Название: Проектирование экономических информационных систем - Смирнова Г. Н.

Жанр: Информатика

Рейтинг:

Просмотров: 795

Глава 7

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

7.1

Основные понятия и классификация технологических процессов обработки данных

Под технологическим процессом обработки экономической ин­формации понимается определенный комплекс операций, выпол­няемых в строго регламентированной последовательности с ис­пользованием определенных методов обработки и инструмен­тальных средств, охватывающих все этапы обработки данных, начиная с регистрации первичных данных и заканчивая переда­чей результатной информации пользователю для выполнения функций управления.

Технологические процессы можно классифицировать по раз­личным признакам (рис. 7.1), в частности по типу автоматизи­руемых процессов управления в ЭИС можно выделить:

технологические процессы, выполняемые в системах обработ­ки данных (СОД);

технологические процессы аналитической обработки данных в системах подготовки принятия решений (СППР) и эксперт­ных системах (ЭС);

технологические процессы для разработки новых видов про­дукции и получения чертежной и технологической документа­ции в системах автоматизированного проектирования (САПР);

технологические процессы, выполняемые в системах электрон­ного документооборота (СЭД).

По отношению к ЭВМ все технологические процессы незави­симо от того, для каких процессов они создаются, условно под­разделяются на внемашинные, имеющие подготовительный ха­рактер, поскольку их выполнение связано с получением первич­ной информации, и внутримашинные, связанные с хранением и обработкой полученнойинформации.

Технологические процессы обработки данных

1 По типу автоматизируемого процесса управления

I           1          1          I           1

СОД    СППР ЭС       САПР СЭД

2 По отношению к ЭВМ

I           1

Внемашинные технологические процессы           Внутримашинные технологические процессы

3 По типу обрабатываемых данных

I           1          1          1          1          1          1

Мультимедиа   Графические данные       Видео-   Числовые,      Звуковая      Текстовые данные Знания, идеи

информация    табличные данные    информация ^          ^

Линейная структура Гипертекст             4. По типу технического обеспечения      

Локальная ЭВМ        Локальная сеть ЭВМ            Распределенная сеть ЭВМ

5. По типу режима обработки

I           1          1          1

Пакетная        Диалоговая (интерактивная)           Смешанная    Удаленная (телеобработка)

6. По типу организации информационного обеспечения

I           1          1

Локальные файлы ИБ           Локальная БД            Распределенная БД

7 По типу специального программного обеспечения

I           1          1

Профессионально-    Методо-ориентированные ППП        Функционально-ориентированные ППП

ориентированные ППП       (Statistics, Mathcad)   (банковские, бухгалтерские,

(MS Office)    финансовые и др.)

Рис. 7.1. Схема классификации технологических процессов обработки данных в ЭИС

По типу обрабатываемой информации можно выделить про­цессы обработки цифровой, графической, текстовой, мультиме­дийной информации, знаний для экспертных систем.

По типу используемой аппаратной платформы технологичес­кие процессы выполняются на персональных ЭВМ, в локаль­ных, региональных, глобальных вычислительных сетях.

По типу режима обработки выделяют технологические про­цессы обработки данных, выполняемые в пакетном режиме, ин­терактивной (диалоговой) обработки, в режиме разделения вре­мени, в реальном масштабе времени, и технологии со смешан­ным режимом.

По типу организации информационного обеспечения выделяют технологические процессы, обрабатывающие локальные файлы, локальные и распределенные БД.

По типу организации специального программного обеспечения технологические процессы подразделяются на применяющие фун­кционально-ориентированные пакеты, используемые для автома­тизации решения задач функциональных подсистем, методо-ори-снтированные ППП, применяемые для решения задач класса СППР, профессионально-ориентированные ППП, предназначен­ные для обработки различных типов данных.

Технологический процесс состоит из совокупности техноло­гических операций.

Под технологической операцией будем понимать совокупность функционально связанных действий по преобразованию данных, выполняемых непрерывно на одном рабочем месте. Технологи­ческие операции можно классифицировать по следующим при­знакам (рис. 7.2).

