Стадия проектирования КС УКИС. На основе разработанных принципов, положений, моделей, методов и средств построения КС УКИС, полученных на стадии исследования проводится проектирование системы. Эта стадия имеет свои общие и специфические признаки.
При некоторых условиях, в частности, сравнительно небольших объемах проектирования этапы технического и рабочего проектирования могут быть объединены и составляется техно-рабочий проект КС УКИС. При создании системы необходимо тщательно спланировать проект, оценить возможные риски и обеспечить тем самым успешную работу всего коллектива разработчиков [140,143,144].
На первом этапе предпроектного обследования (ПрО) проводится изучение и анализ особенностей объекта управления - информационной системы, осуществляется сбор материалов для проектирования - определение требований, изучение объекта проектирования - КС УКИС, а также управляемого объекта - ИС. Проводится изучение условий функционирования будущей КС УКИС, например, объемно-временные характеристики информационных потоков по качеству ИС, возможная нагрузка на технические устройства, особенности состава программного обеспечения и др. Здесь же устанавливаются определенные ограничения на условия разработки - сроки выполнения этапов проектирования, имеющиеся и недостающие ресурсы, процедуры и мероприятия, обеспечивающие защиту информации и др. С учетом предварительно выполненных исследований проводится разработка и выбор варианта концепции КС УКИС. Одним из принципиальных вопросов ПрО является учет общих требований, предъявляемых к системе. Особенно тщательному анализу должны быть подвергнуты вопросы построения и функционирования имеющейся традиционной системы управления качеством ИС предприятия.
Этап разработки технического задания (ТЗ) является логическим продолжением ПрО. Материалы, полученные на этапе ПрО, используются для разработки ТЗ. Здесь формулируется назначение системы. Проводится анализ, разработка и указываются принципиальные требования, предъявляемые к КС УКИС со стороны конкретного заказчика или потенциальной группы потребителей. Формулируются требования к аппаратным, программным, информационным и организационно-правовым компонентам КС УКИС и др. Особое внимание в ТЗ уделяется разработке требований к порядку взаимодействия технологических процессов ИС и КС УКИС. Состав и содержание требований должны отображать в некотором роде идеализированное представление основных свойств КС УКИС в параметрической форме. Здесь необходимо тщательно изучить нормативные документы, содержащие требования к КС УКИС. В состав таких документов, как правило, включаются стандарты различного уровня - международные, национальные, отраслевые, предприятий, технические регламенты отрасли, ведомства, предприятия. Кроме того, информация о требованиях может быть получена из научно-технической литературы - монографии, сборники научных трудов, периодические научно-технические издания и др. В ТЗ приводится предварительное технико-экономическое обоснование проекта КС УКИС с расчетом технической и экономической эффективности системы.
На этапе технического проектирования (ТП) проводится поиск наиболее приемлемых решений по всем задачам проектирования системы. Целью этого этапа проектирования является конкретизация общих, иногда нечетких знаний о требованиях к будущей системе в более точные формулировки. На данном этапе определяются:
1. Уточненные цель, задачи, функции КС УКИС. Кроме того, рассматриваются также внешние условия функционирования системы, распределение функций между ее компонентами.
2. Системные параметры КС УКИС. Интерфейс и распределение функций между оператором и системой.
3. Конфигурация всех подсистем КС УКИС, образующих ее структуру. Сюда относятся документационно-информационная, техническая, программно-математическая и организационно-правовая составляющие структуры системы.
4. Структура базы данных и система управления БД, форматы обрабатываемых документов, лингвистические средства - информационно-поисковые языки, методики индексирования документов и запросов и др.
5. Ведомость конфигурации комплекса технических средств и их спецификация с указанием технических средств совместно используемых ИС и КС УКИС.
6. Состав и характеристика математических моделей, алгоритмов и программ с указанием совместно используемых в управляемой ИС и КС УКИС.
7. Схема функционирования КС УКИС и технологический процесс обработки данных и др.
8. Порядок взаимосвязи и взаимодействия технологических процессов обработки данных КС УКИС и управляемой ИС.
9. Должностные и рабочие инструкции персоналу КС УКИС.
10. Уточненное технико-экономическое обоснование проекта.
По результатам контрольных испытаний выполняется корректировка неправильных решений, дополняется недостающий материал в проектной документации и др. В проектной документации стиль описания результатов аналитических и экспериментальных работ зависит от многих факторов. Выбор стиля, в основном, зависит от содержания задачи, ее масштаба, значимости в общем комплексе задач проектирования и др.
На этапе рабочего проектирования (РП) проводится окончательная доводка тех вопросов, которые на этапе технического проектирования по определенным условиям не могли быть полностью решены. На данном этапе разрабатывается комплекс программ на основе алгоритмов, составленных на этапе технического проектирования. Уточняется структура баз данных, проводится корректировка унифицированных форматов документов, обрабатываемых в технологии КС УКИС.
На этом этапе проводятся тестирование программ, серия контрольных испытаний с обработкой реальных документов, анализируются результаты тестирования и экспериментальной обработки, необходимые корректировки программ. При необходимости выполняется корректировка решений технического проекта КС УКИС.
Следует отметить, что заметная доля трудозатрат РП приходится на доработку организационно-правовых документов - должностных и рабочих инструкций персоналу КС УКИС. Одним из основных документов является положение о выводе системы из нештатных ситуаций. В данном положении, в частности, приводится состав негативных ситуаций, которые могут возникнуть при эксплуатации КС УКИС. По каждой ситуации указываются конкретные процедуры и средства устранения ее последствий.
Методы и средства проектирования КС УКИС. Проектирование КС УКИС может выполняться по двум основным условиям. Первое условие предполагает, что проектированием системы занимается сторонняя фирма-разработчик. Эта фирма имеет штат высококвалифицированных профессионалов. Работа проводится на основании договора между фирмой-разработчиком и фирмой-заказчиком. Второе условие состоит в том, что разработка системы ведется силами штатных специалистов фирмы-заказчика.
При первом условии можно предполагать следующее. Будут соблюдаться стандарты проектирования и оформления документации. Разработка выполняется с использованием инновационных решений в данной области. На этапе внедрения фирма-разработчик, как правило, осуществляет авторское сопровождение проекта КС УКИС. Но вместе с тем сроки проектирования иногда затягиваются, создание системы плохо вписывается в ритм жизни фирмы-заказчика, и разработка может оказаться в определенных случаях малопригодной для конкретных условий фирмы-заказчика. Кроме того, фирма-заказчик вынуждена производить прямые финансовые затраты по договору с фирмой-разработчиком.
Второе условие также может иметь свои достоинства и недостатки. Компетентность штатных специалистов фирмы-заказчика позволяет им без задержек создавать проектные решения КС УКИС на основе хорошего знания специфики своей фирмы и эксплуатируемых ИС. Система сравнительно быстро осваивается и начинается её эксплуатация. Вместе с тем подготовка и оформление проектной документации, как правило, отстает, что затрудняет разработку и функционирование системы. Кроме того, отсутствие опыта у фирмы-заказчика в создании систем класса КС УКИС не обеспечивает применение в разработке инноваций, более того - увеличивает вероятность принципиальных ошибок в создании системы собственными силами. Попытки компенсировать это расхождение соблюдением проектной дисциплины не всегда приносит желаемый эффект.
При создании КС УКИС следует учитывать возможность компромиссного условия. Фирма-заказчик может пригласить консультанта по разработке КС УКИС на контрактной основе. Консультант выполняет сопровождение проекта путем консультирования и выдачи рекомендаций по принципиальным аспектам создания системы. Подобная форма взаимодействия может в определенной мере обеспечить плюсы и нивелировать минусы первого и второго условий создания КС УКИС. Конкретное решение по выбору вышеуказанных условий создания системы определяется многими факторами, в частности, финансовым состоянием фирмы-заказчика, наличием у нее штатных специалистов соответствующего профиля и квалификационного уровня, необходимыми сроками создания КС УКИС, наличием в данном или близлежащем регионе соответствующей фирмы-разработчика, специалистов-консультантов, режимом секретности фирмы и др.
В процессе проектирования и взаимодействия разработчику и заказчику приходится решать ряд проблем. Наблюдаются ситуации, когда проектировщику сложно получить полную и достоверную информацию для оценки требований к КС УКИС, которые формулирует заказчик. Вместе с тем заказчик не всегда имеет достаточные знания о разрабатываемой системе, чтобы объективно судить о возможности в полной мере реализации инноваций относительно системы. Специфичность систем такого класса как КС УКИС, в частности, сравнительно большой объем новых понятий, параметров, часто непонятна заказчику, а его попытки её искусственного упрощения не может удовлетворить разработчика системы. Посредством определенных аналитических методов можно решить некоторые из вышеуказанных вопросов. Для решения задач проектирования применяются соответствующие методы и средства. Среди них следует находить такие приемы, которые бы радикально решали задачи разработки КС УКИС. Одним из таких подходов является структурный анализ - способ изучения системы, который рассматривает систему как иерархическую структуру от её общего уровня до необходимого низшего [16,98,158]. Число уровней определяется спецификой рассматриваемой системы и её внешней среды. На каждом уровне обычно указывается от 3 до 6 компонентов. Выбираются только существенные компоненты КС УКИС, взятые в контексте тех операций, которые можно проводить над компонентами. Применяются формальные правила записи элементов информации, составления спецификации системы, последовательное приближение к результату решения задачи.
Структурный анализ использует несколько принципов, в частности, принцип декомпозиции и принцип иерархического упорядочения. Первый принцип заключается в решении вопросов структуризации функциональных задач системы путем их разбиения на множество меньших независимых задач, которые легче понимать и решать. Второй принцип заключается в том, что внутреннее строение компонентов системы очень существенно для изучения при детальном и формализованном их описании. В данном случае понятность существенно улучшается, если компоненты системы представляются в виде иерархической структуры. Речь идет о целесообразности сочетания обоих принципов.
На этапе предпроектного обследования используются методы изучения фактического состояния существующей (традиционной) системы управления качеством ИС, технологического процесса обработки данных. Эти методы направлены на сбор полной и точной информации об объекте изучения с наименьшими затратами ресурсов (таблица 1.2), в частности, устный или письменный опрос, анкетирование, наблюдение, измерение и оценка, обсуждение промежуточных результатов, анализ производственных, управленческих и информационных процессов и др.
Методы формирования задаваемого состояния связаны с теоретическим обоснованием всех составных частей КС УКИС с учетом целей, требований и условий заказчика. Сюда можно отнести дескриптивное, математическое и компьютерное моделирование процессов управления качеством, структурное проектирование, декомпозицию, анализ технологии и др.
Методы графического отображения фактического и задаваемого состояний используют для наглядного представления объектов и процессов блок-схемы, графики, рисунки, чертежи, эскизы, диаграммы и др. Графические средства являются неотъемлемой частью любого проекта. Их состав и количество определяется особенностями каждого этапа проектирования.
Проектные работы требуют сравнительно значительного объема средств различного характера - временных, трудовых, финансовых и др. В соответствии с принципом автоматизации СКИС одним из перспективных средств рационализации проектирования следует рассматривать автоматизацию системы проектирования КС УКИС. За последнее десятилетие в области проектирования сформировалось новое направление, так называемая «программная инженерия» или CASE-технологии (Computer-Aided Software/System Engineering) [16]. CASE-технологии - это совокупность методов анализа, проектирования, разработки и сопровождения АИС, поддержанной комплексом взаимосвязанных средств автоматизации. CASE может быть применено как средство для системных аналитиков, разработчиков и программистов, обеспечивающее автоматизацию процессов проектирования КС УКИС различного класса и назначения.
Основной целью CASE-технологии является максимально автоматизировать процесс разработки и отделить процесс проектирования от кодирования программных средств КС УКИС. В большей части современных CASE-технологиях применяется методология структурного анализа, основанная на описании модели проектируемой системы в виде графов, диаграмм, таблиц и схем. К числу достоинств CASE-технологии следует отнести следующие: