Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблемы автоматизации технологических процессов поддержки и реализации бизнес-отношений между компаниями и состояние систем, обеспечивающих их решение 15
1.1 Бизнес-отношения между компаниями как объект автоматизации 15
1.2 Автоматизация отношений между компаниями по принципу business-to-business и классификация В2В-систем 21
1.3 Варианты программно-аппаратной реализации В2В-систем 28
1.4 Проблемы автоматизации бизнес-процессов посредством интернет-систем..32
1.5 Различные подходы к автоматизации технологических процессов бизнес-отношений, их достоинства и недостатки. Постановка задач диссертационной работы 38
Выводы по главе 1 45
Глава 2. Исследование и разработка различных структур программно- аппаратных средств построения В2В-систем 47
2.1 Разработка структуры автоматизированной В2В-системы управления технологией бизнес-отношений 47
2.1.1 Основные обозначения и перечень функциональности В2В-системы .47
2.1.2 Разработка обобщённой структурной схемы В2В-системы 51
2.1.3 Разработка структуры основных разделов В2В-системы 54
2.2 Выбор программно-аппаратной платформы и языковой среды В2В-системы 59
2.3 Технология разработки программно-аппаратных комплексов, автоматизирующих бизнес-процессы предприятий 65
2.3.1 Недостатки каскадных методов разработки В2В-систем 65
2.3.2 Технология итерационной и инкрементальной разработки 66
2.3.3 Применение системы контроля версий CVS для разработки В2В-СИСТЄМ 71
2.4 Исследование и разработка структур хранения информации и методов оптимизации алгоритмов доступа к данным , 74
2.4.1 Технология инкрементальной разработки структуры базы данных 74
2.4.2 Разработка масштабируемого файлового репозитория для обеспечения эффективного доступа к информации 76
2.4.3 Разработка структур хранения иерархической информации 78
2.5 Итерационная и инкрементальная разработка программных модулей
В2В-системы 81
2.5.1 Программная структура PHP-скриптов В2В-системы 81
2.5.2 Разработка автоматизированной справочно-информационной подсистемы 83
2.5.3 Исследование и разработка технологии программной реализации интерактивных HTML-форм 87
2.5.4 Разработка модулей автоматизации технологических процессов регламентированных торгов 90
2.5.5 Реализация технологии многократного использования кода 92
2.5.6 Исследование и разработка новой технологии обмена информацией между клиентом и сервером без перезагрузки HTML-страницы 94
Выводы по главе 2 97
Глава 3. Исследование функциональных зависимостей и возможностей, определяющих основные характеристики технологических многопользовательских В2В-систем 98
3.1 Исследование характеристик и разработка математических моделей В2В-системы 98
3.1.1 Анализ времени отклика В2В-системы 98
3.1.2 Математическое моделирование на уровне системы 100
3.1.3 Математическое моделирование на уровне компонентов 104
3.2 Методика натурного моделирования В2В-системы 108
3.3 Исследование и разработка способов ограничения доступа к информации в В2В-системах 114
3.4 Анализ зависимости общего объема пользовательских данных от количества пользователей и их активности 1.19
3.5 Исследование и разработка методов повышения производительности, масштабируемости и отказоустойчивости В2В-систем 124
3.5.1 Причины исследования и разработки новых методов 124
3.5.2 Существующие критерии оценки-производительности, масштабируемости и отказоустойчивости В2В-системы 125
3.5.3 Анализ использования технологии односторонней репликации баз данных для повышения масштабируемости и отказоустойчивости В2В-системы 127
3.5.4 Мониторинг продолжительности выполнения PHP-скриптов как средство повышения производительности В2В-системы 131
3.5.5 Применение кэширования информации для рационального использования аппаратных ресурсов 132
3.5.6 Разработка системы извещения об ошибках для обеспечения корректности функционирования В2В-системы . 134
3.5.7 Исследование и разработка новой технологии повышения отказоустойчивости В2В-систе мы 135
3.6 Анализ сложности разработки и поддержки В2В-системы в зависимости от применённых алгоритмов и структур хранения данных 138
Выводы по главе 3 144
Глава 4. Разработка, экспериментальное исследование и испытание автоматизированной системы управления технологией бизнес-отношений B2B-Energo.ru. Результаты внедрения и апробации 146
4.1 Разработка системы B2B-Energo.ru для РАО «ЕЭС России» 146
4.2 Экспериментальное исследование производительности системы B2B-Energo.ru 154
4.3 Анализ статистики использования файлового хранилища пользователями системы B2B-Energo.ru 160
4.4 Результаты внедрения системы и перспективы развития 163
Выводы по главе 4 173
Заключение 174
Литература 176
Приложения
- Бизнес-отношения между компаниями как объект автоматизации
- Разработка структуры автоматизированной В2В-системы управления технологией бизнес-отношений
- Исследование характеристик и разработка математических моделей В2В-системы
- Разработка системы B2B-Energo.ru для РАО «ЕЭС России»
Введение к работе
Актуальность работы. Современные информационные технологии внесли значительный вклад в деятельность практически всех предприятий различных отраслей, обеспечив решение задач автоматизации управления производством, учёта и внутреннего электронного документооборота. В то же время, взаимоотношения между предприятиями вплоть до настоящего времени осуществляются практически в ручном режиме, требуя непосредственного участия человека в рутинных операциях и отнимая значительное количество времени и средств. По этой причине задача автоматизации процессов бизнес-отношений является весьма актуальной, и одними из наиболее нуждающихся в автоматизации являются взаимоотношения в секторе В2В (business-to-business, предприятие-предприятие). Кроме того, значительный практический интерес представляет решение задач автоматизации процедур регламентированных закупок, что характерно для сектора B2G (business-to-government, предприятие-правительство).
