Информационная система по учету средств измерений

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОТДЕЛ МЕТРОЛОГИИ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ

1.1 Предметная область объекта автоматизации информационных процессов

1.2 Характеристика объекта автоматизации

1.3 Основные этапы автоматизации работы метрологического отдела Воронежского вагоноремонтного завода

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СРЕДСТВ РАЗРАБОТКИ И РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ

3.1 Проектирование базы данных

3.2 Разработка приложения

3.3 Руководство пользователя

4. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

4.1 Конфигурация информационной системы

4.2 Расчет надежности аппаратной части

4.3 Расчет надежности программного обеспечения

5. БИЗНЕС-ПЛАН

5.1 Резюме программного продукта

5.2 Расчет эффективности внедрения

6. ОХРАНА ТРУДА. ЭРГОНОМИКА РАБОЧЕГО МЕСТА ТЕХНИКА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ВВЕДЕНИЕ

Удовлетворение все возрастающих потребностей общества при неуклонном росте народонаселения земного шара требует резкого повышения эффективности всех сфер общественной деятельности, непременным условием, которого выступает адекватное повышение эффективности информационного обеспечения. Под информационным обеспечением понимается предоставление необходимой информации с соблюдением требований своевременности, актуальности и толерантности выдаваемой информации.

С учетом потребностей общества в процессе изучения и представления информационных задач решаются в основном две проблемы структуризации: технологических схем осуществления изучаемых видов деятельности и той информации, которая необходима для реализации указанных схем на регулярной основе. Содержание данных проблем и подходы к их решению рассмотрим на примере такой важной сферы деятельности, как управление в организационных системах, составной частью является экономическая деятельность.

Излишне доказывать, что управление относится к одной из наиболее нуждающихся в информационном обеспечении сфер деятельности. Более того, если понятие управления интерпретировать расширенно, можно утверждать, что информационное обеспечение управления есть монопольная задача информатики. Под структуризацией какой-либо системы или какого-либо процесса понимается расчленение системы или процесса на составные компоненты, четкое определение и упорядочение содержания и организации каждого компонента, характера и содержания взаимосвязей между ними.

Применительно к управлению содержание структуризации может быть представлено следующим образом: формирование и обоснование необходимого и достаточного перечня функций управления; разработка и обоснование алгоритмов (последовательности и содержания ) осуществления каждой из функций; объединение алгоритмов осуществления функций в единый алгоритм - технологическую систему управления [1].

Основные работы, выполняемые информационными системами (ИС) управления, сводятся к обеспечению разработки, внедрения и эксплуатации задач в соответствии с основными направлениями использования вычислительной техники. Конечной целью решения любой задачи является выдача пользователю результативной информации, необходимой ему для выполнения своих служебных обязанностей. Применение вычислительной техники повышает качество и обоснованность расчетов, облегчает труд работников предприятия. [2]

Автоматизация метрологического учета и контроля средств измерений в настоящее время представляет актуальную проблему для многих метрологических служб предприятий. Уже при размере парка средств измерений более пятисот единиц становится достаточно сложно вручную следить за сроками поверки, составлять и вести графики метрологического контроля по подразделениям и видам измерений, месячные планы работ, журнал выполненных работ, формировать итоговую годовую отчетность по результатам работы для руководства. Точность и согласованность в организации работ по метрологическому обеспечению имеет первостепенное значение для всего предприятия, так как от этого напрямую зависят соблюдение технологии производства, обеспечение качества выпускаемой продукции, безопасность труда, возможность получения предприятием сертификатов и лицензий, отношения с государственными органами метрологического контроля. Информационная система по автоматизации работы отдела метрологии, масштаба предприятия, позволяет перевести основную часть документооборота метрологической службы на программные средства и поддерживать оперативный обмен документами между подразделениями предприятия и метрологической службой в процессе выполнения работ по метрологическому обслуживанию парка средств измерений, что исключает непроизводительные трудозатраты и многократно повышает производительность труда метрологов.

Все вышесказанное обосновывает создание информационной системы (ИС) по учету средств измерений (СИ) в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода, что и явилось целью дипломного проекта.

Для достижения поставленной цели в дипломном проекте необходимо решить следующие задачи:

1.Выполнить анализ предметной области и дать характеристику объекта управления.

2.Определить этапы автоматизации работы отдела метрологии.

3.Обосновать выбор современных методов и средств разработки программного обеспечения информационной системы.

4.Выполнить проектирование и создать базу данных информационной системы.

.Разработать и реализовать программное средство обработки данных информационной системы - приложение.

6.Создать руководство пользователя информационной системы.

7.Привести описание технических характеристик ИС и выполнить расчет надежности аппаратной и программной части информационной системы.

.Выполнить расчет затрат и обосновать экономическую эффективность внедрения информационной системы на предприятии.

Созданная мною информационная система будет отличаться от аналогичного программного обеспечения удобным интерфейсом, низкой себестоимостью, а также возможностью ее использования на любом другом предприятии.

1. ОТДЕЛ МЕТРОЛОГИИ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ

.1 Предметная область объекта автоматизации информационных процессов

Каждая информационная система имеет дело с той или иной частью реального мира, т.е. с предметной областью. Исследование предметной области является необходимым этапом разработки информационной системы. На этапе изучения предметной области определяются информационные потребности и запросы заинтересованных сторон, наборы входных и выходных данных.

В предметной области, к которой относится задача разработки информационной системы по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода, рассматриваются процессы создания и хранения информации, а также выдача сформированных выходных документов из хранилища данных. Информационная система «Калибр» предназначена для ведения учета, планирования обслуживания, ведения надзора за состоянием и применением средств измерений метрологического отдела.

Информационная система «Калибр» должна автоматизировать выполнение следующих основных операций:

-регистрация сведений о наличии, состоянии и движении средств измерений;

-планирование и учет операций по поверке, калибровке, ремонтам;

-формирование отчетной информации.

1.2 Характеристика объекта автоматизации

Автоматизации подвергается деятельность по учету средств измерений выполняемая метрологическим отделом Воронежского вагоноремонтного завода.

На учете метрологического отдела состоит более тысячи средств измерений. Необходимо хранить данные по характеристикам всех приборов. По каждому экземпляру прибора необходимо ведение истории его эксплуатации: данные о поверках, ремонтах, отказах, движении по местам установки. Полнота и объемы представления данных определяются значимостью измерения, проводимого с пользованием прибора в процессе производства, и могут быть совершенно различны даже для экземпляров приборов одного и того же типа. Каждый прибор имеет уникальный заводской номер, по которому, и производиться идентификация прибора. Кроме того, каждый прибор обладает такими свойствами, как тип прибора (синхроноскопр, датчик, корректор, регистратор, измеритель-регулятор, расходомер, вольтметр, амперметр, токоизмерительные клещи, мегомметр, ваттметр, частотомер и др.) и наименование (например, ЦА 9056/4, Метран 100 ДД, КСД2-054 и пр.). Каждый из приборов подлежит регулярной обязательной поверке. Она может проводиться как на месте установки прибора, так и в лаборатории, в зависимости от сложности поверки и временных затрат. Используются различные методы поверки (это ГОСТы и нормативы) при этом для каждого средства измерения необходимо учитывать: дату установки, текущее состояние прибора (находиться он в эксплуатации или на складе), годен или негоден прибор. При поверке прибора составляется протокол, где содержаться данные о результате поверки, а так же о том, кто осуществлял поверку и затраченное время. Если прибор не проходит поверку, он подлежит ремонту, либо заменяется на новый прибор. Ремонт могут проходить и приборы, которые вышли из строя во время между поверками. Данные о приборах заносятся в протокол или наряд.

.3 Основные этапы автоматизации работы метрологического отдела Воронежского вагоноремонтного завода

Компьютерные системы стремительно вытесняют привычную для нас бумажную информационную технологию. Электронная почта, телесовещания, электронные выставки и конференции, многочисленные справочно-поисковые службы, сетевые автоматизированные рабочие места - это лишь небольшой список тех возможностей, которые стали доступны организациям с внедрением в их деятельность современных компьютерных и информационных технологий. Но лишь немногие из предприятий сумели вовремя осознать и, тем более, использовать представившиеся им возможности, предпочитая старые, но проверенные методы принципиально новому способу ведения дел. И как результат - потеря доли рынка, снижение прибыли.

В наше время очень часто приходится сталкиваться с ситуацией, когда рядовые сотрудники организации на своих рабочих местах не имеют стареньких 286-х, в то время как в офисе руководителя простаивает компьютер самой последней конфигурации. Именно проблема автоматизации является на сегодня самым больным вопросом для большинства российских предприятий. Поэтому данный раздел посвящен нахождению рационального подхода к информатизации предприятий российской индустрии в условиях нехватки материальных, финансовых и квалифицированных трудовых ресурсов.

На первый взгляд, процесс внедрения компьютерных и информационных технологий в практику работы российских предприятий представляет собой цепочку простых взаимосвязанных действий: осознание потребности - выбор - покупка - установка - эксплуатация. Эта модель поведения, характерная как для организаций, так и для частных лиц, используется при внедрении относительно несложных технологий (например, при установке нового программного обеспечения и покупке справочной базы данных на компакт-диске). Внедрение же технически сложных и дорогостоящих информационных систем (ИС) является проектом, и зависит от специфики внедряемого продукта, а также от опыта проведения подобных мероприятий сотрудниками конкретной организации. Именно в этом смысле этапы автоматизации деятельности предприятия наиболее полно отражаются в процессе внедрения современной информационной системы по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода (рис. 1.1).

Рисунок 1.1 - Процесс внедрения автоматизированной системы

Процесс внедрения информационной системы по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода, как и любой другой информационной системы, начинается с момента осознания необходимости автоматизации технологических процессов ведения учета, планирования обслуживания, ведения надзора за состоянием и применением средств измерений метрологической службы. От того, насколько руководство отдела метрологии и остальные сотрудники понимают важность стоящей перед ними проблемы, в значительной степени зависит и весь дальнейший успех предстоящей компании.

Вторым основным этапом процесса автоматизации является поиск и анализ входной и выходной информации.

Окончательное решение по вопросу разработки и внедрения информационной системы принимается после расчета показателей эффективности внедрения данной системы (см. Главу 6 настоящей дипломной работы) и оценки рисков, с которыми организация может столкнуться в ходе ее эксплуатации.

Четвертый этап - планирование - заключается с определения потребностей предприятия в ресурсах, требующихся для внедрения системы.

Только после определения необходимых ресурсов можно переходить к следующему, пятому этапу. Данный этап представляет наибольшую трудность и включает в себя поиск организации, предоставляющей услуги по реализации проекта создания информационной системы, установление контакта и проведение переговоров. На данном этапе решаются как основные (перечень и стоимость услуг, порядок и реализация услуг, сроки и порядок расчетов, обязанности и ответственность сторон), так и дополнительные вопросы, требующие принятия каких-то отдельных решений.

