Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим специальностям  

На правах рукописи

Заколдаев Данил Анатольевич

МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАРШРУТОВ

ЭЛЕКТРОННЫХ РЕЛЯЦИОННЫХ ДОКУМЕНТОВ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ

Специальность 05.13.12 -

Системы автоматизации проектирования (приборостроение)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт-Петербург
2012

Работа выполнена на кафедре проектирования и безопасности компьютерных систем федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (НИУ ИТМО).

Научный руководитель:                        доктор технических наук, профессор

Арустамов Сергей Аркадьевич.

Официальные оппоненты:                        доктор технических наук, доцент

  Жаринов Игорь Олегович, ФГУП СПб ОКБ Электроавтоматика им. П.А. Ефимова, руководитель

Учебно-научного центра,

                                                               кандидат технических наук, доцент

Чернокнижный Геннадий Михайлович, Санкт-Петербургский  инженерно-экономический университет, доцент кафедры вычислительных систем и программирования.

Ведущая организация:        Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет ЛЭТИ им. В.И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ)

Защита диссертации состоится 16 мая 2012 г. в 15-50 на заседании диссертационного совета Д 212.227.05 при Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49, СПб НИУ ИТМО, диссертационный совет Да212.227.05.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики.

Автореферат разослан 12 апреля 2012 г.

Ученый секретарь        

диссертационного совета Д 212.227.05                        

к.т.н., доцент Поляков В. И.                

Общая характеристика работы.

Актуальность темы.

Особенностью документооборота приборостроительных предприятий является:

• высокая степень формализации;
• участие большей части инженерно-технических сотрудников предприятия;
• внеплановость многих проектных и производственных работ, что предъявляет жесткие требования по срокам подготовки и согласования широкой номенклатуры документов;
• ежедневный оперативный учет выполнения каждой фазы проектирования и производства электронных схем и конструктивных элементов, а также процесса сборки и испытаний готовых приборов;
• необходимость формирования ежедневных сводок результатов всех этапов проектирования и производства приборов, что вызывает потребность в наличии инструментария оперативного сбора и обработки аналитических данных.

В связи с вышесказанным приборостроительные предприятия отличаются высокой востребованностью автоматизации производственного документооборота. Особую актуальность приобретает задача разработки системы автоматизированного синтеза, анализа и адаптации маршрутов электронного производственного документооборота в условиях изменяющейся производственной программы и переменного состояния ресурсов приборостроительного предприятия.

Такая задача становится возможной при реализации алгоритмов работы системы электронного документооборота (СЭД), учитывающих специфику отрасли, а именно:

• производственные документы должны быть реализованы в виде доступных электронных данных в БД, а не в текстовом виде, поскольку осуществляется мониторинг их конкретных значений;
• обработка логически однородных с точки зрения содержания областей одного документа (в дальнейшем субдокументов) несколькими участниками различного функционального назначения должна осуществляться в параллельном режиме;
• анализ и распределение загрузки участников процесса должны быть реализованы посредством расчета оптимальных маршрутов движения документов.

Технические требования на разработку СЭД, как правило, предполагают классическую технологию: анализ существующей структуры, формирование целевой модели и формализацию форматов документов. Такие задачи, как разработка методов и алгоритмов оптимизации документооборота, вопросы его маршрутизации, саточки зрения его поэтапного развития и возможности адаптации в условиях изменений рынка и законодательства, ставятся, как правило, на этапе разработки СЭД. Последние можно рассматривать как теоретическую надстройку над ее технической реализацией.

Автором предложены методы оптимизации электронного документооборота на основе аппарата теории графов. Работа по представлению последовательности производственных процессов с помощью аппарата графов велась  академиком В.аМ.аГлушковым в 1960-1970 г.г.. В недавнее время значительных результатов в изучении документооборота с применением аппарата графов достиг исследователь М. Ю. Круковский, предложивший использовать граф-модель композитного документооборота для расчета взаимосвязей потоков данных в документообороте, однако вопросы оптимизации маршрутов движения документов с применением теории графов отражения в его работах не нашли. Обзор и анализ литературы показал, что на настоящий момент разработки методов и алгоритмов синтеза, анализа и адаптации маршрутов электронных документов, которые бы полностью соответствовали вышеотмеченным требованиям, отсутствуют.

Приведенные факты позволяют считать тему диссертации актуальным направлением исследований.

Предметом исследования являются методы ранжирования по вертикали сложных структурных документов на документы нижнего уровня (субдокументы), методы построения иерархического документооборота приборостроительного предприятия, механизмы маршрутизации документов в информационных системах, формализация методов создания СЭД, адаптируемой под типовые отраслевые решения.

