Учебное пособие Санкт- петербург 2010 удк 778. 5 Нестерова Е. И, Кулаков А. К., Луговой Г. М., Якимович В. С

Вид материала

Учебное пособие

Содержание 5.1. Программное обеспечение IDEF-моделирования 5.2. Программное обеспечение управления системами качества 5.3. Использование имитационного моделирования процессов системы качества с помощью программы AnyLogic 6.Использование имитационного моделирования для решения задач оценивания образовательных процессов Киселёв И.С.

Подобный материал:

• Учебное пособие Санкт-Петербург 2011 удк 621. 38. 049. 77(075) Поляков, 643.33kb.
• Учебное пособие санкт Петербург 2010 удк 001. 8 Ббк, 1217.72kb.
• Учебное пособие Санкт-Петербург 2009 удк 802., 485.15kb.
• Учебное пособие Санкт-Петербург 2005 удк 662. 61. 9: 621. 892: 663. 63 Ббк г214(я7), 546.15kb.
• Учебное пособие Санкт-Петербург 2007 удк алексеева С. Ф., Большаков В. И. Информационные, 1372.56kb.
• Учебное пособие Санкт-Петербург 2011 удк 1(075., 3433.28kb.
• Учебное пособие санкт-петербург 2005 удк 339. 9 (075. 80) Ббк, 703.64kb.
• Учебное пособие Санкт-Петербург 2000 удк 681, 344.56kb.
• Учебное пособие для студентов среднего профессионального образования специальности, 2287.59kb.
• Учебное пособие Санкт-Петербург 2004 удк рецензент: доцент кафедры экономики и управления, 1396.44kb.

5.1. Программное обеспечение IDEF-моделирования

Наиболее распространенными средствами компьютерной поддержки IDEF-моделирования являются программы Platinum BPWin и Design/IDEF [19,20].

Platinum BPWin имеет в своем составе программу "Наставник", позволяющую ознакомиться как с основами IDEF-моделирования, так и с их реализацией в BPWin. На рис. изображено главное окно этой программы. Обучающая программа построена на выполнении типичных для BPWin задач моделирования. Каждый раздел обучающей программы строится на информации, полученной при изучении предыдущего раздела, поэтому рекомендуется изучать их в предлагаемой последовательности.

В обучающей программе на последней странице изучаемой темы появляется Кнопка "Try It" — "попробовать" (рис.20). Щелчок на ней позволяет перейти к пошаговому выполнению практических упражнений. После нажатия кнопки "Try It" обучающая программа представляет набор последовательных подсказок (Que Cards) для облегчения выполнения задания, при этом в качестве наглядных примеров используется типовая модель (рис.21).

С использованием BPWin строятся диаграммы бизнес-процессов, ясно показываюпще бизнес-процессы (блоки), результаты их работы и ресурсы, необходимые для их функционирования. BPWin-модель обеспечивает объединенную картину того, как организация добивается



Рис.19. Использование информационных технологий и программных средств для разработки систем качества предприятий и организаций, для оценки их результативности



Рис. 20 . Главное окно программы "Наставник"



Рис. 21. Кнопка"Try It" программы «Наставник»

С использованием BPWin строятся диаграммы бизнес-процессов, на которых также могут быть представлены их результаты и ресурсы, необходимые для их функционирования. На рис. 22 изображено главное окно программы BPWin.





Рис. 22. Главное окно программы BPWin


BPWin поддерживает три методологии моделирования (рис.23): функциональное моделирование (IDEF0); описание бизнес-процессов (IDEF3); диаграммы потоков данных (DFD).При создании новой модели достаточно просто выбрать нужную методологию в диалоговом окне, появляющемся каждый раз при создании новой модели BPWin.




Рис.23 . Выбор нотации моделирования

Рабочее место BPWin выполнено в виде рабочего стола, состоящего из нескольких окон. На рабочем столе размещены: меню; стандартная панель инструментов; панель инструментов ModelMart; дерево модели; область для рисования; панель инструментов BPWin; статусная строка.

Панель Меню BPWin соответствует стандартам Windows и обеспечивает доступ ко всем функциям BPWin. Некоторые из них:

• Печать. Чтобы открыть окно печати, на панели Меню выберите File, затем Print.
  
