Региональная информационная компьютерная система фармации : На примере г. Санкт-Петербурга и Ленинградской области Зязин, Николай Георгиевич

Введение к работе

Актуальность исследования.

Па современном папе рачннпія (|іармацевгичеекого рынка Сапкі-1 ІеіерСпрі а ложилась спіуацпя, когда более 450 аптек, обслуживающих в настоящее время ассленис города, обеспечиваются более, чем 650 посіашциками лекарственных редств. Учшывая огромную номенклатуру наименований лекарственных средств, ктуальность вопроса наличия лекарств в аптеках города, а также проблему ффекпншости их выбора и поставок по наиболее приемлемым ценам и условиям, с елью формирования и дальнейшем доступных розничных цен, решение задачи оздання технически и организационно, принципиально нового рыночного ехапизма обеспечения лекарственными средствами аптечных служб города, риобрсло особую остроту и социальную значимость. Аналогичная ситуация имеет есто и в других регионах.

На предприятиях и организациях данного сектора рынка отсутствует иеративная информация о предложениях и поставках лекарств. Разброс оптовых ен иногда достигает 200 и более процентов по некоторым наименованиям лекарств. Імеется устойчивый спрос на недорогие препараты со стороны больных, в то время ак информация о их наличии в аптеках или у поставщиков не всегда актуальна, оступна или просто отсутствует.

В тоже время, на предприятиях и организациях фармацевтического рынка моется огромное количество компьютерной техники и систем, работающих в окальном режиме вне единого информационного пространства. Отсутствует также аиная, оперативная база данных о состоянии рынка.

Учитывая изложенное, создание региональной информационной омпыотерной системы фармации представляется актуальным.

Данная работа направлена на исследование и разработку решении по этданию региональной информационной компьютерной системы фармации ^ИСФ) на примере г.Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Обьскт исследования.

Объектом исследования является информационная система, создаваемая на азе вычислительной сети и предназначенная для информационной поддержки омплекса поставщик - аптека.

Цель и задачи исследования.

Цель исследования - разработка модельно-алгоритмнческих аспектов отдания РІІСФ на базе вычислительной сети.

[ля достижения данной пели в работе были поставлены и решены следующие ідачи: анализ существующих распределенных вычислительных систем сбора и обработки информации в сфере фармации и других сферах;

анализ характеристик, влияющих на эффективность системы, и выбор па і основе возможных направлений создания РИСФ;

разработка математических и имитационных моделей функциопировані элементов системы для принятия проектных решений;

разработка структуры системы и оценка принятых решений.

Методы исследования.

Для решения поставленных задач применялись элементы теории вероятносте методы теории массового обслуживания, имитационного моделирования и др.

Научная новизна заключается в формировании объекта исследовани определении его свойств и особенностей функционирования, разработі аналитических и имитационной моделей, а также методологии получения решени связанных с созданием региональной информационной системы фармации.

Практическая значимость заключается, в разработке математическог алгоритмического и программного обеспечения, позволяющего принима' обоснованные решения при создании вычислительной сети региональнс информационной системы фармации, а также в реализации принятых решений.

Основные положения, выносимые на зашиту:

результаты анализа вычислительных систем сбора и обработки информации сфере фармации и других сферах, формирование критериев качества, основнь характеристик и параметров, влияющих на эффективность исследуемого объект;

математические и имитационные модели элементов системы;

организационно-технические и методологические решения по построени РИСФ.

Реализация работы.

Разработанные решения использованы при создании и обеспечен
функционирования региональной информационной компьютерной систем
фармации (РИСФ) в г.Санкт-Петербурге и Ленинградской области. РИС
эксплуатируется с октября 1996 года и охватывает в настоящее время более 2і
аптек и 80 поставщиков. С марта 1999 года в глобальной сети INTERNE
функционирует подсистема «ФАРМИНФОРМБАНК» по адрес

Апробация и внедрение результатов исследований.

Основные положения и результаты диссертации обсуждены и одобрены: і региональных совещаниях и конференциях аптечных работнике Фармацевтической ассоциации Санкт-Петербурга и Северо-Запада в 1996-19Ї годах; международных симпозиумах «Человек и Лекарство» в 1997-1999 годах; і конференции пятой международной специализированной выставки «АПТЕЮ 2000» в апреле 2000г.

Публикации. По материалам диссертации имеются 7 публикации. --Структура н обэ.ем работы. Диссертационная"работа состоит in введення, ырех глав, выводов и предложений, списка литературы, приложений, оженных на 156 страницах и содержит 76 графиков, схем, рисунков и таблиц.

