета лицензионной документации, используя традиционные методы, во-первых, занимает очень много времени (ведь каждый документ изготавливался вручную), а во-вторых, обходится предприятию достаточно дорого. \

Создание единого информационного пространства, объединяющего множественные архивы (основной технический архив, а также архивы подразделений — проектирования, технологий, оснастки, кадров, административный, канцелярии, строительно-монтажный и т. д.), позволило бы более оперативно и точно получать требуемую документацию, устранить проблемы дублирования и потери архивных документов.

Бурное развитие методов искусственного интеллекта позволяет предположить, что уже в ближайшее время специалисты в той или иной предметной области смогут самостоятельно, без привлечения программистов описывать технологию информационного обеспечения бизнес-процессов, управления ими и анализа эффективности [5].

Процесс проектирования имеет циклический характер, неизбежен поиск и возврат к результатам, полученным в прошлом, что делает 6 возможным использование наработанного опыта. Применение современных систем автоматизации проектных работ (САПР) предполагает оперативное информационное обслуживание, сокращение сроков подбора документов, которые не должны превышать нескольких часов.

Поэтому задача создания современных электронных архивов технической документации САПР является актуальной. За годы работы предприятия стоимость архива организации может превысить стоимость всех остальных его активов [6]. Создание электронных архивов позволяет резко сократить трудозатраты, а персонал архива может использовать высвободившееся время для более эффективной работы.

Таким образом, актуальной является задача повышения степени автоматизации процессов управления электронным документооборотом, снижения трудоемкости проектирования систем электронного документооборота, и, тем самым, повышения эффективности управления бизнес-процессами на малых и средних предприятиях путем разработки формальных методов и алгоритмов анализа документооборота и бизнес-процессов, основанных на методах искусственного интеллекта.

Перечислим основные этапы жизненного цикла продукции приборостроительных предприятий: а) маркетинг и изучение рынка; б) проектирование и разработка продукта; в) планирование и разработка процессов производства; г) заказ и закупки материалов и комплектующих; д) производство; е) упаковка и хранение; ж) реализация; з) установка и ввод в эксплуатацию; и) прекращение выпуска; к) списание документов в архив.

Каждый из этапов сопровождается документопотоком, 7 характерным для этой стадии. В приборостроении распространяется концепция различного представления информации на различных стадиях жизненного цикла, поэтому электронная информационная модель изделия (ЭИМИ) должна отвечать следующим требованиям [7]:

1. Информационная модель изделия на всех этапах жизненного цикла отображается одновременно в различных иерархических структурах, представляющих интерес на том или ином этапе жизненного цикла.

2. Информационная модель содержит всю информацию об изделии и элементах иерархического представления на всех этапах жизненного цикла.

3. Информационная модель должна иметь возможность представления срезов» информации, необходимых для предприятий, работающих на разных стадиях жизненного цикла.

4. Необходимые «срезы» информации, предоставляемые различным предприятиям на разных этапах жизненного цикла должны производиться из единой базы данных при подключении к ней или передаваться через механизмы экспорта-импорта в базы данных предприятий с возможностью дальнейшей синхронизации, направленной на предоставление актуальной на момент обращения к базам данных предприятий информации.

5. Создание информационной модели и пополнение данных целесообразно проводить, начиная со стадии проектирования с последующим пополнением данными в процессе строительства, эксплуатации, модернизации т. д. Только в этом случае ЭИМИ будет полной и представление необходимого «среза» информации для следующих этапов жизненного цикла будет легко реализуемо и не потребует дополнительных затрат.

Для создания и использования ЭИМИ необходима единая гетерогенная информационная среда [8]. Возникает необходимость интеграции всех используемых САПР в единую систему документооборота 8 для того, чтобы, во-первых, упорядочить знания о документах и выстроить иерархию документов, т. е. создать соответствующую модель. Во-вторых, для решения многочисленных практических задач работы с документами, для их эффективного поиска, использования и хранения.

К сожалению, при обсуждении предметной области электронных архивов часто происходит смешивание, а иногда и подмена терминов. Само понятие «электронный архив» — удобная абстракция, охватывающая массу терминов: электронный архив, электронный документооборот, система управления структурой изделия, информационная поддержка жизненного цикла, информационно-логистическая поддержка [9]. В этот ряд часто добавляют следующие английские аббревиатуры: TDM, Workflow, PDM, PLM, CALS, PIM.

