Содержание к диссертации
Введение
1. Автоматизация управления проведением конкурсов и аудитом выполнения проектов для создания микроэлектронных компонентов двойного применения .
1.1. Состояние отечественной электронной промышленности на современном этапе развития научно-технического прогресса. 11
1.2. Современная методология проектирования и производства микроэлектронных компонентов . 17
1.3. Автоматизация задач координационного управления проведением конкурсов и аудитом выполнения проектов для создания новых микроэлектронных компонентов двойного применения. 22
1.4. Направления развития средств автоматизации управления конкурсами и аудитом реализации проектов разработки и производства новых микроэлектронных компонентов двойного применения. Постановка задачи исследования. 33
Выводы. 37
2. Управление процессами проведения конкурсов и аудитом выполнения проектов разработки и производства микроэлектронных компонентов двойного применения .
2.1 Методика формирования, конкурсного отбора и аудита проектов в электронной промышленности. 39
2.2 Обоснование архитектуры технического обеспечения, принципы формирования лингвистической и информационной основы управления конкурсами проектов и аудитом их выполнения . 42
2.3 Обеспечение безопасности данных. 52
2.4 Модели информационной системы координационного управления базовыми предприятиями электронной промышленности. 57
2.5 Процедуры выбора данных и их структуризации для подготовки проведения конкурсов проектов разработки и производства микроэлектронных компонентов двойного применения. 61
2.6 Обоснование структуры инструментальных средств подсистемы формирования портфеля проектов, конкурсного отбора и аудита их выполнения. 64
Выводы. 67
3. Модели и алгоритмы выбора и контроля реализации специальных проектов в электронной промышленности .
3.1 Законодательно-правовая и методическая основа координационного управления проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов разработки и производства микроэлектронных компонентов двойного применения. 69
3.2 Формирование и ведение базы данных законодательных, нормативно-правовых и методических документов обеспечения проведения конкурсов и аудита выполнения специальных проектов. 75
3.3 Методика, модели и алгоритм ранжирования предприятий электронной промышленности, подготовка документации победителей конкурсов. 79
3.4 Аудит реализации специальных проектов, его анализ и формирование данных для уточнения рейтинга предприятий-исполнителей. 95
Выводы. 101
4 Особенности реализации и внедрения разработанных средств управления конкурсами специальных проектов и аудитом их реализации .
4.1. Комплексирование технических средств системы координационного управления проведением конкурсов проектов и аудитом их выполнения в электронной промышленности. 102
4.2. Реализация прикладного программного обеспечения системы координационного управления . 106
4.3. Подсистема оптимизации процессов поиска информации на запросы пользователей и ее структуризации. 111
4.4. Особенности внедрения разработанных средств системы координационного управления и некоторые итоги их внедрения. 116
Выводы. 120
Заключение. 121
Список литературы. 123
Приложение: Акты внедрения. 140
- Современная методология проектирования и производства микроэлектронных компонентов
- Обоснование архитектуры технического обеспечения, принципы формирования лингвистической и информационной основы управления конкурсами проектов и аудитом их выполнения
- Формирование и ведение базы данных законодательных, нормативно-правовых и методических документов обеспечения проведения конкурсов и аудита выполнения специальных проектов.
- Реализация прикладного программного обеспечения системы координационного управления
Введение к работе
Такой подход применяется в настоящее время на предприятиях ЭП РФ и на многих из них уже имеется техническая платформа, которая может использоваться в качестве базы для создания единого информационного пространства отрасли с применением стандартных возможностей системы Интернет. Ее необходимо привести в соответствие с требованиями решения всей совокупности задач комплексной автоматизации управления предприятиями и этапами жизненного цикла (ЖЦ) новых изделий микроэлектроники [ 5, 6, 9-13, 17, 21, 22, 26, 27, 60, 72, 78, 82, 83, 90, 93, 112].
