Sowjetisches Plakat "Automatisches Produktionsmanagementsystem - die Volkswirtschaft!", Künstler R. Suryaninov, 1972
"Eine Geschichte über die Modellierung komplexer Systeme"
Hintergrund
Zu einem meiner Artikel über die Modellierung eines „märchenhaften“ Themenbereichs ( Teil 1 , Teil 2 ) wurde ein Kommentar hinterlassen. Ich zitiere:
"Es wäre großartig, eine Geschichte über die Modellierung komplexer Systeme zu sehen . "
Und ich habe versprochen, etwas aus dem wirklichen Leben mitzunehmen.
Einige Worte zur Modellierungssprache, Modellierungsumgebung, Methodik und Modellierungskonvention
Modellierungssprache
Für die Modellierung wird UML verwendet - Unified Modeling Language, eine einheitliche Modellierungssprache [1].
Modellierungsumgebung
Als Modellierungswerkzeug wurde Enterprise Architect der australischen Firma Sparx Systems [2] verwendet.
Modellierungsmethode und Übereinstimmung
Bevor Sie mit dem Entwurf beginnen, müssen Sie bestimmte Regeln und Ansätze festlegen, denen wir bei der Entwicklung von Diagrammen folgen. Dieselben Regeln werden beim „Lesen“ von Diagrammen verwendet. Die Hauptansätze sind in [3, 4] ausführlich beschrieben.
Stufe 1. Wir entwickeln eine Prozesslandkarte unter Verwendung des Anwendungsfalldiagramms, setzen alle identifizierten Zielprozesse darauf - Anwendungsfallelemente sowie Prozessteilnehmer - Akteurelemente, wir versuchen, die Prozesse sofort nach ihrer Bedeutung zu gruppieren (wenn möglich natürlich).
Stufe 2. Wir beschreiben jeden Prozess in Form eines Aktivitätsdiagramms. Für einen Prozess, in dem mehr als 10 Schritte hervorgehoben sind, ist es sinnvoll, das Prinzip der Zerlegung von Prozessschritten anzuwenden, um die Lesbarkeit des Diagramms zu verbessern. Für die Aktivitätsdiagramme der unteren Ebene wenden wir die Strukturierung des Diagrammfelds mithilfe der „Schwimmpfade“ - Schwimmbahnen an. Der Name der Spur entspricht dem Typ der Diagrammelemente, die auf dieser Spur platziert werden. „In / Out Objekte ”: Objektelemente befinden sich auf dieser Spur - Objekte, die verwendet werden oder das Ergebnis eines bestimmten Schrittes des Prozesses sind. "Aktivität": Hier platzieren wir die Elemente der Aktivität - die Aktionen der Teilnehmer am Prozess. "Rolle": Eine Spur für Elemente, die die Rollen von Ausführenden von Aktionen in unserem Prozess angibt. Für sie verwenden wir dasselbe Modellierungsobjektelement - ein Objekt, fügen jedoch das Stereotyp "Akteur" hinzu. Die nächste Spur heißt „Regeln“ und auf dieser Spur werden die Regeln zum Abschließen der Prozessschritte in Textform eingefügt. Dazu verwenden wir das Modellierungselement „Notiz“ - eine Notiz. Wir werden den Tools-Track verwenden, um Informationen über den Grad der Prozessautomatisierung zu sammeln.
Schritt 3. Markieren Sie, was automatisiert werden kann. Wir werden drei Arten von Schritten haben: manuelle Ausführung, automatisiert und vollautomatisch.
Stufe 4. Der automatisierte Schritt muss der Funktion oder den Funktionen des Systems entsprechen (die Beziehung kann viele zu viele sein). Zeichnen Sie ein Anwendungsfalldiagramm. Dies sind die Funktionen unseres Systems.
Schritt 5. Wir beschreiben die interne Organisation des Systems anhand des Klassendiagramms - Klasse. Schwimmstraße “Ein- / Ausfahrt Objekte “im Aktivitätsdiagramm ist die Grundlage für die Erstellung eines Objektmodells und eines Entitätsbeziehungsmodells.
Schritt 6. Wir analysieren die Notizen auf der Spur „Regeln“. Sie enthalten verschiedene Arten von Einschränkungen und Bedingungen, die schrittweise in nicht funktionale Anforderungen umgewandelt werden.
Schritt 7. Elemente auf der Tools-Spur geben Auskunft über den Grad der Prozessautomatisierung.
Der resultierende Satz von Diagrammen gibt eine formalisierte Beschreibung in einer ziemlich strengen Notation, d.h. hat eine eindeutige Lesart. Jetzt ist es möglich, Leistungsbeschreibungen zu entwickeln, die Spezifikation der Anforderungen zu klären usw.
Modellierungselemente für Anwendungsfalldiagramme für eine Prozesslandkarte
Modellierungselemente für Aktivitätsdiagramme
Kurze Informationen zum Automatisierungsobjekt
Gegenstand der Automatisierung ist die Sicherstellung der Produktionsqualität von Medizinprodukten.
Der Herstellungsprozess von Medizinprodukten ist durch das Vorhandensein einer großen Anzahl manueller Vorgänge gekennzeichnet. Das Qualitätsmanagement ist gemäß GOST ISO 13485-2011 geregelt. Medizinische Produkte. Qualitätsmanagementsysteme. Systemanforderungen für regulatorische Zwecke.
Zur Durchführung der Qualitätskontrolle müssen alle Vorgänge bei der Herstellung eines Medizinprodukts überwacht und aufgezeichnet werden, um mögliche Vorfälle anschließend untersuchen zu können.
Als Träger von Registrierungsinformationen wird ein Barcode verwendet. Zum Lesen von Informationen wird ein entfernter Barcodeleser verwendet.
Das entwickelte automatisierte System (AS) zur Steuerung der Herstellung von Medizinprodukten ist bestimmt für:
- Kontrolle und Registrierung aller Vorgänge bei der Herstellung eines Medizinprodukts;
- Überwachung des Produkterstellungsprozesses;
- Erhalten von Berichten über durchgeführte Operationen.
Prozesslandkarte - Anwendungsfalldiagramm
Abbildung 1 zeigt eine Karte der Prozesse der Wechselstromregelung bei der Herstellung von Medizinprodukten. Prozesse werden grün hervorgehoben, für die unten Ausführungsszenarien angegeben werden.
Abbildung 1. Prozesslandkarte eines automatisierten Steuerungssystems zur Herstellung von Medizinprodukten
Beispiele für Prozessszenarien - Aktivitätsdiagramme
Die Abbildungen 2-5 zeigen Beispiele für Szenarien zur Implementierung von AS-Steuerprozessen zur Herstellung von Medizinprodukten.
Abbildung 2. Arbeitsvorbereitung (Schichtbeginn)
Abbildung 3. Honig machen. Produkte (Makroschritte)
Abbildung 4. Beginn der Herstellung von Medizinprodukten
Abbildung 5. Herstellung von Medizinprodukten
Objektlebenszyklus - Zustandsdiagramm
In den Aktivitätsdiagrammen werden Zustände in eckigen Klammern vor oder nach den Namen von Objekten angezeigt.
Der gesamte Lebenszyklus der Herstellung eines Medizinprodukts ist im Zustandsdiagramm - Zustandsdiagramm (Abbildung 6) dargestellt.
Abbildung 6. Das Zustandsdiagramm der Herstellung von Medizinprodukten
Systemstruktur
Das System ist nach einem Funktionsattribut logisch in Subsysteme unterteilt:
- Teilsystem "Herstellung von Medizinprodukten";
- Subsystem "Verzeichnisse und Register (NSI)";
- Teilsystem „Überwachung und Kontrolle“ (einschließlich der Module „Überwachung des technologischen Betriebs“ und „Berichterstattung“);
- Subsystem "Sicherheit";
- Subsystem "Administration".
Automatisierte Prozesse im Kontext von Subsystemen und Modulen sind in der folgenden Abbildung dargestellt (Abbildung 7).
Abbildung 7. Automatisierte Prozesse im Kontext von Subsystemen und Modulen
Dies sind natürlich nicht alle Diagramme, aber um eine Vorstellung vom Modell zu geben, halte ich es für ausreichend.
Anstelle einer Schlussfolgerung
Als wir mit der Entwicklung des Systems begannen, basierte das Wissen über den Themenbereich nur auf den zu Beginn von GOST ISO 13485-2011 genannten Medizinprodukten und einer Beschreibung der Kundenbedürfnisse für eine halbe Seite. Die Modelle wurden mit dem Kunden besprochen, es gab keine besonderen Schwierigkeiten beim „Lesen“ der Modelle.
Der Lautsprecher wurde in den Jahren 2016-2017 entwickelt. unter SQL Server 2014 Express in C #, ASP.NET MVC 5-Plattform, für Front-End - Javascript und JQuery. Drahtlose Barcodeleser Mercury CL600R wurden als entfernte Barcodeleser verwendet.
Liste der Quellen
- OMG UML-Spezifikation (OMG Unified Modeling Language). Version 2.5.1. [Elektronische Ressource] Zugriffsmodus: Internet: https://www.omg.org/spec/UML/2.5.1/PDF
- Sparx Systems Website. [Elektronische Ressource] Zugriffsmodus: Internet: https://sparxsystems.com
- Zertifikat Nr. 18249 über die Registrierung und Hinterlegung eines Werkes des Ergebnisses geistiger Tätigkeit. Alfimov R.V., Zolotukhina E.B., Krasnikova S.A. Ein Manuskript eines Lehrmittels mit dem Titel "Modellieren eines Themenbereichs mit Enterprise Architect" // 2011.
- Zolotukhina E.B., Cherry A.S., Krasnikova S.A. Geschäftsprozesse modellieren. - M .: KURS, SIC INFRA-M, EBS Znanium.com. - 2017.