Достичь современного уровня автоматизации различных технологических процессов с помощью повсеместного применения вычислительной техники и сетей, а также подготовить теоретическую базу для разработки автоматизированных систем управления технологическими процессами бизнес-отношений в секторах B2B/B2G, позволили результаты научной деятельности многих российских и зарубежных учёных, среди которых Л. Клейнрок [30], А. Н. Колмогоров, Д. Менаске [47, 70], В. Ал-мейда [47, 70], Дж. Литтл [73], Б. Шнайер [68], С. А. Майоров [37], Л. Н. Преснухин [54], В. А. Шахнов [54], Н. Д. Дубовой [17, 18, 39], Ф. Брукс [10], Д. Кнут, Т. Бернерс-Ли, К. Томпсон, Д. Ритчи и другие. Многочисленные научные исследования в области вычислительной техники воплотились в разработках таких компаний, как Intel, IBM, Hewlett-Packard, AT&T, Bell Labs, Sun Microsystems, Microsoft, Oracle, Zend и других, что обеспечило возможность программной и аппаратной реализации разработанной В2В-системы.
На сегодняшний день в России наибольшую известность получили системы класса B2B/B2G (далее - В2В-системы), разработанные компаниями «Корпорация ПАРУС», Cognitive Technologies и НЦИТ «ИНТЕРТЕХ», однако эти системы не являют- ся универсальными и предназначены, в основном, для решения узкоспециализированных задач, определяемых требованиями первичных заказчиков и отраслевыми стандартами, что затрудняет их использование в отраслях, имеющих свою специфику технологических процессов бизнес-отношений между предприятиями. Недостаточно широкие функциональные возможности, в свою очередь, также не способствуют простоте внедрения существующих систем как в межотраслевых масштабах, так и в конкретных отраслях. В связи с этим, одним из наиболее эффективных вариантов решения проблемы автоматизации технологических процессов бизнес-отношений является разработка собственной В2В-системы, лишённой вышеперечисленных недостатков.
Подавляющее большинство существующих на сегодняшний день В2В-систем разработаны на базе коммерческого программного обеспечения, однако его стоимость зачастую многократно превосходит затраты на аппаратное обеспечение, более того, при переходе на следующие версии ПО или при масштабировании системы (в частности, при увеличении количества процессоров или серверов) необходимо приобретать дополнительные лицензии. В то же время, свободно доступное базовое программное обеспечение с открытым исходным кодом (операционная система, веб-сервер и сервер приложений, СУБД) стоит либо на порядки дешевле, либо распространяется бесплатно. Опубликованные научные работы на тему применения программного обеспечения с открытым исходным кодом при разработке В2В-систем промышленного масштаба практически отсутствуют, чем обусловлена актуальность данной работы с этой точки зрения.
Применение традиционного каскадного технологического процесса разработки, когда В2В-система создаётся за один проход, в результате последовательного составления подробного технического задания на всю систему в целом, анализа, проектирования, программирования, тестирования и ввода в эксплуатацию, показывает свою несостоятельность применительно к разработке интернет-систем, так как в большинстве случаев начальные требования, как правило, недостаточно чёткие и часто меняются уже в процессе разработки, в результате чего происходит либо срыв сроков сдачи системы в эксплуатацию, либо сдача системы, не соответствующей изменившимся требованиям. По этой причине предлагаемые в данной работе технологические про- цессы итерационной и инкрементальной разработки, обеспечивающие решение этих проблем, являются актуальными и ценными в практическом отношении.
Цель работы заключается в исследовании и разработке автоматизированных систем управления технологией бизнес-процессов в секторах B2B/B2G на базе программного обеспечения с открытым исходным кодом. Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи: исследовать существующие процессы бизнес-отношений между компаниями в секторах B2B/B2G и разработать новые способы их автоматизации с помощью В2В-систем; разработать В2В-систему управления технологией бизнес-процессов в секторах B2B/B2G, лишённую недостатков существующих систем такого класса; доказать возможность эффективного использования свободного программного обеспечения с открытым исходным кодом (OpenSource-ПО) для построения промышленных В2В-систем и показать его преимущества перед коммерческим программным обеспечением; предложить технологию разработки программно-аппаратных комплексов, решающих задачи управления и автоматизации бизнес-процессов в секторах B2B/B2G, способную обеспечить высокие показатели скорости реализации новой функциональности и степени соответствия получаемого программного обеспечения поставленным требованиям; исследовать и разработать методы повышения производительности, масштабируемости и отказоустойчивости В2В-систем, построенных на базе OpenSource-ПО; исследовать функциональные зависимости и возможности, определяющие количественные характеристики технологических многопользовательских В2В-систем; внедрить разработанную В2В-систему и проверить соответствие теоретически полученных зависимостей и характеристик данным, полученным экспериментальным путём.
Методы исследований. Основу теоретических исследований составили основные положения из области методологии разработки программного обеспечения и баз данных, математическое моделирование В2В-системы производилось с использованием теории сетей массового обслуживания, обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась методами теории вероятностей и математической статистики.
