Методы и технологии создания единой информационной среды предприятия ПФ «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра»
|
Введение 4
Глава 1 Современное состояние проблемы интеграции ИС 7
1.1 Основные понятия и определения технологии интеграции ИС 7
1.2 Анализ существующих решений в процессе интеграции ИС 8
1.3 Анализ процессов для создания ЕИС в сфере изготовления продукции 25
1.4 Описание обнаруженных проблем и формулирование требований к интеграции ИС 38
Глава 2 Разработка технологии интеграции ИС 41
2.1 Технический и организационный контекст создания единой информационной среды предприятия 41
2.2 Анализ деятельности «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра» 45
2.3 Анализ существующего программного и аппаратного обеспечения предприятия 48
2.4 Модель интеграции ИС «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра» 50
Глава 3 Проектирование программного продукта 53
3.1 Концептуальное моделирование предметной области 53
3.2 Логическое моделирование предметной области 58
3.3 Структурно-функциональная схема ИТ-решения 63
Глава 4 Физическое моделирование и анализ результатов внедрения ИТ- решения 69
4.1 Анализ и выбор платформы для создания единой информационной среды для ПФ «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра» 69
4.2 Описание подсистем ИТ-решения 77
4.3 Тестирование и испытания ИТ-решения 79
4.4 Описание внедрения ИТ-решения для ПФ «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра» 90
Заключение 96
Список используемой литературы 98
Приложение А Выбор среды ЕИП по данным экспертов 110
Глава 1 Современное состояние проблемы интеграции ИС 7
1.1 Основные понятия и определения технологии интеграции ИС 7
1.2 Анализ существующих решений в процессе интеграции ИС 8
1.3 Анализ процессов для создания ЕИС в сфере изготовления продукции 25
1.4 Описание обнаруженных проблем и формулирование требований к интеграции ИС 38
Глава 2 Разработка технологии интеграции ИС 41
2.1 Технический и организационный контекст создания единой информационной среды предприятия 41
2.2 Анализ деятельности «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра» 45
2.3 Анализ существующего программного и аппаратного обеспечения предприятия 48
2.4 Модель интеграции ИС «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра» 50
Глава 3 Проектирование программного продукта 53
3.1 Концептуальное моделирование предметной области 53
3.2 Логическое моделирование предметной области 58
3.3 Структурно-функциональная схема ИТ-решения 63
Глава 4 Физическое моделирование и анализ результатов внедрения ИТ- решения 69
4.1 Анализ и выбор платформы для создания единой информационной среды для ПФ «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра» 69
4.2 Описание подсистем ИТ-решения 77
4.3 Тестирование и испытания ИТ-решения 79
4.4 Описание внедрения ИТ-решения для ПФ «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра» 90
Заключение 96
Список используемой литературы 98
Приложение А Выбор среды ЕИП по данным экспертов 110
Актуальность темы. Из всего длительного жизненного цикла (ЖЦ) техники стоит особо выделить разработку. Это сложный многоэтапный процесс, требующий огромного объема вычислений, графических работ и различного рода исследований.
В соответствии с оценками ведущих специалистов и экспертов использование CALS-технологий на предприятиях предоставляет возможность сокращения затрат на: проектирование -10 - 30 %; на подготовку технической документации и время разработки продукции -40 - 60 %; время вывода новых видов продукции на рынок -25 - 75 %.
Таким образом, актуальной научно-прикладной задачей, которая имеет важное значение для промышленности РФ в условиях постоянного повышения конкуренции на всемирном рынке наукоемкой продукции, является разработка унифицированных моделей и методов формирования ЕИС для поддержки процессов разработки техники.
Цель и задачи исследования. Целью работы является исследование методов и технологии создания единой информационной среды предприятия в ПФ «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра».
Чтобы достичь поставленной цели необходимо решить такие задачи:
• рассмотреть современное состояние проблемы создания единой информационной среды (ЕИС), в том числе, при создании техники;
• провести анализ методов и технологий создания ЕИС для поддержки процессов разработки техники;
• провести анализ деятельности «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра» и обосновать необходимость создания ЕИС на предприятии при конструировании техники;
• провести концептуальное и логическое моделирование жизненного цикла создания техники;
• провести анализ и выбор платформы для создания ЕИС для разработки техники;
• разработать структурно-функциональную схему и схему БД ИТ- решения;
• описать подсистемы и провести тестирование ИТ-решения;
• описать внедрение ИТ-решения.
Объект исследования - процесс формирования ЕИС для поддержки процессов разработки техники.
Предмет исследования - методы и модели формирования ЕИС для поддержки процессов разработки техники.
Гипотеза заключается в исследования является сокращение сроков разработки изделий техники путем синтеза методов и моделей формирования ЕИС.