Но введении обоснованна актуальности темы, сформулированы цель и задачи

лсдования, приведены основные научные положения, которые выносятся на шту; отмечается новизна и практическая значимость работы; приведены дения об апробации и внедрении.

В первой главе дается анализ современных зарубежных и отечественных дств и методов построения информационных систем.

Определяются особенности систем на рынке информационных услуг, а также полнен анализ областей их применения. Рассматривается структура построения {юрмационных систем, дается анализ программного и технического обеспечения, иводятся сведения об опыте создания информационных систем и, в частности, - о :нических решениях в различных областях деятельности, в том числе и на :арствснном (фармацевтическом) рынке. Обосновывается возможность и іесообразность создания единого регионального информационного пространства -)мации.

Во второй главе формулируются постановка задачи и требования, двигаемые к организации и построению региональной информационной лпыотерной системы фармации Санкт-Петербурга и Ленинградской области, ходя из требований практики при создании РИСФ необходимо обеспечить:

прием-передачу предложений поставщиков лекарственных препаратов в виде

прайс-листов единой структуры в круглосуточном режиме;

прием-передачу заказов на лекарственные препараты от аптек в круглосуточном

режиме;

обработку прайс-листов и создание объединенного прайс-листа (по всем

предложениям) для продажи лекарственных препаратов;

в удобной и простой форме выбор препаратов, формирование и отправку заказа;

прием и передчу от поставщиков в адрес аптек счетов-подтверждений по

выполняемым заказам;

прием от аптек информации о нхтичии лекарственных препаратов для

последующей передачи в справочную службу (либо другое средство массовой

информации);

прием от аптек заказов одним звонком в адрес многих поставщиков;

получение отчетов о полученных заказах за прошедший период;

дублирующие режимы приема-передачи информации;

информационную поддержку состояния фармацевтического рынка Сапк-Петербурга (для принятия решения);

актуальность информационной базы данных (за счет регулярного многократного ежедневного обновления предложений поставщиков);

поддержку клиентов системы в режиме "горячей линии";

равную программно-техническую возможность всем пользователям системы.

С учетом изложенного технологический процесс выглядит елсдующи образом.

Несколько раз в день поставщики должны присылать свои прайс-листы принятом (максимально едином) формате (в виде dbf-файла).

Автоматически (примерно один раз в 15 минут) центральный узел долже создавать объединенный прайс-лист. При этом нормализуются найменовані препаратов и форм выпуска, приводятся в соответствие полученнь наименования с латинскими наименованиями (по кодификатору системы).

Аптека не реже одного раза в день должна получать объединенный прайс-лист.

Аптека, получив объединенный прайс-лист, самостоятельно в автономно режиме анализирует его и формирует пакет заказов.

Либо по мере, либо после формирования заказов аптека отправляет пакет заказе в центральный узел.

Автоматически (примерно каждые 5 минут) центральный узел проверж наличие заказов от аптек. При появлении заказов должен выполняться их анали подготовка и формирование к отправке поставщикам (либо посредстве электронной почты, либо в почтовые ящики поставщиков на серве| центрального узла).

Поставщик обязан несколько раз в день (ежечастно) проверять наличие заказі (проверять либо электронную почту, либо свой почтовый ящик на центральне узле).

Поставщик, получив заказ, формирует счет-подтверждение на этот заказ отправляет его в центральный узел.

Аптека после отправки заказов должна проверять наличие счете подтверждений от поставщиков (на переданные заказы).

Рассматривая требования к программно-техническому обеспечению систем необходимо выделить три комплекса «Центральный узел», «ФармЗака: «ФармПрайс». Где «ФармЗаказ» - уровень пользователя (аптеки), «ФармПрайо уровень пользователя (поставщика). «Центральный узел» - ядро системы, котор должно обеспечиваться комплексом программно-технических среде удовлетворяющих следующим требованиям:

- обеспечение взаимодействия удаленных пользователей сети с технически
средствами «Центрального узла» (для приема-передачи данных);

совместимое it, собственных коммуникационных средств со средствами пользователей;

обеспечение высокой скорости приема-передачи данных;

обеспечение достаточной пропускной способности сети во время приема-передачи данных в час наибольшей нагрузки;

обеспечение коммутируемых каналов связи серийными телефонными номерами; использование виртуальных цифровых каналов сені FRAME RELAY для связи с пользователями РИСФ;

применение глобальной сети Internet для связи с пользователями РИСФ и обеспечение доступа с любой степенью удаленности от «Центрального узла»; использование FTP-протокола для приема-передачи данных при взаимодействии с клиентами;

наличие файлового сервера, сервера приложений, коммуникационного сервера, WEB узла; обеспечение архивирования баз данных, резервирования системы.