Научная новизна работы состоит в следующем: разработана структурная схема В2В-системы с принципиально новым использованием электронных версий стандартных общероссийских классификаторов, составивших единое информационное ядро системы; впервые предложено использование свободного программного обеспечения с открытым исходным кодом в промышленных технологических В2В-системах управления бизнес-процессами в секторах B2B/B2G; предложен новый технологический процесс разработки интернет-систем управления бизнес-отношениями, построенный на базе итерационных и ингсрементальных подходов, позволяющий значительно соїфатить сроки разработіш и повысить степень соответствия программного продукта поставленным требованиям; разработаны новый способ хранения иерархической информации и структура масштабируемого файлового репозитория с комбинированным способом хранения информации, обеспечившие высокую скорость доступа и снижение нагрузки на сервер СУБД; разработана новая технология программной реализации интерактивных HTML-форм на базе объектно-ориентированного подхода, позволяющая сократить сроки их разработки и упростить последующую модификацию; исследованы и разработаны технологии кэширования, постоянного мониторинга времени выполнения SQL-запросов и PHP-скриптов, односторонней репликации баз данных и информирования разработчиков об ошибках, в совокупности позволяющие повысить производительность, надёжность и масштабируемость В2В-системы; математически обоснована целесообразность применения многократного использования кода и универсальных структур хранения данных, что позволяет значительно сократить затраты ресурсов как на разработку новой функциональности, так и на последующую поддержку и модификацию системы; - исследованы математические модели производительности В2В-систем, позволяющие рассчитывать основные характеристики многопользовательской В2В-системы, достоверность которых подтверждена результатами натурного моделирования.
Практическая значимость результатов работы заключается в первую очередь в разработке универсальной многопользовательской автоматизированной интернет-системы управления технологией бизнес-процессов в секторах B2B/B2G, которая может применяться как в масштабах конкретной отрасли, так и в качестве межотраслевой информационной среды. Применение технологий, реализованных в В2В-системе, позволяет значительно снизить трудоёмкость, а, следовательно, и расходы на проведение торгово-закупочных мероприятий и минимизировать сроки их проведения, а таюке повысить их эффективность и результативность, обеспечивая прозрачность взаимоотношений между предприятиями-участниками системы.
Разработанные методы повышения производительности, масштабируемости и отказоустойчивости В2В-системы позволяют уменьшить требования к аппаратным ресурсам, повысить количество обрабатываемых в единицу времени запросов пользователей и снизить вероятность отказов за счёт применения новой технологии повышения отказоустойчивости В2В-системы, основанной на автоматическом переносе сроков регламентированных процедур.
Предложенные в работе технологические процессы итерационной и инкрементальной разработки исходного кода системы и структур хранения данных позволяют значительно сократить сроки реализации новой функциональности и обеспечить более высокую степень её соответствия поставленным требованиям по сравнению с традиционными каскадными методами разработки, а применение многоуровневого тестирования, в том числе на специализированной тестовой версии, значительно повышает корректность и стабильность разрабатываемого программного обеспечения.
Полученная методика контроля и прогнозирования интенсивности использования файлового хранилища В2В-системы обеспечивает возможность мониторинга и превентивного наращивания ёмкости накопителей.
Разработанная технология создания и поддержки тестовых и демонстрационных версий В2В-системы с применением системы контроля версий позволяет практически без дополнительных затрат времени и средств поддерживать идентичность функциональности нескольких версий системы.
Результаты, полученные в данной диссертационной работе, соответствуют «Приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники Российской Федерации», а также «Перечню критических технологий Российской Федерации».
Достоверность полученных результатов и обоснованность научных положений подтверждаются соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований, математическим моделированием, а также почти трёхлетней эксплуатацией многими предприятиями В2В-систем, основанных на теоретических и технических идеях диссертационной работы.
Внедрение результатов работы было произведено путём запуска сначала в опытную, а затем и в промышленную эксплуатацию информационно-аналитической и торговой системы «Рынок продукции, услуг и технологий для электроэнергетики» (), которая успешно функционирует в течение более двух лет. Участниками системы уже стали более 3000 предприятий, из которых 220 являются дочерними предприятиями РАО «ЕЭС России».
С момента начала работы системы в октябре 2002 года по состоянию на май 2005 года было автоматизировано 10207 торговых процедур на общую сумму более 12,4 млрд. руб., при этом использование системы автоматизации технологических процессов бизнес-отношений позволило снизить затраты на организацию торгово-закупочных мероприятий на 88,6-94,4% и обеспечить среднее снижение цены закупаемой продукции и услуг на уровне 17,7%, что в совокупности привело к снижению общепроизводственных издержек предприятий-участников системы на 3-25%.
Внедрение системы в РАО «ЕЭС России» позволило значительно повысить эффективность проведения торгово-закупочных операций - продолжительность ценовых конкурсов (аукционов) сократилась с 30 до 15 дней, а принципиально новая процедура запроса цен и предложений, ставшая возможной благодаря применению информационных технологий, может быть проведена в течение одних суток.
Современная функциональность системы - результат непрерывного итерационного процесса разработки, продолжающегося в течение почти трёх лет, однако внедрение нового технологического процесса разработки В2В-системы, создаваемой для РАО «ЕЭС России» по заказу Инжиниринговой Компании «Центр реновации энергетики», позволило в кратчайшие сроки предоставить первый прототип системы и запустить начальную функциональность системы в опытно-промышленную эксплуатацию.