Целью диссертационной работы является разработка методов построения реляционного электронного документооборота и алгоритмов маршрутизации документов на основе многокритериального анализа компонентов СЭД.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать систему классификации производственного документооборота приборостроительного предприятия, обеспечивающую определение документов в разрезе бизнес-процессов и участников ДО, определение информационных объектов в документе, определение кодов документов для СЭД.
2. Разработать методы организации иерархического документооборота, включающие в себя:
1. методику разделения документов на документы нижнего уровня (субдокументы) варазрезе основных бизнес-процессов предприятия, построить элемент гиперграфа документооборота;
2. методику маршрутизации документов на основе многокритериального анализа компонентов СЭД;
3. алгоритм настройки документооборота.
3. Разработать подходы организации единой информационной среды электронного документооборота в условиях распределенных информационных систем и распределенных баз данных.

Методы исследования. При выполнении работы использованы методы моделирования бизнес-процессов, имитационного моделирования, теории множеств, теории графов и элементы системного анализа.

Информационной базой исследования являются отечественные и зарубежные литературные источники (методические рекомендации, монографии, публикации ваотраслевых периодических журналах, материалы крупных исследовательских иаметодических центров). Также использованы материалы, размещенные в сети Интернет.

Научная новизна работы. В результате проведенного исследования были получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Введены теоретико-множественные понятия реляционного документа и документооборота (ДО), позволяющие формализовать методы и алгоритмы оптимизации и адаптации маршрутов движения производственных документов в приборостроении.
2. Предложены оригинальные методы маршрутизации документов в СЭД, основанные на этих понятиях.
3. Разработан алгоритм оптимизации производственного документооборота, позволяющий сократить время обработки документов в СЭД, при сбалансированной загрузке участников ДО.
4. Предложены алгоритмы расчета оптимальных маршрутов движения субдокументов, учитывающих состояния компонентов СЭД, учитывающих различные случаи.
5. Разработана авторская методика, включающая 2 этапа настройки производственного документооборота на этапе тестирования первичных проектных решений.
6. Разработаны новые подходы к организации единой информационной среды электронного документооборота в условиях распределенных информационных систем и распределенных баз данных.

Реализация и внедрение результатов исследования. Разработанные алгоритмы и методики, использующиеся при построении архитектуры электронного документооборота и его настройке, внедрены в производственный и управленческий процесс в ряде организаций, что подтверждено соответствующими актами внедрения.

Практическая ценность. Основные научные результаты работы легли в основу разработки программной системы автоматизированного синтеза, анализа и адаптации маршрутов электронного документооборота, эксплуатация которой позволила сократить трудоемкость и уменьшить риски задержек и ошибочных решений при подготовке и продвижении проектных и производственных документов в приборостроительной отрасли.

Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано восемь научных работ, из них четыре выполнены самостоятельно, четыре в соавторстве (одна статья опубликована в рецензируемом научном журнале, определенном ВАК). В Едином государственном реестре программных продуктов проведена регистрация трех программ для ЭВМ, где соискатель является соавтором.

Апробация работы. Основные научные положения и практические результаты работы были представлены и обсуждены на следующих научно-технических конференциях и семинарах:

1. ТЕКОМ-2004;
2. Всероссийская научно-практическая конференция Инновационные технологии управления организационными изменениями, 2005 г.;
3. Восьмая международная научно-практическая конференция Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности, 2009 г.;
4. Международная конференция Информационные технологии в образовании, технике и медицине, 2009 г.
5. VI Международная научно-практическая конференция ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, 2012 г.
6. VII Международная научно-практическая конференция ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, 2012 г.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Введены теоретико-множественные понятия реляционного документа и документооборота, позволяющие формализовать алгоритмы оптимизации и адаптации маршрутов движения производственных документов.
2. Предложены оригинальные методы маршрутизации документов в СЭД, основанные на этих понятиях.
3. Разработан алгоритм оптимизации производственного  документооборота, позволяющий сократить общее время обработки документов в СЭД, при  сбалансированной загрузке участников.
4. Разработаны алгоритмы расчета оптимальных маршрутов движения субдокументов, учитывающих состояния компонентов СЭД.
5. Предложена авторская методика, включающая 2 этапа настройки документооборота на этапе тестирования первичных проектных решений.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Материал изложен на 142 страницах машинописного текста с поясняющими рисунками и таблицами.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, указаны методологические и теоретические основы, раскрыты элементы научной новизны работы, ее теоретическая и практическая значимость.

