Автоматизация процесса доступа пользователей к информационным ресурсам промышленного предприятия с использованием активного словаря-справочника данных

Промышленное предприятие представляет собой сложную систему, слаженная работа которой достигается за счет эффективного использования всех имеющихся ресурсов. В условиях рыночной экономики и интенсивного развития технологий требуется учитывать множество аспектов деятельности как внутри самого предприятия, так и среди конкурентов, а также других участников хозяйственных отношений. Ввиду сложности переоборудования и модернизации, как за счет количества ресурсов, так и за счет их стоимости, промышленное предприятие является организмом, медленно реагирующим на внешние воздействия. Однако последние десятилетия бурное развитие информационных технологий подтягивает за собой и другие отрасли. Усложняются процессы и требования к временным затратам для решения различного рода задач. Происходит тесная интеграция различных субъектов хозяйственной деятельности как внутри страны, так и за ее пределами. При этом информация, как ресурс, имеет свойство со временем накапливаться, что приводит к увеличению ее объемов и сложности обработки. Поэтому с течением времени методы и средства обработки накопленной информации утрачивают свою эффективность и требуют пересмотра.

Большое значение при этом приобретает создание и ведение некоторого центрального реестра сведений о данных, которым располагает предприятие. Данные, содержащиеся в нем, описывают информацию, то есть являются метаданными. Обращаясь к содержимому этого реестра, любое заинтересованное лицо получает актуальную и достоверную информацию о наличии и роли тех или иных данных предприятия, правил их обработки.

Современный уровень развития информационных технологий позволяет создавать и поддерживать системы таких реестров, работающих в активном режиме, когда информация, содержащаяся в данном реестре, не только хранится и передается пользователю, но и обрабатывается самой системой. Реестры с таким функционалом называются активными словарями-справочниками данных (ССД). Однако в настоящее время возможности активных ССД по автоматизации различных процессов деятельности внутри предприятия, а не в рамках самой системы ССД, практически не используются. Существующие системы автоматизации предприятий, в частности ERP-системы, поддерживают возможности таких словарей только для описания данных. В системах подобного класса даже не допускается изменение данных напрямую, минуя специальный пользовательский интерфейс.

Поэтому большое значение приобретает проблема организации и использования метаданных в системах активного словаря-справочника данных. В связи с этим, исследование проблем автоматизации доступа пользователей к информационным ресурсам промышленного предприятия с их помощью представляется актуальной научной задачей.

Целью данной работы является разработка научных методов и средств, обеспечивающих построение системы активного словаря-справочника данных для автоматизации процесса доступа пользователей к информационным ресурсам промышленного предприятия.

В сочетании с поставленной целью решаются следующие задачи исследования:

— анализ структуры и информационных ресурсов промышленного предприятия;

— анализ архитектуры современных информационных систем и способов интеграции в них систем активного словаря-справочника данных;

— разработка методики и моделей концептуального проектирования базы данных ССД;

— формализация задачи доступа пользователя к данным в системе активного ССД;

— исследование и построение алгоритмов актуализации сведений о данных в ССД;

— разработка моделей обмена метаданными и исследование их основных характеристик;

— разработка структуры системы активного словаря-справочника данных, методов и алгоритмов основных модулей программного обеспечения.

Научная новизна состоит в том, что автором предложена новая структура системы активного словаря-справочника данных в части выделения основного объекта ССД, разработаны методы и средства обмена метаданными между системами и пользователями, разработаны и исследованы методы доступа пользователей к информационным ресурсам предприятия.

На защиту выносятся:

— алгоритм доступа пользователей к информационным ресурсам промышленного предприятия;

— методика концептуального проектирования базы данных ССД в части выбора основного объекта ССД;

— схема актуализации сведений о данных в активном ССД;

— алгоритм организации администрирования метаданных;

— архитектура системы с интегрированным активным словарем-справочником данных;

— реляционная модель схемы базы данных активного ССД в части описания интерфейсов доступа пользователей.

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до создания программных модулей, реализованных в виде пакетов процедур и функций, использующихся на реальных АСУП. Применение на практике системы активного словаря-справочника данных позволило обеспечить доступ пользователей к актуальной и непротиворечивой информации.

В первой главе диссертации проводится анализ информационных ресурсов типового промышленного предприятия, организации принципов его автоматизации. Подробно рассматриваются проблемы интеграции метаданных информационных систем в единое информационное пространство предприятия. Производится анализ архитектуры современных информационных систем и методов использования ими активных словарей-справочников данных.

Во второй главе рассматриваются проблемы проектирования баз данных, предлагаются методы исследования характеристик основных компонентов активного ССД: вводится методика концептуального проектирования базы данных ССД, рассматриваются средства описания концептуальной модели и обосновывается их выбор, предлагается формализованное описание задачи доступа пользователей к данным средствами ССД, а также задача оптимизации пользовательских представлений.