Кроме того, результаты диссертационной работы использованы в НИР «Исследование многопроцессорных информационно-телекоммуникационных систем с кластерной архитектурой и возможность их использования для повышения достоверности обработки информационных сигналов», шифр «405-ГБ-53-Б-УИС», № ГР 01200207913. а также внедрены в учебный процесс кафедрой Информатики и программного обеспечения вычислительных систем МГИЭТ в курсах лекций «Автоматизированные информационные системы» и «Операционные системы, среды и оболочки». Внедрение результатов диссертации подтверждено актами.
На защиту выносятся: структура и программная реализация системы автоматизации технологических процессов бизнес-отношений в секторах B2B/B2G, разработанной на базе программного обеспечения с открытым исходным кодом; технологический процесс итерационной и инкрементальной разработки интернет-систем управления бизнес-отношениями и математический аппарат, доказывающий эффективность применения технологии многократного использования кода; новый способ хранения иерархической информации и структура масштабируемого файлового репозитория с комбинированным способом хранения информации, а также методика вычисления и прогнозирования объёма пользовательских файлов; новая технология обмена информацией между клиентом и сервером без перезагрузки HTML-страницы; - реализация справочно-информационной подсистемы и технология построения тестово-обучающей версии В2В-системы, а также новая технология программной реализации интерактивных HTML-форм на базе объектно-ориентированного подхода; методы повышения производительности, масштабируемости и отказоустойчивости В2В-системы за счёт применения технологий кэширования, постоянного мониторинга времени выполнения SQL-запросов и PHP-скриптов, односторонней репликации баз данных и информирования разработчиков об ошибках; новая технология повышения отказоустойчивости В2В-системы, основанная на автоматическом переносе сроков регламентированных процедур; математические модели производительности многопользовательских В2В-систем, позволяющие рассчитывать их основные характеристики, а также результаты экспериментального исследования разработанной В2В-системы; результаты внедрения системы в РАО «ЕЭС России».
Апробация работы и публикации. Результаты работы докладывались и обсуждались на 10-й Всероссийской межвузовской конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика-2003», П-й Всероссийской межвузовской конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика-2004» (доклад отмечен дипломом 1-й степени по секции «Автоматизированные информационные системы»), и 12-й Всероссийской межвузовской конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика-2005». Основные положения диссертационной работы опубликованы в 12 печатных научных работах автора.
Личный вклад автора. Все результаты диссертационной работы получены автором лично, главными из которых являются: структурная схема В2В-системы нового поколения; новый технологический процесс итерационной и инкрементальной разработки автоматизированной системы управления технологией бизнес-отношений; структуры хранения данных (включая новую структуру хранения иерархической информации и структуру файлового репозитория), алгоритмы доступа к ним и исходный код программных модулей В2В-системы; новая технология обмена информацией между клиентом и сервером без перезагрузки HTML-страницы; реализация модуля информирования разработчиков об ошибках и системы мониторинга времени выполнения PHP-скриптов и SQL-запросов; реализация объектно-ориентированного подхода к разработке интерактивных HTML-форм и разработка эргономичного пользовательского интерфейса В2В-системы; реализация справочно-информационной подсистемы и технология построения тестово- обучаю щей версии В2В-системы; новая технология повышения отказоустойчивости В2В-системы; методика вычисления и прогнозирования объёма пользовательских файлов; математический аппарат, доказывающий эффективность применения технологий многократного использования кода; математическое моделирование В2В-системы на основе теории сетей массового обслуживания; натурное моделирование В2В-системы на основе теории вероятностей и математической статистики; внедрение разработанной системы в РАО «ЕЭС России», а также внедрение тестово-обучающей версии В2В-системы в учебный процесс на специализированных семинарах-практикумах по обучению пользователей системы.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и 4 приложений, изложена на 194 листах основного текста, включает 40 рисунков, 6 таблиц. Список используемой литературы содержит 87 наименований.
Бизнес-отношения между компаниями как объект автоматизации
Технологические процессы поддержки и реализации бизнес-отношений между компаниями, по сути, заключаются в процессах обмена информацией и принятия решений, осуществляемых представителями каждой организации.
С тех пор, как персональные компьютеры появились в офисах, было разработано бесчисленное количество программных продуктов, позволяющих, в конечном счёте, упростить и частично автоматизировать подготовку различных документов к отправке по таким каналам связи, как факс, почта и Интернет, при этом многие вопросы вплоть до настоящего времени продолжают решаться по телефону. Были также разработаны сложные системы электронного документооборота, призванные обеспечить переход к безбумажным технологиям внутри компаний, однако их использование ещё нескоро приведёт к полному отказу от традиционных средств связи между предприятиями - до сих пор коммерческие предложения, договоры, счета и многие другие документы, являющиеся неотъемлемой составляющей бизнес-отношений, подготавливаются и пересылаются самыми разными способами практически вручную, отнимая ие только время, но и средства на решение этих, в общем-то, рутинных задач.
Аналогично, в процессе принятия решений значительная часть времени специалистов и руководителей тратится на сбор и анализ информации, подготовленной таким же ручным способом, более того, поскольку централизованного хранилища этой информации просто не существует, приходится вести собственные архивы и непрерывно собирать и упорядочивать новую информацию с целью дальнейшего использования.