Первая глава работы посвящена исследованию, систематизации и анализу существующих стандартов и методов электронного документооборота, инструментариям маршрутизации документов, их практической реализации отечественными и зарубежными разработчиками, выявлены общие подходы в их организации и присущие им недостатки.

Выделены шесть категорий технологий, которые составляют спектр средств электронного управления документами. Проведен сравнительный анализ механизмов маршрутизации документов в отечественных и зарубежных СЭД. Показана актуальность разработки метода маршрутизации электронных документов, основанного на многокритериальном анализе информационных объектов в документах и текущего состояния компонентов СЭД, где компоненты СЭД:

• участники документооборота;
• степень загрузки участников СЭД;
• маршруты движения документов;
• приоритеты документов.

Анализ показал высокую степень потребности российских промышленных предприятий в единой системе электронного документооборота, но готовых решений, учитывающих специфику работы, особенности хозяйствования предприятий и имеющих средства интеграции с распределенными ИС, не представлено.

Автором предложены методы оптимизации электронного документооборота на основе аппарата теории графов. Наука достигла значительных результатов в теоретическом описании и практическом применении графов в решении задач документооборота, однако большинство моделей и их прикладных применений разрабатывались с учетом возможностей и ограничений существующих информационных технологий. В настоящее время, когда технические ресурсы средств вычислительной техники значительно возросли, появилась возможность создавать более насыщенные и вместительные эффективные распределенные системы ДО. В главе приводится описание подхода к организации иерархического документооборота, основанного на разделении документов на субдокументы (информационные объекты) и учете их отношений. Выводы, сформулированные в данной главе, определяют основные цели иазадачи исследования, а также подтверждают его актуальность.

Вторая глава посвящена вопросам формализации реляционного документооборота, разработке системы классификации документооборота приборостроительного предприятия, позволяющей ранжировать документы по бизнес-процессам, определять взаимосвязь информационных объектов в документах и участников ДО, определять коды документов.

Анализ состава документооборота. Представительная выборка данных. В рамках диссертационного исследования с помощью систематического отбора из генеральной совокупности документов (около 100а000 шт.) предприятия была сделана выборка из 10а000 документов и был проведен их статистический анализ по следующим критериям:

• приоритеты исполнения;
• сроки исполнения по регламентам;
• виды учета.

Параметры выборки:

• область документооборота - производственно-хозяйственная деятельность (примечание: документы делопроизводства в выборку не входили);
• объем выборки N=10 000 документов.

Результаты статистических измерений приведены на диаграммах.

Диаграмма ранжирования документов по приоритетам исполнения приведена на рис. 1.

Рисунок 1.

Где:

0 приоритет - наивысший (исполнение документа может проходить с нарушением регламентного маршрута);

1 приоритет - исполнение документа проходит по строгому маршруту с жестким контролем времени исполнения каждым участником ДО;

2 приоритет - условно свободное движение документа с контролем обязательных участков маршрута и общего срока исполнения документа.

Диаграмма ранжирования документов по срокам исполнения приведена на рис.е 2, диаграмма ранжирования документов по видам учета приведена на рис. 3.

Рисунок 2                                Рисунок 3

Диаграмма ранжирования участников документооборота по группам приведена на рис.4.

Рисунок 4.

В результате анализа установлено:

• 84 % участников документооборота относятся к группе Производство;
• 71 % документов относится к управленческому и оперативному видам учетов;
• 67 % документов имеют период исполнения от 1 до 5 дней.

Основная нагрузка по работе с документами лежит на производственных подразделениях предприятия. В сочетании с различными значениями приоритетов образовывается неравномерная нагрузка по исполнению документов на различных участках документооборота, что приводит к снижению качества документов, срывам сроков их исполнения и частичной потере на различных этапах жизненного цикла.

Сформулировано понятие реляционных документов и документооборота.

Назовем реляционными документы, состоящие из логически связанных (т.е. относящихся к определенному объекту) данных. Совокупность таких данных порождает бизнес-процесс, характеризующийся некоторым маршрутом обработки документа. Определим такие данные как субдокумент (субдокументы). При этом обработка документа верхнего уровня сводится к формальным операциям над субдокументами. Такой подход может обеспечить их параллельную обработку. В частном случае реляционный документ может быть тождественен субдокументу. В данном контексте понятие реляционного документа заимствовано из теории реляционных баз данных.

Другими словами, субдокумент - это документ, который является составной частью основного реляционного документа, который также может быть субдокументом. Все субдокументы являются дочерними по отношению к родительскому, т.е. они имеют одни и те идентификационные данные (метаданные).