Созданное таким образом техническое обеспечение может служить основой и для разработки проблемно-ориентированного программного обеспечения решения целевых задач координационного управления (КУ) предприятиями ЭП при создании специальных изделий микроэлектроники двойного применения [28-69, 117-119, 121]. Оно осуществляется Министерством обороны (МО) РФ с целью успешной реализации ее предприятиями оборонного заказа микроэлектронных компонентов (МЭК -вся их номенклатура, выпускаемая ЭП) для создания современных вычислительных и радиотехнических средств (ВиРТС) систем управления (СУ) вооружения и военной техники (ВиВТ). Координационное управление проводится по направлению непрерывного мониторинга предприятий ЭП для определения их возможностей проектирования и производства МЭК, соответствующих современному мировому уровню и формирования предложений развития их технологической базы и информационных технологий (ИТ), а также методологической основы их рационального применения [47-69].
В рамках данной работы выделены в качестве самостоятельной части -задачи автоматизации проведения конкурсов и аудита специальных проектов для создания МЭК двойного применения в интересах МО и для разработки СУ особо опасными объектами. К настоящему времени не разработана система комплексной (сквозной) автоматизации данного направления КУ предприятиями ЭП, что приводит к принятию не объективных решений из-за невозможности учета большого количества данных и факторов в реальном времени. Не разработаны единая методология и не приняты обоснованные технико-экономические критерии оптимизации решений в режиме взаимодействия ЭВМ — эксперт. В конечном итоге это приводит к случаям срыва выполнения оборонного заказа разработки и производства МЭК и увеличению срока его выполнения.
Поэтому в рамках данной работы поставлена и решена задача разработки инструментальных средств и комплексирование технического
обеспечения системы КУ проведением конкурсов и аудитом выполнения
специальных проектов для создания новых МЭК двойного применения и их внедрения.
Диссертация выполнена по программам важнейших работ МО РФ. А также в соответствии с межвузовской научно-технической программой И.Т.601 «Перспективные информационные технологии в высшей школе» и научному направлению Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА) - «Разработка средств автоматизации управления и проектирования (в промышленности)».
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка инструментальных средств и комплексирование технического обеспечения системы КУ проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов для создания новых МЭК двойного применения и внедрение разработанных средств.
Для ее достижения необходимо решить следующие задачи:
провести анализ состояния ЭП, роли ИТ в решении задач автоматизации управления проведения конкурсов и реализации специальных проектов создания новых МЭК;
обосновать методику формирования единой информационной среды, структуру объектно-ориентированного обеспечения, выбрать архитектуру и провести комплексирование технического обеспечения средств управления конкурсным отбором специальных проектов и аудитом их реализации в ЭП;
разработать технологию автоматизации управления проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов;
обосновать принципы, экономико-математические критерии конкурсного отбора проектов и аудита их реализации;
разработать математическое и программное обеспечение выбора и аудита реализации специальных проектов;
внедрить разработанные средства в рамках единой системы КУ ЭП.
Методы исследования основываются на теории систем управления, анализа и синтеза вычислительных систем, оптимизации; аппарате вычислительной математики, прикладной статистики; теории построения программ; методах модульного, структурного и объектно-ориентированного программирования; имитационном, структурном, и параметрическом моделировании; экспертных оценках, на вычислительных экспериментах.
Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:
структура программного обеспечения единой информационной системы КУ, обеспечившей создания общей информационной платформы проведения конкурсов и аудита выполнения специальных проектов для создания МЭК двойного применения в режиме непрерывной автоматизации, отличающихся высокой эффективностью и достоверностью;
принципы, экономико-математические критерии, технология
автоматизации проведения конкурсов и аудита выполнения специальных
проектов создания МЭК двойного применения, обеспечивших формирование
объективных данных в режиме непрерывной автоматизации с
использованием интеллектуальных возможностей экспертов, отличающихся комплексным решением совокупности задач и принятием оптимальных решений на основе достоверных данных в реальном времени;
методы и модели управления проведением конкурсов и аудита выполнения специальных проектов на базовых предприятиях ЭП (в том числе, в дизайн центрах (ДЦ) и кремниевых мастерских (КМ)) и их взаимодействием для решения целевых задач. Они отличаются функциональной полнотой и универсальностью, высокой адекватностью отображения процессов управления и принятия решений в реальном времени;
методика формирования и способы реализации лингвистических и информационных средств системы КУ, обеспечивших единство методологии сбора, обработки, хранения, представления и обмена данными в рамках
отрасли в процессе КУ проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов, соответствующих современным технологиям построения информационных систем (ИС);
- алгоритмическая основа выбора и проверки реализации специальных проектов, построенная с использованием современных стандартов унификации математического обеспечения средств комплексной автоматизации управления предприятиями и отличающаяся универсальностью;
- методики рационального применения разработанных средств и оценки их эффективности.
