ВНЕДРЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ В УПРАВЛЕНИЕ ФОРМИРОВАНИЕМ И РЕАЛИЗАЦИЕЙ ПРОЕКТОВ ДИЗАЙН-ЦЕНТРА МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ

Особенности реализации программного комплекса управления взаимодействием предприятий электронной промышленности

В созданной интегрированной информационной среде (ИИС) управления предприятиями ЭП определена технология ее формирования - решены задачи: определения оптимальной архитектуры распределенной обработки данных; выбора эффективной СУБД; стандартизации средств описания и обмена данными; проектирования БД.

Единое информационное пространство системы управления построено в соответствии с действующими международными и отечественными стандартами STEP группы ISO 10303 (отечественная версия ГОСТ Р ИСО 10303), которые определяют принципы представления данных и их обмена в информационной среде для различных предметных областей. Это позволяет расширять информационную систему, основанную на ИИС, за счет подключения новых серверов и рабочих станций.

Единая интегрированная информационная среда ЭП строится как иерархическая совокупность подсистем. Информационное пространство ЭП должно разделяться на взаимодействующие между собой подпространства предметного назначения.

Для создания проблемно-ориентированного программного обеспечения разработано типовое программное обеспечение системы управления на основе предложенных методов, математических моделей и алгоритмов. К основным программным модулям относятся: интерфейса пользователя - INP, экспертной предварительной оценки проектов - ЕКО, оценки достаточности - OD, реализуемости - OR, интегральная предварительная оценка проектов - 10 , распределения работ - RR, оценки рисков - ORS, суммарный фронт работ - FR, электронные обучающие средства - EOS. Электронные обучающие средства позволяют за короткое время приобрести практические навыки по применению системы управления. Взаимодействие пользователя с системой осуществляется в режиме диалога.

Каждый из модулей ориентирован на определенную подсистему ИСУ. На рис. 4.1 представлено взаимодействие модулей и их место в рассмотренных ранее подсистемах: планирования и оценки проектов.

Данные программные комплексы могут работать совместно и автономно. При совместной работе используется единый унифицированный интерфейс, который фактически и вызывает каждый программный модуль.

Центральным звеном средств моделирования является монитор системы, с помощью которого осуществляется взаимодействие всех программных модулей системы, в том числе и с операционной системой.

Модуль управления информационными потоками и программными комплексами. Учитывая то, что в данной подсистеме могут одновременно осуществляться несколько процессов, была предусмотрена работа данного модуля с разделением времени.

Главным условием успешной работы подсистемы с разделением времени является ее способность остановить, а затем повторно запустить процесс. С этой целью в ней предусмотрены планировщик, диспетчер, таймер и система прерываний, которые и обеспечивают координацию процессов.

Планировщик ведет пул записей о процессах, присутствующих в вычислительной системе, вводит в него сведения о новых процессах и удаляет информацию о завершившихся. Все данные о процессах хранятся в блоке информации - таблице процессов.

Рис. 4.1. Структура программного обеспечения ИСУ ДЦ

Каждый раз, когда дается новое задание, планировщик создает процесс для этого задания посредством занесения новой записи в таблицу процессов.

Эта запись содержит сведения об объеме выделенной процессу памяти (эта информация поступает от модуля управления памятью), о присвоенном ему приоритете, а также о том, находится процесс в состоянии готовности или ожидания.

Диспетчер - это компонент, отвечающий за то, чтобы запланированные процессы действительно выполнялись. В системе с разделением времени эта задача решается посредством разбиения времени процессора на короткие интервалы. По истечении этого времени происходит принудительное переключение диспетчера от одного процесса к другому; так что каждому процессу предоставляется возможность непрерывного выполнения задания.

Каждый раз, когда процессу предоставляется очередной квант времени, диспетчер инициирует цепь таймера, подготавливая его к измерению продолжительности следующего кванта. По окончании установленного кванта цепь таймера генерирует сигнал, называемый прерыванием.

При получении сигнала прерывания центральный процессор завершает текущий машинный цикл, сохраняет свое положение в текущем процессе и начинает выполнять программу, называемую обработчиком прерываний, помещенную в заранее определенное место в основной памяти.

Ввод и преобразование информации осуществляется с помощью средств, предусмотренных в каждом модуле.

Особенностью данного программного обеспечения является то, что информация должна быть унифицирована и содержаться в единой базе данных. Причем данные могут быть использованы в различных подсистемах. Поэтому была решена задача идентификации введенной информации и преобразования ее в модели данных, соответствующих технологии STEP.

Для работы оператора и управленческого персонала разработан интерфейс пользователя, который служит для взаимодействия человека и ЭВМ. Интерфейс пользователя построен отдельным модулем и предусматривает следующие возможности:

• - вызов соответствующего программного модуля;
• - ввода информации;
• - вывода информации в текстовой, табличной и графической форме с построением гистограмм и графиков.