Субдокумент:

• может быть оформлен как отдельный документ, т.ае. иметь заголовок (реквизиты) и другие параметры, характерные для документа;
• представлять собой набор данных, формально не оформленных как документ, и имеющий некие общие признаки с родительским документом. В этом случае документ называется виртуальным субдокументом.

Реляционным документооборотом назовем документооборот с участием реляционных документов.

Формальное описание реляционного документооборота:

Реляционный документооборот R состоит из множества n взаимодействующих реляционных документов {G1, Е, Gn}, а также множества обычных нереляционных документов {}, т.е.

R = {G1, Е, Gn, {}}.

Каждый реляционный документ Gi состоит из множества mi субдокументов , т.е.

Gi = , .

Каждый субдокумент , , имеет информационную составляющую I().

В соответствии с информационной составляющей I() для каждого субдокумента определяется оптимальный маршрут p().

Определена область документооборота приборостроительного предприятия, относящаяся к реляционным документам - производственные документы, отражающие следующие процессы:

• Техническое обслуживание и ремонт оборудования;
• Производственные программы и отчеты их исполнения;
• Планирование ресурсов (людских, материальных, финансовых);
• Финансовый и бухгалтерский учет.

Схематично реляционный документооборот можно представить следующим образом:

Где:

ось Х - состояния документа;

ось У - субдокументы одного документа;

ось Z - роли участников ДО.

Классификация документов.

Цели классификации документов при проектировании СЭД:

1. Систематизация наименований кодируемых документов.
2. Однозначная интерпретация одних и тех же информационных объектов в различных задачах СЭД.
3. Возможность обобщения информации по заданной совокупности признаков.
4. Возможность сопоставления одних и тех же показателей, содержащихся в формах статистической отчетности.
5. Возможность поиска и обмена информацией (документами) между различными подразделениями фирмы и информационными системами.
6. Экономия памяти компьютера при размещении кодируемой информации.
7. Сортировка документов в соответствии с бизнес-процессами предприятия.
8. Определение избыточных и недостающих документов.
9. Определение взаимосвязи информационных объектов в документах и участников документооборота для системы маршрутизации документов.

В соответствии с ГОСТ Р 51141-98 Документооборот - движение документов ваорганизации с момента их создания или получения до завершения исполнения или отправления.

Для классификации документов в данной работе определен основанный на группах условно зависимых классификаторов (т.ан. фасетный) метод классификации. Под фасетным методом классификации понимается параллельное разделение множества объектов на независимые классификационные групп. При этом методе классификации заранее жесткой классификационной схемы и конечных групп не создается. Разрабатывается лишь система таблиц признаков объектов классификации, называемых фасетами. При необходимости создания классификационной группы для решения конкретной задачи осуществляется выборка необходимых признаков из фасетов и их объединение в определенной последовательности. Общий вид фасетной классификационной схемы представлен на ри с. 5. Внутри фасета значения признаков могут просто перечисляться по некоторому порядку или образовывать сложную иерархическую структуру, если существует соподчиненность выделенных признаков. К преимуществам данной системы следует отнести большую емкость системы и высокую степень гибкости, поскольку при необходимости можно вводить дополнительные фасеты и изменять их место в формуле. При изменении характера задач или характеристик объектов классификации разрабатываются новые фасеты или дополняются новыми признаками уже существующие фасеты без коренной перестройки структуры всего классификатора.

Рисунок 5

Данные критерии не относятся к текстовым документам. При выявлении существенных совпадений в блоках данных документов одной группы можно сделать вывод о неоптимальной структуре документооборота и инициировать вывод дублирующих документов из использования. Такие случаи нередки при анализе документов различных подразделений предприятия - выясняется, что в них формируются и обрабатываются документы, тождественные друг другу по большинству содержащихся данных.

В третьей главе формализован метод определения субдокументов для реляционных документов, позволяющий вести параллельную обработку данных разными участниками процесса. Разработаны метод и алгоритмы маршрутизации электронных документов на основе многокритериального анализа. При постановке задачи использован аппарат теории графов. Для оптимизации и маршрутизации  документооборота использован математический аппарат решения задач на графах.

Метод определения субдокументов для реляционных документов. Метод основан на разбиении графа, моделирующего поток документов, на подграфы, имеющие между собой минимальное реберное соединение, что в дальнейшем позволяет вести обработку уже выделенных подграфов как отдельных документов.

Пусть дан орграф G = (V, E), где V = {vi}, i = 1, 2, ... , n - множество вершин, а E = {ej}, j = 1, 2, ..., m - множество дуг, описанных матрицей смежности. Будем использовать алгоритм разбиения Мальгранжа, который заключается в следующем:

1. Для произвольной вершины vi∈V находим прямое T+(vi) и обратное T-(vi) транзитивные замыкания.

