Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения для улучшения качества продуктов методом бенчмаркинга G3:ID

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Южный Федеральный Университет

Факультет высоких технологий

Кафедра «Системный анализ и управление»

Курсовая работа

по дисциплине:

«Информационные технологии моделирования технических систем»

на тему:

«Объектно-ориентированный анализ и проектирование

программного обеспечения для улучшения качества продуктов

методом бенчмаркинга G3:ID»

Выполнила: студентка группы 1-М Фехретдинова А.Р.

Руководитель: ст. преподаватель

Пономарева Н.С.

Ростов-на-Дону

2010

Южный Федеральный УНИВЕРСИТЕТ

Утверждено

Заведующий кафедрой «Системный анализ и управление»

______________________ В.А. Петраков

«__» октября 2010 г.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

по дисциплине «Информационные технологии моделирования

технических систем»

Студентке гр._____________ Фехретдиновой Анне Рахимуллаевне

^{Фамилия,
имя, отчество}

1. Тема: Объектно-ориентированный анализ и проектирование системы программного обеспечения для улучшения качества продуктов методом бенчмаркинга G3:ID

2. Исходные данные: Материалы бакалаврских работ

3. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень вопросов, подлежащих разработке)

Введение (актуальность темы и постановка задачи).

1. Анализ метода “бенчмаркинг G3:ID”

2. Проектирование объекто-ориентированной модели системы улучшения качества продуктов методом бенчмаркинга G3:ID

3. Системный анализ и моделирование процессов системы улучшения продуктов методом бенчмаркинга G3:ID

Заключение

Литература

Объем пояснительной записки – от 35 стр. печатного текста.

4. Срок сдачи студентом законченной работы 22 декабря 2010 г.

5. Дата выдачи задания 23 октября 2010 г.

Руководитель Пономарева Н.С., старший преподаватель

(фамилия, инициалы, должность и ученая степень) (подпись)

Задание принял к исполнению (дата) (подпись)

АННОТАЦИЯ

Работа состоит из 37 страницы, содержит 8 рисунков, 4 таблицы. Объектом исследования является бенчмаркинг G3:ID. Метод исследования – объектно-ориентированный анализ.

В первой главе даётся общая информация о методе бенчмаркинга G3:ID.

Во второй главе проводится объектно-ориентированный анализ метода, строится модель.

В третьей главе метод описан с помощью диаграммы состояния.

В заключении приведены результаты проведенной работы.

содержание

ВВЕДЕНИЕ

Проблема конкуренции становится все более острой не только в США и европейских странах, но и в России. А острием этой конкурентной борьбы являются разработки и вывод на рынок новых товаров и услуг. Эти товары призваны удовлетворить существующие потребности клиентов в большей степени и/или удовлетворить новые потребности клиентов. Компании ищут возможности использования последних достижений конкурентов и мировые научные достижения в целях собственного выживания и развития бизнеса. На вооружении компаний имеются методики сравнения конкурирующих продуктов: бенчмаркинг продуктов и инженерный анализ, или как его ещё называют, "обратный инжиниринг" (reversed engineering), метод структурирования функции качества QFD (Quality Function Deployment) или метод "домов качества", позволяющий связать технические характеристики продукта с требованиями потребителей и процессом производства, который уже стал стандартом менеджмента качества [8].

В настоящей курсовой работе будут рассмотрены особенности методики бенчмаркинга G3:ID, построенной с использованием элементов ТРИЗ, и представлено описание проектирования программного продукта, основанного на данном методе.

При предварительном анализе метода бенчмаркинга G3:ID было выявлено, что данный метод является высокоэффективным методом сравнения и выявления направлений совершенствования систем, учитывая потенциалы развития конкурирующих систем, позволяющий компаниям выживать в условиях жесткой конкуренции.

Однако, поскольку бенчмаркинг - это непрерывный процесс, и в случае рассмотрения множества потребительских или инженерных характеристик системы проведение анализа вручную затрудняется. С учетом всё более возрастающей сложности окружающих человека систем, актуальной становится проблема упрощения процедуры бенчмаркинга путем её автоматизации.

Таким образом, целью курсовой работы является проектирование программного обеспечения для разработки продуктов и улучшения качества продуктов методом бенчмаркинга G3:ID.

Для достижения поставленной цели в работе решаются практические задачи, определенные следующими процедурами:

анализ требований и проектирование программного продукта;
объектно-ориентированный анализ и построение базовой модели системы улучшения качества продуктов методом бенчмаркинга G3:ID;
моделирование структуры системы;
моделирование поведения модели.