В крупных холдингах, состоящих из нескольких независимых организаций, а также в государственных структурах, возникает ещё одна задача, заключающаяся в необходимости контроля головной организации или ведомства за деятельностью подчинённых предприятий - при традиционном подходе к документообороту сбор ин
формации для подготовки различных отчётов для вышестоящих инстанций, а таюке её обработка и анализ, требуют немалых ресурсов. Поскольку в процессах бизнес-отношений одна сторона всегда является поставщиком продукции или услуг, а другая - покупателем, особый интерес для контролирующих субъектов представляют именно процессы расходования выделенных средств, а именно - процессы закупок.
В естественных монополиях и государственных структурах процессы проведения закупок строго регламентированы как федеральным законодательством [60], так и внутренними процедурными документами, что обеспечивает уровень формализации, достаточный для реализации автоматизированных систем управления бизнес-отношениями.
Регламентированные закупки подразделяются на неконкурентные, сводящиеся к закупке у единственного источника, в случаях, когда продукция, работы или услуги являются уникальными и отсутствует возможность выбора поставщика, и конкурентные, которые, в свою очередь, включают в себя конкурсные и внеконкурсные процедуры.
Конкурсные процедуры представлены закрытым, открытым и двухэтапным конкурсами. В общих чертах процедура проведения конкурсных закупок выглядит еле дующим образом (рис. 1.2): организатор О публикует в средствах массовой информации приглашение на участие в торгах do (в случае закрытого конкурса приглашения на участие в торгах получают лишь выбранные организатором компании), заинтересовавшиеся оріштизации Pj присылают заявіси на участие dh после чего организатор направляет им конкурсную документацию di по интересующим его продукции, и услугам. Затем организации-участники конкурса готовят конкурсные предложения е/з и в заранее оговоренные сроки присылают их организатору в запечатанных конвертах, которые должны быть вскрыты в присутствии представителей организаций-участников конкурса в назначенное при объявлении конкурса время. Далее конкурсная комиссия должна ознакомить всех участников конкурса с поступившими конкурсными предложениями, провести их анализ и выбрать победителей, с которыми и должны быть заключены договоры согласно выставленным на конкурс лотам. После этого конкурсная комиссия должна составить протокол проведения конкурса d% и опубликовать его,
Внеконкурсные закупки могут осуществляться либо виде запроса цен (в форме аукциона, или т. п. ценового конкурса), когда организатор торгов выставляет свои требования к продукции или услугам и стартовую цену, а организации-участники предлагают свои цены, за которые они готовы удовлетворить требованиям заказчика, либо в виде запроса предложений (т. н. доска объявлений), когда организатор не знает1 стоимость лота и хочет получить конкретные предложения поставщиков или готов приобрести лот по фиксированной цене. Кроме того, поставщики продукции и услуг сами могут публиковать аукционы продавца или объявления о продаже.
Поскольку внеконкурсные закупки допускается проводить лишь по лотам с относительно небольшой стоимостью, подавляющее большинство крупных сделок заключается на конкурсной основе, и именно организация и участие в конкурсных торгах являются наиболее ресурсоёмкими процедурами как для компании-организатора торгов, так и для их участников.
Таким образом, анализ процедур проведения регламентированных торгов, являющихся существенной составляющей бизнес-отношений между компаниями, позволяет сделать вывод о том, что автоматизированная система управления должна выполнять торговую функцию, заключающуюся в автоматизации всего спектра торгово-закупочных мероприятий по реализации или приобретению товаров, работ и услуг (простые продажи и покупки, а также аукционы и конкурсы различной степени сложности). Говоря более конкретно, система управления бизнес-отношениями должна автоматически контролировать формальное соблюдение действующих законов и документов, регламентирующих торгово-закупочную деятельность организаций, избавляя специалистов по сбыту и снабжению от необходимости вручную вычислять различные сроки проведения всех стадий торгов, унифицируя формат представления информации о лотах и являясь единым средством массовой информации, в котором публикуются приглашения на торги, конкурсные документации и т. п. Система управления технологией бизнес-отношений также должна выполнять аналитическую функцию, которая заключается в автоматическом сборе данных обо всех проводимых торгах и осуществляемых сделках, их архивации и статистическому анализу.
Разработка структуры автоматизированной В2В-системы управления технологией бизнес-отношений
Введём обозначения основных информационных составляющих автоматизированной В2В-системы управления технологией бизнес-отношений, используя математическую нотацию, принятую, например, в [79].
В первую очередь, это множество- заявок на регистрацию Я = {гІ}, каждый элемент которого является, в свою очередь, упорядоченным множеством атрибутов заявки: г, =(0,,...,9 , eR. (2.1) На основе атрибутов 9. заявки на регистрацию г,- после подтверждения регистрации создаются элементы множества организаций О, множества пользователей В2В-системы U и множества руководителей организаций В: о, = (аі,...,ар,01,...,0,),оі єО, и, = ( ,...,Bq,9M,...,9m),u, &и (2.2)
Распределение статусов, характеризующих права доступа организаций а2 и пользователей (32, осуществляется на основании элементов множества Р записей о внесении абонентской платы организациями: & =( ,..., ) , єР, (а2, р2) = f(p, \ptf=P, \j/x = aui[/2 = Bx).
Введём также множество лотов электронной торговой площадки L и множество В предложений по лотам, при этом каждому элементу /, может соответствовать произвольное количество элементов Ь/. Сообщения внутрисистемной почты являются элементами множества М, пользовательские файлы, загруженные в систему, составляют множество F.
Прежде чем приступать к разработке структуры автоматизированной электронной В2В-системы перечислим основные функции, которые она должна выполнять.