Практическая значимость и результаты внедрения. Основным практическим результатом работы является разработка инструментальных средств и комплексирование технической платформы системы КУ проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов для создания МЭК двойного применения. Внедрение разработанных средств подтвердило высокую эффективность предложенных решений.
Созданные средства применяются в ЭП при создании всей номенклатуры МЭК двойного применения.
Научные и практические результаты работы положены в основу создания и внедрения обучающих электронных систем в Воронежском государственном техническом университете (ВГТУ) для проведения лекционных курсов, лабораторных работ, курсового и дипломного проектирования по специальным дисциплинам.
Результаты диссертационной работы внедрены на базовых предприятиях и в учебный процесс с большой экономической эффективностью, подтвержденной актами внедрения (приведенных в приложении).
Выносятся на защиту: - методы, экономико-математические критерии, технология управления проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов создания МЭК двойного применения в ЭП;
- математические модели и алгоритмы принятия решений на этапах КУ
проведением конкурсов и проверкой работы победителей;
- результаты создания и внедрения унифицированного программно-
технического комплекса КУ.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на: коллегиях МО и ряда Министерств РФ, семинарах и совещаниях Научного Совета «Федеральные проблемы создания элементной базы информационно-вычислительных и управляющих систем», ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ВГЛТА. Результаты работы докладывались на: международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологии - ММТТ-19 и ММТ-20» (Воронеж, 2006; Ярославль 2007); российских научно-технических конференциях «Информационные технологии (ИТ-2007, ИТ-2008)» (Воронеж, 2007; 2008); всероссийских конференциях «Интеллектуализации управления в социальных и экономических системах» (Воронеж, 2007; 2008); 9 и 10 международных конференциях «Кибернетика и технологии XXI века» (Воронеж, 2007; 2008). А также на международных научно-технических конференциях «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 2007); на международной практической конференции «Влияние внешних воздействующих факторов на элементную базу аппаратуры авиационной и космической техники» (Королев, 2007); российских конференциях «Радиационная стойкость электронных систем. Стойкость - 2007» (Москва, 2007), «Теория конфликтов и ее приложение» (Воронеж, 2006; 2007).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 34 работы, в том числе в изданиях определенных ВАК (8 статей) и монография, общим объемом 259 страниц (лично автором выполнены 174 страницы).
В работах, опубликованных в соавторстве, личное участие автора заключается в определении цели и задач работы, в выполнении научно-технических исследований, обосновании структуры инструментальных средств системы КУ, разработке моделей и алгоритмов, анализе их
эффективности и внедрении созданных средств.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Она содержит 136 страниц основного текста, 19 рисунков и 1 приложение. Библиография включает 131 наименование.
Современная методология проектирования и производства микроэлектронных компонентов
В последнее десятилетие произошли существенные изменения в методологии проектирования и производства БИС и СБИС [5, 6, 12, 13, 78-80]. Многие компании, которые проектировали и изготавливали собственные БИС и СБИС, пришли к выводу, что дешевле сделать собственную разработку, а часть или все изготовление передать по контракту специализированным производственным компаниям (от изготовления заготовок на пластинах, до сборки, проверки параметров и сдачи продукции заказчику), которые получили название кремниевые мастерские (КМ). Последние не проектируют (но могут и проектировать) собственную продукцию, но организуют быстрое изготовление БИС и СБИС по заказам. Организация контрактного (заказного) производства стала возможной благодаря тому, что современное полупроводниковое производство достигло высокого уровня компьютеризации и малую зависимость производства от человеческого фактора.
