Управление интегрированными средствами поддержки распределенных приложений на основе анализа информационных ресурсов автоматизированной производственной среды тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Управление интегрированными средствами поддержки распределенных приложений на основе анализа информационных ресурсов автоматизированной производственной среды"

На правах рукописи

БАРАНОВА ИРИНА ВЯЧЕСЛАВОВНА

УПРАВЛЕНИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫМИ СРЕДСТВАМИ ПОДДЕРЖКИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ

Специальность: 08.00.13 - Математические и инструментальные

методы экономики

3 О МАЙ7-013

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Москва - 2013

005060255

005060255

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» на кафедре «Управление и информатика в технических системах»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Ковшов Евгений Евгеньевич

Официальные оппоненты: доктор экономических наук, профессор

Сулицкий Владимир Николаевич ФГБОУ ВПО «Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте РФ», профессор кафедры эконометрики и математической экономики

кандидат экономических наук Волохова Татьяна Владимировна ОАО АКБ «Авангард», начальник управления сопровождения банковской сети

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Национальный

исследовательский университет «МГТУ им. Н.Э. Баумана

Защита состоится «18» июня 2013г. в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.142.06 в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН») по адресу: 127994, г. Москва, ГСП-4, Вадковский пер., д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН».

Автореферат разослан «17» мая 2013г. Ученый секретарь

диссертационного совета - ^ ^

кандидат экономических наук, профессор '¡/У).А.Еленева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На сегодняшний день одной из основных целей организации и развития работ в области автоматизированных систем управления является повышение экономической эффективности предприятий через создание, внедрение и развитие интегрированных систем комплексной автоматизации, построенных на базе современных технических, программных и коммуникационных средств и технологий.

Для принятия грамотного управленческого решения в условиях неопределенности и риска необходимо постоянно держать под контролем различные аспекты финансово-хозяйственной деятельности вне зависимости от вида деятельности предприятия.

Следует подчеркнуть, что в условиях современной экономики предприятия как никогда раньше нуждаются в современных информационных технологиях, которые ведут к повышению производительности, обеспечению устойчивости прибылей и лидерству в конкурентной борьбе.

Как показывает мировая практика, крупные предприятия меняют систему управления автоматизированной производственной средой, или переходят на принципиально новую версию системы каждые 5 лет. Как правило, это связано с пересмотром своих бизнес-процессов, изменением стратегических целей предприятия, усилением конкуренции на рынке.

Целью внедрения на предприятии интегрированных средств поддержки распределенных приложений является создание информационного продукта, позволяющего формировать управляющие воздействия на производственную среду. Целью производства является создание конкурентоспособной продукции с минимальными затратами для обеспечения максимальной прибыли.

Для повышения эффективности управления предприятием создается автоматизированная информационная система управления, в которой основным является контур информационных распределенных приложений.

Основным инструментом для достижения данной цели является единая корпоративная техническая политика в области автоматизации производственной среды, которая базируется на единых средствах передачи, хранения и обработки информации.

При этом задача объединения (интеграции) промышленных компонентов на единой информационной платформе, с активным участием компонентов корпорации в Web-пространстве на основе сети Internet,

приобретает ключевое значение, как для конечных пользователей, так и для разработчиков систем промышленной автоматизации.

Анализ всех требований, предъявляемых для современных систем автоматизации производства, позволяет выделить три основных:

1. Единое информационное пространство. Ситуация взаимного обмена данными для всех уровней автоматизированной интегрированной производственной системы должна стать нормативной. Необходимо, чтобы данные одного программного приложения компонента корпоративной системы были доступны другим участникам корпорации в реальном времени.

2. Гибкость к изменениям информационных технологий (как способность к быстрому перестроению). Возможность добавления новых приложений и технологий, фактически представляющая собой модернизацию, не требующая изменения существующей структуры. Одновременно с этим удаление (замена) рабочих компонентов не должно нарушать функционирование системы.

3. Эффективное управление. Управление всеми компонентами единого информационного пространства в корпоративных системах должно основываться на единстве и стандартизации, как структур данных, так и интерфейсов на всех уровнях производственного процесса, в виде интегрированных средств поддержки распределенных приложений, как единого сообщества, содержащего:

• клиент-серверную архитектуру информационного взаимодействия компонентов интегрированного автоматизированного производства;

• программные средства поддержки жизненного цикла \Veb-приложений на основе шаблонов проектирования;

• программные средства поддержки структуры и функций серверов приложений, как средства повышения качества \УеЬ-сервисов.

