Организация жизненного цикла информационной системы. Принципы создания и функционирования экономических информационных систем. CASE-технологии проектирования ИС

цикла (ЖЦ).

ЖЦИС - это период создания и использования ИС, начиная с момента возникновения потребности в ИС и заканчивая моментом полного её выхода из эксплуатации.

ЖЦ является моделью создания и использования ПО , отражающей его различные состояния, начиная с момента возникновения необходимости в данном программном изделии и заканчивая моментом его полного выхода из употребления у всех пользователей.

Традиционно выделяются следующие основные этапы ЖЦ ПО :

анализ требований;
проектирование;
кодирование (программирование);
тестирование и отладка;
эксплуатация и сопровождение.

Стадии жизненного цикла информационной системы

Предпроектное обследование
- 1.1. Сбор материалов для проектирования; при этом выделяют формулирование требований, изучение объекта автоматизации, даются предварительные выводы предпроектного варианта ИС.
- 1.2. Анализ материалов и разработка документации; обязательно даётся технико-экономическое обоснование с техническим заданием на проектирование ИС .
Проектирование
- 2.1. Предварительное проектирование:
  - выбор проектных решений по аспектам разработки ИС;
  - описание реальных компонент ИС;
  - оформление и утверждение технического проекта (ТП).
- 2.2. Детальное проектирование:
  - выбор или разработка математических методов или алгоритмов программ;
  - корректировка структур БД;
  - создание документации на доставку и установку программных продуктов;
  - выбор комплекса технических средств с документацией на её установку.
- 2.3. Разработка техно-рабочего проекта ИС (ТРП).
- 2.4. Разработка методологии реализации функций управления с помощью ИС и описанием регламента действий аппарата управления.
Разработка ИС
- получение и установка технических и программных средств;
- тестирование и доводка программного комплекса;
- разработка инструкций по эксплуатации программно-технических средств.
Ввод ИС в эксплуатацию
- ввод технических средств;
- ввод программных средств;
- обучение и сертификация персонала;
- опытная эксплуатация;
- сдача и подписание актов приёмки-сдачи работ.
Эксплуатация ИС
- повседневная эксплуатация;
- общее сопровождение всего проекта.

ЖЦ образуется в соответствии с принципом нисходящего проектирования и, как правило, носит итерационный характер: реализованные этапы, начиная с самых ранних, циклически повторяются в соответствии с изменениями требований и внешних условий, введением ограничений и т.п. На каждом этапе ЖЦ порождается определённый набор документов и технических решений; при этом для каждого этапа исходными являются документы и решения, полученные на предыдущем этапе. Каждый этап завершается верификацией порождённых документов и решений с целью проверки их соответствия исходным.

Основным нормативным документом, регламентирующим ЖЦ ПО, является международный стандарт ISO/IEC 12207 (ISO - International Organization of Standardization - Международная организация по стандартизации, IEC - International Electrotechnical Commission - Международная комиссия по электротехнике). Он определяет структуру ЖЦ, содержащую процессы, действия и задачи, которые должны быть выполнены во время создания ПО.

Структура ЖЦ ПО по стандарту ISO/IEC 12207 базируется на трёх группах процессов:

основные процессы ЖЦ ПО (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);
вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем);
организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого ЖЦ, обучение).

Разработка включает в себя все работы по созданию ПО и его компонент в соответствии с заданными требованиями. Сюда включается оформление проектной и эксплуатационной документации, подготовка материалов, необходимых для проверки работоспособности и соответствующего качества программных продуктов , материалов, необходимых для организации обучения персонала и т.д. Разработка ПО включает в себя, как правило, анализ, проектирование и реализацию (программирование).

Эксплуатация включает в себя работы по внедрению компонентов ПО в эксплуатацию. В этот процесс входит конфигурирование базы данных и рабочих мест пользователей, обеспечение эксплуатационной документацией, проведение обучения персонала и т.д., и непосредственно эксплуатацию, в том числе локализацию проблем и устранение причин их возникновения, модификацию ПО в рамках установленного регламента, подготовку предложений по совершенствованию, развитию и модернизации системы.

Управление проектом связано с вопросами планирования и организации работ, создания коллективов разработчиков и контроля за сроками и качеством выполняемых работ. Техническое и организационное обеспечение проекта включает выбор методов и инструментальных средств для реализации проекта, определение методов описания промежуточных состояний разработки, разработку методов и средств испытаний ПО, обучение персонала и т.п. Обеспечение качества проекта связано с проблемами верификации, проверки и тестирования ПО.

Верификация - это процесс определения того, отвечает ли текущее состояние разработки, достигнутое на данном этапе, требованиям этого этапа. Проверка позволяет оценить соответствие параметров разработки с исходными требованиями. Проверка частично совпадает с тестированием, которое связано с идентификацией различий между действительными и ожидаемыми результатами и оценкой соответствия характеристик ПО исходным требованиям. В процессе реализации проекта важное место занимают вопросы идентификации, описания и контроля конфигурации отдельных компонентов и всей системы в целом.

Управление конфигурацией является одним из вспомогательных процессов, поддерживающих основные процессы жизненного цикла ПО, прежде всего, процессы разработки и сопровождения ПО. При создании проектов сложных ИС, состоящих из многих компонентов, каждый из которых может иметь разновидности или версии, возникает проблема учёта их связей и функций, создания унифицированной структуры и обеспечения развития всей системы. Управление конфигурацией позволяет организовать, систематически учитывать и контролировать внесение изменений в ПО на всех стадиях ЖЦ. Общие принципы и рекомендации конфигурационного учёта, планирования и управления конфигурациями ПО отражены в проекте стандарта ISO 12207-2.