Стабильность и повторяемость технологических процессов, в свою очередь, позволила предложить широкому кругу заказчиков стандартизированные спецификации для проектирования БИС и СБИС.
Затраты на строительство и развитие современного микроэлектронного производства значительны. Например, иностранный завод по производству полупроводниковых пластин диаметром 200 мм с проектными нормами 0,18-0,25 мкм имеет стоимость более 30-ти миллиардов рублей. Концентрируя производство для многих заказчиков в одном месте, компании - КМ могут аккумулировать необходимые инвестиции для поддержки высокого уровня полупроводникового производства. Они уже созданы и эффективно работают во всех регионах мира и имеют более низкие финансовые потери и большую конкурентоспособность во время циклов спада, т.к. множество потребителей их продукции поддерживают достаточно высокий уровень загрузки фирм, чего нет при ориентации на одного или нескольких потребителей. Следует отметить, что это наименее рискованный и наиболее надежный способ вступления новых фирм в индустрию БИС и СБИС с более низкими барьерами. Благодаря этому, не обладая лидирующей технологией, они способны вести успешный бизнес.
Применение технологии разделения функций по проектированию и производству микросхем между специализированными предприятиями коренным образом изменило структуру бизнеса в полупроводниковой промышленности. В частности, многие компании, которые ранее занимались только проектированием (получивших название дизайн центры (ДЦ)) и не имели производственных мощностей, с появлением КМ существенно увеличили свои возможности. Эти компании в настоящее время имеют большое количество заказов, которые, по мнению ведущих специалистов, будут наращиваться ускоренными темпами, что в свою очередь приведёт к росту производства продукции.
Активное использование компаниями сети Интернет для обмена данными (шаблонов, библиотек, стандартизированных спецификаций и т.д.) для реализации процессов проектирования и производства БИС и СБИС резко расширяет количество потенциальных заказчиков, так как предоставляет широкий доступ к проектированию и изготовлению заказных микросхем, быстрый рост производства и получения максимальной прибыли.
Данная технология разделения функций и принцип взаимодействия с заказчиками позволяют предприятиям ЭП взаимно пользоваться услугами интеллектуальной собственности (технологическими маршрутами, библиотеками элементов, конструкциями схем и т. д.), а также передавать их третьей стороне.
Процесс проектирования прошел длинный путь развития от проектирования относительно простых интегральных микросхем до БИС и СБИС и быстро смещается в сторону создания законченной СнК. Созданы и непрерывно развиваются: программные средства автоматизации проектирования - САПР, правила проектирования, библиотеки элементов, узлов и блоков.
Проектирование определяет способ и последовательность процессов, которые позволяют получать конечный продукт с заданными или привлекательными рыночными характеристиками, используя технологические возможности полупроводникового производства. Оно, по большому счету, близко к искусству, так как представляет поиск компромиссов между необходимостью (потребностью) и возможностью. Поэтому, для проектирования БИС, СБИС и ЭИС на К нужны специалисты широкого профиля и высокой квалификации, требуется достаточный опыт проектирования и постоянное освоение развивающихся САПР, конструкций, технологий, схемотехнических и системотехнических приёмов и т. д.
Государство, имеющее развитую сеть ДЦ и КМ, помимо доходов от продажи высокооплачиваемого интеллектуального труда, обретает независимость в создании сложных электронных систем в интересах национальной безопасности и прочные позиции в мире.
По оценкам специалистов вычислительных устройств и систем связи только одна программа замещения импортной элементной базы требует разработки нескольких сотен БИС и СБИС в год. Таким образом, в стране имеются как потребность, так и все предпосылки для создания национальной сети ДЦ и КМ по проектированию и производству БИС и СБИС.
