CC BY
32
ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION. TECHNICAL SCIENCE. 2021. No 4
Научная статья
УДК 503.55:004.05-631.171:62
doi: 10.17213/1560-3644-2021-4-11-16
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМ СЕРВИСОМ МАШИН
Д.В. Гринченков1, С.Л. Никитченко1, Н.А. Лесник2, А.Ю. Мезенцева1
1Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия, 2Азово-Черноморский инженерный институт - филиал Донского государственного аграрного университета, г. Зерноград, Россия
Аннотация. Технический сервис (ТС) сельскохозяйственной техники на этапе её эксплуатации направлен на поддержание работоспособности машин и их потребительских свойств. Мероприятия ТС организуются и выполняются инженерно-техническими работниками (ИТР) фирменных (дилерских) сервисных центров, либо ИТР сельскохозяйственных предприятий. Передовой мировой опыт управления производством базируется на концепции процессного управления, которая подразумевает реализацию всех этапов управления в едином информационном поле. Для отечественного сельского хозяйства и особенно сферы технической эксплуатации машин это относительно новое направление, которое требует прежде всего разработки специального программного обеспечения (ПО). Актуальной здесь является задача оценки соответствия ПО перечню требований управляемой системы и действующих стандартов, но методы её выполнения ещё не до конца сформулированы. Авторами данной статьи предлагается подход к оценке качества разработанного программного обеспечения, предназначенного для планирования и учёта мероприятий ТС, учёта наработки машин, информационной поддержки сервисных работ, ведения инженерного документооборота, анализа потребления и резервирования запасных частей. Применение предлагаемой методики оценки качества будет способствовать оперативному внедрению и адаптации специализированного ПО на предприятиях, что в свою очередь обеспечит соблюдение регламентов заводов-изготовителей тракторов и комбайнов, повысит их работоспособность и бесперебойную работу.
Ключевые слова: технический сервис, программное обеспечение, качество, процессное управление, стандарт, готовый к использованию, программный продукт, инструкции по тестированию программ
Для цитирования: Гринченков Д.В., Никитченко С.Л., Лесник Н.А., Мезенцева А.Ю. Оценка качества программного обеспечения для управления техническим сервисом машин // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2021. №4. С. 11 - 16. http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2021-4-11-16
Original article
EVALUATION OF THE QUALITY OF SOFTWARE FOR MANAGING THE TECHNICAL SERVICE OF MACHINES
D.V. Grinchenkov1, S.L. Nikitchenko1, N.A. Lesnik2, A.Yu. Mezentseva1
1Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia, 2The Azov-Black Sea Engineering Institute - branch Don State Agrarian University, Zernograd, Russia
Abstract. Technical service (TS) of agricultural machinery at the stage of its operation is aimed at maintaining the operability of machines and their consumer properties. TS events are organized and carried out by engineering and technical workers (ITR) of branded (dealer) service centers, or engineering and technical personnel of agricultural enterprises. The advanced world experience in production management is based on the concept of process management, which implies the implementation of all stages of management in a single information field. For domestic agriculture and especially the sphere of technical operation of machines, this is a relatively new direction, which requires, first of all, the development of special software (SW). Relevant here is the task of assessing the compliance of software with the list of requirements of the managed system and current standards, but the methods for its implementation have not yet been fully formulated. The authors of this article propose an approach to assessing the quality of the software they have developed, intended for planning and accounting for vehicle activities, accounting for machine operating time, information support for service work, engineering workflow, consumption analysis and spare parts reservation. The use of the proposed quality assessment methodology will facilitate the prompt implementation and adaptation of specialized software at enterprises, which in turn will ensure compliance with the regulations of the tractor and harvester manufacturers, increase their efficiency and smooth operation.