Под разработкой и внедрением «Электронного архива», часто подразумевают сочетание некоторых из перечисленных ниже технологий: а) оперативный архив; б) долговременный архив; в) структура изделий и объектов; г) организация группового планирования; д) организация многопользовательской разработки трехмерных моделей в САПР; е) организация многопользовательской разработки двумерных конструкторских документов в САПР; ж) системы хранения нормативных документов; з) системы хранения технологических документов; и) классификаторы стандартных изделий и материалов; к) технический (инженерный) документооборот; л) административный документооборот; м) система электронной подписи и легитимность документов; н) контроль версий и изменений.

В рамках данной диссертационной работы должно быть 9 предложено четкое определение термина «Электронный архив», критерии классификации, описание предметной области. Наряду с методическими, алгоритмическими и другими техническими вопросами в работе рассматривается и административные задачи, не решаемые исключительно техническими средствами внедряемого электронного архива.

Актуальность

В результате анализа конъюнктуры российского рынка был сделан следующий вывод: необходимо разработать алгоритмы и методы, позволяющие объединить документы, сопровождающие все этапы жизненного цикла продукции, в единое структурированное информационное поле, независимо от использованных при их создании средств, с возможностью настройки и адаптации, согласно специфики работы конкретного предприятия.

Программная реализация такого решения и последующее внедрение в отрасли приборостроения позволит существенно сократить затраты, связанные с перемещением документов в архив, их интеграцией в единую структуру и дальнейшим использованием.

Предмет исследования

Предметом исследования диссертационной работы являются методы и алгоритмы организации безбумажного документооборота и электронного архива технической документации САПР.

Цель работы

Целью диссертационной работы является разработка алгоритмов и методов организации, классификации и управления документами электронных архивов технической документации (ЭАТД) САПР на основе моделей взаимодействия с системами автоматизированного проектирования и исследований их транспортных интерфейсов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: а) провести анализ существующих методов проектирования систем управления документооборотом и электронных архивов; б) разработать модель и алгоритмы работы универсальной системы электронного архива документооборота в САПР; в) разработать метод унификации программной реализации транспортного интерфейса; г) разработать методику организации единой информационной среды технической документации, реализующую концепцию электронного документа, с применением распределенных баз данных и возможностью удаленного доступа.

Методы исследования

В методах исследования использовались: теория множеств, теория САПР, системный подход, методы объектно-ориентированного анализа, проектирования и программирования.

Научная новизна

В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной: а) разработан метод проектирования ЭАТД; б) разработана функциональная модель и алгоритмы работы ЭАТД; в) разработан метод унификации программной реализации транспортного интерфейса; г) предложена методика организации единой информационной среды технической документации, реализующая концепцию электронного документа, с применением распределенных баз данных и возможностью удаленного доступа.

Практическая ценность

Применение разработанных методов и алгоритмов позволило существенно сократить трудоемкость проектирования новых и модификации существующих изделий, за счет сокращения времени поиска разработанной ранее документации и повторного использования чертежей, а также за счет абстрагирования от конкретных используемых САПР. Получены результаты экспериментов, которые подтвердили эффективность применения разработанной системы.

Внедрение результатов работы

Материалы диссертации использованы при разработке методических материалов для учебного процесса в ВУЗах в преподавании дисциплин «Документоведение», «Вычислительные сети», «Системы и сети связи».

Основные результаты работы внедрены в ОАО «Красный октябрь», проектных институтах ОАО «Росжелдорпроект» и в учебный процесс на кафедре Проектирования компьютерных систем СПбГУ ИТМО.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано восемь печатных работ, в том числе: а) Малинин А. А., Таяновская Ю. Б. Использование фундаментальных алгоритмов поиска и объединения в разработке программного обеспечения электронных архивов САПР // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 29. I сессия научной школы «Информационная безопасность, проектирование, технология элементов и узлов компьютерных систем» / Гл. ред. д.т.н., профессор Н. В. Васильев. — СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006. — 38-40 е.; б) Иванова Н. Ю., Малинин А. А., Таяновская Ю. Б. Метод инвариантного анализа изображений, заданных в векторной форме. //

12

Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 32.

Информационные технологии: теория, методы, приложения / СПбГУ

ИТМО, 2006. — 188-192с.

Интеллектуальная собственность подтверждена свидетельством об официальной регистрации программы для ЭВМ «ONTOLINGE-KAON версия 1.0» № 2008610955, соавторы: В. А. Горовой, Д. И. Муромцев.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, приводится краткое содержание работы по главам.

