CC BY
4
УДК 338.245; 004.65
ФОРМИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ИНФОРМАЦИОННО -АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ПЛАНИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЯ
Боков Сергей Иванович
главный научный сотрудник ФГБУ "46 ЦНИИ"Минобороны России, заведующий базовой кафедрой менеджмента в сфере систем вооружения РТУ МИРЭА, доктор экономических наук, доцент, член-корреспондент РАРАН и АВН
Чупринов Анатолий Анатольевич
начальник управления информационных технологий ФГУП "МНИИРИП", кандидат технических наук
Фенюк Юрий Михайлович
начальник отдела мониторинга и методологии применения ЭКБ в РЭА ФГУП "МНИИРИП"
Аннотация. В настоящей статье исследуются вопросы автоматизации мероприятий по снижению зависимости радиоэлектронной аппаратуры от электронной компонентной базы иностранного производства и на их основе формируются требования к необходимой информационно-аналитической системе планирования и контроля реализации программы импортозамещения.
Ключевые слова: электронная компонентная база, радиоэлектронная промышленность, импортозамещение, база данных, автоматизация, информационная система.
Bokov Sergey Ivanovich, Chief scientific officer of the Federal state Institution "46 Central research Institute" Ministry of Defense of the Russian Federation, Head of the Basic Department of management in the
field of weapons systems of RTU MIREA, Doctor of Economics, docent, Corresponding member of Russian Academy of Missile and Artillery Sciences and Academy of Military Sciences, Moscow, Russian Federation.
Chuprinov Anatoly Anatolyevich, Head of the Information Technology Department FGUP "MNIIRIP", Candidate of Technical Sciences, Korolev, Moscow region, Russian Federation.
Fenyuk Yuri Mikhailovich, Head of Department FGUP "MNIIRIP", Mytishchi, Moscow region, Russian Federation.
Formation of requirements for the information and analytical system for planning and monitoring the implementation of the import substitution program.
Abstract. This article examines the issues
of automation of measures to reduce the dependence of radio-electronic equipment on the electronic component base of foreign production and on their basis forms the requirements for the necessary information and analytical system for planning and monitoring the implementation of the import substitution program.
Keywords: electronic component base, radio-electronic industry, import substitution, database, automation, information system.
Введение. С начала 1990-х гг. уровень развития отечественной электронной компонентной базы (далее - ЭКБ) по сравнению с зарубежной стал быстро падать, что подвигло разработчиков российской радиоэлектронной аппаратуры (далее -РЭА) на широкое применение ЭКБ иностранного производства (далее - ЭКБ ИП). Для исправления сложившейся ситуации с 2014 г. начали разрабатываться перечни продукции, подлежащие первостепенному замещению, а Правительство России стало активно выделять бюджетные средства на освоение аналогичной продукции на мощностях российского оборонно-промышленного комплекса. Одним из основных элементов данной продукции была признана элементная база, являющаяся основой создания РЭА для вооружения, военной и специальной техники (далее - ВВСТ).
Важнейшей составляющей решения задач по достижению технологической независимости стала реализация планов импор-тозамещения элементов РЭА для образцов ВВСТ. Были подготовлены соответствующие методики и алгоритмы оценки их выполнения. Но данные методики позволяют оценить только общие количественные параметры зависимости от применяемой ЭКБ ИП и не предусматривают качественную оценку данной зависимости, а также оценку реальной эффективности выполнения мероприятий импортозамещения. Проведение такой оценки осложняется отсутствием единого индикатора уровня зависимости образцов РЭА от применения в них ЭКБ ИП.
Для устранения данной проблемы был
предложен алгоритм детализированного анализа объективных параметров применяемости ЭКБ иностранного и отечественного производства, используемых при разработке, производстве и эксплуатации РЭА ВВСТ. Данный алгоритм вводит новый универсальный инструмент оценки импор-тозависимости РЭА ВВСТ на основе применения сводного коэффициента уровня импортозависимости (далее - СКУИЗ).
