Новые информационные технологии в автосервисе и на автотранспорте

1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

 

1.1. Основы математического обеспечения

 

Под математическим обеспечением понимается совокупность  экономико-математических моделей, математических методов их реализации, алгоритмов и программ, используемых для принятия решений в информационных технологиях [3].

Математическое обеспечение  играет значительную роль в компьютерных технологиях, так как оно определяет возможность использования технических  средств, «вселяет в персональный компьютер жизнь» [31].

При разработке математического обеспечения необходимо учитывать следующие принципы [12]:

1. Адекватность используемых математических моделей и методов технико-экономическому содержанию задач управления.
2. Необходимость применения типовых методов и алгоритмов для решения аналогичных задач на разных уровнях управления.
3. Обеспечение достаточной четкости алгоритмов, позволяющих принимать рациональное решение во внештатных ситуациях.
4. Использование математических моделей и методов, основанных на современных научных разработках и учитывающих передовую практику в области управления.

Модель представляет собой совокупность графических образов, их свойств, атрибутов и связей между ними, которая адекватно описывает некоторые свойства моделируемой предметной области.

Структура программного обеспечения приведена на рис. 1. 

К программам технического обслуживания персонального компьютера относятся программы загрузчики операционных систем, тестирующие программы, драйвера и утилиты [2]. Тестирующие программы запускаются при включении персонального компьютера для проверки работоспособности всех систем компьютера (процессора, монитора, оперативной и постоянной памяти, клавиатуры, носителей на жестких и гибких дисках и т.д.). Драйверы представляют собой программы, управляющие работой отдельных устройств компьютера (клавиатуры, монитора, различных накопителей и т.д.). Утилиты – это различные вспомогательные программы, облегчающие работу системным программистам.

 

Рис. 1. Укрупненная структура программного обеспечения

 

Операционная система включает комплекс программ, управляющих работой персонального компьютера в целом и осуществляющих диалог с пользователем. Операционные системы классифицируются [32]:

1. по использованию средств коммуникации:

а) автономные, используюзуемые в однотерминальных персональных компьютерах (ЭВМ) – MS DOS, ПЛ/1, Linux, Macintosh;

б) сетевые, обслуживающие  технологию “клиент” – сервер – OS/2, Unix, Windows; 

2) по количеству одновременно  обрабатываемых задач и обслуживаемых  пользователей:

а) однопользовательские, однопрограммные;

б) многопользовательские, многопрограммные, реализующие мультипрограммные режимы.

Операционная система Windows – универсальная многозадачная и многопоточная 32-разрядная операционная система с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми функциями, работающая в защищенном режиме, позволяющая совместно использовать ресурсы компьютера различными программами. Система сама очищает оперативную память после завершения работы приложения и управляет ресурсами компьютера.

Достоинствами системы являются поддержание длинных имен файлов, реализация механизма перетаскивания файлов (копирование, перемещение, удаление, печать), возможность построения интерфейса по желанию пользователя (расположение меню, панели инструментов, задач, папок) и т.д.

Системы программирования состоят из редактора программ, транслятора, компоновщика и отладчика программ. Все эти программы  ориентируются на какой-либо один язык программирования.

Редактор программ представляет собой обычный текстовый редактор, позволяющий создать программу на каком-либо языке высокого уровня (Бейсик, Паскаль, Си и т.д.).

 Транслятор программ – программа-переводчик, преобразующая пользовательскую программу с языка высокого уровня в машинные коды и осуществляющая орфографический и синтаксический контроль программы.

Трансляторы бывают двух типов: интерпретаторы и компиляторы. Интерпретаторы устанавливались на ранних типах компьютеров, имеющих значительные ограничения оперативной памяти. Они начинали работать одновременно с запуском программы на выполнение. Интерпретатор покомандно выполнял контроль программы, перекодировал команду  в машинные коды и передавал ее на выполнение.

Компилятор вначале всю программу контролирует на правильность ее составления,  затем всю программу перекодирует в машинные коды и далее программа запускается на выполнение.

Программа-компоновщик позволяет организовать единый пакет из программ, написанных на различных языках. Следует отметить, что программы обработки экономической информации обладают большими размерами. С целью сокращения времени при подготовке таких программ используется принцип «снизу – вверх», то есть программа разделяется на логические части, которые могут быть подготовлены различными программистами на разных языках программирования.