• Масштаб. На панели Меню выберите View, затем измените масштаб изображения для активной диаграммы или для всех диаграмм в модели на тот, который Вам нужен.
  
• Стандартная панель инструментов. Стандартная панель инструментов (рис.24) обеспечивает быстрый доступ к часто выполняемым задачам.
  

Рис. 24. Стандартная панель инструментов BPWin


Как и любая другая панель инструментов BPWin, стандартная панель может быть расположена в любой стороне экрана или находиться в любом месте в области диаграммы. Ее можно скрывать, используя функцию View на панели Меню.

Дерево модели BPWin используется для просмотра структуры модели и изменения любых объектов диаграмм в любой открытой модели BPWin. Одновременно работая с несколькими моделями, можно рассматривать все диаграммы или только активные при свернутой и развернутой структуре иерархического дерева. С использованием дерева можно также выполнять задачи моделирования. Вы можете показывать и скрывать дерево модели, щелкая кнопкой Model Explorer. Когда дерево модели активно, оно находится в раздвигающемся окне слева, а активная диаграмма — в правом.

Дерево модели используется:

• для просмотра разных моделей, построенных с использованием различных методологий моделирования;
  
• для переключения режимов просмотра диаграмм или действий;
  
• для перехода к просмотру или работе с соответствую-щей диаграммой в рабочем пространстве BPWin;
  
• для просмотра действий и объектов диаграммы согласно уровням декомпозиции.
  

Область для рисования — это площадь справа от главного окна BPWin, в котором расположено дерево модели. Она состоит из трех областей: заголовок; область для рисования; название.

Когда дерево моделей скрыто, рисунок занимает полную область окна. Можно создавать диаграммы BPWin, редактировать их, управлять ими в области для рисования.

Панель инструментов BPWin содержит инструменты для рисования объектов. Эти инструменты могут быть размещены в любой стороне экрана или находиться где-то в области диаграммы. Можно показывать или скрывать панель инструментов, используя функцию View на панели Меню. В BPWin существуют три разные панели инструментов — по числу поддерживаемых программой методологий (рис. 25).




Рис. 25. Три вида инструментальных панелей


В данном пособии приведены только общие сведения о программных решениях, поддерживающих методологию функционального моделирования, для использования этих компьютерных программ необходимо их более детальное изучение. Кроме того, применение этих универсальных средств моделирования процессов, составляющих системы качества предприятий и организаций, также требует детального изучения предметной области, а также теоретических вопросов, связанных с использованием процессного подхода к разработке систем качества.


5.2. Программное обеспечение управления системами качества

В связи с широким использованием процессного подхода к управлению предприятиями, в том числе, и системами качества предприятий, большую популярность стали приобретать программные продукты, относящиеся к классу BPM (Business Process Management), предназначенные для управления бизнес-процессами организации. Стандарт ISO/CD 15531-1 определяет понятие бизнес- процесса как «структурированный набор действий (задач), охватывающий различные сущности предприятия и подчиненный определенной цели» [21].

BPM-система описывает деятельность компании как совокупность бизнес- процессов (производственных, обслуживающих, управленческих), каждая из которых состоит из множества задач, связанных между собой. В компании “Асис Софт” (г. Зеленоград) создана и успешно апробирована система управления бизнес- процессами Asys BPM. Система разработана в среде программирования C++ Builder 6. Архитектура Asys BPM представлена на рис. 26.

Опишем назначение программных компонент Asys BPM.  

     Компонента Asys Designer реализует функции создания и редактирования описаний (схем) процессов в системе. Данное описание представляется в виде связного графа, узлами которого являются обычные задачи, условные переходы и т.д. В качестве стандарта для наглядного визуального отображения схемы Asys Designer применяется нотация BPMN (Business Process Modeling Notation).

      Компонента Asys Engine предназначена для выполнения конкретных реализаций процессов, описанных в системе. Сюда можно отнести управление маршрутизацией результатов, регистрацию выполнения задач и т.д.

      Компонента Asys Monitor позволяет получать информацию о выполнении реализаций процессов и анализировать информацию с помощью различных диаграмм.

       Компонента Asys TSW является приложением, информирующим пользователя о назначенных ему задачах в конкретных процессах и предоставляющим средства для решения данных задач.