1 Анализ метода “бенчмаркинг G3:ID”

1.1 Описание метода “бенчмаркинг G3:ID”

Термином "бенчмаркинг", как известно, обозначается один из инструментов совершенствования деятельности. Название метода происходит от английских слов "bench" (уровень, высота) и "mark" (отметка). Это словосочетание трактуется по-разному: "опорная отметка", "отметка высоты", "эталонное сравнение" и т. п. Некоторые авторы определяют бенчмаркинг как непрерывный процесс сопоставления продукции, услуг и практического опыта по отношению к самым сильным конкурентам или фирмам, признанным в качестве промышленных лидеров [8].

Однако подобное сравнение может и должно использоваться не только между фирмами, предприятиями, но и внутри них, что позволяет считать бенчмаркинг методом непрерывного совершенствования деятельности любого вида и уровня путем эталонного сравнения.

Бенчмаркинг - это метод объективного систематического сопоставления собственной деятельности с работой лучших компаний (подразделений своей компании), уяснение причин эффективности бизнеса партнеров, организация соответствующих действий для улучшения собственных показателей и их реализация.

При проведении бенчмаркинга следует придерживаться следующего плана действий:

выявление тех аспектов деятельности компании, по которым потребители выделяют поставщиков, добившихся делового совершенства;
установление эталонной компании, с которой будут сравниваться показатели работы;
определение способов достижения эталонной компанией высокого уровня эффективности;
установление стандартов эффективности для ключевых аспектов деятельности компании, превосходящих уровень эффективности эталонной компании;
выявление того, что должно быть сделано для доведения показателей работы компании до оптимального уровня;
разработка плана реализации полученных идей с целью приведения бизнеса в соответствие со стандартами и получение превосходства над ними;
выполнение намеченных планов.

Бенчмаркинг - это непрерывный процесс, а не разовое мероприятие. Так как требования потребителей постоянно меняются, меняются и характеристики работы компаний-конкурентов. Соответственно эталоны, в сравнении с которыми проводится бенчмаркинг, также меняются, и только непрерывный бенчмаркинг способен помочь компании быстрее узнавать обо всех новациях и выгодно применять их на практике.

Сложившаяся теория и практика рассматривает типы бенчмаркинга в зависимости от объекта сравнения и от того, что сравнивается. Лучшие результаты получаются в комбинации общего бенчмаркинга, в котором участвуют предприятия из других отраслей, и бенчмаркинга процесса.

Задача разработки перспективных продуктов - это всегда взгляд в будущее. Поэтому при сравнении систем существует естественная необходимость учитывать потенциал совершенствования системы относительно современного уровня. С этой задачей успешно справляется бенчмаркинг G3:ID, использующий законы развития технических систем ТРИЗ.

Бенчмаркинг G3:ID был разработан в консалтинговой фирме GEN3 Partners (www.gen3.com) С.Литвиным и А.Любомирским. Аббревиатура G3:ID - это сокращение названия семейства методик, ID - инновационная дисциплина (Innovation Discipline) [9].

Бенчмаркинг G3:ID рекомендуется применять при разработке продуктов (и процессов) с целью определения базовой системы для анализа и дальнейшего совершенствования, для получения объективной оценки об уровне развития анализируемой системы (положении на S-кривой эволюции технических систем) и пределах её развития, определения направлений совершенствования системы и выявления альтернативных технических систем для переноса функций. Иными словами, бенчмаркинг G3:ID позволяет сравнивать и делать заключение о направлении совершенствования систем, учитывая потенциалы развития конкурирующих систем.

1.2 Алгоритм метода “бенчмаркинг G3:ID”

Первый шаг бенчмаркинга G3:ID - это выбор важных для сравнения, потребительских или инженерных характеристик системы. Обычно это параметры, отвечающие за выполнение главной полезной функции системы. При сравнении продуктов эти параметры должны быть получены на основании результатов маркетинговых исследований.

В методике бенчмаркинга G3:ID количественные значения параметров переводятся в баллы, используя десятибалльную шкалу. Минимальный балл присваивается значению параметра, имеющему наихудшую величину. Максимальный балл соответствует "идеальной" системе и определяется по физическому или техническому пределу параметра.

Таким образом, проводится оценка достигнутого уровня параметров для всех систем. На втором этапе бенчмаркинга G3:ID для каждой системы определяется значение критерия "перспективность", показывающее потенциал развития системы. Этот параметр учитывает уровень развития системы или положение системы на S-образной кривой эволюции технической системы и пределы развития системы по главным параметрам.