Информация, введенная с помощью интерфейса, должна быть преобразована в соответствии с технологией STEP. Для этого предусмотрен модуль преобразования информации, который адресует ее в базу данных.

Модуль мониторинга предприятий ЭП позволяет вывести информацию, содержащую основные данные по предприятию, его реквизиты и состояние дел по проектам.

Модуль нормативно-законодательной базы позволяет вывести информацию по законодательным актам и осуществляет их поиск по номеру, дате утверждения, содержанию. Проводится также и морфологический анализ, который заключается в том, что выводятся, помимо главного искомого документа, документы, сходные с ним по названию и содержанию.

Созданием интегрированной информационной среды управления предприятиями ЭП определена технология ее формирования - решены задачи: определения оптимальной архитектуры распределенной обработки данных, выбора эффективной СУБД, стандартизации средств описания и обмена данными, проектирования БД.

Прикладное программное обеспечение (ППО) [99,100] системы управления (СУ) предприятиями ЭП выполняет все процессы управления и создаётся как прикладная программная надстройка, включающая программные модули (ПМ) для решения задач: планирования, оценки достаточности и реализуемости проектов, рисков их выполнения.

Для решения первой задачи в состав ППО введен ПМ стратегического планирования работ по проекту с целью максимизации прибыли, с учетом возможности дальнейшего использования разработанных библиотечных элементов в других проектах. Модель позволяет вычислить ожидаемую длительность работ по проекту каждым исполнителем, порядок выполнения работ, ожидаемую прибыльность проекта.

Программный модуль оценки достаточности и реализуемости требований не только проводит оценку требований с помощью метода экспертных оценок, применение которого позволяет обеспечить объективность, многосторонность, комплексность и компетентность принимаемых практических решений, но и способен находить оптимальное соотношение требований заказчика с возможностями производителя ЭКБ.

Программный модуль оценки степени риска на основе существующих данных оценивает возможность наступления тех или иных событий, способных негативно повлиять на течение и исход проекта.

Для решения данных задач необходимо формировать и поддерживать в актуальном состоянии электронную БД с детальным описанием всех показателей различных предприятий ЭП: наличия производственного оборудования, его технико-экономических показателей; уровня автоматизации процессов проектирования и производства; наличия сертификата и лицензии по созданию специальных и других изделий; принятой системы контроля качества изделий; профессиональной подготовки кадров; опыта реализации проектов; возможных вариантов развития нестандартных ситуаций проектирования ЭКБ и т. д. Доступность и обмен накопленным опытом разработчиков ЭКБ позволит более качественно проводить планирование новых проектов и оценку реализуемых, опираясь на существующие единые базы данных и базы знаний. Формирование и ведение соответствующих БД позволит оперативно предоставлять данную информацию каждому специалисту, в том числе и мирового опыта через глобальную информационную систему Интернет. Использование данных программных средств будет способствовать применению наиболее современных методов, технологий и оборудования в ЭП.

Рассмотрим процесс планирования работ по проекту ДЦ более подробно на примере проведения ОКР, направленной на создание новой ЭКБ.

Исходя из технического задания, соблюдая все этапы процесса проектирования и проведение испытаний, была построена сетевая модель проекта (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Сетевая модель проекта ОКР, направленная на разработку новой ЭКБ: © - события; —? - работы; -^ф1- - фронт работ.

Во фронт работ включаются все работы, для которых предшествующие работы уже распределены по исполнителям.

Расшифровка работ сетевой модели

Таблица 4.1

Примечание. Время выполнения зависит от специализации лаборатории

Приведенный на рис. 4.2, в табл. 4.1 инженерный пример просчитан, получил свою реализацию в виде одного из модулей представленного далее

программного обеспечения.

Рис. 4.3. Интерфейс СУ формированием и реализацией проектов ДЦ

Рис. 4.4. Интерфейс модуля оценки достаточности и реализуемости

Рис. 4.5. Интерфейс модуля распределения работ по исполнителям

Рис. 4.6. Интерфейс модуля распределения работ по исполнителям

Рис. 4.7. Интерфейс модуля планирования работ по проектам

Рис. 4.8. Интерфейс модуля рационального варианта реализации групп проектов

В соответствии с предложенной методологической и организационной основой единого информационного пространства системы управления формированием и реализацией проектов ДЦ рассмотрим технические средства реализации.