Различают следующие типы задач в процессах системы качества:

-   задачи, которые выполняются человеком, без использования приложений;

-     автоматизированные задачи, которые выполняются без участия работников;

-     полуавтоматизированные задачи, исполняемые и людьми, и приложениями.





Рис. 26. Архитектура системы Asys BPM

При выполнении всех указанных типов задач создаются или изменяются результаты. Результат на физическом уровне представляет собой структуру с набором полей различного типа в базе данных. Количество и типы полей у разных результатов могут варьироваться. Фактически результат отражает какой-либо объект с указанием его характеристик. Asys BPM может учитывать и контролировать как электронные, так и материальные объекты. В этом состоит существенное преимущество по сравнению с системами, работающими с четко определенными типами результатов, например, с системами электронного документооборота.

Для выполнения автоматизированных и полуавтоматизированных задач в Asys BPM используются программные сервисы.

Сервис – это программный модуль, ресурс, взаимодействующий через особый интерфейс, предназначенный для выполнения определенной задачи.

Сервис для полуавтоматизированной задачи вызывается с помощью Asys TSW, когда начинает выполняться задачу.

Примером такого сервиса является регистраци входящей корреспонденции, определенная в отдельном программном модуле, а названием задачи для пользователя может быть “Регистрация входящих документов”.

Автоматизированные задачи также выполняются с помощью сервисов, которые запускаются в данном случае компонентой Asys Engine, без участия человека. В качестве примера можно привести автономный сервис, выполняющий архивацию для определенных документов в соответствии с заданными заранее параметрами. Сервис может быть как локальным, так и сетевым.

Использование сервисов позволяет уйти от концепции единого программного обеспечения, где все функции заключены в одной большой программе. Однако такой подход имеет недостатки, связанные, в частности, с тестированием взаимодействия сервисов.

Часто возникает необходимость в использовании одних и тех же задач в разных процессах. Asys Designer позволяет определять данные задачи как типовые. В компоненте Asys Designer есть специальная панель, где в виде списка, разделенного по категориям, представлены графические изображения и названия типовых элементов. Данные элементы добавляются на область формирования схемы процессов с помощью процедуры Drag and Drop.

Типовые элементы не могут редактироваться как обычные задачи. Для этого предусмотрен специальный “тестовый” режим в Asys Designer. Изменения, произведенные в этом режиме с типовым элементом, распространяются на экземпляры данного элемента во всех процессах, где он указан. Помимо редактирования, в данном режиме существует возможность тестирования типового элемента. Целью данного тестирования является проверка работы сервисов, назначенных на задачи внутри типового элемента. При этом на вход данного типового элемента должны подаваться тестовые результаты для проверки работы сервисов.

Тестовые результаты создаются конструктором процессов или генерируются с помощью специальных тестовых сервисов. Процесс тестирования отображается на графической схеме, где отмечается, в какой именно задаче типового элемента находится тестовый результат. В тестовом режиме можно производить имитационное моделирование построенных процессов до использования их в работе.

В компоненте Asys Designer также предусмотрены возможности по анализа построенных схем процессов. Для каждой задачи конструктором

Asys BPM использует два развивающихся в рамках информационных систем направления – сервис-ориентированую архитектуру и технологию управления процессами.. Использование сервисов позволяет таким BPM-системам интегрироваться с другими информационными системами.


5.3. Использование имитационного моделирования процессов системы качества с помощью программы AnyLogic

AnyLogic - инструмент имитационного моделирования, объединивший ссылка скрыта, ссылка скрыта и ссылка скрыта в одном языке и одной среде разработки моделей [22]. Программа обеспечивает широкий спектр возможностей, но в данном пособии рассматривается целесообразность применения программы для моделирования процессов, составляющих системы качества предприятий и организаций кинематографии. Поэтому в данном случае наибольший интерес представляют модели, которые могут быть построены с использованием элементов дискретно- событийного моделирования. Последней версией программы является AnyLogic 6 (выпущен в апреле 2007г.).

AnyLogic 6 основан на Java и базируется на платформе ссылка скрыта - современном стандарте для бизнес-приложений. Благодаря Eclipse AnyLogic работает на всех распространённых операционных системах (Windows, Mac, Linux и т.д.). AnyLogic 6 поддерживает совместную разработку моделей: проект может быть разбит на взаимозависимые компоненты.