Прямое транзитивное замыкание T+(vi) некоторой вершины vi - это множество вершин, достижимых из вершины vi, т.ае. T+(vi) = {vi | ∃ путь из vi в vj}.

Обратное транзитивное замыкание T-(vi) некоторой вершины vi - это множество вершин, из которых достижима вершина vi, т.ае. T-(vi) = {vi | ∃ путь из vj в vi}.

2. Находим T+(vi)∩T-(vi). Множество вершин этого пересечения составляют вершины максимального подграфа G1 = (V1, E1).
3. Из исходного графа вычитаем подграф G1: G'=G\G1, V'=V\V1 .
4. Граф G' принимаем за исходный граф, и пока V' ∅, пункты 1, 2, 3 алгоритма повторяются.

Без потери общности рассуждений рассмотрим этот алгоритм на примере разбиения графа, представленного на рис. 6, матрица смежности которого показана на рис. 7

	v1	v2	v3	v4	v5	v6	v7	v8	v9	v10	v11		T+(v1)
v1							1						0
v2	1							1			1
v3				1					1	1
v4					1								4
v5				1									3
v6								1					3
v7											1		1
v8													4
v9			1
v10	1			1	1				1
v11	1				1	1							2
T-(v1)	0	1	2				2		3	1	1

Рисунок 6                                                Рисунок 7

1. Начальной вершиной первого разбиения выберем v1 . Построим прямое и обратное транзитивные замыкания.

T+(v1) = {v1, v4, v5, v6, v7, v8, v11},

T-(v1) = {v1, v2, v3, v7, v9, v10, v11}.

2. Находим T+(v1) ∩T-(v1) = {v1, v7, v11}. Эти вершины и составляют первый выделенный подграф G1 = (V1, E1), где V1 = {v1, v7, v11}.
3. Из исходного графа G вычитаем подграф G1: G'=G\G1:

G' = (V', E'), V' = {v2, v3, v4, v5, v6, v8, v9, v10}.

Таким образом, ведем разбиения до состояния, когда будут определены все подграфы исходного графа.

Результат разбиения:

G1 = (V1, E1), где V1 = {v1, v7, v11};

G2 = (V2, E2), где V2 = {v3, v9, v10};

G3 = (V3, E3), где V3 = {v4, v5};

G4 = (V4, E4), где V4 = {v2};

G5 = (V5, E5), где V5 = {v6};

G6 = (V6, E6), где V6 = {v8}.

Организация иерархического реляционного документооборота позволяет получить следующие результаты при построении и эксплуатации СЭД:

-параллельную обработку субдокументов одного документа различными участниками ДО.

-обеспечение требований информационной безопасности, поскольку участник ДО имеет доступ только к тематической области документа;

-минимизацию использования средств электронно-цифровой подписи, так как появляется возможность исключить ее использование для субдокументов.

Метод маршрутизации реляционных документов в СЭД Ц определение направления движения документов на основе многокритериального анализа состояния следующих компонентов СЭД:

• степень загрузки участников ДО;
• пути перемещения документов;
• время обработки документа.

С использованием классического алгоритма Дейкстры и его модификаций, зависящих от поставленной задачи, в работе реализованы шесть частных алгоритмов расчета маршрутов (схематично варианты расчета маршрутов приведены на рис. 8):

Движение документа в условиях:

1. участники - резервные;
2. степень загрузки участников - слабо загруженные;

Степень загрузки вычисляется:

S = К / Р, где:

S - степень загрузки;

К - количество документов на одной вершине в момент обращения;

Р - пропускная способность вершины.

В расчетах участвует 2 значения:

• слабо загруженные (0<SSпорог);
• сильно загруженные (Sпорог<S 1).

Если S>1, необходим перерасчет ДО;

3. путь перемещения документа - Разрешенный;
4. приоритет документа - 2 (обычный).

Ни одна из вершин не является обязательной, и ни одна из вершин не является загруженной, т.ае.

∀ v ∉ {обязательные}∩∀ v ∉ {загруженные}.

Все дуги являются разрешенными, т.ае.

∀ e ∈ {разрешенные}.

Все документы обладают обычным приоритетом, т.ае.

∀ z ∈ {с обычным приоритетом}.

a - вершина, расстояния от которой ищутся;

U - множество посещенных вершин;

d[u] - по окончании работы алгоритма равно длине кратчайшего пути из a в u;

p[u] - по окончании работы алгоритма содержит кратчайший путь из a в u.