© Гринченков Д.В., Никитченко С.Л., Лесник Н.А., Мезенцева А.Ю., 2021
ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION. TECHNICAL SCIENCE. 2021. No 4
Keywords: technical service, software, quality, process management, standard, ready-to-use software product, software testing instructions
For citation: Grinchenkov D.V., Nikitchenko S.L., Lesnik N.A., Mezentseva A.Yu. (2021) Evaluation of the quality of software for managing the technical service of machines. University News. North-Caucasian Region. Technical Sciences, 2021, no. 4, pp. 11 - 16. http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2021-4-11-16
Введение
Стремительное развитие информационных технологий становится предпосылкой к постепенной цифровизации различных видов деятельности большинства предприятий, включая сферу сельского хозяйства. Существующие на сегодняшний день программные продукты позволяют контролировать множество производственных процессов на сельскохозяйственных предприятиях, но вопросы организации и технологии технического сервиса машинно-тракторного парка (МТ11) охвачены ими частично. Отечественные софтверные компании практически не предлагают сельскому хозяйству информационные системы, поддерживающие процессное управление полным перечнем мероприятий ТС машин. Здесь доминирует заказная разработка подобных систем по заявкам отдельных предприятий. Однако анализ ситуации показывает, что в недалёком будущем ожидается их массовое применение [1 - 4]. Принятие решения о внедрении информационной системы в рассматриваемой предметной области требует предварительно осуществить оценку качества программного продукта, его тестирование и доработку с устранением выявленных недостатков.
В соответствии с ISO 9126, модель качества ПО включает шесть структурных наборов оценочных характеристик (рис. 1).
Рис. 1. Оценочные характеристики качества ПО / Fig. 1. Estimated characteristics of software quality
При проверке систем на соответствие требованиям разработки ПО используют несколько видов стандартов: ISO; TickIt; SEISW-CMM и др.
[5, 6].
Разработка методов оценки качества ПО для поддержки управленческих решений в области ТС машин является актуальной задачей,
решение которой базируется на проверке соответствия ПО требованиям действующих стандартов системы технического обслуживания машин, а также на соответствие международным стандартам по оценке качества программного обеспечения.
Методика исследования
В основе рассматриваемого подхода к оценке качества инженерного ПО лежат требования государственных стандартов, регламентирующие предметную область и процессы оценки программных продуктов:
- ГОСТ 20793-2009 Тракторы и машины сельскохозяйственные. Техническое обслуживание.
- ГОСТ27.002-2015 Надёжность в технике. Термины и определения.
- ГОСТ Р 27.001-2009 Надежность в технике. Система управления надежностью. Основные положения.
- ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93 Информационная технология. Оценка программного продукта. Характеристики качества и руководство по их применению.
- ГОСТ Р ИСО/МЭК 25051-2017 Требования и оценка качества систем и программного обеспечения (SQuaRE). Требования к качеству готового к использованию программного продукта (RUSP - Ready to Use Software Product) и инструкции по тестированию.
Исследовалась сама возможность внедрения и интеграции ПО в систему управления эксплуатацией, техническим сервисом и надёжностью машин в условиях эксплуатирующего технику предприятия. Здесь приоритет имеют системы, внедрение которых не требует тотальной реструктуризации инженерно-технической службы предприятия (ИТС). Следует отметить, что информатизация ИТС часто требует выполнять оптимизацию структуры самой службы, но это тема отдельного исследования. В нашем случае оценка качества конкретного программного обеспечения и вообще возможность его применения на предприятии должны определяться по некоторому перечню показателей, который не противоречит структуре модели качества, показанной на рис. 1. Для этого предлагается ряд таких оценочных показателей:
ISSN 1560-3644 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИМ РЕГИОН._ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. 2021. № 4
ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION. TECHNICAL SCIENCE. 2021. No 4
П.1 - Соответствие логической структуры информационной модели и базы данных программного обеспечения предметной области ТС сельскохозяйственной техники.
П.2 - Возможность организации автоматизированных рабочих мест (АРМ) специалистов, осуществляющих процесс управления мероприятиями ТС машин в хозяйстве, в соответствии с их трудовыми действиями, выполняемыми функциями и имеющимся документооборотом.