После подписания всех необходимых соглашений процесс внедрения информационной системы по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода начинает двигаться к своему завершению: производится установка программного обеспечения, наладка и тестирование необходимого для работы в системе оборудования, параллельно происходит обучение сотрудников и внесение в систему первых данных.

После этого необходим анализ полученного в ходе осуществления проекта опыта, а также контроль и управление происходящими в результате автоматизации изменениями [3].

Каскадный подход хорошо зарекомендовал себя при построении программных систем, для которых в самом начале разработки можно достаточно точно и полно сформулировать все требования, с тем, чтобы предоставить разработчикам свободу реализовать их как можно лучше с технической точки зрения.[4]

При правильном осуществлении всех перечисленных этапов, а также при удачном стечении обстоятельств, экономический эффект от внедрения информационной системы по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода не замедлит сказаться уже в течение двух-трех последующих после завершения проекта месяцев.

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СРЕДСТВ РАЗРАБОТКИ И РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Всякая профессиональная деятельность, так или иначе, связана с информацией, с организацией ее сбора, хранения, выборки. Можно сказать, что неотъемлемой частью повседневной жизни стали базы данных, для поддержки которых требуется некоторый организационный метод, или механизм. Такой механизм называется системой управления базами данных (СУБД). Итак, введем основные понятия.

База данных (БД) - совместно используемый набор логически связанных данных (и их описание), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации.

СУБД (система управления базами данных) - программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также получать к ней контролируемый доступ.

Управление основными потоками информации осуществляется с помощью, так называемых, систем управления реляционными базами данных, которые берут свое начало в традиционных системах управления базами данных. Именно объединение реляционных баз данных и клиент-серверных технологий позволяет современному предприятию успешно управлять собственными данными, оставаясь конкурентоспособным на рынке товаров и услуг. [5]

Реляционные БД имеют мощный теоретический фундамент, основанный на математической теории отношений. Появление теории реляционных баз данных дало толчок к разработке ряда языков запросов, которые можно отнести к двум классам:

-алгебраические языки, позволяющие выражать запросы средствами специализированных операторов, применяемых к отношениям;

-языки исчисления предикатов, представляющие собой набор правил для записи выражения, определяющего новое отношение из заданной совокупности существующих отношений. Следовательно, исчисление предикатов есть метод определения того отношения, которое желательно получить как ответ на запрос из отношений, уже имеющихся в базе данных.

В реляционной модели объекты реального мира и взаимосвязи между ними представляются с помощью совокупности связанных между собой таблиц (отношений).

Даже в том случае, когда функции СУБД используются для выбора информации из одной или нескольких таблиц (т.е. выполняется запрос), результат также представляется в табличном виде. Более того, можно выполнить запрос с применением результатов другого запроса.

Каждая таблица БД представляется как совокупность строк и столбцов, где строки (записи) соответствуют экземпляру объекта, конкретному событию или явлению, а столбцы (поля) - атрибутам (признакам, характеристикам, параметрам) объекта, события, явления.

В каждой таблице БД необходимо наличие первичного ключа - так именуют поле или набор полей, однозначно идентифицирующий каждый экземпляр объекта или запись. Значение первичного ключа в таблице БД должно быть уникальным, т.е. в таблице не допускается наличие двух и более записей с одинаковыми значениями первичного ключа. Он должен быть минимально достаточным, а значит, не содержать полей, удаление которых не отразится на его уникальности.

Связи между объектами реального мира могут находить свое отражение в структуре данных, а могут и подразумеваться, т.е. присутствовать на неформальном уровне.

Между двумя или более таблицами базы данных могут существовать отношения подчиненности, которые определяют, что для каждой записи главной таблицы (называемой еще родительской) возможно наличие одной или нескольких записей в подчиненной таблице (называемой еще дочерней).

Выделяют три разновидности связи между таблицами базы данных:

-"один-ко-многим";

-"один-к-одному";

-"многие-ко-многим".

Отношение "один-ко-многим" имеет место, когда одной записи родительской таблицы может соответствовать несколько записей дочерней. Связь "один-ко-многим" иногда называют связью "многие-к-одному". И в том, и в другом случае сущность связи между таблицами остается неизменной. Связь "один-ко-многим" является самой распространенной для реляционных баз данных. Она позволяет моделировать также иерархические структуры данных.

Отношение "один-к-одному" имеет место, когда одной записи в родительской таблице соответствует одна запись в дочерней. Это отношение встречается намного реже, чем отношение "один-ко-многим". Его используют, если не хотят, чтобы таблица БД "распухала" от второстепенной информации, однако для чтения связанной информации в нескольких таблицах приходится производить ряд операций чтения вместо одной, когда данные хранятся в одной таблице.

Отношение "многие-ко-многим" применяется в следующих случаях. Одной записи в родительской таблице соответствует более одной записи в дочерней. Или же одной записи в дочерней таблице соответствует более одной записи в родительской. Всякую связь "многие-ко-многим" в реляционной базе данных необходимо заменить на связь "один-ко-многим" (одну или более) с помощью введения дополнительных таблиц. [6]

Современные СУБД в основном являются приложениями Windows, так как данная среда позволяет более полно использовать возможности персональной ЭВМ, нежели среда DOS. Снижение стоимости высокопроизводительных ПК обусловил не только широкий переход к среде Windows, где разработчик программного обеспечения может в меньшей степени заботиться о распределении ресурсов, но также сделал программное обеспечение ПК в целом и СУБД в частности менее критичными к аппаратным ресурсам ЭВМ.

Среди наиболее ярких представителей систем управления базами данных можно отметить: Lotus Approach, Microsoft Access, Borland dBase, Borland Paradox, Microsoft Visual FoxPro, Microsoft Visual Basic, а также баз данных Microsoft SQL Server и Oracle, используемые в приложениях, построенных по технологии «клиент-сервер». Фактически, у любой современной СУБД существует аналог, выпускаемый другой компанией, имеющий аналогичную область применения и возможности, любое приложение способно работать со многими форматами представления данных, осуществлять экспорт и импорт данных благодаря наличию большого числа конвертеров. Общепринятыми, также, являются технологи, позволяющие использовать возможности других приложений, например, текстовых процессоров, пакетов построения графиков и т.п., и встроенные версии языков высокого уровня (чаще - диалекты SQL и/или VBA) и средства визуального программирования интерфейсов разрабатываемых приложений. Поэтому уже не имеет существенного значения, на каком языке и на основе какого пакета написано конкретное приложение, и какой формат данных в нем используется. Более того, стандартом «де-факто» стала «быстрая разработка приложений» или RAD (от английского Rapid Application Development), основанная на широко декларируемом в литературе «открытом подходе», то есть необходимость и возможность использования различных прикладных программ и технологий для разработки более гибких и мощных систем обработки данных. Поэтому в одном ряду с «классическими» СУБД все чаще упоминаются языки программирования Visual Basic 4.0 и Visual C++, которые позволяют быстро создавать необходимые компоненты приложений, критичные по скорости работы, которые трудно, а иногда невозможно разработать средствами «классических» СУБД. Современный подход к управлению базами данных подразумевает также широкое использование технологии «клиент-сервер». [7]

Таким образом, на сегодняшний день разработчик не связан рамками какого-либо конкретного пакета, а в зависимости от поставленной задачи может использовать самые разные приложения. Поэтому, более важным представляется общее направление развития СУБД и других средств разработки приложений в настоящее время.

Для практической реализации требований заказчика выбрана система визуального программирования Delphi 7.0.

Система визуального программирования Delphi 7.0 работает в среде Windows и предоставляет программисту возможность реализации всех достоинств графического интерфейса этой системы. Так как подавляющее большинство пользователей персональных компьютеров работают сегодня в среде операционных систем семейства Windows, то этот интерфейс является для них наиболее привычным и удобным. [8]

Delphi использует настоящий компилятор и компоновщик, и генерирует стопроцентный машинный код. Такая реализация лишена непроизводительных затрат, что делает программы, написанные на Delphi, максимально эффективными.

Для запуска программ, написанных на Delphi, не требуются никакие дополнительные библиотеки, интерпретаторы кода и прочее. Достаточно взять один-единственный сгенерированный исполняемый файл и запустить его там, где нужно. Для установки программы на другой компьютер не требуется создание каких-либо дистрибутивов, не нужен процесс инсталляции, достаточно переписать исполняемый файл программы.

Среда визуального программирования Delphi 7.0 является мощным средством для быстрой и качественной разработки программ для операционной системы Windows. Имеющаяся библиотека визуальных компонентов позволяет создать интерфейс с пользователем за считанные минуты. Объектно-ориентированный язык Object Pascal, положенный в основу Delphi, является расширением языков Turbo Pascal и Borland Pascal фирмы Borland, и нашел в себе отражение новых веяний в программировании. Компонентный принцип, используемый в Delphi, позволяет создавать полноценные Windows-приложения, написав минимальное количество строк кода. [9]

Таким образом, выбранная платформа удовлетворяет поставленным требованиям, поэтому выбор остановлен на системе программирования Delphi 7.0.

Для работы с базами данных разработаны многочисленные коммерческие СУБД, включая Interbase компании Borland, Access и FoxPro компании Microsoft, Paradox компании Corel, Oracle компании Oracle Corporation и др.

Таблица 2.1. - Сравнительный анализ популярных СУБД

Критерий оценкиSQL ServerAccessVisual FoxProПростота освоения и использования254Сетевые возможности514Скорость разработки454Объем хранимых данных523Защита данных533Надежность533Требования к памяти344Требования к устройствам хранения данных344Простота администрирования354Механизм репликаций552Интеграция с Microsoft Office253Итоговая оценка424238

Для реализации базы данных информационной системы была выбрана СУБД Access 2003.