Отмеченные обстоятельства позволяют заключить, что исследование, разработка методик и компактных инструментальных средств на основе современных информационных технологий (в виде интегрированных средств поддержки распределенных \¥еЬ-приложений) для управления автоматизированной производственной средой промышленного предприятия, является в настоящее время актуальной задачей, для решения которой необходимо, как привлечение знаний из различных областей, так и современных методов принятия решений, включая исследования сложных систем, к которым относятся: прикладные информационные системы, теория систем и системный анализ, а также - проблемы оценки качества

информации, надежности аппаратных и программных средств, которые позволят обеспечить более высокую достоверность и оперативность решения задачи управления производственной средой предприятия.

Методологической базой исследования сложных информационных систем, к которым относятся системы автоматизации производственной среды предприятия, являются теория систем, системный и интеллектуальный анализ данных. Наибольший вклад в развитие этого научного направления внесли Аншина M.JL, Дмитриевский Б.С., Дрогобыцкий И.Н., Коналлен Джим, Конюх B.JI., Оптнер С., Пономарев В.М., Федотов A.B., Чеченин Г.И., Шишмарев В.Ю., Ясенев В.Н.

Проблемы оценки качества информации и надежности аппаратных и программных средств рассматриваются в трудах Байхельта Ф., Герасименко В.А., Липаева В.В., Майерса Г., Ушакова И.А., Франкена П., Черкесова Г.Н., Ясина Е.Г. и др.

В настоящее время выполняется большое количество разнообразных исследований, посвященных применению интегрированных средств поддержки распределенных приложений в решении экономических задач, но научных работ, посвященных применению распределенных приложений в виде Web-приложений и Web-сервисов для реализации задач управления автоматизированной производственной средой в корпоративных информационных системах, в том числе промышленных, недостаточно, что и обуславливает проявление к ним повышенного научного и практического интереса.

Цель работы заключается в повышении эффективности управления автоматизированными структурами на основе создания интегрированных средств поддержки распределенных приложений, как информационной платформы корпоративных систем.

Для достижения поставленной цели решены следующие научные задачи:

¡.Проведен анализ в корпоративных производственных системах по применению методик и программных средств для современных информационных технологий, в рамках распределенных приложений и Web-приложений, с идентификацией особенностей этапов разработки современных приложений.

2. Созданы модели проектирования интегрированных средств поддержки распределенных приложений, как эффективного средства управления автоматизированной производственной средой предприятия, на основе принципов клиент-серверных структур, реализации принципа жизненного цикла Web-приложений и на

основе построения серверов приложений, как средства стандартизации обмена информацией в режиме on-line.

3. Разработаны методики применения интегрированных средств поддержки распределенных приложений с библиотеками базовых интерфейсов пользователя, реализующих систему шаблонов по разработке распределенных приложений с иерархической структурой модулей и реализующих, на основе серверов приложений, стандартизацию обмена информацией в режиме on-line.

4. Разработаны инструментальные средства поддержки и реализации:

• жизненного цикла распределенных приложений, как средства

повышения качества разработок, учитывающего специфику разрабатываемого приложения;

• сервера приложений, как нового уровня Web-сервисов, в контексте разработки распределенных приложений, на основе платформы Java/.Net, с разработкой программного обеспечения и прикладного интерфейса для взаимодействия сервера приложений со спецификациями конкретных компонент технических систем (базами данных).

5. Определены факторы повышения эффективности деятельности автоматизированных структур при применении разработанных в диссертации методик и инструментальных шаблонов интегрированных средств поддержки распределенных приложений.

Область исследования. Диссертация выполнена в соответствии с п. 2.5. «Разработка концептуальных положений использования новых информационных и коммуникационных технологий с целью повышения эффективности управления в экономических системах» и п. 2.6. «Развитие теоретических основ методологии и инструментария проектирования, разработки и сопровождения информационных систем субъектов экономической деятельности: методы формализованного представления предметной области, программные средства, базы данных, корпоративные хранилища данных, базы знаний, коммуникационные технологии» Паспорта специальностей ВАК РФ (экономические науки) по специальности 08.00.13 -«Математические и инструментальные методы экономики».

Объектом и предметом исследования в данной работе является разработка и реализация методов построения интегрированных средств поддержки распределенных приложений, как новых эффективных форм развития автоматизированных производственных сред, работающих на основе единых стандартов в информационных структурах, с широким участием технологий Internet и Intranet.