Процедура определения этапа развития системы - анализ эволюции системы по главному параметру по S-кривой эволюции, проводится с использованием набора признаков, описанных в законах эволюции технических систем ТРИЗ. Принято рассматривать четыре этапа развития технической системы [9]. Признаками этапов являются динамика появления патентов, уровень патентов, производительность и прибыльность системы, показатель "идеальности", равный отношению функциональности к затратам, число разновидностей системы, представленных на рынке, степень различия между разновидностями и др.

Для удобства данные вносят в таблицу, представленную ниже.

Таблица 1 – Таблица бенчмаркинга G3:ID

Конкурирующие системы	Характеристики систем				Интегральный показатель эффективности
Конкурирующие системы	a	…	m	Перспективность	Интегральный показатель эффективности
Весовые коэффициенты
Система 1
…
Система N

Определение лидирующей системы в методике бенчмаркинга G3:ID проводится путем сравнения интегральных показателей эффективности, рассчитываемых суммированием оценок по критериям с учетом их весовых коэффициентов. Определение весовых коэффициентов проводится экспертно или методом парного сравнения. В данной курсовой будет рассмотрено определение весовых коэффициентов методом парного сравнения. Данный метод рассматривается в следующей главе.

Система, имеющая максимальную интегральную эффективность, в бенчмаркинге G3:ID, выбирается в качестве "базовой" системы, которую следует усовершенствовать. Выделяются значения критериев, имеющие низкие баллы и параметры, требующие улучшения. Затем определяются системы, имеющие максимальные баллы по этим критериям. Ставятся задачи совершенствования системы по отстающим параметрам с использованием решений, реализованных в конкурирующих системах, лидирующих по этим параметрам. В качестве системы для совершенствования может быть выбрана любая система, имеющая неплохую перспективность, однако в этом случае придется улучшать большее количество параметров.

Далее необходимо сформулировать задачи по перенесению выявленного свойства лидирующей системы в улучшаемую систему, для улучшения недостающего параметра.

Таким образом, бенчмаркинг G3:ID позволяет формулировать задачи совершенствования системы не через улучшение параметров, а через перенос необходимых свойств одной системы другой, через объединение альтернативных систем. Это переводит процесс разработки продуктов на качественно новый уровень инноваций.

Бенчмаркинг G3:ID является уникальным инструментом, позволяющим сравнивать конкурирующие системы с учетом потенциала развития. Это позволяет проводить сравнение систем, имеющих совершенно разный уровень развития, например, коммерческие продукты представленные на рынке с новейшими разработками, находящимися лишь на этапе опытных образцов [8].

Таким образом, применение бенчмаркинга G3:ID оправдано, когда ради улучшения параметров продукта компания готова решать "изобретательские", а не "оптимизационные" задачи. Уникальность данной методики бенчмаркинга заключается в том, что она позволяет сравнивать системы с учетом, имеющегося в них потенциала совершенствования, что особенно ценно при разработке инновационных продуктов.

1.3 Описание метода парного сравнения

Как было замечено ранее, определение весовых коэффициентов проводится методом парного сравнения. Этот метод позволяет учитывать мнение двух экспертов. Выбор решения выполняется в следующем порядке.

Каждый из экспертов заполняет матрицу парных сравнений размером NxN, где N - количество альтернатив (таблица 2).

Таблица 2 – Матрица парных сравнений

	А₁	А₂	А₃	…	А_n
А₁	-	X₁₂	X₁₃	…	X_1n
А₂	X₂₁	-	X₂₃	…	X_2n
А₃	X₃₁	X₃₂	-	…	X_3n
…	…	…	…	-	…
А_n	X_n1	X_n2	X_n3	…	-

Матрица заполняется по следующим правилам: элемент X_ij указывает, в какой степени (по мнению эксперта) i-я альтернатива является более предпочтительной по сравнению с j-й. Если i-я альтернатива лучше j-й, то X_ij>0,5 (чем больше превосходство i-й альтернативы над j-й, тем ближе X_ij к единице). Если i-я альтернатива хуже j-й, то X_ij <0,5 (чем больше превосходство j-й альтернативы над i-й, тем ближе X_ij к нулю) [4].

Далее определяются оценки предпочтения альтернатив над другими по мнению каждого эксперта путём сложения элементов матрицы по строкам (1), (2).

(1)

(2)

Затем определяются обобщенные оценки предпочтения альтернатив над другими (с учетом мнения всех экспертов) суммированием оценок предпочтения альтернатив каждого эксперта (3).

