UML&Enterprise Architect: проектируем целевой процесс при создании автоматизированной системы

в 19:57, , рубрики: activity diagram, enterprise architect, state chart diagram, UML, UML Design, use-case diagram, Анализ и проектирование систем, моделирование, проектирование

UML&Enterprise Architect: проектируем целевой процесс при создании автоматизированной системы - 1
Советский плакат «Автоматическую систему управления производством — народному хозяйству!», художник Р. Сурьянинов, 1972

«Рассказ о моделировании именно сложных систем»

Предыстория

К одной из моих статей по моделированию «сказочной» предметной области (часть 1, часть 2) был оставлен комментарий, цитирую:

«Было бы здорово увидеть рассказ о моделировании именно сложных систем».

И я пообещала подобрать что-то из реальной жизни.

Несколько слов о языке моделирования, среде моделирования, методологии и соглашении по моделированию

Язык моделирования
Для моделирования применяется UML – Unified Modeling Language, унифицированный язык моделирования [1].

Среда моделирования
В качестве инструмента моделирования используется Enterprise Architect от австралийской компании Sparx Systems [2].

Методология и соглашение по моделированию
До начала проектирования необходимо установить определенные правила и подходы, которым мы будем следовать при разработке диаграмм, эти же правила будут использоваться при «чтении» диаграмм. Подробно основные подходы описаны в [3, 4].

Этап 1. Разрабатываем карту процессов с помощью Use-case диаграммы, на нее помещаем все выявленные целевые процессы – элементы Use-case, а также участников процессов – элементы Actor, стараемся процессы сразу сгруппировать по смыслу (по возможности, конечно).

Этап 2. Описываем каждый процесс в виде диаграммы Activity. Для процесса, в котором выделено более 10 шагов, имеет смысл применить принцип декомпозиции шагов процесса, чтобы повысить читабельность диаграммы. Для диаграмм Activity нижнего уровня применяем структурирование поля диаграммы с помощью «плавательных» дорожек – Swim lanes. Имя дорожки будет соответствовать типу элементов диаграммы, которые будут размещены на этой дорожке. «Вх./вых. объекты»: на этой дорожке будут располагаться элементы Objects – объекты, которые используются или являются результатом выполнения некоторого шага процесса. «Деятельность»: сюда поместим элементы Activity – действия участников процесса. «Роль»: дорожка для элементов, которые будут обозначать роли исполнителей действий в нашем процессе, для них мы будем использовать все тот же моделирующий элемент Object – объект, но добавим ему стереотип «Actor». Следующая дорожка называется «Правила» и на этой дорожке разместим в текстовом виде правила выполнения шагов процесса, а использовать для этого будем моделирующий элемент Note – примечание. Дорожку «Инструменты» будем использовать для сбора сведений об уровне автоматизации процесса.

Этап 3. Выделяем то, что можно автоматизировать. У нас будет три типа шагов: ручное выполнение, автоматизированное и полностью автоматическое.

Этап 4. Автоматизируемому шагу нужно поставить в соответствие функцию или функции системы (отношение может быть многие-ко-многим), рисуем Use-case диаграмму. Это функции нашей системы.

Этап 5. Опишем внутреннюю организацию системы с помощью диаграммы классов – Class. Плавательная дорожа «Вх./вых. объекты» на диаграмме Activity – это основа для построения объектной модели и модели сущность-связь.

Этап 6. Проанализируем заметки на дорожке «Правила», они дают различного рода ограничения и условия, которые постепенно трансформируется в нефункциональные требования.

Этап 7. Элементы на дорожке «Инструменты» говорят нам об уровне автоматизации процесса.
Полученная совокупность диаграмм дает формализованное описание в достаточно строгой нотации, т.е. имеет однозначное прочтение. Теперь можно разрабатывать техническое задание, уточнять спецификацию требований и т.д.

Моделирующие элементы диаграммы Use-case для карты процессов

UML&Enterprise Architect: проектируем целевой процесс при создании автоматизированной системы - 2

Моделирующие элементы диаграммы Activity

UML&Enterprise Architect: проектируем целевой процесс при создании автоматизированной системы - 3

Краткие сведения об объекте автоматизации

Объектом автоматизации являются процессы обеспечения качества производства медицинских изделий.

Процесс изготовления медицинских изделий характеризуется наличием большого количества ручных операций. Управление качеством регламентировано в соответствии со стандартом ГОСТ ISO 13485-2011. Изделия медицинские. Системы менеджмента качества. Системные требования для целей регулирования.

Для осуществления контроля качества необходимо осуществлять контроль и регистрацию всех операций при производстве медицинского изделия для последующего расследования возможных происшествий.

В качестве носителя регистрационной информации используется штрих-код. Для считывания информации используется дистанционный считыватель штрих-кодов.

Разрабатываемая автоматизированная система (АС) контроля изготовления медицинских изделий предназначена для:

  • контроля и регистрации всех операций при производстве медицинского изделия;
  • мониторинга процесса создания изделия;
  • получение отчетности по проделанным операциям.

Карта процессов — диаграмма Use-case

На Рисунке 1 представлена карта процессов АС контроля изготовления медицинских изделий. Зеленым цветом выделены процессы, для которых далее будут приведены сценарии выполнения.

UML&Enterprise Architect: проектируем целевой процесс при создании автоматизированной системы - 4
Рисунок 1. Карта процессов автоматизируемой системы контроля изготовления медицинских изделий

Примеры сценариев выполнения процессов – диаграммы Activity

На Рисунках 2-5 представлены примеры сценариев выполнения процессов АС контроля изготовления медицинских изделий.

UML&Enterprise Architect: проектируем целевой процесс при создании автоматизированной системы - 5
Рисунок 2. Подготовка к работе (начало смены)

UML&Enterprise Architect: проектируем целевой процесс при создании автоматизированной системы - 6
Рисунок 3. Изготовление мед. изделия (макрошаги)

UML&Enterprise Architect: проектируем целевой процесс при создании автоматизированной системы - 7
Рисунок 4. Начало изготовления мед.изделия

UML&Enterprise Architect: проектируем целевой процесс при создании автоматизированной системы - 8
Рисунок 5. Изготовление мед.изделия

Жизненный цикл объекта – диаграмма State Chart

На диаграммах Activity состояния обозначены в квадратных скобках до или после имен объектов.

UML&Enterprise Architect: проектируем целевой процесс при создании автоматизированной системы - 9

Полный жизненный цикл изготовления медицинского изделия представлен на диаграмме состояний – State Chart (Рисунок 6).

UML&Enterprise Architect: проектируем целевой процесс при создании автоматизированной системы - 10
Рисунок 6. Диаграмма состояний изготовления мед.изделия

Структура системы

Система логически разделена на подсистемы по функциональному признаку:

  • Подсистема «Изготовление мед.изделий»;
  • Подсистема «Справочники и реестры (НСИ)»;
  • Подсистема «Мониторинг и контроль» (включая модули «Мониторинг технологических операций» и «Отчетность»);
  • Подсистема «Безопасность»;
  • Подсистема «Администрирование».

Автоматизируемые процессы в разрезе подсистем и модулей представлены на рисунке ниже (Рисунок 7).

UML&Enterprise Architect: проектируем целевой процесс при создании автоматизированной системы - 11
Рисунок 7. Автоматизируемые процессы в разрезе подсистем и модулей

Это, конечно, не все диаграммы, но для того, чтобы дать представление о модели, думаю, достаточно.

Вместо заключения

Когда приступали к разработке системы, знания о предметной области основывались только на упомянутом в начале ГОСТ ISO 13485-2011 про медицинские изделия и описании потребностей заказчика на полстраницы. Модели обсуждали с заказчиком, особых трудностей в «чтении» моделей не наблюдалось.

АС разработана в 2016-2017гг. под SQL Server 2014 Express, на C#, платформа ASP.NET MVC 5, для front-end – Javascript и JQuery. В качестве дистанционных считывателей штрих-кодов применялись беспроводные сканеры Mercury CL600R.

Список источников

  1. OMG Unified Modeling Language (OMG UML) Specification. Version 2.5.1. [Электронный ресурс] Режим доступа: Интернет: https://www.omg.org/spec/UML/2.5.1/PDF
  2. Сайт Sparx Systems. [Электронный ресурс] Режим доступа: Интернет: https://sparxsystems.com
  3. Свидетельство № 18249 о регистрации и депонировании произведения результата интеллектуальной деятельности. Алфимов Р.В., Золотухина Е.Б., Красникова С.А. Рукопись учебно-методического пособия под названием «Моделирование предметной области с использованием Enterprise Architect» // 2011г.
  4. Золотухина Е.Б., Вишня А.С., Красникова С.А. Моделирование бизнес-процессов. — М.: КУРС, НИЦ ИНФРА-М, ЭБС Znanium.com. — 2017.

Автор: KSA

Источник

* - обязательные к заполнению поля