Функция отладчика – отыскать синтаксические ошибки в программе. Как правило, работоспособность программ проверяется на контрольном примере. Основным требованием к контрольному примеру является охват всех веток алгоритма. Таким образом, программа-отладчик позволяет выявить все ошибки в подготовке программы и при проверке ее работоспособности реализовать, при необходимости, пошаговый режим вычислений (проверка результатов вычислений по каждой машинной команде).

К пакетам общего назначения относятся [25]:

- редакторы (текстовые, графические, музыкальные, мультимедийные, виртуальных миров, презентаций и т.п.);

- табличные процессоры (Excel и т.п.);

- системы управления базами данных (Access, Fox Pro и т.п.);

- архиваторы.

Архиваторы информации предназначены для экономии места  на диске за счет сжатия (упаковки одного или нескольких файлов в архивный файл) [49].

Архивация – это процесс преобразования информации, находящейся в файле, к виду, при котором уменьшается избыточность в ее представлении и соответственно уменьшается объем памяти, необходимой для хранения.

Архиваторы используются для следующих операций:

- хранения в упакованном виде больших объемов информации (экономия места для хранения, облегчается доступ к информации);

- переноса больших  объемов информации на дискетах, дисках и по электронной почте (экономия времени и уменьшение стоимости передачи);

- создания резервных копий важной информация (операционные системы, стандартные пакеты прикладных программ, антивирусные программы, базы данных и т.д.);

- защиты информации от несанкционированного доступа (использование специального пароля);

- защиты информации от компьютерных вирусов (компьютерные вирусы пока не заражают упакованные файлы);

- синхронизации процесса вывода на экран мультимедийной информации (см. рис. 2).

 

  Диск                       Оперативная память                       

Медленный                                Быстрая                                   Быстрый вывод

поиск, считы-                   распаковка процессором              на экран (24 кадра/с)

вание, передача

 

Рис. 2. Укрупненная схема поиска, считывания и вывода на экран мультимедийной информации

 

Устранение избыточности осуществляется различными способами:

а) исключение неиспользуемых битов в цифровой информации;

б) упрощение кодов за счет исключения из них повторяющихся битов;

в) представление повторяющихся  символов или повторяющихся последовательностей  символов в виде коэффициента повторения и соответствующих символов;

г) перекодировка информации при  помощи упрощенного (более короткого) кода.

Архиваторы – программы-упаковщики, реализующие процесс архивации, позволяющие создавать и распаковывать архивы. Наиболее популярны архиваторы ARJ, PKZIPT, RAR, PAK, ZOO, ACE, AIN. Все они отличаются форматом архивных файлов, скоростью работы, степенью сжатия, набором услуг, удобством пользования (интерфейсом), собственным размером. Некоторые из них создают самораспаковывающиеся файлы с расширением EXE (распаковываются при запуске),  содержащие сжатые файлы и программы распаковщика. В этом случае для распаковки не требуется архиватор. Большие по объему архивные файлы могут быть размещены на нескольких дисках (дискетах) – многотомные архивы.

Степень сжатия файлов характеризуется коэффициентом сжатия (Кс), определяемым как отношение объема сжатого файла (Vc) к объему исходного файла (Vо), выражается в процентах:

                         Vc

                  Kc = ------ _{X 100%    .                                                          (  1  )}

                            Vо

Степень сжатия зависит  от используемой программы, метода сжатия и типа исходного файла. Наиболее хорошо сжимаются файлы графических образов, текстовые файлы и файлы данных, для которых степень сжатия может достигать 15 – 40 %, меньше сжимаются файлы исполняемых программ и загрузочных модулей – 60 – 90 %.

Пакеты математической статистики и систем исследования операций включают программные комплексы [28, 29]:

- STATISTICA и SPSS, содержащие программы для статистической обработки данных;

- MATHCAD, содержащие программы для реализации различных экономико-математических моделей.

Справочно-информационные и правовые системы содержат пакеты:

- QUTLOOK (персональная информационная система);

- справочно-правовые системы Гарант, Консультант Плюс, Кодекс.