В редакторе AnyLogic можно разработать анимацию и интерактивный графический интерфейс модели. Редактор поддерживает большой набор фигур, элементов управления (кнопок, ползунков, полей ввода и т.д.), импорт растровой графики и векторной графики в формате DXF. Анимация может быть иерархической и поддерживать несколько перспектив.

В AnyLogic включены средства анализа данных и большой набор элементов ссылка скрыта, спроектированных для эффективной обработки и презентации результатов моделирования: статистики, наборы данных, графики, диаграммы, гистограммы.

AnyLogic поддерживает множество разнообразных типов экспериментов с моделями: простой прогон, сравнение прогонов, варьирование параметров, Монте-Карло, анализ чувствительности, оптимизация, калибровка, а также произвольный эксперимент.

Java делает модели, разработанные на AnyLogic, кросс-платформенными, а также позволяет публиковать их на сайтах в виде аплетов. Некоторые аплеты Вы можете посмотреть в разделе ссылка скрыта на оф. сайте XJ-Technologies.

AnyLogic включает в себя набор следующих стандартных библиотек. При разработке моделей, имитирующих производственные процессы, представляет интерес Enterprise Library, разработанная для поддержки дискретно-событийного моделирования. Процессы в этом случае определены в форме блочных диаграмм.


6.Использование имитационного моделирования для решения задач оценивания образовательных процессов

Использование компьютерных технологий актуально и для решения проблем, связанных с оценкой качества образования в кинематографии [23-26].

В связи с переходом на двухуровневую структуру высшего профессионального образования в российских высших учебных заведениях, особенно в технических вузах, проблемы измерения и оценивания результатов подготовки студентов и выпускников становится все более весомой и актуальной не только с точки зрения обеспечения определенного уровня подготовки, но и с точки зрения возможности формирования требований к отдельным процессам и элементам системы образования.

Поскольку системы подготовки на разных уровнях структурированы различным образом (бакалаврские программы - более жестко, магистерские в большей степени учитывают специфику отрасли образования, отличаются значительным прикладным содержанием), критерии оценки функционирования этих систем должны быть также различными.

Так как в процессе обучения нет возможности анализировать уровень подготовки студентов и выпускников, обеспечиваемый различными вариантами сочетаний модулей и процессов системы образования, их структурой и насыщением, для решения этой задачи целесообразно использовать методы имитационного моделирования систем образования. Эти методы, в отличие от аналитических, имеющих ограниченные возможности по оценке результатов преобразований в процессах образования, более целесообразны. Причем, больший интерес представляют с этой точки зрения дискретные модели, учитывающие дискретный характер статистических данных, на основе которых делается вывод, в частности методы дискретно-событийного моделирования, при которых функционирование системы представляется как совокупность процессов. В качестве программного обеспечения при этом могут быть использованы такие ресурсы, как AnyLogic (разработана компанией «Экс Джей Текнолоджис» или система имитационного моделирования и анализа данных "Visual Imitak", в частности, ее модернизации, включающие технологии Web-программирования (что упрощает работу с программой и позволяет создавать библиотеки моделей).

Модель системы подготовки на обоих уровнях может быть построена на основе информационно- логической совокупности процессов (общеобразовательной, общепрофессиональной, специальной подготовки, процессов методического и лабораторного обеспечения, процессов повышения квалификации преподавателей, практического образования и т.д.), а оценивание предполагает определение выходных показателей для отдельных процессов, учет взаимного влияния одних процессов на другие, учет обратных связей (корректирования, совершенствования), а также определение итогового критерия подготовки. Преимуществами такого подхода являются:

- возможность формирования модульной структуры (причем, альтернативные наборы автономных модулей при необходимости легко могут быть заменены);

- возможность использования различных программных продуктов для графического изображения структуры процессов и количественного описания отдельных процессов, взаимосвязей между ними, для количественного описания совокупности процессов; для визуализации результатов оценки;

- формирование баз данных и библиотек, ориентированных на различный уровень компетенции, который может быть сформирован в результате изучения отдельного модуля при подготовке студентов в процессе обучения и выпускников в итоге подготовки.

В том случае, когда предварительно сформулированы требования к выходным характеристикам, обеспечиваемым каждым уровнем образования, использование имитационного моделирования позволяет формировать требования к составляющим модулям и процесса. Критериями же оценки в этом случае могут быть вероятностные оценки отдельных процессов (вероятность возникновения нарушений, несоответствий выходных характеристик установленным требованиям), а имитационное моделирование, в результате используется для вероятностного анализа модульно- процессной структуры двух уровней образования.