СУБД Access 2003 - один из компонентов широко распространенного семейства офисных приложений Microsoft Office 2003. На сегодняшний день Access является одной из самых популярных настольных СУБД. Это связано с тем, что Access обладает очень широким диапазоном средств для ввода, анализа и представления данных. Эти средства являются не только простыми и удобными, но и высокопродуктивными, что обеспечивает высокую скорость разработки приложений. Изначально Access обладала радом уникальных возможностей, такими как умение сводить воедино информацию из самых разных источников (электронных таблиц, текстовых файлов, других баз данных); представление данных в удобном для пользователя виде с помощью таблиц, диаграмм, отчетов; интеграция с другими компонентами Microsoft Office. Совершенствуясь от версии к версии, Access стала инструментом, который может удовлетворить самые разные категории пользователей: от новичка, которому нравится дружественный интерфейс системы, позволяющий ему справиться с малыми задачами, до профессионального разработчика, который имеет весь необходимый инструментарии построения уникального решения для конкретного предприятия среднего бизнеса. [10]

Все версии Access имеют в своем арсенале средства, значительно упрощающие ввод и обработку данных, поиск данных и предоставление информации в виде таблиц, графиков, отчетов. Начиная с версии Access 2000, появились также Web-страницы доступа к данным, которые пользователь может просматривать с помощью программы Internet Explorer. Помимо этого, Access позволяет использовать электронные таблицы Excel, таблицы из разных баз данных, как настольных, так и серверных, и другие источники для хранения информации, необходимой приложению. Присоединив внешние таблицы, пользователь Access будет работать с данными в этих таблицах так, как если бы это были таблицы Access, причем другие пользователи могут продолжать работать с этими данными в той среде, в которой они были созданы. [11]

Любая СУБД позволяет выполнять четыре простейшие операции с данными:

-добавлять в таблицу одну или несколько записей,

-удалять из таблицы одну или несколько записей,

-обновлять значения некоторых полей в одной или нескольких записях,

-находить одну или несколько записей, удовлетворяющих заданному условию.

Для выполнения этих операций используется механизм запросов. Результатом выполнения запросов является либо отобранное по определенным критериям множество записей из таблицы, либо изменения в таблицах. Запросы к базе формируются на специально созданном для этого языке, который так и называется - язык структурированных запросов (Structured Query Language, SQL).

Важной функцией СУБД является управление данными. Под этим обычно понимают защиту данных от несанкционированного доступа, поддержку многопользовательского режима работы с данными, а также обеспечение целостности и согласованности данных. Защита от несанкционированного доступа позволяет каждому пользователю видеть и изменять только те данные, которые ему разрешено видеть или менять. Средства, обеспечивающие многопользовательскую работу, не позволяют нескольким пользователям одновременно изменять одни и те же данные. Средства обеспечения целостности и согласованности данных не дают выполнять такие изменения, после которых данные могут оказаться несогласованными.

Выбор был остановлен на данном средстве реализации базы данных информационной системы исходя из всех вышеперечисленных качеств.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ

Авторы книг, посвященных общим принципам разработки информационных систем, утверждают, что стоимость исправления ошибки, допущенной на предыдущем этапе жизненного цикла, примерно в десять раз превышает затраты на ее исправление на текущем этапе. В частности, многие разработчики сталкиваются с тем, что ошибки проектирования данных приводят иногда к написанию кода большого объема, так или иначе их компенсирующего, и нередко вызывают проблемы на этапе сопровождения готового продукта. Поскольку проектирование данных следует непосредственно за предпроектным обследованием, очень важно, чтобы эта часть работы над проектом была выполнена максимально качественно. Именно важность этого этапа обусловила стремительный рост популярности такой категории программного обеспечения, как средства проектирования данных, в течение последних десяти лет [12].

Хранение информации производится в базах данных, т.е. в поименованной совокупности данных, организованной по определенным правилам, включающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными.

База данных содержит данные пользователя в виде отношений - таблиц данных. БД обрабатывает СУБД, которая используется и разработчиками и пользователями.

Пакеты СУБД дают возможность пользователям осуществлять непосредственное управление данными, а программистам быстро разрабатывать более совершенные программные средства их обработки - приложения.

Уточним само понятие системы управления базами данных. В наиболее полном варианте такой пакет может иметь следующие компоненты:

-среда пользователя, дающая возможность непосредственного управления данными с клавиатуры;

-язык для программирования прикладных систем обработки данных;

-средства для придания завершенной программе вида готового коммерческого продукта в форме;

-программы утилиты быстрого программирования рутинных операций (генераторы отчетов, экранов, меню и др. приложений).

.1 Проектирование базы данных

Процесс построения базы данных по большей части совпадает с процессом построения любой другой информационной системы. Как показано в табл. 3.1, существуют три основных фазы: формулирование требований, проектирование и реализация [13].

Таблица 3.1. Обзор фаз построения системы

Фаза Базы данныхПриложенияФаза формулирования требованийПостроение модели данных Задание элементов данных Определение ограничений и правилОпределение требований приложенияФаза проектированияТаблицы Отношения Индексы Ограничения Хранимые процедуры и триггерыФормы Отчеты Запросы Код приложенияФаза реализацииСоздание таблиц Создание отношений Создание ограничений Написание хранимых процедур и триггеров Заполнение базы данных ТестированиеСоздание форм Создание отчетов Создание запросов Написание кода приложения Тестирование

Во время фазы формулирования требований разрабатывается модель данных: типы элементов данных, их длина и другие свойства. Кроме того, на данные накладываются ограничения и правила. Модель данных - это логическое представление структуры базы данных. Моделирование данных очень важно, поскольку и база данных, и все ее структуры зависят от модели данных.

Во время фазы проектирования модель данных преобразуется в таблицы и отношения.

Хранение информации производится в базе данных, т.е. в поименованной совокупности данных, организованной по определенным правилам, включающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными. База данных содержит данные пользователя в виде отношений - таблиц данных. БД обрабатывает СУБД, которая используется и разработчиками и пользователями.

По типу производимых действий различают следующие операции:

-идентификация данных и нахождение их позиции в БД;

-выборка (чтение) данных из БД;

-включение (запись) данных в БД;

-удаление данных из БД;

-модификация (изменение) данных БД.

Базы данных, состоящие из таблиц, называются реляционными. Проблема проектирования реляционной базы данных состоит в обоснованном принятии решений о том из каких отношений должна состоять БД и какие атрибуты должны быть у этих отношений.

Таким образом, рассмотрев общие положения реализации баз данных, переходим к непосредственному созданию базы данных дипломного проекта.

В создаваемой информационной системе должен вестись учет по работам поверки и калибровки средств измерений. Необходимо также ведение справочника приборов, находящихся на обслуживании, справочника специалистов, выполняющих работу по поверке и учету данных СИ, справочника участков отдела метрологии и справочника заказчиков.

Отображение информации о перечне приборов, находящихся на обслуживании должно осуществляться в виде таблицы. Перечень свойств прибора для отображения перечня в табличном виде:

-Заказчик работ по поверке приборов

-Наименование прибора

-Тип прибора

-Количество

-Заводской № прибора,

-Дата поверки

-Период поверки

-Участок отдела

-ФИО специалиста

Таким образом, сформирована таблица базы данных - «База СИ» (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 - Таблица базы данных «База СИ»

С целью удобства отображения перечня приборов в табличной форме, таблица должна иметь возможность сортировать и группировать данные.

Для облегчения работы и перечнем приборов и поиска должны быть предусмотрены средства поиска и фильтрации, позволяющие отображать только те приборы, характеристики которых соответствуют заданным.

Данные о заказчиках, которым необходимо выполнить поверку средств измерений в таблице. В табличном представлении заказчик должен обладать следующими свойствами:

-Краткое наименование заказчика

-Полное имя предприятия заказчика

-Контактное лицо заказчика

-Телефон заказчика

-Реквизиты заказчика

Таким образом, сформирована вторая таблица базы данных - «Заказчики» (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 - Таблица базы данных «Заказчики»

Перечень свойств специалистов, выполняющих работу по поверке и учету данных СИ для отображения перечня в табличном виде:

-ФИО сотрудника

-Пароль для доступа к БД

-Должность сотрудника

-Участок отдела

Таким образом, сформирована третья таблица базы данных - «Сотрудники» (рис. 3.3)

Рисунок 3.3 - Таблица базы данных «Сотрудники»

С целью повышения производительности системы выделим список участков отдела метрологии в отдельный справочник, который будет содержать только идентификатор участка и его полное наименование. Таким образом, сформирована четвертая таблица базы данных - «Отдел» (рис. 3.4)

Рисунок 3.4 - Таблица базы данных «Отдел»

Представим физическую модель данных в виде сущностей и связей, отобразим - модель данных. На рис. 3.5 представлена схема физической модели данных.

Рисунок 3.5 - Схема физической модели данных

На этой схеме реляционные таблицы представлены структурой, определяемой составом и последовательностью полей (атрибутов). Ключевые поля каждой таблицы выделены жирным шрифтом. Логические связи таблиц соответствуют структурным связям между объектами и изображены на схеме линиями.

Особенностью структуры базы данных является избыточность таблицы «База СИ», который выражена в присутствии поля «ФИО». Данное поле содержит фамилию, имя и отчество специалиста, который проводит поверку данного средства измерения. Это поле облегчает поиск и сортировку средств измерений по данному атрибуту, что повышает производительность системы в целом.

В проектируемой системе должны быть предусмотрены: поиск данных по поверкам и калибровкам по различным параметрам, автоматическое формирование отчетов, функции по ограничению возможностей пользователей с целью сохранения важных данных БД. Именно для осуществления этих и других возможностей необходимо перейти к реализации программного средства обработки данных - приложения.

.2 Разработка приложения

В ходе выполнения дипломного проекта разработка приложения осуществляется параллельно с разработкой базы данных. [14]

Первое окно, которое видит пользователь, это окно идентификации, при помощи которого осуществляется доступ к базе данных пользователей информационной системы.

Это простая форма, связанная с базой данных Access посредством несложного кода идентификации, который санкционирует доступ пользователя. После нажатия пользователем кнопки «ОК» программа считывает имя пользователя и введенный пароль пользователя из соответствующих полей, а затем осуществляет подключение к базе данных Access.

В верхней части экрана расположено меню, которое позволяет подключить/отключить/переподключить выбранную базу данных, или же при необходимости обратиться к справочной информации (рис. 3.6).

Рисунок 3.6 - Форма входа в программу и идентификации пользователя на этапе разработки

При ошибочном вводе пароля или пользователя, или же при попытке несанкционированного доступа программа выдаст сообщение, представленное на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 - Окно сообщения программы

После успешного подключения к базе данных пользователь системы должен иметь возможность непосредственной работы с данными самой базы данных.

Непосредственное сопряжение с базой данных выполнено при помощи модуля данных, в котором содержатся: ADOConnection, ADOTable, DataSourse (рис. 3.8).

Рисунок 3.8 - Модуль данных

Компонент ADOConnection имеет главное свойство ConnectionString, которое позволяет выполнить генерацию строки подключения, открытие и закрытие соединения с базой данных. Перечислим основные параметры объекта:

-Provider - драйвер для подключения к источнику данных (в нашем случае Microsoft.Jet.OLEDB.4.0" - для подключений к файлам Access и Excel и другим источникам данных на основе Jet;);

-IntegratedSecurity - это свойство аутентификации;

-DataSource - имя источника данных (файл базы данных Microsoft Access - все зависит от того, к какой базе данных подключаемся);

-InitialСatalog - имя базы данных на этом сервере. В нашем случае - База данных.mdb.

