CC BY
35
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
УДК 681. 335.001.53
ПОДХОД К РАЗРАБОТКЕ СТРУКТУРЫ СРЕДСТВ КОРПОРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВОМ СЛОЖНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
ТЕСЛЯ Ю.Н.
Излагается подход к разработке структуры средств корпоративных информационных систем управления строительством сложных энергетических объектов, базирующийся на декомпозиции информационной среды средств решения функциональных задач с выделением типовых процедур и объектов преобразования информации.
Развитие инструментальных программных средств, методов сбора и обработки информации, систем управления и систем ведения баз данных, систем, базирующихся на знаниях, объектно-ориентированного программирования создает предпосылки к построению корпоративных информационных систем в различных областях народного хозяйства. В промышленности уже давно и с успехом используются корпоративные системы управления предприятиями (К3,Технокласс-2000 и др.). Но в энергетическом строительстве пока не существует разработок, которые можно было бы с полным правом считать законченными, готовыми к коммерческому использованию в условиях Украины корпоративными информационными системами. А традиционные системы, используемые в промышленности, не обеспечивают достаточно эффективного решения поставленных в энергетическом строительстве задач, так как ориентированы на относительно стабильные характеристики предметной области. В управлении строительством сложных энергетических объектов часто возникает необходимость в изменении структуры баз данных и программных средств непосредственно в процессе эксплуатации системы. Часто происходит перемещение отдельных объектов по срокам строительства, очередям, что требует перерасчета (или расчета) дополнительных параметров во всех ранее введенных документах. Некоторая информация, особенно касающаяся перспектив строительства, зачастую полностью не определена и соответственно не формализуема. Это обусловлено сложностью предметной области энергетического строитель-
РИ, 2000, № 2
ства, необходимостью одновременного выполнения множества проектов с, зачастую, уникальной технологией реализации [1].
Поэтому к принципам построения корпоративной информационной системы в энергетическом строительстве можно отнести [2]:
— выделение процедур управления процессом обработки информации, обеспечивающих непротиворечивое функционирование системы средств и задач управления проектами в различных функциональных подразделениях предприятия;
— создание процедурной базы информационной технологии управления строительством, включающей совокупность средств, обеспечивающих решение задач обработки информации в рамках различных проектов и функциональных подразделений;
— построение универсальной структуры информационной базы системы, сочетающей особенности каждого проекта с типовой реализацией системы хранения информации по каждому из проектов;
— создание системы многопроектного управления процедурами обработки информации в программно-информационном ядре системы.
Инструментальную основу корпоративной информационной системы должны составлять программы, способные обеспечить высокие показатели мобильности, гибкости, универсальности, оперативности и достоверности представления данных по проектам строительства сложных энергетических объектов. В первую очередь к ним можно отнести программные средства, решающие задачи анализа и управления проектами (Sure Track, MS Project, P3 и др.), управления всем процессом движения материалов от поставщиков сырья к конечному потребителю готовой продукции SCM(Supply Chain Management), управления сбытом и маркетингом SFA (Sales Force Automation), учетом и аудитом (X-DOOR) [3]. Поэтому основная задача разработчиков корпоративных информационных систем — создание методов и средств преобразования информационного наполнения энергетических проектов в формализованную среду инструментальных программных средств [4].
Следовательно, задача построения рациональной структуры корпоративной информационной системы может быть сформулирована следующим образом: исходя из представления задачи оптимального управления проектами и организациями энергетического строительства, реализовать такой порядок обработки информации, который обеспечивает: n m
Z [Ф(га, Oj) - Z S(d ■, Oj)] ^ max, i=1 І =1 J
где Ф (ta, Oj) — ожидаемый эффект от получения информации Oj в момент ta; S(d ■, Oj) — затраты на реализацию процедуры d j , обеспечивающей получение информации Oj, при ограничениях:
— технология документооборота;
— ограниченные ресурсы.
131
Для достижения поставленных целей необходимо:
а) определить время наполнения объектов информационной среды таким образом, чтобы значение
Ф (t, О.) было максимальным;
б) уменьшить затраты на получение информации через реализацию рациональной структуры средств корпоративной информационной системы.
Достижение этих целей в реальных условиях, когда количество различных информационных объектов, отражающих предметную область строительства сложных энергетических объектов, достигает десятков и сотен тысяч, затруднительно. Нахождение оптимального решения может базироваться:
1. На построении имитирующей информационное наполнение энергетических проектов модели, отражающей:
а) входную информацию о строительстве;
б) информацию, необходимую для реализации проектов;
в) информацию, необходимую для управления организациями энергетического строительства.
2. Через моделирование найти наилучший (максимизирующий Ф (ta, О.) путь наполнения объектов информационной среды.
3. Найти наилучший (минимизирующий S(d ■ О)) вариант группирования объектов и про-
J 1
цедур преобразования информации в модули корпоративной информационной системы.
4. Через функциональную и организационную идентификацию объектов и процедур преобразования информации предложить вариант реализации структуры корпоративной информационной системы в условиях конкретного генподрядного предприятия.