Для решения задачи в такой постановке используется классический алгоритм Дейкстры (А1).

Пусть часть вершин стала обязательной. Тогда задача решается с помощью модифицированного алгоритма Дейкстры (А2).

А2. Описание:

{∀ v ∈ {V1Т=обязательные}∨{V1ТТ=необязательные}}∧∀ v ∉ {загруженные}.

Алгоритм:

Дополнения к определениям, приведенным выше:

V1' = {vТ11, vТ12,Е,vТ1m} - множество обязательных вершин, m - количество обязательных вершин.

Опишем набор алгоритмов Дейкстры, учитывающий обязательность вершин.

Присвоим

k:=m

если k>1

a := vТ1k

[A1] → p[u]

k := k-1.

Пусть каждая вершина может быть обязательной или необязательной, кроме того, каждая вершина может быть загруженной или незагруженной, т.ае.

{∀ v ∈ {V1Т=обязательные}∨{V1ТТ=необязательные}}∧

{∀ v ∈ {V2Т=загруженные}∨{V2ТТ=незагруженные}}.

Тогда задача решается с помощью модифицированного алгоритма А2 (А3).

А3. Описание:

Дополнения к определениям, приведенным выше:

V2' = {vТ21, vТ22,Е,vТ2n} - множество загруженных вершин, n - количество загруженных вершин.

       [Набор алгоритмов Дейкстры с учетом обязательности и загруженности вершин]

Присвоим

l := n

если l>1

(∀ i для vТ2l)

; wil := ∞

l := l-1

[А2].

Пусть каждая дуга графа является либо запрещенной, либо разрешенной, т.ае.

∀ е ∈ {EТ = запрещенные}∨{EТТ = разрешенные}.

Решение найдем с использованием модифицированного алгоритма А3 (А4.)

А4. Описание:

Дополнения к определениям, приведенным выше:

E' = {eТ1, eТ2,Е,eТr} - множество запрещенных дуг, r - количество запрещенных дуг.

[Набор алгоритмов Дейкстры с учетом обязательности и загруженности вершин и запрещенных дуг]

Присвоим

p := r

Если p>1

wТ[p]= w[p];  w[p]:= ∞

p := p-1

[А3]

Пусть каждый документ обладает либо обычным, либо высоким приоритетом, т.ае.

∀ z ∈ {ZТ = обычный приоритет}∨{ZТТ = высокий приоритет}.

Решение этой задачи возможно с помощью модифицированного алгоритма А4 (А5.).

Формальное описание алгоритма (с дополнениями к определениям, приведенным выше):

Пусть,

b - конечная вершина.

∀ z ∈ ZТТ

Присвоим

l := n; p := r

Если (l >1) ∧ (p>1)

                       w[p] := wТ[p]

(∀ i для vТ2l)

wil :=

p := p-1

l := l-1

[А4]

Пусть каждый документ обладает либо обычным, либо высоким, либо максимальным приоритетом, т.ае. ∀ z ∈ {ZТ = обычный приоритет}∨{ZТТ = высокий приоритет}∨

{ZТТТ = максимальный приоритет}.

Для решения этой задачи применим модифицированный алгоритм А5 (А6).

При появлении документа с максимальным приоритетом дуга от начальной вершины к конечной получает нулевой вес.

∀ z ∈ ZТТТ

wab := 0

[A5]

Рисунок 8.

Разработанный метод маршрутизации позволяет реализовать адаптивную систему электронной маршрутизации при следующих изменениях входных параметров:

• состав участников документооборота (соответствует изменению статуса вершин графа);
• состав документов и субдокументов (посредством определения взаимосвязи информационных объектов в документе и участников ДО на этапе классификации возможно применение алгоритма расчета маршрутов без дополнительных мероприятий.)

При изменениях в документообороте возможен перерасчет маршрутов движения документов с применением данных алгоритмов. Изменение приоритета документа на такте времени позволяет управлять движением документа (например, для обеспечения регламентного срока исполнения документа) посредством наложения необходимых условий на перечень рассчитанных (используемых) маршрутов.

В четвертой главе разработана методика настройки реляционного документооборота, разработаны критерии организации единой информационной среды электронного документооборота в условиях распределенных информационных систем и распределенных баз данных.

Настройка реляционного документооборота.

Разработан следующий алгоритм настройки реляционного документооборота:

1. Определение орграфа G = (V, E).

