Понятия объекта и его модели

ГОУ ВПО

«Уральский государственный горный университет»

Б.Б. Зобнин

Моделирование систем

Конспект лекций

по дисциплине « Моделирование систем»

для студентов профилизации

«Автоматизированные системы обработки информации и управления»

направления 09.03.01 Информатика и техника

Екатеринбург, 2017

Оглавление

Введение

1 Общие вопросы теории моделирования

1.1 Понятия объекта и его модели

1.2 Что собой представляет оригинал?

1.3 Проблемная ситуация, подлежащая разрешению

1.4 Классификация математических моделей

1.4.1 Классификационные моделирование

1.4.2 Числовые моделирование

1.4.3 Классификация моделей АИС по этапам их создания и сопровождения

1.4.4 Прототипы, позволяющие подключить пользователя к разработке системы

1..4.5 Примеры статической и динамической моделей

1.4.6 Математическая модель измерительного устройства

1.4.7 Оценка погрешности рентгенофлуоресцентного контроля химического состава продуктам

1.4.8 Глоссарий 1

2 Концептуальная модель автоматизируемого объекта-оригинала

2.1 Содержательное описание объекта и характеристика проблемной ситуации

2.2 Построение диаграммы потоков данных DFD

2.3 Построение сети бизнес-процессов

2.4 Декомпозиция управления бизнес- процессами

2.5 Методика проведения обследования бизнес-процессов компании

2.5.1 Обследование общих закономерностей функционировании компании

2.5.2 Обследования деятельности каждого автоматизируемого подразделениями

2.5.3 Детальное обследование бизнес-процессов

2.6 Функциональная модель проектируемой системы

2.7 Информационно-логическая модель проектируемой системы

2.8 Пользовательский интерфейс

2.9 Описание интерфейса

2.10 Глоссарий 2

3 Моделирование бизнес-процессов

3.1 Структурное моделирование

3.2 Детальное моделирование бизнес-процессов

3.3 Форма запроса данных об общей деятельности организации

3.4 Формы запроса данных о выполнении бизнес-процессов подразделениями

3.5 Структуры документов, содержащих результаты обследования

3.6 Состав документов Положения по управлению

3.7 Состав документов Регламента бизнес- процессов

3.8 Классификация бизнес-процессов

3.8.1 Бизнес-процессы (общие сведения)

3.8.2 Бизнес-процессы ведения основной деятельности

3.8.3 Бизнес-процессы вспомогательные

3.9 Бизнес-процессы контроля качества сырья и товарной продукции

3.10 Бизнес-процессы мониторинга компьютерной сети предприятия

3.11 Глоссарий 3

4 Технология обработки и интеграции информации, полученной из различных источников

4.1 Зачем аналитикам облегчать доступ к данным?

4.2 Что такое хранилище данных?

4.3 OLAP и многомерные хранилища данных

4.4 Data Mining

4.5 Средства визуализации OLAP данных и результатов Data Mining

4.6 Средства генерации отчетов

4.7 Глоссарий 4

5 Построение формализованных моделей процессов

5.1 Технология построения математических моделей процессов

5.2 Концептуальная постановка задачи о баскетболисте

5.3 Математическая постановка задачи о баскетболисте

5.4 Обоснование метода решения задачи о баскетболисте

5.5 Глоссарий 5

Библиография

 

 

Введение

Целью дисциплины " Моделирование систем" является обучение студентов основам построения математических моделей технологических и информационных процессов, характерных для горного производства.

При планировании содержания курса мы исходим из следующего.

Профессиональные интересы специалистов по автоматизированным системам управления в значительной мере связаны с разработкой автоматизированных информационных систем (АИС), относящихся к классу организационно- технических систем, что подразумевает наличие функций, выполняемых оператором.

Одной из важнейших причин неудовлетворительного качества управленческих решений, в том числе и проектных, является низкая эффективность существующих информационных систем.

Основной вопрос, на который должен уметь ответить специалист по АИС заключается в том, какие математические модели должны быть использованы и какой информацией они должны быть обеспечены для того, чтобы гарантировать требуемое качество функционирование конкретного объекта (производственного комплекса, системы передачи данных и т.д.). Ответ на этот вопрос подразумевает, что специалисту известна технология построения таких моделей, методы определения их параметров и интерпретации полученных результатов.