Целесообразно создавать такую сеть в регионах на базе предприятий микроэлектроники и электронных кафедр ВУЗов, которые являются наиболее подготовленной структурой для организации работ по созданию региональной сети ДЦ и КМ. На отечественных предприятиях микроэлектроники накоплен большой опыт проектирования и производства БИС и СБИС, который может быть использован для обучения специалистов других ДЦ и КМ. Объединение ДЦ и КМ в единую сеть с централизованным обеспечением средствами САПР и производства позволит существенно снизить затраты на их создание и эксплуатацию. Дизайн центры проектирования и КМ по существу должны являться основными звеньями единого информационного пространства для совместной разработки и производства МЭК и вычислительных систем на их основе, в первую очередь, управляющих вычислительных комплексов (УВК) двойного применения, как наиболее важных изделий вычислительной техники, определяющих уровень научно-технического прогресса страны и ее авторитет в мировом сообществе государств.
Дизайн центры могут строиться как однородные вычислительные структуры на общей системной и программно-ориентированной платформе и локальных вычислительных сетей (ЛВС). Их объединение в единую корпоративную распределенную вычислительную сеть с помощью системы Интернет позволит решать следующие задачи: сквозного совместного иерархического моделирования МЭК и вычислительных комплексов без ограничения их сложности (на архитектурном, поведенческом, регистровом, функционально-логическом, схемотехническом, топологическом уровнях и др.) с необходимой скоростью. А также моделирование на функционально-логическом и схемотехническом уровне с учетом комплекса внешних воздействий (температуры, механической нагрузки, радиационного и электромагнитного излучения); проведения анализа тестопригодности МЭК, элементов УВК и логической верификации и моделирования неисправностей и генерации тестов; структурной оптимизации схем (на всех уровнях) по основным показателям; автоматизации конструкторского проектирования и подготовки конструкторской и технологической документации для изготовления и испытания МЭК, модулей и УВК в целом; проектирования, отладки и испытания математического и программного обеспечения и др.
Создание ДЦ и КМ является очень сложной и дорогостоящей проблемой требующей аккумулирования больших финансовых средств. Она должна решаться как задача обеспечения национальной безопасности страны с выделением соответствующих бюджетных ассигнований.
Обоснование архитектуры технического обеспечения, принципы формирования лингвистической и информационной основы управления конкурсами проектов и аудитом их выполнения
Верхний государственный уровень управления может быть представлен ИС (центрами) администрации президента, правительства РФ, различных Министерств (руководством ЭП на федеральном уровне занимается управление, которое входит в состав МПиТ), Государственной Думы, Совета Федерации, систем (в том числе и статистических) федерального уровня, Федеральных округов и других. Данный уровень обеспечивает управление экономикой РФ в целом.
Информационные системы управления (ИСУ) экономикой регионов должны интегрировать все основные информационные звенья и «островки» информационных ресурсов, имеющихся в регионах.
Управление ЭП осуществляется с использованием и руководства Федеральных округов. Координационное управление по линии МО производится с помощью ИСУ МО, НИИ и Управлений при их взаимодействии с ИСУ ЭП и Федеральных округов. «Портфель проектов» по разработке и производству МЭК двойного применения формируется специалистами предприятий различных Министерств, разрабатывающих и производящих ВиВТ в тесном сотрудничестве с ведущими представителями предприятий ЭП, НИИ и Управлений МО.
В рамках данной работы поставлена и решена задача обоснования архитектуры важнейших «конструктивных» элементов ЕИИС КУ - подсистем ИСУ Управлений МО, ЭП и предприятий ЭП для управления конкурсным отбором и аудитом реализации проектов разработки и производства МЭК двойного применения [31, 35, 37, 41, 43, 44, 49, 52, 53, 112].
Для решения данной задачи на первом этапе должен осуществляться мониторинг предприятий ЭП. С этой целью необходимо ввести в состав ИСУ НИИ, Управлений и ЭП подсистему ведения БД о предприятиях ЭП. Ключевой задачей при этом является знание объекта, возможность его всестороннего описания и предоставления информации для принятия решений. Важным элементом является высокая скорость её сбора и преобразования, достоверность, доступность и непрерывная актуализация, сохранение конфиденциальности.
