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

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

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

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

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

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 ) +

+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.