П.3 - Возможность реализации этапов процессного управления мероприятиями технического сервиса машин - планирование, учёт, контроль, документирование, анализ.
П.4 - Возможность учёта расхода запасных частей и эксплуатационных материалов каждой единицей техники, резервирование запасных частей.
П.5 - Учёт наработки машин, выполненных ТО и ремонтов по каждой машине, хранение истории всех технических воздействий для каждого технического объекта.
П.6 - Возможность расчёта комплексных показателей надёжности эксплуатируемых технических объектов.
П.7 - Возможность одновременной работы пользователей под управлением распространённых операционных систем Windows, Linux, Android или др.
П.8 - Совместимость с имеющимися на предприятии информационными системами других функциональных служб и программными продуктами для обработки статистических данных (типаMS Office Excel).
П.9 - Обеспечение безопасности данных.
П.10 - Наличие Web-версии продукта и беспроводного доступа к базе данных информационной системы из любой точки предприятия.
П.11 - Совместимость с существующими на предприятии системами ГЛОНАСС/GPS мониторинга с целью автоматизации учёта наработки машин по топливу.
П.12 - Соответствие требованиям ГОСТ Р ИСО/МЭК 25051-2017 относительно качества готового к использованию программного продукта (RUSP).
Показатели П.1 - П.6 характеризуют соответствие ПО предметной области применения и условиям потенциальных потребителей. В первую очередь осуществляют проверку соответствия по показателю П.1. Для этого необходимо изучить логическую структуру модели данных информационной системы, которая может быть представлена в табличном или графическом виде,
и убедиться, что приведенный в ней набор сущностей и их атрибутов полностью отражает предметную область, которая может быть представлена в виде набора инженерных задач.
Например, задача управления постановкой тракторов и комбайнов на ТО регламентируется требованиями действующей планово-предупредительной системы ТО и ГОСТ 20793-2009. Функциональность рассматриваемого ПО должна позволять решать данную задачу в рамках указанных требований. Функционально программный продукт должен выполнять: учет текущей наработки каждой единицы техники; расчет остаточной наработки до проведения ТО; определение момента проведения очередного ТО; учет проведенных ТО. База данных информационной системы должна обеспечить хранение нормативных значений наработки на отдельные виды ТО (периодичность) и допускаемые отклонения А, по наработке момента проведения ТО: для ТО-1, ТО-2 А, = 10 %; для ТО-3 А, = 5 %. При приближении остаточной наработки Тост какой-либо из единиц техники к нулевому значению, программа должна информировать пользователя о приближении момента проведения очередного ТО.
Показатель П.6 мы ввели, чтобы отметить перспективность информационных систем, способных вести расчёт показателей надёжности эксплуатируемых объектов. Таких систем в отечественном сельском хозяйстве пока нет, но они должны быть, потому что уже применяются в других отраслях.
Показатели П.7 - П.12 отражают технические характеристики самого ПО и степень его соответствия требованиям стандарта, предъявляемым к готовому программному продукту. В целом эти показатели интуитивно понятны и их оценка осуществляется в процессе внедрения и дальнейшего использования программного продукта. Наиболее трудоёмким будет процесс оценки соответствия по показателю П.12. Здесь в основном руководствуются положениями ГОСТ Р ИСО/МЭК 25051-2017, в котором п. 5.3 содержит требования к качеству программного обеспечения:
5.3.1. Качество продукта - функциональная пригодность.
5.3.1.1. После установки ПО правильное функционирование может быть проверено за счет использования поставляемых контрольных примеров либо с помощью процедуры самотестирования с соответствующими сообщениями, а также путем проведения тестов самим пользователем.
ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION.
5.3.1.2. Все упоминаемые в документации пользователя функции должны выполняться с соответствующими аппаратными устройствами, свойствами и данными, а также в рамках заданных ограничений и в соответствии со всеми сообщениями, содержащимися в документации пользователя.
Результат оценки соответствия ПО мы предлагаем сводить в матрицу, столбцы которой содержат перечисленные выше оценочные показатели, а строки - перечень программных продуктов, входящих в оцениваемую информационную систему. Если программный продукт отвечает конкретному показателю, то в ячейке на пересечении строки продукта и столбца показателя
TECHNICAL SCIENCE. 2021. No 4
ставим плюс. При этом не обязательно, чтобы все программные продукты, входящие в информационную систему, отвечали одному выбранному показателю. Здесь бывает достаточно соответствия одного из продуктов.
Результаты и их обсуждение
Для примера в данной работе в качестве объектов исследования были приняты программные продукты, входящие в состав разработанной нами ранее информационной системы «Агрокомплекс» [7 - 11]. Перечень исследуемых автоматизированных рабочих мест (АРМ), их назначение и функциональность представлены в табл. 1.
Таблица 1/ Table 1
Программные продукты информационной системы «Агрокомплекс» / Software products of the information system «Agrocomplex»
Наименование программы Назначение и функциональные возможности
«Инженер» свид. о гос. рег. №2019613623 АРМ главного инженера, заведующего мастерской или инженера по эксплуатации МТП - ведение журнала ТО и ремонтов машин, ведомости дефектов и др., расчёт коэффициента технического использования машин
«АСУТО» - автоматизированная система управления ТО свид. о гос. рег. №2020614673 АРМ мастера-наладчика, механика или инженера по эксплуатации машин, осуществляющего организацию и управление ТО сельскохозяйственной техники - планы-графики ТО каждой машины; учёт наработки по топливу и в моточасах; контроль своевременности проведения ТО; ведение журнала ТО; информационная поддержка технологий ТО и хранения сельскохозяйственной техники; поддержка поиска неисправностей дизельных двигателей
«Ресурсы» свид. о гос. рег. №2006611143 АРМ техника-кладовщика склада запасных частей при ремонтной мастерской - ведение картотеки склада, учёт прихода и расхода запчастей; лимитно--заборные карты и накладные; расчёт резерва и оформление заявок на запасные части.
Рис. 2. ER-диаграмма модели данных информационной системы «Агрокомплекс» / Fig. 2. ER-diagram of the data model of the information system «Agrocomplex»
ISSN 15б0-3б44 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION.
Детально рассмотрим оценку соответствия системы «Агрокомплекс» по показателю П.1, т.е. предметной области. Для этого на рис. 2 приведена схема информационной модели данных в виде ER-диаграммы связи сущностей (ER -Entity-Relationship). Анализ схемы модели данной системы «Агрокомплекс» позволяет сделать вывод, что она соответствует предметной области и позволяет осуществлять информационную поддержку процессного управления мероприятиями технической эксплуатации машин.
Матрица оценки качества данной информационной системы по всему перечню показателей приведена в табл. 2.
Таблица 2/ Table 2 Матрица оценки качества информационной системы «Агрокомплекс» / Matrix for assessing the quality of the information system «Agrocomplex»
По данным матрицы (табл. 2) видно, что программные продукты, входящие в исследуемую информационную систему, полностью соответствуют семи оценочным показателям и наблюдается частичное соответствие по пяти показателям. При этом варианты частичного соответствия по показателям П.4, П.5, П.6 и П.11 вполне достаточны. А вот частичное соответствие по показателю П.10 является существенным недостатком, поскольку наличие Web -версий для всего пакета программ позволило бы пользователям работать на любых технических устройствах и не иметь привязки к стационарному рабочему месту.
Поясним также результат оценки по показателю П.12. Здесь на основании стандартов группы TickIt осуществлялась оценка соответствия продуктов системы по частным критериям - доступность и полнота описания продукта в руководстве пользователя, удобство использования, оперативность ввода первичных данных, поддержка синтаксически правильного ввода данных, дружественный и интуитивно понятный интерфейс, надежность, безопасность, информационная поддержка разработчика.