Методы исследований. При решении задач, поставленных в работе, были использованы следующие методы: методы моделирования, аппарат объектно-ориентированного подхода при разработке приложений, методы построения распределенных приложений в распределенных системах на базе сети Internet.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующих положениях:

1. Определена и разработана структура системы интегрированных средств поддержки распределенных приложений как средства построения эффективной системной информационной платформы по управлению производственно-экономической деятельностью корпоративных автоматизированных систем.

2. Разработан метод построения системной информационной платформы на основе применения структуры жизненного цикла приложений как системы шаблонов проектирования распределенных приложений и реализации сервера приложений на основе стандарта универсального описания, обнаружения и интеграции Web-служб.

3. Разработан новый вид Web-сервисов, который реализует обмен данными в режиме «on-line», что повышает эффективность взаимодействия субъектов производственно-экономической деятельности в структуре корпоративных автоматизированных систем.

Практическая значимость работы заключается в создании методических и программных средств, по реализации интегрированных средств поддержки распределенных приложений в среде автоматизированного производства, на основе разработанных библиотек базовых интерфейсов пользователя, реализующих систему шаблонов проектирования распределенного приложения на языках программирования Java, Javascript, С++ и других языках высокого уровня, пакета инструментальных средств поддержки жизненного цикла распределенных приложений и реализации стандартов обмена данными на основе сервера приложений, что повышает эффективность управления автоматизированной производственной средой предприятия.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» и в настоящее время используются при подготовке магистрантов по магистерским программам: 220200.68-20 «Человеко-машинные системы управления» и 230100.68-01 «Теоретическая информатика». Материалы диссертационной работы использованы в качестве методологической основы

при разработке общеуниверситетских курсов лекций и практических занятий по дисциплинам «Информатика», «Программирование и основы алгоритмизации». Определена целесообразность применения разработанной теоретической базы при создании прикладного программного обеспечения промышленных информационных систем в научно-практических разработках малого инновационного предприятия ООО «Компьютерные системы и технологии» (г. Москва).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы неоднократно докладывались и обсуждались на расширенных заседаниях кафедр экономического и информационного профиля, научных семинарах в ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», а также - международных и всероссийских экономических и научно-технических конференциях: XVII Международная конференция «Математическое и компьютерное моделирование в решении задач строительства, техники, управления и образования» (2012г., г.Пенза), Международная конференция «Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований» (2012г., г.Новосибирск), III Международная научно-практическая конференция «Современная наука: тенденции развития» (2012г., г.Краснодар), II Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты» (2012г., г.Новосибирск), II Международная научно-практическая конференция «Приоритетные научные направления: от теории к практике» (2012г., г.Новосибирск).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 научных работ, включая тезисы докладов, подготовленных для международных и региональных научно-технических и экономических конференций; 4 публикации в научных изданиях, входящих в Перечень ВАК Министерства образования и науки РФ; 1 свидетельство об официальной государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем. Диссертация состоит из списка сокращений, введения, трех глав, основных результатов и выводов, списка используемой литературы из 120 наименований и 2-х приложений. Основные результаты изложены на 188 страницах машинописного текста, включая 26 формул, 47 рисунков и 14 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи работы, определена практическая значимость, приведены сведения об апробации и внедрении работы.

-9В первой главе исследуется вопрос интеграции средств поддержки распределённых приложений автоматизированной производственной среды.

Проводится анализ основных параметров реализации интегрированного информационного обеспечения предприятия в рамках распределенных корпоративных систем, с применением распределенных приложений, как эффективного средства повышения качества управления автоматизированными производственными средами. При этом основным компонентом разрабатываемых и используемых распределенных приложений, использующих среду сети Internet, являются различные Web-приложения.

В рамках диссертационной работы системы распределенных приложений рассматриваются как обобщенное название Web-приложений и приложений, использующих технологии Internet/Intranet, разрабатываемых в распределенных корпоративных системах.

Процесс проектирования распределенных приложений основан на использовании целого ряда сложных, дорогих и громоздких инструментариев, причем на рынке нет доступных для пользователя методик рационального выбора тех или иных средств создания приложений в зависимости от объемов и спецификаций создаваемого приложения.

