Інформаційні системи

     Проектування  ефективної  інформаційної  системи  на виробництві повинно  здійснюватися  з урахуванням розробки різних режимів  автоматизованої обробки даних  і представлення користувачам результативної  інформації. 

     В будь-якій інформаційній системі  управління вирішуються задачі трьох  типів:

     - задачі оцінки ситуації (деколи їх називають задачами розпізнавання образів);

     - задачі перетворення опису ситуації (розрахункові задачі, задачі моделювання);

     - задачі прийняття рішень (в тому числі і оптимізаційні). 

     Для того, щоб показати, наскільки складним є коло проблем, пов'язаних  із створенням  інформаційної системи на виробництві,  розглянемо також методи розробки моделей інформаційних систем. Вони поділяються на структурні й об’єктно-орієнтовані. Структурні методи більш розповсюджені.

     Структурний метод – це дослідження системи  або процесу, що починається із загального огляду об’єкта дослідження, а потім передбачає його послідовну деталізацію.

     Структурні  методи мають три основні особливості: розчленовування  складної  системи  на  частини,  що  уявляють  як  «чорні ящики», а кожний чорний ящик реалізує певну функцію системи  керування; ієрархічне впорядкування виділених елементів системи з визначенням взаємозв'язків між ними; використання графічного подання взаємозв'язків елементів системи.

     Модель, побудована  із  застосуванням  структурних методів,  являє  собою  ієрархічний набір діаграм, що графічно зображують функції, виконувані системою, й взаємозв'язки між ними. Попросту кажучи,  це малюнки,  на  яких показаний набір прямокутників, певним чином пов'язаних між собою. У діаграми також включається текстова інформація для забезпечення точного визначення змісту функцій і взаємозв'язків.  Використання  графічного  подання  процесів  істотно  підвищує  наочність моделі й полегшує процес її сприйняття. Від звичайних малюнків, за допомогою яких можна уявити процес керування, структурні діаграми відрізняються тим, що виконуються за цілком  визначеними правилами, а процес  їхнього складання й аналізу підтримується відповідним програмним забезпеченням.

     У числі методологій структурного аналізу до найпоширеніших можна  віднести наступні:

     • SADT  (Structured Analysis and Design Technique) – технологія структурного аналізу й проектування і її підмножина стандарт IDEF (IcamDefinition);

     • DFD (Data Flow Diagrams) - діаграми потоків даних;

     • ERD (Entity-Relationship Diagrams) - діаграми «сутність-зв'язок»;

     • STD (State Transition Diagrams) - діаграми переходів станів.

     Об’єктно-орієнтований підхід до побудови моделей  системи  керування  відрізняється  від  структурного  більшим  рівнем абстракції й ґрунтується на уявленні системи  у вигляді сукупності об'єктів, взаємодіючих  між собою шляхом  передачі  певних  повідомлень.  Як  об'єкти  предметної області можуть служити конкретні предмети або абстраговані сутності - замовлення, клієнт і т.п.

     У  результаті  застосування  об’єктно-орієнтованого  підходу модель  системи так само, як  і при використанні структурних методів, представляється сукупністю  діаграм,  які будуються за  певними    правилами.  Одним із  прикладів об’єктно-орієнтованих  методологій може  служити методологія UML  (Unified  Modeling Language).  Відзначимо,  що  об’єктно-орієнтований  підхід  не  протиставляється структурному,  а може  служити його  доповненням.  Наприклад,  для формалізації  моделі бізнесу може  використовуватися методологія IDEF,  а при побудові моделі системи керування - методологія UML.

     Також важливим моментом при виборі інформаційної  системи на виробництві  

     Істотний  вплив на розроблювальну  інформаційну модель робить  стратегія  (або  система поглядів) щодо організації інформаційно-пошукової системи. На практиці застосовуються різні сполучення типових стратегій: підхід від організаційної структури, підхід з відкладеною інтеграцією, підхід, що базується на зборі даних, підхід, заснований на використанні баз даних, підхід «зверху вниз», загальносистемний підхід, підхід, керований подіями. 

     Підхід, керований подіями полягає в тому, що організацію можна охарактеризувати через ресурси, якими вона маніпулює. Очевидні ресурси - такі, як гроші, люди, запаси й засоби виробництва,  - легко  ідентифікувати. Менш очевидні ресурси, що характеризують специфіку конкретної організації. Для авіаліній це число вільних місць, лікарень  і  готелів  -  відповідно ліжка й номери. У  системі освіти  важливе поняття ресурсу  формується  шляхом  розподілу  людей  на  персонал  і  студентів;  можливо подальший розподіл персоналу на викладацький і допоміжний. В обробній промисловості може бути корисним розподіл запасів таким чином, щоб виділити ті з них, які необхідні в процесі обробки, і ті, які в сутності є сировиною для виробництва.

