Введение к работе
Актуальность работы. На сегодняшний день одной из основных целей организации и развития работ в области автоматизированных систем управления является повышение экономической эффективности предприятий через создание, внедрение и развитие интегрированных систем комплексной автоматизации, построенных на базе современных технических, программных и коммуникационных средств и технологий.
Для принятия грамотного управленческого решения в условиях неопределенности и риска необходимо постоянно держать под контролем различные аспекты финансово-хозяйственной деятельности вне зависимости от вида деятельности предприятия.
Следует подчеркнуть, что в условиях современной экономики предприятия как никогда раньше нуждаются в современных информационных технологиях, которые ведут к повышению производительности, обеспечению устойчивости прибылей и лидерству в конкурентной борьбе.
Как показывает мировая практика, крупные предприятия меняют систему управления автоматизированной производственной средой, или переходят на принципиально новую версию системы каждые 5 лет. Как правило, это связано с пересмотром своих бизнес-процессов, изменением стратегических целей предприятия, усилением конкуренции на рынке.
Целью внедрения на предприятии интегрированных средств поддержки распределенных приложений является создание информационного продукта, позволяющего формировать управляющие воздействия на производственную среду. Целью производства является создание конкурентоспособной продукции с минимальными затратами для обеспечения максимальной прибыли.
Для повышения эффективности управления предприятием создается автоматизированная информационная система управления, в которой основным является контур информационных распределенных приложений.
Основным инструментом для достижения данной цели является единая корпоративная техническая политика в области автоматизации производственной среды, которая базируется на единых средствах передачи, хранения и обработки информации.
При этом задача объединения (интеграции) промышленных компонентов на единой информационной платформе, с активным участием компонентов корпорации в Web-пространстве на основе сети Internet, приобретает ключевое значение, как для конечных пользователей, так и для разработчиков систем промышленной автоматизации.
Анализ всех требований, предъявляемых для современных систем автоматизации производства, позволяет выделить три основных:
-
Единое информационное пространство. Ситуация взаимного обмена данными для всех уровней автоматизированной интегрированной производственной системы должна стать нормативной. Необходимо, чтобы данные одного программного приложения компонента корпоративной системы были доступны другим участникам корпорации в реальном времени.
-
Гибкость к изменениям информационных технологий (как способность к быстрому перестроению). Возможность добавления новых приложений и технологий, фактически представляющая собой модернизацию, не требующая изменения существующей структуры. Одновременно с этим удаление (замена) рабочих компонентов не должно нарушать функционирование системы.
-
Эффективное управление. Управление всеми компонентами единого информационного пространства в корпоративных системах должно основываться на единстве и стандартизации, как структур данных, так и интерфейсов на всех уровнях производственного процесса, в виде интегрированных средств поддержки распределенных приложений, как единого сообщества, содержащего:
клиент-серверную архитектуру информационного взаимодействия компонентов интегрированного автоматизированного производства;
программные средства поддержки жизненного цикла Web-приложений на основе шаблонов проектирования;
программные средства поддержки структуры и функций серверов приложений, как средства повышения качества Web-сервисов.
Отмеченные обстоятельства позволяют заключить, что исследование, разработка методик и компактных инструментальных средств на основе современных информационных технологий (в виде интегрированных средств поддержки распределенных Web-приложений) для управления автоматизированной производственной средой промышленного предприятия, является в настоящее время актуальной задачей, для решения которой необходимо, как привлечение знаний из различных областей, так и современных методов принятия решений, включая исследования сложных систем, к которым относятся: прикладные информационные системы, теория систем и системный анализ, а также – проблемы оценки качества информации, надежности аппаратных и программных средств, которые позволят обеспечить более высокую достоверность и оперативность решения задачи управления производственной средой предприятия.
Методологической базой исследования сложных информационных систем, к которым относятся системы автоматизации производственной среды предприятия, являются теория систем, системный и интеллектуальный анализ данных. Наибольший вклад в развитие этого научного направления внесли Аншина М.Л., Дмитриевский Б.С., Дрогобыцкий И.Н., Коналлен Джим, Конюх В.Л., Оптнер С., Пономарев В.М., Федотов А.В., Чеченин Г.И., Шишмарев В.Ю., Ясенев В.Н.
Проблемы оценки качества информации и надежности аппаратных и программных средств рассматриваются в трудах Байхельта Ф., Герасименко В.А., Липаева В.В., Майерса Г., Ушакова И.А., Франкена П., Черкесова Г.Н., Ясина Е.Г. и др.
В настоящее время выполняется большое количество разнообразных исследований, посвященных применению интегрированных средств поддержки распределенных приложений в решении экономических задач, но научных работ, посвященных применению распределенных приложений в виде Web-приложений и Web-сервисов для реализации задач управления автоматизированной производственной средой в корпоративных информационных системах, в том числе промышленных, недостаточно, что и обуславливает проявление к ним повышенного научного и практического интереса.
Цель работы заключается в повышении эффективности управления автоматизированными структурами на основе создания интегрированных средств поддержки распределенных приложений, как информационной платформы корпоративных систем.
Для достижения поставленной цели решены следующие научные задачи:
-
Проведен анализ в корпоративных производственных системах по применению методик и программных средств для современных информационных технологий, в рамках распределенных приложений и Web-приложений, с идентификацией особенностей этапов разработки современных приложений.