Каждый процесс характеризуется определёнными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами. Результатами анализа, в частности, являются функциональные модели, информационные модели и соответствующие им диаграммы. ЖЦ ПО носит итерационный характер: результаты очередного этапа часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на более ранних этапах.

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕОРИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

(для студентов специальностей

заочной формы обучения)

Макеевка – 2010

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Кафедра “Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины

и оборудование”

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕОРИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

(для студентов специальностей

7.090214 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные,

мелиоративные машины и оборудование» и

7.090258 «Автомобили и автомобильное хозяйство»

заочной формы обучения)

Макеевка – 2010

УДК 681.51:519.21

Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Теория технических систем» (для студентов специальностей 7.090214 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, мелиоративные машины и оборудование» и 7.090258 «Автомобили и автомобильное хозяйство» заочной формы обучения) / Сост.: В.А. Пенчук, Н.А. Юрченко.- Макеевка: ДонНАСА, 2010.- 25 с.

В методических указаниях приведены цель и порядок выполнения практических работ, теоретические основы, варианты заданий, контрольные вопросы.

Составители: проф. В.А. Пенчук

асс. Н.А. Юрченко

Рецензенты: доц. А.К. Кралин

доц. В.А. Талалай

Ответственный за выпуск проф. В.А. Пенчук

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

СОСТАВЛЕНИЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА

ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ»

Цель работы: получение практических навыков в составлении жизненного цикла технической системы.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить структуру и этапы жизненного цикла технических систем.

2. Дать определения понятиям: жизненный цикл, техническое задание, технический проект, рабочая документация, экспериментальный образец, серийное производство, проектирование, конструирование.

3. Разработать общую схему жизненного цикла для заданной системы.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Структура жизненного цикла технической системы .

Структура жизненного цикла технической системы (рис. 1.1) включает в себя основные временные этапы ее существования: научно-исследовательских работ (), разработки рабочей документации (), подготовки производства для ее изготовления (), изготовления (), предпродажной подготовки (), эксплуатации () и утилизации (). Каждый этап жизненного цикла требует определенных материальных затрат () и только при ее функции возможно получение некоторых преобразований.

Укрупненная система жизненного цикла существенно проще реальной, так как совокупность этапов, входящих в систему, имеет многочисленные внутренние технические системы, которые между собой имеют внутренние связи. Например, на этапе НИР имеют место процессы теоретических и экспериментальных исследований, обработки результатов, создание технического задания и т.п.

Рисунок 1.1 – Жизненный цикл технической системы:

ТЗ – техническое задание; РД – рабочая документация; TS – техническая система; акт – акт утилизации

На этапе создания рабочей документации, как технической системы, необходимо выполнять ряд операций по расчету и проектированию узлов и деталей, процессов и подпроцессов.

При подготовке производства, как технической системы, к изготовлению деталей узлов, сборочных единиц и в целом технических систем опять необходимо иметь дело со значительным объемом новых технических систем: станков, инструментов, процессов сборки и установки необходимого оборудования и т.п.

Сказанное можно с некоторыми изменениями распространить на этап изготовления некоторой сложной технической системы, состоящей из деталей, узлов сборочных единиц, а затем – на цикл эксплуатации и утилизации.

При любой системе производственной деятельности в создании, реализации и эксплуатации технических систем действуют три взаимосвязанных процесса: разработки «Р »; производства «П р » и эксплуатации «Э». Процессы «Р » и «П р » могут выполняться одной специализированной формой, что позволяет повысить качество технической системы в сфере эксплуатации «Э ».

Не зависимо от функциональных и экономических связей объектов «Р » и «П р » в них должны быть следующие цеха или отделы: исследовательский, конструкторско-технологический, испытательный, производственный, материально-технического снабжения, предпродажной подготовки и другие по специфике технической системы.

Этапы жизненного цикла технической системы.

Жизненный цикл технической системы состоит из ряда последовательных этапов (табл. 1.1), каждый из которых требует специфического подхода к решению поставленных или, вернее, возникающих задач.

Таблица 1.1 – Распределение основных этапов жизненного цикла

технической системы между организациями

Технические противоречия. Наиболее часто проблемные ситуации возникают на стадии создания технических систем. Изучение проблемной ситуации предусматривает выявление технических противоречий, которые могут быть административными, техническими и физическими.

Административные противоречия – это противоречия, которые возникают в начале технической задачи, когда надо принимать решение: кем делать, кто финансирует, где делать и т.д.?

Технические противоречия – это противоречия, которые возникают уже в процессе создания или изменения параметров технической системы.

Физические противоречия – это противоречия, которые возникают при взаимно противоположных требованиях к системе или к ее отдельным частям (например, легкая и прочная, устойчивая и малая опорная поверхности и т.д.).

Необходимо четко различать противоречия, которые возникают на стадии разработки технического задания (ТЗ) на техническую систему и на стадиях проектирования и конструирования, изготовления и эксплуатации. Стадия разработки «ТЗ» предназначена для решения вопросов «почему», что относится к научно-техническим задачам, на остальных стадиях решаются вопросы «как делать».

Техническое творчество. Процесс создания новых технических решений называют техническим творчеством . Техническое творчество предполагает преобразование уже известных знаний, учений и опыта в новые технические системы. Техническое творчество весьма многообразно и происходит во всех областях техники, оно может быть условно разделено на такие виды деятельности: инженерно-исследовательскую, инженерно-конструкторскую и инженерно-технологическую. В первом случае устанавливаются новые закономерности процессов и технических систем, дается ответ на вопрос «почему это происходит?». Во втором – создаются новые технические системы в виде рабочей документации, моделей, макетов, а в третьем – в виде реальных технических систем.

В научных исследованиях применяется система научного эксперимента, суть которого сводится к широкому использованию различных способов моделирования технических систем и математической теории планирования и обработки результатов эксперимента.

В общем случае современные научные исследования строятся по схеме: эксперимент – построение модели, интерпретация модели и принятие решения о направлении дальнейшего исследования.

При выполнении научных исследований одной из важнейших задач является дать достоверное технико-экономическое обоснование проектируемой технической системы, при этом используя минимальные финансовые затраты.

Инженерно-конструкторское творчество может быть разделено на проектирование и конструирование.

Проектирование представляет собой этап поиска научно обоснованных, технически осуществимых и экономически целесообразных инженерных решений.

Конструирование – это этап создания рабочей документации на конкретное, однозначное техническое решение, которое было принято при проектировании. Весьма часто уже в процессе конструирования технической системы, может приниматься новое оригинальное решение и процесс проектирования уже проводится повторно. Можно считать, что процессы проектирования и конструирования являются взаимосвязанными и дополняющими друг друга. В процессе конструирования создаются общие виды, сборочные единицы, узлы и детали в виде, удобном для размножения и представления в процессе изготовления.

Качество и надежность технической системы во многом зависит от этапа проектирования. Бесспорно, без качественно изготовленной рабочей документации даже лучший проект останется просто предложением. Качество конструкторской продукции во многом зависит от квалификации специалистов проектно-технологического отдела и времени работы над проектом.

Конструирование – это также техническая система (процесс), а рабочая документация – техническая система (объект). Для этих систем также необходимо в обязательном порядке выполнить технико-экономическую оценку, проводить анализ вариантного проектирования и выбор наиболее эффективного. При этом необходимо учитывать следующее усредненное распределение затрат на изготовление рабочей документации (рис. 1.2).

C, %

Рисунок 1.2 – Ориентировочное распределение затрат на зарплату при создании технических систем

Психологические возможности человека-конструктора, возможности восприятия и оперирования описанием отдельных элементов в процессе их преобразования обусловливает необходимость расчленения представления о проектируемых технических системах на иерархические уровни и блоки. Принцип иерархичности означает структурирование представлений об объектах проектирования по степени детальности описания.

Преимущества такого подхода – сведение задач более сложного уровня к ряду задач малой сложности не вызывает сомнений и поэтому специалистами всего мира применяется ЕСКД (единая система конструкторской документации), которая устанавливает следующую иерархию технической системы типа «объект» машиностроения: детали; сборочные единицы, комплексы, комплекты. По аналогии можно расчленить техническую систему типа «процесс» на операции, процедуры, этапы и стадии.

Создатель технических систем (конструктор) всегда вынужден в достаточной мере знать настоящее (свойства материалов, допуски и посадки, нормативные документы, основные методы расчетов и т.п.) и в тоже время он должен создавать нечто новое, т.е. в достаточной степени обладать научным предвидением.

Логику проектировщика технических систем и ее взаимосвязь с этапами проектирования можно представить следующей таблицей (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Логика процесса	Основное содержание	Этап проектирования
Постановка Задачи	Определение потребности создания изделия Расчет ожидаемого эффекта при использовании нового изделия	Техническое задание
Определение области исследования Установление показателя эффективности для сравнения вариантов Количественное выражение показателя эффективности Сужение области поиска Выбор решения	Анализ информации и принятие решения Формулировка задания (перечень характеристик изделия)	Техническое предложение
Формирование новых идей Выработка концепции изделия	Эскизный проект
Инженерный анализ, оптимизация Определение показателя эффективности	Технический проект
Проверка и анализ результатов проверки	Конкретизация решения – разработка технической документации Разработка методов изготовления и технической документации к ним Создание экспериментального образца	Рабочая документация
Организация производства	Испытания, уточнение документации и принятие решения	Серийное изготовление
Оценка эффективности на этапе эксплуатации	Эксплуатация изделия	Эксплуатация

Стратегия проектирования технической системы зависит от многих факторов: ее сложности, квалификации и количества инженеров-проектировщиков одновременно работающих над одной задачей, сроками выполнения, наличия соответствующих программ и т.п.

Сказанное выше говорит о том, что как этапы процесса проектирования и создания технической системы, так и конструкторские этапы имеют многовариантный характер, что создает предпосылки выбора оптимального решения.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант задания студент выбирает по двум последним цифрам зачетной книжки.

№ зачетной книжки

Техническая система

№ зачетной книжки

Техническая система

	Башенный кран		Компьютер
	Мостовой кран		Ноутбук
	Козловой кран		Парта
	Стреловой кран		Стол
	Автомобиль		Стул
	Бульдозер		Кресло
	Скрепер		Тумба
	Конвейер		Шкаф
	Автобетоносмеситель		Комбайн
	Бензовоз		Дверной замок
	Автобус		Настольная лампа
	Микроавтобус		Аудиторная доска
	Телевизор		Тахометр
	Магнитофон		Часы
	Холодильник		Гаечный ключ
	Микроволновая печь		Аккумулятор

