Введение 3
1 Анализ применения ИТ в медицине 7
1.1 Анализ сфер применения САБ/САМ систем 7
1.2 Анализ сфер применения ИТ в медицине 20
1.3 Анализ ИТ для протезирования зубов 28
1.4 Выводы по первой главе 33
2 Проект внедрения САБ/САМ системы в стоматологической клинике 35
2.1 Основная характеристика ИС предприятия «Жемчуг» 35
2.2 Анализ бизнес-процессов стоматологической клиники 50
2.3 Разработка проекта развития ИТ в клинике 56
2.4 Анализ эффективности применения САБ/САМ-систем при
протезировании 63
2.5 Экономическое обоснование проекта 70
2.5 Выводы по второй главе 74
3 Перспективы развития САБ/САМ в медицине 76
3.1 Пути развития медицинских информационных технологий 76
3.2 Методические рекомендации по внедрению и использованию САБ/САМ
систем в стоматологии и медицине 79
3.3 Выводы по третьей главе 85
Заключение 87
Список использованных источников 90
Значительную роль в повышении качества управления предприятием играют информационные технологии. Они помогают достигать поставленных целей, оптимизируя производственные процессы, сокращая время на производство товаров, оказание услуг, выполнение работ тем самым способствуют повышению конкурентоспособности организации [14, с.37].
Одним из наиболее эффективных инструментов осуществления организационных изменений с использованием информационных технологий в компаниях различных отраслей, способным обеспечить непрерывность бизнеса, стала архитектура предприятия. Поддержка архитектурного подхода в различных отраслях должна стать неотъемлемым элементом управления всей деятельностью организации, как операционной, так и стратегической.
Данный подход позволяет разработать:
- подробное системное описание организации для поддержания порядка и ее функционирования;
- стратегический план развития организации, учитывающий внешние факторы и техническую, а также технологическую оснащенность компании.
На данный момент в любой современной организации наблюдается тесное переплетение информационных технологий и бизнес-процессов основной деятельности. В результате внедрения новых ИТ-проектов, у преобладающей части будут возникать схожие проблемы. Многие из них уже достаточно хорошо изучены, и в настоящее время созданы действенные методики их решения, объединенные в соответствующих методологиях. Для эффективного календарного планирования, ресурсного планирования и анализа рисков необходимо создание успешного проекта.
ИТ-проекты предназначены для решения проблем организации связанных с оптимизацией бизнес-процессов, большими затратами и длительным временем производства. Одним из наиболее успешных методов оптимизации производственного процесса является внедрение САП/САМ системы, так как она способна обеспечить автоматизированную поддержку работ инженеров и специалистов на всех стадиях проектирования и изготовления, а также сократить трудозатраты, снизить себестоимость и повысить качество продукции.
Объектом исследования является информационная система стоматологической клиники «Жемчуг», а предметом - процесс протезирования.
Исходя из актуальности внедрения информационных технологий, целью выпускной квалификационной работы является: разработка проекта внедрения ИТ системы на примере стоматологической клиники, с целью улучшения качества предоставляемых услуг.
Проанализировано развитие ИТ в различных отраслях, определены преимущественные направления и инновационные эффекты от применения ИТ в отраслях промышленности.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
- провести анализ сфер применения ИТ в медицине;
- проанализировать существующие ИТ для протезирования зубов, изучить проблемы внедрения новых технологий в стоматологии;
- провести анализ сфер применения CAD/CAM систем;
- построить полную модель архитектуры предприятия СК «Жемчуг»;
- разработать модель исследуемого бизнес-процесса как есть (AS-IS);
- описать бизнес-процесс после внедрения информационной системы (TO¬BE);
- с помощью методологии разработать план проекта по внедрению CAD/CAM системы на примере стоматологической клиники в Microsoft Project;
- оценить экономическую эффективность внедрения CAD/CAM системы;
- оценить перспективы развития информационных технологий в медицине.
В процессе выполнения работы был использован следующий инструментарий: BPwin, MS Visio, MS Project, Rational Rose.
Магистерская диссертация включает в себя Введение, Заключение, Список использованных источников и три главы:
- анализ применения ИТ в медицине;
- проект внедрение CAD / CAM системы в стоматологической клинике;
- перспективы развития CAD / CAM в медицине.
В первой главе раскрыты общие понятия о системах компьютерного проектирования и изготовления (CAD/CAM), проанализированы сферы их применения. Затем проведен анализ сфер применения ИТ в медицине, чтобы выделить технологии, которые являются самыми передовыми на данный момент. Анализ ИТ для протезирования зубов позволил понять, что применение CAD/CAM систем в процессе протезирования зубов является отличным решением для автоматизации данного процесса.