Проблема обеспечения защиты информации является одной из важнейших построении надежной информационной системы. Эта проблема охватывает как ическую защиту данных и системных программ, так и защиту от шкционированного доступа к данным, являющихся результатом деятельности гемы, передаваемым по линиям связи и находящимся на накопителях. Следует черкнуть, что организация информационной компьютерной сети имеет и атную сторону: псе общепринятые процедуры физического ограничения доступа ЭЕЗМ становятся неэффективными и центр проблем перемешается в сторону .шизации контроля коллективного использования баз данных. В связи с шизацией защиты приводится анализ методов ее обеспечения.

В третьей главе приводится имитационное моделирование и обосновывается ионалыюе построение системы.

Функции СПРОСА и ПРЕДЛОЖЕНИЯ являются основными составляющими ематической модели фармацевтического рынка товаров.

Электронный рынок

Центральным

учел системы

Аптека (покупатель)

Спрос

на топао

Рис.1 Концептуальная схема модели системы.

Согласно необходимого регламента обработки информации в рамках РИСФ ь цикл ее прохождения и обработки можно разделить на шесть этапов.

Схематично информационную модель системы можно представить в следующе

виде:

Л1\М "ФармПраііс" Центральны» узел АРМ "ФармЗакаУ

Рис.2 Информационная модель системы.

В качестве объектов анализа выбраны два элемента реальной деятельност участников системы. Первый - аптеки, как клиенты информационной системь Второй - система связи и обмена данными центрального узла системы.

Задача оптимизации функционирования аптеки заключается в многоэтапно] планировании поставки, хранения, продажи фармацевтической продукции со склад аптеки с учетом информации, накапливаемой в РИСФ.

В рамках теории массового обслуживания и стратегии - модель (s,S) предположении мгновенной реализации запроса на пополнение склада аптек решена задача нахождения s и S (0

Предполагалось, что в момент времени п, когда уровень запаса аптек опускается ниже s, подавался заказ, увеличивающий уровень до S. Кроме тоге потоки спроса , продажи полагались пуассоновскими.

Математическое ожидание затрат, когда процесс достигает равновесног состояния, имело вид L(s,S) = (1/ (1 +ц б)) { К+ с / u. + h (s - 1/ц) + ц h (S² - s²)/2 + (h + р)(ехр(-ц s)) / ц}

Аналогично для математического ожидания дохода D(s,S) = -(ехр(-цБ) - 1)/ц/(1 + ]i&) + [(exp(-jiS) - exp(-us))/u + 5 (ц s + 1)]/(1+ ц5)

Оптимальные значения S и s находятся численными методами из решени задачи

D(s,S)-L(s,S) -> min

Выше приняты обозначения: ц- интенсивность обслуживания канала; разность между минимальным и максимальным уровнем запаса; к- постоянна

гапляющая издержек; с- издержки поставки; її- затраты на хранение единицы іра; р- потери из-за нехватки товара;

Полученные соотношения использовались для проверки адекватности тацнопноп модели, описывающей более сложный (чем расемоїрепный) процесс.

Основные положения имитационной модели сводятся к следующему.

В качестве исходных данных приняты: длительность моделирования tr,c; симальный запас S; минимальный запас s; средний объем заявки на покупку doo; еасивноегь потока заявок на покупку qt, сд/с; стоимость хранения единицы лра за ! с, с; стоимость единицы товара ct; срок поставки товара на склад аптеки . с; начальное заполнение склада S.

Интерпалы между поступлениями заявок, объем заявки, срок поставки -чайные величины, распределенные в соответствии с экспоненциальным эном. Производится сканирование по времени t. При поступлении заявки сделается ее объем, соответственно уменьшается заполнение склада и вчитывается следующий момент поступления заявки.

Если заполняемость склада становится менее s, то формируется заказ на тавку в таком размере, чтобы запас достиг максимальной величины S. В ультате моделирования (при определенном наборе исходных данных) считываются затраты zzl, связанные с хранением запаса, доход от продажи

ЄЛИЙ 7,7.2.

Алгоритм следующий:

Если в некоторый момент времени t наступает событие - появление заявки, tl<=4, то рассчитывается объем заявки dl=f*doo (причем он не может превышать ущий запас z; f- случайное число); определяется следующий момент наступления ытия tl=t+f/q.

Если реализован какой-либо запрос на пополнение склада, т.е. t2(i)<=t (і -тер запроса), то z=z+d(i), где d(i) - размер реализованного запроса.

Если z

іедедяются моменты его реализации и объем: t2(k)=t+fdol, b=S-z-b, d(k)=b.

оизводится оценка затрат zzl на хранение zzl=zzl+c*z*h.

уществляется переход к следующему моменту времени t=t+h сложенная последовательность шагов повторяется.

Опенка адекватности имитационной модели проводилась путем сопоставлеш результатов моделирования (при мгновенном исполнении заявки на пополнение, также поступлении заявок в дискретные моменты времени) с соответствующим расчетными данными, полученными на основе аналитического соотношения дх оценки затрат L (рис. 3). Результаты моделирования ряда аптек свидетельствую что зц'іфективность их функционирования в существенной степени зависит с величин s и S. Отсюда следует, важность участия аптек в качестве элемент информационной системы, обеспечивающей необходимой информацией средствами для принятия решения о пополнении склада.

Рис.3 Зависимость затрат L от верхнего уровня запаса S

Рассмотрен процесс функционирования центрального узла PHCd представляющего из себя ЛВС, имеющую в своем составе сервер, АРМ-ы некоторое (требующее уточнения) количество разнотипных каналов связ (например, FRAME RELAY или INTERNET, а также обычные телефонные каналы серийным номером).

Учитывая характер оказываемых услуг, в рамках РИСФ можно выделит основные факторы, влияющие на принятие решения при рационализащ; построения центрального узла системы: вероятность занятости каналов (Pi вероятность обслуживания заявок (Робе), интенсивность входного потока (to).

Исходные данные для моделирования: пуассоновский характер потої запросов; количество каналов; тип tip каждого канала (tip=0 - INT или 1 - ТФ); чий пр подканалов; режим multi обработки данных (multi=l - многозадачный, 0 - иначе длительность tr моделирования, с; шаг h моделирования, с; интенсивность q потої запросов, ед/с; вероятность р короткого запроса; ограничение S на длительное обработки запроса сервером.

Для короткого запроса считаются известными средние: временная длина qBx входного файла, с; длительность qu передачи реализации запроса, с; длительность .jscr обработки запроса сервером. _...--

Для длинного запроса известны: «ременная длина qnxd входного файла; члительпости quel - передачи реализации и qser - обработки (сервером) запроса; наличие id взаимных помех при передаче результатов обработки запроса по каналам связи.

Временные характеристики обработки и передачи запросов изменяются в :оотвстстшп1 с экспоненциальным законом. Моделирование проводилось исходя из реальных данных, полученных при опытной эксплуатации системы. Анализировались две модели построения коммуникаций центрального узла. Первая: единый информационный поток аптек и поставщиков по 10 телефонным каналам с серийным номером. Вторая: два раздельных потока информации аптек и поставщиков. Во второй модели информационный поток аптек принимается 10- тью канальным модемным пулом с серийным номером, а поток информации поставщиков по выделенному каналу со скоростыо от 64 кб/сек до 128 кб/сек с применением FTP-протокола (INTERNET, FRAME RELAY). В результате проведенных исследований и выполненных расчетов получены данные, некоторые из которых приведены на рисунках (рис. 4- 11).

В целом сравнительный анализ характеристик смоделированных процессов функционирования узла показал следующее. В случае разделения потоков процент обслуженных заявок поставщиков 81,93% и 87,89% (что на 53,28% и 64,43% больше, чем лучший результат до разделения потоков на скорости 33600 бит/с). Для аптек процент обслужанных заявок 52,82% и 78,41% (что на 90,86% и 46.69% больше, чем для одного потока на скоростях 9600 бит/с и 33600 бит/с). Вероятность занятости канала для поставщиков изменяется в интервале 0,163 - 0,115, а для аптек 0, і і 12 - 0 при изменении интенсивности потока от 0,025 до 0,0025. При разделении потоков вероятность короткого запроса поставщиков - 0,85. Интенсивность потока запросов поставщиков 0,02 относится к периоду наибольшей загрузки. Для аптек интенсивность потока запросов 0,005. Динамика изменения процента обслуженных заявок поставщиков при изменении интенсивности потока запросов от 0,025 до 0,0025 на скорости 64000 бит/с увеличивается с 79,66% до 98%, а на скорости 128000 бит/с - с 86,9% до 99,09%.

В результате проведенного моделирования можно сделать вывод, что разделение потока запросов повышает качество обслуживания клиентов (аптек до 70-89%, поставщиков до 79-98%).

Четвертая глапа посвящена реализации РИСФ. Структурно система состоит из четырех основных блоков, представленных на рис. 12.