Проектная ориентация корпоративной информационной системы требует выделения в информационном наполнении проектов и организаций типовых объектов и процедур, относящихся ко многим функциональным задачам управления. Поэтому корпоративная информационная система управления строительством сложных энергетических объектов должна базироваться на унификации средств хранения и обработки информации в рамках различных технологических построений (од новремен -ная реализация нескольких проектов у нескольких заказчиков) и разных средств решения функциональных задач. Основой такой системы являются мобильные модульные программно-информационные средства, увязанные в единую систему функционирования и позволяющие создавать любые информационно-технологические построения на основе группирования однородных объектов и процедур преобразования информации.
В совокупности информационных объектов и процедур всегда можно выделить такие группы, фор-
мирование которых одновременно, или почти одновременно обеспечивает получение некоторого информационного продукта. Описание содержания относительно обособленных этапов технологического процесса формирования значений информационных объектов через реализацию процедур преобразования информации представим с помощью множества информационных операторов P={Pj}.
В качестве операторов могут быть представлены отдельные операции технологического процесса преобразования информации или алгоритмы, реализующие процедуры обработки информации на множестве объектов информационной среды строительства.
Группирование объектов и процедур преобразования информации по модулям информационной системы базируется на объединении информацион -ных операторов в технологически однородные группы. Под технологически однородными группами информационных операторов будем понимать подмножества операторов, последовательность реализации которых непрерывна и результатом реализации которых является законченный информационный продукт.
Иными словами, эта совокупность операторов должна представлять собой непрерывный участок программно-информационного конвейера, используемого в различных проектах, на различных этапах обработки информации, в различных управленческих подразделениях.
Для группирования операторов используем метод, в основе которого лежит информационно-вероятностная мера их “связности”. Однородность группы операторов определим из выражения
* * *
I(p.) = V ■ n(p.) • log n(p.) -
I I I
- Z [a- • l°ga. + (n(p.) - aj ) • logn(P. ) - aj )], (1)
• 1 j j I I
j = 1
где V - количество признаков, по которым определяется принадлежность информационных операто-
*
ров модулям информационной системы; n(p.) -количество различных информационных объектов,
используемых в информационных операторах; a -
j
количество реализаций операторов с признаком j (количество операторов, использующих информационный объект класса j ).
Будем считать подмножество информационных операторов группой, если оно обеспечивает, с одной стороны, приемлемую в количественном отношении разбивку на группы, с другой — минимизирует выражение (1):
n *
Z I (Р . ) ^ min, i = 1 1
132
РИ, 2000, № 2
при ограничениях: <p^,p2,...,pm >-группа операторов, если
Р1 Z
j=1
1 * * к (р.) - к (р .) m >т z 1 * * к (p. * -к (p. )
L j j J i = \i ф к ii
к=1, m
Ardwri-получение выходных докуметнов по наличию документации;
Ardzb-регистрация поступления документации; Ardispb-регистрация выданной документации; Ardlimb-регистрация выданных лимитных карт.
+ *
где к (р,) - количество информационных объектов, являющихся аргументами операторов, входя-
_ *
щих в рассматриваемую группу; к (р,) - количество необходимых информационных объектов, наполнение которых не выполняется операторами, входящими в группу; р~ коэффициент возрастания сложности модуля системы при возрастании количества информационных операторов.
Изложенный подход к разработке структуры корпоративной информационной системы управления строительством сложных энергетических объектов был использован при создании автоматизированной информационной системы управления проектами строительства Южно-Украинского энергокомплекса (АИСУПРС ЮУЭ) [2].
2.2. Смета:
Sapa-ввод титульных позиций смет; Manisa-корректировка титульных позиций смет; Hata-ввод строчек смет;
Manipa-корректировка строчек смет; Naklam-ведение маски накладных расходов; Kodobjm-ведение маски объектов по сметам; Fizob-ведение справочника физобъемов; Ispolb-ведение справочника исполнителей; Edm-ведение справочника единиц измерения; ErErb-ведение нормативной базы.
2.3. Чертежи:
Don-обработки чертежей;
Декомпозиция информационной среды строительства Южно-Украинского энергокомплекса (с выделением типовых процедур преобразования информации по различным проектам) позволила выделить типовые объекты и процедуры преобразования информации от вида входных данных к виду информационного продукта системы управления строительством. С учетом предложенного метода структуризации выполнена разработка структуры программных средств, в которой выделяются функциональные модули:
1. Еруппа модулей «Управления»:
1.1. Администрирование:
Utilm-структура программных модулей системы; Bazam-описание таблиц информационной базы;
Liw-получение лимитных карт; Mat-корректировка базы материалов; Gmk-’’наборка” материалов под план работ; Ksn-корректировка справочника материалов; Wnu-ведение содержания конструкций.
3. Еруппа модулей «План»:
3.1. Составление плана работ:
God-расчет плана на годовую программу работ; Kwa-расчет плана на квартал.