По цели и месту выполнения можно выделить четыре класса операций, отличающиеся трудовыми и стоимостными затрата­ми, связанными с их реализацией и распределением ошибок, вно­симых в технологический процесс. Первый класс характе­ризуется тем, что операции, входящие в него, имеют своей целью получение первичной информации, отражающей содержание процессов, проходящих в цехах, на складах, участках производ­ственной деятельности. К нему относятся следующие техноло­гические операции: • съем первичной информации, т.е. получение количественной характеристики показателей (например, количество отпущен­ных материалов, количество изготовленных деталей и т.д.);

Технологические операции обработки данных

1. По цели и месту исполнения

I           I           I I

Получение первичной        Создание        Обработка      Контроль достоверности информации  и ведение ИБ        данных       результатной информации

2. По степени автоматизации

Ручные     Машинно-ручные    Полуавтоматические Автоматические

            3. По стадии выполнения   

Подготовительная стадия       Основная стадия       Заключительная стадия

4. По функции в технологическом процессе

I           1

Рабочие Контрольные

I           1          I           1          1

Активные      Пассивные     Предварительный контроль        Текущий контроль Заключительный

контроль

5. По степени охвата рабочих операций

I I Пооперационный контроль Контурный контроль

6. По принципу организации

I           I           1

Дублирование информации            Информационная избыточность     Логическая и арифметическая

увязка показателей

Рис. 7.2. Схема классификации технологических операций обработки данных

регистрация первичной информации - нанесение всех рекви­зитов оснований (количественных характеристик) и призна­ков на какой-либо носитель;

сбор первичной информации - получение пакета сообщений, «пачки» документов или файла на машинных носителях;

передача первичной информации от места возникновения к месту обработки.

Операции данного класса выполняются в основном на рабо­чих местах (вне пунктов обработки информации), являются са­мыми трудоемкими (трудовые затраты на его выполнение состав­ляют до 50 \% всех работ), дорогостоящими и дают наибольший процент ошибок в получаемых данных.

Второй класс операций имеет своей целью ввод данных в ЭВМ, возможное перенесение первичной информации па проме­жуточные машинные носители, загрузку данных в ИБ. В состав класса входят операции: прием, контроль и регистрация инфор­мации в пункте обработки первичной информации в случае па­кетного характера поступления на обработку данных, ввод данных в ЭВМ, контроль ошибок и загрузка в ИБ, ведение ИБ. Данный класс отличается высокой трудоемкостью (до 40\% тру­доемкости всего процесса) и множеством допускаемых ошибок. В современных системах обработки данных операции первого и второго классов совмещаются, когда в процессе съема и регист­рации первичной информации одновременно осуществляется ввод данных в ЭВМ.

Третий класс предназначен для выполнения обработки данных ИБ по алгоритмам и получения результатной информации. Данный класс характеризуется наибольшей степенью автоматиза­ции процессов, наименьшей трудоемкостью (5\% трудоемкости всех процессов) и наименьшим количеством допускаемых ошибок. В случаях оперативной обработки данных выполнение опера­ции регистрации, ввод данных в ЭВМ и формирование результат­ной информации объединяются в один технологический процесс.

Четвертый класс имеет целью обеспечение достовер­ности и высокого качества результатной информации. К основ­ным операциям данного класса относятся: анализ и контроль полученных результатных документов; выявление и исправле­ние ошибок по причине неправильности введенных исходных данных, сбоев в работе машины, ошибок пользователя, опера­тора или программиста. Трудоемкость данного этапа составля­ет до 5\% трудоемкости всех процессов. Обычно этот класс опера­ций выполняется при сложной аналитической обработке данных.

! Q-2639

145

По степени автоматизации все технологические операции можно разделить на следующие классы: операции, выполняемые вручную, машинно-ручным способом, полуавтоматическим и автоматическим способом.

По стадии выполнения операции делятся на подготовительные, основные и заключительные.

Основные технологические операции по выполняемой функ­ции в технологическом процессе можно разделить: на рабочие операции и контрольные. В свою очередь, среди рабочих техно­логических операций по характеру обработки выделяют актив­ные (связанные с логическим или арифметическим преобразо­ванием информации) и пассивные (например, операции ввода-вывода).

Контрольные операции могут принадлежать к определенно-I    му методу организации контроля, которые, в свою очередь, объе­диняются в группы по следующим признакам:

по времени выполнения: предварительный контроль, текущий контроль, заключительный контроль;

по степени охвата контролем рабочих операций: поопераци­онный контроль и контурный контроль, охватывающий не­сколько рабочих операций;

по принципам организации выделяют контроль, организован­ный по принципу дублирования работ (например, метод двой­ного файла, верификации и др.), принципу информационной избыточности (метод контрольных сумм, модульный метод и др.), принципу логической или арифметической увязки пока­зателей (например, балансовый метод).

7.2

Показатели оценки эффективности и выбор варианта организации технологических процессов

В процессе проектирования системы обработки данных про­ектировщик может ориентироваться на несколько вариантов ап­паратной платформы и разработать несколько вариантов техно­логических процессов, среди которых ему необходимо выбрать наилучший. К основным требованиям, предъявляемым к выби­раемому технологическому процессу, относятся:

обеспечение пользователя своевременной информацией;

обеспечение высокой степени достоверности полученной ин­формации;

обеспечение минимальности трудовых и стоимостных затрат, связанных с обработкой данных.

При выборе варианта технологического процесса обработки экономической информации используют две группы показателей оценки эффективности: показатели достоверности получения и обработки информации и показатели трудовых и стоимостных затрат на проектирование системы и обработку информации.

Для обеспечения выполнения этих требований необходимо в первую очередь выбрать высокопроизводительную и надежную техническую базу, разработать состав основных операций и ме­тоды их реализации. Однако для достижения высокой достовер­ности обработки и получения результатной информации проек­тировщик должен помимо этого организовать систему контроля за достоверностью обработки информации. Для разработки та­кой системы проектировщик обязан проанализировать частоту возникновения ошибок по типам решаемых задач, по классам опе­раций технологического процесса, по видам ошибок и по причи­нам их возникновения. С этой целью необходимо собрать стати­стику ошибок и получить распределение частоты их возникнове­ния по следующим направлениям:

по видам решаемых задач: например, аналитические, плано­вые, статистические, учетные;

по классам операций технологического процесса;

по видам ошибок, связанных с состоянием первичных доку­ментов, с переносом данных на машинные носители, с обра­боткой в ЭВМ, с контролем и выпуском результатных доку­ментов;

по причинам возникновения ошибок: небрежность пользова­телей и плохое освоение операций по вводу информации в ЭВМ, вина исполнителя документов, ошибки в проекте (вина проектировщиков) и др.

Затем следует выбрать определенный метод контроля за каж­дой операцией или группой операций и выполнить оценку степе­ни достоверности получаемой после обработки результатной ин­формации.

Показатель достоверности обработки информации (D) может быть рассчитан по следующей формуле:

10*

147

D = 1 - P,

(1)

где D - величина достоверности процесса обработки;

Р - вероятность появления ошибки, которую можно рассчитать по фор­муле

P = NIQ, (2)

где N - количество ошибочных действий, допущенных на множестве Q; Q - общее количество действий.

Поскольку проектировщики, как правило, владеют ограни­ченной выборкой по величинам Q и N, то для оценки достовер­ности технологических процессов они используют показатель частоты появления ошибок (/), который рассчитывается по фор­муле (3):

f=ANIAQ, (3)

где/- частота возникновения ошибок; AN - число ошибок, допущенных на множестве AQ; AQ - величина доступной выборки общего количества действий.