В первой главе проведен анализ состояния вопроса и задач автоматизации проектирования, рассмотрены современные подходы и программных решений организации документооборота в системах автоматизированного проектирования; сделана постановка задачи диссертационной работы.

Вторая глава диссертации посвящена методическим основам формирования универсальной системы управления архивами документации. Исходя из понимания социальной и информационной сущности документа, описана современная классификация документов. Рассмотрены распространенные современные языки моделирования, разработаны требования к проектированию и реализации ЭАТД. Также в этой главе разработан метод проектирования ЭАТД.

В третьей главе описаны уровни интеграции информационных систем в единую среду, разработана функциональная модель ЭАТД; описана математическая модель; разработаны алгоритмы программ и системный интерфейс; описана методика оценки эффективности внедрения ЭАТД.

В приложении приведены документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы на производстве и в учебном

13 процессе.

Апробация работы

Обсуждение материалов работы проводилось на пяти конференциях, в том числе на Международной научно-технической конференции «Интеллектуальные системы», «Интеллектуальные САПР» (AIS'05) и Конференции молодых ученых (КМУ СПбГУ ИТМО'04).

Эффект от использования результатов данной работы заключается в сокращении временных и финансовых затрат на управление документами, сопровождающими продукты на всех этапах жизненного цикла.

Полученные в работе методы и алгоритмы позволяют повысить степень автоматизации процессов анализа документов, созданных в процессе проектирования и внедрения в производство.

Созданы метод унификации программной реализации транспортного интерфейса, а также методики и рекомендации по его использованию. Разработаны алгоритмы и методики систематизации и поиска документов в архивах.

Основные положения, выносимые на защиту а) метод проектирования ЭАТД; б) функциональная модель и алгоритмы работы ЭАТД; в) методика организации единой информационной среды технической документации, реализующая концепцию электронного документа, с применением распределенных баз данных и возможностью удаленного доступа; г) метод унификации программной реализации транспортного интерфейса.

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и списка литературы. Материал изложен на 165 страницах машинописного текста с поясняющими рисунками и таблицами.

Заключение диссертации по теме «Системы автоматизации проектирования (по отраслям)», Малинин, Алексей Анатольевич

Основные результаты диссертационной работы: а) на основе рассмотренных современных подходов и программных решений организации документооборота в САПР и электронных архивов технической документации показана целесообразность разработки универсального электронного архива технической документации; б) исследованы особенности создания универсального электронного архива технической документации в предприятиях, использующих различные САПР и распределенных территориально; в) разработан метод проектирования ЭАТД; г) разработан метод унификации программной реализации транспортного интерфейса; д) предложена методика организации единой информационной среды технической документации, реализующая концепцию электронного документа, с применением распределенных баз данных и возможностью удаленного доступа; е) разработана функциональная модель ЭАТД и алгоритмы работы системы, согласно федеральных стандартов в области документооборота; ж) показаны основные направления повышения эффективности работы предприятия в результате внедрения ЭАТД и предложена методика оценки эффективности внедрения.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Малинин, Алексей Анатольевич, 2008 год

1. http://wvm.gartner.com/it/products/research/dataquest.jsp2. http://www.idc.com/russia/

2. Судов Е.В. Интегрированная информационная поддержкажизненного цикла машиностроительной продукции : Принципы. Технологии. Методы. Модели. — М. : МВМ, 2003. — 263 с. : ил.; 22 см. —ISBN 5981360194.

3. Левин А.И., Судов Е.В. Управление конкурентоспособностьюнаукоемкой продукции на основе современных информационных технологий // Технологические системы, №2, 2005. — Киев.

4. Алексеев А.В. Интеллектуальные системы принятия проектныхрешений. — Рига: Зинатне, 1997. — 317, 3. с. ил. 20 см. — ISBN 57966-1035-Х.6. http://www.sapr.ru/.7. http ://www. esg. spb .ru/win/Article/EIMI.htm

5. Соколов С. А., Новохацкий В. А. Инвестиционное проектированиежизненного цикла корабля // СУДОСТРОЕНИЕ №3, 2006 (766) май-июнь. — с. 44-46. — УДК 330.322.001.1:629.5

6. Богданова И. В., Нужненко С. А., Орешкин А. В. Почем нынчедокументооборот // CADmaster №38, 3.2007.10. http://www.forbes.com/asap/

7. Алимов М.В., Рындин А.А., Тучков А.А., Фертман И.Б. Ступени внедрения ИПИ-технологий. Опыт реализации электронного документооборота // REM №2, 2006 г.

