Научная статья на тему 'Метод оценки времени на выполнение процессов электронного документооборота технической документации'

Метод оценки времени на выполнение процессов электронного документооборота технической документации Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
156
41
Поделиться
Ключевые слова
электронный документооборот технической документации / комплект технических документов / обобщенная формализованная схема / динамические вероятностные нагруженные графы / имитационное моделирование

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — П. Е. Булавский, Д. С. Марков

Приведено описание формализованной схемы (ФС) электронного документооборота технической документации (ЭДТД) на устройства СЦБ. На основе формализованной схемы предложен метод оценки временных параметров ЭДТД с использованием динамических вероятностных нагруженных графов (ДВНГ).

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — П. Е. Булавский, Д. С. Марков

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Метод оценки времени на выполнение процессов электронного документооборота технической документации»

64

Электронный документооборот технической документации

Электронный документооборот технической документации

УДК 004.942+656.25

Метод оценки времени на выполнение процессов электронного документооборота технической документации

П. Е. Булавский, Д. С. Марков

Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах»

Аннотация. Приведено описание формализованной схемы (ФС) электронного документооборота технической документации (ЭДТД) на устройства СЦБ. На основе формализованной схемы предложен метод оценки временных параметров ЭДТД с использованием динамических вероятностных нагруженных графов (ДВНГ).

Ключевые слова: электронный документооборот технической документации; комплект технических документов; обобщенная формализованная схема; динамические вероятностные нагруженные графы; имитационное моделирование.

1 Введение

Оценка параметров электронного документооборота технической документации по системам железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ) требует синтеза имитационных моделей и определяется: территориальной распределенностью средств ЭДТД, временной продолжительностью реализации проектов СЖАТ, большим числом пользователей, решающих разнородные задачи [1].

Разработку программных средств для электронного документооборота технической документации и синтеза имитационной модели, позволяющей оценивать его эффективность, в [1] предложено осуществлять на основе концептуальной модели. С целью синтеза концептуальной модели ЭДТД исследованы реальные процессы формирования, проверки и использования технической документации в системах автоматики и телемеханики для выявления сценариев документооборота и протоколов свойств технических документов. Методология описания ЭДТД предполагает его разделение на три составляющие: участники, состояние докумен-

тов с допустимыми областями значений и процессы.

Для синтеза системы мониторинга, управления качеством работ и его контроля в службе автоматики и телемеханики на основе ЭДТД выделены технологические цепочки, соответствующие стадиям выполнения работ - от их начала до завершения процессов строительства систем и их ввода в эксплуатацию. При этом уровень формализации этапов технологического цикла должен быть достаточен для мониторинга и контроля качества их выполнения.

Уровни иерархии рассматриваемых процессов ЭДТД соответствуют уровням выполнения и детализации технологических цепочек. Алгоритмические уровни представления отражают степень детализации элементарных операций для рассматриваемых элементов технологических цепочек на данном иерархическом уровне. Элементарные операции могут в свою очередь представляться алгоритмами на следующем (низшем) алгоритмическом уровне.

2 Формализованная схема электронного документооборота технической документации

Разработка автоматизированной технологии ЭДТД предполагает применение формализованных методов представления документооборота технической документации. С этой целью разработана обобщенная формализованная схема (ОФС) описания объектов, участвующих в процессе ЭДТД для систем железнодорожной автоматики и телемеханики [2].

Электронный документооборот технической документации

65

ОФС строится на основе структурной схемы модели электронного документооборота технической документации при проектировании, строительстве и производстве пусконаладочных работ по системам автоматики и телемеханики.

Детализация основных процессов по составляющим их подпроцессам и источникам получения информации приведена в табл. 1.

В соответствии с приведенной выше характеристикой ЭДТД как объекта моделирования к имитационной модели ЭДТД предъявляются следующие требования:

■ ЭДТД представляется как сложная система массового обслуживания (ССМО);

■ имитационная модель должна строиться на основе матричного представления алгоритмов ЭДТД;

■ при построении модели должна учитываться иерархическая структура матриц ЭДТД;

■ для обеспечения независимости моделирующего алгоритма имитационной модели от конкретных процессов ЭДТД, подверженных изменению, моделирующий алгоритм должен быть универсальным и представлять собой алгоритм обработки соответствующих матриц.