Поэтому построение математических моделей производственных процессов, а также процессов сбора и обработки информации о ходе этих процессов или о явлениях природы является основой разработки АИС.

Для изучения моделирования студентам необходимо знать разделы предшествующих дисциплин учебного плана:

-из " Высшей математики" : элементы линейной алгебры, функции нескольких переменных, частные производные, неопределенный и определенный интегралы, дифференциальные уравнения, элементы теории вероятности и математической статистики, планирование эксперимента;

-из " Информационного обеспечения АИС": формирование баз данных результатов наблюдений;

-из " Компьютерной графики": графическое отображение результатов наблюдений;

-из " Прикладного программного обеспечения": работа с пакетами прикладных программ.

После изучения курса студент должен уметь:

-содержательно описывать проблемные ситуации, для разрешения которых создается автоматизированная система управления;

-строить формализованные модели по содержательному описанию и разрабатывать программы-имитаторы;

-строить математические модели по экспериментальным данным и интерпретировать полученные результаты;

-программно реализовывать основные процедуры накопление, преобразования, обработки и графического представления информации;

-проводить вычислительные эксперименты и анализировать их результаты.

Умение строить математические модели предполагает:

-знание методов регистрации и хранения информации, допускающих совместную обработку результатов наблюдений (пространственную и временную привязку замеров, согласование контролируемых переменных по частотному диапазону и т.д.), в частности, использование избыточной информации для повышения достоверности контроля;

-знание основных приемов обработки и интерпретации результатов наблюдений (статистической обработки, выделения отдельных фаз состояния процесса и т.д.), позволяющих выделить основные закономерности, содержащиеся в результатах наблюдений;

-умение планировать активные и пассивные эксперименты для построения моделей;

-умение представлять в наглядном виде информацию об объекте;

-умение воспроизводить (имитировать) информационные процессы, происходящие в реальной обстановке.

 

1 Общие вопросы теории моделирования

Проблемная ситуация.

Например, проблемная ситуация применительно к разработке системы управления участком усреднения концентратов может быть связана со следующими факторами: прием железорудного сырья без извести; отклонение относительной доли извести в штабеле от графика-задания; отсутствие в течение определенного интервала времени какого-либо вида железорудного сырья при усреднении с потоком привозного железорудного сырья; рассев железорудного сырья не на всю длину штабеля и т.д.

Применительно к источнику сырья, на которой происходит добыча руды, негативные технологические ситуации связаны, например, с невыполнением плана добычи на отдельных участках. При этом кроме нарушения объемов добытой руды, происходит отклонение качественных характеристик руды от плановых значений. Использование АИС позволяет найти наиболее рациональный выход из данной ситуации.

Например, к проблемам, которые могут быть разрешены при внедрении АИС, относятся:

- отсутствие прогноза значений основных технологических показателей;

- ошибочная оценка технологическим персоналом состояния процесса;

- отсутствие связи с другими АИС и лабораторией, осуществляющей экспресс- контроль технологических показателей;

- отсутствие электронного журнала работы бригад и журнала состояния технологического оборудования;

- отсутствие протоколирования действий оператора в аварийных и нестандартных ситуациях.

Анализ проблемной ситуации должен завершаться ответом на вопросы: например, обеспечивает ли существующая система требуемый функционал; обеспечивает ли система требуемый уровень защиты и централизации данных; и т.д. Если нет, то в чем именно ее недостатки.

Концептуальная модель (КМ) - описание предметной области, выполненное с использованием формальных языковых средств (диаграмм, графиков, спецификаций). Оно включает в себя краткоесодержательное описание объекта, ориентированное на поставленную задачу; обоснование функциональной структуры проектируемой подсистемы, обеспечивающей решение поставленной задачи; обоснование требований к системе управления; режимов функционирования объекта и характеристику внешней среды. Особое внимание должно быть уделено технологии сбора и переработки информации об объекте.

Функциональная модель.

По терминологии, принятой в исследовании операций, IDEF0 - модели относятся к классу концептуальных. Именно концептуальные модели являются основой построения математических моделей [3].

Функциональная модель (ФМ) является структурированным изображениемфункций проектируемой организационно-технической системы, а также информации, поддерживающей выполнение этих функций. На этапе проектирования ФМ используется для разработки требований, а затем для создания системы, удовлетворяющей этим требованиям. Она может быть использована также для анализа существующих систем и механизмов реализации этих функций. При этом оценивается распределение функций между подразделениями, взаимодействие подразделений, распределение ответственности, существующая система стимулирования, документооборот, достоверность получаемой информации, порядок принятия решений и эффективность функционирования системы управления [2, 3, 4].