8. Левин А.И., Судов Е.В. CALS — предпосылки и преимущества // Директор ИС, №11, 2002 год.

9. Самотохин С., Никифоров Г., Васютович В. CALS-технологии и стандарты// Журнал «Директор» ИС №02, 2001.

10. Васютович В., Самотохин С., Никифоров Г. Стандарты CALS-технологий // Д иректор ИС, № 4, 2001.

11. Глинских А. Современные системы электронного документооборота//Компьютер-Информ №№ 9, 11, 12, 14, 15/2001.

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

13. Липаев В.В. Документирование и управление конфигурацией программных средств. Методы и стандарты. — М.: СИНТЕГ, 1998. — 212 с. 20 см. — ISBN 5-89638-004-6.

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

15. Норенков И.П., Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии. — М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. — 319 с. ил., табл. 22 см. — ISBN 5-70381962-8.

16. Пиликов Н.А. Электронный документооборот и цифровая подпись в условиях использования CAD/CAM-систем конструкторско-технологической подготовки производства // CADmaster №33,1613.2006.

17. Третьяков С.А. РСВ Design Studio. Технология от Cadence — прорыв в проектировании печатных плат // CADmaster №17, 2.2003.

18. Чуйков М.Н. Трехмерное проектирование электрооборудования // CADmaster №37, 2.2007.

19. Иваненчук А.Ю., Малинин А.А. Структура и функциональные особенности электронных архивов // Четвертая Конференция молодых ученых. Сборник тезисов / Редактор д.т.н., проф. B.JI. Ткалич. —СПб.: СПбГУ ИТМО, 2007.— 116 с.

20. Спивак В.А. Документирование управленческой деятельности. — СПб. изд. «Питер». 2006. — 240 с. — ISBN 978-5-469-00647-3

21. Коранов Ю.Н. Электронный макет как методологическая основа разработки высоконадежных РЭС в рамках CALS-технологий/ВИМИ // Информационные технологии в проектировании и производстве, вып.З, 2001г.

22. Гатчин Ю.А., Коробейников А.Г. Проектирование интегрированных автоматизированных технологических комплексов : Монография. — СПб: С.-Петерб. гос. ин-т точ. механики и оптики (техн. ун-т), 2000. — 170 с. ил. 21 см. — ISBN 5-7577-0082-3.

23. ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99 Информационная технология. Процессы жизненного цикла программных средств Текст. : госстандарт России : [принят Госстандартом России, Постановление № 675-ст от 23.12.1999]. — М. : ИПК Издательство стандартов, 2000. — 46 с.

24. Вигерс К.И. Разработка требований к программному обеспечению : Практ. приемы сбора требований и управления ими при разработке программного продукта. — М.: Рус. ред. 2004. — XVIII, 554 с. ил. 21 см. — ISBN 5-7502-0240-2.

25. Gilb Т. Principles of Software Engineering Management. — Addison-Wesley, 1988.

26. Vitell, S. J., & Davis, D. L. The relationship between ethics and job satisfaction: an empirical investigation // Journal of Business Ethics, 9, 1993.-489-494 p.

27. Belfer, Р. & Glass, С. Agoraphobic anxiety and fear of fear: Test of a cognitive-attentional model // Journal of anxiety disorders, 6, 1992. — 133-146 p.

28. Марка Д., МакГоуэн К., Росс, Д.Т. Методология структурного анализа и проектирования Пер. с англ.. — М.: МетаТехнология, 1993. — 240 с. ил. 29 см. — ISBN 5-7395-0007-9 (В пер.) : Б. ц.

29. Седжвик Р. Фундаментальные алгоритмы на С Пер. с англ. — М. [ и др.]: DiaSoft, 2003. — 24 см.

30. Иванова Н.Ю., Малинин А.А., Таяновская Ю.Б. Метод инвариантного анализа изображений, заданных в векторной форме. // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 32. Информационные технологии: теория, методы, приложения / СПбГУ ИТМО, 2006. — 188-192с.

31. Непомнящий Е.Г. Инвестиционное проектирование : учеб. пособие. — Воронеж: Воронеж, гос. техн. ун-т 2004. — 139 с. табл. 21 см.