Заключение
Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, что предлагаемый авторами подход к оценке качества инженерного программного
TECHNICAL SCIENCE. 2021. No 4
обеспечения позволит обоснованно выбирать информационные системы для поддержки этапов процессного управления техническим сервисом сельскохозяйственной техники в условиях эксплуатирующего предприятия. Приведенный в работе пример оценки качества программных продуктов информационной системы «Агрокомплекс» позволяет судить о её соответствии рассматриваемой предметной области, условиям потенциальных потребителей и требованиям стандартов в области технического обслуживания сельскохозяйственных тракторов и комбайнов, а также правилам разработки программного обеспечения. Система обеспечивает достаточный охват инженерных задач. При этом выявлены слабые стороны ПО, которые требуют доработки в части обеспечения возможности связи АРМ и базы данных системы через сеть Интернет.
Список источников
1. Никитченко С.Л., Шупляк Л.В., Гринченков Д.В. Развитие программного обеспечения информационных систем в сельскохозяйственном производстве // Наука. Образование. Культура. Вклад молодых исследователей: сб. статей по материалам V Междунар. науч. конф. преподавателей, аспирантов, магистрантов и студентов вузов / под ред. Л.Н. Соколовой. Новочеркасск, 2020. С. 124 - 129.
2. Никитченко С.Л., Гринченков Д.В. Математическое обеспечение информационной системы для резервирования запасных частей сельскохозяйственной техники // Фундаментально-прикладные проблемы безопасности, живучести, надёжности, устойчивости и эффективности систем. материалы IV междунар. науч.-практ. конф. Елец, 2020. С. 374 - 379.
3. Никитченко С.Л., Воронов Е.В. Причинные факторы снижения эксплуатационной надёжности сельскохозяйственной техники // Вестн. НГИЭИ. 2020. № 2 (105). С. 56 - 66.
4. Никитченко С.Л., Мохирев Е.В. Информатизация инженерных служб сельскохозяйственных предприятий // Международный сельскохозяйственный журн. 2009. № 1. С. 21-22.
5. Качество программного обеспечения (Software Quality) [Электронный ресурс] // Business Analysis [Сайт]. URL: https://analytics.infozone.pro/software-quality/. (дата обращения 19.09.2021).
6. Стандарты в области разработки программного обеспечения [Электронный ресурс] // iTeam [Сайт]. URL: https://blog.iteam.ru/standarty-v-oblasti-razrabotki-programmnogo-obespecheniya/. (дата обращения 12.09.2021).
7. Никитченко С.Л., Лесник Н.А. Автоматизация управления мероприятиями технического обслуживания сельскохозяйственных тракторов и комбайнов // АгроЭко-Инфо. - 2018. № 2. http://agroecoinfo.narod.ru/journal/ STATYI/2018/2/st 202.doc.
8. Никитченко С.Л. Автоматизация контроля и планирования в системе машиноиспользования сельскохозяйственного предприятия // АПК - экономика, управление. 2014. № 12. С. 30 - 34.
ПО Показатели оценки качества
П.1 П.2 П.З П.4 П.5 П.6 П.7 П.8 П.9 П.10 П.11 П.12
Ресурсы + + + + + + + + +
Инженер + + + + + + + + +
АСУТО + + + + + + + + +
ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION. TECHNICAL SCIENCE. 2021. No 4
9. Никитченко С.Л., Алексенко Н.П., Котович А.В., Олейникова И.А. Ресурсосберегающее управление процессами эксплуатации и технического сервиса сельскохозяйственной техники // Вестн. аграрной науки Дона. 2018. № 4(44). С. 57 - 65.
10. Валуев Н.В., Никитченко С.Л., Волошин А.Д. Повышение надёжности сельскохозяйственной техники обоснова-
нием резерва запасных частей на период полевых работ // Вестн. аграрной науки Дона. 2019. № 2(46). С. 55 - 62.
11. Матвиенко Н.А., Никитченко С.Л. Совершенствование организации технического обслуживания сельскохозяйственной техники на предприятии // Вестн. ИРГСХА. 2017. Вып. 81/2. Август. С. 62 -70.
References
1. Nikitchenko S. L., Schupljak L. W., Grinchenkov D.W. (2020) Development of information systems software in agricultural production. In the collection: Science. Education. Culture. Contribution of young researchers. Collection of articles based on the materials of the V International scientific conference of teachers, graduate students, undergraduates and university students. Ed. L.N. Sokolova. Novocherkassk, 2020, pp. 124-129. (In Russian).
2. Nikitchenko S.L., Grinchenkov D.V. (2020) Mathematical support of the information system for the reservation of spare parts for agricultural machinery. In the collection: Fundamental-applied problems of safety, survivability, reliability, stability and efficiency of systems. materials of the IV international scientific and practical conference. Yelets, 2020. pp. 374-379. (In Russian).
3. Nikitchenko S.L., Voronov E.V. (2020) Causal factors of reduction of operational reliability of agricultural machinery. Vestnik NGIEI., 2020, no. 2 (105), pp. 56-66. (In Russian).
4. Nikitchenko S.L., Mohirev E.V. (2009) Informatization of engineering service of agricultural enterprises. International Agricultural Journal, 2009, no. 1, pp. 21-22. (In Russian).
5. Software Quality. Business Analysis [Website]. Available at: https://analytics.infozone.pro/software-quality/. (accessed: 19.09.2021). (In Russian).
6. Standards in the field of software development [Electronic resource]. iTeam [Website]. - Available at: https://blog.iteam.ru/standarty-v-oblasti-razrabotki-programmnogo-obespecheniya/ (accessed: 12.09.2021). (In Russian).
7. Nikitchenko S.L., Lesnik N. A. (2019) Atomization of the management of technical maintenance of agricultural tractors and combines. AgroEcoInfo, 2018, no. 2. http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2018/2/st 202.doc (In Russian).
8. Nikitchenko S.L. (2014) Automation of control and planning in the system of machine use of an agricultural enterprise. Agro-industrial complex-economics, management, 2014, no. 12, pp. 30-34. (In Russian).
9. Nikitchenko S.L., Aleksenko N. P., Kotovich A. V., Oleynikova I. A. (2018) Resource-saving control of processes of exploitation and technical service of agricultural machinery. Bulletin of Agrarian Science of the Don, 2018, no. 4(44), pp. 57-65. (In Russian).
10.Valuyev N.V., Nikitchenko S. L., Voloshin A.D. (2019) The reliability's improving of agricultural machinery rationale for reserve of spare parts for the field works' period. Bulletin of Agrarian Science of the Don, 2019. no. 2(46), pp. 55-62. (In Russian).
11. Matvienko N.A., Nikitchenko S.L. (2017) Improvement of the organization of maintenance of agricultural machinery at the enterprise. Bulletin of the IRGSHA, 2017, vol. 81/2 August, pp. 62-70. (In Russian).
Сведения об авторах
Дмитрий Валерьевич Гринченковв - канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Программное обеспечение вычислительной техники», grindv@yandex.ru
Сергей Леонидович Никитченко - канд. техн. наук, доцент кафедра «Программное обеспечение вычислительной техники», binom_a@rambler.ru
Наталья Александровна Лесник - инженер, кафедра «Технический сервис в агропромышленном комплексе», nat-matvien@mail.ru Анна Юрьевна Мезенцева - старший преподаватель, кафедра «Программное обеспечение вычислительной техники», avmfl@mail.ru
Information about the authors
Dmitry V. Grinchenkov - Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, Head of the Department «Computer Software», grindv@yandex.ru
Sergey L. Nikitchenko - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department «Computer Software», binom_a@rambler.ru Natalia A. Lesnik - Engineer, Department «Technical Service in Agroindustrial Complex», nat-matvien@mail.ru Anna Yu. Mezentseva - Senior Lecturer, Department «Computer Software», avmfl@mail.ru
Статья поступила в редакцию/the article was submitted 21.09.2021; одобрена после рецензирования /approved after reviewing 27.09.2021; принята к публикации / ac-ceptedfor publication 05.10.2021.