1) Необходимо организовать автоматизированную регистрацию новых участников системы, результатом которой должно стать пополнение базы данных по зарегистрированным организациям, а также добавление новых пользователей В2В-системы. Корректность вводимых данных должна проверяться по известным алгоритмам проверки реквизитов организации, что позволит исключить ошибки при вводе и обязать пользователей сразу вводить вею информацию, необходимую для последующей работы в системе.
2) Для эффективной работы специалистов компании-оператора системы должен быть предусмотрен административный интерфейс, позволяющий осуществлять просмотр и редактирование новых заявок на регистрацию R, автоматическое изменение статуса зарегистрированных организаций О после внесения информации Р о поступлении абонентской платы и платы за подключение, отслеживание сроков оплаты абонентского обслуживания и автоматическую рассылку пользователям системы U извещений М о необходимости внесения оплаты за следующий расчетный период. Таким образом, компания-оператор системы должна располагать развитой CRM-системой (Customer Relations Management), которая позволит снизить расходы на поддержку зарегистрированных пользователей и повысить качество их обслуживания путём автоматизации внутренних бизнес-процессов.
3) Подключенные к системе пользователи должны получить возможность редактирования своих личных данных и,- и информации об организации о,-, которая должна включать в себя, помимо общей информации, введённой на этапе регистрации, следующие разделы: номера телефонов и факсов организации (краткий телефонный справочник), список руководящего состава организации (включающий в себя должности и контактные данные ответственных лиц), файлы с копиями учредительных документов и лицензий организации. Вся эта информация должна быть чётко структурирована и представлена в едином, общем для всех организаций формате.
4) Должна быть реализована возможность автоматического поиска предприятий-партнёров в каталоге организаций по принципу совпадения предлагаемых и потреб ляемых товаров и услуг, а таїсже сужения результатов поиска на основании данных о географическом местонахождении.
5) У пользователя, зарегистрировавшего организацию в системе (т. н. главного пользователя), должна быть возможность добавления дополнительных пользователей Uj с ограниченными правами доступа, которые должны осуществлять различные подготовительные процедуры по его поручениям.
6) Поскольку предполагается, что каждая организация может выступать как поставщиком, так и потребителем любой продукции и услуг, необходимо реализовать два симметричных раздела по спросу и предложению. В разделе «Предложение» пользователи должны иметь возможность выбирать категории классификатора продукции и услуг, которые соответствуют области деятельности организации как поставщика, здесь же должна быть возможна загрузка описаний предлагаемой продукции и услуг, прайс-листов и файлов с дополнительной информацией. Аналогично, в разделе «Спрос» пользователи должны указывать потребляемые продукции и услуги, размещать файлы с их описаниями и дополнительной информацией, а также файлы с анонсированием торгов.
7) Для реализации рекламной функции пользователи системы должны иметь возможность загружать в электронном виде рекламные материалы своей организации, а также прочую информацию, размещаемую в системе на правах рекламы. Все эти файлы должны быть доступны в соответствующем разделе системы для просмотра и скачивания всеми зарегистрированными пользователями.
8) Торговая функция должна быть реализована в виде отдельного раздела «Тор говая площадка», в котором пользователи системы могли бы размещать аукционы и объявления о продаже и покупке (реализующие, таким образом, внеконкурсные про цедуры торгов посредством запрос цен и запроса предложений), а также закрытые и открытые конкурсы (в том числе, конкурсы с квалификационным отбором), доступ ные для просмотра и участия другим зарегистрированным пользователям. При этом необходимо реализовать, в соответствии с регламентирующими документами, пол ный цикл по проведению торгово-закупочных операций -публикацию и автоматиче скую рассылку приглашений и извещений о новых торгах, полноценное участие всех заинтересовавшихся пользователей системы, определение победителя или предоставление всей необходимой для этого информации, а также извещение всех пользователей о результатах торгов.
9) Для реализации аналитической функции, необходимо сохранять информацию о ходе и результатах всех торгов, проводимых пользователями на торговой площадке, и предоставить доступ к этой ииформации всем зарегистрированным пользователям системы.
10) Для рассылки автоматически генерируемых извещений о различных событиях (как, например, новая ставка на аукционе или наступление даты вскрытия конвертов на конкурсе), а также для обмена сообщениями без использования почтового клиента, по причинам, изложенным в разделе 1 Л, необходима реализация собственной, изолированной от незарегистрированных участников, почтовой системы.
11) Для осуществления кадрового обмена между предприятиями-у частниками системы должен быть реализован соответствующий раздел системы, в котором пользователи могли бы размещать объявления о своих предложениях и потребностях в специалистах и коллективах, сопровождая публикуемую информацию файлами с описаниями и дополнительными сведениями.
12) В целях информационного обеспечения пользователей системы должны быть реализованы разделы с новостной информацией, а таюке с основными нормативными документами, представляющими интерес и практическую ценностью для зарегистрированных пользователей.
13) Для скорейшего освоения пользователями функциональных возможностей системы необходимо реализовать контекстно-зависимую справочную систему, раздел «Вопрос-ответ», где операторы и разработчики системы могут отвечать на вопросы пользователей, а таюке раздел с документами, регламентирующими деятельность предприятий в системе, которые являлись бы, таким образом, учебными пособиями по правильному использованию системы.