Методы исследований. Проведенные исследования основаны на использовании: методов системного анализа для изучения особенностей и структуризации ЕИС; методов информационного моделирования для создания моделей ЕИС; методологии создания функциональных моделей IDEF0 и математического аппарата регулярных схем сети процессов (РССП) для формализованного представления процесса разработки; методы оценки качества экспертов для формирования компетентной рабочей группы; методов экспертного оценивания для определения комплекса средств программного обеспечения ЕИС, математических методов анализа экспертных оценок для обработки мнений экспертов, теории множеств и отношений для определения взаимосвязей в информационной модели ЕИС.
Научная новизна полученных результатов.
Разработан метод формирования ЕИС, который в отличие от существующих базируется на совместном решении задач структурного и параметрического синтеза, что обеспечивает сокращение сроков разработки техники.
Усовершенствован метод оценки качества средств информационной поддержки процессов разработки техники путем введения показателя интегрируемости, что позволяет провести работы по определению состава программного обеспечения ЕИС.
Положения, выносимые на защиту:
• модель среды разработки техники путем формирования ее функционального системного представления на основании действующих стандартов и существующего опыта проектирования, что позволяет организовать и провести работы по построению ЕИС;
• метод оценки эффективности средств информационной поддержки процессов разработки техники путем введения нормализованных показателей, что позволяет обеспечить экспресс-анализ компонентов программного обеспечения, формирующих ЕИС.
Практическое значение полученных результатов заключается во внедрении на отечественных предприятиях методических и информационных методов и моделей, позволяющих эффективно решать актуальные задачи при внедрении и совершенствовании ЕИС разработки изделий техники.
Отчет написан на 109 страницах, состоит из 29 рисунков, 12 таблиц, 4 глав, 118 использованных источников.
Теоретической основой диссертационного исследования являются нормативные, научные и учебные источники по теме исследования.
Основные этапы исследования: исследование проводилось с 2020 по 2021 год в несколько этапов:
На первом этапе проведен анализ и обзор литературы по теме исследования.
Второй этап включает сбор информации по объекту исследования.
Третий этап заключается в разработке моделей и методов создания ЕИС на выбранном предприятии.
В соответствии с оценками ведущих специалистов и экспертов использование CALS-технологий на предприятиях предоставляет возможность сокращения затрат на: проектирование -10 - 30 %; на подготовку технической документации и время разработки продукции -40 - 60 %; время вывода новых видов продукции на рынок -25 - 75 %.
Таким образом, актуальной научно-прикладной задачей, которая имеет важное значение для промышленности РФ в условиях постоянного повышения конкуренции на всемирном рынке наукоемкой продукции, является разработка унифицированных моделей и методов формирования ЕИС для поддержки процессов разработки техники.
Цель и задачи исследования. Целью работы является исследование методов и технологии создания единой информационной среды предприятия в ПФ «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра».
Чтобы достичь поставленной цели необходимо решить такие задачи:
• рассмотреть современное состояние проблемы создания единой информационной среды (ЕИС), в том числе, при создании техники;
• провести анализ методов и технологий создания ЕИС для поддержки процессов разработки техники;
• провести анализ деятельности «Вуктылгазгеофизика» ООО «Газпром недра» и обосновать необходимость создания ЕИС на предприятии при конструировании техники;
• провести концептуальное и логическое моделирование жизненного цикла создания техники;
• провести анализ и выбор платформы для создания ЕИС для разработки техники;
• разработать структурно-функциональную схему и схему БД ИТ- решения;
• описать подсистемы и провести тестирование ИТ-решения;
• описать внедрение ИТ-решения.
Объект исследования - процесс формирования ЕИС для поддержки процессов разработки техники.
Предмет исследования - методы и модели формирования ЕИС для поддержки процессов разработки техники.
Гипотеза заключается в исследования является сокращение сроков разработки изделий техники путем синтеза методов и моделей формирования ЕИС.
Методы исследований. Проведенные исследования основаны на использовании: методов системного анализа для изучения особенностей и структуризации ЕИС; методов информационного моделирования для создания моделей ЕИС; методологии создания функциональных моделей IDEF0 и математического аппарата регулярных схем сети процессов (РССП) для формализованного представления процесса разработки; методы оценки качества экспертов для формирования компетентной рабочей группы; методов экспертного оценивания для определения комплекса средств программного обеспечения ЕИС, математических методов анализа экспертных оценок для обработки мнений экспертов, теории множеств и отношений для определения взаимосвязей в информационной модели ЕИС.
Научная новизна полученных результатов.
Разработан метод формирования ЕИС, который в отличие от существующих базируется на совместном решении задач структурного и параметрического синтеза, что обеспечивает сокращение сроков разработки техники.
Усовершенствован метод оценки качества средств информационной поддержки процессов разработки техники путем введения показателя интегрируемости, что позволяет провести работы по определению состава программного обеспечения ЕИС.