Во второй главе, описана и построена полная модель архитектуры предприятия ООО «Жемчуг». Модель архитектуры состоит из таких уровней, как бизнес-стратегия, бизнес-архитектура, архитектура приложений, ИТ- инфраструктура и представляет собой процесс сбора информации о том, как организация ведет свою детальность и какие информационные технологии использует. Данный подход дает возможность корректировать бизнес-процессы «на лету» таким образом, чтобы изменения сразу же отражались в работе управляющей системы. Затем построена модель AS-IS исследуемого бизнес- процесса и сформулирована главная проблема. По средствам концептуального моделирования и словесного описания представлено решение проблемы и реализована модель TO-BE. Для успешного внедрения предлагаемого решения, опираясь на методологию, разработан план внедрения новых технологий в организацию. В завершении представлено экономическое обоснование, успешного функционирования нововведения.
В третье главе рассмотрены пути развития ИТ в медицине, в частности, в стоматологии. С использованием программы Rational Rose, в нотации UML, построен наглядный алгоритм процесса протезирования после внедрения нового решения.
Приведен пример построения сравнительных таблиц для каждого элемента цифровой стоматологии, которые помогут определиться с выбором оборудования и программного обеспечения для конкретного предприятия.
Также рассмотрены мероприятия по повышению эффективности проекта.
В качестве теоретической базы были использованы учебно-методические пособия, работы отечественных и иностранных авторов, электронные ресурсы, а также результаты анализа данных, полученных в процессе прохождения преддипломной практики.
В процессе выполнения магистерской диссертации ее главная цель была достигнута.
В первой главе раскрыты общие понятия о системах компьютерного проектирования и изготовления (CAD/CAM), проанализированы сферы их применения, наиболее перспективными на данный момент являются медицина и портативная электроника. Затем был проведен анализ сфер применения ИТ в медицине, по итогам которого выявлено, что информационные технологии являются неотъемлемой составляющее здравоохранения. Они применяются на всех уровнях управления и оказания медицинской помощи. А самым интересным и перспективным направлением является стоматология. Анализ ИТ технологий позволил понять, что применение CAD / CAM систем в процессе протезирования зубов являются отличным решением, но не все предприятия готовы полностью автоматизировать данный процесс из-за нехватки знаний в части внедрения данного решения.
Объект исследования информационная система ООО стоматологическая фирма «Жемчуг», подробно рассмотрена во второй главе, где представлены следующие модели, выполненные с помощью MS Visio, его деятельности:
- взаимосвязь миссии, целей и задач;
- взаимосвязь стратегических целей и задач;
- ключевые факторы успеха для реализации стратегических целей, стратегические требования, ключевые показатели эффективности;
- бизнес-процессы;
- взаимосвязь бизнес-процессов и бизнес-функций;
- организационная структура;
- услуги предприятия;
- связь приложений и бизнес-функций;
- ИТ-инфраструктура.
На основе этих данных разработана полная модель деятельности стоматологической клиники.
Далее с помощью инструмента концептуального моделирования - BPwin, создана модель AS-IS, в которой выделена проблема, заключавшаяся в необходимости внедрения цифровой стоматологии (CAD/CAM система) в процесс протезирования зубов для улучшения качества обслуживания. Затем предложено решение выделенной проблемы, а именно внедрение CAD/CAM системы. Для наглядности нововведения построена модель TO-BE, также с использованием BPwin.
Определены критерии оценивания и составлены сравнительные таблицы для каждого элемента цифровой стоматологии. В качестве программного обеспечения выбран продукт Exocad, также рассматривался DentalCAD. Самым оптимальным внутриротовым сканером являетсяTRIOS 3 (3Shape) среди таких конкурентов, какCEREC Omnicam (Dentsply-Sirona), Emerald (Planmeca),CS3600 (Carestream).А лучшим фрезерным станком для небольшой стоматологической клиники стал Roland DWX-51D,ему уступил Dyamach DT-2.
Разработан план внедрения, опираясь на методологию. Для данного проекта была выбрана методология OneMethodology, а план разработан в MS Project. Следуя ему, процесс внедрения займет 117 дней, а полная стоимость трудовых ресурсов составит 256700 руб.
Обязательной составляющей внедрения любого проекта является оценка экономической эффективности. Внедрение CAD/CAM системы в ООО «Жемчуг» потребует инвестиций в размере 7 647 205 рублей, сюда включены:
- расходы на оплату труда;
- материальные вложения;
- нематериальные вложения;
- накладные расходы.
С учетом ежемесячных доходов и расходов проект окупится на 25 месяц эксплуатации новой системы. Таким образом, данное решение является экономически выгодным.
Преимущества внедрения CAD/CAM системы в ООО «Жемчуг»:
- существенное сокращение сроков проектирования и изготовления конструкций для протезирования;
- сокращение трудозатрат;
- снижение себестоимости изделий;
- повышение качества изготавливаемых конструкций;
- сведение к минимуму человеческого труда и как следствие снижение риска допущения ошибок;
- обеспечение безопасности и комфорта клиента во время проведения процедуры.
В третьей главе изучены пути развития ИТ технологий в медицине и выявлено, что самыми перспективными направлениями являются самообучающиеся интеллектуальные системы и CAD/CAM системы.
С использованием программы Rational Rose, в нотации UML, построен наглядный алгоритм процесса протезирования после внедрения нового решения.
Приведен пример построения сравнительных таблиц для каждого элемента цифровой стоматологии, которые помогут определиться с выбором оборудования и программного обеспечения для конкретного предприятия. Для рассматриваемого предприятия, в качестве программного обеспечения выбран продукт Exocad, также рассматривался DentalCAD. Самым оптимальным внутриротовым сканером являетсяTRIOS 3 (3Shape) среди таких конкурентов, какCEREC Omnicam (Dentsply-Sirona), Emerald (Planmeca), CS3600 (Carestream).А лучшим фрезерным станком для небольшой стоматологической клиники стал Roland DWX-51D,ему уступил Dyamach DT-2.
Также рассмотрены мероприятия по повышению эффективности проекта.
В результате разработан готовый проект внедрения CAD/CAM системы в стоматологическую клинику «Жемчуг» с учетом особенностей предприятия.
1. ГОСТ 23501.101-87 «Системы автоматизированного проектирования. Основные положения». Методические указания. Автоматизированные системы. Основные положения.
2. ГОСТ 34.003-90 «Информационная технология». Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения.
3. Положение о магистерской диссертации по направлениям подготовки [Текст]: Рассмотрено и одобрено на заседании Учебно-методического совета Института радиоэлектроники и информационных технологий - РТФс. 50.
4. Устав общества с ограниченной ответственностью фирма «Жемчуг» [Текст]: Утвержден общим собранием учредителей: Протокол №10 от 18 ноября 2009г. С. 10.
5. Арутюнов С.Д .Одонтопрепарирование при лечении винирами и керамическими коронками / [Текст]: Учеб. - М.: Молодая гвардия.- 2008. С. 135.
6. Буч, Гради Введение в UML от создателей языка [Текст]: учебное пособие Г ради Буч , Джеймс Рамбо , Ивар Якобсон. - М.: ДМК Пресс, 2015. - 496 с.
7. Герасимов, Ю. К. Математическая теория сбалансированного эффективного экономического развития [Текст]: Учебник. - М.: Издательство МГУ, 2016г. С.216.
8. Дубейковский, В. И. Практика функционального моделирования с AllFusion Process Modeler 4.1. (BPwin) Где? Зачем? Как? [Текст]: учеб. пособие / В.И. Дубейковский. - М. : ДИАЛОГ-МИФИ, 2004.
9. Иванов Д., Новиков Ф. Моделирование на UML [Текст]: Ччеб. метод. пособие - Санкт-Петербург: СПбГУ ИТМО, 2010. С. 640.
10. Лапшина С. Н. Архитектура предприятия [Текст]: Учебное электронное текстовое издание / С. Н. Лапшина М: ФГАОУ ВО «УрФУ», 2012. с. 48.
11. Ли К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). [Текст]: Учебник- СПб.: Питер, 2004. С. 89.
12. Маклаков, С.В. BPwin и ERwin [Текст]: учебное пособие CASE- средства разработки информационных систем / С.В. Маклаков. - М.: ДИАЛОГ- МИФИ, 2005. с. 148.
13. Малюх, В.Н. Введение в современные САПР / В.Н. Малюх // [Текст]: Курс лекций.- М.: ДМК Пресс, 2010.- 192 с.
14. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования [Текст]: учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. / И.П. Норенков. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. С. 430.
15. Норенков, И.П.Основы автоматизированного проектирования / И.П. Норенков [Текст]: Учеб. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009.- 430 с.
16. Первушин Владимир Анатольевич. Практика управления
инновационными проектами [Текст]: учебное пособие / В. А. Первушин ; Российская Акад. народного хоз-ва При Правительстве РФ .— М.: Дело, 2011. С. 208.
17. Полховский, Д.М. Применение компьютерных технологий в стоматологии. Современная стоматология.[Текст]: Учебное пособие - М: 2008.- №1.- С. 127.
18. Ряховский, А.Н. Цифровая стоматология [Текст]: Учеб. метод. пособие / А.Н Ряховский.- М.: ООО «Авантис».- 2010.- 282 с.
19. Сатунина Анна Евгеньевна. Управление проектом корпоративной информационной системы предприятия [Текст]: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Прикладная информатика" (по обл. / А. Е. Сатунина, Л. А. Сысоева .— Москва : Финансы и статистика: ИНФРА-М, 2009г.
20. Тебайкина Н. И. CASE-средства [Текст]: учебно-методическое пособие / Тебайкина Н. И. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. с.88.
21. Тебайкина Н.И. Управление проектами в MS PROJECT [Текст]: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности 080801 "Прикладная информатика (по обл.)" и другим экономическим специальностям / Н. И. Тебайкина; Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина; науч. ред. А. В. Луценко. — 2-е изд. — Екатеринбург: УрФУ, 2010. с. 92.
22. Толмачев А. В. Экономический подраздел выпускной квалификационной работы [Текст]: Учебное электронное текстовое издание / Толмачов А.В. «УрФУ», 2018. С. 18.
23. Фласинский Мариуш. Управление информационными проектами [Текст]: Учебное пособие М. Фласинский пер. с пол. И. Д. Рудинского — Москва: 2013. С. 190.
24. Вольвач С.И. // Новое в стоматологии [Текст]: статья № 36. 2003г. С. 3.
25.Зыков О. Промышленная автоматизация [Текст]: статья №5 2005г.С.4.
26. Mormann W.H. // Int. J. Comput. Dent [Текст]: article - 2004.- V. 7.- P. 89.
27. Ибрагимов, Т.И. Применение свойств виртуального артикулятора в клиническом планировании и контроле одонтопрепарирования [Текст]: Сборник трудов IX Всерос науч-практ. конф. «Образование, наука и практика в стоматологии» по единой тематике «Пути повышения качества стоматологической помощи».- М., 2012.- С. 396.
28. Ибрагимов, Т.И. Современные методы изучения окклюзионной поверхности зубов/ Т.И. Ибрагимов, Г.В. Большаков, А.В Габучян [Текст]: Сборник трудов IX Всерос. науч.-практ. конф. «Образование, наука и практика в стоматологии» по единой тематике «Пути повышения качества стоматологической помощи».- М., 2012. С. 503.
29. Мастерова И.В. CAD/CAM стоматологические реставрационные системы [Текст]: Сборник трудов V Всерос. науч.-практ. конф. «Образование, наука и практика в стоматологии» по объединенной тематике «Имплантология в стоматологии»: М., 2011. - С. 327.
30. Lee Sang Hun. A CAD-CAE integration approach using feature based multi¬resolution and multi-abstraction modeling techniques. - Computer Aided Design №37 [Text] - 2005. С.355
31. Кукарекая Е.Ю. Анализ ИТ-технологий для протезирования зубов [Текст], 2020.
32. Кукарекая Е.Ю. Анализ сфер применения CAD/CAM систем [Текст], 2020.
33. B. Ravi, Metal Casting - Back to Future. 52nd Indian Foundry Congress, Institute of Indian Foundry men, Hyderabad. Feb [Текст],, 2004.
34. Baguley P., Roya R., Watson J. Cost of Physical Vehicle Crash Testing // Proceedings of the 15th ISPE International Conference on Concurrent Engineering [Текст], 2018.
35. Boone DA, Burgess EM. Автоматизированное изготовление протезов [Текст], 2019.
36. Boone DA, Harlan JS, Burgess EM. Возможности автоматизированного производства в медицине [Текст],, 2019.
37. Chwastyk, P, Kolosowk M. CAD/CAPP/CAM Integration System in Design Process of Innovative Products: Proceedings of the 23rd International DAAAM Symposium, Vol. 23, No. 1 [Текст]: 2304-1382, 2019.
38. Davies RM, Lawrence RB, Routledge PE, Knox W. Т.Процесс изготовления протезов при полной автоматизации [Текст], 2019.
39. Fernie GR, Griggs G, Bartlett S, Lunau K. Определение формы для протезов через компьютерную программу [Текст],, 2019.
40. Global Simulation and Analysis Software Market 2018-2022 / TechNavio. London [Текст],, 2019.
41. J. Kong, Y. Song. Analysis on the application of modern manufacturing- oriented CAD/CAM. Journal of Theoretical and Applied Information Technology [Текст], 50(3). 30th April 2017.
42. Narayan, K. Lalit, Computer Aided Design and Manufacturing [Текст],. (New Delhi: Prentice Hall of India. Learning Private Limited, 2017).
43.S.B. Ahmad, Application of PRO/Engineer in CAD/CAM
http://www.ptss.edu.my. Retrieved [Текст],: 20/8/2015
44.Sidles JA, Boone DA, Harlan JS, Burgess EM. Новый метод изготовления протезов [Текст], 2018.
45.Strub J.R, Rekow E.D., Witkowski S. // J. Amer. Dent. Assoc [Текст], - 2006.- V. 137.- P.1304.
46. T. Y. Ping, Advanced manufacturing technology [Text]. (China Press, P.R China. 2002)
47. Ваш эксперт на рынке 3D-технологий [Электронный ресурс] -http://top3dshop.ru/blog/obzor-intraoralnyh-stomatologicheskih-3d-skanerov/(дата обращения: 16.05.2020).
48. Гусев И.В., Гусев В.В., Христофоров Р.П. СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТОМАТОЛОГИИ [Электронный ресурс]: сб. ст. по мат. XIX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 8(19). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/8(19).pdf(дата обращения: 14.05.2020).
49. ИНТУИТ национальный открытый университет [Электронный ресурс]
/ Внедрение ИС в различных методологиях - URL: https://www.intuit.ru/studies/courses/2196/267/lecture/6796?page=2 (дата
обращения 05.04.2020).
50. Конференция «ИТ в здравоохранении 2018» [Электронный ресурс] - URL: http://www.livemedical.ru/tags/stomatologicheskie_skanery/(дата обращения 05.05.2020г.).
51. Медицинские новости. Применение компьютерных техноглогий в
стоматологии. Издатель: ЮпикомИнфоМед [Электронный ресурс] -
http: //www. mednovo sti. by/j ournal .aspx?article=1413 met 1 (дата обращения:
16.05.2020).
52. Официальный сайт ООО «Жемчуг» [Сайт] - URL: http://jemchug86.ru/(дата обращения: 25.03.2020).
53. Сборник материалов для учеников и студентов MetodPro. Структура и виды обеспечения САПР [Электронный ресурс] - https://docplayer.ru/61442995- Klassifikaciya-medicinskih-informacionnyh-sistem-klyuchevym-zvenom-v- informatizacii-zdravoohraneniya-yavlyaetsya.html(дата обращения: 15.05.2020).
54. Студопедия [Электронный ресурс] / История применения CAD/CAM систем в стоматологии - URL: https://studopedia.su/2_25282_istoriya-primeneniya- sistemi-sADCAM-v-stomatologii.html(дата обращения: 21.05.2020)
55. Студопедия. Система автоматизации проектирования, управления производством [Электронный ресурс] - https://studopedia.org/8-169046.html(дата обращения: 15.05.2020).
56. CAD/CAM-системы в ТПП [Электронный ресурс] - URL: http://docplayer.ru/29919070-2-1-cad-cam-sistemy-v-tpp.html(дата обращения: 23.04.2020).
57. DentalCAD [Электронный ресурс] - https://dentalcad.egsolutions.com/(дата обращения: 16.05.2020).
58. DentalGeek. Как выбрать стоматологическую CAD/CAM систему [Электронный ресурс] - http://www.dentalgeek.ru/tech/2(дата обращения: 18.05.2020).
59. Exocad. Будущее цифровой стоматологии [Электронный ресурс] -https://exocad.com/fileadmin/content/brochures/exocad_brochure_RU_screen.pdf(дата обращения: 16.05.2020).
60.StudFiles. Общие сведения о cad/cam/cae-системах [Электронный ресурс] - URL: https://studfiles.net/preview/4293167/page:18/(дата обращения: 15.05.2020).
61.Top Dentis. Обзор систем проектирования CAD/CAM систем [Электронный ресурс] - https://stomamart.ru/articles/obzor-sistem-proektirovaniya- cad-cam/(дата обращения: 15.05.2020).
62.Svetlana N. Lapshina, Evgenia Kukarskaya/ CAD/CAM APPLICATIONS ANALYSIS // 16th International Conference of Computational Methods in Sciencences and Engineering ICCMSE2020.