При расчете предлагаемого показателя оцениваются объективные параметры применяемости ЭКБ:
- доля применения в образце РЭА ВВСТ ЭКБ ИП по количественному и стоимостному показателю;
- качество и состояние проводимых в отношении образца РЭА ВВСТ мероприятий импортозамещения;
- уровень сложности примененных изделий ЭКБ ИП;
- доля ЭКБ ИП, поставляемой в интересах образца РЭА ВВСТ из стран, проводящих агрессивную санкционную политику в отношении Российской Федерации;
- доля невоспроизводимой ЭКБ ИП, используемой в образце РЭА ВВСТ1.
По результатам анализа изделие РЭА ВВСТ относится к одному из четырех уровней зависимости от применяемой ЭКБ ИП. Уровни зависимости приведены в Таблице 1.
Таблица 1.
Уровни зависимости образца РЭА ВВСТ от применяемой ЭКБ ИП
Уровень зависимости изделия РЭА от применяемой ЭКБ ИП Значение Кскуиз
Критический > 0,6
Высокий 0,5-0,6
Умеренный 0,1-0,5
Низкий < 0,1
Использование СКУИЗ позволяет не только выявлять образцы РЭА ВВСТ с высоким и критическим расчетным уровнем импортозависимости, но и оценивать эффективность выполняемых мероприятий импортозамещения путем сравнения те-
кущих параметров импортозависимости и планируемых к достижению после выполнения мероприятий импортозамещения.
Вместе с тем необходимость обработки больших массивов информации, интенсивного информационного обмена между пользователями и применения методов ситуационного анализа требует наличия информационных ресурсов в данной области, создания систем автоматизации процедур обработки, сбора, систематизации, хранения и передачи такой информации, что реализуется посредством создания специализированного или универсального программного обеспечения (далее - СПО). В общем под автоматизацией понимается процесс создания, внедрения и использования технических, программных средств, общенаучных и математических методов в ходе реализации новых информационных технологий2.
Для полноценной реализации функций планирования и контроля хода выполнения программы импортозамещения, учитывая изложенный выше подход, целесообразно созданиесоответствующейинформационно-аналитической системы (далее - ИАС).
В широком понимании ИАС - это автоматизированная система, позволяющая экспертам в интерактивном режиме быстро анализировать большие объемы данных. Как правило, она является одним из инструментов ситуационных центров. Обычно в состав ИАС включают подсистемы, отвечающие за накапливание данных, их обработку, расчеты и получение выходных документов определенной формы. ИАС концептуально состоит из трех частей-подсистем:
- подсистема ввода, модификации и удаления информации (информационно-поисковая система - ИПС);
- подсистема обработки информации (информационно-аналитический блок - ИАБ);
- подсистема формирования выходных документов (ПсФВД).
Рассмотрим кратко функционал каждой из подсистем ИАС.
ИПС - это набор шаблонов, осуществляющий ввод информационной строки данных в заданном формате, с определением типа данных. Основой данной функции являет-
ся функционал использованной системы управления базами данных (далее - СУБД), позволяющий накапливать информационный ресурс определенного типа, формируя из него базу данных предметной области. Пользовательский интерфейс данной подсистемы направлен на решение задач сбора, модификации, поиска, сохранения и удаления информации из информационного ресурса, который может иметь неограниченное число таблиц, описывающих различные сущности информационных полей ИАС. Следовательно, данная подсистема - это алгоритм работы с базой данных и перечня интерактивных запросов к системе.
ИАБ - открытая программная система, позволяющая системному администратору по запросам пользователей добавлять бесконечное количество алгоритмов обработки, формирования входных данных для этих алгоритмов из информационного ресурса базы данных и алгоритмов записи результатов аналитической обработки для их дальнейшего применения в интересах пользователей. Каждый алгоритм - независимая единица ИАБ, что позволяет модифицировать образ подсистемы под функциональные обязанности пользователя, не перегружая ее ненужными подпрограммами.
ПсФВД, как и ИАБ, представляет открытую подсистему, включающую перечень выходных форм, которые можно заполнять из базы данных или сформированных в процессе обработки выходных данных аналитических алгоритмов.
Следовательно, ИАС является пользо-вательско-ориентированной системой, использующей весь спектр возможностей сопряжения с информационными ресурсами, появляющимися в процессе развития технологий цифровизации промышленности. В ИАС должна обеспечиваться защита информации с целью поддержания ее сохранности от внутренних и внешних угроз. Предложенная архитектура ИАС является гибкой и построена с учетом возможности расширения функциональности для решения иных задач.
Предложения по структуре базы данных в составе ИАС. Одним из ключевых
моментов создания ИАС при автоматизации информационных процессов является всестороннее изучение объектов автоматизации, их свойств, взаимоотношений между этими объектами и представление полученной информации в виде информационной модели данных "сущность-связь".
Информационная модель данных предназначена для представления семантики предметной области в терминах субъективных средств описания: сущностей, атрибутов, идентификаторов сущностей и т. д. Любой объект предметной области может быть представлен в виде множества сущностей, между которыми есть некоторые связи.
Сущность - это объект, идентифицированный способом, отличающим его от других объектов, например: изделие ЭКБ, предприятие, событие. Сущность представляет набор атрибутов, которые отражают определенные свойства объектов3.
Чтобы сформировать модель и определить взаимосвязи между ее сущностями, необходимо проанализировать, какая исходная информация будет поступать на вход системы. Основная исходная информация о применяемости ЭКБ ИП и ЭКБ отечественного производства (далее - ЭКБ ОП) в РЭА ВВСТ и мероприятиях импортозамещения содержится в докладах предприятий о применяемости ЭКБ в РЭА ВВСТ и о ходе выполнения мероприятий импортозамещения, а также в планах-графиках мероприятий по импортоза-мещению и снижению зависимости от поставок продукции иностранного производства.
Базовая информация, поступающая для анализа в ИАС, представлена структурой данных, содержащей следующие сведения: наименование организации-производителя образца РЭА ВВСТ;
- наименование образца РЭА ВВСТ (шифр темы по его разработке);
- вид работ в ГОЗ (поставка, сервисное обслуживание, эксплуатация и т.д.);
- среднегодовое количество заказываемых образцов РЭА ВВСТ;
- заказчик образца РЭА ВВСТ;
- военная приемка Минобороны России;
- наименования типа и элемента ЭКБ, изготовитель;
- группа стран (регион/блок) и страна, к которой относится изготовитель ЭКБ;
- количество ЭКБ в одном образце РЭА ВВСТ и ее стоимость за единицу;
- наименование группы однородной продукции;
- наличие элемента ЭКБ в плане-графике импортозамещения, а также проводимые в отношении него мероприятия импортоза-мещения, степень их готовности и описание состояния;
- информация об имеющемся отечественном/зарубежном аналоге элемента (страна, изготовитель и т.п.);
- проводимые опытно-конструкторские работы (далее - ОКР) по разработке аналога в отношении применяемой ЭКБ ИП (срок завершения ОКР, изготовитель/разработчик отечественного аналога);
Выделим основные ключевые взаимодействующие сущности:
• образцы РЭА ВВСТ, в отношении которых выполняются мероприятия по снижению зависимости от применения ЭКБ ИП;
• изделия ЭКБ ИП и ОП, применяемые в РЭА ВВСТ;
• мероприятия импортозамещения, проводимые в отношении применяемой ЭКБ ИП.
Каждой сущности из модели "сущность-связь" в реляционной базе данных ставится в соответствие отношение (таблица), каждому свойству сущности - атрибут отношения (поле таблицы). Кортежем называют совокупный набор значений атрибутов (строка таблицы).
После анализа атрибутов сущностей можно совершить переход к проектированию схемы базы данных. Сущности преобразуются в таблицы, а их атрибуты - в поля таблиц. Структура базы данных в составе ИАС должна быть разработана в соответствии с требованиями к нормализации отношений в базе данных. Нормализация помогает спроектировать базу данных таким образом, чтобы сделать логически приемлемыми операции обновления отдельных кортежей, что в противном случае, то есть когда проект базы данных ненормализован, может оказаться затруднительным4. Обобщенная схема базы данных представлена на Рисунке.
Рисунок. Схема данных в ИАС
Далее следует рассмотреть описания взаимодействия внутри и между указанных групп с расшифровкой связей (отношений) между таблицами.
Пример описания структуры и связей группы информации о ходе выполнения планов-графиков импортозамещения и применяемости ЭКБ ОП в образцах РЭА ВВСТ. Таблица "Образцы РЭА ВВСТ" содержит основную информацию об образцах РЭА ВВСТ: полное и сокращенное наименование образца, его назначение и основные характеристики, количество заказываемых изделий, а также набор ключей для связей с другими таблицами, содержащими информацию о производителе образца, закрепленным за военной приемкой Минобороны России, заказчике образца и т.д.
Связь 1 устанавливает отношения между образцами РЭА ВВСТ и таблицей "Справочник изготовителей РЭА ВВСТ", содержащей справочную информацию о предприятиях-изготовителях образцов (наименование, адрес, телефон и др.).
Связь 2 с таблицей "Справочник интегрированной структуры" обеспечивает возможность указать вхождение изготовителя
в какую-либо интегрированную структуру: холдинг, концерн и т.п. Данное отношение позволит формировать соответствующие отчетные материалы в отношении конкретного изготовителя и групп предприятий.
Таблицы "Справочник-заказчики РЭА ВВСТ" и "Справочник ВП" связаны отношениями 6 и 7 с таблицей "Образцы РЭА ВВСТ". Данные таблицы содержат информацию о заказывающих управлениях Минобороны России и военных приемках Минобороны России. Могут содержать наименование, контактные данные ответственных лиц, адреса и т.п.
Таблица "Планы-графики импортозаме-щения" включает в себя базовую информацию из утвержденных планов-графиков, содержащих сведения о плановых мероприятиях по импортозамещению продукции иностранного производства: ответственные за выполнение мероприятий организации, общее количество мероприятий импортоза-мещения и их итоговые сроки.
Таблица "Мероприятия импортозамеще-ния" должна содержать детализированную информацию о виде, сроках и состоянии выполнения мероприятий импортозамещения
в соответствии с утвержденным планом-графиком импортозамещения.
Отношение 3 отвечает за привязку образцов РЭА ВВСТ к планам-графикам импортозамещения, а связь 4 - за связь планов-графиков с конкретными мероприятиями импортозамещения.
Связь 5 устанавливает отношения между справочной таблицей "Классификатор уровня готовности", содержащей информацию о состоянии выполнения мероприятий, и таблицей "Мероприятия импортозамещения".
Отношение 8 связывает таблицы "Образцы РЭА ВВСТ" и "Изделия ЭКБ". Таким образом, организовывается сопоставление РЭА ВВСТ и той номенклатуры изделий ЭКБ, которая входит в их состав.
Таблица "Изделия ЭКБ" содержит основную информацию об элементах ЭКБ, входящих в состав образцов РЭА ВВСТ, которая поступает от предприятий (наименование, назначение, стоимость, характеристики), а также ссылки на информацию, содержащуюся в других таблицах и справочниках.
Так, "Справочник изготовителей ЭКБ" содержит всю необходимую информацию о предприятиях-изготовителях изделий ЭКБ, а связь 9 определяет отношение изделий ЭКБ к их изготовителям.
Связь 10 устанавливает привязку изготовителей элементов к странам, в которых они были произведены. Таблица "Справочник страны" должна содержать стандартизованный классификатор государств, в том числе наименование государства краткое и полное.
Таблица "Классификатор Регионы/Блоки" хранит информацию о региональных и блоковых объединениях, а связь 11 описывает вхождение страны в надгосударствен-ные объединения.
Связь 12 обеспечивает связь страны, производящей изделие ЭКБ, с уровнем ее санк-ционной опасности в отношении России. Эта информация хранится в таблице "Классификатор уровня санкционной опасности".
Связь 13 определяет вхождение изделия ЭКБ в "Справочник группы однородной продукции", который должен содержать перечень групп однородной продукции, к которым относится изделие, например: СВЧ,
микроэлектроника и т.п.
Связь 14 устанавливает присутствие элемента ЭКБ в "Справочнике невоспроизводимой ЭКБ ИП".
Связь 15 позволяет установить, проводятся ли ОКР по разработке аналога для изделия ЭКБ ИП. Информация об ОКР расположена в таблице "ОКР по разработке аналога ЭКБ ИП". Таблица может содержать информацию о шифре ОКР, группе ЭКБ, сроках начала и окончания ОКР, а также ссылку на таблицу разработчика (исполнителя ОКР) "Справочник разработчиков аналогов ЭКБ ИП".
В таблице "Справочник разработчиков аналогов ЭКБ ИП" есть информация об отечественных предприятиях - разработчиках изделий ЭКБ для РЭА ВВСТ в рамках проводимых ОКР по замене элементов ЭКБ иностранного производства.
Каждая таблица должна содержать ключевое поле для идентификации данных, организации таблиц связей и увеличения скорости поиска данных.
Организация процедуры ввода первичной информации. Первичная информация поступает от предприятий-разработчиков РЭА ВВСТ, являющихся потребителями ЭКБ. Данные от предприятий могут предоставляться в бумажном виде и на электронных носителях. Целесообразно предусмотреть возможности как ручного ввода информации с помощью форм ввода данных ИАС, так и автоматизированного с загрузкой данных из файла с таблицами excel.
При разработке ИАС требуется уделить внимание организации удаленного ввода информации на территории предприятий - изготовителей образцов РЭА ВВСТ с целью минимизации временных и транспортных затрат на согласование и доставку документов. В ИАС станет необходимо реализовать систему электронного документооборота между предприятиями и администратором либо использовать другую из существующих систем.
Предложения по составу используемых технологий и средств разработки.
С учетом предложений, указанных выше,
при создании ИАС потребуется разработать несколько программных модулей для обеспечения основных технологических процессов обработки информации.
Если требуется добиться наилучшего быстродействия при работе СПО ИАС, то подходящей основой для создания такой системы может стать язык программирования C++, библиотека Qt и СУБД PostgreSQL. Данные технологии являются кроссплат-форменными и свободно распространяемыми, т.е. создаваемые программные продукты могут работать на базе операционных систем семейства Windows, Linux и иных операционных систем.
Так, язык C++ является востребованным и широко используемым языком программирования, обеспечивающим высокое быстродействие. СУБД PostgreSQL обеспечивает быстрый и надежный доступ к данным для большого числа пользователей, предъявляет минимальные технические требования к аппаратным составляющим. Библиотека Qt является свободно распространяемой и позволяет разрабатывать приложения любой сложности для всех основных операционных систем, включая мобильные. Имеет в своем составе средства для построения графиков, а также возможность подключать открытые библиотеки для создания отчетов.
Если объем обрабатываемых данных позволит не предъявлять высокие требования к скорости их обработки (обработка данных в реальном времени), то для создания макета можно использовать системы бизнес-анализа, например Microsoft Access, Power BI или иные, схожие по функционалу. В случае разработки системы с возможностью удаленного ввода данных может быть разработано как клиентское приложение, устанавливаемое на рабочую станцию, так и интернет-сервис, работающий в web-браузере.
Открытая информация и сведения с ограниченным доступом могут собираться и передаваться по сети на сервер с использованием современных средств защиты информации через защищенные информационные системы и каналы связи.
Также может использоваться иной набор технологий.
Предложения по аппаратурным и системным требованиям к ИАС. Для точного определения требуемых характеристик состава аппаратурных средств, необходимых для бесперебойного функционирования ИАС, целесообразно провести макетирование расчетных процедур. Макетируемая ИАС, реализующая методику в базовом варианте конфигурации, не должна иметь высокие требования к аппаратным составляющим.
На базе Microsoft Access был разработан и апробирован такой макет программных средств. Объем загруженных в него данных составил 140 тыс. номенклатурных позиций ЭКБ общей стоимостью 11 млрд руб., реализуемой в 380 изделиях РЭА ВВСТ и гражданского (двойного) применения.
Самой емкой расчетной процедурой стала подготовка отчета по комплексной сравнительной оценке текущих и прогнозных значений СКУИЗ с ранжированием по всем анализируемым изделиям РЭА. Данные расчеты были проведены на разных ЭВМ с различными техническими характеристиками, в том числе на ЭВМ, реализованных на отечественной элементной базе.
Проведенная апробация показала, что для комфортной безотказной работы ИАС с учетом 5-кратного наращивания объема анализируемой информации (до 700 тыс. номенклатурных позиций ЭКБ) потребуется ЭВМ со следующими минимально необходимыми характеристиками:
1. Минимальная емкость оперативного запоминающего устройства (далее - ОЗУ) должна составлять не менее 4 Гб - это требование современных персональных ЭВМ. Большую часть ОЗУ потребляет операционная система и встроенные графические адаптеры, поэтому не весь этот объем будет доступен для функционирования ИАС. При больших объемах информации потребуется больший объем ОЗУ. Рекомендуется установить объем памяти не менее 8 Гб.
2. Для высокой скорости обработки данных в ИАС и распараллеливания нескольких потоков обработки необходим минимум двухъядерный процессор с тактовой частотой не менее 2 ГГц на ядро и несколькими потоками обработки команд.
3. Накопитель данных должен быть большого размера, не менее 500 Гб. Это связано с тем, что объем базы данных с течением времени может расширяться без ограничений. По мере накопления данных объем диска можно увеличить.
4. Дисплей (монитор) должен иметь большую диагональ, не менее 21' и разрешение не ниже 1600x1200 точек, т.к. при анализе на экране одновременно может отображаться большое количество данных, отчетов, таблиц. Поэтому чем выше разрешение и размер экрана, тем больше данных сможет разметить пользователь. Для ускорения и удобства работы с данными рекомендуется использовать два монитора. Также можно использовать экраны с большим разрешением 2K (2048 х 1080 пикселей).
Операционная система и состав общего программного обеспечения должны выбираться исходя из конечных требований к среде функционирования ИАС. Для систем на базе операционной системы Windows рекомендуется использовать версию 10. Для операционных систем семейства Linux версия ядра должна быть не ниже 5.8.13.
Из общего программного обеспечения на ЭВМ рекомендуется иметь установленные офисные пакеты разных производителей (Microsoft Office, Libre Office) для обработки и передачи результатов работы ИАС или подготовки входных данных.
Описанные в данной статье предложения по созданию ИАС снижения импорто-зависимости РЭА ВВСТ позволят автоматизировать процессы анализа выполнения предприятиями радиоэлектронной промышленности мероприятий, предусмотренных утвержденными планами-графиками мероприятий по импортозамещению.
Заключение. Программное средство, разработанное в соответствии с авторскими предложениями, сможет обеспечить хранение и обработку значительных массивов входной информации об изделиях РЭА ВВСТ и применяемых в них элементах ЭКБ ИП и ОП, проведение в автоматизированном режиме расчетов заданных показателей уровня применяемости и обеспеченности в
образцах РЭА ВВСТ ЭКБ ОП, визуализацию результатов анализа в табличном и графическом виде.
Использование современных средств разработки и СУБД позволит создать ИАС с гибкой архитектурой и возможностью масштабирования для решения дополнительных задач.
Крайне важным достоинством создаваемой ИАС являются ее коммуникационные возможности, позволяющие ответственным исполнителям дистанционно вводить информацию, а соответствующим должностным лицам оперативно получать полную и объективную информацию для принятия ими своевременных управленческих решений по снижению зависимости отечественной РЭА ВВСТ от применяемой ЭКБ ИП.
В целом создание и внедрение автоматизированной системы позволит значительно повысить эффективность технологических процессов обработки информации, обеспечить полноту, достоверность и своевременность анализа информации по сопровождению мероприятий импортозамещения, а также позволит снизить человеческий фактор при проведении анализа.
Список литературы
1. Отчет о научно-исследовательской работе "Исследование технических характеристик разрабатываемых в рамках реализации государственной программы Российской Федерации "Развитие оборонно-промышленного комплекса" изделий электронной компонентной базы в процессе научно-технического сопровождения НИОКР и анализ соответствия результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по разработке данных изделий целям им-портозамещения". Этап 1 (заключительный). Шифр "Экспертиза-И3" / Ю.М. Фенюк и др.- М.: ФГУП "МНИИРИП". - 2020.
2. Минаев В.Н., Тунгушпаев А.Т. Модели и методы автоматизации управления федеральными программами в сфере гособоронзаказа: монография. - Тверь, 2014. - 780 с.
3. Исаев Г.Н. Проектирование информационных систем: учеб. пособие. - М.: Омега-Л, 2013. - 424 с.
4. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных, 8-е изд.-М.: Вильяме, 2005. - 1328 с.