Поэтому актуальной задачей является создание методик и новых инструментальных средств, основанных на концепции интегрированных средств поддержки распределенных приложений, как эффективной информационной платформы, реализующей систему кооперации таких современных информационных технологий как:

• клиент-серверная архитектура взаимодействия компонентов автоматизированного производства, как системная информационная платформа обмена данными;

• методические и программные средства поддержки жизненного цикла Web-приложений на основе шаблонов проектирования, как эффективного средства разработки приложений в распределенных системах, на основе сети Internet;

• методические и программные средства поддержки структуры и функций сервера приложений, как средства повышения качества Web-сервисов по обмену данными в режиме on-line.

Для решения указанных задач в работе проанализированы пути решения задачи интеграции информационного обеспечения предприятия, исходя из типовой структуры управления автоматизированной производственной средой предприятия (рис. 1).

Как видно из обобщенной схемы управления автоматизированной производственной средой (рис. 1), существует три уровня управления: задача планирования ресурсов предприятия; управление и планирование технологического процесса и задача управления технологическим процессом. С целью повышения эффективности производства для всех уровней необходима не только интеграция «внутреннего информационного пространства», но и решение задачи глобальной корпоративной интеграции на основе использования сети Internet.

Сервер ЕД, планирование ресурсов предприятия (ERP)

Клиентские приложения

ліш&ІШ mm"""

----г.........................

БД реального времени SCADA-приложения

Управление и планирование технологического процесса (MES) Управление

--фондами Wèb-сервер

ШП I I

Сетевой модуль

ШП

Системы ЧПУ

ЯНрхк Промышленная шина

ИШ II

DDD II

Контроллеры

Рис. 1. Обобщенная структурная схема управления автоматизированной производственной средой предприятия

В настоящее время многие промышленные предприятия имеют отдел маркетинга, основной задачей которого является отслеживание изменений рынка и, соответственно, выработка стратегии адекватного реагирования на эти изменения. Решение всех этих задач позволяет предприятиям формировать стратегию своего развития, уточнять направление продвижения продуктов, повышать качество работы с клиентами и свою устойчивость на рынке.

Для облегчения взаимодействия пользователей сети Internet была разработана технология Web-служб, с процедурами Web-сервисов. Основной смысл создания Web-служб заключается в том, чтобы сделать предлагаемые предприятием разработки и услуги максимально удобными для клиентов. Созданные Web-службы должны быть доступны для любого, кто может быть

-11в них заинтересован, они должны легко обнаруживаться с помощью «программ-пауков» или других агентов.

Чтобы предоставить возможность поиска на основе такой информации, необходимо снабдить Web-службу дополнительными метаданными, что расширяет возможности процедуры взаимодействия.

С учетом всех этих обстоятельств была применена технология UDDI (Universal Description, Discovery and Integration - универсальное описание, обнаружение и интеграция) - это международная база данных предприятий, созданная компаниями-лидерами в области высоких технологий и электронной коммерции. Основной целью данного проекта является создание стандартного описания предприятий и их служб с целью облегчения их поиска в режиме on-line и упрощения взаимодействия служб программным способом.

Главная цель проекта UDDI - создание стандартной инфраструктуры, которой можно манипулировать программным способом. Стандарт UDDI определяет структуру регистра предприятий, но не навязывает методы реализации этого регистра. Поэтому такая структура может быть создана на любой платформе (Win'32, Linux, UNIX и т. п.).

В работе предлагается вариант использования стандарта UDDI, на уровне сервера приложений, который обеспечивает работу с базами данных в сети Internet, в режиме on-line.

В рамках диссертационной работы рассматривается актуальный вопрос по разработке и реализации методов построения интегрированных средств поддержки распределенных приложений, как новой эффективной формы развития корпоративных производственных систем, работающих на основе единых стандартов в информационных структурах, с широким участием технологий Internet и Intranet.

Исследованы средства создания структуры эффективного управления предприятием на основе разработки интегрированных средств поддержки распределенных приложений, включающих средства реализации технологии «клиент-сервер», средства проектирования распределенных приложений на основе шаблонов, средства стандартизации процесса обмена данными в режиме on-line, на основе спецификаций UDDI.

Были рассмотрены варианты решения задач интеграции информационного обеспечения применительно к накопленному опыту в этой области. В частности, структура информационного обеспечения (ИО) систем автоматизации производственной среды предлагалась в виде схемы, изображенной на рис. 2.

Как видно из приведенной схемы (рис. 2), все информационное наполнение систем автоматизации разбивалось на, так называемые, «внесистемные» и «внутрисистемные» задачи. Под внесистемными задачами понималась логика работы и управления, под системными задачами подразумевалась специфика конкретного аппаратного средства. Таким образом, данные и их представление были разнесены по разным ветвям задачи.