, (3)

где

И находится сумма всех оценок (4).

(4)

Веса альтернатив находятся делением обобщенных оценок на сумму всех обобщенных оценок (5).

(5)

2 Проектирование объекто-ориентированной модели СИСТЕМЫ улучшения качества продуктов методом бенчмаркинга G3:ID

2.1 Анализ требований и моделирование контекста системы улучшения качества продуктов методом бенчмаркинга G3:ID

Трудности, возникающие в процессе разработки информационных систем приводят к настоятельной необходимости моделирования структуры и процесса функционирования программных систем до начала написания соответствующего кода. С помощью UML можно разработать детальный план создаваемой системы, содержащий не только ее концептуальные элементы, такие как системные функции и бизнес-процессы, но и конкретные особенности, например классы, написанные на специальных языках программирования, схемы баз данных и программные компоненты многократного использования.

UML (сокр. от англ. Unified Modeling Language - унифицированный язык моделирования) - язык графического описания создания моделей. UML создавался для использования в процессе разработки программного обеспечения. Главной его целью было достижение единого видения разработчиков и пользователей на создаваемые программы [1].

UML является стандартом для создания моделей. В спецификации языка прописаны виды моделей и правила, по которым они создаются. Использование единого стандарта позволяет разработчикам программного обеспечения общаться на одном языке и понимать, что хотел сказать создатель модели.

Основные понятия языка UML – это сущности, отношения и диаграммы. Все модели строятся при помощи диаграмм. Диаграмма состоит из сущностей и связывающих их отношений. Диаграммы используют для визуализации системы с разных точек зрения. При этом нельзя путать понятие модель и диаграмма, поскольку диаграмма – это лишь набор связанных элементов, а модель – отражение сущностей реального мира.

Стандарт UML предлагает следующий набор диаграмм для моделирования [1]:

диаграммы вариантов использования (use case diagrams) – для моделирования бизнес-процессов организации и требований к создаваемой системе);
диаграммы классов (class diagrams) – для моделирования статической структуры классов системы и связей между ними;
диаграммы поведения системы (behavior diagrams);
диаграммы взаимодействия (interaction diagrams);
диаграммы последовательности (sequence diagrams);
кооперативные диаграммы (collaboration diagrams) – для моделирования процесса обмена сообщениями между объектами;
диаграммы состояний (statechart diagrams) – для моделирования поведения объектов системы при переходе из одного состояния в другое;
диаграммы деятельностей (activity diagrams) – для моделирования поведения системы в рамках различных вариантов использования, или моделирования деятельностей;
диаграммы реализации (implementation diagrams);
диаграммы компонентов (component diagrams) – для моделирования иерархии компонентов (подсистем) системы;
диаграммы развертывания (deployment diagrams) – для моделирования физической архитектуры системы.

Приступая к разработке программного продукта, прежде всего, необходимо выяснить, какие функции должна выполнять данная система. Будущая система должна обеспечивать возможность проведения бенчмаркинга методом G3:ID, входными данными являются данные о конкурирующих системах, характеристики данных систем. После ввода исходных данных, программа должна вывести таблицу бенчмаркинга приведенную в первой главе. Весовые функции рассчитываются методом парного сравнения, где экспертные оценки также являются входными параметрами. Предполагается, что программный продукт должен определить так называемую базовую систему, которая подлежит оптимизации, её слабые стороны и путём сопоставления с другими системами выявить направления оптимизации. Сформулировать задачи по переносу свойств оптимальной по выбранному критерию системы на базовую при сохранении свойств базовой системы.

Модель прецедентов, по сути, является концептуальной моделью системы. Диаграмма прецедентов отображает отношения между актерами и прецедентами в пределах одной системы. Она помогает системному аналитику тщательно продумать требования с точки зрения конечного пользователя. Диаграмма рисуется в виде графа актеров, совокупности прецедентов, заключенных в границы системы (прямоугольник), ассоциаций между актерами и прецедентами, и обобщения актеров.

Прецедент - набор сценариев для одной задачи или цели. Актер - это человек или система, которые инициируют события, присутствующие в задаче. В приведенной на рисунке 1 модели актерами является пользователь программного продукта и автоматическая система обработки информации. Эллипсы обозначают прецеденты (бизнес-процесс), а актеры обращаются к различным прецедентам. Граница системы отделяет систему от актеров и отображается прямоугольником.

Возможными вариантами отношений в диаграмме прецедентов являются: отношение расширения, которое указывает, что один прецедент является разновидностью другого и отношение обобщения, которое используется для отражения наследования среди прецедентов [2]. На рисунке 1 представлены функции и контекст системы, определены девять прецедентов, прецедент “QFD” связан отношением расширения с прецедентом “рассчитать весовые коэффициенты”. Здесь имеется в виду то, что весовые коэффициенты могут быть рассчитаны различными способами, в том числе с использованием алгоритма QFD (метод структурирования функции качества). Данный алгоритм применим в тех случаях, когда невозможно достоверно определить степень важности параметров продукта для потребителя. В остальных случаях используется описанный в первой главе метод парного сравнения. На рисунке отображены основные функции разрабатываемой системы, такие как вычисление интегрального показателя эффективности (ИПЭ), на основе которого производится выбор базовой системы (БС), отображение таблицы бенчмаркинга, представляющей проведенный анализ в наглядной форме, формулировка задач по оптимизации БС.

Таблица 3 – Описание функциональных требований предъявляемых к системе улучшения качества продуктов методом бенчмаркинга G3:ID

№	Требование	Субъект	Прецедент
1	Получить входные данные, на основании которых будет построена таблица бенчмаркинга. Сюда включаются такие данные как названия конкурирующих систем, характеристики и их оценки для каждой системы.	Пользователь/ автоматическая система обработки информации	Ввести исходные данные
2	Определить весовые коэффициенты методом парного сравнения на основе заполненных пользователем матриц парных сравнений.	Пользователь/ автоматическая система обработки информации	Рассчитать весовые коэффициенты (оценка степени важности параметров методом QFD)
3	Произвести ряд арифметических действий, направленных на вычисление интегрального показателя эффективности	автоматическая система обработки информации	Вычислить ИПЭ
4	Вывести таблицу бенчмаркинга с исходными и рассчитанными данными	автоматическая система обработки информации	Отобразить таблицу бенчмаркинга
5	Вывести рекомендации по результатам проведенного бенчмаркинга	автоматическая система обработки информации	Сформулировать задачи по переносу свойств в БС (Определить БС)

2.2 Документирование прецедентов

Структура документа, описывающего прецеденты, может варьироваться, однако типичное описание должно содержать следующие разделы:

краткое описание;
участвующие субъекты;
предусловия, необходимые для инициирования прецедента;
детализированное описание потока событий, которое включает:

основной поток, который можно разбить для того, чтобы показать подчиненные потоки событий (подчиненные потоки могут быть разделены дальше на еще более мелкие потоки, с целью сделать читаемость документа более удобной);

альтернативные потоки для определения исключительных ситуаций;

постусловия, определяющие состояние системы, по достижении которого прецедент завершается.

В таблице 4 приведена описательная документация одного из обозначенных прецедентов. Документ, содержащий описания прецедента, развивается по ходу разработки. На ранней стадии определения требований составляется только краткое описание. Остальные части документа создаются постепенно и итеративно. Полный документ возникает в конце этапа спецификации требований [3].

Таблица 4 - Спецификации прецедента «Заключение договора»

Прецедент	Сформулировать задачи по переносу свойств в БС
Краткое описание	Данный прецедент необходим для выявления направления улучшения системы.
Субъект	Пользователь, АСОИ
Предусловия	Определенная последовательность вычислений для выявления базовой системы.
Основной поток	Пользователь имеет возможность оперировать полученной информацией для улучшения параметров изучаемой системы. Возможно составление отчета по проведенному бенчмаркингу.
Альтернативный поток	В случае если пользователь произвел некорректный ввод исходных данных, система оповещает о возможной ошибке.
Постусловия	После успешного завершения прецедента определены направления улучшения базовой системы.

2.3 Моделирование структуры системы улучшения продуктов методом бенчмаркинга G3:ID

Моделирование структуры системы проводится с помощью построения диаграммы классов. Диаграмма классов описывает статическую структуру символов в системе. Это графическое представление статического вида, отражающее совокупность декларативных (статических) элементов модели, например, классы, типы, и их содержимое и отношения. Классы систематизированы в иерархии, обладающие общей структурой и поведением, и ассоциированы с другими классами. Диаграмма классов может содержать некоторые поведенческие сущности, например операции, но их динамические свойства обычно отражаются в других диаграммах, например в диаграммах состояний и диаграммах коопераций [3].

Объектно-ориентированный анализ и проектирование программного обеспечения для улучшения качества продуктов методом бенчмаркинга G3:ID 📙 Курсовая → 🆔 147610