Для практической оценки степени достоверности вариантов технологических процессов разработано несколько методик, на­пример, применяется методика с помощью оценки величины, об­ратной величине достоверности, - степени недостоверности тех­нологического процесса, заданного для множества п-рабочих и Аи-контрольных операций некоторого технологического процес­са и представленного в виде схемы (рис. 7.3).

f„

К, J

Кг

Рис. 7.3. Схема технологического процесса обработки данных

Каждая рабочая операция (О) характеризуется некоторым количеством выполняемых на ней действий или количеством зна­ков (D) и частотой появления ошибок if). Каждая контрольная операция характеризуется применением некоторого у'-го метода контроля и показателем эффективности использования данного метода (LJ для контроля і-й операции, который можно рассчи­тать по формуле (4).

^~AJV,' (4)

где L,j - коэффициент эффективности j -го метода контроля по 1-й операции; AN, - общее количество ошибок, допущенных на і-й операции и проверя­емых у'-м методом контроля, которое включает в себя две величины:

AN = N  +N„ (5)

где Nolj- число обнаруженных ошибок;

Nmj - число пропущенных ошибок. Для характеристики данной системы контроля используются следующие показатели:

коэффициент исходной недостоверности технологического про­цесса, характеризующий надежность используемой техники и квалификацию работников, показывающий количество оши­бок, приходящееся на одно действие (К,^:

Кинд =            > (6)

ХА 1=1

где Dt - количество действий на і-й операции;

коэффициент контролируемости технологического процесса (KKOJ, характеризующий качество системы контроля и опре­деляющий количество обнаруженных ошибок, приходящееся на одно действие:

Ккоя=^-п        >1, (7)

интегральный коэффициент конечной недостоверности (Ккт), характеризующий количество пропущенных ошибок при за­данной системе контроля, приходящееся на одно действие:

кнд ­

л

>о.

(8)

При выборе наилучшего технологического процесса обработ­ки экономической информации, помимо использования показа­телей достоверности, применяют оценку, сравнение и выбор по соотношению уровня производительности того или иного вари­анта процесса и значению величин показателей трудовых и сто­имостных затрат на проектирование и эксплуатацию этих про­цессов.

В этом комплексе рассчитывают абсолютные и относи­тельные показатели оценки экономической эффективности тех­нологических процессов.

К группе абсолютных показателей относят:

показатели, оценивающие величину трудоемкости обработ­ки информации за год по базовому (т.е. тому варианту, кото­рый берется за основу для сравнения) и предлагаемым вари­антам (Г) и (Г);

показатели, оценивающие величину эксплуатационных сто­имостных затрат за год по базовому и предлагаемому вари­антам (С) и (С);

показатель оценки снижения трудовых затрат за год (А 7), ко­торый рассчитывается по формуле

Д7= т-Т;

о J

(9)

• показатель снижения стоимостных затрат за год (АС), кото­рый можно рассчитать по формуле

АС=Са-Су

(10)

Группа относительных показателей оценки эффективности технологических процессов включает:

коэффициент снижения трудовых затрат за год (Кт), показы­вающий, на какую долю или какой процент снижаются зат­раты предлагаемого варианта по сравнению с базовым, кото­рый рассчитывается по формуле

К =ДТ/Т ; (11)

m         о '        v '

индекс снижения трудовых затрат (/.), показывающий, во сколько раз снижаются трудовые затраты предлагаемого у'-го варианта по сравнению с базовым, и рассчитываемый по фор­муле

/=7-о/Г; (12)

коэффициент снижения стоимостных затрат за год (Кс), кото­рый рассчитывается по формуле

Kc = ACICj-, (13)

индекс снижения стоимостных затрат (/с), рассчитываемый по формуле

I,= CJCf О4)

В свою очередь, показатель трудовых затрат на j-й техноло­гический процесс (Г) рассчитывается по формуле

7) = XV (15) /=і

где / - показатель трудовых затрат на і-ю операцию j-ro технологического процесса, который можно рассчитать по формуле

-ч

где QtJ - объем работ, выполненных на і'-й операции по j-му технологическо­му процессу; Nt - норма выработки на 1-й операции.

Показатель стоимостных затрат на j-й технологический про­цесс (С.) представляет собой сумму затрат на j-й технологичес­кий процесс по следующим статьям затрат:

на заработную плату;

на амортизацию;

на материалы;

на оплату машинного времени;

на ведение информационной базы;

накладные расходы.

Этот показатель рассчитывается по формуле

С; = 1Су, (17) 1=1

где С„ - показатель стоимостных затрат на і-ю операцию j-ro технологичес­кого процесса, в состав которого включаются следующие компо­ненты:

С=С,+С   +С+С  +С+С., (18)

О        з/п        ир        а        ив        м            иб' '

где С ]Л| - затраты на заработную плату оператора, которые можно рассчи­тать по формуле

где t - трудоемкость выполнения і-й операции j-ro технологического про­цесса;

г (- тарифная ставка і-й операции; С нр - затраты на накладные расходы, рассчитываемые как производная величина от затрат на заработную плату:

С  = С,  К , (20)

нр        з/п        нр'      v '

где Кпр - величина коэффициента накладных расходов, принимаемая, как правило, в размере 0,6 - 0,7 от величины С^; Са - величина амортизационных отчислений на используемую техни­ку, рассчитываемая по формуле

где а, - норма амортизационных отчислений;

Си1 - стоимость машинного времени иа ввод информации в ЭВМ, обра­ботку данных и выдачу результатной информации:

С   =t ,с,

MB      MJ 1

где с - стоимость машинного часа; 1   - длительность выполнения м-к машинной операции у'-го технологи­ческого процесса, включающая в себя следующие компоненты:

t = t,+ r,+ t.

м       I 2

(23)

где tx - длительность выполнения операции ввода исходной информации в ЭВМ, рассчитываемая по формуле

h=QJN„, (24)

іде Qn - объем вводимой информации в символах (байтах); Ntt - норма вводимой информации с клавиатуры ЭВМ в час; 1г - длительность обработки информации при решении задачи (в час), определяемая экспертным путем, если задача сдана в эксплуата­цию, или рассчитываемая гипотетически, например по следующей формуле

U - Q Iу

2      *--оп о

(25)

где Ул - быстродействие работы ЭВМ;

Qm - объем операций, выполняемых ЭВМ по обработке данных при ре­шении задачи, определяемый различными способами, например, в работе [42] предлагается эту величину рассчитывать как произве­дение объема вводимой информации на предполагаемое количе­ство операторов, реализуемых алгоритмом определенного класса задач, т.е.

(26)

где R - число операторов, приходящееся на один байт вводимой информа­ции, характерное для определенного класса задач.

При этом выделяют три класса задач: задачи, связанные с ак­туализацией данных в ЭВМ, для которых характерно приблизи­тельно 500 операторов на один байт вводимой информации; за­дачи, связанные с оперативной обработкой данных, для которых на один байт вводимой информации приходится выполнение 5000 операторов, и задачи сложной аналитической обработки данных или связанные с применением экономико-математических мето­дов и моделей, в которых эта величина составляет 20000 опера­торов на один байт вводимой информации;

f, - время вывода результатной информации пользователю на пеяать или по каналам связи, рассчитываемое по формуле

t=Q   IV, (27)

3          выв       выв' '

где Qm - объем выводимой информации (в строках или байтах);

V   - скорость работы печатающего устройства (стр./ч) или канала связи (байт/ч);

См - затраты на материалы за год (например, на бумагу); Сиб - годовые затраты на ведение информационной базы.

Кроме того, рассчитывают приведенный показатель годовой экономии (Э) по формуле

Эг = (Со + Е/К>(С,+ Е*Ку), (28)

где КиКо - капитальные затраты, включающие в себя затраты на следую­щие направления:

на приобретение вычислительной техники в базовом и пред­лагаемом вариантах;

на приобретение вычислительной техники;

на покупку программного обеспечения;

на освоение программного обеспечения;

на проектирование и отладку проекта.