К профессионально-ориентированным пакетам относятся:

- бухгалтерские системы («1С: Бухгалтерия»);

- система управления  предприятием («1С: Предприятие»);

- система управления  производством («Производство»);

- система управления делопроизводством («Дело», «Референт», «Золушка»);

- система управления  складским комплексом («1С: Склад»);

- система управления  людскими ресурсами («1С: Кадры»);

- система управления  конструкторскими работами («AUTOCAD»);

- система управления  страховой деятельностью («Парус»);

- банковские системы («Банк»);

- системы, поддерживающие  брокерские и биржевые технологии;

- издательские системы.

Программное обеспечение  пользователя включает программы, разработанные для конкретной организации, предприятия и программы, адаптированные  к конкретным условиям.

 

 

1.2. Компьютерные технологии интеллектуальной поддержки управленческих решений

 

При информатизации задач  управления наибольший экономический эффект возможен при  использовании компьютерных технологий для интеллектуальной поддержки управленческих решений. При этом можно использовать один из двух подходов: автоматизация существующих методов и способов управления, выполняемых в так называемом ручном режиме или использование экономико-математических моделей, реализующих оптимизационные научно-обоснованные методы управления [5]. Второй подход предполагает использование самых современных методов управления, что позволит повысить эффективность разрабатываемых управленческих решений.

К экономико-математическим моделям и методам относятся  методы исследования операций, методы математической статистики, теория расписаний и  управления запасами, теория игр, эвристические методы.

Методы исследования операций включают: линейное, дискретное, динамическое и стохастическое программирование, а также многокритериальные модели и сетевые методы планирования [48].

Линейное программирование заключается в поиске оптимального решения для линейной целевой функции, при линейных ограничениях и ограничениях на неотрицательность переменных.

С помощью линейного  программирования может решаться широкий круг задач планирования производства, технико-экономического планирования, финансовой деятельности, распределения ресурсов.

Особенность линейного  программирования заключается в  том, что с его помощью можно  не только получать оптимальное решение, но и исследовать чувствительность полученного решения к изменениям исходных данных.

Модели линейного программирования решаются симплекс-методом, методом  потенциалов, методом аппроксимации, двойного предпочтения и т.д.

Важное место в информационных системах управления (ИСУ) принадлежит методам дискретного программирования, ориентированного на решение задач оптимизации, в которых переменные могут принимать фиксированные значения (целочисленное программирование – распределение единиц техники по объектам). Частным случаем задач дискретного программирования являются задачи с булевыми переменными, в которых переменные могут принимать значение только 0 или 1. Это задачи выбора одного из двух вариантов решений для каждого объекта.

Для решения задач дискретного программирования используются комбинаторные алгоритмы (перебор всех возможных вариантов, направленный перебор, метод случайного поиска).

Модели стохастического  программирования описывают ситуации, в которых элементы модели (все или часть) являются случайными величинами с известными функциями распределения [21]. Такие модели сводятся к детерминированному аналогу с оценкой вероятности выбранного решения.

Сетевые модели и методы применяются в задачах, где есть возможность представить управляемый процесс в виде графа, описывающего взаимосвязи работ, ресурсов, временных затрат и т.д. Разработаны методы решения задач на сетевых моделях по определению критического пути распределения ресурсов. Данные модели могут использоваться для определения кратчайшего расстояния между двумя географическими точками (оптимизация пути доставки продукции).

Динамическое программирование представляет собой многошаговый процесс получения оптимального решения. Используется для моделирования процессов, развивающихся во времени и/или пространстве. В этом случае исходную задачу разбивают на взаимосвязанные подзадачи.

Многокритериальные  модели позволяют оптимизировать получаемые решения по комплексу критериев, отражающих экономический, социально – экономический и другие аспекты деятельности организации.

Математическая  статистика   применяется для решения задач анализа и прогнозирования экономических и социальных процессов, создания и корректировки нормативной базы. Наиболее часто применяются методы расчета статистических характеристик корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализа.

Теория управления запасами позволяет определить уровни запасов материалов, полуфабрикатов, производственных мощностей и других ресурсов в зависимости от характера их использования (дефицитные и бездефицитные модели, модели, отражающие динамику потребления ресурсов и т. д).