2. Построение n подграфов Gk,, k∈(1, n)

3. k:= 1

4. Пока (k<n)

Если ∃ i

       (∀j wij → ∞) ∨ (∀j wji → ∞)

То п.1 (Gk некорректен)

[Расчет маршрута в подграфе Gk]

k = k+1

Проверка работы алгоритмов расчета маршрутов движения документов:

Если

∀ v ∉ {V1Т}∧∀ v ∉ {V2Т}∧

∀ e ∈ {EТТ}∧

∀ z ∈ {ZТ}

[A1]

Если

{∀ v ∈ {V1Т}∨{V1ТТ}}∧∀ v ∉ { V2Т}

∀ e ∈ {EТТ}∧

∀ z ∈ {Z'}

[A2]

Если

{∀ v ∈ {V1Т}∨{V1ТТ}}∧{∀ v ∈ {V2Т}∨{V2ТТ}}∧

∀ e ∈ {EТТ}∧

∀ z ∈ {Z'}

Если V1Т∧ V2Т ≠ ∅ То [принятие интеллектуального решения]

  Иначе [A3]

               Если d[u] → ∞ То [принятие интеллектуального решения]

Если

{∀ v ∈ {V1Т}∨{V1ТТ}}∧ {∀ v ∈ {V2Т}∨{V2ТТ}}∧

{∀ е ∈ {EТ}∨{EТТ}}∧

∀ z ∈ {Z'}

Если V1Т∧ V2Т ≠ ∅ То [принятие интеллектуального решения]

  Иначе [A4]

               Если d[u] → ∞ То [принятие интеллектуального решения]

Если

{∀ v ∈ {V1Т}∨{V1ТТ}}∧ {∀ v ∈ {V2Т}∨{V2ТТ}}∧

{∀ е ∈ {EТ}∨{EТТ}}∧

{∀ z ∈ {ZТ}∨{ZТТ}}

[A5]

Если

{∀ v ∈ {V1Т}∨{V1ТТ}}∧ {∀ v ∈ {V2Т}∨{V2ТТ}}∧

{∀ е ∈ {EТ}∨{EТТ}}∧

{∀ z ∈ {ZТ}∨{ZТТ}}∨{ZТТТ}}

                       [A6]

Общий алгоритм настройки документооборота приведен на рис 9.

Подходы к организации единой информационной среды электронного документооборота в условиях распределенных информационных систем и распределенных баз данных.

Вопросы интеграции распределенных информационных систем на поэтапно развивающихся предприятиях (здесь имеются в виду не новые предприятия, в состав которых ИС входила изначально) зачастую не решены, т. е. присутствует лэлектронный разрыв в системе документооборота - отсутствие реализации передачи потоков данных между ИС. Организация единого информационного пространства в части электронных документов, состоящего из N систем и баз данных, оптимизирует затраты и риски, но весьма сложна в реализации, так как требует моделирования при N неизвестных.

Для создания единой информационной инфраструктуры управления предприятием автором предложены следующие подходы.

Каждая информационная подсистема должна обеспечивать:

1. Формирование определенной номенклатуры документов. Для каждой подсистемы должен быть разработан справочник документов, входящий в общий справочник предприятия. Предполагается, что каждому документу соответствует специальная форма (шаблон). Формирование документов должно производиться только в соответствии с этими справочниками.
2. Формирование и экспорт документов в подсистему документооборота по запросу.
3. Формирование и экспорт документов в подсистему документооборота по заранее определенным правилам.
4. Несколько вариантов интерфейсов взаимодействия с системой документооборота.
5. Формирование (обработку) запросов на получение (формирование) данных (документов) из (в) других (е) подсистем (ы).
6. Создание системы витрин данных, пополняемых существующими подсистемами (далее внешними) в части нормативно-справочной информации (НСИ) и документов.
7. Организация системы управления правами доступа распределенных систем.
8. Реализация системы мониторинга состояний документов во внешних ИС прохождения маршрутов, в соответствии с классификационными признаками.
9. Организация транспортной системы и хранилища всех электронных документов предприятия на основе разработанной архитектуры СЭД.

Архитектура интеграционного решения СЭД в условиях распределенных информационных систем и баз данных приведена на рис. 10.

Практическая реализация:

С использованием разработанных алгоритмов реализована система автоматизированного синтеза, анализа и адаптации маршрутов электронного производственного документооборота в условиях изменяющейся производственной программы и переменного состояния ресурсов приборостроительного предприятия.

Программные платформы реализации:

• СУБД - Oracle 10;
• язык программирования - Delphi 7;
• ОС - MS Windows 2008 server.

Разработанное программное обеспечение зарегистрировано в Едином реестре программных продуктов Российской Федерации.