     Інформаційно-пошукова система, заснована на характеристиках ресурсів організації, дає переваги не тільки в обслуговуванні й відображенні істотних функцій керування, але й у смислі готовності  конкретних  елементів даних до  використання.  Застосовуючи  цей підхід, можна отримати всю основну необхідну нам інформацію з документів організації, які відображають події, що відбуваються. Документи (замовлення, рахунки-фактури, заявки на роботу, бланки податкової декларації, квитанції, чеки й т.д.) дадуть всю істотну інформацію: дані, джерело яких відоме, перевіряються на вірогідність у ході операційних процедур і датуються. У більшості випадків немає необхідності формувати штучні конструкції даних.

     Усе, що потрібно, уже міститься в даних, одержуваних з ділової сфери. Вони утворюються із джерела, органічного для бізнесу, тобто з документів або аналізу подій.

     Наступний  крок  -  відображення  ресурсів  з метою  показати  їхній життєвий цикл і відбити статичну й динамічну  фази.

     Облік  всіх  видів  взаємин  і  документування  вимагають  великої  майстерності, оскільки  достаток  деталей  утрудняє  розуміння;  необхідна  для  їхнього  обліку  робота важка, а занадто дрібні деталі марні. Найкращий підхід перебуває в побудові такого відображення, що  ідентифікує головні файли й зв'язує їх так, щоб ідентифікувати основні потоки даних у системі. Результуюча схема повинна наочно відображати ділову сферу організації. В останні роки цей підхід одержав назву процесорного підходу.

     Даний підхід орієнтований на збалансовану організацію, що складається з декількох однакових  за розміром  підсистем. Однак  багато  галузей більше  відповідають картині, де одна підсистема домінує над іншими. Прикладами можуть служити виписування рахунків за газ  і електрику, облік студентів, що навчаються в університеті,  і т.п. У цьому випадку викладається методологія, що, відкриває перед організацією корисну перспективу. Система, реалізована для такої організації, імовірно, буде розподіленою. Це означає, що будуть створюватися окремі  інформаційні системи, які на наступних стадіях будуть зв'язуватися для одержання інформації керування.  

     Тобто, стратегія вибору підходу повинна  формуватися з урахуванням особливостей конкретної системи. Варто взяти  до уваги такі фактори, як розмір організації, природа її ділових операцій і досвід. Істотно, що вибір стратегії повинен бути зроблений після ретельної оцінки ступеня ризику й переваг можливих підходів. 

     При створенні ІС підприємства потрібно звернути увагу на методи розробки моделей та стратегію розробки інформаційних систем.

     Для створення інформаційних систем, що відповідають вимогам підприємства по автоматизації ділових процесів, цілям і задачам організації, на  першому  етапі моделювання  інформаційно-пошукової системи  розробляється так звана концептуальна схема. Вона складається з даних, звітів, форм і іншої документації, що містить вхідні форми, звіти, відомості про обсяги, пікових навантаженнях і інших характеристиках даних. Ці  відомості описують ту частину організації, що  відповідає  інформаційній системі.

     Другий  етап  - формалізація  концептуальної  схеми. Формалізована модель називається логічною  схемою. Вона  складається  з набору  таблиць,  які описують різні взаємозв'язки, що існують між даними, а також елементи даних. У процесі формалізації концептуальної схеми розробляється словник даних. Логічна схема повинна точно відображати інформацію, представлену в концептуальній схемі, і вона не може бути сформована довільно.

     На  третьому етапі модель реалізується як база даних, що відображає потреби організації в даних. Для підтримки інформаційної системи, імовірно, будуть потрібні розвинені апаратні засоби й програмне забезпечення.

     Інформація, що видається інформаційно-пошуковою системою, повинна мати необхідний формат, бути точною й надаватися тоді й туди, коли й куди це необхідно. Вона повинна також відображати поточну ситуацію в реальному часі. Все це має на увазі необхідність використання обчислювальних  систем, що працюють у реальному масштабі часу, з підключеними до них терміналами й пристроями пам'яті великої місткості. Для цього може застосовуватися система керування базою даних, тому що вона може структурувати дані відповідно до вимог багатьох користувачів, що мають доступ до них.

