Размещено на http://www.allbest.ru/

Харьковский национальный университет радиоэлектроники

ЗАДАЧА МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО ДОКУМЕНТООБОРОТА КАК КОМПОНЕНТА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

В.М. Левыкин, М.В. Евланов, М.А. Керносов

Аннотация

Предложена обобщенная модель системы электронного документооборота как компонента информационной системы, учитывающая специфику предметной области и особенности действующего документооборота объекта автоматизации.

Ключевые слова: документооборот, документ, модель, система, информация.

1. Введение

Необходимость создания информационных систем (ИС) и их внедрения очевидна. Эффект от внедрения ИС выражается в виде стабилизации деятельности предприятия, повышения объемов продаж, снижения себестоимости продукции и т.п. Уменьшение временных затрат на принятие управленческих решений, формирование и обработку документов во многом определяется рациональностью организации и автоматизации документооборота. В настоящее время вопросу взаимодействия ИС и систем электронного документооборота (СЭД) не уделяется достаточно внимания. Обычно автоматизация документооборота проводится следующим образом: во-первых, в ИС могут быть реализованы функции создания и/или обработки документов; во-вторых, СЭД может быть разработана и внедрена независимо от ИС. Но в первом варианте ИС реализует лишь часть функций типовой СЭД. Во втором варианте возникает проблема интеграции и обеспечения эффективного взаимодействия двух систем.

Создание ИС для автоматизации бизнес-процессов (БП) предприятий обеспечивает накопление фактографических баз данных [1]. Документы, сопровождающие БП предприятия, также содержат фактографические данные и могут быть использованы для актуализации данных в ИС. Кроме того, СЭД должна адаптироваться к изменениям автоматизируемого БП и соответствующего ему документооборота. Поскольку ИС в процессе своего создания и/или эволюции охватывает все функции, характерные для БП объекта автоматизации (ОА), то для достижения максимального эффекта от автоматизации имеют смысл изначальное представление и разработка СЭД как компонента ИС. В варианте использования такого подхода будет решена задача адаптации СЭД к изменениям БП предприятия и задача актуализации данных в ИС.

2. Анализ существующих подходов, моделей и методов моделирования систем электронного документооборота

Наиболее популярными моделями СЭД, вследствие своей наглядности и простоты, являются визуальные модели. При создании визуальных моделей возможно использование двух подходов: структурного (методология ARIS, диаграммы потоков данных DFD, диаграммы функционирования БП IDEF0, модели последовательности выполнения работ IDEF3 и т.п.) и объектно-ориентированного (модели языка UML - модели бизнес-прецендентов (use case diagram), границ системы, диаграммы последовательностей (sequence diagram), бизнес-классов (class diagram), диаграмма последовательности действий (activity diagram) и т.д.). Эти модели используются на всех этапах проектирова-ния системы. Основным их недостатком является слабая степень формализа-ции. Визуальные модели могут использоваться для описания в доступном виде проектируемой системы, видов обеспечений, постановки задачи разработчикам, но не формализованного моделирования системы в целом.

Для формализованного описания СЭД в настоящее время применяются модели, основанные на теории графов, теории конечных автоматов и имитационные математические модели [2].

Графовые модели представляют формальную модель документооборота в виде множеств участников документооборота, операций над документами и их состояний. Вершинам графа ставятся в соответствие операции, а действия над документами - ребрам. Такие модели позволяют моделировать логику последовательного изменения состояний документов и действий, связанных с этими изменениями.

Автоматные модели представлены в виде множеств состояний документов (начальных и заключительных), входных данных для системы документооборота (алфавит автомата) и функций переходов на основании текущего состояния и входных данных в новые состояния. Автомат моделирует документооборот в виде принятия решения о переходе к следующему состоянию документа на основании его текущего состояния.

Имитационные модели СЭД распространены слабо. Основным их недостатком является ориентация на специфику документооборота конкретного объекта автоматизации и сложность адаптации к другим объектам.

Таким образом, существующие модели, методы и подходы к моделированию СЭД ориентированы на решение узкоспециализированных задач, таких как моделирование функциональной структуры и бизнес-логики СЭД, взаимодействия СЭД с внешней средой, взаимодействия пользователей с СЭД и т.п.

3. Выделение нерешенных частей проблемы моделирования систем электронного документооборота

Анализ существующих моделей СЭД показал, что функционирование СЭД описывается без учета связи с существующей ИС. Такие модели могут использоваться в случаях, когда СЭД охватывает большую часть функциональных задач ОА. Тогда разработка ИС для автоматизации задач, не связанных с документооборотом, или не требуется или имеет меньший приоритет в связи с прогнозируемой низкой эффективностью её внедрения. В остальных случаях СЭД является частью ИС предприятия и осуществляет взаимодействие с ней в виде обмена данными, вносимыми в документы и пополняющих фактографическую базу данных ИС в результате обработки документов.