Рис. 2. Структурная схема информационного обеспечения систем

автоматизации производственной среды

Вопрос интеграции данных и статистическая информация внутри системы имеет ключевое значение для принятия управленческих решений, как в частном бизнесе, так и в государственном масштабе. Практически все предприятия имеют в своем арсенале автоматизированные информационные системы, которые выполняют функции сбора, хранения и предоставления статистической или аналитической информации пользователям разного уровня. При таком положении перед предприятиями встают проблемы: интеграции статистических данных, размещенных в различных информационных системах; обмена статистическими данными, сопровождаемыми метаданными, между собой.

Одним из важных направлений развития информационных технологий является использование метаданных, как для интеграции, так и для обмена данными. В состав каждой СУБД входит модуль, отвечающий за метаданные. В составе традиционных хранилищ данных (ХД) также имеется модуль, который содержит технические метаданные. Однако при разработке

ХД метаданным не уделяется должного внимания, работа с ними заканчивается на начальном этапе определения архитектуры и модели ХД.

Главной проблемой в этой связи остается отсутствие эффективного и удобного для конечного пользователя инвариантного инструментария для легкого и наглядного поиска необходимой информации. Это особенно актуально для гетерогенных распределенных информационных сред, где данные не просто рассредоточены по различным узлам данных, но еще и хранятся на них в разных форматах.

Для решения данной проблемы автором предложен подход, заключающийся в применении универсального программного обеспечения промежуточного слоя (включая ODBC и/или JDBC), а также - в построении и реализации программного обеспечения поисковой машины, что может принести немалую выгоду за счёт унификации языка и программных средств построения запросов, практически независящих от вида и типа информации, хранимой в различных распределённых базах данных.

Вторая глава посвящена разработке системы управления автоматизированной производственной средой предприятия на основе интегрированных средств поддержки распределенных приложений. Представлена компонентная технология системы «клиент-сервер» как основа эффективного функционирования автоматизированной производственной среды предприятия. Проводится разработка средств поддержки жизненного цикла Web-приложений в структуре автоматизированного производства на основе шаблонов проектирования, а также - разработка моделей и структуры сервера приложений для решения задачи повышения уровня информационного сервиса в системе управления автоматизированной производственной средой предприятия.

Кроме того, предложены методы развития информационного взаимодействия между пользователями корпоративной распределенной системы управления автоматизированной производственной средой предприятия.

Базовой составляющей интегрированных средств поддержки распределенных приложений является компонентная технология системы «клиент-сервер» как основа эффективного функционирования автоматизированной производственной среды предприятия.

Распределенная архитектура позволяет использовать всю мощь современных вычислительных систем и комплексов для мультимедийного и пользовательского взаимодействия, выполняя сложные операции в безопасной и устойчивой к ошибкам среде сервера, а также использование

так называемой технологии «тонкого» клиента, которая требуется для клиент-серверных и \УеЬ-приложений.

Более практичный многоуровневый подход к построению распределенных приложений баз данных (БД) на сегодняшний день является общепризнанным стандартом для клиент-серверных решений. Такая клиент-серверная система включает один или более серверов, предоставляющих рабочим станциям доступ к одному или более хранилищам данных.

При рассмотрении спецификаций типовых шаблонов проектирования \¥еЬ-приложений, как методической основы построения инструментальных средств разработки, для проектирования и реализации в диссертации определен шаблон на основе модели «тонкого клиента», который успешно реализует распределенные приложения, с учетом специфики задач ограниченной сложности и экономии затрат.

В качестве модели жизненного цикла \\^еЬ-приложений была выбрана гибридная модель по проектированию программных приложений, изображенная на рис. 3.

Представленная гибридная модель содержит основные преимущества рассмотренных моделей создания программного обеспечения, которые можно применять для проектирования ^Л'еЬ-приложений и распределенных приложений.

В частности, рассматривая \УеЬ-приложения на основе шаблона «тонкого клиента», можно констатировать, что эти приложения относятся к классу так называемых «реактивных систем», т.е. систем изменяющих свое состояние и выполняющих определенные действия под влиянием внешних воздействий.

Рис. 3. Гибридная модель процесса разработки ПО

Данное решение очевидно, исходя из того, что Web-приложения на основе «тонкого клиента» базируются на протоколе HTTP, который не поддерживает соединения и состояния, а является процедурой оперативного реагирования на внешние запросы.