3.2. Наполнение титула:
Titum-ведение титульных списков.
3.3. Заявочная компания:
Fosam-описание связей таблиц базы данных; Fiorb-описание прав пользователей.
1.2. Ведение структур:
Fos-ведение структур системы (объектов, документации, физических объемов работ, исполнителей, материалов, ресурсов).
1.3. Диагностика:
DiaFor-диагностика содержимого информационной базы.
1.4. Доступ к базе:
Ket-естественно-языкового доступа к базе;
Smo-доступа к базе с регламентированными запросами.
2. Еруппа модулей « Подготовка производства»:
2.1. Движение документов:
Godn-формирование базы отчетности по планированию;
Bags-финансовые расчеты по планам работ;
Bagf-планируемые физические объемы работ;
Bagr-потребность в материалах и ресурсах на программу работ.
4. Еруппа модулей « Мониторинг»:
4.1. Контроль выполнения:
Mas-мониторинг проектов.
4.2. Отчетность:
Ree-формирование реестров выполнения по исполнителям;
ZgrForab-формирорование базы отчетности; Forab-ведение базы отчетности; Wrime-формирование выходных документов.
РИ, 2000, № 2
133
4.3. Администрирование:
ZgrMas-приведение состояния базы данных в соответствие с объемами выполненных работ;
Koesmem-ведение коэффициентов по объектам.
4.4. Справочники:
Zakazb-ведение справочника заказчиков;
Kuratom-ведение справочника кураторов;
Gensmem-ведение маски распределения объектов по генподрядчикам.
Программная часть системы разработана на языке высокого уровня 4GL СУБД INFORMIX и реализует функции:
— логического контроля поступающей информации;
— контроля соответствия нормативам;
—диагностики информационной базы;
— преобразования к виду, требуемому для решения задачи;
— формирования нормативной базы;
— ведения справочников системы;
— ведения масок обработки.
Перечисленные программные модули отражают динамику развития информационной среды строительства по этапам обработки информации:
предбазовая обработка>
идентификация и контроль данных>
наполнение информационной базы>
решение функциональных задач.
Разработанная на основе выделения типовых объектов и процедур преобразования информации корпоративная информационная система использовалась:
— для управления проектами строительства 3-х энергоблоков АЭС;
— для управления проектом строительства гидрокомплекса;
—для решения функциональных задач управления организацией.
Реализация изложенного подхода в АИСУПР строительства ЮУЭ позволила:
— решать функциональные задачи управления строительством;
— реализовывать проектную ориентацию действий по информационному обеспечению строительства;
— адаптировать систему к разным условиям функционирования;
— полностью автоматизировать процессы управления выбором реализуемых процедур обработки информации.
Опыт промышленной эксплуатации позволил выделить следующие достоинства системы:
— более высокая эффективность по сравнении с аналогичными системами (реализующими сложные проекты);
— устойчивость к внешним воздействиям;
— мобильность;
— высокая производительность труда работников аппаратов управлений.
На строительстве Южно-Украинского энергокомплекса система эксплуатировалась с 1983 года. При этом осуществлен переход с СМ ЭВМ на ЭВМ Motorola с сохранением всей накопленной информационной базы (по энергоблокам АЭС, гидрокомплексу, непроизводственному и жилищно-гражданскому строительству) и неизменностью информационной технологии управления строительством.
Возможность использования модулей корпоративной информационной системы управления строительством в различных технологических построениях подтверждает эффективность изложенного подхода и его широкие возможности как в энергетическом строительстве, так и при создании информационных систем и технологий управления строительством сложных промышленных и гражданских объектов.
Литература: 1. Тесля Ю.Н. Матричные информационные технологии управления проектами АЭС//При-дніпровський науковий вісник.Технічні науки. Дніпропетровськ, 1998. №73 (140). С. 39-43. 2.Гриценко В.И., Тимченко А.А., Тесля Ю.Н. Подходы к информатизации объектов энергетического строительства. К., 1995. 32 с. (Препринт. НАН Украины. Ин-т кибернетики им. В.М. Глушкова; 95-2). 3. Теленик С., Лозинский В. Система SmartBase: организация, функционирование и реализация// Проблеми інформатизації та управління. К.: КМУЦА,1999. Вип.6. С. 209-221. 4.Петров Э.Г., Чайников С.И., Овезгелъдыев А.О. Методология структурного системного анализа и проектирования крупномасштабных ИУС. Концепция и методы. Харьков: Рубикон, 1997. 140 с.
Поступила в редколлегию 17.03.2000
Рецензент: д-р техн. наук, проф. Тимченко А.А.
Тесля Юрий Николаевич, канд. техн. наук, доцент кафедры информатики Черкасского инженерно-технологического института. Научные интересы: автоматизированные информационные системы и технологии управления строительством сложных энергетических объектов; гипотетическая теория информационного взаимодействия. Адрес: Украина, 257006, Черкассы, ул. Чехова, 42, кв.428, тел.: (0472)432-183; (05136)51-764.
134
РИ, 2000, № 2