Литература

1. Нестерова Е.И. Решение задач технического регулирования с использованием методов экспертной квалиметрии//Материалы научных и творческих конференций институтов и факультетов СПбГУКиТ/СПб.гос.университет кино и телевидения.-СПб.: изд.СПбГУКиТ, 2009.-с.162
   
2. Нестерова Е.И. Системный подход к решению квалиметрических проблем в кинематографии// Проблемы развития кинематографа и телевидения// Сб.научн.тр./СПб.гос.университет кино и телевидения.-СПб.:издСПбГУКиТ.Вып.22,2009.-с.11-20.
   
3. РД 45.184-2001 Электронная информационно- справочная система (база данных) нормативных документов отрасли. Структура, функциональные возможности, порядок доступа, принципы расчетов за предоставление информационных услуг.
   
4. Киселева Ю.Е.ссылка скрыта //Международный журнал «Программные продукты и системы»,2010г.-№9.
   
5. Материалы сайтов ссылка скрыта, ссылка скрыта, ссылка скрыта,ссылка скрыта
   
6. Наследов А.Д. SPSS: компьютерный анализ данных в психологии и социальных науках. СПб.,2005.
   
7. Электронный учебник StatSoft ссылка скрыта
   
8. Боровиков В.П. "Популярное введение в программу STATISTICA"//М.: Компьютер Пресс, 1998.
   
9. С.В.Щербинин, С.Ф.Латыпов, Графическое измерительное оборудование// oilr.ru/book_view.jsp.
   
10. ссылка скрыта.
    
11. СКБ ИС Инструментальный Микроскоп - программное обеспечение для модернизации измерительных микроскопов БМИ, ММИ, УИМ, ДИП/ ссылка скрыта
    
12. Измерительный микроскоп Hawk 5000/www.visioneng.ru/hawk5000ved_overview.php
    
13. synercon.mpi.ru
    
14. Металлографические микроскопы// ссылка скрыта microscopes/ metallurgical//
    
15. Программное обеспечение толщиномеров, дефектоскопов/ ссылка скрыта.
    
16. Нестерова Е.И. Квалиметрические технологии в системах качества предприятий и организаций кинематографии// СПб.: Политехника,2007.-152 с.
    
17. ссылка скрыта, ссылка скрыта ссылка скрыта//Международный журнал «Программные продукты и системы»,2009г.-№12.
    
18. ссылка скрыта
    
19. Черемных СВ. Моделирование и анализ систем. I DEF-технологии: практикум/ С.В.Черемных, И.О. Семенов, B.C. Ручкин. - М.:Финансы и статистика, 2006. - 192 с : ил. - (Прикладные информационные технологии).
    
20. ссылка скрыта
    
21. Коробков К.Н.Программная система управления бизнес-процессами предприятия//Международный журнал «Программные продукты и системы»,2008г.-№1.
    
22. ссылка скрыта.
    
23. Нестерова Е.И. Решение вопросов количественной оценки качества образовательного процесса// Всероссийская межвузовская конференция «Наука и образование в развитии промышленной и экономической сфер регионов России». Сб.тезисов докладов/Муром: Муромский институт Владимирского госуд. университета,2010.-с.316-317.
    
24. Нестерова Е.И. Методика количественной оценки качества подготовки специалиста// ХУ Международная конференция «Современное образование: содержание, технологии, качество»: Тез.докл./СПб:Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им.В.И.Ульянова (Ленина),2009.-С. 26-28.
    
25. Нестерова Е.И. Кулаков А.К., Луговой Г.М., Якимович В.С. Использование имитационного моделирования для оценки качества подготовки специалиста при двухуровневом образовании// Материалы Международного форума «Современное образование: содержание, технологии, качество»//ХУ1Международная научно-методическая конференция «Современные технологии обучения»/СПб.: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им.В.И.Ульянова (Ленина), 2010.-Т.1.-С.238-239.
    
26. Нестерова Е.И. Использование информационных технологий для решения задач технического регулирования в кинематографии// Материалы научных и творческих конференций институтов и факультетов СПбГУКиТ/С.Петербург,2010.-с.171-172.