Внедрение информационной системы неизбежно приведет к перестройке существующих бизнес-процессов предприятия. Анализ функциональной модели позволяет понять, где находятся самые узкие места, в чем будет состоять преимущества новых бизнес-процессов и насколько глубоким изменениям подвергнется существующая организация бизнеса. Детализация бизнес-процессов позволяет выявить недостатки организации даже там, где функциональность на первый взгляд кажется очевидной. Признаками несовершенной деятельности могут быть бесполезные, неуправляемые и дублирующиеся работы, неэффективный документооборот (нужного документа не оказывается в нужном месте в нужное время), отсутствие обратных связей по управлению (проведение работы не зависит от результата) и по входу (объекты и информация используется нерационально). При разработке программного обеспечения функциональная модель служит основной отправной точкой для процесса проектирования [5].

Государственным стандартом России для построения ФМ является методология IDEF0 [3].

Методология IDEF0 представляет собой четко формализованный подход к созданию функциональных моделей структурных схем изучаемой системы. Схемы строятся по иерархическому принципу с необходимой степенью подробности и помогают разобраться в том, что происходит в изучаемой системе, какие функции в ней выполняются и в какие отношения вступают между собой и с окружающей средой ее функциональные блоки. Совокупность схем (IDEF0 - диаграмм) образует модель системы. Эта модель носит к ачественный, описательный, декларативный характер. Она принципиально не может ответить на вопросы о том, как протекают процессы в системе во времени и в пространстве, каковы их характеристики и в какой мере удовлетворяются (или не удовлетворяются) требования, предъявляемые к системе. Все эти вопросы с неизбежностью возникают после того, как достигнут нижний уровень декомпозиции, т.е.обозначены «... функции нижнего уровня, с помощью которых и работает система» [3].

Технология работы с ФМ предусматривает:

1) постоянное рецензирование экспертами развивающейся модели, что обеспечивает необходимый уровень соответствия модели конкретному моделируемому объекту (если модель отражает состояние “как есть”) или предполагаемому (состояние “как должно быть”) в том понимании, которое соответствует мнению экспертов;

2) периодическое обсуждение диаграмм, частей модели и модели в целом на техническом совете, решение которого (оформленное в виде протокола) позволяет автору продолжить работу над моделью.

Классификационные модели

Процесс познания начинается с соотнесения изучаемого объекта с другими, выявления сходства и различия между ними.

Протокол наблюдений содержит результаты измерений ряда признаков X для подмножества А объектов, выбранных из множества Г: каждый объект а Î АÌ Г обладает значениями признаков x_i=(x_i0, x_i1,..., x_in)Î (X₀, X₁,..., X_n), i=1, N, n-число признаков, N-число объектов в А. Признак характеризует конкретное свойство объекта, поэтому такой протокол называют таблицей " объект-свойство" /18/.

Способ обработки протокола зависит от цели обработки. Часто оказывается, что задача может быть сформулирована как определение по наблюдавшимся значениям признаков x=(x₁, x₂,..., x_n) значений ненаблюдаемого целевого признака x.

Существуют различные типы задач для классификационных моделей.

Кластеризация -поиск " естественной" группировки объектов. Не заданы ни границы классов в пространстве признаков, ни число классов. Требуется их определить, исходя из " близости", " похожести" или " различия" объектов x_i=(x_i1, x_i2,..., x_in).Компоненты вектора X-признаки класса, значения которых подлежат определению.

Классификация (распознавание образов).Число классов задано. Если также заданы границы между классами, то имеем априорную классификацию. Если границы требуется найти по классификационным примерам, то задача называется распознаванием образов по обучающей выборке. Целевой признак X имеет значения в номинальной шкале (имена классов).

Упорядочение объектов.Требуется установить отношения порядка между x₁₀, x₂₀,..., x_N0 по определенному критерию предпочтения.

Уменьшение размерности модели..Классификационные модели как первоначальные, " сырые", учитывают множество предположений, которые еще надо проверить. Так, сам список признаков X формируется эвристически и оказывается избыточным, содержащим " дублирующие" и " шумящие" признаки. Поэтому одна из важных задач совершенствования классификационных моделей состоит в уменьшении размерности моделей с помощью отбора наиболее информативных признаков. Информативные признаки могут оказаться различными для различных классов.