Рассмотрим далее разработку моделей и структуры сервера приложений для решения задачи повышения уровня информационного сервиса в системе управления автоматизированной производственной средой предприятия.

Модель сервисно-ориентированной архитектуры (СОА) сосредотачивает внимание на таких аспектах архитектуры, как сервисы и действия. Основная цель этой модели заключается в объяснении отношений между агентами, предоставляющими и запрашивающими сервисы.

Действиями, в рамках данной модели, являются какие-либо действия, выполненные агентом. Действия могут осуществляться при получении сообщения или в случае отправки сообщения, а также являться результатом изменения состояния объекта.

Агенты - это программы, участвуют в действиях от имени кого-либо или чего-либо. В данном случае агенты реализуют, и запрашивают сервисы. По сути, программные агенты представляют собой работу программ, которые управляют сервисами, т.е. выполняют их и осуществляют доступ к ним.

Сервис - это абстрактный ресурс, представленный в виде некоторого набора связанных задач, функциональное назначение которых совпадает, как с точки зрения поставщика, так и потребителя сервисов.

Сервисы взаимодействуют друг с другом в рамках бизнес-процессов. Бизнес-процесс может быть определен как набор взаимосвязанных задач, относящихся к деятельности, имеющей функциональные границы. Бизнес-процесс управляет потоком событий, вызывает и координирует сервисы и создает контекст для их взаимодействия. Бизнес-процесс представляет собой абстракцию, будучи отделенным от реализации сервисов, бизнес-процесс заботится о ходе выполнения деятельности производимой сервисами, в рамках конкретной задачи, характерной для данного бизнес-процесса.

Таким образом, в большинстве случаев представленная в работе модель взаимодействия Web-сервисов описывает конкретный бизнес-процесс. В некоторых случаях модель может описывать определенную совокупность различных бизнес-процессов.

Для реализации среды взаимодействия Web-сервисов автором были применены следующие популярные технологические решения совместимые с Web-технологиями:

• для организации обмена сообщениями — протокол SOAP (Simple Object Access Protocol);

• для описания интерфейса Web-сервисов - язык WSDL (Web Services Description Language);

• для организации системы распознавания сервисов - спецификация UDDI (Universal Description, Discovery and Intégration);

• для описания бизнес-процессов - язык BPEL (Business Process Execution Language).

Для организации функционирования сервера приложений с использованием спецификаций UDDI была спроектирована архитектура системы управления отношениями с клиентами в рамках стандарта UDDI.

При реализации перечисленных технологических решений, разработанную информационную систему управления автоматизированной производственной средой промышленного предприятия можно представить в виде, изображенном рис. 4.

Потребители сервисов

Потребитель сервисов

Потребитель сервисов

( WSDL ) ( WSDL ) ( WSDL )

Модуль хореографии и оркестровки сервисов(BPEL)

SOAP

SOAP

SOAP

Корпоративная сервисная шина ESB

SOAP

SOAP

WSDL

( WSDL ) ( WSDL )

Поставщик сервисов

Поставщик сервисов

Поставщики сервисов

SOAP

Г~

Реестр сервисов (UDDI)

Рис. 4. Модель ИС управления автоматизированной производственной средой промышленного предприятия на основе \УеЬ-сервисов Ключевым элементом является корпоративная сервисная шина (Е5В). Она осуществляет взаимодействие всех приложений через единую точку, которая при необходимости обеспечивает транзакции, преобразование данных, сохранность обращений.

Исходя из изложенного, разработка и практическая реализация информационной системы управления автоматизированной производственной средой промышленного предприятия на основе \Veb-сервисов с использованием сервисно-ориентированного подхода предоставляет целый ряд основных преимуществ:

- 171. Создание и многократное использование программных компонент.

2. Формирование из имеющихся программных компонент новых бизнес-процессов.

3. Интеграция существующих программных решений в единую системную архитектуру промышленного предприятия.

4. Организация программных решений, независимых от языков программирования и программно-аппаратных платформ.

5. Наличие единообразных интерфейсов обмена информацией между сервисами и доступа к ним.

Третья глава посвящена практической реализации и обоснованию экономической эффективности разработанных инструментальных средств поддержки распределенных приложений в автоматизированной производственной среде.

Приводится реализация инструментальных средств поддержки жизненного цикла распределенных приложений в интегрированной производственной среде.