Положения, выносимые на защиту:
• модель среды разработки техники путем формирования ее функционального системного представления на основании действующих стандартов и существующего опыта проектирования, что позволяет организовать и провести работы по построению ЕИС;
• метод оценки эффективности средств информационной поддержки процессов разработки техники путем введения нормализованных показателей, что позволяет обеспечить экспресс-анализ компонентов программного обеспечения, формирующих ЕИС.
Практическое значение полученных результатов заключается во внедрении на отечественных предприятиях методических и информационных методов и моделей, позволяющих эффективно решать актуальные задачи при внедрении и совершенствовании ЕИС разработки изделий техники.
Отчет написан на 109 страницах, состоит из 29 рисунков, 12 таблиц, 4 глав, 118 использованных источников.
Теоретической основой диссертационного исследования являются нормативные, научные и учебные источники по теме исследования.
Основные этапы исследования: исследование проводилось с 2020 по 2021 год в несколько этапов:
На первом этапе проведен анализ и обзор литературы по теме исследования.
Второй этап включает сбор информации по объекту исследования.
Третий этап заключается в разработке моделей и методов создания ЕИС на выбранном предприятии.
В исследовании решена научно-прикладная задача разработки методов и моделей создания ЕИС поддержки процессов разработки техники.
Основные научные и практические результаты работы состоят в следующем.
Проанализированы особенности разработки сложных наукоемких изделий техники. Выполнен анализ нормативных документов регулирующих различные этапы ЖЦ техники, на основании которого составлен перечень основных государственных стандартов, используемых в области разработки летательных аппаратов. Выделены основные стадии ЖЦ техники, а также стадии проектирования техники, сделан вывод о необходимости формировании модели процессов разработки изделий в ЕИС.
Разработан метод формирования ЕИС, основанный на интеграции общенаучных подходов, системных принципов и общих закономерностей построения, планирования, функционирования и развития сложных многоуровневых автоматизированных информационных систем, позволяющий добиться сокращения сроков разработки.
Создана единая функциональная модель процессов разработки изделий техники, а также комплекс правил взаимного перевода нотаций IDEF0 и регулярных схем сети процессов для формализованного описания ЕИС, являющиеся основой для комплексной автоматизации всех процессов разработки.
Сформирована логическая модель ЕИС, позволившая описать в ЕИС множество процессов, материальных объектов и ресурсов, что является основой для организации базы данных проекта и разворачивания ЕИС на предприятии,
Усовершенствован метод определения качества средств и обеспечения ЕИС.
Проведена апробация разработанных методов и моделей, а также определены основные показатели экономической эффективности ЕИС. Внедрение разработанных методов и моделей формирования ЕИС позволило в частном случае на 33% сократить время разработки изделий техники.
Созданные методы, модели и информационные технологии позволяют снизить сроки разработки объектов техники, сократить затраты на проектирование и на подготовку конструкторской документации; оптимизировать процесс внедрения технологий ИПИ. Результаты исследования могут быть использованы в практике внедрения ЕИС на предприятиях РФ.
Основные научные и практические результаты работы состоят в следующем.
Проанализированы особенности разработки сложных наукоемких изделий техники. Выполнен анализ нормативных документов регулирующих различные этапы ЖЦ техники, на основании которого составлен перечень основных государственных стандартов, используемых в области разработки летательных аппаратов. Выделены основные стадии ЖЦ техники, а также стадии проектирования техники, сделан вывод о необходимости формировании модели процессов разработки изделий в ЕИС.
Разработан метод формирования ЕИС, основанный на интеграции общенаучных подходов, системных принципов и общих закономерностей построения, планирования, функционирования и развития сложных многоуровневых автоматизированных информационных систем, позволяющий добиться сокращения сроков разработки.
Создана единая функциональная модель процессов разработки изделий техники, а также комплекс правил взаимного перевода нотаций IDEF0 и регулярных схем сети процессов для формализованного описания ЕИС, являющиеся основой для комплексной автоматизации всех процессов разработки.
Сформирована логическая модель ЕИС, позволившая описать в ЕИС множество процессов, материальных объектов и ресурсов, что является основой для организации базы данных проекта и разворачивания ЕИС на предприятии,
Усовершенствован метод определения качества средств и обеспечения ЕИС.
Проведена апробация разработанных методов и моделей, а также определены основные показатели экономической эффективности ЕИС. Внедрение разработанных методов и моделей формирования ЕИС позволило в частном случае на 33% сократить время разработки изделий техники.
Созданные методы, модели и информационные технологии позволяют снизить сроки разработки объектов техники, сократить затраты на проектирование и на подготовку конструкторской документации; оптимизировать процесс внедрения технологий ИПИ. Результаты исследования могут быть использованы в практике внедрения ЕИС на предприятиях РФ.