В [3] предложена имитационная модель ССМО, разработанная в среде GPSS WORLD и отвечающая изложенным требованиям.

В имитационной модели ЭДТД как ССМО заявками являются комплекты технических документов, поступающие к участникам ЭДТД для выполнения технологических процессов, при этом участники ЭДТД рассматриваются как обслуживающие устройства, а технологические процессы описываются в виде алгоритмов реализации технологических цепочек (см. табл. 1).

ТАБЛИЦА 1. Основные процессы ЭДТД

Процессы электронного документооборота ТД Источник информации

1 2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1 Разработка технических заданий (ТЗ) и технических условий (ТУ) на проектируемые объекты

1.1 Включение объекта в план проведения работ по строительству и модернизации Генеральный заказчик

1.2 Разработка, согласование и утверждение задания на проектирование Служба Ш, причастные службы

1.3 Разработка, согласование и утверждение технических условий Служба Ш, причастные службы

2 Разработка, согласование и утверждение утверждаемой части проектно-сметной документации

2.1 Проектирование утверждаемой части проектно-сметной документации Проектная организация

2.2 Согласование и утверждение утверждаемой части проектносметной документации Служба Ш, причастные службы

3 Проектирование, отправка и экспертиза проектно-сметной документации

3.1 Проектирование технической документации по принципиальным и монтажным схемам, спецификациям оборудования, изделий и материалов, объектным сметам на строительство Проектная организация

3.2 Передача заказчику (отправка) технической документации по принципиальным и монтажным схемам, спецификациям оборудования, изделий и материалов, объектным сметам на строительство Проектная организация

3.3 Экспертиза технической документации по принципиальным и монтажным схемам, спецификациям оборудования, изделий и материалов, объектным сметам на строительство Служба Ш

3.4 Передача на завод-изготовитель проектной документации по принципиальным и монтажным схемам Проектная организация, Завод-изготовитель

4 Изготовление, строительство и проведение пусконаладочных работ по системам автоматики и телемеханики

66

Электронный документооборот технической документации

Окончание табл. 1

1 2

4.1 Изготовление приборов и оборудования Завод-изготовитель

4.2 Строительство системы Подрядчик

4.3 Распределение полученных с заводов-изготовителей приборов по объектам капитального строительства и ШЧ Служба Ш

4.4 Установка приборов и оборудования в конструктивы в ШЧ ШЧ РТУ

4.5 Проведение пусконаладочных работ Служба Ш

4.6 Проведение рабочей комиссии, рассматривающей готовность системы к вводу в эксплуатацию Служба Ш, причастные службы

4.7 Проведение приемочной комиссии по вводу системы в эксплуатацию Генеральный заказчик, Служба Ш, причастные службы

4.8 Исправление технической документации по итогам проведения пусконаладочных работ Проектная организация

3 Метод оценки временных параметров на основе динамического вероятностного нагруженного графа

Существенные сложности при формализации описываемых процессов ЭДТД вызывает необходимость учета вероятностного характера как условных переходов, так и времени выполнения технологических операций и переходов, входящих в технологические цепочки [3]. Для формализации вероятностного характера процессов ЭДТД целесообразно использовать динамические вероятностные нагруженные графы (ДВНГ). В [4] дано определение и описание их свойств.

Динамическим вероятностным нагруженным графом [4] называется ориентированный граф

G = (Т0, Pa ),(| Ха\ = п, | P0| = m),

у которого в любой момент времени t е T для любых вершин xt, x}. из XG l-я дуга

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

U() е PG существует с вероятностью Pj1 )(t) .

Если в данный момент времени t дуга Uj) существует, то она характеризуется априори известной величиной Ct (Uj)) - нагрузкой

дуги в момент времени t.

Введем определение. Динамическим вероятностным технологическим процессом (ДВТП) будем называть динамический вероятностный нагруженный граф технологической цепочки, соответствующей описанию процесса обработки комплекта технических

документов, логически взаимосвязанной, с функционально полной последовательностью операций.

Матрицей смежности ДВТП A(G)[4x4] = ajj

называется квадратная матрица размерностью [п x n] , п = |XG|, каждый элемент ajj, которой равен количеству возможных дуг (петель при i = j) из вершины xi е XG в вершину Xj е XG.

Матрицей вероятностей ДВТП G = (XG, PG )

размер-

называется матрица PG (t) = Pj (t) ностью [n x n] , n = |XG|, каждый элемент j) =(Pj"(t), Pj2’(t), .., j1 (t)) которой

есть вектор вероятностей существования соответствующей дуги из вершины xi е XG в вершину Xj е XG в момент времени t.

Будем говорить, что упорядоченная последовательность дуг (uii\uii\...,uii))

J \ lil2 lili zkzk +1 /

Г- ~ (l1,l2,***,lk)

образует возможный путь д (i i i ) из

(*1^2,-"^ k +1)

вершины Xii е XG в вершину X^ 1 е XG, если существует упорядоченная по возрастанию последовательность согласованных временных срезов (tii,ti2,...,tk)такая, что соответ-

ствующая ей упорядоченная последовательность вероятностей (^ ),Р™ ( ). ••.,ТлД))

не содержит нулевых элементов.

Электронный документооборот технической документации

67

В [4] дано определение надежности и риска пути для транспортных сетей. Сформулируем указанные определения для ЭДТД с учетом качества технической документации.

Надежностью пути Ц

А)

A+i)

соответ-

ствующей времени начала ЭДТД t^, будем называть величину E = P(ll) (t. V Pll)it )•...• Plk) (t ).

J hh V li ' l2l3 \ l2 ; Vk+i\ lk ;

(l1,l 2,...,h)

Риском пути Ц (li,l2,...jk,1), соответствующим времени начала ЭДТД tli, будем называть

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ве™ч™>' X1 -А(АРр3(tl2)•...• рл,\к)).

Надежность и риск каждого возможного пу-

ти являются функциями времени начала ЭДТД th.

В [5] изложены принципы оценки качества технических документов.

Сформулируем задачу моделирования как оценку времени выполнения процессов (см. табл. i) в зависимости от качества технической документации и времени начала процессов ЭДТД.

Рассмотрим процесс П ЭДТД, показанный на рисунке.

Введем следующие обозначения:

X1 - проектирование технической документации;

X2 - проверка и исправление проектной организацией ошибок в технической документации;

X3 - экспертиза технической документации;

Х4 - передача технической документации на завод-изготовитель;

X,.

U - дуга из вершины X в X,;

С ) - нагрузка дуги из вершины X в

(U lj )

Р,,

j (АД) - вероятность условного перехода в зависимости от качества технической документации, участвующей в операции X

процесса П .

Матрица смежности для указанного графа будет иметь вид:

X5 - изготовление и строительство СЖАТ. 0 1 0 0 0

Таким образом, на рисунке: 0 0 1 1 0

X1... X5 - операции процесса П; A(G)[5x5] = 0 1 0 1 0

т1...т5 - время выполнения операции X 0 1 0 0 1

процесса П; 0 0 0 0 0

68

Электронный документооборот технической документации

Матрица вероятностей будет иметь вид: где

0 Р2(КТД ) 0 0 0

0 0 Р^(КТД ) р4(КТД ) 0

0 Р32(КТД ) 0 Р34(КТД ) 0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

0 Р42(КТД ) 0 0 р5(КТД )

0 0 0 0 0

Для построения матричной имитационной модели введем три типа операций и вероятностные логические условия:

■ операции, порождающие качество технической документации с заданной вероятностью X;

■ операции, длительность которых зависит от качества технической документации,

X2,Xз,X4 ;

■ операции, повышающие качество технической документации, X2, X3;

■ логические условия, вероятность перехода в которых зависит от качества технической документации, р ( Ктд ).

Каждая операция процесса ЭДТД может быть представлена матрицей в модели на следующем уровне детализации [3].

Учитывая, что xt = f (Kt) для i = 2...4,

n = f (Ki), m = f (Ki), обозначим:

xi - время выполнения элементарной операции Xi процесса П;.;

P(k ) - вероятность условного перехода

(КТД )

как функция от качества технической документации;

т.(к ) - время выполнения элементарной

операции как функция от качества технической документации;

Определим время выполнения процесса П;.:

Zi = f ( X )) Р( Ктд )■

С<и;) = f (t) p k, ).

Здесь Р(Х) - вероятность порождения

уровня качества технической документации при выполнении операции Xi .

Общая продолжительность процесса ЭДТД включает совокупность элементарных для данного уровня представления операций, выполняемых на разных стадиях ЭДТД, и нагрузок дуг в соответствии со структурной схемой взаимодействия процессов и вероятностью выполнения условных переходов в данный момент времени.

Предложенная формула позволяет более точно определять продолжительность процессов при реализации элементарных операций и переходов на данном иерархическом уровне представления при проведении натурных обследований на стадии подготовки исходных данных для матричной модели ССМО для верификации моделей процессов ЭДТД, предварительной оценки времени моделирования и калибровки реального времени модели [3].

При реализации процессов ЭДТД вероятность возврата технической документации после экспертизы меньше, если качество технической документации выше. Оценивая качество технической документации по результатам проектирования и экспертизы, можно моделировать реальные процессы ЭДТД, исследуя зависимость их продолжительности от качества технической документации.

4 Заключение

Т- =тх +С (U\2) +

+np I тР

(ктд ) V (ктдI

У 2 ( Ктд ) +

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

+С (U23) + Тз(ктд ) + С (U32) )

+ ^4( ктд )+С (U3.) + С (U472) ) +

+С (U 44,) + Х„

Разработанное представление ЭДТД с помощью ДВНГ дает возможность оценить влияние вероятностных факторов на временные параметры ЭДТД. Предложенная формула позволяет получить оценку времени ЭДТД, которая может быть использована для калибровки имитационной модели и программирования сторожевых таймеров.

Электронный документооборот технической документации

69

Предложенная матричная модель процессов электронного документооборота технической документации позволяет:

■ оценивать время, затраченное на выполнение процессов электронного документооборота в зависимости от достигнутого качества технической документации;

■ оценивать влияние отдельных операций электронного документооборота на качество технической документации;

■ оценивать влияние изменений структуры системы электронного документооборота предприятия на время выполнения процессов;

■ оценивать влияние введения дополнительных операций на качество технической документации.

■ прогнозировать необходимые ресурсы для проектирования, изготовления и строительства СЖАТ в соответствии с перспективными планами развития отрасли;

■ обеспечивать сопровождение ЭДТД при внедрении новых технологий на всех этапах жизненного цикла СЖАТ;

■ обеспечивать сопровождение ЭДТД при внедрении новых технологий технического обслуживания СЖАТ.

Библиографический список

1. Булавский, П. Е. Концептуальная модель электронного документооборота технической документации / П. Е. Булавский // Транспорт Российской Федерации. - 2011. - № 1. - С. 60-63.

2. Булавский, П. Е. Синтез формализованной схемы электронного документооборота систем железнодорожной автоматики и телемеханики / П. Е. Булавский, Д. С. Марков // Известия Петербургского университета путей сообщения. -2013. - № 2. - С. 108-115.

3. Булавский, П. Е. Матричный метод формализации имитационных моделей сложных систем массового обслуживания / П. Е. Булавский, Д. С. Марков // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2010. - № 4. -С.186-195.

4. Орлов, Г. С. Динамические вероятностные нагруженные графы. Определения, свойства, области применения / Г. С. Орлов // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2010. - № 1 (Вып. 31). - С. 48-57.

5. Булавский, П. Е. Оценка качества технической документации на системы ЖАТ / П. Е. Булавский // Автоматика, связь, информатика. -2011. - № 8. - С. 37-39.