Числовые модели

Числовые модели отличаются от классификационных тем, что:

-целевые признаки x измеряются в числовых шкалах;

-числа х представляют собой функционалы или функции признаковых переменных, которые не обязательно все являются числовыми;

- в них гораздо чаще учитываются связи переменных во времени(в классификационных задачах время иногда называют " забытой" переменной).

Связи между входом и выходом системы могут быть заданы, например, в виде уравнения регрессии.

Назовем типичные задачи для числовых моделей.

Косвенные измерения (оценка параметра).Требуется определить значение х₀ по заданному множеству {x_1j}. В отличии от классификации х измеряется не в номинальной, а в числовой шкале.

Поиск экстремума (планирование эксперимента).Требуется разработать такой план одновременного изменения величин {x_ij}, чтобы за минимальное число шагов получить экстремальное значение целевого признака y_i.

Рис.1.5 Редактирование экранной формы

Третий вид прототипов - работающие экранные формы, т.е. уже частично запрограммированные. Это позволяет пощупать программу, попробовать ее в действии, т.е. именно то, о чем мечтает любой пользователь. Это вызывает новый поток замечаний и предложений.

Разработка прототипа любого вида должна быть быстрой и дешевой, так как его цель не поразить пользователя красотой экранных форм и изяществом интерфейса, а уточнить требования.

Примеры статической и динамической моделей

В качестве примера на рис.1.6 приведена статическая модель, связывающая плотность спеченных таблеток, крупности зерен порошка и температуру спекания топливных таблеток.

 

 

 

Рис. 1.6 Изолинии плотности спеченных таблеток от крупности зерен порошка и температуры спекания

В качестве примера на рис.1.7 приведены динамические характеристики, связывающие удельную энергоемкость и мощность дробилки КМД-3000Т2-ДП с загрузкой руды.

 

 

Рис.1.7 Диаграммы загрузки руды, удельной энергоемкости и мощности, снятые во время испытаний АСУ на дробилке КМД-3000Т2-ДП

Удельная энергоемкость на 1 т дробимой руды определяется по формуле:

(1.3)

где – мощность, потребляемую приводом каждой i-й дробилки под нагрузкой при переработке g-й партии руды;

T_i- время, затраченное на дробление g-й партии руды;

Q_g – масса дробимого материала в g-й партии руды.

Глоссарий 1

Этапы полного жизненного цикла (ЖЦ) создания и сопровождения АИС: анализ, проектирование, кодирование, испытания, инсталляцию и сопровождение поддерживаются специфическими моделями.

Модель анализа состоит из двух подмоделей: модели для пользователя, содержащей описание предметной области проектируемой системы и начальные требования к ней, и модели для аналитика, содержащей системные требования к разрабатываемому продукту и обеспечивает смысловое единство для всех формально- языковых представлений задачи.

Модель проектирования служит для представления разрабатываемой программной системы на втором этапе жизненного цикла программного обеспечения.

Модель кодирования и автономной отладки программных компонент системы содержит перечень ошибок, которые обнаружены в процессе их отладки, набор тестов, методы верификации.

Модель испытаний включает в себя методику испытаний.

Модель инсталляции и сопровождения содержит руководство по инсталляции, руководство пользователя, руководство оператора, тестовые примеры.

Формализация - представление объектов (понятий) и процедур моделирования соответствующими компонентами информационного и программного обеспечения

Измерение – алгоритмическая операция, ставящая в соответствие данному наблюдению определенное обозначение: число, номер или символ.

Статическая модель описывает установившийся режим (временной параметр отсутствует).

Динамическая модель описывает неустановившийся режим работы изучаемого объекта.

Детерминированный оператор позволяет однозначно определить выходные переменные по известным входным переменным.

Конечный автомат - способ описания систем в случае, если множества входных, выходных переменных и моментов времени конечны.

Стохастический автомат - обобщение детерминированного автомата характеризующегося вероятностями переходов из одного состояния в другое

Стохастический оператор позволяет определить по заданному распределению вероятностей входных переменных и параметров системы распределение вероятностей выходных переменных.

Стационарная динамическая модель характеризуется неизменностью во времени свойств преобразования входных переменных в выходные переменные.

Кластеризация -поиск " естественной" группировки объектов. Не заданы ни границы классов в пространстве признаков, ни число классов.