Как было определено ранее, в состав информационной системы входят следующие программные модули:

• - мониторинга предприятий ЭП;
• - перспективных исследований и развития производственной базы;
• - выбора рационального варианта групп проектов для обеспечения развития перспективной элементной базы, отвечающей современным мировым тенденциям;
• - оценки достаточности и реализуемости совокупности технических требований для поддержки принятия решений о включении проектов в план реализации;
• - управления рисками при выполнении проектов.

Разработанная ИСУ представляет собой 3-уровневую иерархическую систему, построенную по принципу сервер-сервер-клиент: верхний уровень представлен сервером данных, в котором хранится основной объем информации; средний - сервером приложений, который позволяет быстро находить и соответствующим образом обрабатывать информацию, и нижний, используемый для работы операторов. Взаимодействие предложенной системы управления с информационными системами управления, входящими в данное информационное пространство, осуществляется с использованием глобальной информационной сети Интернет.

Рассмотрим данную систему более подробно. Необходимыми условиями ее эффективной работы являются надежность и быстродействие программного обеспечения. Поэтому предусмотрено резервирование данных, которое заключается в использовании дополнительного сервера данных, работающего параллельно с первым сервером данных. Кроме того, неиспользуемые данные, которые заносились в базу данных за более ранний период, хранятся в архиве. Они могут быть извлечены, но за более продолжительное время. Это позволяет увеличить быстродействие информационной системы.

Серверы приложений сосредоточены на своей функциональной задаче. Таких серверов 4, для: мониторинга и перспективных исследований и развития производственной базы; стратегического выбора рационального варианта групп проектов для обеспечения развития перспективной элементной базы, отвечающей современным мировым тенденциям; оценки достаточности и реализуемости совокупности технических требований для поддержки принятия решений о включении проектов в план реализации; управления рисками при выполнении проектов. Ввиду сложности решаемых задач на каждую подсистему выделяется по одному.

Использование сервера приложений дает значительные преимущества по сравнению с двухзвенной системой. Сервер приложений значительно уменьшает нагрузку на основной сервер БД и обеспечивает эффективную работу до 5 клиентов на одном сервере приложений и позволяет значительно увеличить количество клиентов, работающих с одним массивом данных.

Возможность масштабирования вычислительной мощности системы достигается за счет так называемой «сегментации» рабочих мест, иными словами, за счет распределения нагрузки между несколькими компьютерами - серверами приложений. Такое решение существенно повышает

производительность и отказоустойчивость системы в условиях

многопользовательской работы.

Сервер БД обеспечивает хранение и базовые функции обработки данных, такие как ввод, вывод, многопользовательский режим доступа.

Сервер приложений обеспечивает передачу данных между сервером и клиентом, управление доступом, включая параллельный доступ нескольких пользователей к БД, целостность информации.

В качестве автоматизированного рабочего места (АРМ) используются обычные компьютеры либо рабочие станции, если это необходимо.

Обмен данными между серверами и клиентскими местами

осуществляется через специально проложенные линии связи, так как расстояние между структурными подразделениями не превышает 1 км. Поэтому экономически выгодно обмен данными осуществлять не через глобальную, а локальную сеть.

Пополнение базы данных осуществляется с нижнего уровня с клиентских

мест.

Программное обеспечение клиентского модуля поддерживает диалоговое взаимодействие с БД через сервер приложений, занесение и редактирование данных, настройку статических данных, настройку программ, входящих в систему. Клиентский модуль взаимодействует с сервером приложений через программный интерфейс.

Требования к программному и аппаратному обеспечению приведены.

Сервер БД

Windows 2003, Oracle 10g (10.2.0.1) Server, Pentium D, RAM 2048 MB, SCSI контролёр Ultra 320, HDD SCSI Ultra 320 3 hit., NetCard 100 Мбит

Сервер приложений

Windows 2003, Oracle 10g (10.2.0.1) Client, Pentium IV, 1024 MB, 500 MB на HD, NetCard 100 Мбит

Клиент

Windows XP, Pentium IV, RAM 256 MB, 500 MB на HD, NetCard 100 MB

Основа системного единства средств системы управления ЭП базируется на общей технической платформе, на основе однородных локальных вычислительных комплексов во всех звеньях и их объединения для совместной реализации задач с использованием общей интегрированной лингвистической и информационной среды для сбора, ввода, обработки, хранения и представления данных. Она сформирована на основе современной концепции ИПИ- технологий, основанных на стандартизированных методах представления всей совокупности данных и информационных моделей для обеспечения сквозной комплексной автоматизации всех этапов ЖЦ управления по строго регламентированным правилам в соответствии с международными стандартами.

На основе предложенных решений проведены работы по запуску и освоению системы управления. Она охватывает ряд звеньев управления ДЦ, а в перспективе способна охватывать и другие предприятия ЭП, участвующие в решении задач планирования и реализации специальных проектов создания ЭКБ.