Формирование и ведение БД о предприятиях в ИСУ ДЦ, КМ и широкого профиля ЭП позволит более эффективно использовать свой производственный потенциал, изучать научно - технические достижения, а при необходимости использовать их возможности для проведения совместных работ и т. д. Подсистема ведения БД о предприятиях ЭП может быть реализована как ЛВС на базе ПЭВМ и выделенного сервера -многопроцессорной ПЭВМ с большой емкостью внешнего запоминающего устройства. Такой состав технических средств подсистемы позволит накапливать достаточный для практического применения объём данных, обеспечит высокую скорость их преобразования и предоставления в реальном времени с использованием современной технологии распределённой обработки.
Для разработки и ведения федерального и регионального законодательства, нормативно-правовых актов и руководящих документов проведения конкурсов и аудита выполнения специальных проектов необходимо в состав ИСУ включить соответствующую подсистему. Особых требований к аппаратно-программной платформе данной подсистемы не предъявляется, поэтому она может быть построена на основе нескольких ПЭВМ, объединенных в ЛВС с выделенным сервером или без его выделения (его функции в этом случае может выполнять любая ПЭВМ).
Следующей задачей системы КУ является формирование «портфеля специальных проектов», объявление конкурса, его проведение, автоматизация процессов заключения государственных контрактов, аудит их реализации, сбор данных и проведение анализа тактико-технических параметров МЭК при работе в реальных условиях эксплуатации. Данная подсистема должна включаться во все ИСУ, заинтересованных предприятий, которые в той или иной мере связаны с выполнением данных задач и может строиться подобно другим подсистемам в виде ЛВС на основе распространённых ПЭВМ. Автоматизация данных процессов будет способствовать более объективному проведению конкурсов. Подсистемы обеспечат резкое снижение всех процессов подготовки документации, при этом значительно повышается объективность принимаемых решений, так как они будут формироваться на основе более достоверных данных в реальном времени.
В качестве системной операционной платформы предпочтительно использовать операционную систему (ОС) Windows NT как наиболее распространенную, простую в освоении и эксплуатации, имеющую большое число приложений, адаптированных к нашим условиям применения и средств быстрой разработки приложений, работающих с SQL-ориентированными приложениями. По тем же соображениям на серверах целесообразно использовать ту же ОС.
Успех создания и внедрения данных подсистем определяется степенью интеграции системы КУ с ИСУ ЭП, которая должна базироваться на общей БД предприятий, единых методов подготовки, ввода, ведения, преобразования и предоставления данных о проектах проектирования и производства МЭК двойного применения. Следовательно, в основу построения лингвистических и информационных средств инструментальной системы управления проведением конкурсов и аудитом выполнения специальных проектов должны быть положены аналогичные базовой системе подходы. Такой принцип резко снижает стоимость создания данной системы, простоту ее освоения и внедрения.
Таким образом, вся совокупность данных о проектах в системе описывается и вводится при необходимости, как в системе ИСУ ЭП. То есть в инструментальной системе выбора и ведения проектов новых МЭК заимствовано лингвистическое и информационное обеспечение. База данных о проектах в системе формируется за счет импорта части информации из общей БД ИСУ ЭП. Естественно, в системе должна используется та же СУБД и система запросов. При подготовке проектов вся совокупность данных о них предоставляется потенциальным исполнителем по сети Интернет.
Специфической частью лингвистического и информационного обеспечения должны являться средства ввода данных, связанные с описанием производственных возможностей предприятий - потенциальных исполнителей, степени квалификации их персонала, практического навыка работы и т.д., а также ведения соответствующей БД. Что касается ввода данных, то он может быть организован с помощью имеющихся средств настройки пользовательского интерфейса ОС типа Windows, а формирование, актуализация и обработка данных может производиться СУБД и системой запросов аналогичной базовому комплексу автоматизации в ИСУ ЭП.
Формирование и ведение базы данных законодательных, нормативно-правовых и методических документов обеспечения проведения конкурсов и аудита выполнения специальных проектов.
Формирование и ведение БД законодательных, нормативно-правовых и методических документов обеспечения проведения конкурсов и аудита выполнения специальных проектов должны заниматься Управления и НИИ МО, которые выполняют задачи по КУ предприятиями ЭП. Следовательно, данные функции должны выполнять 22 ЦНИИИ МО совместно с УРЭКБ. Их решение связано с выбором технологии распределенной обработки данных и соответствующей СУБД, инструментальных средств проектирования информационного многомерного хранилища данных и обеспечения взаимодействия клиентов и сервера БД в процессе обмена данными [28, 30, 35, 36-38, 41, 43, 45, 48, 53, 60]. Построение ИС управления в общем случае следует рассматривать как концептуальное решение комплекса задач по интеграции существующих и перспективных ЛВС в единую информационную инфраструктуру с реализаций современных технологий распределенной обработки данных [35, 60, 88]. Такая интерпретация проблемы удобна для выделения ключевого аспекта создаваемой информационной модели — реализации оптимальных архитектур распределенной обработки совместно используемых данных. Для этого были проанализированы базовые модели организации ИС «клиент-сервер», технологий их поддержки и условия применения для различных комбинаций объектов и субъектов управления [35, 88,120].
В технологии «клиент-сервер» используется модель взаимодействия данных компьютеров в сети, где они могут являться неравноправными с точки зрения своего назначения. При этом будем допускать, что один и тот же компьютер может играть роль, как клиента, так и сервера. Кроме того, прикладные программы, реализованные в рамках модели «клиент-сервер», будут иметь распределенный характер. Часть функций прикладной программы (приложения) должна быть реализована в программе клиента, другая в программе сервера, при этом их взаимодействие определяется каким-либо протоколами. Распределение функций также может быть реализовано в виде многоуровневых (многозвенных) сервисов в ИС.
Как показал, проведенный анализ, наиболее эффективной является модель «распределенной функции». Она позволяет организовать взаимодействие между отдельными центрами распределенной системы и отвечает требованиям: использования Интернет в качестве информационной магистрали; применения программного обеспечения (ПО) с открытым кодом; ориентации на открытые стандарты ПО.
Система управления базами данных являются центральным звеном в создании любой эффективной ИС (как простых, для малых предприятий, так и сверхбольших). В сложившейся в ЭП инфраструктуре хозяйствующих субъектов имеется большое количество малых, средних и больших предприятий, корпораций, холдингов. Поэтому в рамках создания отраслевой ИС должна учитываться эта ситуация. Практически необходимо создание ИС разного масштаба от простых для работы нескольких специалистов до крупных полномасштабных ИС нескольких предприятий холдинга.
Эти структуры должны интегрироваться в единую ИС. Задачей ИС является сбор, обработка, хранение и передача данных, охватывающие все направления хозяйственной деятельности всех структур различных иерархических уровней отрасли. Конечной целью любой ИС является автоматизация документооборота в процессе хозяйственной деятельности, освобождение специалистов от кропотливой, рутинной и трудоемкой работы, в ходе которой, как правило, совершаются ошибки; проведение любых видов анализа, моделирования и оптимизации бизнес-процессов управления, производства, сбыта продукции, анализа и прогнозирования рынков сбыта и т.п.
В конечном итоге ИС должна привести к безбумажной технологии хозяйственной деятельности соответствующих структур. Следовательно, ИС должна содержать всеобъемлющую информацию о хозяйственной деятельности и в рыночных условиях является стратегическим продуктом, в котором должны предусматриваться средства защиты отечественных производителей от любых посягательств. Поэтому понятно, что в этом плане необходимо ориентироваться на применение лицензионно-чистых отечественных программных средств и, в первую очередь, СУБД, которая является ключевым звеном в создании отраслевой ИС. Детальный анализ принципов построения и возможностей наиболее популярных СУБД [35, 60, 88, 120] позволяет определить как важнейшие следующие требования или возможности, которые могут быть приняты как основные критерии для сравнительной оценки СУБД. К ним, в первую очередь, можно отнести: стоимость приобретения и обучения, реализацию системы запросов SQL, управления транзакциями, интерфейс программирования, среда сервера БД, администрированное управление БД, средства надежности, форматы файлов для импортно-экспортных операций, средства безопасности, коммуникационные средства, целостность БД, объектная ориентация, функции хранения данных, масштабируемость, встраиваемость, свойства реального времени.