Классификация (распознавание образов) . Число классов задано. Если также заданы границы между классами, то имеем априорную классификацию.

Причина появления случайных погрешностей - непрерывные неконтролируемые изменения факторов, влияющих на результат измерения.

Случайные погрешности - частный случай случайной величины, что позволяет для их анализа использовать математический аппарат теории вероятностей. Случайные погрешности нельзя исключить из результатов измерений, но их влияние можно значительно уменьшить путем обработки результатов.

Систематические погрешности – постоянные по числовому значению или закономерно изменяющиеся отклонения результатов измерения от истинных значений измеряемой величины. Систематическая погрешность может появиться, например, при изменение градуировка прибора. Причинами изменения градуировки могут быть изменение вязкости масла для датчиков давления в масляном клине; изменения давления воздуха для пьезометрических плотномеров; изменения свойств обогащаемой руды, принятых в уравнениях связи константами и т.д.

Промах (аномальные погрешности)- большие случайные ошибки, связанные с непредвиденным изменением условий опыта.

Результат

Систематизация информации. Результатом систематизации информации, полученной из регламентирующих документов, должен стать отчет отражающий:

- общие принципы функционирования организации;

- структуру подразделений;

- направления деятельности;

- правила взаимодействия компании с внешними организациями;

- основные бизнес-процессы.

Цель этапа

Выявить общую картину структуры бизнес-процессов компании, зафиксировать функции подразделений.

Содержание работ

Предварительный запрос информации о функционировании подразделений. Цель шага — подготовка сотрудников компании к процессу обследования бизнес-процессов подразделений и структурирование основного объема информации, связанного с общими условиями их функционирования. Запрос может проводиться: 1) высылкой в компанию запросных форм, где они должны быть выданы ключевым сотрудникам подразделений, бизнес-процессы которых автоматизируются; 2) собственным

заполнением форм путем интервьюирования. Запросные формы должны содержать следующие вопросы в приведенной последовательности.

1. Название подразделения.

2. Какие документы определяют условия общей работы подразделения и выполнение конкретных функций (регламенты, должностные инструкции, кодексы и т.п.)?

3. Какие функции выполняет подразделение?

4. Какие документы, отчеты из других подразделений, справки, заказы, заявки и т.п., поступающие в подразделение, необходимы для его работы?

5. Какие документы, отчеты, справки, заказы, заявки и т.п., появляющиеся в результате работы подразделения, далее архивируются, передаются в другие подразделения, поставщикам клиентам и т.д.?

Составление отчета. Полученные данные о функционировании подразделений должны быть систематизированы и представлены в обобщающем отчете по этапу, который содержит следующие разделы:

1. Структура организации.

2. Общий перечень бизнес-процессов организации.

3. Описания деятельности подразделений:

- название подразделения;

- документы, регламентирующие деятельность;

- выполняемые функции;

- входящие документы;

- исходящие документы;

- ревизия имеющихся организационных документов;

- результаты деятельности подразделения.

Подготовка положения о классификации бизнес-процессов. Положение о классификации бизнес-процессов (далее Положение) отражает верхний уровень деления бизнес-процессов.

Все бизнес-процессы организации классифицируются на основные, обеспечивающие, развития, управления.

Основные бизнес-процессы — непосредственно ориентированы на производство продукции: представляют ценность для компании и обеспечивают получение дохода для предприятия.

Обеспечивающие бизнес-процессы — вспомогательные бизнес-процессы, которые предназначены для обеспечения выполнения основных процессов. Фактически обеспечивающие бизнес-процессы снабжают ресурсами всю деятельность организации.

Бизнес-процессы управления — бизнес-процессы, охватывающие весь комплекс функций управления на уровне текущих действий и бизнес-системы в целом.

Бизнес-процессы развития — процессы совершенствования, освоения новых направлений и технологий, а также инновации.

В положении приводится полная классификация всех выделенных бизнес-процессов организации, разнесением их в четыре раздела:

1) основные бизнес-процессы;

2) обеспечивающие бизнес-процессы;

3) бизнес-процессы управления;

4) бизнес-процессы развития.

В разделах Положения указываются названия бизнес-процессов и группы участников в них задействованных с выделением из них «Владельцев бизнес-процессов» (владелец бизнес-процесса — участник бизнес-процесса хорошо его знающий, отвечающий за его выполнение).