Результаты, полученные при эксплуатации разработанных методов и алгоритмов:

-характеристики документооборота:

• исходное количество документов в сответствии с  бизнес процессом - 975;
• количество реляционных документов - 3а000-4000.

-сокращение сроков подготовки плана ТОиР с 9 чел-мес. до 6,5 чел-мес., за счет параллельной обработки субдокументов;

-сокращение количества рабочих мест, подлежащих оборудованию средствами ЭЦП до 27 % (при проведении эксперимента с 86 до 63) в том числе, за счет обеспечения движения субдокументов в обход  ряда подразделений;

уменьшение нагрузки на участников ДО за счет внедрения алгоритма расчета маршрута с анализом степени загрузки участников;

-сокращение временных, людских и финансовых затрат на адаптацию системы при изменении входных параметров СЭД, в том числе:

• времени на адаптацию СЭД ( до 70%);
• стоимости технического обслуживания разработчиком и (или) обученным персоналом предприятия - до 12 %;

Рисунок 9.

Рисунок 10.

Заключение

Основные научные и практические результаты диссертационной работы:

1. Введены теоретико-множественные понятия реляционного документа и документооборота, позволяющие формализовать алгоритмы оптимизации и адаптации маршрутов движения производственных документов.
2. Предложены оригинальные методы маршрутизации документов в СЭД, основанные на этих понятиях.
3. Разработан алгоритм оптимизации производственного документооборота, позволяющий сократить время обработки документов в СЭД, при сбалансированной загрузке участников.
4. Разработаны алгоритмы расчета оптимальных маршрутов движения документов, учитывающих состояния компонентов СЭД.
5. Предложена методика, включающая 2 этапа настройки документооборота на этапе тестирования первичных проектных решений.
6. Основные результаты работы легли в основу разработки системы автоматизированного синтеза, анализа и адаптации маршрутов электронного производственного документооборота в условиях изменяющейся производственной программы и переменного состояния ресурсов предприятия.

Сведения об официальной регистрации программ для ЭВМ, в разработке которых диссертант является одним из авторов:

1. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003610720 от 20.03.2003, наименование: Модульная интегрированная корпоративная автоматизированная система динамического управления финансово-производственной деятельностью предприятия (МИКС).
2. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006611092 от 23.12.2005, наименование: Программные средства интеграции корпоративных информационных систем единого информационного пространства финансово-производственных показателей предприятия (ЦИ КИС).
3. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006611091 от 23.12.2005, наименование: Модульная интегрированная корпоративная автоматизированная система динамического управления финансово-производственной деятельностью предприятия (МИКС М).

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Митяков С. Н., Заколдаев Д. А., Мущинкин А. З., Семериков А. А. Управление изменениями в компании дальнего транспорта газа // Сборник научных трудов. - Нижний Новгород, НГТУ, 2004. - С. 218Ц222.
2. Мущинкин А. З., Семериков А. А., Заколдаев Д. А. Концепция развития корпоративной информационной системы ООО Волготрансгаз // Известия Академии наук им. А. М. Прохорова. Инженерная экономика. - Нижний Новгород, 2005. - С.а146Ц152.
3. Митяков С. Н., Заколдаев Д. А., Мущинкин А. З., Семериков А. А. Итоги внедрения и перспективы развития Модульной интегрированной корпоративной системы управления ООО Волготрансгаз // Сборник трудов научно-практической конференции ТЕКОМ, 2004. - Нижний Новгород, 2004. - С.а63Ц65.
4. Заколдаев Д. А. Принципы классификации документооборота газотранспортного предприятия // Тезисы доклада на международной конференции Информационные технологии в образовании, технике и медицине, 2009. - Волгоград, год. - С. 59.
5. Заколдаев Д. А, Решетников И. С. Оптимизация процедуры согласования заявок на поставку МТР на базе гиперграф модели документооборота // РИСК: Ресурсы, Информация, Снабжение, Конкуренция. Ц . 2011. Ц № 3. - С.а65Ц70.
6. Заколдаев Д. А. Методика обработки сложных событий в системе электронного документооборота // Сборник материалов VI Международной научно-практической конференции Перспективы развития информационных технологий. - Новосибирск, 2012. - С. 23Ц27.
7. Заколдаев Д. А. Расчет маршрутов электронных документов в СЭД с применением алгоритма Дейкстры // Сборник материалов VII Международной научно-практической конференции Перспективы развития информационных технологий. - Новосибирск, 2012.
8. Заколдаев Д. А. Общий алгоритм оптимизации электронного документооборота // Сборник материалов VII Международной научно-практической конференции Перспективы развития информационных технологий. - Новосибирск, 2012.

Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим специальностям