	Компьютер		Насос
	Ноутбук		Вентилятор
	Парта		Башенный кран
	Стол		Мостовой кран
	Стул		Козловой кран
	Кресло		Стреловой кран
	Тумба		Автомобиль
	Шкаф		Бульдозер
	Комбайн		Скрепер
	Дверной замок		Конвейер
	Настольная лампа		Автобетоносмеситель
	Аудиторная доска		Бензовоз
	Тахометр		Автобус
	Часы		Микроавтобус
	Гаечный ключ		Телевизор
	Аккумулятор		Магнитофон
	Насос		Холодильник
	Вентилятор		Микроволновая печь
	Башенный кран		Компьютер
	Мостовой кран		Ноутбук
	Козловой кран		Парта
	Стреловой кран		Стол
	Автомобиль		Стул
	Бульдозер		Кресло
	Скрепер		Тумба
	Конвейер		Шкаф
	Автобетоносмеситель		Комбайн
	Бензовоз		Дверной замок
	Автобус		Настольная лампа
	Микроавтобус		Аудиторная доска
	Телевизор		Тахометр
	Магнитофон		Часы
	Холодильник		Гаечный ключ
	Микроволновая печь		Аккумулятор

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение категории «жизненный цикл» технической системы.

2. Что включает в себя структура жизненного цикла?

3. Назовите основные этапы жизненного цикла.

4. Какие типы противоречий возникают в проблемной ситуации?

5. Чем отличаются административные противоречия от технических?

6. На какие виды деятельности может условно разделено техническое творчество?

7. Что такое научно-исследовательское творчество?

8. Что такое проектирование и конструирование?

9. От каких факторов зависит качество проектной документации?

10. Назовите характерное распределение затрат на создание технической системы?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

«ПОСТРОЕНИЕ РЯДОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ»

Цель работы: научиться построению рядов технических систем.

Порядок выполнения работы:

1. Дать определения понятиям: параметр, ряд, ряд предпочтительных чисел, модульный ряд, ряд золотого сечения, ряд Фибоначчи.

2. Согласно заданию определить первые десять членов рядов: Фибоначчи, модульного, мультипликационного и предпочтительного.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Модуль (от лат. modulus - мера) - в архитектуре и строительстве исходная мера, принятая для выражения кратных соотношений размеров комплексов, сооружений и их частей. В качестве модуля принимают меру длины (фут, метр), размер одного из элементов здания или размер строительного изделия. Применение модуля придает комплексам, сооружениям и их частям соизмеримость, облегчает унификацию и стандартизацию строительства.

Принцип (от лат. principium – основа, начало) – основное исходное положение какой-либо системы, теории, мировоззрения, внутренней организации и т.п.

Модульное проектирование предполагает наличие набора конструктивных и функциональных модулей – типоразмерных рядов. При модульном проектировании в основе лежит техническое задание на техническую систему, которая создается путем многочисленных переборов конструктивных модулей (КМ) и функциональных модулей (ФМ). Создание технических систем из уже установленного, экономически обоснованного ряда конструктивных и функциональных модулей позволяет уже на стадии проектирования получить наибольшее снижение стоимости, как проектных работ, так и работ по изготовлению.

Параметр – величина, характеризующая какие-либо свойства технической системы.

Совокупность параметров определяют техническую характеристику системы: производительность, мощность, габаритные размеры и т.п. Последовательность числовых значений такого параметра, в определенном диапазоне его значений, называется параметрическим рядом . Как правило, техническая система характеризуется большим количеством параметров, но можно выделить из них главный параметр (который определяет её функциональное назначение), основные и вспомогательные. Разновидностью параметрического ряда является типоразмерный ряд . Он создается на базе главного параметра, основные параметры которого характеризуют наиболее существенные свойства технической системы, её конструктивно-технологические особенности. Вспомогательные параметры чаще всего носят информационный характер (масса, к.п.д. и т.п.).

Формируя новые технические системы, необходимо исходить из того, что они должны содержать наименьшее число модулей, для обеспечения минимальных затрат на её изготовление и эксплуатацию. Для возможности сборки технической системы необходимо согласовать расположение модуль-узлов как по горизонтали (на одном уровне), так и по вертикали (на других уровнях). Все известные системы согласования параметров базируются на следующих основных принципах: пропорциональности, аддитивности, мультипликативности.

Принцип пропорциональности заключается в том, что основные параметры технической системы пропорциональны одному, считающемуся главным.

Принцип аддитивности (от лат. additivus – прибавляемый, полученный путем сложения) базируется на следующем – параметры Т-системы укладываются в ряд чисел, образуемых путем последовательного сложения.

Принцип мультипликативности (от лат. multiplicus – умножаемый, получаемый путем умножения) заключается в том, что параметры изделия укладываются в ряды чисел, образуемых путем умножения на постоянный множитель.

Метод пропорциональности основан на предположении, что все размеры технической системы связаны друг с другом несколькими функциональными зависимостями. Отсюда – возможность выражать все размеры через главный параметр. Например, для бульдозера можно записать следующие соотношения тягового усилия, веса, параметров отвала через мощность двигателя; для экскаватора - параметры базы, ковша, длины рабочего оборудования и др. через емкость ковша.

Метод относительных размеров применяется в различных вариантах и в различных отраслях. Его недостатком является недостаточная точность и условность применяемых размеров. В настоящее время метод пропорциональности находит широкое применение при выборе параметров простейших технических систем: (болтов, гаек, резцов и т.п.).

