CC BY
182
УДК 687.05 DOI: 10.12737/2554
РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН
Писаренко Ирина Васильевна, методист, [email protected]
ГБОУ СПО «Колледж легкой промышленности №5», Москва, Российская Федерация
Ермаков Александр Станиславович, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии и организации туристической деятельности,
ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»,
Москва, Российская Федерация
В статье представлены требования к программному обеспечению швейных машин, предназначенному для их управления, диагностирования и обслуживания в технологических процессах швейного производства. Представлены стадии разработки программного обеспечения и показатели его качества.
Ключевые слова: программное обеспечение, швейные машины, качество, требования.
Современные швейные машины различного назначения представляют собой сложные технологические машины, позволяющие эффективно и качественно выполнять большое количество разнообразных операций по изготовлению швейных изделий, удовлетворяя творческие замыслы и желания потребителей. Такие швейные машины работают под управлением компьютера, что позволяет существенно повысить качество и количество технологических операций по изготовлению швейных изделий, скорость их выполнения, значительно расширить спектр выполняемых операций, автоматизировать многие рутинные операции.
Важнейшим элементом современной швейной машины [3, 5] является компьютер и прикладное программное обеспечение, которое разрабатывается специально для обеспечения необходимой функциональности и автоматизации выполняемых операций, обеспечения требуемых качества и удобства работы.
В общем случае под прикладным программным обеспечением понимается совокупность машинных программ, руководство по их использованию, базы данных, а также технологические процедуры по использованию программного обеспечения. Программная инженерия изучает методы, способы и технологии разработки прикладного
программного обеспечения [1, 2], в результате которых реализуются возможности компьютерной технологии по переработке информации для выполнения технологических операций изготовления изделий. В программной инженерии технологических машин изучается использование инженерных, научных и математических принципов, методов и инструментария для эффективного и качественного создания их программного обеспечения.
Вопросы разработки программного обеспечения являются принципиально важными при создании компьютеризированной швейной машины, т.к. именно от него в большей степени будет зависеть необходимая функциональность, производительность, качество и удобство использования конкретного образца швейной машины.
Атрибуты, свойства или качества программной системы, подлежащей реализации, составляются с учетом требований к программному обеспечению. В общем виде они представляют всю совокупность требований [2], предъявляемых на стадии проектирования программного обеспечения. Данные требования также учитываются в процессе тестирования программного обеспечения по тестам, составленным с учетом возможности проверки работоспособности ее элементов и качества их функционирования.
Рассмотрим основные требования к разработке программного обеспечения для современных компьютеризированных швейных машин.
Обычно требования к программному обеспечению формируют в разрезе следующих групп:
- бизнес-требования определяют общее назначение программного обеспечения, описываются в документе о видении (vision) и границах проекта (scope);
- функциональные требования охватывают предполагаемое поведение машины, определяя операции, которые она будет способна выполнять; описываются данные требования в спецификации к оборудованию (англ. system requirement specification);
- пользовательские требования определяют набор задач покупателя машины, которые должна решать программа, а также сценарии их решения в системе оператор-машина; могут выражаться в виде фраз утверждений, в виде способов применения (use case), пользовательских историй (user story), сценариев взаимодействия (scenario) оператор-машина, устройство-устройство и т. д.
Кроме того, к прикладному программному обеспечению применяются требования и ограничения к определению элементарных операций, которые должна иметь система оператор-машина, а также различных условий, которым она должна удовлетворять. К системным ограничениям программного обеспечения относятся ограничения на
программные интерфейсы, объем оперативной памяти, быстродействие и другим показателям качества, операционной системе и требования к применяемому технологическому оборудованию.
Определяющей задачей в жизненном цикле современных программно-технических комплексов автоматизированных систем является обеспечение требуемого качества программных средств [1]. Системные ошибки при определении необходимых и достаточных характеристик качества, оценке трудозатрат, стоимости и сроков создания программных средств, к сожалению, являются достаточно распространенными. В результате созданные программные продукты, разработанные для швейных машин, могут не соответствовать в требуемом объеме своему назначению. В этом случае нужна их доработка для достижения необходимого качества функционирования машины, что влечет дополнительные затраты средств и времени.
Требования к программному обеспечению, правильно сформулированные в техническом задании, обеспечивают до 40% успеха конечного программного продукта.
В степени, гарантирующей безопасность системы оператор-машина, требования к программному обеспечению должны быть выражены и организованы таким способом, чтобы они были:
- полными, ясными, точными и недвусмысленными;
- поддающимися верификации и тестированию;
- пригодными для корректирования и выполнимыми;
- прослеживаемыми.
Требования к программному обеспечению должны соответствовать следующим условиям:
- включать способы выражения и описания, которые являются понятными персоналу, привлеченному в жизненном цикле системы;
- устанавливать и документировать все интерфейсы с любыми другими системами, внутри или вне управляемого оборудования, включая служебные (технологические) разъемы (соединения), непосредственное соединение с которыми существует или планируется.