Исследование характеристик и разработка математических моделей В2В-системы
Для пользователей В2В-системы наиболее очевидным критерием, характеризующим удобство и качество работы, является время отклика R, то есть время, прошедшее с момента отправки запроса до получения HTML-страницы от сервера. Многочисленные исследования, обзор которых можно найти в [49], показывают, что для комфортной работы с веб-сайтом время отклика ие должно превышать 1 секунды, а для того, чтобы пользователи не отвлекались на другие задачи, время полной загрузки страницы должно оставаться в пределах 10 секунд. Однако следует отметить, что такие временные ограничения получены в результате исследования веб-сайтов, не являющихся критически важными для посетителей, т. е. их можно рассматривать для т. н. внешней части В2В-системы, которая доступна любым, в том числе случайным, посетителям (потенциальным полноправным пользователям системы). Поэтому при разработке страниц, открытых для свободного посещения и носящих в основном информационный характер, применялись технологии кэширования данных, в результате чего было достигнуто требуемое время отклика. Что же касается внутренних страниц системы, таких, как АРМ пользователя («Личный кабинет») и т. п., то в этом случае к минимальному времени отклика следует стремиться, однако незначительное превышение вышеназванных пределов вследствие загруженности сервера будет воспринято пользователями адекватно. Таким образом, поскольку благодаря применению мониторинга времени выполнения страниц есть возможность отслеживать продолжительность отработки скриптов, наибольший интерес представляет время отклика системы в случае большого количества одновременно подключенных пользователей.
Рассмотрим последовательность работы системы, начиная с прохождения HTTP-запроса от браузера пользователя и заканчивая отображением полученной HTML-страницы. После нажатия на гиперссылку или кнопку отправки данных веб-формы браузер пользователя отправляет HTTP-запрос веб-серверу системы.
В большинстве случаев объём данных HTTP-запроса много меньше, чем получаемая в ответ информация, однако в случае загрузки в систему одного или нескольких файлов отправка HTTP-запроса с помощью метода POST может занимать значительное время, зависящее от скорости подключения пользователя к интернету. Учитывая тот факт, что отправка файлов - достаточно распространённый процесс в системе управления бизнес-отношениями, и принимая во внимание невозможность влияния системы на скорость получения HTTP-запросов, будем отсчитывать время отклика с момента получения HTTP-запроса, что вполне правомерно, так как большая часть запросов пользователей отправляется за пренебрежимо малое время, относительно времени ожидания ответа и загрузки HTML-страницы.
После получения HTTP-запроса веб-сервером он либо сразу начинает обслуживаться, либо попадает в очередь запросов. В зависимости от настроек веб-сервера, которые, в свою очередь, определяются объёмом доступной оперативной памяти, в случае невозможности незамедлительной обработки запроса, порождается новый процесс, обслуживающий очередной запрос. Таким образом, веб-сервер может обслуживать некоторое количество запросов одновременно независимыми потоками, которые могут быть распараллелены на несколько процессоров стандартными средствами ядра операционной системы.
В процессе выполнения РНР-скриптов встроенным в веб-сервер сервером приложений осуществляются обращения к базе данных, на основании чего генерируется HTML-страница, отправляемая браузеру пользователя. Как было показано в [40], существенную часть времени выполнения скрипта составляет именно работа с СУБД. Все SQL-запросы также отрабатываются сразу или ставятся в очередь в случае, когда запрашиваемые таблицы заблокированы либо превышено максимальное количество одновременно выполняемых запросов.
Когда генерация HTML-страницы PHP-скриптом заканчивается и она загружается в браузер пользователя, происходят запросы ірафических файлов, ссылки на которые присутствуют в HTML-коде, но, поскольку модификация этих статических изображений осуществляется достаточно редко (в большинстве случаев при смене дизайна сайта), файлы с картинками скачиваются браузером только один раз, а все последующие запросы на их получение ограничиваются ответом о том, что файлы не были модифицированы. Поскольку современные браузеры со стандартными настройками не разрывают соединение с веб-сервером до полной загрузки всех необходимых элементов HTML-страницы, временем выполнения запросов на получение статических файлов можно пренебречь. Таким образом, время отклика системы сводится к времени выполнения скрипта. Детальное обсуждение времени отклика клиент-серверных систем можно найти в работе [80].
Разработка системы B2B-Energo.ru для РАО «ЕЭС России»
Цели создания информационно-аналитической и торгово-операционной системы «Рынок продукции, услуг и технологий для электроэнергетики» (WWW.B2B-Energo.ru), разрабатываемой для РАО «ЕЭС России», состояли в необходимости решения задач автоматизации процедур регламентированных закупок, проводимых традиционно в бумажной форме и отнимающих значительное количество времени и средств, а также в повышении конкуренции, оптимизации цен, повышении прозрачности сделок и устранении потенциальных возможностей для злоупотреблений и коррупции [41, 44].
Работы над созданием системы «B2B-Energo» были начаты в августе 2002 года. Заказчиком, осуществляющим выработку бизнес-процессов и концепции В2В-системы, выступило ООО Инжиниринговая Компания «Центр реновации энергетики», исполнителем, принявшим на себя обязательства по разработке и технической поддержке системы, стало ООО «Триумвират Девелопмент». Автор данной диссертационной работы приступил к проектированию и разработке системы «B2B-Energo» в сентябре 2002 года.
Выбор свободно доступного программного обеспечения с открытым исходным кодом в качестве платформы для разработки обеспечил практически нулевые расходы на базовое ПО и независимость от аппаратной платформы, а также способствовал повышению скорости и качества разработки [38].
Применение метода эволюционного прототипирования позволило предоставить заказчику первый прототип системы уже через две недели после начала разработки, а дальнейшее использование технологии постадийной разработки с оперативным обновлением исходного кода посредством системы контроля версий CVS в совокупности с выбранными структурами хранения данных и применением многократного ис пользования кода обеспечило готовность базовой функциональности системы, готовой для опытно-промышленной эксплуатации, уже к началу ноября 2002 года.
С момента начала разработки системы по сегодняшний день ведётся непрерывное совершенствование существующей и разработка новой функциональности. Основные этапы развития системы, реализованные в соответствии с технологическим процессом разработки, описанном в разделе 2.2, представлены в хронологическом порядке в таблице 4.1.
По состоянию на конец февраля 2005 года, программная составляющая системы B2B-Energo.ru, являющаяся непосредственным результатом разработки, включает в себя: 44 таблицы в базе данных MySQL, общий объём которых 785,5 Мбайт, а общее количество записей - 4196446; 334 скрипта на языке РНР, состоящие, в общей сложности, из 37870 строк кода; 24 папки с пользовательскими файлами, общий объём которых составляет 21,6 Гбайт.
Программно-аппаратная платформа, на которой функционирует система В2В-Energo.ru, включает в себя комплекс под управлением ОС Linux (HP ProLiant DL380 Packaged Cluster с MSA500 G2), состоящий из: двух серверов HP ProLiant DL380 G4, каждый из которых содержит 2 процессора Intel Хеоп 3,4 ГГц, 2 внутренних накопителя Ultra320 SCSI 15К RPM 36,4 Гб RAID-1, ОЗУ 1 Гб РС2700 DDR 333 SDRAM (возможность расширения до 8 Гб); одного внешнего накопителя HP MSA500 G2 (Modular Smart Array High Availability Kit) с 3 жёсткими дисками Ultra320 SCSI 10K RPM 146,8 Gb RAID-5 (суммарная ёмкость 274 Гб) и возможностью расширения до 14 дисков (суммарной ёмкостью до 2 Гб).
Выбранная аппаратная платформа позволяет обеспечить высокий уровень отказоустойчивости за счёт резервирования всех компонентов (процессоры, модули памяти, блоки питания, вентиляторы, контроллеры системы хранения данных, дисковые накопители) с возможностью их горячей замены.
В штатном режиме на одном из серверов кластера функционирует почтовый и веб-сервер (в который интегрирован сервер приложений), а на другом - система управления базами данных. В случае выхода из строя одного из серверов на оставшемся в автоматическом режиме активизируются недостающие сервисы.
На стороне провайдера, на технологической площадке находится центральный сервер системы, обеспечивается резервирование каналов связи и источников питания, таким образом, в случае возникновения проблем с основным каналом связи автоматически начинает использоваться резервный, а при перебоях в электроснабжении на основной подстанции активизируется резервная линия электроснабжения либо автоматически запускается дизель-генератор, и система продолжает функционировать.
Для предотвращения потери данных в случае физического уничтожения центрального сервера системы реализовано резервное копирование данных и непрерывная репликация всей информации (БД и пользовательские файлы) на резервирующий сервер, находящийся на площадке другого провайдера, что позволяет при необходимости обеспечить восстановление работоспособности системы на резервном сервере без потери критически важных данных.
Для экспериментального исследования производительности системы В2В-Energo.ru использовалась программа Apache Benchmark (ab), свободно распространяемая в комплекте с веб-сервером Apache. Условия проведения эксперимента были выбраны таким образом, чтобы имитировать работу системы на единственном сервере, когда веб-сервер Apache функционирует на той же машине, что и СУБД MySQL. Запуск программы ab осуществлялся со второго сервера, неиспользуемого системой B2B-Energo.ru в момент тестирования, который соединён с первым по интерфейсу Gigabit Ethernet, таким образом, удалось исключить влияние задержек в каналах свя зи, а также гарантировать отсутствие влияния тестирующей программы на производительность системы, как это могло бы быть в случае запуска её на тестируемом сервере.
При запуске программы ab указывалось содержимое файлов cookie, полученное после прохождения процедуры авторизации на сервере, с которого осуществлялось тестирование (как было сказано в разделе 3.3, это значение зависит от IP-адреса, с которого поступает запрос), таким образом, имитировалась работа конкретного пользователя, работающего в закрытых разделах системы.
Поскольку при разработке системы проводилась тщательная оптимизация всех страниц на основе данных, получаемых в результате мониторинга времени выполнения SQL-запросов (см. раздел 3.5.4), большинство страниц системы отрабатывается примерно за одинаковое время и выбор страницы для тестирования не принципиален.
Для экспериментального определения зависимости количества запросов, обрабатываемых системой за секунду, от количества одновременно поступающих запросов, была выбрана страница запроса цен, на которой производится несколько обращений к базе данных (выборка информации о текущем пользователе для процедуры авторизации, обновление времени последнего обращения пользователя к системе, добавление записи в журнал посещений, выборка данных о лоте и поступивших предложениях) и несколько обращений к файловому хранилищу (для получения информации об объёме файлов с описаниями выставленного на продажу лота). Производились последовательные запуски тестирующей программы (ab) с общим количеством запросов равным 200, и переменным количеством одновременно отправляемых запросов (т. н. concurrency level - количество одновременно запускаемых программой независимых потоков) - от 1 до 75