Уточнение полученной информации о функционировании подразделений. Выполнение этого шага позволит определить на начальных стадиях обследования

возможные неточности в представлении устройства организации сотрудниками, проводящими обследование, а также выявить действительную картину работы организации возможно искаженную в представлении ее сотрудников. Уточнение должно выполняться по данным составленного отчета и проводиться в виде интервью определяющего возможные неточности. Для повышения эффективности проведения интервью отчет может быть выслан сотрудникам организации заранее для предварительного изучения.

Результаты выполнения этапа должны быть внесены в отчет, построенный по приведенной структуре.

Результат

Отчет о деятельности подразделений построенный по приведенной форме.

Положение о классификации бизнес-процессов, систематизирующее информацию о бизнес-процессах.

Цель этапа

Зафиксировать необходимые детали выполнения бизнес-процессов.

Содержание работ

Запрос данных о выполнении бизнес-процессов. Производится у владельца процесса в виде интервью по каждому бизнес-процессу с использованием формы приведенной ниже. Последовательность действий выполнения бизнес-процессов (пункт 10 запросной формы) фиксируются на отдельном листе.

Подготовка положений о выполнении бизнес-процессов. В положениях приводится полученная информация, описывающая выполнение бизнес-процессов в следующей форме:

1. Название бизнес-процесса.

2. Условия начала выполнения бизнес-процесса.

3. Документы, и данные, необходимые для выполнения бизнес-процесса, и их источники.

4. Документы, создаваемые в результате выполнения бизнес-процесса и их получатели.

5. Действующие лица, принимающие участие в выполнении бизнес-процесса.

6. Материальные ценности, необходимые для выполнения бизнес-процесса, если таковые есть.

7. Материальные ценности — результат выполнения бизнес-процесса, если таковые есть.

8. Результаты выполнения бизнес-процесса (кроме вошедших в п.7).

9. Цель данного бизнес-процесса, его место и роль в общих задачах (процессах) компании.

10. Проблемы, возникающие при выполнении бизнес-процесса.

11. Нештатное завершение (выполнение) бизнес-процесса.

12. Последовательность действий выполнения бизнес-процесса.

Документирование бизнес-процессов. Документы:

- формы; схемы; записи; устные высказывания.

Средства документирования (фиксации информации):

- схема организационной структуры (необходима для понимания структуры организации; описывает формальные отношения между отделами — иерархические и функциональные);

- принципиальная схема бизнес-процесса (схематическое изображение основных элементов бизнес-процесса);

- иерархическая схема бизнес-процессов (понимание структуры и связей во всей системе);

- общий обзор процессов и схема подразделения (описание модели отношений в рамках данного процесса, включая подразделения, конкретных специалистов);

- общая схема процесса (описание компонентов, входящих в бизнес-процесс — основа для последующей маршрутизации);

- детальная схема процесса (последовательность рабочих инструкций и каналов движения документов);

- схема инструкций (предназначена для сотрудников компании — что должны выполнять и каким правилам следовать);

- схема управления формами (использование и маршрутизация форм/документов/ в рамках бизнес-процесса — детальное представление действий для каждой формы в хронологическом порядке);

- схема обращения форм (поток форм/документов/ в соответствии со структурными единицами и отделами);

- бухгалтерская диаграмма (дает представление о системе обработки данных бухгалтерского учета компании).

Пользовательский интерфейс

Интерфейс – это совокупность технических и программных средств, обеспечивающих взаимодействие различных функциональных устройств вычислительных, управляющих, измерительных систем (фактически это канал по которому осуществляется взаимодействие оператора и программы).

Пользовательский интерфейс состоит из множества составляющих, таких как:

- элементы управления системой (кнопки, меню и т.д.);

- набор задач оператора, которые он решает при помощи системы;

- визуальный дизайн экранов программы;

- навигация между блоками системы.

Применительно к данной системе можно выделить следующие составляющие интерфейса:

- ввод и редактирование данных;

- очевидная и понятная вложенность форм (например, переходов с главной формы в формы ввода (редактирования) исходных данных).

Поскольку с точки зрения оператора интерфейс является ключевым фактором для понимания функциональности программы, плохо разработанный интерфейс резко ограничивает функциональность системы в целом. То есть он разрабатывается для того, чтобы оператор с помощью компьютерной программы быстрее и качественнее решал свои производственные задачи (пользователь должен получать удовольствие от работы с программой). Высокая удовлетворенность оператора от работы достигается в случае:

- прозрачной для пользователя навигации и целевой ориентации в программе. Главное, чтобы было понятно, куда идем, и какую операцию программа после этого шага произведет.