Объект ADOTable реализует функции работы с данными в таблицах базы. При помощи ADOTable можно просматривать, читать и редактировать эти данные. Перечислим основные свойства объекта:

-TableName - имя таблицы, данные которой мы обрабатываем;

-Connection - имя компонента ADOConnection через который происходит подключение;

-Active - это свойство равно true, если таблица открыта.

Объект DataSourse выполняет роль посредника между данными и компонентами визуализации, в нашем случае это DBGrid (сетка данных).

Таким образом, при нажатии кнопки «Вход» открывается главное окно приложения (рис. 3.9).

Рисунок 3.9 - Основная форма приложения

Эта форма осуществляет доступ пользователя к информации БД для добавления новых и редактирования и удаления существующих записей.

Главная форма визуально и функционально делится на три области:

-верхняя часть - меню основных функций приложения (рис. 3.10);

Рисунок 3.10 - Верхняя часть главной формы

-левая часть - рабочая область, т.е. поля и кнопки, с которыми активно работает пользователь (рис. 3.11);

Рисунок 3.11 - Левая часть главной формы

-правая часть - область отображения данных в табличном виде (рис. 3.12).

Рисунок 3.12 - Правая часть главной формы

В верхней части главной формы размещается меню, состоящее из пяти пунктов: «Отдел метрологии», «Правка БД СИ», «Отчетные формы», «Справка» и соответственно «Выход».

Пункт меню «Отдел метрологии» имеет подпункты:

-«Участок электрических измерений»;

-«Участок линейно-угловых СИ»;

-«Теплотехнический участок».

Такая организация этого пункта меню позволяет сделать выборку данных о средствах измерений, специалистах и заказчиках, которые относятся непосредственно к каждому участку отдела метрологии.

Используя следующий пункт меню «Правка БД СИ» пользователь имеет возможность редактировать данные о средствах измерений, специалистах и заказчиках, уже введенных в базу данных.

Программный код, осуществляющий данные функции приведен на рисунке 3.13.

Рисунок 3.13 - Код программы

Для удобной работы с приложением используется элемент управления PageControl, который довольно часто используется в интерфейсе Windows и привычен для пользователя. Данный элемент позволяет визуально разделить форму на несколько частей, при этом имея возможность переключения из одной области данных в другую.

В этом проекте PageControl используется для переключения между средствами измерений, заказчиками и специалистами отдела метрологии.

Учет и поверка контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода является главной задачей разрабатываемой системы, поэтому работа приложения начинается именно с этой вкладки (рис. 3.14).

Рисунок 3.14 - Главная форма приложения

В верхней части левой области главной формы расположены элементы для выбора критериев поиска предприятия-заказчика: DBLookupComboBox, MaskEdit. После ввода желаемых условий и нажатия кнопки «ОК» приложение, выполнив запрос к БД, отобразит результат. Код выполнения программы при нажатии кнопки «ОК» отображен на рисунке 3.15.

Рисунок 3.15 - Код программы

В средней части левой области главной формы расположены элементы для добавления средств измерений в базу данных: DBEdit, DBLookupComboBox и кнопка «ОК». После заполнения текстовых полей, выбора нужных значений в ниспадающем списке и нажатия кнопки «ОК» приложение, выполнив запрос к БД, добавит новую запись и отобразит результат в таблице. Код выполнения программы при нажатии кнопки «ОК» отображен на рисунке 3.16.

Рисунок 3.16 - Код программы

Операции по удалению и редактированию выполняются при помощи элемента управления DBNavigator. В целом он предоставляет пользователю возможность просматривать и редактировать набор данных. Навигатор содержит кнопки для перехода на первую, последнюю, предыдущую и следующую записи, вставки, удаления и редактирования записи, отмены и сохранения изменений, а также обновления данных. Этот компонент практически полностью автоматизирован, поэтому все, что остается сделать в большинстве случаев - это поместить его на форму, связать с DataSource. DBNavigator имеет свойство VisibleButtons, пользуясь которым можно убрать любые ненужные в данном приложении кнопки. Этим свойством мы и воспользовались для создания нужного нам вида (рис. 3.17).

Рисунок 3.17 - Элемент управления DBNavigator

Остальные вкладки «Заказчики» и «Специалисты» по содержанию управляющих элементов и способу работы аналогичны вкладке «Средства измерений».

Отчеты формируются при помощи следующих пунктов главного меню: «Отчет по отделам», «Отчет по средствам измерений», «Отчет по калибровке СИ», «Ежедневный отчет» (рис. 3.18).

Рисунок 3.18 - Пункт меню «Отчетные формы»

При необходимости пользователь может воспользоваться справочным материалом, нажав соответствующую кнопку также на главном меню.

3.3 Руководство пользователя

Начальная установка программного обеспечения выполняется прямым копированием файла «База данных.mdb» и программы приложения на компьютер с лазерного диска в любую произвольно созданную папку на жестком диске.

Для запуска программы необходимо щёлкнуть дважды левой кнопкой мыши по ярлыку программы.

После запуска программы приложения, появится окно идентификации пользователя (рис. 3.19).

Рисунок 3.19 - Окно идентификации пользователя

При ошибочном вводе пароля или пользователя, или же при попытке несанкционированного доступа программа выдаст сообщение, представленное на рисунке 3.20.

Рисунок 3.20 - Окно сообщения программы

Если есть необходимость, пользователь имеет возможность подключить или переподключить базу данных. Для этого нужно в верхней части окна нажать пункт меню «Файл», и в открывшемся окне выбрать нужный файл базы данных (рис. 3.21).

Рисунок 3.21 - Окно подключения БД

После успешного подключения к базе данных пользователь системы имеет возможность непосредственной работы с данными самой базы данных. Таким образом, при нажатии кнопки «ОК» открывается главное окно приложения на вкладке «Средства измерений» (рис. 3.22).

Рисунок 3.22 - Главное окно приложения ИС «Калибр»

Информационная система «Калибр» позволяет:

-Добавлять записи в базу данных;

-Удалять записи из базы данных;

-Редактировать записи в базе данных;

-Выполнять поиск по заданным параметрам;

-Формировать отчеты;

-Предоставлять справочные материалы о программе.

Для того, чтобы отфильтровать список средств измерений по дате калибровки и/или по предприятию в базе данных в верхней части левой области расположены элементы для осуществления данной функции (рис. 3.23).

Рисунок 3.23 - Фильтрование списка средств измерений по критериям

После ввода желаемых условий и нажатия кнопки «ОК» приложение, выполнив запрос к БД, отобразит результат.

Для добавления новой записи средств измерений в базу данных нужно заполнить текстовые поля, выбрать нужные значения в ниспадающем списке и нажать кнопку «ОК» (рис. 3.24).

Рисунок 3.24 - Добавление новой записи

Приложение, выполнив запрос к БД, добавит новую запись и отобразит результат в таблице (рис. 3.25).

Рисунок 3.25 - Таблица отображения списка средств измерений

Операции по удалению и редактированию средств измерений выполняются при помощи кнопок показанных на рисунке 3.26.

Рисунок 3.26 - Функциональные кнопки удаления и редактирования

Для того, чтобы найти в перечне заказчиков конкретное предприятие или цех организации в верхней части левой области расположено поле для заполнения наименования (рис. 3.27).

Рисунок 3.27 - Поиск предприятия-заказчика

После ввода наименования предприятия и нажатия кнопки «ОК» приложение, выполнив запрос к БД, отобразит результат.

Для добавления новой записи предприятия-заказчика в базу данных нужно заполнить текстовые поля и нажать кнопку «ОК» (рис. 3.28).

Рисунок 3.28 - Добавление новой записи

Приложение, выполнив запрос к БД, добавит новую запись и отобразит результат в таблице (рис. 3.29).

Рисунок 3.29 - Таблица отображения списка преприятий-заказчиков

Операции по удалению и редактированию выполняются при помощи кнопок показанных на рисунке 3.30.

Рисунок 3.30 - Функциональные кнопки удаления и редактирования

Аналогичные функции по добавлению, редактированию, удалению записей, а также поиска и фильтрации данных содержит вкладка «Специалисты».

Отчеты формируются при помощи следующих пунктов главного меню: «Отчет по отделам», «Отчет по средствам измерений», «Отчет по калибровке СИ», «Ежедневный отчет».

Нажатие пользователем пункта главного меню «Отчетные формы», позволяет перейти к выбору нужного типа отчета (рис. 3.31).

Рисунок 3.18 - Пункт меню «Отчетные формы»

Виды получаемых типов документов показаны в Приложении 1, Приложении 2, Приложении 3.

При необходимости пользователь может воспользоваться справочным материалом, нажав соответствующую кнопку также на главном меню.

Выход из программы возможен стандартным способом, а также через соответствующий пункт главного меню.

4. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

.1 Конфигурация информационной системы

Прежде чем, начать расчет надежности информационной системы, определим основные параметры минимальных системных ресурсов: объема оперативной памяти и объема жесткого диска.

Объем оперативной памяти - ключевой фактор, влияющий на производительность системы. Выбирая объем, необходимо руководствоваться принципом "чем больше, тем лучше". Дело в том, что Windows хранит максимально возможное число открытых файлов в памяти, а за всеми остальными обращается к диску. Увеличение объема памяти оказывает на производительность даже большее влияние, чем замена процессора. [15]

Объем оперативной памяти можно рассчитать, сложив минимальные требования операционной системы (А), средний объем открытых файлов (Г) и объем памяти (Ж), необходимый для запуска приложений: сумма А + Г + Ж.

Поскольку планируется использовать Microsoft Windows Professional, то, исходя из минимальных требовании, получим А = 128 Мб.

Теперь рассчитаем средний объем файлов:

-для Word for Windows - 310 Кб;

-для Excel - 120 Кб;

-для PowerPoint - 1000 Кб;

-для Access - 800 Кб.

Средний объем файла = 685 Кб. Умножив его на число документов (10), получим Г = 6,85 Мб

Теперь рассчитаем объем памяти, необходимый для запуска приложений, входящих в Microsoft Office:

-для Word for Windows - 3,66 Мб;

-для Excel - 4,6 Мб;

-для PowerPoint - 4,16 Мб;

-для Access - 2,7 Мб.

Средний объем равен 3,78 Мб. Таким образом, для запуска 4 приложений в среднем необходимо 3,78 х 4 = 15,1 Мб (Ж).

Сумма А+Г+Ж = 128 + 6.85 + 15,1 = 149,95 Мб.

Таким образом, для выполнения условий дипломного проекта необходим компьютер с объемом оперативной памяти не менее 149,95 Мб.

При планировании объема жесткого диска рекомендуется использовать три логических раздела. Первый - для установки системы, второй - для приложений, устанавливаемых на компьютере, третий - для персональных каталогов пользователя.

Объем жесткого диска можно рассчитать, сложив размер системного диска (А), размер диска приложений (Г) и диск пользователей (Ж), необходимый для запуска приложений: сумма А+Г+Ж.

Пространство, отводимое под установку операционной системы А = 1,5 Гбайт. Объем, занимаемый исполняемыми приложениями (Г) также приблизительно составляет 1,5 Гбайт. Объем, отводимый под пользователя (Ж) не менее 5 Гбайт. Суммарный объем жесткого диска: А + Г + Ж = 1,5 + 1,5 + 5 = 8 Гбайт.

Таким образом, объем жесткого диска требуемый для установки и функциональной работы информационной системы должен быть не менее 8 Гбайт.

В таблице 4.1 приведены технические характеристики ПЭВМ достаточные для разработки информационной системы «Калибр». Соответственно данные показатели будут удовлетворительными для функционирования разработанной системы.

Таблица 4.1. Аппаратные средства ИС

№ п/пНаименование устройстваМодель1ПроцессорIntel s775 Core2 Quad Q8200 (2.33GHz, 4Mb, 1333MHz)2Жесткий дискHDD 250 Gb SATA-II 300 Samsung Spinpoint F3 <HD253GJ> 7200rpm 16Mb3ДисководFDD 3.5 HD Gembird <BLACK> EXT USB4ПамятьDIMM 2Gb DDR2 SDRAM (PC2-6400) 800Mhz5ПлатаGigabyte s775 iP45 DDR2 ATX GA-EP45-UD3LR RTL6DVD-ROMDVD RAM&DVD+R/RW & CDRW 3Q 3QODD-T104H-TB08 USB2.0 EXT(RTL)7ВидеокартаXFX PCI-E GeForce GTX275 670MHz 896Mb GDDR3 GX-275X-AHDA RTL8ПринтерHP laserJet 2300

Надежность системы определяется, с одной стороны, отсутствием отказов, сбоев и ошибок в ее работе, с другой - возможностью быстрого восстановления аппаратуры и информационного процесса. Таким образом, перейдем к расчету надежности аппаратной и программной части информационной системы «Калибр».

.2 Расчет надежности аппаратной части

Зависимость надежности во времени описывается с помощью математической модели надежности - математического выражения (формулы, алгоритмы, уравнения, системы уравнений) позволяющего определить показатели надежности. [16]

Наиболее распространенной статистической моделью надежности является экспоненциальная модель распределения времени до отказа, по которой вероятность безотказной работы объекта выражается зависимостью:

(4.1)

где - параметр модели (интенсивность отказов) 1/ч;

t - время работы системы, ч.

Рассчитаем вероятность безотказной работы системного блока в течение одного года. Выбранный период времени равен 2000 часам. В расчете участвуют наиболее важные элементы системного блока.

Интенсивность отказов компонентов системного блока представлена в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Интенсивность отказов компонентов системного блока

Наименование элементаИнтенсивность отказов, 1/чИнтенсивность отказов, 10-7 1/чСистемная плата4.5x10-80.45 Процессор4.0x10-74.0Память3.2x10-73.2Дисковод 3.50.04x10-54CD-ROM0.1x10-510Жесткий диск8.3x10-78.3Блок питания 2x10-72

Вероятность безотказной работы основных устройств системы по формуле (5.1):

-системная плата 0,9995

-процессор 0,9968

-память 0,9974

-дисковод 3.5 0,9968

-CD-ROM 0,9931

-жесткий диск 0,9941

-блок питания 0,9982

Подсчитаем суммарную интенсивность отказов всех устройств:

с= 0,45x10-7 + 4,0x10-7 + 3,2x10-7 + 8,3x10-7 +10x10-7 + 4x10-7 + 2,0x10-7 = = 31,95x10-71/ч

Рассчитаем вероятность безотказной работы системы (рис. 4.1) и построим график зависимости ВБР от времени работы. [16]

Рисунок 4.1 - Схема конфигурации системы

Вероятность безотказной работы основных элементов системного блока:

Вероятность безотказной работы за Т = 1000 часов

= 0,9968

Вероятность безотказной работы за Т = 5000 часов

= 0,9841

Вероятность безотказной работы за Т=10000 часов

= 0,9686

Результаты расчета зависимости вероятности безотказной работы системы от времени приведены таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Зависимость вероятности безотказной работы от времени

Время работы системы t, чВероятность безотказной работы системы Рс(t)1210000,996850000,9841100000,9686

График зависимости вероятности безотказной работы системы от времени приведен на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - График зависимости вероятности безотказной работы системы от времени

Основываясь на статистических данных, вероятность безотказной работы основных, наиболее важных элементов системного блока в течение одного года является достаточно высокой. Это означает высокую отказоустойчивость системного блока в течение выбранного периода времени.

Зная можно вычислить среднее время наработки на отказ системы по формуле:

(4.2)

Рассчитаем среднее время наработки на отказ информационной системы:

Tcp.o. = 1´107/ 31,95 = 31298 ч.

4.3 Расчет надежности программного обеспечения

Теория надежности аппаратуры частично применима к проблеме надежности программного обеспечения, учитывая следующие различия между надежностью аппаратуры и программного обеспечения:

?элементы программного обеспечения не стареют из-за износа или усталости;

?в аппаратуре использование стандартных элементов распространено намного шире, чем в системе программного обеспечения;

?количество документации по программному обеспечению гораздо больше по сравнению с количеством документации для аппаратных средств;

?ввести изменения в программы просто, но трудно сделать это корректно.

Надежность программного обеспечения - свойство программы выполнять заданные функции, сохранять свои характеристики в установленных пределах при определенных условиях эксплуатации. Надежность программного обеспечения определяется его безотказностью и восстанавливаемостью.

Безотказность программного обеспечения или программы - свойство программы сохранять работоспособность при использовании в процессе обработки информации.

Безотказность программного обеспечения можно также характеризовать средним временем между возникновениями отказов в процессе функционирования программы. При этом предполагается, что аппаратура информационной системы находится полностью в работоспособном состоянии.

Важной характеристикой надежности программного обеспечения является его восстанавливаемость, которая определяется затратами времени и труда на устранение отказа из-за проявившейся ошибки в программе и его последствий. Восстановление после отказа в программе может заключаться в корректировке и восстановлении текста программы, исправлении данных, внесения изменений в организацию вычислительного процесса.

Принципиальное отличие программного обеспечения от аппаратуры состоит в том, что программное обеспечение не изнашивается и его выход из строя из-за поломки невозможен. Поэтому характеристики функционирования программного обеспечения зависят только от его качества.

В значительной степени на функционирование программного обеспечения влияют входные данные. Так проявление ошибок программного обеспечения связано с тем, что в некоторые моменты времени на обработку поступают ранее не встречавшиеся совокупности данных, которые программа не в состоянии корректно обработать.

Увеличение надежности программы является следствием того, что в процессе эксплуатации обнаруживаются и устраняются скрытые ошибки.

Основными причинами, непосредственно вызывающими нарушения нормального функционирования программы являются:

?ошибки, скрытые в самой программе;

?искажения входной информации, подлежащей обработке;

?неверные действия пользователя;

?неисправности аппаратуры, на которой реализуется вычислительный процесс.

В процессе отладки сложных программных средств невозможно обнаружить и ликвидировать все ошибки. В результате в программах остается некоторое количество скрытых ошибок. Они могут вызвать неверное функционирование программ при определенных сочетаниях входных данных. Наличие скрытых ошибок программного обеспечения является главным фактором нарушения нормальных условий его функционирования.

Искажение информации, подлежащей обработке, вызывает нарушение функционирования программного обеспечения, когда входные данные не попадают в область допустимых значений переменных программы. В этом случае между исходной информацией и характеристиками программы возникает несоответствие.

Причинами искажения вводимой информации могут быть следующие: сбои и отказы в аппаратуре ввода данных, шумы и сбои в каналах связи при передаче сообщений по линиям связи, сбои и отказы в аппаратуре передачи или приема информации, ошибки пользователей при подготовке исходной информации и т.д.

Неверные действия пользователя, приводящие к отказу в процессе функционирования программного обеспечения, связаны, прежде всего, с неправильной интерпретацией сообщений, с неправильными действиями пользователей в процессе работы с системой и т.д.

Отказы программного обеспечения, обусловленные ошибками пользователя, называют ошибками использования. Часто эти ошибки являются следствием некачественной программной документации (неверное описание возможностей программы, режимов работы, форматов входной и выходной информации, диагностических сообщений и т.д.).

Появление отказа или сбоя в работе аппаратуры приводит к нарушению нормального хода вычислительного процесса и во многих случаях - к искажению данных и текстов программ в основной и внешней памяти.

Всесторонний анализ ошибок, встречающихся в программах, возможен только при наличии точных данных об отказах программ, причинах отказов, о самих программах и условиях их разработки (квалификации программиста, сроков разработки и др.).

Эти данные являются основой для построения аналитических моделей надежности программ с целью ее оценки и прогнозирования, а также для нахождения путей ее обеспечения и повышения. Модели надежности программ строятся на предположении, что проявление ошибки является случайным событием и поэтому имеет вероятностный характер. [16]

Для построения моделей используются следующие характеристики надежности программ:

?функция надежности P(t), определяемая как вероятность того, что ошибка программы не проявится на интервале от 0 до t, т.е. время ее безотказной работы будет больше t;

?функция ненадежности Q(t) - вероятность того, что в течение времени t произойдет отказ программы в результате проявления ошибки в программе;

?интенсивность отказов - условная плотность вероятности времени до возникновения отказа программы при условии, что до момента t отказа не было;

?средняя наработка до отказа - математическое ожидание временного интервала между последовательными отказами.

Наибольшее распространение получили модели, основанные на экспоненциальном характере изменения числа ошибок в зависимости от времени тестирования и функционирования программы.

Экспоненциальная модель надежности основана на предположении об экспоненциальном характере изменения во времени числа ошибок в программе.

В этой модели прогнозируется надежность программы на основе данных, полученных во время тестирования. В модели вводится суммарное время функционирования t, которое отсчитывается от момента начала тестирования программы (с устранением обнаруженных ошибок) до контрольного момента, когда производится оценка надежности. Тестирование информационной подсистемы проводится в течение одного месяца (t = 168 ч.).

Предполагается, что все ошибки в программе независимы и проявляются в случайные моменты времени с постоянной средней интенсивностью в течение всего времени выполнения программы. Это означает, что число ошибок, имеющихся в программе в данный момент, имеет пуассоновское распределение, а временной интервал между двумя программами распределен по экспоненциальному закону, параметр которого изменяется после исправления ошибки.

Если M - число ошибок, имеющихся в программе перед фазой тестирования (M = 10); m(t) - конечное число исправленных ошибок, а m0(t) - число оставшихся ошибок, тогда

m0(t) = M - m(t) (4.4)

При принятых предположениях интенсивность отказов пропорциональна m0(t), т.е.

(4.5)

где C - коэффициент пропорциональности, учитывающий реальное быстродействие системы и число команд в программе.

Перед началом работы системы (t = 0) ни одна ошибка исправлена не была (t = 0), поэтому

. (4.6)

Будем характеризовать надежность программы после тестирования в течение времени t средним временем наработки на отказ:

(4.7)

Следовательно,

(4.8)

Введем - исходное значение среднего времени наработки на отказ перед тестированием ( = 1000 ч.). Тогда

(4.9)

В результате имеем

ч. (4.10)

Очевидно, что среднее время наработки на отказ увеличивается по мере выявления и исправления ошибок.

Расчет надежности разработанной информационной системы показал, что надежность программного обеспечения в несколько раз ниже надежности аппаратуры. Это можно объяснить двумя основными причинами:

?в информационной системе используется испытанная аппаратура, прошедшая долговременное тестирование;

?на тестирование информационной системы отведено недостаточное время для получения достоверных данных.

Следовательно, увеличение времени тестирования позволит более точно определить основные показатели надежности разработанной системы и увеличить ее надежность.

5. БИЗНЕС-ПЛАН

Бизнес-план [business-plan] - документ, вырабатываемый новой или действующей фирмой, компанией, в котором систематизируются основные аспекты намеченного коммерческого мероприятия. Бизнес-план нужен для того, чтобы понять - каков коммерческий смысл создания информационной системы, есть ли вообще смысл заниматься ее внедрением, и что это внедрение даст. Ведь внедрение всегда требует значительных затрат средств, времени и усилий.

Ответ на это может дать только всесторонне и тщательно проработанный бизнес-план, в котором должны быть просчитаны: стоимость исходных материалов, стоимость аренды производственных помещений, стоимость приобретения или аренды оборудования, стоимость воды, электричества, связи, затраты на зарплату, затраты на маркетинг и продажу конечного продукта, затраты на рекламу, налоги всех уровней, объемы необходимого финансирования, объемы продаж, доходы, возврат финансирования, прибыль.

Все вышеперечисленное должно быть проделано до того, как предприятие начнет тратить свои деньги на организацию внедрения своего программного продукта. Здесь главное - не приукрашивать действительность, не закладывать в бизнес-план данные, взятые "с потолка", а реально закладывать расходы и приблизительно подсчитывать доходы.

Одно дело заниматься созданием информационной системы, а другое - внедрением. Для внедрения нужно быть бизнесменом, а бизнес нужно уметь планировать.

На сегодняшний день информационная система любой организации является составляющей бизнеса, способом функционирования бизнес-процессов. Таким образом, процесс создания и внедрения ИС на предприятии с точки зрения менеджмента является инвестиционным проектом. Рабочим документом инвестиционного проекта является бизнес-план. Оценка финансовой эффективности является отдельным разделом бизнес плана. [17]

.1 Резюме программного продукта

Бизнес-план посвящен обоснованию эффективности организации разработки информационной системы «Калибр» по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода.

При анализе целесообразности данную разработку следует рассматривать как некоммерческий продукт в том смысле, что она не предназначена для широкого тиражирования и продажи с целью получения прибыли. Это упрощение сделано для того, чтобы показать прибыльность внедрения нашего программного продукта (ПП) на бюджетных предприятиях, где ценность системы определяется сэкономленными ею средствами.

Экономическая целесообразность разработки такой продукции заключается в экономии трудозатрат по сравнению с ручной обработкой и получении более достоверной информации за более короткое время.

.2 Расчет эффективности внедрения

метрологический программный автоматизация

В связи с тем, что процесс усовершенствования технологий бесконечен, данная версия не является окончательной и возможна последующая модернизация. По степени разработки и освоения на момент составления бизнес-плана разработка является рабочим проектом.

В проекте были задействованы три специалиста, а именно: руководитель проекта, специалист по информационному обеспечению (ИО) и программист.

Организационная структура, показанная на рис. 5.1, демонстрирует принцип организации работы над информационной системой.

Рис. 5.1 - Организационная структура проектной группы.

Жизненным циклом программы считается весь цикл от принятия решения о проведении разработок до полного отказа конечного пользователя от применения данного программного продукта:

-этап работы над программным продуктом составил 4 месяца (см. рис. 2);

-этап введения программного продукта - 1 месяц;

-этап зрелости: полный переход к информационной системе (порядка 1 месяца);

-этап упадка: появление новых технологий и моральное устаревание программного продукта.

Рис. 5.2 - Календарный график работы над проектом

Минимальный срок жизни разрабатываемой программы составляет три года.

Успех в конкурентной борьбе в большей степени определяется тем, насколько удачно выбран тип конкурентного поведения организации и насколько умело он реализуется на практике.

Конкурентоспособность изделия - это его способность противостоять на рынке изделиям, выполняющим аналогичные функции. При этом конкуренцию составляют не только изделия той же технологическо-конструктивной группы, но и любой товар, выполняющий аналогичные функции. Конкурентоспособность определяется многими факторами. Одни факторы определяют характеристики самого продукта, другие зависят от темпов технического развития товарной группы, к которой относится изделие, третьи - от рыночной конъюнктуры. [18]

Из известных информационных систем учета поверок контрольно-измерительного оборудования наибольшего внимания как потенциальный конкурент заслуживает система «АРМ Метролог».

Проведём сравнение разработанной информационной системы и системы «АРМ Метролог» по основным показателям:

-функциональный набор: примерно одинаковый;

-интерфейс: у разрабатываемой информационной системы «Калибр» более удобный, разработанный специально для отдела метрологии Воронежского вагоноремонтного завода с учетом требований и пожеланий будущих пользователей;

-инструкция для пользователя: у информационной системы «Калибр» более подробная;

-требуемые ресурсы: примерно одинаковые.

Таким образом, при равных стартовых возможностях применение разработанной информационной системы кажется более предпочтительным. Это превосходство обуславливается, прежде всего, тем, что информационная система разработана с учетом требований для отдела метрологии Воронежского вагоноремонтного завода, устранены лишние детали, интерфейс более гибкий и удобный. Следовательно, можно утверждать, что информационная система будет сохранять высокую конкурентоспособность до тех пор, пока не появятся новые, перспективные технологии.

Характерной чертой проводимых работ по калькуляции затрат является их теоретическая направленность. В качестве конечного результата проектирования может рассматриваться прототип интеллектуальной системы, демонстрирующий возможность применения теоретических разработок и не предполагающий выход на рынок научно-технической продукции. Таким образом, основными источниками затрат при работе над темой как части этапа проектирования жизненного цикла целенаправленной интеллектуальной системы являются капитальные предпроизводственные затраты, которые в определенной степени могут быть учтены и минимизированы. [17]

Калькулирование осуществляется по калькуляционным статьям расходов.

Таблица 5.1 - Затраты на расходные материалы

№ п/пНаименование материалаРасход, шт.Цена, руб./шт.Сумма, руб.1Стоимость лицензионного специального программного обеспечения118000180003Диски CD5201004Канцтовары--450Итого18550

Таблица 5.2 - Заработная плата разработчиков программного продукта

№ п/пНаименование этапаИсполнителиТрудоёмкость, чел. дн.1Трудоёмкость, чел. мес.2Оклад, руб.Затраты по з/п, руб.1ПодготовительныйСпециалист по ИО Программист200.9098000 85007272.0 7726.52Техническое заданиеРуководитель проекта Специалист по ИО100.45512000 80005460.0 3640.03ОсновнойПрограммист602.727850023179.54ТестированиеСпециалист по ИО Программист100.4558000 85003640.0 3867.55Технический отчётПрограммист150.68285005797.06Сдача темыРуководитель проекта Специалист по ИО 5 0.227 1200 8000 2724.0 1816.0Итого65122.5

- см. рис. 2;

- из расчёта 22-х рабочих дней в месяц.

Дополнительная заработная плата разработчиков ПП составляет 20 % от основной заработной платы:

.2 ´ 65122.5 = 13024.5 руб.

Фонд заработной платы представляет собой сумму основной и дополнительной заработной платы:

65122.5 + 13024.5 = 78147 руб.

Отчисления на социальные нужды составляют 35 % от фонда оплаты труда:

.35 ´ 78147 » 27351.5 руб.

Накладные расходы составляют 250 % от величины основной заработной платы:

.5 ´ 65122.5 » 162806.3 руб.

Прочие расходы включают расходы на машинное время (порядка 4-ёх месяцев на разработку, отладку и тестирование программного продукта: 700 часов стоимостью 20 руб./час): 700 ´ 2 = 14000 руб.

Таблица 5.3 - Калькуляция расходов

№ п/пНаименование статей расходовЗатраты, руб.1Расходные материалы18550.002Основная заработная плата разработчиков65122.53Дополнительная заработная плата разработчиков13024.54Отчисления на социальное страхование27351.55Накладные расходы162806.36Прочие расходы14000.0Итого затрат Зк = 300854.8

Оценка экономической эффективности применения программного продукта определяется при помощи показателя эффекта ЭТ, который определяет все позитивные результаты, достигаемые при использовании данной информационной системы. Экономический эффект за расчётный период Т определяется по формуле, руб.:

ЭТ = РТ - ЗТ, где

РТ - стоимостная оценка результатов применения информационной системы в течение периода Т, руб.; ЗТ - стоимостная оценка затрат на создание и сопровождение информационной системы, руб. (используем Зк).

Стоимостная оценка результатов применения информационной системы за расчётный период Т определяется по формуле:

Т

PT = å Pt ´ at , где

t = 0

Т - расчётный период;

Рt - стоимостная оценка результатов года t расчётного периода, руб.;

at - дисконтирующая функция, которая вводится с целью приведения всех затрат и результатов к одному моменту времени.

Дисконтирующая функция имеет вид:

at = 1 / (1 + p)t , где

p - коэффициент дисконтирования (p = Eн = 0.2, Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений).

Таким образом,

Т

PT = å Pt / 1.2t, где

t = 0

В нашей ситуации информационная система заменяет ручной труд, следовательно, набор полезных результатов в принципе не меняется. В качестве оценки результатов применения информационной системы в год берётся разница (экономия) издержек, возникающая в результате ее использования, т. е. Pt = Эу.

Экономия от замены ручной обработки информации на информационную образуется в результате снижения затрат на обработку информации и определяется по формуле, руб.:

Эу = Зр - За, где

Зр - затраты на ручную обработку информации, руб.;

За - затраты на информационную обработку информации, руб.

Затраты на ручную обработку информации определяются по формуле:

Зр = Ои ´ Ц ´ Гд / Нв, где

Ои - объём информации, обрабатываемой вручную, Мбайт;

Ц - стоимость одного часа ручной работы, руб./час;

Гд - коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени на логические операции при ручной обработке информации;

Нв - норма выработки, Мбайт/час.

В данном случае: Ои = 25 Мбайт (общий размер обрабатываемых данных, вводимых для регистрации за год с последующим подсчетом статистики),

Ц = 8000 / 22 / 8 » 45.5 руб./час, Гд = 2.5 (установлен экспериментально), Нв = 0.004 Мбайт/час. Следовательно, затраты на ручную обработку информации будут равны:

Зр = 25 ´ 45.5 ´ 2.5 / 0.004 = 710937.5 руб.

Затраты на информационную обработку информации рассчитываются по следующей формуле:

За = ta ´ Цм + tо ´ (Цм + Цо), где

ta - время автоматической обработки, ч.;

Цм - стоимость одного часа машинного времени, руб./час;

tо - время работы оператора, ч.;

Цо - стоимость одного часа работы оператора, руб./час.

Для данного программного продукта: ta = 18 ч., Цм = 20 руб., tо = 83.3 ч., Цо = 7500 / 22 / 8 » 42.6 руб. (Для ввода данных оператором в систему понадобится: (1000 СИ)*(5мин. регистрации 1 СИ) = 5000 мин. = 83.3 часа; Для автоматической обработки введенных данных, если получать по 100 СИ в неделю (время получения одного СИ 2 мин.) понадобится 10800 мин. = 180 часов в год)

Следовательно, затраты на информационную обработку информации будут равны:

За = 180 ´ 20 + 83,3 ´ (2 + 42.6) = 360 + 3715.18 = 40751.8 руб.

Таким образом, годовая экономия от внедрения информационной системы «Калибр» по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода. равна:

Эу = 710937.5 - 40751.8 = 670185.7 руб.

Экономический эффект от использования данного программного продукта за год определяется по формуле, руб.:

Эг = Эу - Ен ´ Зк, где

н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (Eн = p = 0.2, где p - коэффициент дисконтирования).

Эг = 670185.7 - 0.2 ´ 300854.8 » 670185.7 - 60170.96 = 610014.74 руб.

Эффективность разработки может быть оценена по формуле:

Эр = Эг ´ 0.4 / Зк.

Эр = 610014.74 ´ 0.4 / 300854.8 » 0.811

Поскольку Эр>0.20, наша разработка является экономически целесообразной.

Предполагается, что данная информационная система без изменений и доработок будет использоваться в течение трех лет. Тогда стоимостная оценка результатов применения программного продукта (экономия) за расчётный период T = 3 года составит:

P5 = å 670185.7/ 1.2t = 670185.7+ 558488.08 + 465406.7 = 1694080.5 руб.

t = 0

Экономический эффект от использования ПП за расчётный период T = 3 года составит:

ЭТ = 1694080.5 - 300854.8= 1393225.7 руб.

Очевидно, что разработка нашей информационной системы является эффективной даже при условии эксплуатации в течение одного года. Но стоит также заметить, что рассчитанный экономический эффект в денежном эквиваленте может с течением времени уменьшиться в условиях рыночной экономики.

6. ОХРАНА ТРУДА. ЭРГОНОМИКА РАБОЧЕГО МЕСТА ТЕХНИКА

Эргоно?мика (от др.-греч. ????? - «работа» и ????? - «закон») - в традиционном понимании - наука о приспособлении должностных обязанностей, рабочих мест, оборудования и компьютерных программ для наиболее безопасного и эффективного труда работника, исходя из физических и психических особенностей человеческого организма. Оснащение любого рабочего места состоит из основного и вспомогательного оборудования, технологической и организационной оснастки.

Уровень оснащенности рабочего места технологической и организационной оснасткой определяется коэффициентом Кос, рассчитываемым по формуле:

Кос = (Sф - Sнт)/Sт (6.1)

где Sф - количество оснастки, фактически применяющейся на рабочем месте, ед., Sнт - количество оснастки, не предусмотренной технологическим процессом, нормативами, ед., Sт - количество оснастки, предусмотренной технологическим процессом, нормативами, ед.

Основное оборудование включает станки, агрегаты, машины, пульты, постоянно находящиеся на рабочем месте. Главным критерием выбора оборудования является обеспечение наиболее эффективного выполнения производственных заданий по количеству и качеству. Кроме того, оборудование должно отвечать требованиям: санитарно-гигиеническим, по технике безопасности и эргономическим.

Исходя из антропометрических данных, высота, на которой устанавливается на оборудовании обрабатываемый предмет, должна составлять примерно 60% роста рабочего. Но поскольку рабочие бывают разного роста, то рабочее место должно быть обеспечено соответствующей подставкой. В следующей таблице приведены рекомендации, касающиеся высоты рабочей поверхности оборудования в зависимости от позы рабочего и его роста. [19]

Таблица 6.1

Виды работРост человекаНизкийСреднийВысокийВысота рабочего стола: при обычной работе сидя при особо точной работе сидя 700 900 725 950 750 1000Высота рабочей поверхности при работе на станках: рабочая поза сидя рабочая поза стоя рабочая поза сидя-стоя 800 1000 950 825 1050 1000 850 1100 1050 Примечание. Низкий рост у мужчин 1520-1630 мм, у женщин 1420-1520 мм; средний рост у мужчин 1631-1690 мм, у женщин 1521-1570 мм; высокий рост у мужчин 1691-1900 мм, у женщин 1571-1800 мм.

К вспомогательному оборудованию относятся транспортеры, рольганги, тележки, подъемные приспособления и другие устройства, предназначенные для облегчения перемещения предметов труда в пределах рабочего места, их подъема, установки и отправки с рабочего места.

Вспомогательное оборудование должно обеспечивать удобство эксплуатации и экономию затрат труда, устраняя излишние усилия рабочего при выполнении производственных операций.

Технологическая оснастка состоит из инструмента, приспособлений и технической документации. Инструмент и приспособления должны быть удобными и обеспечивать легкость установки, съема, закрепления и открепления предметов труда, не производить излишнего шума и вибрации. Пользование ими не должно сопровождаться значительными изменениями положения корпуса рабочего.

Организационная оснастка включает оборудование для размещения и хранения приспособлений, инструмента, заготовок, деталей, вспомогательных материалов; предметы, необходимые для расположения рабочего и обеспечения ему удобной рабочей позы; светильники, обеспечивающие нормальную освещенность рабочей зоны; держатели, кронштейны, щиты для размещения контрольно-измерительного инструмента, способствующие лучшей организации трудового процесса; вспомогательные приспособления для ухода за оборудованием, уборки рабочего места и т.д.

Практически в любом производстве для недопущения потерь из-за порчи изделий большое значение имеет обеспеченность рабочих мест соответствующей тарой.

Немерная тара рекомендуется для транспортировки поковок, отливок и других изделий, учет которых не представляет сложности. Для массовых деталей, пересчет которых вызывает большие затраты времени, применяется мерная тара. При хранении и транспортировке деталей, к которым предъявляются повышенные требования по точности размеров и внешнему виду, а также в тех случаях, когда конструкция деталей не позволяет транспортировать их навалом, применяется специализированная тара.

При проектировании тары следует иметь ввиду, что она должна иметь объем, соответствующий оптимальным размерам партии деталей; обеспечивать удобство укладки и выемки деталей; быть прочной, легкой и безопасной в обращении; быть удобной для штабелирования и транспортировки; позволять быстро распознавать ее назначение; иметь карманы для сопроводительных документов.

Немаловажное значение для организации рабочего места имеет правильный подбор производственной мебели. В частности, серьезные требования предъявляются к конструкции рабочего стула (кресла). Высота сиденья стула должна регулироваться в соответствии с высотой рабочей поверхности и ростом работающего в пределах от 350 до 500 мм от пола; ширина его рекомендуется в пределах 370-400 мм и глубина - от 370 до 420 мм; передний край сиденья должен быть слегка закруглен, для того чтобы он не давил на нижнюю часть бедер и не затруднял кровообращения (при переменной рабочей позе сиденье вообще делается круглым); поверхность сиденья должна быть несколько наклонена назад (на 5-70 в зависимости от характера работы); сиденье должно надежно фиксироваться во избежание случайного сдвига. На следующем рисунке приведены оптимальные размеры стула (а) и кресла (б) при нормальной посадке.

Рис. 6.1. - Оптимальные размеры стула (а) и кресла (б) при нормальной посадке.

Рабочее место подразделяется на рабочую (оперативную) зону и вспомогательное пространство. Рабочая зона - это участок трехмерного пространства, ограниченный пределами досягаемости рук в горизонтальной и вертикальной плоскостях с учетом поворота рабочего на 1800 и перемещением его вправо или влево на один-два шага. В этой зоне размещаются предметы - орудия труда, постоянно используемые в работе. Остальная площадь составляет вспомогательную зону, где располагаются предметы, применяемые реже. [20]

Основными считаются рабочие позы «сидя» и «стоя». Физиологи рекомендуют применять позу «сидя» на работах с усилиями до 5 кг, при ограниченной подвижности во время работы и небольшом размахе движений (380 - 500 мм), а также на работах, требующих большой точности, выполняемых обеими руками без значительного изменения положения головы. Ниже представлены зоны досягаемости рук в рабочей позе "сидя": 1 - оптимальная; 2 - нормальная; 3 - максимальная.

Рис. 6.2. - Зоны досягаемости рук в рабочей позе "сидя": 1 - оптимальная; 2 - нормальная; 3 - максимальная

Рабочая поза «стоя» применяется при работах с физическими усилиями от 10 до 20 кг, с большим количеством движений, размах которых превышает 1000 мм по фронту, 300 мм в глубину, 400 мм от поверхности рабочей зоны. На рисунке изображены зоны досягаемости для рабочей позы "стоя": а - оптимальная; б - максимальная.

Рис. 6.3. - Зоны досягаемости для рабочей позы "стоя": а - оптимальная; б - максимальная

При работах, требующих усилий от 5 до 10 кг, а также при выполнении работ по профилактическому обслуживанию оборудования и наблюдению за его работой, если рабочий дежурит продолжительное время, может применяться рабочая поза «сидя-стоя».

Планировка рабочего места должна обеспечивать хорошие условия обзора, без большого напряжения зрения рабочего (см. рисунок). Поле зрения: а - в вертикальной плоскости; б - в горизонтальной плоскости.

Рис. 6.4. - Поле зрения: а - в вертикальной плоскости; б - в горизонтальной плоскости

Зона мгновенного зрения в горизонтальной и вертикальной плоскостях ограничивается углом 180, а зона эффективной видимости - углом 300. Зона удобного обзора при фиксированном положении головы в вертикальной плоскости ограничивается углом 300 вверх и 400 вниз и в горизонтальной плоскости - углом 1200. При повороте головы в пределах до 450 зона обзора увеличивается до 1350 в вертикальной и до 2200 в горизонтальной плоскости.