Теория расписаний представляет методологическую основу для решения задач упорядочения последовательности работ. При этом учитывается структура и параметры технологического процесса, а также система приоритетов и ограничений.

Теория игр – теория математических моделей принятия оптимальных решений в условиях конфликта или неопределенности. В качестве конфликта можно рассматривать любое разногласие (конкуренция, торги и т.п.)

Эвристические (неточные) методы используют опыт высококвалифицированных специалистов. При этом все процессы описываются эмпирическими формулами.

В настоящее время наиболее изученными являются методы линейного программирования. Здесь для принятия управленческих решений широкое распространение получила так называемая транспортная задача (задача распределения ресурсов). Постановка транспортной задачи в простейшем случае сводится к следующему.

Имеется  m пунктов производства продукции с известными  объемами производства по каждому пункту. Имеется n пунктов потребления этой продукции с известными объемами потребления. Требуется разработать такой план прикрепления производителей  к поставщикам, чтобы расходы на поставку продукции были минимальными.

Названную постановку задачи позволяет аппроксимировать следующая экономико-математическая модель.

1. Вся продукция из пунктов производства должна быть вывезена:

              ,            i = 1…m.                       ( 2 )     

   2. Заявка каждого потребителя должна быть выполнена в полном объеме:

                                   ,           j = 1…n.                       ( 3 )

    3.  Неотрицательность переменных (задача должна иметь физический смысл):

                             ,       i = 1…m,    j = 1…n.           ( 4 )

Эти ограничения модели должны выполняться при минимальных расходах на доставку продукции:

                                 ,                                     (5)

где    i – индекс производителя;

        j – индекс потребителя;

       – объем производства  i-м производителем;

       – объем потребления  j-м  потребителем;

       – стоимость доставки единицы продукции от i-го производителя j-му потребителю;

        – отыскиваемой план (количество продукции, поставляемой от i-го производителя j-му потребителю).

С помощью транспортной задачи обосновывается широкий класс управленческих решений: распределение ресурсов, минимизация отходов производства, закрепление оборудования на выпуске отдельных видов изделий и т.д.

                                                          

1.3. Инструментальные средства компьютерных технологий

 

Инструментальные  средства компьютерных технологий представляют собой стандартные пакеты прикладных программ, предназначенные для решения задач в определенной профессиональной области.

Это в основном отечественные программы.

1. «1С: Предприятие » включает следующие подсистемы:

                       - планирование и прогнозирование;

                - расчет себестоимости продукции и услуг;

                - управление складскими запасами;

                - учет взаиморасчетов с поставщиками и потребителями;

                - сбыт и реализация продукции;

                - контроль расхода материалов;

                - управление персоналом.

2. «1С: Бухгалтерия» – универсальная бухгалтерская программа. Она полностью может быть настроена на любые изменения законодательства и форм учета. За счет полной настраиваемости она успешно может использоваться на малых предприятиях, в торговле, бюджетных организациях, на заводах. Эта система предназначена как для простого, так и для сложного учета.

Самое простое использование  – это ввод проводок, получение оборотов, картотек счетов главной книги, ведение кассы, банка, печать платежных документов, выдача отчетов для налоговых органов.

Полностью возможности  программы раскрываются при ведении  аналитического учета.

В коммерческих торговых фирмах это в основном учет наличия и движения товаров, валюты, расчеты с покупателями и поставщиками, оформление договоров.

В производственных фирмах – учет материалов, основных средств, готовой продукции. Программа ведет  учет в количественном и денежном выражениях.

Данный пакет включает следующие подсистемы:

        - бухгалтерский учет;

        - расчет заработной платы;

        - учет основных фондов

        - учет денежных средств;

        - расчет налоговых отчислений;

        - формирование отчетов для госорганов.

3. Жилищно-эксплутационное хозяйство.

       Модули:

         - учет оплаты коммунальных услуг;

         - бухгалтерский учет;

        - расчет смет;

         - начисление квартплаты.

4. «Склад»:

      Модули:

         - учет поступления материалов;

         - учет выдачи материалов;

         - расчет наличия материалов;

         - формирование отчетов о движении материалов;

         - списание материалов.

5. «Трайбен» – система автоматизированного проектирования по судостроению.

6. Работа с персоналом:

      а) «Босс-кадровик» – автоматизирует функции:

         - табельный учет;

         - составление штатного расписания;

         - учет персонала;

         - расчет заработной платы;

         - подготовка отчетов в электронном виде.

Программа сертифицирована Государственной налоговой инспекцией (ГНИ) и рекомендована для представления отчетных данных на электронных носителях в ГНИ, адаптирована для работы с Microsoft Back Office;

       б) «Кадры»:

          - прием, перемещение, увольнение кадров;

          - формирование первичной документации (контракты, форма T1, T1А,   T2, T5, T5a и т.д.);

          - формирование структурной схемы предприятия;

          - ведение штатного расписания (по всему предприятию и по структурному подразделению);

          - учет отпусков, командировок, аттестаций, стажа сотрудников;

          - формирование различных выборок, справок (по пенсионерам, студентам, инвалидам, несовершеннолетним и т.д.);

          - формирование различных отчетов по кадрам, в том числе в Пенсионный Фонд Российский Федерации.

      Программный  комплекс совместим с 1С: Бухгалтерия,  работает в среде Windows.

       в) «Оракул - Кадры»:

           - ведение полной информации о сотрудниках (штатных, кандидатах, уволенных, ведение архива): просмотр, редактирование, удаление, новая запись;

           - ведение табеля учета рабочего времени;

           - расчет продолжительности отпуска и его учет;

           - учет больничных листов;

          - ведение штатного расписания;

          - ведение приказов по предприятию;

          - ведение договоров;

          - учет командировок;

          - пенсионный учет;

          - учет выдачи ссуд и материальной помощи;

          - формирование статистических отчетов и справок.

          Библиотека содержит шаблоны различных документов и справок.

7. «Брокер» – обеспечивает полную автономию деятельности брокеров на товарно-сырьевой бирже.

8. «Акционер» – программный комплекс по ведению реестра акционеров.

9. «Парус» – комплекс программ по управлению страховой деятельностью.

10. Электронный документооборот:

        а) «1С: Архив» (производитель – 1С) предназначается для автоматизации процесса организации потоков документов, их обработку и хранение:

    - разработка шаблонов и правил заполнения;

    - формализация жизненного цикла документов;

    - разработка маршрутных схем документооборота;

    - контроль  выполнения временных графиков;

    - конфиденциальное хранение и обработка документов на рабочих местах;

    - отправка и прием документов;

    - печать документов.

Система поиска позволяет  формировать простые и сложные  запросы и сохранять результаты поиска на период работы. Большинство  операций выполняется автоматически. Система поддерживает несколько  списков: «на контроль», «пришедшие», «архив» и т.д. Возможна установка пароля на вход в систему, а также шифра на отдельные документы;

        б) «Кодекс: Документооборот» (производитель – Центр компьютерных разработок):

        - подсистема «Контроль исполнения  документов» (регистрация контрольных документов, заданий, исполнителей, рассылка контрольных карт по исполнителям; регистрация переносов сроков заданий; автоматическое и ручное снятие с контроля полностью отработанных контрольных документов; автоматическая перерегистрация документов при передаче контрольных документов в подведомственные подразделения;

        - подсистема «Письма и обращение  граждан» (ввод данных о заявителях; регистрация обращений и вопросов, поставленных в них; контроль рассмотрения обращений и поручений руководителя);

        - подсистема «Регистрация нормативных и распорядительных документов» (регистрация документов организации; рассылка документов в электронном виде для исполнения; создание электронного хранилища полнотекстовых документов организации);

        - подсистема «Справочная система документооборота» (обеспечение доступа к базам документов; оперативное получение информации о документообороте с любого удаленного компьютера);

        - подсистема «Обмен документами» (обмен документами между подсистемами  как в рамках локальной компьютерной сети, так и между территориально удаленными подсистемами);

        в) «Архив – Делопроизводство»  (производитель – Docs Vision):

         - ведение картотеки документов;

         - создание электронного архива документов компании;

         - ведение справочников контрагентов и сотрудников организации;

         - организация циклов разработки  и согласования документов;

         - организация контроля исполнения документов и заданий;

         - маршрутизация документов в  организации и вне ее;

         - автоматизация разнообразных процессов обработки документов и многоадресной их рассылки;