- ясности и четкости понимания пользователем текстов и значения икон.

- быстроты обучения при работе с программой, для чего необходимо использовать преимущественно стандартные элементы взаимодействия, их традиционное или общепринятое расположение.

- наличия вспомогательных средств поддержки пользователя (поисковых, справочных, нормативных).

Очевидно, что необходимо тщательно продумывать сценарий взаимодействия программы с пользователем. Для этого необходимо выяснить следующие моменты:

o Какая информация необходима пользователю для решения задачи? В данной системе это экспериментальные данные о протекании процессов прессования и спекания таблеток, полученные из лаборатории.

o Разделить всю информацию на входные и вычисленные данные параметров процессов прессования и спекания таблеток.

o Какие решения пользователю необходимо принимать в процессе работы с программой? В нашей системе это корректировка исходных данных, выбор наиболее оптимальных условий процессов прессования и спекания.

o Какие типовые операции использует пользователь при решении задачи?

o Что произойдет, если пользователь будет действовать не по предписанному алгоритму, пропуская те или иные шаги или обходя их?

Немаловажную роль играет и дизайн интерфейса. Он должен быть понятен, приятен на глаз (лучше не использовать яркие цвета, от которых быстро устают глаза), Желательно разрабатывать его исходя из привычек и желаний операторов. Также дизайн должен обеспечивать минимизацию усилий оператора при выполнении работы и приводить к:

- сокращению длительности операций чтения, редактирования и поиска информации;

- уменьшению времени навигации и выбора команды;

- повышению общей продуктивности пользователя, заключающейся в объеме обработанных данных за определенный период времени;

- увеличению длительности устойчивой работы пользователя и др.

То есть, можно сказать, что создание интерфейса должно быть направлено на облегчение работы оператора.

Описание интерфейса.

При запуске программы появляется главная форма (рис.2.17), на которой расположены элементы с помощью которых можно запустить все доступные задачи и функции (в данном случае это – ввод и редактирование экспериментальных данных полученных из лаборатории).

 

Рис.2.17 Основная форма

 

Рассмотрим более подробно назначение каждой кнопки данной формы.

При нажатии на кнопку «Партия порошка» запускается форма «Партия порошка» (рис.2.18), в которую вводятся данные о партии порошка, причем дата и время заполняется автоматически (текущее время и дата).

При нажатии на кнопку «Партия порошка» запускается форма «Партия порошка» (рис.2.18), в которую вводятся данные о партии порошка, причем дата и время заполняется автоматически (текущее время и дата).

 

Рис.2.19 Ввод информации о партии порошка.

Для добавления новой записи нужно нажать кнопку перехода «► *». После ввода характеристик партии нажать кнопку «► ». При нажатии на кнопку «Ввод данных по замесам» открывается форма (рис.2.20)

 

Рис.2.20 Ввод данных по замесу.

Номер партии в этой форме не вводится, а выбирается из списка имеющихся уже в родительской таблице. Следующая по порядку следования технологического процесса заполняется таблица «Прессование» (рис.2.21).

 

Рис.2.21 Ввод параметров процесса прессования.

 

Здесь только выбирается партия таблеток и вводится давление прессования таблеток этой партии. На значение давления наложены ограничения (400 - 700) и, при вводе значения не входящего в этот диапазон, появляется соответствующее сообщение (рис.2.22).

 

Рис.2.22 Сообщение о вводе некорректного значения давления.

Теперь вводим характеристики полученных спрессованных таблеток – кнопка «Спрессованные» (рис.2.23).

 

Рис.2.23 Характеристики спрессованной таблетки.

Далее заносится информация о параметрах снятия остаточного напряжения таблеток в накопителе (рис.2.24), т.е. информация о самом накопителе (кнопка «Снятие остаточных напряжений»).

 

Рис.2.24 Параметры процесса снятия остаточных напряжений.

Следующим шагом, соответственно вводятся характеристики таблетки, выдержанной в накопителе (кнопка «После выдержки»), т.е. таблетки без остаточных напряжений (рис.2.24).

 

Рис.2.24 Характеристики таблетки после выдержки в накопителе.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: