Газизов / Лекции КИС

Корпоративные ИС. Лекции. 2010г.

отдельный слой. Так и поступили разработчики и следующим шагом развития клиент-серверной архитектуры стало внедрение среднего уровня, реализующего задачи бизнес-логики и управления механизмами доступа к БД.

Трехуровневая архитектура

Рисунок 3.2 — Трехуровневая клиент-серверная архитектура

Основные понятия данной архитектуры

—Терминал — это интерфейсный (обычно графический) компонент, который представляет первый уровень, собственно приложение для конечного пользователя. Первый уровень не должен иметь прямых связей с базой данных (по требованиям безопасности), быть нагруженным основной бизнес-логикой (по требованиям масштабируемости) и хранить состояние приложения (по требованиям надежности). На первый уровень может быть вынесена и обычно выносится простейшая бизнес-логика: интерфейс авторизации, алгоритмы шифрования, проверка вводимых значений на допустимость и соответствие формату, несложные операции (сортировка, группировка, подсчет значений) с данными, уже загруженными на терминал.

—Сервер приложений располагается на втором уровне. На втором уровне сосредоточена большая часть бизнес-логики. Вне его остаются фрагменты, экспортируемые на терминалы, а также погруженные в третий уровень хранимые процедуры и триггеры.

—Сервер базы данных обеспечивает хранение данных и выносится на третий уровень. Обычно это стандартная реляционная или объектно-ориентированная СУБД.

Такие архитектуры более разумно распределяют модули обработки данных, которые в этом случае выполняются на одном или нескольких отдельных серверах.

20

Корпоративные ИС. Лекции. 2010г.

Эти программные модули выполняют функции сервера для интерфейсов с пользователями и клиента — для серверов баз данных. Кроме того, различные серверы приложений могут взаимодействовать между собой для более точного разделения системы на функциональные блоки, выполняющие определенные роли. Например, можно выделить сервер управления персоналом, который будет выполнять все необходимые для управления персоналом функции. Связав с ним отдельную базу данных, можно скрыть от пользователей все детали реализации этого сервера, разрешив им обращаться только к его общедоступным функциям. Кроме того, такую систему очень просто адаптировать к Web, поскольку проще разработать html-формы для доступа пользователей к определенным функциям базы данных, чем ко всем данным.

Благодаря концентрации бизнес-логики на сервере приложений, стало возможно подключать различные БД. Теперь, сервер базы данных освобожден от задач распараллеливания работы между различными пользователями, что существенно снижает его аппаратные требования. Также снизились требования к клиентским машинам за счет выполнения ресурсоемких операций сервером приложений и решающих теперь только задачи визуализации данных. Именно поэтому такую схему построения информационных систем часто называют архитектурой “тонкого” клиента.

Но, тем не менее, узким местом, как и в двухуровневой клиент-серверной архитектуре, остаются повышенные требования к пропускной способности сети, что в свою очередь накладывает жесткие ограничения на использование таких систем в сетях с неустойчивой связью и малой пропускной способностью (Internet, GPRS, мобильная связь).

В простейшей конфигурации физически сервер приложений может быть совмещён с сервером базы данных на одном компьютере, к которому по сети подключается один или несколько терминалов. В «правильной» (с точки зрения безопасности, надёжности, масштабирования) конфигурации сервер базы данных находится на выделенном компьютере (или кластере), к которому по сети подключены один или несколько серверов приложений, к которым, в свою очередь, по сети подключаются терминалы.

Достоинства (по сравнению с клиент-серверной архитектурой):

—масштабируемость

—конфигурируемость — изолированность уровней друг от друга позволяет (при правильном развертывании архитектуры) быстро и простыми средствами переконфигурировать систему при возникновении сбоев или при плановом обслуживании на одном из уровней

—высокая безопасность

—высокая надёжность

—низкие требования к скорости канала (сети) между терминалами и сервером приложений

21

Корпоративные ИС. Лекции. 2010г.

—низкие требования к производительности и техническим характеристикам терминалов, как следствие снижение их стоимости. Терминалом может выступать не только компьютер, но и мобильный телефон к примеру.

Недостатки

—более высокая сложность создания приложений;

—сложнее в разворачивании и администрировании;

—высокие требования к производительности серверов приложений и сервера базы данных, а, значит, и высокая стоимость серверного оборудования;

—высокие требования к скорости канала (сети) между сервером базы данных и серверами приложений.

Рис. 3. Распределение бизнес-логики по уровням распределенного приложения

22

Корпоративные ИС. Лекции. 2010г.

Распределённая архитектура

Существует еще один важный момент использования систем, построенных на трёхуровневой архитектуре. Самый верхний уровень (АРМы), в целом обладающий огромной вычислительной мощностью, на самом деле простаивает, занимаясь лишь выводом информации на экран пользователя. Так почему бы не использовать этот потенциал в работе всей системы? Рассмотрим следующую архитектуру (Рис. 3.3) которая позволяет решить эту задачу.

Рисунок 3.3 — Распределенная архитектура системы

Более 95 % данных, используемых в управлении предприятием, могут быть размещены на одном персональном компьютере, обеспечив возможность его независимой работы. Поток исправлений и дополнений, создаваемый на этом компьютере, ничтожен по сравнению с объемом данных, используемых при этом. Поэтому если хранить непрерывно используемые данные на самих компьютерах, и организовать обмен между ними исправлениями и дополнениями к хранящимся данным, то суммарный передаваемый трафик резко снизиться. Это позволяет понизить требования к каналам связи между компьютерами и чаще использовать асинхронную связь, и благодаря этому создавать надежно функционирующие распределенные информационные системы, использующие для связи отдельных элементов неустойчивую связь типа Интернета, мобильную связь, коммерческие спутниковые каналы. А минимизация трафика между элементами сделает вполне доступной стоимость эксплуатации такой связи. Конечно, реализация такой системы не элементарна, и требует решения ряда проблем, одна из которых своевременная синхронизация данных.

Каждый АРМ независим, содержит только ту информацию, с которой должен работать, а актуальность данных во всей системе обеспечивается благодаря непрерывному обмену сообщениями с другими АРМами. Обмен сообщениями между АРМами может быть реализован различными способами, от отправки данных

23

Корпоративные ИС. Лекции. 2010г.

по электронной почте до передачи данных по сетям. Такой подход позволяет минимизировать сетевой трафик.

Еще одним из преимуществ такой схемы эксплуатации и архитектуры системы, является обеспечение возможности персональной ответственности за сохранность данных. Так как данные, доступные на конкретном рабочем месте, находятся только на этом компьютере, при использовании средств шифрования и личных аппаратных ключей исключается доступ к данным посторонних, в том числе и IT администраторов.

Такая архитектура системы также позволяет организовать распределенные вычисления между клиентскими машинами. Например, расчет какой-либо задачи, требующей больших вычислений, можно распределить между соседними АРМами благодаря тому, что они, как правило, обладают одной информацией в своих БД и, таким образом, добиться максимальной производительности системы.

Таким образом, предложенная модель построения распределенных систем вполне способна решить и реализовать функции современного программного обеспечения для предприятий среднего и малого бизнеса. Построенные на основе данной архитектуры системы будут обладать надежностью, безопасностью информации и высокой скоростью вычислений, что от них в первую очередь и требуется.

24

Корпоративные ИС. Лекции. 2010г.

Международные стандарты планирования производственных процессов.

В основе построения и использования КИС должна лежать четкая управленческая методология, объединяющая бизнес-стратегию предприятия (с встроенной для этого структурой) и информационные технологии.

К КИС или EAS (Enterprise Application Suite — набор приложений масштаба предприятия) относятся системы стандартов MPR , MPR II, ERP, ERP II и CSRP.

—MRP (Material Requirement Planning) — планирование потребностей в материалах и ресурсах

—MRP II (Manufacturing Resource Planning) — планирование производственных ресурсов

—ERP (Enterprise Resource Planning) — система планирования ресурсов организации

—ERP II (Enterprise Resource and Relationship Processing) — управление внутренними ресурсами и внешними связями организации

—CSRP (Customer Synchronized Resource Planning) — планирование ресурсов организации, синхронизированное на потребителя

с л о ж н о с т ь

M R P

П л а н и р о в а н и е

м а т е р и а л ь н ы х

по т р е б н о с т е й

пр е д п р и я т и я

( M a te r ia l

R e q u ir e m e n ts P la n n in g )

M R P II

П л а н и р о в а н и е
- п р о д а ж и п р о и з в о д с т в а
-	м а т е р и а л ь н ы х п о т р е б н о с т е й
-	п о т р е б н о с т е й в м о щ н о с т я х р е с у р с о в
- р а с п р е д е л е н и я и н с т р у м е н т а л ь н ы х

с р е д с т в

М о д е л и р о в а н и е х о д а п р о и з в о д с т в а

M R P I I ( M a n u fa c tu r i n g

R e s o u r c e s

P la n n in g )

E R P

У п р а в л е н и е

- м а т е р и а л ь н ы м и и ф и н а н с о в ы м и р е с у р с а м и

- з а к у п к а м и и с б ы т о м ,

- з а к а з а м и п о т р е б и т е л е й и п о с т а в к а м и , - к а д р а м и - о с н о в н ы м и ф о н д а м и - с к л а д а м и

Би з н е с - п л а н и р о в а н и е У ч е т

Бу х г а л т е р и я

Р а с ч е т ы с п о к у п а т е л я м и и п о с т а в щ и к а м и

( E n te r p r is e R e s o u r c e s

P la n n in g )

C S R P

E R P

+

П р о ц е с с ы в н е ш н е г о и

в н у т р е н н е г о с о т р у д н и ч е с т в а п р е д п р и я т и я

О п е р а ц и о н н ы е и ф и н а н с о в ы е п р о ц е с с ы

( C u s to m e r

S y n c h r o n iz e d R e s o u r c e

P la n n in g )

	6 0 - е г . г .	8 0 - е г . г .	9 0 - е г . г .	2 0 0 0	г Х Х I	в р е м я
		Х Х в е к	Х Х в е к	в е к -	н ы н е
	Х Х в е к

25

Корпоративные ИС. Лекции. 2010г.

MRP

В конце 50-х — начале 60-х годов, в связи с ростом популярности вычислительных систем, возникла идея использовать их возможности для планирования деятельности предприятия, в том числе для планирования производственных процессов. Необходимость планирования обусловлена тем, что основная масса задержек в процессе производства связана с запаздыванием поступления отдельных комплектующих, в результате чего, как правило, параллельно с уменьшением эффективности производства, на складах возникает избыток материалов, поступивших в срок или ранее намеченного срока. Кроме того, вследствие нарушения баланса поставок комплектующих, возникают дополнительные осложнения с учетом и отслеживанием их состояния в процессе производства, т.е. фактически невозможно было определить, например, к какой партии принадлежит данный составляющий элемент в уже собранном готовом продукте.

Первым стандартом управления бизнесом был MPS (Master Planning Scheduling), или объемно-календарное планирование. Идея была проста — вначале формировался план продаж, т.е. устанавливался объем продаж с разбивкой по календарным периодам. Опираясь на план продаж, формировался план пополнения запасов за счет производства или закупки, и оценивались финансовые результаты по периодам, в качестве которых используются периоды планирования или финансовые периоды.

Основная идея MRP систем состоит в том, что любая учетная единица материалов или комплектующих, необходимых для производства изделия, должна быть в наличии в нужное время и в нужном количестве.

Основным преимуществом MRP систем является формирование последовательности производственных операций с материалами и комплектующими, обеспечивающей своевременное изготовление узлов (полуфабрикатов) для реализации основного производственного плана по выпуску готовой продукции.

На практике MRP-система представляет собой компьютерную программу, которая логическое изображение которой представлено на рис. 8.

26

Корпоративные ИС. Лекции. 2010г.

На приведенном выше рисунке отображены основные информационные элементы MRP-системы. Опишем основные входные элементы MRP-системы:

* Описание состояния материалов (Inventory Status File) является основным входным элементом MRP-программы. В нем должна быть отражена максимально полная информация обо всех материалах и комплектующих, необходимых для производства конечного продукта. В этом элементе должен быть указан статус каждого материала, определяющий, имеется ли он на руках, на складе, в текущих заказах или его заказ только планируется, а также описания его запасов, расположения, цены, возможных задержек поставок, реквизитов поставщиков. Информация по всем вышеперечисленным позициям должна быть заложена отдельно по каждому материалу, участвующему в производственном процессе.

* Программа производства (Master Production Schedule) представляет собой оптимизированный график распределения времени для производства необходимой партии готовой продукции за планируемый период или диапазон периодов. Сначала создается пробная программа производства, впоследствии тестируемая на выполнимость дополнительно прогоном через CRP-систему (Capacity Requirements Planning — планирование необходимых мощностей), которая определяет, достаточно ли производственных мощностей для ее осуществления. Если производственная программа признана выполнимой, то она автоматически формируется в основную и становится входным элементом MRP-системы. Это необходимо потому как рамки требований по производственным ресурсам являются прозрачными для MRP-системы, которая формирует на основе производственной программы график возникновения потребностей в материалах. Однако, в случае недоступности ряда материалов, или невозможности выполнить план заказов, необходимый для поддержания реализуемой с точки зрения CRP производственной программы, MRP-система в свою очередь указывает о необходимости внести в нее корректировки.

27

Корпоративные ИС. Лекции. 2010г.

* Перечень составляющих конечного продукта (Bills Of Material File) — это список материалов и их количество, требуемое для производства конечного продукта. Таким образом, каждый конечный продукт имеет свой перечень составляющих. Кроме того, здесь содержится описание структуры конечного продукта, т.е. он содержит в себе полную информацию по технологии его сборки. Чрезвычайно важно поддерживать точность всех записей в этом элементе и соответственно корректировать их всякий раз при внесении изменений в структуру и/или технологию производства конечного продукта.

На различных уровнях ВОМ могут находиться одинаковые товарные позиции, как, например, “Крепеж” на различных уровнях сборочной спецификации компьютера. При разузловании из приведенного выше древовидного списка получается линейный, служащий для формирования заказа на закупку, рис. 7.

28

Корпоративные ИС. Лекции. 2010г.

Каждый из вышеуказанных входных элементов представляет собой компьютерный файл данных, использующийся MRP-программой. В настоящий момент MRP-системы реализованы на самых разнообразных аппаратных платформах и включены в качестве модулей в большинство финансовоэкономических систем.

Алгоритм работы MRP-системы состоит из следующих этапов:

1.Анализ принятой программы производства и определение оптимального графика производства на планируемый период.

2.Включение в планирование материалов, не включенных в производственную программу, но присутствующие в текущих заказах.

3.Вычисление полной потребности в каждом материале на основе программы производства и заказов на комплектующие в соответствии с перечнем составляющих конечного продукта.

4.Для каждого материала вычисляется чистая потребность, по формуле:

Чистая потребность = Полная потребность – Имеется в наличии – Страховой запас – Резервирование для других целей.

Если чистая потребность в материале больше нуля, то системой автоматически создается заказ на материал.

5. Внесение изменений в ранее созданные заказы для предотвращения преждевременных поставок и задержек поставок.

Таким образом, в результате работы MRP-программы производится ряд изменений в имеющихся заказах и, при необходимости, создаются новые, для обеспечения оптимальной динамики хода производственного процесса. Эти изменения автоматически модифицируют описание состояния материалов, так как создание, отмена или модификация заказа, соответственно влияет на статус материала, к которому он относится. В результате работы MRP-программы создается план заказов на каждый отдельный материал на весь срок планирования, обеспечение выполнения которого необходимо для поддержки программы производства. Основными результатами MRP-системы являются:

*План Заказов (Planned Order Schedule — запланированный график заказов) определяет, какое количество каждого материала должно быть заказано в каждый рассматриваемый период времени в течение срока планирования. План заказов является руководством для дальнейшей работы с поставщиками и, в частности, определяет производственную программу для внутреннего производства комплектующих, при наличии такового.

*Изменения к плану заказов (Changes In Planned Orders — изменения к запланированным заказам) являются модификациями к ранее спланированным

29