Аддитивные системы согласования в конечном итоге используют определенные ряды чисел, наиболее распространенными из которых являются: числа Фибоначчи, золотого сечения, модульные и предпочтительные числа. Теория чисел Фибоначчи (итальянский математик Леонардо Пизанский) была разработана еще в 1202 году. Ряд Фибоначчи – это последовательность чисел, в которой каждый последующий член ряда равен сумме двух предыдущих:

Ряды и их свойства весьма разнообразны и зависят от вида первых двух членов. Наиболее широко используются цельно числовой ряд Фибоначчи: 1; 1; 2; 3; 5; 8; 13; 21; 34; 55; 89; 144 и т.д. Как видно, значения членов ряда вначале растут медленно, а затем их рост становится стремительным. Например, двенадцатый член ряда а 12 = 377, т.е. во много раз превышает значение первого члена а 1 = 1.

Ряд золотого сечения (золотой ряд) представляет собой последовательность чисел, которая подчиняется закону

Золотое сечение - это такое пропорциональное деление отрезка (рис. 2.1) на неравные части, при котором весь отрезок так относится к большей части, как сама большая часть относится к меньшей; или другими словами, меньший отрезок так относится к большему, как больший ко всему

a: b = b: c или с: b = b: а.

Рисунок 2.1 - Схема разбиения отрезка по методу золотого сечения

Прямоугольник с таким отношением сторон стали называть золотым прямоугольником. Он также обладает интересными свойствами. Если от него отрезать квадрат, то останется вновь золотой прямоугольник. Этот процесс можно продолжать до бесконечности. А если провести диагональ первого и второго прямоугольника, то точка их пересечения будет принадлежать всем получаемым золотым прямоугольникам.

При создании технических систем в строительстве широко используются модульные системы. В простейшем виде ряд , построенный по модульной системе, представляет ряд, построенный по арифметической прогрессии

где - линейный модуль; - член ряда.

Ряды, построенные на основе зависимости арифметической прогрессии, имеют несколько больше расхождений в числах первых членов ряда и сгущенность в зоне больших величин. Иногда значение линейного модуля .

Чтобы уменьшить количество членов больших значений ряда, могут быть использованы модульные системы ступенчато-арифметической прогрессии: одно-, двух- и даже трехмодульные.

Мультипликационные ряды в основном основаны на использовании закономерностей геометрических прогрессий

где - знаменатель прогрессии; - номер -го члена ряда.

Изменяя значения первого члена ряда и знаменателя прогрессии , можно создать бесчисленное количество числовых рядов. В настоящее время рекомендуются к использованию численные ряды, у которых в качестве знаменателя ряда используется число равное или .

При создании технических систем на протяжении ряда веков используются численные ряды, у которых знаменателем является число равное . Рассматривая вопрос о выборе численных рядов для создания разнообразных технических систем, анализу подвергались ряды, в которых применялись различные значения у корня .

В 1953 году многими странами было принято к использованию международную систему построения числовых рядов. Эти численные ряды получили название рядов предпочтительных чисел (табл. 2.1).

Ряды предпочтительных чисел (РПЧ) представляют собой десятичные ряды геометрической прогрессии вида , т.е. знаменатель ряда , где - номер ряда = 5; 10; 20; 40 и .

Таблица 2.1 - Основные ряды предпочтительных чисел

Основные ряды	Номер предпочтительного числа	Разность меж-ду числами и расчетными величинами, %

1,00 1,60 2,50 4,00 6,30 10,00	1,00 1,25 1,60 2,00 2,50 3,15 4,00 5,00 6,30 8,00 10,00	1,00 1,25 1,40 1,60 2,00 2,12 2,24 2,50 2,80 3,15 3,55 4,00 4,50 5,00 5,60 6,30 7,10 8,00 9,00 10,00	1,00 1,06 1,12 1,18 1,25 1,32 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,12 2,24 2,36 2,50 2,65 2,80 3,00 3,15 3,35 3,55 3,75 4,00 4,25 4,50 4,75 5,00 5,30 5,60 6,00 6,30 6,70 7,10 7,50 8,00 8,60 9,00 9,50 10,00	+0,07 -1,18 -0,71 -0,71 -1,01 -0,88 +0,25 +0,95 +1,26 +1,22 +0,87 +0,42 +0,31 +0,06 -0,48 -0,47 -0,49 -0,65 +0,49 -0,39 +0,01 +0,05 -0,22 +0,47 +0,78 +0,74 +0,39 +0,24 -0,17 -0,42 +0,73 -0,15 +0,25 +0,29 +0,01 +0,71 +1,02 +0,98 +0,63

Примечание. Расчетные величины чисел, указанные в таблице, представляют собой величины, вычисленные с точностью до 5-й значащей цифры; при этом погрешность по сравнению с теоретической величиной составляет менее 0,00005

В зависимости от согласования параметров Т-систем необходимо применять тот или иной номер ряда. Например, для назначения главного параметра – емкости ковша одноковшового экскаватора применяется ряд R5, соответственно знаменатель ряда равен и ряд по емкости ковша (м 3) представляет 0,15; 0,25; 0,4; 0,65; 1,1; 1,6; 2,5.

При назначении главного параметра самоходных стреловых кранов (грузоподъемности) также принят ряд R5 и грузоподъемность крана (т) представляет ряд 4; 6; 10; 16; 25; 40; 64; 100; 160; 250 и т.д.

Во многих странах существуют национальные стандарты на ряды предпочтительных чисел (РПЧ). В них внесены замечания по степени округления чисел по тем или иным членам ряда, по соединению некоторых положительных качеств ряда с положительными качествами рядов на основе арифметической прогрессии и др.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Студент выбирает вариант задания по последним двум цифрам зачетной книжки (табл. 2.2 и 2.3).

Таблица 2.2 - Варианты заданий для ряда Фибоначчи и модульного ряда

№ зачетной книжки	Фибоначчи	модульного	№ зачетной книжки	Фибоначчи	модульного

Таблица 2.3 - Варианты заданий для мультипликационного и

Жизненный цикл - это не временной период существования, а процесс последовательного изменения состояния, обусловленный видом производимых воздействий (Р 50-605-80-93).

Под термином «жизненный цикл системы» обычно понимают эволюцию новой системы в виде нескольких ступеней, включающих такие важные стадии, как концепция , разработка, производство , эксплуатация и окончательное выведение из эксплуатации. :70

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

Видео 22. Жизненный цикл ПО. Этапы разработки ПО. Классическая модель разработки ПО

"Жизненный цикл системы или проекта" - тренинг №2.

Жизненный цикл товара.mp4

Жизненный цикл дефекта

Жизненный цикл организации

Субтитры

История концепции

Концепция жизненного цикла возникла в конце XIX в. как комплекс идей, включающих в себя идеи наследственности и развития на уровне индивидуумов и организмов, а также адаптации, выживания и вымирания на уровне отдельных видов и целых популяций живых организмов.

Типовые модели жизненного цикла системы

Не существует единой модели жизненного цикла, удовлетворяющей требованиям любой возможной задачи. Различные организации по стандартизации, правительственные учреждения и инженерные сообщества публикуют свои собственные модели и технологии, которые могут быть использованы для конструирования модели. Таким образом нецелесообразно утверждать о существовании какого-то одного возможного алгоритма построение модели. Тем не менее любую модель жизненного цикла можно разделить на череду основных шагов, которые будут отражать в себе отдельные важные стадии.

Некоторые специалисты по системной инженерии предлагают рассматривать модель жизненного цикла системы, на основе следующих трех источников: модель управления материально-техническим обеспечением Министерства Обороны США (МО США) (DoD 5000.2), модель стандарта ISO/IEC 15288 и модель Национального общества профессиональных инженеров (NSPE). :71

Типовая модель жизненного цикла по стандарту ISO/IEC 15288

Согласно стандарту, процессы и действия жизненного цикла определяются, соответствующим образом настраиваются и используются в течение стадии жизненного цикла, для полного удовлетворения целей и результатов на этой стадии. В различных стадиях жизненного цикла могут принимать участие разные организации. Не существует единой универсальной модели жизненных циклов систем. Те или иные стадии жизненного цикла могут отсутствовать или присутствовать в зависимости от каждого конкретного случая разработки системы. :34

В стандарте в качестве примера были приведены следующие стадии жизненного цикла:

Стадия замысла.
Стадия разработки.
Стадия производства.
Стадия применения.
Стадия поддержки применения.
Стадия прекращения применения и списания.

В версии стандарта от 2008 года (ISO/IEC 15288:2008) примеры стадий жизненного цикла отсутствуют.

Типовая модель жизненного цикла по версии Министерства обороны США

Для управления рисками в области применения передовых технологий, и сведения к минимуму дорогостоящих технических или управленческих ошибок, МО США разработало руководство, содержащее все необходимые принципы разработки систем. Эти принципы вошли в специальный перечень директив - DoD 5000.

Модель жизненного цикла системы управления материально-техническим обеспечением по версии МО США состоит из пяти стадий :71:

анализ;
разработка технологии;
инженерная и производственная разработка;
производство и развертывание;
функционирование и поддержка.

Типовая модель жизненного цикла системы Национального общества профессиональных инженеров (NSPE)

Данная модель адаптирована для развития коммерческих систем. Данная модель в основном направлена на развитие новых продуктов, обычно являющихся результатом технического прогресса. Модель NSPE представляет собой альтернативный взгляд на модель версии МО США. Жизненный цикл по модели NSPE разбивается на шесть стадий :72:

концепция;
техническая реализация;
разработка;
коммерческая валидация и подготовка производства;
полномасштабное производство;
поддержка конечного продукта.

Модель жизненного цикла продукции по Р 50-605-80-93

В руководящем документе Р 50-605-80-93 тщательно проработан жизненный цикл промышленного изделия, в том числе - военной техники.

Для промышленной продукции гражданского назначения предложены следующие стадии:

исследование и проектирование;
изготовление;
обращение и реализация;
эксплуатация или потребление.

В рамках жизненного цикла промышленной продукции гражданского назначения предложено рассматривать 73 вида работ и 23 типа стейкхолдеров («участников работ» по терминологии документа).

Для промышленной продукции военного назначения предложены следующие стадии:

исследование и обоснование разработки;
разработка;
производство;
эксплуатация;
капитальный ремонт.

В рамках жизненного цикла промышленной продукции военного назначения предложено рассматривать 25 видов работ и 7 типов стейкхолдеров (участников работ).

Типовая модель жизненного цикла программного обеспечения

Стадии жизненного цикла системы и их составные фазы, представленных на рисунке «Модель жизненного цикла системы», относятся к большинству сложных систем, в том числе к тем, которые содержат программное обеспечение со значительным объемом функциональных возможностей на уровне компонентов. В программно-интенсивных системах, в которых программное обеспечение выполняет практически все функции (как например в современных финансовых системах, в системах бронирования авиабилетов, в глобальной сети интернет, и в др.), как правило жизненные циклы схожи по содержанию, но часто усложняются итерационными процессами и прототипированием . :72-73

Основные стадии жизненного цикла системы (Kossiakoff, Sweet, Seymour, Biemer)

Как показано на рисунке «Модель жизненного цикла системы», модель жизненного цикла системы содержит 3 стадии. Первые 2 стадии приходятся на разработку, а третья стадия охватывает пост-разработку. Эти стадии показывают более общие переходы из состояния в состояние, в жизненном цикле системы, а также показывают изменения в типе и объеме действий, вовлеченных в системную инженерию. Стадии представляют собой :73:

стадию разработки концепции;
стадию технической разработки;
стадию пост-разработки.

Стадия разработки концепции

Целью стадии разработки концепции являются оценки новых возможностей в сфере применения системы, разработка предварительных системных требований и возможных проектных решений. Стадия разработки концептуального проекта начинаются с момента осознания необходимости создания новой системы или модификации уже имеющейся. Стадия включает в себя начало исследований фактов, периода планирования, оцениваются экономические, технические, стратегические и рыночные основы будущих действий. Осуществляется диалог между стейкхолдерами и разработчиками. :

Основные цели стадии разработки концепции: :74

Провести исследования, установив, что является необходимым для новой системы, а также установив техническую и экономическую целесообразность данной системы.
Изучить потенциально возможные концепции системы, а также сформулировать и подвергнуть валидации набор требований к производительности системы.
Выбрать наиболее привлекательную концепцию системы, определить её функциональные характеристики, а также разработать детальный план последующих стадий проектирования, производства и оперативного развертывания системы.
Разработать любую новую технологию, подходящую для выбранной концепции системы и подвергнуть валидации её способности удовлетворять потребности.

Стадия технической разработки

Стадия технической разработки подразумевает процесс проектирования системы для реализации функций, сформулированных в концепции системы, в физическое воплощении, которые могут поддерживаться и успешно эксплуатироваться в своей операционной среде. Системная инженерия в первую очередь касается направления развития разработки и проектирования, управления интерфейсами, разработки планов тестирования, и определяет, как расхождения в производительности системы, не проверенной во время тестирования и оценки, должны быть надлежащим образом исправлены. Основная масса инженерных действий осуществляется на этой стадии.

Основными целями стадии технической разработки являются :74:

Выполнение технической разработки прототипа системы, отвечающего требованиям производительности, надежности, ремонтопригодности и безопасности.
Спроектировать систему пригодную для использования, и продемонстрировать свою оперативную пригодность.

Стадия пост-разработки

Стадия пост-разработки состоит из деятельности за пределами периода разработки системы, но все еще требует значительной поддержки со стороны системных инженеров, особенно когда встречаются непредвиденные проблемы, требующие скорейшего разрешения. Кроме того, достижения в области технологий часто требуют внутренней модернизации системы обслуживания, которая может быть столь же зависимой от системной инженерии, как стадии концепции и технической разработки.

Стадия пост-разработки новой системы начинается после успешно проведенной операции тестирования и оценивания данной системы (тестирование приемки), выпуска в производство и последующим оперативным использованием. Пока основная разработка не будет завершена, системная инженерия будет продолжать играть главную поддерживающую роль

ISO/IEC 15288:2008 Systems and software engineering - Life cycle processes

Kossiakoff A., Sweet W. N., Seymour S. J., Biemer S. M. Systems Engineering Principles and Practice. - 2-е изд. - Hoboken, New Jersey: A John Wiley & Sons, 2011. - 599 с. - ISBN 978-0-470-40548-2 .

Батоврин В. К. , Бахтурин Д. А. Управление жизненным циклом технических систем. - 2012.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288-2005 Информационная технология. Системная инженерия. Процессы жизненного цикла систем

Р 50-605-80-93. Рекомендации. Система разработки и постановки продукции на производство. Термины и определения (Ссылка на текст).

История концепции жизненного цикла

Типовые модели жизненного цикла системы

Не существует единой модели жизненного цикла, удовлетворяющей требованиям любой возможной задачи. Различные организации по стандартизации, правительственные учреждения и инженерные сообщества публикуют свои собственные модели и технологии, которые могут быть использованы для конструирования модели. Таким образом нецелесообразно утверждать о существовании единственно возможного алгоритма построение модели жизненного цикла.

Типовая модель жизненного цикла по стандарту ISO/IEC 15288

В стандарте в качестве примера были приведены следующие стадии жизненного цикла:

Замысел.
Разработка.
Производство.
Применение.
Поддержка применения.
Прекращение применения и списание.

В версии стандарта от 2008 года (ISO/IEC 15288:2008) примеры стадий жизненного цикла отсутствуют .

Типовая модель жизненного цикла по версии Министерства обороны США

Анализ.
Разработка технологии.
Инженерная и производственная разработка.
Производство и развертывание.
Функционирование и поддержка.

Типовая модель жизненного цикла системы Национального общества профессиональных инженеров (NSPE)

Концепция.
Техническая реализация.
Разработка.
Коммерческая валидация и подготовка производства.
Полномасштабное производство.
Поддержка конечного продукта.

Типовая модель жизненного цикла продукции по Р 50-605-80-93

Для промышленной продукции гражданского назначения предложены следующие стадии:

Исследование и проектирование.
Изготовление.
Обращение и реализация.
Эксплуатация или потребление.

Для промышленной продукции военного назначения предложены следующие стадии:

Исследование и обоснование разработки.
Разработка.
Производство.
Эксплуатация.
Капитальный ремонт.

Типовая модель жизненного цикла программного обеспечения

Основные стадии жизненного цикла системы (Kossiakoff, Sweet, Seymour, Biemer)

стадию разработки концепции;
стадию технической разработки;
стадию пост-разработки.

Стадия разработки концепции

Основные цели стадии разработки концепции :74:

Провести исследования, установив, что является необходимым для новой системы, а также установив техническую и экономическую целесообразность данной системы.
Изучить потенциально возможные концепции системы, а также сформулировать и подвергнуть валидации набор требований к производительности системы.
Выбрать наиболее привлекательную концепцию системы, определить её функциональные характеристики, а также разработать детальный план последующих стадий проектирования, производства и оперативного развертывания системы.
Разработать любую новую технологию, подходящую для выбранной концепции системы и подвергнуть валидации её способности удовлетворять потребности.

Стадия технической разработки

Основными целями стадии технической разработки являются :74:

Выполнение технической разработки прототипа системы, отвечающего требованиям производительности, надежности, ремонтопригодности и безопасности.
Спроектировать систему пригодную для использования, и продемонстрировать свою оперативную пригодность.

Стадия пост-разработки

Батоврин В. К. , Бахтурин Д. А. Управление жизненным циклом технических систем. - 2012.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288-2005 Информационная технология. Системная инженерия. Процессы жизненного цикла систем

Таблица 2.1

Определения.

1. Определение стандарта ISO/IEC 15288:2008 (Определение: life cycle -- evolution of a system, product, service, project or other human-made entity from conception through retirement (ISO 15288, 4.11):

жизненный цикл (ЖЦ) – это эволюция системы, продукции, услуги, проекта или иного рукотворного объекта от замысла до прекращения использования.

2. Определение стандарта ISO 15704 (Industrial automation systems - Requirements for enterprise-reference architectures and methodologies Системы промышленной автоматизации. Требования к архитектуре эталонных предприятий и методологии. Описывает эталонную архитектуру предприятия и средства реализации проектов в рамках полнрго жизненного цикла предприятия):

жизненный цикл (ЖЦ) – это конечный набор основных фаз и шагов, которые система проходит на протяжении всей истории существования.

Каждая система, вне зависимости от ее вида и масштаба, проходит весь свой жизненный цикл согласно некоторому описанию. Продвижение системы по частям этого описания и есть жизненный цикл системы. Описание жизненного цикла, таким образом, - это концептуальная сегментация по стадиям , способствующим планированию, разворачиванию, эксплуатации и поддержке целевой системы.

Стадии (табл. 2.1) представляют наиболее крупные периоды жизненного цикла, ассоциируемые с системой, и соотносятся с состояниями описания системы или реализацией системы как набора продуктов или услуг. Стадии описывают основные контрольные точки продвижения и успехов системы по ходу жизненного цикла. Такие сегменты дают упорядоченное продвижение системы через установленные пересмотры выделения ресурсов, что снижает риски и обеспечивает удовлетворительное продвижение. Основной причиной применения описаний жизненного цикла является потребность в принятии решений по определенным критериям до продвижения системы на следующую стадию.

Комментарий: жизненный цикл – всегда жизненный цикл конкретной системы. Не бывает «жизненного цикла» кроме как в текстах стандартов, в жизни всегда «жизненный цикл X», где X – название целевой системы. Процессы жизненного цикла – это те процессы, которые акторы выполняют над/с системой, и которые меняют состояние системы, заставляя ее эволюционировать в ходе её жизненного цикла. «Управление жизненным циклом» -- общепринятое название подхода к описанию процессов жизненного цикла (а часто и название самой группы процессов жизненного цикла, описанных с использованием такого подхода).

У системы есть два основных представления: целевое (архитектурное, чаще всего структурное в своей основе, плюс процессы времени эксплуатации системы) и жизненного цикла (развертка во времени жизненного цикла - процессы обеспечивающих систем). Можно обсуждать, насколько каждое из этих представлений является частью другого, но для надлежащего описания системы всегда нужно использовать какое-то представление жизненного цикла.

Прежде всего, нужно различить жизненный цикл (иногда, ограничиваясь только инженерией, но не полным ЖЦ говорят также delivery process, изредка для софта -- software process) и другие "процессные представления" -- трансакции DEMO, логические "бизнес-процессы" (практики), workflows, проектные представления (подробнее -- http://ailev.livejournal.com/904643.html). Хотя есть множество подходов, при которых все эти разные аспекты описаний организации и методов ее работы смешиваются.

Модель жизненного цикла отражает различные состояния системы, начиная с момента возникновения необходимости в данной ИС и заканчивая моментом ее полного выхода из употребления. Модель жизненного цикла - структура, содержащая процессы, действия и задачи, которые осуществляются в ходе разработки, функционирования и сопровождения программного продукта в течение всей жизни системы, от определения требований до завершения ее использования.

Языков представления жизненного цикла и текстовых и графических нотаций для этих языков много, ограничимся для примера лишь следующими:\

· «Нарезанная колбаска»

· V-диаграмма

Нарезанная колбаска".

Просто перечисление стадий жизненного цикла их названиями, для выразительности названия упакованы в отрезки "колбаски" (рис.2.1)

Рисунок 2.1. Традиционное представление жизненного цикла

Вокруг традиционной «колбаски» могут указываться еще две дополнительных: как ЖЦ видят менеджеры (лица, управляющие проектом), и как ЖЦ видят инженеры(лица, реализующие проект) (рис.2.2)

Рисунок 2.2. Пример представления жизненного цикла

Жизненные циклы наблюдаются в историях отдельных товаров и потребностей, торговых марок, предприятий, целых индустрий и рынков. Жизненный цикл неотделим от конкретной системы, поэтому особенности разных систем порождают большое разнообразие экземпляров «колбасок» жизненных циклов (рис.2.3) .

Рис.2.3. Разнообразие жизненных циклов