Помимо вышеприведенных показателей эффективности про­ектировщики рассчитывают также показатель срока окупаемос­ти капитальных затрат (7^), представляющий собой отношение капитальных затрат к экономии стоимостных затрат:

т   - К;~К"

А ліг """

АС (29)

Расчетный коэффициент эффективности Ер является обратной величиной сроку окупаемости и рассчитывается по формуле

яР=1/т«- С30)

По совокупности вышеприведенных показателей проектиров­щики выбирают наиболее эффективный вариант технологичес­кого процесса обработки информации. Обобщенная технологи­ческая сеть выбора варианта организации технологического про­цесса обработки данных в ЭИС представлена на рис. 7.4.

Вначале осуществляются работы «Определение состава основ­ных операций» (П1) и «Уточнение состава технических средств выполнения операций» (П2). Входными документами для выпол­нения этой работы служат материалы обследования, «Постанов­ка задачи» (ДІЛ), «Техническое задание» (Д1.2) и множество пред­варительно выбранных технических средств для операций техно­логического процесса (U2.1). В результате выполнения этих работ проектировщики получают перечень основных операций (Д1.3), описание технико-эксплуатационных характеристик выбранных технических средств (Д2.1) и методов работы с ними (Д2.2), ко­торые поступают в качестве исходных данных на вход следую­щей операции.

На следующей операции выполняется «Выбор метода конт­роля и технических средств, осуществляющих контроль» (ИЗ). На вход операции поступает универсум методов контроля (U3.1). В результате выполнения процедуры получают описание техничес­ких средств и методов выполнения контроля (Д3.1).

Далее осуществляется «Разработка вариантов схем техноло­гического процесса обработки данных» (П4). Входными докумен­тами для данной операции являются перечни основных опера­ций, технических характеристик средств и методик выполнения контроля (Д1.3, Д2.2, Д2.1, Д3.1). Целью выполнения данной ра­боты является получение блок-схем нескольких вариантов тех­нологических процессов (Д4.1).

Содержанием пятой операции является «Оценка технологи­ческих процессов по достоверности, трудовым и стоимостным показателям» (П5). Данная оценка производится на основе тех­нического задания и методик расчета показателей (U5.1). Резуль­татом выполнения работы является получение таблиц значений показателей (Д5.1).

Заключительной операцией служит «Выбор варианта техно­логического процесса и разработка технологической документа­ции» (П6). Выполнение данной работы основывается на содержа­нии технического задания, требовании гостов и остов на техно-рабочий проект (Д6.1). В результате получают совокупность технологических и инструкционных карт (Д6.2).

П2

Уточнение технических средств

Рис. 7.4. Технологическая сеть выбора варианта технологического процесса обработки данных в ЭИС:

ДІЛ - постановка задачи; Д 1.2 - состав основных операций; U 2.1 - универсум

комплекса предварительно выбранных вариантов ТС; Д 2.1 - описание выбранного KTC; Д 2.2 - методы работы; U 3.1 - универсум методов контроля; Д 3.1 - описание методов контроля; Д 3.2 - уточненный вариант KTC; Д 4.1 - варианты схем технических процессов; U 5.1 - универсум методик оценки 7^, Су Dj-, Д 5.1 - таблицы значений показателей; Д 6.1 - требования T3; Д 6.2 - технологические и инструкционные карты

«опросы для самопроверки

Что такое технологический процесс и по каким признакам классифицируются технологические процессы?

Что такое технологическая операция и каковы виды техно­логических операций?

Каковы принципы и методы организации контроля за досто­верностью обработки данных?

Каковы требования, предъявляемые к технологическим про­цессам?

Каковы основные показатели определения степени достовер­ности, обеспечиваемые технологическим процессом?

Каковы абсолютные и относительные показатели оценки тру­довых затрат, связанных с реализацией технологического процесса?

Каковы абсолютные и относительные показатели оценки сто­имостных затрат, связанных с реализацией технологическо­го процесса?