С учетом сформированных требований, результатов сравнительного анализа и тенденций развития ИС, можно сделать следующие выводы: отечественная лицензионно-чистая СУБД Линтер с успехом может применяться для построения ИС на различных иерархических уровнях. Она легко встраивается в уже существующие типы ИС, построенные на различных операционных платформах, может взаимодействовать с наиболее известными зарубежными СУБД и работать под управлением многих известных ОС. По основным показателям она соответствует одной из лучших зарубежных СУБД Oracle.
Для построения многомерного информационного хранилища вместе с СУБД Линтер использована информационно-аналитическая система Невод [35, 88, 120], которая является мощным инструментом построения хранилища, как на основе уже существующих БД, так и при их создании с «нуля». Комплекс Невод позволяет настраивать систему на любую предметную область. Для упрощения процедуры ввода данных возможно создание специальных форм ввода, которые можно настраивать по желанию пользователя.
Реализация прикладного программного обеспечения системы координационного управления
Разработано программное обеспечение инструментальных средств системы КУ проведением конкурсов в ЭП на основе предложенных методов, математических моделей и алгоритмов [28-53, 66-68, 117, 121]. В ее состав включены следующие программные модули (ПМ): интерфейс пользователя — ИП; мониторинга предприятий - МП; формирования и ведения БД законодательной, нормативно-правовой и методической документации управления проведением конкурсов - БД2; оптимизации процессов поиска информации на запросы пользователей и ее структуризации - ОПИиС; ранжирования проектов - РП; отбора проектов в режиме эксперт-ЭВМ - ОП; формирования WEB — сайта победителей конкурса, подготовки и утверждения контрактов - ПКиУК; аудита предприятий - исполнителей, мониторинга параметров новых изделий на испытаниях - АиМ; электронного обучения -ЭО; управления - МУ и др.
Единое информационное пространство отраслей, занимающихся разработкой и производством БИС, СБИС, СнК и других МЭК для создания ВиРС систем управления ВиВТ основано на коллективной БД. Она проектируется с использованием СУБД Линтер, являющейся на данный момент лучшей реляционной лицензионно-чистой отечественной СУБД, которая обеспечивает защиту данных на уровне категории «государственная тайна», что соответствует классу 1 А.
Применение реляционной БД в рамках ЕИИС обусловлено тем, что к настоящему времени методы их проектирования и управления наиболее отработаны.
В тоже время проектирование реляционной распределенной БД является очень сложной задачей. Она должна обеспечивать уровень хранения и эффективность доступа к данным, которая в значительной степени определяет общую производительность ИС.
В рамках создания системы КУ предприятиями ЭП проектированию БД придавалось большое значение. На основе экспертных запросов выявлялись потоки информации внутри предприятий и их объемы и выбрана концептуальная схема БД.
На следующей стадии произведен набор определений реляционной базы в терминах языка SQL-92, выбор общей схемы БД и архитектуры ИС. Как уже отмечалось выше, выбрана архитектура ИС управления с технологией клиент-сервер БД. Далее произведена декомпозиция набора определений схемы БД. Проблема сохранения целостности распределенной БД с логически неавтономными разделами (рисунок 4.5) решен за счет написания явного кода в приложении.
На следующей стадии проектирования произведено дополнение реляционных схем разделов распределенной БД определениями общих ограничений целостности, триггеров и хранимых процедур.
Следует отметить, что семантика ограничений целостности БД может быть существенно шире, чем ограничения, задаваемые связями 1 к п и даже п к т. Поэтому часто ограничения общего вида не выводятся автоматически из концептуальной схемы БД и их приходится добавлять к реляционной схеме вручную. При этом необходимо стремиться минимизировать их количество, чтобы не снизить эффективность работы с БД.
На заключительном этапе произведено физическое проектирование БД, проектирование и разработка интерфейсов и обрабатывающей части прикладной системы.
На основе спроектированных БД предприятий ЭП формируется ОБД для проведения конкурсного отбора и аудита специальных проектов разработки и производства МЭК двойного применения. Для повышения эффективности ее создания разработан специальный ПМ оптимизации процессов поиска информации на запросы пользователей и ее структуризации. Особенности его построения рассмотрены ниже в параграфе 4.3.