В третьей главе приводятся и обсуждаются результаты исследований основных эксплуатационных характеристик систем активного словаря-справочника данных, а именно задачи обновления метаданных и актуализации ССД. Производится изучение языковых средств общения с системой ССД, обосновывается их выбор и способы применения. Приводятся результаты исследований основных вариантов обработки и доступа к данным.

Четвертая глава содержит описания результатов практической реализации системы. Производится формализация предметной области и разработка словаря данных ССД, архитектура системы после до и после внедрения системы ССД, ее реляционная модель, описание основных модулей и выводы.

4.4. Выводы.

В данной главе были рассмотрены ключевые возможности основных модулей системы, а также приведена физическая модель системы активного словаря-справочника данных.

Полученная реализация является масштабируемой и может быть дополнена любым необходимым функционалом.

В качестве средств доступа к системе ССД может применяться как специально спроектированный в языках высокого уровня пользовательский интерфейс, так и web-интерфейс, реализованный средствами самого ССД. Учитывая целевую аудиторию администраторов данных, администраторов баз данных и разработчиков, можно рекомендовать для использования и стандартные средства доступа к данным Oracle — sqlplus и его реализация в web.

Другими словами, работоспособность полученной системы ССД не зависит от способа доступа к данным и является гибкой по отношению к применяемым средствам разработки.

В качестве аппаратной платформы для рассмотренных примеров и физической реализации были использованы: со стороны базы данных сервер под управлением операционной системы Sun Solaris. Со стороны приложений применялись как сервера под управлением unix-систем, так и сервер под управление операционной системы Microsoft Windows.

Комбинация различных средств использовалась как для реализации максимума требуемого функционала, так и для моделирования работы целевого предприятия, в рамках которого предполагается использовать систему ССД с активным словарем-справочником данных.

В рассмотренных выше примерах активная составляющая словаря-справочника данных информационной системы была раскрыта в достаточном объеме, чтобы оценить возможности системы в целом.

В результате внедрения системы с активным словарем-справочником данных на предприятии удалось автоматизировать доступ пользователей к информационным ресурсам. Данный результат был получен благодаря реализации разработанных методик и моделей на основе результатов проведенных экспериментов и исследований.

Реализованные модули ССД позволили в автоматизированном режиме готовить отчеты о состоянии информационного наполнения баз данных, что также повысило эффективность работы подразделений предприятия.

Предложенные программные модули расширили функционал языковых средств общения человека с активным ССД.

На защиту выносятся архитектура системы с интегрированным активным словарем-справочником данных и реляционная модель схемы базы данных активного ССД в части описания интерфейсов доступа пользователей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Диссертационная работа посвящена актуальной проблеме автоматизации доступа пользователей к информационным ресурсам промышленного предприятия. Обобщая результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований, можно сформулировать основные выводы и результаты работы:

— проведен комплексный анализ архитектуры современных информационных систем и информационных ресурсов промышленного предприятия, что позволило сформулировать основные задачи исследований диссертационной работы;

— разработана формализованная методика, позволяющая выделить основные классы ССД и определить основной объект ССД для информационной системы предприятия;

— предложено формализованное описание доступа пользователей к информационным ресурсам за счет создания системы интегрированных представлений данных;

— проведены исследования основных эксплуатационных характеристик системы активного словаря-справочника данных, построена модель актуализации метаданных и алгоритмы обмена информацией между системами;

— на основе результатов полученных исследований и проведенного анализа сформулированы выводы о целесообразности использования моделей и алгоритмов;

— разработан словарь данных активного ССД, концептуальная и реляционная модель, которая реализована на базе СУБД Oracle llg;

— предложены программные модули, расширяющие функционал языковых средств общения человека с активным ССД и обеспечивающие автоматизированную подготовку отчетов.

Использование систем словарей-справочников данных сокращает объем работ, производимых человеком на всех стадиях работы с системой. Это в значительной степени повышает эффективность работы всех подразделений. В конечном счете, повышается эффективность деятельности предприятия. Увеличивается пропускная способность системы, происходит освобождение пользователей, занятых рутинной работой по ведению данных. Информационные ресурсы предприятия становятся полностью доступными, неопределенность пользователей по отношению к данным снижается.

Использование систем словарей-справочников данных сокращает объем работ, производимых человеком на всех стадиях работы с системой. Это в значительной степени повышает эффективность работы всех подразделений. В конечном счете, повышается эффективность деятельности предприятия. Увеличивается пропускная способность системы, происходит освобождение пользователей, занятых рутинной работой по ведению данных.

Данное направление информационных технологий представляется перспективным и для дальнейших исследований.