Кроме того, существующие модели не описывают поведение СЭД в условиях изменения автоматизируемых БП и адаптации к ним. В частности, отсутствуют модели СЭД, которые позволили бы описать СЭД и её реакцию на внешние управляющие и возмущающие воздействия. В то же время, как развитие ИС, так и развитие СЭД осуществляется в тесной взаимосвязи с автоматизируемыми БП. В процессе реинжиниринга БП организации могут быть изменены с целью оптимизации и удовлетворения требованиям автоматизации, в то же время и ИС и СЭД в процессе своей эксплуатации и развития также должны адаптироваться к изменениям БП. Таким образом, становится актуальной задача имитационного моделирования таких систем.

4. Задача моделирования системы электронного документооборота

Интеграция СЭД и ИС предприятия позволит повысить эффект от внедрения информационных технологий, поэтому актуальной задачей является оптимизация существующих моделей СЭД или разработка новых, учитывающих взаимосвязь систем. Также, исходя из описанных выше проблем, необходимо решать задачи имитационного моделирования эволюции СЭД и её адаптации к внешним воздействиям. Целью проводимого исследования явля-ется представление СЭД как компонента ИС с использованием синергетическо-го подхода и динамической теории информации для их последующего имита-ционного моделирования. Использование предложенного математического аппарата позволит предсказать реакцию СЭД на внешние воздействия.

5. Применение синергетического подхода для моделирования системы электронного документооборота

5.1 Формализованное представление системы электронного документооборота как компонента информационной системы

СЭД может быть представлена в виде «черного ящика», преобразующего входное множество параметров во множество требуемых выходных параметров .

->[СЭД] ->

При этом имеет место внешнее воздействие на систему , вызывающее отклонение полученных результатов от требуемых значений . Это обуславливает необходимость осуществления корректирующего или регулирующего воздействия на систему с целью устранения влияния возмущающих факторов и обеспечения нормального функционирования СЭД в частности и БД организации в целом. Воздействие может выполнять функции управления и в случае, если необходимо изменить ход БП и получить новые требуемые выходные параметры .

->[СЭД] -> или ->[СЭД] ->

Для представления ИС будем использовать динамическую теорию информации [3], согласно которой:

- функции ИС можно свести к задачам генерации, хранения, обработки и отображения данных (обеспечения их достоверности и целостности);

- данные, обрабатываемые в ИС, являются отображением состояния какого-либо БП или отдельной работы БП;

- данные, как объекты ИС, могут быть двух типов: верные и некорректные. К некорректным данным будем относить ошибочные данные и данные, не соответствующие текущему состоянию БП (устаревшие данные);

- по окончанию обработки каждого набора входных данных система, согласно (1), в результате должна обеспечивать получение требуемых выходных параметров или , т.е. данные в ИС должны отражать состояние БП, структура которого динамически изменяется. При этом ИС будет находиться в стабильном состоянии, если в ней отсутствуют некорректные данные, или их количество минимально;

- оперативные данные в неизменном виде хранятся определенный период времени до тех пор, пока они не будут модифицированы, признаны ошибочными или перемещены в хранилище данных для анализа (автокаталитическое воспроизводство) [3];

- нестабильное состояние ИС (наличие некорректных данных) служит предпосылкой генерации новой информации о расхождении представления БП в ИС и его фактического текущего состояния, используемой для формирования управляющего воздействия на ИС с целью вернуть её в стабильное состояние.

Учитывая то, что СЭД является компонентом ИС, основной задачей которого является создание и обработка документов, к СЭД также можно применить описанное выше представление, с учетом того, что объектами СЭД являются как данные, так и документы. В таком случае представление (1) принимает следующий вид:

[СЭД]

где - внешние данные или источники данных, вносимых в документы;

- данные, получаемые из ИС и вносимые в документы на этапе их формирования (документы, помимо текстового, имеют также формализованное представление данных, обрабатываемых системой);

- регулярные документы, являющиеся результатом обработки входных данных;

- новые или измененные входные данные, полученные в результате обработки документов и передаваемые ИС;

- случайное возмущающее воздействие;

- неформализуемое случайное воздействие, влияющее на ввод, обработку и отображение данных (опечатки, намеренный ввод неверных данных, действие компьютерных вирусов и т.п.);

- документы, модифицированные в результате воздействия случайного воздействия. Например, документы, содержащие ошибки или опечатки;

- документы, в которых обнаружены несоответствия, и распорядительные документы, формализующие случайное воздействие на БП предприятия, вызывающие издание ряда новых документов. Например, приказы «во изменение» или распорядительные документы о реструктуризации или реорганизации предприятия в случае, если оно является филиалом более крупной организации;

- управляющее воздействие, которое может сопровождаться соответствующей документацией, выработанное в случае отклонения полученных результатов от требуемых. Например, план работ по модификации и доработке СЭД в связи с появлением новых типов документов.

В данном представлении СЭД учитывается, что документооборот протекает также и вне СЭД. Например, утверждение распорядительных документов осуществляется, как правило, в бумажном виде посредством нанесения на экземпляр документа соответствующих реквизитов.

Согласно приведенному представлению взаимодействие СЭД с внешней средой осуществляется посредством издаваемых и обрабатываемых документов. Большинство изменений, касающихся структуры ИС и СЭД также документируется. Взаимодействие СЭД с ИС предприятия осуществляется посредством обмена данными. В случае наличия на предприятии отлаженного БП, СЭД является источником большей части новых данных, вносимых в ИС.

Используя выражения (2), модель взаимодействия СЭД и ИС в обобщенном виде принимает вид:

->->,

где , принадлежат ИС и являются выходными и входными данными в процессе взаимодействия с СЭД;

- внешние данные, часть которых в процессе функционирования СЭД преобразуется в .

В выражении (3) - множество функций СЭД, в котором можно выделить 2 подмножества,

:

1) - множество функций, преобразующих данные в документы:

,

где - множество документов, формируемых СЭД;

2) - множество функций обработки документов, преобразующих документы в данные, вносимые в ИС:

.

Реализация функций может быть описана с помощью теории графов, конечных автоматов или другими способами. Для имитационного моделирования функционирования СЭД как элемента ИС все функции множества будем считать линейными и однозначно преобразующими вход в выход.

5.2 Модель функционирования системы электронного документооборота

моделирование система электронный документооборот

В выражении (1) видно, что в результате воздействия неформализуемых случайных факторов, выход системы может не совпадать с ожидаемым результатом. Применительно к СЭД (2,3) в результате выполнения функций СЭД будут получены наборы данных и документов . В идеальной ситуации документы не содержат некорректных сведений и ошибок, а набор данных , полученный в результате их обработки, позволяет актуализировать данные в ИС. На практике из-за наличия неформализуемой случайной составляющей каждое из множеств выходных данных и документов , будет представлено в виде двух подмножеств:

, ,

где - подмножество верных документов;

- подмножество документов, содержащих ошибки и/или некорректные сведения;

- подмножество актуальных данных, соответствующих изменениям в БП;

- подмножество искаженных данных, снижающих степень актуальности данных в ИС.

В результате воздействия возмущающего воздействия достоверное отображение текущего состояния БП ОА в виде документов, сопровождающих БП, и данных в ИС достигнуто не будет.

Применение синергетического подхода позволяет представить функционирование СЭД в виде системы дифференциальных уравнений вида [3]:

, ,

где - динамические переменные, характеризующие состояние СЭД - число формируемых верных и некорректных документов, количество полученных верных и искаженных данных, полученных при их обработке и т.п.;

- функции, описывающие взаимодействие динамических переменных;

- характерные времена изменения переменных .

6. Выводы

Динамическая модель СЭД, которая может быть получена в результате применения синергетического подхода, позволит имитировать её функционирование путем задания линейных функций , , законов распределения стохастических функций , ,

где - вероятность внесения во входные и выходные данные искажений, определяющая периодичность изменения величины .

Зная законы распределения описанных функций и исходной состояние данных ИС на определенный момент времени, путем имитационного моделирования можно прогнозировать состояние СЭД через период времени , произвести оценку степени соответствия данных в ИС состоянию БП ОА и возможности их использования для статистической и аналитической обработки.

Литература

1. ГОСТ 7.73-96 - Поиск и распространение информации. Термины и определения. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Межгосударственный стандарт.

2. Хопкрофт Д.Э., Мотвани Р., Ульман Д.Д.. Введение в теорию автоматов, языков и вычислений, 2-е изд. М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. 528 с.

3. Чернавский Д.С.. Синергетика и информация. М.: Знание, 1990. 48 с.

4. Далека В.Д., Деревянко А.С., Кравец О.Г., Тимановская Л.Е.. Модели и структуры данных. Учебное пособие. Харьков: ХГПУ, 2000. 241 с.

5. Керносов М.А., Левыкин В.М. Система электронного документооборота как элемент информационной системы // Информатика и компьютерные технологии. Сборник трудов первой международной студенческой научно-технической конференции - Донецк: ДонНТУ, 2006. ххх с.

Размещено на Allbest.ru