-
Созданы модели проектирования интегрированных средств поддержки распределенных приложений, как эффективного средства управления автоматизированной производственной средой предприятия, на основе принципов клиент-серверных структур, реализации принципа жизненного цикла Web-приложений и на основе построения серверов приложений, как средства стандартизации обмена информацией в режиме on-line.
-
Разработаны методики применения интегрированных средств поддержки распределенных приложений с библиотеками базовых интерфейсов пользователя, реализующих систему шаблонов по разработке распределенных приложений с иерархической структурой модулей и реализующих, на основе серверов приложений, стандартизацию обмена информацией в режиме on-line.
-
Разработаны инструментальные средства поддержки и реализации:
жизненного цикла распределенных приложений, как средства повышения качества разработок, учитывающего специфику разрабатываемого приложения;
сервера приложений, как нового уровня Web-сервисов, в контексте разработки распределенных приложений, на основе платформы Java/.Net, с разработкой программного обеспечения и прикладного интерфейса для взаимодействия сервера приложений со спецификациями конкретных компонент технических систем (базами данных).
-
Определены факторы повышения эффективности деятельности автоматизированных структур при применении разработанных в диссертации методик и инструментальных шаблонов интегрированных средств поддержки распределенных приложений.
Область исследования. Диссертация выполнена в соответствии с п. 2.5. «Разработка концептуальных положений использования новых информационных и коммуникационных технологий с целью повышения эффективности управления в экономических системах» и п. 2.6. «Развитие теоретических основ методологии и инструментария проектирования, разработки и сопровождения информационных систем субъектов экономической деятельности: методы формализованного представления предметной области, программные средства, базы данных, корпоративные хранилища данных, базы знаний, коммуникационные технологии» Паспорта специальностей ВАК РФ (экономические науки) по специальности 08.00.13 – «Математические и инструментальные методы экономики».
Объектом и предметом исследования в данной работе является разработка и реализация методов построения интегрированных средств поддержки распределенных приложений, как новых эффективных форм развития автоматизированных производственных сред, работающих на основе единых стандартов в информационных структурах, с широким участием технологий Internet и Intranet.
Методы исследований. При решении задач, поставленных в работе, были использованы следующие методы: методы моделирования, аппарат объектно-ориентированного подхода при разработке приложений, методы построения распределенных приложений в распределенных системах на базе сети Internet.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующих положениях:
-
Определена и разработана структура системы интегрированных средств поддержки распределенных приложений как средства построения эффективной системной информационной платформы по управлению производственно-экономической деятельностью корпоративных автоматизированных систем.
-
Разработан метод построения системной информационной платформы на основе применения структуры жизненного цикла приложений как системы шаблонов проектирования распределенных приложений и реализации сервера приложений на основе стандарта универсального описания, обнаружения и интеграции Web-служб.
-
Разработан новый вид Web-сервисов, который реализует обмен данными в режиме «on-line», что повышает эффективность взаимодействия субъектов производственно-экономической деятельности в структуре корпоративных автоматизированных систем.
Практическая значимость работы заключается в создании методических и программных средств, по реализации интегрированных средств поддержки распределенных приложений в среде автоматизированного производства, на основе разработанных библиотек базовых интерфейсов пользователя, реализующих систему шаблонов проектирования распределенного приложения на языках программирования Java, Javascript, С++ и других языках высокого уровня, пакета инструментальных средств поддержки жизненного цикла распределенных приложений и реализации стандартов обмена данными на основе сервера приложений, что повышает эффективность управления автоматизированной производственной средой предприятия.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» и в настоящее время используются при подготовке магистрантов по магистерским программам: 220200.68-20 «Человеко-машинные системы управления» и 230100.68-01 «Теоретическая информатика». Материалы диссертационной работы использованы в качестве методологической основы при разработке общеуниверситетских курсов лекций и практических занятий по дисциплинам «Информатика», «Программирование и основы алгоритмизации». Определена целесообразность применения разработанной теоретической базы при создании прикладного программного обеспечения промышленных информационных систем в научно-практических разработках малого инновационного предприятия ООО «Компьютерные системы и технологии» (г. Москва).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы неоднократно докладывались и обсуждались на расширенных заседаниях кафедр экономического и информационного профиля, научных семинарах в ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», а также – международных и всероссийских экономических и научно-технических конференциях: XVII Международная конференция «Математическое и компьютерное моделирование в решении задач строительства, техники, управления и образования» (2012г., г.Пенза), Международная конференция «Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований» (2012г., г.Новосибирск), III Международная научно-практическая конференция «Современная наука: тенденции развития» (2012г., г.Краснодар), II Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты» (2012г., г.Новосибирск), II Международная научно-практическая конференция «Приоритетные научные направления: от теории к практике» (2012г., г.Новосибирск).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 научных работ, включая тезисы докладов, подготовленных для международных и региональных научно-технических и экономических конференций; 4 публикации в научных изданиях, входящих в Перечень ВАК Министерства образования и науки РФ; 1 свидетельство об официальной государственной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем. Диссертация состоит из списка сокращений, введения, трех глав, основных результатов и выводов, списка используемой литературы из 120 наименований и 2-х приложений. Основные результаты изложены на 188 страницах машинописного текста, включая 26 формул, 47 рисунков и 14 таблиц.