     Концептуальна  схема. Концептуальна модель  є  сукупністю  елементів, що представляють організацію. Вона може складатися з осіб, предметів, концепцій, подій  і  т.п., що  складають  сферу  інтересів організації. Це, по  суті,  абстракція  або підмножина реального миру, сприйманого людиною.  Існують певні методи, за допомогою яких системний аналітик може дістати необхідні дані. Спостереження за областю інтересів, за тим, як функціонує підрозділ, дає корисне уявлення про проблеми, умови, "вузькі місця"  і методи його роботи. Опитування службовців  в організації може відняти багато часу як у того, що опитує, так і в опитуваного, однак він часто дуже корисний при верифікації інформації. Опитування дає можливість зустрітися з користувачем  інформаційно-пошукової системи  і при необхідності перебороти опір  як  з його боку,  так  і  з боку підлеглих, спрямований проти змін, пов'язаних з її впровадженням. Анкети забезпечують одержання даних від великого числа обстежуваних, навіть від тих, хто територіально віддалений. До  інших методів належать пошук даних і вибірковий метод. Деякі  із  цих методів  вимагають  залучення фахівців  із  числа  статистиків  або  із групи, що займається методами організації. На цій стадії розробки інформаційної системи можуть виявитися різні типи даних, що належать до досліджуваної області (наприклад, дані про матеріальні й людські ресурси у  відповідних підрозділах користувача  інформаційно-пошукової системи). Може бути отримана  також інформація про обсяг, частоту й спрямованість потоків вхідних і вихідних даних. Вихідні документи й роздруківки звітів, отримані в результаті обстеження, збираються й аналізуються. Необхідно  представити  у  вигляді  документів  процедури  перетворення вхідних даних у необхідні вихідні й виявити проблеми, пов'язані з досліджуваною областю. Звичайно, у моделі важко уявити всі зв'язки. Взаємодію людей в організації не можна відбити за допомогою простої ієрархічної схеми. Однак при розробці спеціалізованих систем, які дають субоптимальні результати для організації в цілому, потрібно намагатися впорядкувати побудову моделі. Концептуальна модель, мабуть, повинна  являти  собою  набір документів  -  всіх вхідних документів  і необхідних звітів, виведених як в оперативному, так і в неоперативному режимах. Крім того, вона включає засоби здійснення запитів  і  інформацію про обсяги, формати  й  потоки  даних,  а  також  процедури,  "єднальні"  вхід  і  вихід. Концептуальна схема може відображати й менш помітні деталі - такі, як робочі взаємозв'язки. Одних документів недостатньо, оскільки при дослідженні можуть бути виявлені синоніми, омоніми й двозначності, які повинні бути розпізнані. Відповідно до розглянутого підходу до побудови моделі даних з концептуальної схеми формується логічна, котра, у свою чергу, використовується для формування фізичної схеми.

     Логічна  схема. Логічна схема являє собою формалізовану версію концептуальної. Вона повинна володіти наступними двома характеристиками:  точно  відображати  концептуальну  схему,  з  якої  вона  була  отримана,  всі існуючі дані і різні зв'язки між ними;  при своїй незалежності від будь-якої конкретної фізичної реалізації мати таку форму, що може бути досить легко відображена у фізичну базу даних. Термін "незалежність" означає, що логічна схема може бути реалізована будь-якою фізичною. Крім того, фізична схема може бути змінена, коли на зміну старої технології приходить нова, логічна ж схема при цьому не повинна перетерплювати ніяких змін. Табличне подання  зв'язків між даними,  відоме  як  "реляційна модель даних", задовольняє обом наведеним вище вимогам. Реляційна модель базується на використанні  апарату  відносин, що  добре  вивчений  і має серйозне  теоретичне  обґрунтування. Така модель проста  головним чином  за рахунок  того, що  інформація  в ній виражається явно , і це одне з її основних переваг. Вона може бути легко зрозуміла керуючим персоналом і користувачами, що не мають ні найменшого уявлення про сучасну  математику,  програмування  й  обчислювальні  машини.  Реляційна модель має  гнучкі можливості по одержанню  відповідей на складні запити при роботі  із системою  управління базою даних, що може  забезпечити  необхідну  структуризацію даних. При реалізації реляційних систем управління базами даних логічна схема незалежна від фізичної реалізації. Концептуальна схема складається зі звітів  і форм, які потрібні в цей час або будуть  потрібні  в майбутньому,  а  також  із  вхідних  документів  і  правил, що  зв'язують елементи даних. На основі цього формується базовий набір відносин. У міру того, як залучається додаткова  інформація, отримана  в результаті  аналізу, ці  відносини модифікуються доти, поки логічна схема не буде  включати  всю  інформацію, що міститься в концептуальній.

     Відповідно  до методології побудови логічної схеми  визначаються наступні кроки:

     1.  Ідентифікація документів, найбільш  типових для досліджуваної предметної області. Кожний з них піддається аналізу, починаючи з найбільш значимого.

     2.  Ідентифікація елементів даних,  що знаходяться в цих документах, і присвоєння їм імен. Необхідно домогтися, щоб були виявлені однакові елементи даних, що зустрічаються в декількох документах.

     3.  Конструювання й розробка словника  даних, у який вносяться виявлені  елементи даних і їхні детальні  характеристики (наприклад, алфавітні, цифрові і тому подібні типи елемента). Відповідно до інформації, отриманої з документів, словник може бути модифікований. Для автоматизації побудови словника даних можна застосовувати програмні засоби.