Следует иметь ввиду, что движения глаз быстрее и менее утомительны, а размеры и пропорции оцениваются точнее в горизонтальной плоскости, чем в вертикальной, и что поворот головы, не вызывающий чрезмерных напряжений, составляет 30-400. Необходимо учитывать также, что желтый цвет различается в пределах 1200 по горизонтали и 950 по вертикали; синий - соответственно в пределах 100 и 800; красный и зеленый - в пределах 60 и 400. [21]

Требования к рабочему месту.

. Рабочее место должно обеспечивать максимальную надежность и эффективность работы.

. Рабочее пространство должно быть достаточным, позволять осуществлять все необходимые движения и перемещения при эксплуатации и обслуживании оборудования.

. В рабочем пространстве должна быть «зона свободной досягаемости», то есть участок, на котором сконцентрировано все оборудование: инструменты, материалы, приспособления, которыми приходится часто пользоваться.

. Рабочее место должно быть хорошо освещено.

. Оборудование должно быть быстрым, простым, экономичным в обслуживании, соответствовать требованиям техники безопасности.

. Рабочее место должно быть оборудовано в соответствии с нормами воздухообмена, температуры и влажности.

. Рабочее место должно предусматривать возможность размещения нового оборудования, созданного на основе ИВТ.

Рассмотрим пример проектирования рабочего места техника на производстве. При проектировании учитывается объем рабочего места, зоны досягаемости для конечностей техника, расстояние от техника до пульта и т.п. [22]

При организации рабочего места учитываются требования ГОСТов 12.3.002 "Процессы производственные", 12.0.003 "Вредные и опасные производственные факторы", 12.2.049 "Эргонометрические требования"; 12.2.032- рабочее место стоя; 12.2.033 - рабочее место сидя. [23, 24]

Рабочим местом считается место постоянного или периодического пребывания работающего для наблюдения и ведения производственных процессов или экспериментов.

Кроме того, рабочее место человека-техника - это место в СЧМ, оснащенное средствами отображения информации, органами управления и вспомогательным оборудованием.

Рабочее место характеризуется рабочей средой и рабочей зоной. Рабочая среда характеризуется физическими, химическими, биологическими, информационными, социально-психологическими и эстетическими факторами. На рис. 6.5, а показаны размеры рабочей зоны рук при позе сидя, а на рис. 6.5, б - при позе стоя.

Рис.6.5 - Размеры рабочей зоны рук: а - поза сидя, б - поза стоя

Рис.6.6 - Размеры рабочей зоны рук: а - поза сидя; б - поза стоя (ограниченное пространство); 1 - оптимальная рабочая зона; 2 - максимальная рабочая зона.

Рациональное устройство рабочего места учитывает его оптимальную планировку, степень механизации, автоматизации, выбор рабочей позы техника и расположение органов управления инструментов, материалов.

Оптимальная планировка рабочего места обеспечивает удобство при выполнении работы, экономию сил и времени рабочего (техника), правильное использование производственных площадей, безопасные условия работы.

Организация рабочего места заключается в выполнении мероприятий, обеспечивающих рациональный и безопасный трудовой процесс и эффективное использование предметов и орудий труда, что способствует повышению производительности труда и снижает утомляемость работающих.

Рабочая зона - часть пространства рабочего места, в котором осуществляются трудовые процессы. Рабочая поза будет наименее утомительна только при условии, если рабочая зона сконструирована правильно.

Размер зоны приложения труда определяется характером труда и может ограничиваться площадью (пространством), оснащенной технологическим оборудованием, оснасткой, инструментами и приспособлениями.

Рабочая зона техника ограничивает пространство, в пределах которого движения рук техника наиболее экономичны, без излишних напряжений. ГОСТ 22269 "Рабочее место оператора" устанавливает общие эргономические требования.

Важен выбор рабочего положения человека. Рабочая зона выбрана правильно, если проекция общего центра тяжести тела лежит в пределах площади опоры (рис. 6.7).

Рис.6.7 - Схема рабочей позы при устойчивом (а, б) и неустойчивом (в, г) положении: а, в - стоя; б, г - сидя.

Если в процессе работы действует небольшая группа мышц, то предпочтительнее поза «сидя»; при работе большой группы мышц - «стоя». При проектировании рабочего места необходимо учитывать следующее: если при прямой позе сидя мышечную работу принять равной единице, то при прямой позе стоя мышечная работа составляет - 1,6; при наклонной позе сидя мышечная работа составляет - 4, а при наклонной позе стоя - 10 единиц. Статичная поза утомительнее, нежели динамическая. [25]

В связи с внедрением механизации и автоматизации рабочие позы могут быть статичны, т.е. человек сидит, например, у пульта управления блока электростанции в малоподвижной позе. Лишение рабочего двигательной активности вызывает утомление, поэтому особое значение приобретают специальные физические упражнения, снижающие это утомление.

В пределах рабочей зоны размещаются органы управления (рукоятки, кнопки, рычаги), инструмент; измерительные приборы, приспособления и так, чтобы исключались лишние, непроизводительные движения.

Различают оптимальную и максимальную рабочие зоны. Наиболее часто употребляемые инструменты, материалы и др. размещаются в оптимальной рабочей зоне, редко употребляемые - в максимальной рабочей зоне.

Правильное конструирование рабочих зон определяется их соответствием с оптимальным полем зрения рабочего и определяется дугами, которые может описать рука, поворачивающаяся в плече или локте на уровне рабочей поверхности, а движением рук управляет мозг человека в соответствии с коррекцией глаз. Поэтому рабочую зону принимают удобной для охвата человеческим взором.

Рабочие места проектируются с учетом антропометрических данных усредненных размеров человеческого тела. Иначе, если размещение органов управления не будет соответствовать физическим возможностям человека, работа окажется неоправданно утомительной. При этом учитываются рост, размах и длина рук, ширина плеч, высота колен и т.д. При проектировании берутся средние значения этих величин, характерные для данной страны или групп населения, а также при возможности предусматривается настройка органов управления, мебели к данному индивидууму (высота, угол наклона). В соответствии с рабочими зонами и антропометрическими данными проектируются рабочие места в любом производственном процессе.

Еще в 2008 году любопытную модель рабочего места с ПЭВМ разработали в компании Gravitonus. Футуристично выглядящее кресло внешне напоминает дройдеку из «Звездных Войн» Джорджа Лукаса или кокпит фантастического истребителя. Однако, по заверению специалистов компании, в таком кресле работа будет действительно в радость. [26]

Рисунок 6.8 - Модель рабочего места с ПЭВМ компании Gravitonus

Рабочая станция от Gravitonus - это единый модуль, внутри которого человек пребывает «в подвешенном состоянии» относительно пола, при этом все органы управления компьютером находятся в пределах его досягаемости. Наклон конструкции можно регулировать вручную. Встроенные в конструкцию точечные светодиоды обеспечивают достаточную освещенность рабочего места и отстутствие бликов. Специальная подставка для клавиатуры позволяет закреплять ее в любом положении кресла. При этом обе руки пользователя опираются на подвижный экзоскелет, который практически не ограничивает свободу перемещения и при этом поддерживает конечности, разгружая шейный отдел позвоночника, плечи и руки. Само сидение располагает активной вентиляционной системой с функцией обогрева, регулировкой мощности и распределения воздушного потока. Стоимость рабочей станции в минимальной комплектации (один дисплей) в 2008 году составляла порядка $7 тыс.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью дипломного проекта была разработка и создание информационной системы учета и поверки контрольно-измерительного оборудования метрологического отдела Воронежского вагоноремонтного завода.

В ходе дипломного проектирования были решены все поставленные задачи и достигнуты все цели.

На начальном этапе мною был проведен анализ предметной области метрологического отдела Воронежского вагоноремонтного завода и дана характеристика объекту управления. По ходу выполнения дипломного проектирования выполнена оценка средств технической и программной поддержки и сделан выбор средств разработки программного обеспечения информационной системы. В результате проведенной работы в Microsoft Access мною была создана база данных средств измерений, в Borland Delphi - программный модуль сопряжения c базой данных, что в комплексе представляет информационную систему учета и поверки контрольно-измерительного оборудования «Калибр».

При создании информационной базы системы использован принцип интегральности - однократного ввода информации и многократного и многоаспектного ее использования.

В процессе анализа предметной области метрологического отдела и построения его упрощенной модели мною было выявлено 4 сущности:

-Приборы (СИ)

-Заказчики

-Специалисты

-Отдел

Были установлены связи между этими сущностями, построена логическая модель, разработаны алгоритмы и технологии решения задач, накладываемые на информационную систему.

Полученная информационная система состоит из таблиц базы данных и форм программного модуля, обеспечивающих комплексную работу и эффективное взаимодействие друг с другом путем обмена данными.

Все части информационной системы имеют однообразный интерфейс, позволяющий организовать эффективное обучение пользователей общим принципам взаимодействия с системой. Все отчеты, расчеты, запросы и т.д. проводятся на основе информации, хранящейся в базе информационной системы.

Мною был произведен расчет показателей экономической эффективности созданной информационной системы, который показал, что научно-технический уровень ИС является высоким, что свидетельствует о целесообразности внедрения данного проекта.

Информационная система учета и поверки контрольно-измерительного оборудования «Калибр» снизит трудоемкость мониторинга сроков поверки и калибровки приборов. Уменьшит временные затраты на разработку отчетов, обеспечит принятие обоснованных решений, связанных с планированием ремонтов метрологического оборудования. Позволит перевести основную часть документооборота метрологического отдела Воронежского вагоноремонтного завода в электронный вид. Обеспечит оперативный обмен документами между участками метрологического отдела в процессе выполнения работ по метрологическому обслуживанию парка средств измерений. И самое главное, сократит непроизводительные трудовые затраты и многократно повысит производительность труда сотрудников метрологического отдела Воронежского вагоноремонтного завода.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Бугров Ю.Г., Щербаков Б.В. Системные основы оценивания и защиты информации. Учебное пособие. - Воронеж, ГОУВПО Воронежский государственный технический университет, 2005 с.

2.Каргапольцев В.П. О поверке приборов учета энергоресурсов. - Internet, #"justify">ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Внешний вид ежедневного отчета по калибровке средств измерений

Внешний вид отчета по списку предприятий-заказчиков

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Внешний вид отчета по перечню средств измерений

Внешний вид отчета по перечню откалиброванных средств измерений

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. ОТДЕЛ МЕТРОЛОГИИ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ 1.1 Предметная область объекта автоматизации информационных процессов 1.2 Харак

Больше работ по теме: