ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Методологические основы технологий проектирования и разработки автоматизированных систем для малых предприятий
Глава 2. Анализ предметной области и формирование требований к системе
2.1.Технико-экономическая характеристика объекта автоматизации
2.1.1.Состояние и стратегия развития информационных технологий
2.2.Анализ существующей организации информационных процессов
2.2.1.Описание существующей организации информационных процессов
2.2.2.Недостатки существующей организации информационных процессов
2.2.3.Формирование предложений по автоматизации бизнес-процессов
2.3.Постановка задачи автоматизации
2.3.1.Цели и задачи проекта автоматизации
2.3.2.Формирование требований к информационной системе
2.3.3.Идентификация точек зрения
2.3.4.Функциональные требования
2.3.5.Нефункциональные требования
2.3.6.Аттестация требований
Выводы к главе 2
Глава 3. Проект автоматизированной системы сбора и анализа биоинформации
3.1.Информационное обеспечение
3.2.Программное обеспечение
3.3.Математическое обеспечение. Модуль обработки данных
3.3.1.Научные данные
3.3.2.Обработка данных
3.4.Техническое обеспечение
3.4.1.Структура системы, перечень подсистем
3.4.2.Способы и средства связи для информационного обмена между
компонентами подсистем
3.5.Организационное обеспечение
3.6.Обеспечение информационной безопасности
3.7.Технологическое обеспечение
Выводы к главе 3
Глава 4. Апробация работы и результат. Эффективность и экономическая
выгода
4.1.Оценка совокупной стоимости владения
4.2.Оценка затрат на внедрение ИС
4.3.Анализ качественных и количественных факторов воздействия проекта
на бизнес-архитектуру организации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Развитие информационных технологий и компьютеризация систем, преобразование социально-экономических взаимоотношений ведет к появлению необходимости проектирования систем на малых предприятиях, особенно в такой стремительно развивающейся области, как биотехнологии. В последние годы рост числа таких предприятий, привел к увеличению спроса на проектирование автоматизированных системы обработки биоинформации. Под биоинформацией в таком случае понимают любые сведения о физических или биологических характеристиках человека независимо от формы их представления.
Объем мирового рынка биотехнологий в 2016 году оценивался в 369,62 млрд. долларов США, а согласно новому отчету Grand View Research [36] ожидается, что к 2025 году мировой рынок биотехнологий достигнет 727,1 миллиарда долларов США. Такой приток инвестиций стимулирует значительный рост интереса к этой отрасли в плане получения прибылей. За первые два месяца текущего года вложения в малые инновационные биотехнологические компании (стартапы) составило 2,8 миллиарда долларов, что превысило инвестиции в биотехнологические фирмы за весь 2014 год. Несмотря на потребности рынка, число решений в данной сфере остается довольно небольшим, а представленные системы либо не подходят для предприятий с малым числом сотрудников, либо слишком дороги. Также крайняя специфичность задач еще более усугубляет сложившееся положение. При этом технологии проектирования и реализации автоматизированных систем получения данных в биотехнологических компаниях является критически важным для их выживания и развития.
Анализ процессов на предприятии обычно включает в себя сопоставление или моделирование процессов и подпроцессов вплоть до уровня минимальной задачи. Данные процессы могут быть смоделированы с помощью большого количества методов и техник. Например, нотация моделирования - это метод моделирования процессов, который может использоваться для «рисования» процессов в визуализированном рабочем процессе [15, 24, 26, 45]. В конечном итоге все процессы являются частью унифицированного результата, который может быть описан как «создание ценности для клиентов» [45]. Эта цель может быть достигнута с применением автоматизации [46].
Автоматизация процессов - это частичный или полный перевод повторяющихся (стандартных) операций под контроль специализированной информационной системы, или программно-аппаратного комплекса. Как результат - высвобождение человеческих и финансовых ресурсов для повышения производительности труда и эффективности стратегического управления, уменьшение ошибок в результате «человеческого фактора» и в итоге снижения издержек и повышение эффективности.
Данная магистерская диссертация посвящена описанию технологии проектирования и разработки системы для автоматизации сбора и анализа биоинформации для повышения эффективности деятельности малого инновационного предприятия.
С учетом вышесказанного актуальность исследования обусловлена необходимостью решения задачи проектирования и разработки на биотехнологическом предприятии для поддержания развития компании.
Проблема автоматизации процессов на малых предприятиях при помощи проектирования информационной системы в той или иной степени рассматривались в работах отечественных и зарубежных ученых и специалистов в области проектирования информационных систем и автоматизации процессов на малых и средних предприятиях: Евдокимовой А.Б., Желтухина П. С., Ильичева В.М., Кожухар В.М., Конева В.В., Кравцовой Н.А., Лазеевой В.И., Лукьянова Г.В., Макаровой К.Н., Малявко К.В, Матвеева А. С., Пихуна А.В., Фирсова М. В. и других. В дополнение к указанным работам в диссертационном исследовании использовались материалы, включенные в международные, государственные и отраслевые стандарты. Анализ научных работ, приведенный в главе 1, демонстрирует, что в отечественной литературе последних лет данная тема набирает популярность, но, к сожалению, не является полно освещённой. Отсутствуют необходимое алгоритмическое обеспечение, обобщённые структурные решения, пригодные для автоматизированного сбора (диалоговых интерфейсов) и хранения данных (логических структур данных).
В настоящее время отсутствуют информационные системы, предназначенные специально для решения таких задач, в частности задач сбора, обработки и хранения научных данных медицинского характера доступные для малого предприятия. Таким образом, становится очевидной потребность в описании систем и методов организации процессов сбора данных и хранения данных, то есть процессно-ориентированных систем, построенных на основе адаптируемого к научным задачам, поставленным руководством компании. В связи с этим ясно, что решение данной задачи возможно посредством внедрения нового инструмента, обеспечивающего решение проблем эффективности сбора биоинформации на малом предприятии.
Основной гипотезой исследования является то, что существует возможность повысить эффективность исследования биоинформации путем проектирования специальной информационной системы для помощи в проведении исследований на малом предприятии, применяя современные технологии проектирования и разработки систем.
Объектом исследования является система сбора биоинформации на малом инновационном предприятии в условиях изменения требований к подходам и методам проведения исследований, диктуемых развитием компании.
В качестве предмета исследования рассматривается технологии проектирования и разработки новой автоматизированной системы сбора биоинформации на определение уровня глюкозы в крови человека.
Целью настоящей работы является теоретическое обоснование технологий проектирования и их практическая реализация для создания проекта системы сбора биоинформации для повышения эффективности деятельности и уменьшения затрат на производство исследований.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
-провести теоретическое обоснование и выявить современные концепции и методики в теме технологии проектирования автоматизированных систем для малых предприятий;
-охарактеризовать предметную область исследования с описанием ее специфики;
-проанализировать существующий на предприятии процесс сбора биоинформации, выявить его сильные и слабые стороны;
-описать технологии формирований требований к новой
информационной системе с учетом специфики малого предприятия;
-определить подходящие технологии проектирования и разработки системы для автоматизации сбора и анализа биоинформации на малом предприятии;
-подготовить проект автоматизированной системы обработки биоинформации на определение уровня глюкозы в крови человека;
-проверить эффективность разработанной системы и определить результативность ее внедрения.
В ходе исследования использовались следующие методы:
1.теоретические:
а. изучение и анализ учебной, методической литературы,
нормативно-правовых документов по проектированию
информационных систем;
б. технологии разработки программного обеспечения, в том числе
описанная: ГОСТ 19.101-77. Единая система программной
документации. Виды программ и программных документов [1], ГОСТ 19.701-90. Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения [2], ГОСТ 34.201-89. Виды, комплектность и обозначение документов при создании Автоматизированных систем [3], ГОСТ 34.602-89. Техническое задание на создание Автоматизированной системы [4].
2.практические:
а. обобщение опыта разработки и проектирования информационных систем;
б. наблюдение, беседа, анкетирование, мозговой штурм;
в. описание и моделирование процессов с применением семейства методологий IDEF;
г. реляционный подход к организации баз данных;
д. методы создания графических интерфейсов;
е. методы объектно-ориентированного программирования.
Апробация результатов исследования осуществлялась в компании- заказчике «Калигиа» - малом биотехнологическом предприятии. Результаты исследования были представлены на XV Специализированной конференции с выходом электронного сборника «International scientific review of the technical sciences, mathematics and computer science / Международный научный обзор проблем технических наук, математики и информатики» (Boston, USA, 2020 год), приняты к печати в Вестнике науки и образования (№ 8 (86), 2020 год).
Научная новизна диссертационного исследования:
1.Теоретически обоснован и практически применен метод мозгового штурма для описания требований при проектировании автоматизированной системы, доказана его эффективность при использовании на малых предприятиях;
2.Разработан процесс оптимизации процессов сбора биоинформации с применением методологии IDEF;
3.Применены методы IDEF и UML для описания новой информационной системы сбора и обработки биоинформации на предприятии;
4.Спроектирована реляционная база данных для оптимального хранения
данных предприятия.
Теоретическая значимость диссертационного исследования
заключается в обосновании технологий проектирования и разработки информационных систем для малого предприятия биотехнологического профиля.
Практическая значимость диссертационного исследования состоит в успешном внедрении оптимизированных процессов на предприятии и существенном снижении материальных затрат и сокращении количества ошибок при сборе биоинформации.
На защиту выносятся следующие положения:
1.Продуктивность метода мозгового штурма при проектировании автоматизированной системы на малом предприятии, позволяющей учитывать мнения как руководства компании, так и рядовых сотрудников.
2.Эффективность Structured Analysis and Design Technique - технологии структурного анализа и проектирования (IDEFx) при создании системы для малого предприятия.
3.Для лучшего взаимодействия с клиентом, возможен специализированный подход к моделированию процессов, в частности, комбинация нотаций IDEF и UML,
4.Новая информационная системы для сбора биоинформации позволяет существенно повысить эффективность исследования биоинформации.
Работа представляет собой результат теоретической и практической деятельности в области проектирования автоматизированных систем для малого предприятия.
В настоящей магистерской диссертации автор проанализировал литературу по тематике проектирования автоматизированных информационных систем для малых предприятий, определили наиболее употребимые технологии проектирования и разработки. В результате анализа литературы было выявлено, что в настоящее время не существует единого подхода к проектированию автоматизированных систем для биотехнологических малых предприятий, а также полностью отсутствуют готовые решения для автоматизации. Показано, что наиболее привлекательной методикой является технология моделирования SDAT.
Проведен анализ существующей на предприятии информационной системы, выделены сильные и слабые стороны, в частности наиболее уязвимым местом можно считать неэффективность процессов поиска и хранения данных, что влечет за собой существенные проблемы, как материального, так и технического характера, а именно:
-Сложность поиска сохраненных данных;
-Практическая невозможность установления исполнителя
эксперимента;
-Высокая вероятность потери данных.
Автором проведен подбор решений для устранения узких мест в текущем процессе, а именно предложено решение в виде спроектированной ИС, идеально подходящей для нужд компании, поскольку одним из основных требований по автоматизации явилось проектирование ИС, соответствующее динамическому характеру инновационной компании и ее уникальности. Собственная информационная система лучше удовлетворит требования руководства компании, рядовых и научных сотрудников. Также собственная ИС является хорошим заделом на будущее, поскольку предприятие планирует выйти на рынок с разрабатываемым прибором для исследования биоинформации для определения уровня глюкозы крови без использования крови непосредственно.
В работе определен метод сбора требований применимый для малого предприятия, а именно метод мозговой атаки, который зарекомендовал себя достаточно хорошо при написании ПО в малых компаниях. При малом количестве руководства и сотрудником, данным методом легко получить отклик практически от каждого, чтобы в дальнейшем максимально широко охватить все требования и подобрать наиболее подходящие и непротиворечивые.
Исследованы технологии и разработаны структурные решения для физической реализации программных средств системы исследования биоинформации на определение уровня глюкозы в крови человека на малом инновационном предприятии. Одним из требований компании было применение СУБД с минимальной стоимостью. В настоящей работе мною предложено применение бесплатной системы управления базами данных PostgreSQL, которая предлагает существенные преимущества.
Проведено проектирование автоматизированной системы для сбора биоинформации на определение уровня глюкозы в крови человека.
Применение новой автоматизированной информационной системы для малого инновационного предприятия позволит:
-Максимально сократить потерю данных за счёт «человеческого фактора».
-Решить проблему невозможности установить исполнителя экспериментов.
-Значительно уменьшить количество ошибок при запуске.
-Существенно сократить количество ошибок при регистрации тестов.
-Снизить количество ошибок при регистрации волонтёров.
-Основательно уменьшить трудовые затраты за счёт оптимизации процесса.
-Сократить время на поиск информации.
-Решить проблему хранения данных.
-Исключить необходимость использовать бумажные носители.
-Расширить количество рабочих станций.
Срок окупаемости спроектированной системы составляет чуть более 6-ти месяцев, что говорит о целесообразности инвестиций в ее разработку. Внедрение такой системы приведет к существенной экономии средств, затрачиваемых на проведение исследований.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