В спецификациях требований должны быть подробно описаны:
- режимы работы и режимы поведения программного обеспечения (в частности, поведение при отказах);
- взаимные ограничения между программным и аппаратным обеспечением;
- степень самопроверки программного обеспечения;
- степень программной проверки аппаратного обеспечения;
- требования для периодического тестирования функций (особенно связанных с достижением необходимого уровня безопасности системы).
Разработку и утверждение требований к характеристикам и атрибутам качества, целесообразно проводить итерационно на этапах системного, предварительного и детального проектирования программных средств.
Применение систематизированного анализа и согласования состава требований к свойствам и значениям характеристик качества программных средств, позволит избежать нецелесообразного завышения требований и использования ресурсов, а также неоправданного снижения, случайных пропусков, пробелов и неопределенностей в составе и содержании утверждаемых заказчиком технических заданиях.
Требования к системе, требования к безопасности системы, описание архитектуры системы и план обеспечения качества программного обеспечения разрабатываются на основе формализованного набора исходных документов с учетом требований международного стандарта КО/ТЕС 9126 (рис.1).
Рисунок 1 - Характеристики разрабатываемого программного обеспечения машин
На практике широко используются следующие способы определения требований к программному обеспечению:
- при разработке требований, управляемой пользователем (разработчик, при этом, должен определить, насколько понятны ему эти требования, и найти общий язык с пользователем);
- при разработке требований, контролируемой пользователем (пользователь информирует разработчика о своих потребностях и контролирует, чтобы определяемые требования действительно выражали эти потребности);
- при разработке требований, независимой от пользователя (разработчик решает создать программный продукт широкого применения).
Этапу разработки требований к программному обеспечению, как правило, предшествует его технико-экономическое обоснование, или концептуальный анализ функциональных и потребительских требований. Фаза разработки требований к программному обеспечению машины может быть разбита на несколько этапов: выявление требований (сбор, понимание, рассмотрение и выяснение потребностей заинтересованных лиц), анализ (проверка целостности и законченности), спецификация (документирование требований) и проверка правильности.
При разработке программного обеспечения для компьютеризированных швейных машин к основным функциональным требованиям к швейной машине можно отнести:
- количество выполняемых операций;
- качество выполняемых операций;
- скорость выполнения операций;
- универсальность.
Качество шитья определяется, прежде всего, качеством строчки, равномерностью стежков, отсутствием пропусков стежков и стягиванием строчки, её прочностью.
Скорость шитья зависит от вида привода. Выше всего она у машины с электроприводом.
Универсальность машины определяется видом сшиваемых материалов, максимальной длиной стежка и количеством выполняемых операций.
К основным потребительским требованиям можно отнести:
- эргономические свойства;
- эстетические свойства;
- надежность.
К эргономическим свойствам относят лёгкость хода, простоту наладки, эксплуатации и ухода, наличие подвески. Уровень шума характеризует экологические свойства. Он не должен превышать 70 дБА.
К эстетическим свойствам предъявляются высокие требования, и, прежде всего, к форме корпуса. Машины должны быть светлых тонов, с высоким качеством защитно-декоративного покрытия.
Надёжность характеризуется безотказностью, которая понижается с усложнением конструкции машины, ремонтопригодностью, долговечностью (средний срок службы 25 лет).
При разработке программного обеспечения для швейных машин, как обычных, так и специализированных (вышивальные, краеобметочные и т.п.), большое значение придается возможности программной реализации расширенных плавных регулировок длины стежка, ширины строчки, баланса петли, позиционирования и программируемой остановки иглы, регулировки давления на сшиваемые материалы, регулировки скорости и т. п.
Программное обеспечение вышивального полуавтомата при реализации швейного процесса позволяет использовать значительное разнообразие стежков, способов и рисунков вышивки (как за счет применения встроенных шаблонов, так и «скачиваемых» рисунков или собственной разработки), а именно: декоративных стежков и стежков «фитильками», цветочных орнаментов, смещенных линий, декоративных шаблонов, эффект тиснения, гравировки, возможность сохранения пропорций, преобразование изображения в строчку и т.п.
Большое значение при разработке требований к программному обеспечению имеют требования к пользовательскому интерфейсу, т.е. совокупности средств и методов, при помощи которых оператор взаимодействует с данной швейной машиной.
Требования к интерфейсу, по которому организовано общение оператор-машина, могут быть разбиты на две группы:
- требования к его внешнему виду а и формам взаимодействия с оператором оборудования;
- требования по доступу к внутренней функциональности системы оператор-машина при помощи интерфейса.
Таким образом, первая группа требований описывает взаимодействие подсистемы интерфейса с оператором, а вторая - с внутренней логикой данной системы.
К первой группе к интерфейсу можно отнести следующее требования:
- к размещению элементов управления на экране (дисплее), которые учитывают как общие принципы размещения элементов пользовательского интерфейса, так и требования к размещению конкретных элементов;
- к содержанию и оформлению выводимых сообщений на экран (дисплей), а именно к содержанию текстовых сообщений и их шрифтовому и цветовому оформлению;
- к форматам ввода данных, т.е. к их виду информации, поступающей от оператора в систему.
Ко второй группе к интерфейсу относят требования:
- к реакции системы на ввод оператора, которые определяют связь внутренней логики системы и интерфейсных элементов;
- к времени отклика на команды оператора швейной машины.
В компьютеризированных швейных машинах в качестве устройства отображения информации и ввода команд используются цветные ЖК (жидкокристаллические) дисплеи с сенсорным управлением. При этом для удобства работы пользователей производители используют достаточно большие дисплеи.
Интерфейс позволяет: оперативно использовать панель инструментов, проводить панорамный просмотр, организовать быстрый доступ к нужным командам и настройкам, применять масштабирование, изменение цветовой палитры, симулировать вышивку, редактировать шаблоны и подпрограммы работы.
Разработка программного обеспечения производится с использованием модульности и гибкости систем оператор-машина, что приводит к более продуманной стратегии разработки баз данных, используемых для реализации заложенных возможностей, и позволяет эффективно и оптимально использовать все возможности швейного оборудования.
По разработанным требованиям составлена общая структура программного обеспечения швейных машин для их эффективной эксплуатации на предприятиях сервиса [5] и разработана структура информационного и программного обеспечения компьютеризированной краеобметочной машины [4]. Учитывая данные требования к программному обеспечению, сервисные службы могут диагностировать сбои в работе компьютеризированных машин, сообщать о них специалистам и восстанавливать ее работоспособность.
Литература
1. Лозинин, А.И., Шубинский, И.Б. Определение требований к программному обеспечению. [Электронный ресурс]: URL: http://www.ibtrans.ru/Requirements.pdf (дата обращения: 16.10.2013).
2. Вигерс, К.И. Разработка требований к программному обеспечению. - М.: ИТД «Русская редакция», 2004.
3. Программное обеспечение швейных машин. [Электронный ресурс]: URL: http://www.veritaz.ru/index.php?categoryID=177 (дата обращения: 16.10.2013).
4. Ермаков, А.С., Писаренко, И.В. Патент РФ на изобретение №2493302 МПК D05B 19/00 Краеобметочная швейная машина // А.С. Ермаков, И.В. Писаренко - заявл. 2011131085/12 от 26.07.2011, публикац. 10.02.2013, бюл. №4, опубл. 20.09.2013, бюл. №26.
5. Ермаков, А.С., Писаренко, И.В. Диагностирование швейных технологических систем: монография. - М.: ФГБОУ ВПО «РГУТиС», 2013. [Электронный ресурс]: Рег. № 30978 в Информрегистре.
DEVELOPING PRODUCTION-MACHINE SOFTWARE SPECIFICATIONS
Pisarenko Irina Vasil'evna, resource specialist, College of Consumer Goods Industry N5,
Moscow, Russia, [email protected],
Ermakov Aleksandr Stanislavovich, Candidate of Engineering, Associate Professor at the Department of technology and Organization of Tourist Activities, Russian State University of Tourism and Service, Moscow, Russia, [email protected]
The article dwells on the garment-making-machine control, diagnostics and service software requirements as imposed by the peculiarities of the garment manufacturing technological processes. The authors consider the stages of software development and software quality indicators.
Key words: software, garment making machines, quality, requirements, specification.
References
1. Lozinin, A.I., & Shubinskii, I.B. Opredelenie trebovanii k programmnomu obespecheniiu [Defining software specification]. Available at URL: http://www.ibtrans.ru/Requirements.pdf (Accessed on October, 16, 2013).
2. Vigers, K.I. Razrabotka trebovanii k programmnomu obespecheniiu [Developing software specification]. Moscow: ITD "Russkaia redaktsiia" Publ., 2004.
3. Programmnoe obespechenie shveinykh mashin [Garment making machine software]. Available at URL: http://www.veritaz.ru/index.php?categoryID=177 (Accessed on October, 16, 2013).
4. Ermakov, A.S., & Pisarenko, I.V. Patent RU №2493302 MPK D05B 19/00 Kraeobmetochnaia shveinaia mashina [Overlocker]. Application 2011131085/12 of July, 26, 2011, publication. 10.02.2013, bul. №4, issue. 20.09.2013, bul. №26.
CTp. 112 H3 210
5. Ermakov, A.S., & Pisarenko, I.V. Diagnostirovanie shveinykh tekhnologicheskikh sistem [Sewing Production System Diagnostics]. Moscow: FGBOU VPO RGUTiS, 2013.
