Структурное описание диспетчерского управления инженерным документооборотом проектно-изыскательной организации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Национальный исследовательский томский политехнический университет

СТРУКТУРНОЕ ОПИСАНИЕ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫМ ДОКУМЕНТООБОРОТОМ ПРОЕКТНО-ИЗЫСКАТЕЛЬСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

Кузенков В.З. Генеральный директор

ОАО «ТомскНИПИнефть», аспирант

Аннотация

В работе ставится и решается задача исследования возможности формального решения задачи синтеза супервизора управления проектной деятельностью в проектно-изыскательской организации на основе системы инженерного документооборота в рамках дискретной событийности проектных работ.

Ключевые слова: система инженерного документооборота, проектно-изыскательская организация, дискретно-событийная система.

Annotation

STRUCTURAL DESCRIPTION SUPERVISORY CONTROL ENGINEERING DOCUMENT PROJECT COMPANIES

The paper consideres the problem of investigating the possibility of a formal solution of the problem of synthesis Supervisor Project Management in the design and survey organization based on engineering document management system within discrete eventness design work.

Keywords: engineering document, design and survey organizations, discrete-event system.

Основная часть

Управление инженерной документацией в проектно-изыскательской организации (ПИО) сводится к чтению и редактированию документа, как на стадии его создания, так и в процессе жизненного цикла, к контролю атрибутов, характеризующих состояние проекта и принятию управленческих решений, контролю документооборота в соответствии с установленной политикой документооборота в ПИО, к поддержанию системы шаблонов документов, к поиску документа и управлению записями в СМК, к обеспечению целостности, конфиденциальности хранения и доступности документов.

При автоматизированном управлении проектной деятельностью в ПИО используют такое понятие как диспетчерскую службу, которая может рассматриваться как супервизор, центр принятия решений и управления на основе фактов изменения состояния проекта (проектных событий). В системном описании такого управления выделяется замкнутый автоматизированный контур системы инженерного документооборота (СИД). Эта система управления может быть отнесена к дискретно событийной (ДСС) [1, 2]. Основные идеи исследований ДСС были изложены в работах У. Уонхэма и Дж. Рамаджа [3]. Обзор состояния и систематическое изложение принципов управления ДСС приведено в монографии [4].

Целью данной работы является исследование возможности формального решения задачи синтеза супервизора управления проектной деятельностью на основе инженерного документооборота в рамках дискретной событийности проектных работ.

Согласно методологии предложенной в [1] ДСС может быть описана как (G, K, S), где в приложении этой методологии к проектной деятельности ПИО, G - это множество инженерных документов, сопровождающих выполнение проектов, S - это супервизор, диспетчерская служба СИД, а К - спецификация диспетчерской службы, устанавливающая требования к выполнению проектных работ. Супервизор S должен в процессе управления обладать свойством активности (быть неблокирующим), т.е. не содержать тупиков и блокировок.

Событие e ? E - это абстракция для множества фактов наблюдения «жизни» инженерных документов. События мгновенны, их появление спонтанно и происходят они в непредсказуемые моменты времени, поэтому все, что можно наблюдать во временной шкале - это их последовательности.

Примерами возможных событий Е в ДСС проектной деятельности являются:

документированные факты изменения состояния проекта (проект подготовленный, проект запущенный, проект приостановленный и др.) - Euc;

документированные команды/распоряжения (подготовить экспертизу, согласовать ТЗ и др.) - Ес, на которые реагирует проектная деятельность исполнителя изменением состояния документа (принят, согласован, отклонен и др.) - Ew.

В классическом понимании логическое по своей сути супервизорное управление инженерным документооборотом заключается в обеспечении такого взаимодействия с выполняемым по своим внутренним правилам и в своем масштабе времени потоком проектных работ, при котором реализуется устанавливаемая диспетчерской службой последовательность операций. Супервизорное управление проектной деятельностью дискретно и асинхронно по своей природе и самым общим его проявлением является поток управляющих событий. При этом формируются два аспекта событийности: во-первых, все в ДСС происходит по причине наступления определенных событий; во-вторых, механизм смены состояний документов (регламент) также основан на событиях.

Решение задачи о существовании и возможности синтеза такого супервизора дает аналитический ответ на основной вопрос логического управления системы инженерного документооборота (СИД): разрешима ли задача устойчивого (активного) управления объектом управления автоматного типа (процессом выполнения проекта).

Как показывает практика выполнения проектных работ в ОАО «ТомскНИПИнефть» такая неустойчивость работы разработанной СИД собственными силами в ПИО может наблюдаться в процессе ее последующей эксплуатации.

В общем случае поведение СИД является результатом неформальных умозрительных взаимодействий диспетчерской службы с исходными данными и ограничениями, которое «черпаются» из особенностей проектной деятельности и выполняемого проекта.

ДСС в таком описании представляется автоматом взаимодействующих автоматов супервизора и объекта управления. Конечный автомат супервизора в программном коде может быть представлен в виде простейшей языковой структуры, состоящей из одного или нескольких операторов.

Известны фундаментальные результаты ДСС [1], которые могут быть соотнесены со спецификой проектной деятельности, управляемым инженерным документооборотом:

· с анализом поведения G, ничем не ограниченного генератора языка L(G) инженерного документа;

· со специфицированием ограничений на требуемое поведение в форме языка спецификаций проектных работ К;

· с исследованием управляемости СИД и разработкой методов синтеза активного супервизора S, обеспечивающего управления проектными работами при любых событиях и их сочетаниях.

При решении задач анализа и синтеза ДСС в большинстве случаев появляются две основные трудности, которые можно ожидать и при разработке СИД для ПИО.

Первая заключается в быстром росте размерности модели объекта управления (G), что наблюдается, например, при разработке еЕРС-описания проектной деятельности в рамках повсеместно внедряемых систем менеджмента качества в ПИО.

Вторая трудность - это возможное структурное несоответствие синтезированного супервизора и исходных описаний объекта управления. Это обычно вызвано тем, что основные результаты и методы теории ДСС сформулированы в понятийном базисе языков над множеством событий, в то время как программная система управления проектами использует в явном виде понятия состояния, условия, переходы, структура и т.п.

Некоторые пути решения задач большой размерности приведены в [5], что позволяет использовать математический аппарат автоматных моделей для проектирования супервизора.

Решение задачи структурного соответствия проектируемого супервизора исходным задачам системы управления инженерным документооборотом лежит в правильности выбора модели, описывающей его взаимодействие с проектной деятельностью ПИО.

Основными составляющими управленческих компонентов проектной деятельности являются состояния потока проектных работ, события Euc, возникающие в результате изменения состояний проектов в процессе их жизненных циклов. Поток работ характеризуется функциями или операциями. В функциональной формализации описание потока работ проектной деятельности ПИО характеризуются:

· in_S - входными параметрами проекта, такими, что TypeOf(p)?T, ?p ? in_S;

· out_S - выходными параметрами, такими, что только при одном выходным управлением cc?out_STypeOf(cc)=CCT, а для других выходных параметров TypeOf(q)?T, q?out_S, q?cc;

· списком типов sip_S=(p₁,p₂,…p_ns) старт-входных параметров проекта, которые разделяются на управляющие входные параметры p, так, что TypeOf(p)=CCT и выходные параметры q так, что TypeOf(q)?T.

Старт-условием потока работ при выполнении проекта является домен данных

sc_S: dom(t₁)Ч dom(t₂)Ч… Ч dom(t_ns) >(true, false).

супервизор проектный инженерный доокументооборот

Здесь домен данных Dom (t), типа t?T, где множество T содержит стандартные типы данных (например, integer, ?oat, string), которые соответствуют таким физическим сущностям проектных работ как исполнитель проекта, распоряжение/приказ, а домен данных управления соответствует событиям:

Dom(CCT):= (True event, False event, ?), где CCT?T, а ??Dom(t), ?t ?T, TypeOf(p) ?T?(CCT) означает отсутствие события.