Разработка распределенного приложения происходит посредством реализации и сборки основных модулей библиотеки, унаследованных от прототипов из пакета module. При этом были разработаны: диаграмма классов исходного пакета библиотеки базовых API, диаграмма классов пакета прототипов основных модулей, диаграмма классов механизма повторного использования объектов, диаграмма взаимодействия основных модулей приложения при обработке запроса.

Инструментальные средства поддержки жизненного цикла распределенных приложений по типу пользовательского интерфейса предложено разделить на две группы (рис. 5): инструментальные средства командной строки и инструментальные средства с графическим пользовательским интерфейсом.

Для успешной разработки Web-приложений средства командной строки являются достаточными. При этом разработка заключается в составлении текстовых формальных спецификаций основных модулей, их трансляции в программные модули на языке Java и дальнейшей компиляции и сборки в исполняемые программные модули. Однако использование графических пользовательских интерфейсов для разработки формальных спецификаций методом построения диаграмм может существенно повысить производительность группы разработчиков.

При разработке архитектуры системы управления отношениями и реализация функций сервера приложений в контексте повышения уровня информационного сервиса в распределенной производственной среде предприятия с применением технологии и спецификаций UDDI доступ к информации реестра сервера приложений организован в виде приложения для доступа оператору. Реестр также доступен для машинной обработки в виде XML файла определенной структуры. В работе представлена функциональная структура сервера приложений и структура интерфейса для реализации метода локального описания tLocalModel сервиса, представленного на графическом уровне.

В результате выполненного диссертационного исследования, было разработано программное обеспечение «Управление распределёнными программными приложениями», на которое имеется свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013613138 от 26.03.2013 года.

Программное обеспечение предназначено для управления созданием и эксплуатацией распределенных программных приложений, построенных по технологии Internet/Intranet, и обеспечивает выполнение следующих основных функций:

• создание моделей описания жизненного цикла распределенных программных приложений;

• формирование шаблонов проектирования распределенных программных приложений;

• создание программного API для шаблонов проектирования распределенных программных приложений;

• автоматизацию процедуры генерации кодов контроллеров

распределенных программных приложений;

• сохранение информации в формате CSV для последующего ввода в реляционную СУБД и статистического анализа;

• формирование табличного реестра в формате HTML с получением твердой копии на устройстве печати.

Кроме того, разработана методика оценки и повышения надежности разработанных средств поддержки распределенных приложений в автоматизированной производственной среде предприятия.

Выполнено обоснование экономической эффективности практического применения инструментальных средств поддержки жизненного цикла распределенных приложений как средства повышения качества управления в корпоративной производственной среде предприятия.

В работе доказательство эффективности созданных методик и моделей по разработке Web-приложений на основе методологии жизненного цикла, основывается на факторе сокращения времени, затрачиваемого на выполнение операций с технико-экономической и конструкторско-технологической документацией, через создание эффективной автоматизированной подсистемы доступа к информационным ресурсам.

В частности, в качестве примера применения методов разработки с учетом методики поддержки жизненного цикла Web-приложения была разработана система управления доступом к распределенным информационным ресурсам на предприятии.

Проверка работы подсистемы показала, что благодаря упорядочению процедуры доступа к информации количество случаев дублирования документов при обмене информацией сократилось в среднем на 30%.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В результате выполненных научных исследований решена актуальная научная задача, имеющая важное значение для экономики предприятия и заключающаяся в совершенствовании системы управления автоматизированной производственной средой промышленного предприятия путем применения моделей и инструментальных средств на основе распределенных приложений.

1. Решена задача по повышению эффективности управления предприятием на основе разработки интегрированных средств поддержки распределенных приложений, содержащих: клиент-серверную систему функционирования компонентов; средства проектирования распределенных приложений на основе шаблонов проектирования, в рамках концепции

пожизненного цикла приложений; методы и средства поддержки структуры и функций сервера приложений, как средства стандартизации по обмену данными в режиме on-line.

2. Установлены функциональные связи между:

• качеством проектирования распределенных приложений, в рамках жизненного цикла и выбором типа шаблона проектирования, с учетом выбранной функциональности приложения (на примере шаблона «тонкого клиента»);

• величиной промежутка времени на обмен информацией в сети Internet и выбранным типом обмена: либо традиционный способ реализации поискового алгоритма, либо способ прямого обмена в режиме on-line.

3. Предложены модели и методики проектирования интегрированных средств поддержки распределенных приложений, как эффективного средства управления автоматизированной производственной средой предприятия, с реализацией принципов клиент-серверных структур, реализации метода шаблонов проектирования, в рамках жизненного цикла Web-приложений и на основе построения серверов приложений, как средства стандартизации обмена информацией в режиме on-line.

4. Разработана библиотека базовых интерфейсов пользователя, реализующей систему шаблонов разработки Web-приложений с иерархической структурой модулей, каждый из которых представляет собой конечный автомат.

5. Разработаны программные инструментальные средства поддержки и реализации:

• жизненного цикла распределенных приложений, как средства повышения качества разработок, учитывающего специфику разрабатываемого приложения;

• сервера приложений, как нового уровня Web-сервисов, в контексте разработки распределенных приложений, с разработкой программного обеспечения и прикладного интерфейса для взаимодействия сервера приложений со спецификациями конкретных компонент технических систем (базами данных).

6. Показано, что практическое применение разработанных в диссертации методик проектирования Web-приложений, на примере разработки подсистемы доступа к информационным ресурсам на одном из предприятий, позволяет сократить процесс дублирования документов при обмене информацией в среднем на 30%.

7. Разработанные методы и программное обеспечение по разработке интегрированных средств поддержки распределенных приложений

рекомендуется к применению в автоматизированных информационных

системах производственных предприятий и корпораций.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Баранова И.В. Разработка информационной системы промышленного предприятия на основе сервисно-ориентированной архитектуры/ И.В. Баранова, И.А. Костров, Нгуен Хунг Зунг, Нгуен Ван Тхань// Научно-практический журнал «Экономика и менеджмент систем управления». - Воронеж: Изд-во «Научная книга», 2012. -№4.3 (6), с. 311-315.

2. Баранова И.В. Управление предприятием на основе интегрированных средств поддержки распределённых баз данных // Вестник Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). — Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2013. -№1, с. 95-108.

3. Баранова И.В. Оценка надежности многокомпонентной информационной среды промышленного предприятия/ И.В. Баранова, С.Н. Соколов// Управление экономическими системами: электронный научный журнал, 2013. №1-Режим доступа: http://www.uecs.ru/index.php?option=com flexicontent&view=items&id = 1969:2013-02-07-06-15-10

4. Баранова И.В. Управление инновационным развитием предприятия с учетом рисков / И.В. Баранова, С.Н. Соколов // European Social Science Journal, 2013, № l,p. 396-406.

В других гаданиях:

5. Баранова И.В. Инструментальные средства для моделирования параметров качества в производственных системах/ И.В. Баранова // В кн.: Математическое и компьютерное моделирование в решении задач строительства, техники, управления и образования / Материалы XVII Международной конференции. - Пенза: Академия информатизации образования, Омский филиал института математики им. СЛ. Соболева СО РАН, University of North Carolina at Charlotte (USA), 2012.-C. 17-20.

6. Баранова И.В. Использование хранилищ данных в системе обеспечения качества технологической подготовки производства/ И.В. Баранова// В кн.: Новое слово в науке и практике: гипотезы и

апробация результатов исследований / Материалы II Международной научно-практической конференции. - Новосибирск: НГТУ, 2012. - С. 108-111.

7. Баранова И.В. Организация обмена информацией в распределенной системе с применением интерпретатора данных/ И.В. Баранова// В кн.: Современная наука: тенденции развития/ Материалы III Международной научно-практической конференции. Том II. -Краснодар: НИЦ «Априори», 2012. - С. 127-129.

8. Баранова И.В. Управление производственными объектами в распределенном информационном пространстве/ И.В. Баранова// В кн.: Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты / Материалы II Международной научно-практической конференции. - Новосибирск: НГТУ, 2012. - С. 106-110.

9. Баранова И.В. Эффективное управление производственными процессами с применением порталов знаний/ И.В. Баранова // В кн.: Приоритетные научные направления: от теории к практике / Материалы II Международной научно-практической конференции. -Новосибирск: НГТУ, 2012. - С. 110-114.

Патенты, свидетельства на программы для ЭВМ:

Баранова И.В. Управление распределенными программными приложениями - Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2013613138/ Баранова И.В., Е.Е. Ковшов. -Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. - 26.03.2013.

Подписано в печать: 06.05.2013г. Тираж: 100 экз. Заказ №81 Объем: 1,5 усл.п.л. Отпечатано в типографии «Реглет» г. Москва ул. Новослободская, д.20,стр.4 8(495)971-77-88, www.reglet.ru