С использованием автоматного FSM-описания документооборота, могут быть определены состояния проекта, условия перехода его из одного состояния в другое, команды и запросы.

Пару (А,С) структуры ДСС, состоящую из объекта автоматизации А и управляющего автомата С, называют автоматизацией объекта управления (рис.1).

Рис. 1

Традиционно внутреннюю управляющую часть (супервизор) в ДСС не декомпозируют на характерные для классических систем автоматизации управляющую и исполнительные части [4], что и может привести к серьезному структурному несоответствию проектируемого супервизора СИД исходным задачам системы управления инженерным документооборотом.

В данной работе объектом автоматизации является проектная деятельность ПИО, характеризуемая множеством инженерных документов, а ее управляющей частью - система инженерного документооборота (рис.2). Управляющая часть СИД состоит из диспетчерского центра принятия решений, управления проектами и используемых в ПИО комплекса регламентов исполнения управленческих решений по проектной деятельности (исполнительной части СИД).

Также как и в [2] в такой автоматизации, будем использовать разделение множества событий Е проектной деятельностью на Ес множества управлений супервизора, вызванных проектными событиями Еис, и Ew - множество исполнительных событий, подтверждающих регламентом исполнение управлений.

Будем считать, что в отличие от управляемых событий из Ес события Еис нельзя блокировать супервизором СИД, но в соответствии с проектной деятельностью нежелательные события проектной деятельности могут блокироваться исполнительной частью СИД установленных в ПИО регламентов.

Таким образом, структурное описание СИД в виде ДСС с выделенной исполнительной частью будет в большей мере соответствовать решаемым задачам диспетчерской службы управления инженерным документооборотом.

Устанавливаемый супервизором в соответствии с инженерным документооборотом автоматный язык L(С/А), состоящий из событий Е, управляет проектной деятельностью, так что реализуется предписанное диспетчерским управлением ее выполнение.

Рис. 2 Супервизорное управление проектными работами в ПИО

Автоматное выполнение операций СИД сопровождает поток проектных работ, управляет им и информационно его определяет (характеризует).

Инженерные документы реализуют установленную в ПИО супервизорную логику управления проектами.

Выводы

В результате разработки ДСС-модели реализуется правильное концептуальное отражение внутренней структуры проектной области, благодаря чему разработчики СИД получают хорошо верифицируемый инструмент разработки программного кода. Преимуществом такого подхода является то, что небольшой объем математических моделей в виде автоматных нотаций (например, на основе CASE-инстументаория), описывающих управление проектной деятельностью, может быть собран в одной модели СИД, обработан, структурирован и проанализирован строгими математическими методами, которые эффективны для анализа документооборота в ПИО. Важным следствием автоматного подхода является его применимость для процедурной и объектно-ориентированной методологий разработки программного обеспечения

Литература

1. Амбарцумян, А.А. Супервизорное управление структурированными динамическими дискретно-событийными системами / А.А. Амбарцумян // М. Автоматика и телемеханика. 2009. №8. С. 156-176.

2. Амбарцумян, А.А. Метод прямого синтеза супервизора для структурированных дискретно событийных систем / А.А. Амбарцумян //Автоматика и Телемеханика. 2010. №8. С. 168-188.

3. Ramadge, J. G. Supervisory control of a class of discrete event processes./ J. G. Ramadge, W. M. Wonham // SIAM Journal of Control and Optimization, 1987. № 25. Р. 206-230.

4. Cassandras, Introduction to Discrete Event Systems/ Christos G. Cassandras, Stйphane Lafortune. Springer Science+Business Media, LLC 2008. 769 p

5. Marchand, H. Supervisory Control Problems of Hierarchical Finite State Machines/ H. Marchand, B. Gaudin //- Proceedings of the 41st IEEE Conference on Decision and Control, Las Vegas, Nevada USA, December 2002. Р. 1199-1204.

Размещено на Allbest.ru