Особенности оценки разработки программного обеспечения для медицинской информационной системы

УДК 004.032

Особенности оценки разработки программного обеспечения для медицинской информационной системы Features evaluation software development for health information system

Ваганова Елена Владимировна

Младший научный сотрудник, старший преподаватель

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Vaganova Elena Junior Researcher, Senior Lecturer National Research Tomsk State University

Аннотация. В статье рассмотрены особенности оценки программных продуктов в целом и заказной разработки программного обеспечения (ПО) для медицинских информационных систем (МИС) в частности. Проанализированы общие характеристики ПО для МИС на примере показателей системы «Устройство суточного мониторинга состояния плода и матери», разработанной малым инновационным предприятием ООО «Диагностика +» (г. Томск). Для оптимизации распределения ресурсов, в том числе интеллектуальных, финансовых, материальных, человеческих, а также для контроля качества и сроков исполнения авторами была применена классификация параметров ПО системы.

Ключевые слова: медицинское приборостроение, медицинская информационная система, программное обеспечение, оценка стоимости, заказная разработка

Abstract. The article describes factors of special economics of production in general, and production of customized software for health information systems (HIS) in particular. The main characteristics of MIS software have been analyzed using the example of the Device for daily fetal and maternal monitoring during the pregnancy developed by an R&D company LLC Diagnostika + (Tomsk). In order to optimize

management of intellectual, financial, material and human resources, as well as quality control and deadlines the team of developers have applied the classification parameters of the system software.

Keywords: medical engineering, health information system, software development, cost estimation, customized software Введение

Эффективность здравоохранения в настоящее время во многом зависит от внедрения новых медицинских технологий и оснащенности медицинских учреждений современным медицинским оборудованием. В настоящее время все больше руководителей медицинских учреждений воспринимают информационные системы не только, как способ автоматизации определенной функции или процесса, но и как инструмент, влияющий на рост экономической эффективности организации [1].

Медицинские информационные системы (МИС) представляют собой совокупность программно-технических средств, баз данных и знаний, предназначенных для автоматизации различных процессов, протекающих в лечебно-профилактическом учреждении. Задача выбора МИС обусловлена такими обстоятельствами как уникальность каждого учреждения и его внешней среды; отсутствие четких критериев выбора; недостаток информации о характеристиках МИС; невозможность непосредственного тестирования систем; отсутствие общепринятой практики оценки МИС. В общем случае, определение предпочтительной медицинской информационной системы является задачей многокритериального выбора [2].

Рассмотрение программного обеспечения МИС как объекта экономического исследования предполагает исследование экономического, организационно-технического и иного характера, направленное на установление его ценности как товара, а также изучение существующих подходов и методов оценки стоимости разработки программного продукта [3,4].

Разработка МИС включает в себя прямые (финансовые) и косвенные (нефинансовые) затраты. Финансовые затраты на разработку - это капитальные затраты на аппаратные средства. К нефинансовым затратам можно отнести время и интеллектуальный труд, затраченные командой разработчиков, командой тестирования и внедрения, конечными пользователями (врачи, сотрудники, задействованные в доклинических испытаниях) на программное обеспечение системы [5].

Вопрос оценки стоимости затрат на разработку, приобретение, установку, интеграцию, сервисное обслуживание и дальнейшую модернизацию информационных систем начал активно исследоваться в 80-90-е годы[6]. В эпоху быстро развивающихся информационных технологий, растущего числа высоко бюджетных проектов в области разработки программного обеспечения, очень важным становится умение оценить на ранних этапах возможные выгоды и убытки от проекта, проанализировать возможные сценарии развития событий

[7].

Целевые сценарии разработки программных продуктов

Технология разработки программных продуктов - это одна из областей инженерной науки. При экономическом анализе и обосновании проектов программных продуктов возможны два сценария:

1. Создание программного обеспечения, готового к использованию (англ. off-the-shelf software application), ориентируемого на массовое тиражирование и распространение на рынке среди заранее не известных пользователей, в различных сферах и внешней среде применения. Конкретный потребитель-заказчик, финансирующий проект и определяющий основные требования к программному продукту, отсутствует.

2. Разработка программного продукта относительно небольшим тиражом с известной областью и средой применения для конкретного потребителя-заказчика, который финансирует проект и определяет требования к функциям и характеристикам качества (англ. custom software development).

Эти сценарии принципиально различаются методами экономического анализа и обоснования их экономических характеристик.

Первый сценарий базируется на маркетинговых исследованиях рынка программных продуктов и на стремлении поставщика занять значимую долю рынка. Для этого ему необходимо определить наличие на рынке близких по назначению и функциям продуктов, оценить их эффективность, стоимость и применяемость, а также возможную конкурентоспособность предполагаемого к разработке программного продукта для потенциальных пользователей и их возможное число.

Второй сценарий предполагает наличие определенного заказчика потребителя конкретного программного продукта, который должен соответствовать его утвержденным техническим и экономическим требованиям. Он выбирает конкурентоспособного поставщика продукта необходимого качества с учетом имеющегося бюджета, сроков и других ресурсов. При этом результаты разработки не подлежат широкому тиражированию, могут не поступать на рынок. Маркетинговые исследования для таких проектов являются второстепенными и предварительно могут не проводиться [8].

Фактическое написание ПО является самой непостоянной частью процесса разработки. Разные программисты могут иметь разные навыки и разные предпочтения в выборе платформ разработки (операционная система, интегрированные среды разработки, языков программирования) [9].

Не существует одного единственно верного способа разработки ПО, но имеются данные о некоторых стандартных процессах, предшествующих высоким результатам в данной деятельности. Несмотря на появление новых тенденций за последние 30 лет, основные этапы разработки ПО остались неизменными: составление технического задания (формирование функциональных характеристик), разработка программного обеспечения, тестирование и доработка, внедрение и расширение функциональных возможностей [10].

Риски, связанные с заказом программного обеспечения по большей мере зависят от заказчика, который должен иметь глубокое понимание потребностей пользователей. Выявление новых потребностей в процессе разработки очень распространено, несмотря на то, что это может привести к дополнительным расходам. Риск частых изменений заключается в потере объема проекта, неконтролируемом росте рамок проекта (англ. scope creep), а также в несоответствии конечного продукта первоначальным требованиям [11].

Особенности разработки программного обеспечения для медицинских информационных систем

В целом разработка медицинских систем ничем не отличается от типовых этапов разработки программного обеспечения. Но именно в силу сложности и неоднозначности предметной области и ответственности за здоровье других людей, которая косвенно ложится на разработчика МИС, специфика медицинской информатики такова, что методология разработки каждой конкретной информационной системы должна определяться именно теми условиями, в которых эта система будет эксплуатироваться.

Вся сложность медицины отражается и на функционировании медицинских организаций и соответственно на проблематике разработки и эксплуатации МИС. Таким образом, в той или иной степени вышеперечисленные особенности разработки МИС и факторы риска влияют на ее стоимость, которая определяется временем и другими инвестициями, затраченными на ее создание, ожиданиями разработчиков, очевидностью или неочевидностью преимуществ от использования программного обеспечения, регуляторными ограничениями (регистрация мед изделия или средства измерения и т. д.).

Следует отметить, что стоимость МИС формируется не сразу, она имеет высокую степень неопределенности, в ее формировании важную роль играют затраты на создание, а не на производство и воспроизводство. Затраты труда на создание продукта учитываются не индивидуально на каждую единицу, а в совокупности на весь проект, создаваемый за определенный период времени.

Грамотные выбор, адаптация, сопровождение МИС - это благо для

медицинского учреждения, реальный переход его деятельности на принципиально отличный от настоящего в лучшую сторону уровень. Но и цена ошибки здесь высока. «Поменять» МИС крайне не просто и очень ресурсоемко.

Оценка программного обеспечения для медицинских информационных систем на примере «Устройства суточного мониторинга

состояния плода и матери» Медицинская информационная система «Устройство суточного мониторинга состояния плода и матери» представляет собой программно-аппаратный комплекс, в полной мере обеспечивающий выполнение функции круглосуточного мониторинга состояния плода и беременной. Аппаратная часть Устройства предназначена для получения акустической информации о деятельности сердечнососудистой системы плода и матери, запись на встроенное устройство хранения данных, а также передачу данной информации на специализированное программное обеспечение смартфона беременной посредством беспроводных протоколов.

Обобщая параметры оценки МИС предложенные Я.И. Гулиевым [12], Г.С. Лебедевым и Ю.Ю. Мухиным [13] в таблице 1 представлен пример оценки параметров МИС на примере программно-аппаратного комплекса для оценки состояния сердечнососудистой системы матери и плода. На основании данных результатов было сформировано техническое задание разрабатываемой системы и оценена ресурсоемкость разработки ПО.

Таблица 1. - Показатели ПО системы «Устройства суточного мониторинга состояния плода и матери»

Наименование показателя Показатели ПО системы «Устройства суточного мониторинга состояния плода и матери»

Архитектура Клиент-Сервер

Технологическая платформа Qt Creator 5.6 - среда разработки Целевые среды (где будет работать ПО): Android 4.0 и младше (для ПО смартфона пациента,

врача) Linux, Windows (не старше Win7) - для сервера приложений и АРМ врача. СУБД: PostgeSQL

Темпоральность (историчность) данных Да. Хранение информации о пациентах и результатах исследований в течение 5-ти лет. Каждое проводимое обследование пациента сортируется по дате и времени проведения, а также привязывается к врачу, ведущему пациентку.

Интеграция в единое информационно пространство Да. Реализована надстройка (API), обеспечивающая интеграцию в МИС, используемую внутри медицинского учреждения.

Интеграция с медицинским оборудованием Интегрируется с аппаратной частью Устройства суточного мониторинга состояния сердечнососудистой системы плода и матери.

Информационная безопасность Данные в системе хранятся и передаются в зашифрованном виде, согласно требованиям ФСБ России к средствам криптографической защиты класса КС1 и требованиям ГОСТ 28147-89, ГОСТ Р 34.102001, ГОСТ Р 34.11-94

Язык программирования С++, PHP

Уровень решаемых задач Разрабатываемая МИС может быть использована на всех уровнях, поэтому ее можно назвать универсальной.

Тип системы Аппаратно-программное решение

Объем В системе одновременно обрабатываются до 100000

обрабатываемых данных субъектов персональных данных

Поддержка сервиса «Электронная медицинская карта» Да

Приведенная классификация параметров была применена

разработчиками ООО «Диагностика +» при формировании коммерческого предложения с последующим внедрением «Устройства суточного мониторинга состояния плода и матери». Классификация основана на систематизированном представлении о функционале, назначении и, соответственно, объеме предстоящих работ. На основании заполненной таблицы общесистемных параметров МИС при помощи модели COCOMO II, можно определить трудоемкость в человеко-часах. Для определения себестоимости разработки программного обеспечения по затратному подходу накладные расходы необходимо распределить на срок выполнения проекта. На основании данных результатов формируется техническое задание разрабатываемой системы и оценивается ресурсоемкость разработки программного обеспечения. Используя комбинацию доходного, затратного и сравнительного методов оценки, рассчитаем значения множителей трудоемкости разработки программного обеспечения для МИС (таблица 2).

Таблица 2. - Значения множителей трудоемкости разработки ПО для МИС «Устройство суточного мониторинга состояния плода и матери»

Очень Низка Средня Высока Очень Данные

Значения множителей

№ трудоемкости, EMJ низка я я я высок отсутству

я ая ют,

соответств ующий уровень не оцениваетс я

Параметры персонала

1 AC AP Возможности аналитика 1,42 1,29 1,00 0,85 0,71 п/а

2 AE X? Опыт разработки приложений 1,22 1,10 1,00 0,88 0,81 п/а

3 PC А? Возможности программиста 1,34 1,15 1,00 0,88 0,76 п/а

4 РС ОК Продолжительност ь работы персонала 1,29 1,12 1,00 0,90 0,81 п/а

5 РЕ ХР Опыт работы с платформой 1,19 1,09 1,00 0,91 0,85 п/а

6 ЬТ ЕХ Опыт использования языка программирования и инструментальных средств 1,20 1,09 1,00 0,91 0,84 п/а

Параметры продукта

7 ЯЕ ЬУ Требуемая надежность программы 0,84 0,92 1,00 1,10 1,26 п/а

8 DA TA Размер базы данных П^ 0,23 1,00 1,14 1,28 П^

9 CP LX Сложность программы 0,73 0,87 1,00 1,17 1,34 1,74

10 RU SE Требуемая возможность многократного использования П^ 0,95 1,00 1,07 1,15 1,24

11 DO Ш Соответствие документации потребностям жизненного цикла 0,81 0,91 1,00 1,11 1,23 П^

Параметры платформы

12 TI ME Ограничения времени выполнения П^ П^ 1,00 1,11 1,29 1,63

13 ST OR Ограничения памяти П^ п/а 1,00 1,05 1,17 1,46

14 PV OL Изменяемость платформы п/а 0,87 1,00 1,15 1,30 п^

Параметры проекта

15 ТО OL Использование инструментальных программных средств 1,17 1,09 1,00 0,90 0,78

16 БГГ Е Многоабонентская (удаленная) разработка 1,22 1,09 1,00 0,93 0,86 0,80

17 БС ЕБ Требуемое выполнение графика работ 1,43 1,14 1,00 1,00 1,00 п/а

Значения множителей трудоемкости разработки расчеты были проведены по формуле оценки трудоемкости РМ = ЕАР X А X (5НЕ)е при помощи калькулятора СОСОМО II, разработанного в НИ ТГУ. Исходя из значений множителей трудоемкости по модели СОСОМО II, проект по разработке ПО для МИС «Устройство суточного мониторинга состояния плода и матери» оценивается в 86.56 человеко-месяц. Принимая во внимание, что в ООО «Диагностика +» в работе над проектом задействовано три программиста, то этап разработки программного обеспечения займет 29 месяцев.

Таким образом, на данный период необходимо распределить расходы на сопровождение проекта, тестирование и доработку, внедрение и расширение функциональных возможностей (таблица 3).

Таблица 3. - Распределение расходов по сопровождению проекта по разработке программного обеспечения на 29 месяцев

Раздел Основные статьи Сумма, руб.

Операционная деятельность Расходные:

• заработная плата 13 134 851,14

• налоги и начисления на заработную плату 1 865 148,86

• сырье и материалы 846 500

• аренда помещения 1 620 000

• налоги: НДС, налог на имущество, на рекламу, на прибыль, акцизы, сборы, единый налог, вмененный налог и др.

• расходы на соисполнителей 18 806 600

• другие расходы (страховые взносы, банковские услуги, услуги связи и канцтовары) 6 668 158,18

Инвестиционная деятельность Расходные:

• приобретение и монтаж станков и оборудования

• покупку мебели и офисной техники 558 741,82

• Подготовка к производству

• Расходы на маркетинг

• Лицензирование и сертификация

Финансовая деятельность Расходные:

• выплата процентов по кредитам и займам

• выплата дивидендов

• возврат кредитов, займом и инвестиций

• лизинговые платежи

• Расходы по авторским соглашениям

ИТОГО: 43 500 000

Применив один из методов затратного подхода, себестоимость разработки программного обеспечения для МИС можно оценить в 43 500 000 рублей. При использовании доходного подхода текущая стоимость проекта оценивается в сумме 72 526 372 руб. Также в рамках доходного подхода на дату проведения оценки (15.02.2016 г.) определяется стоимость исключительного права на объект интеллектуальной собственности - ПО для МИС «Устройство мониторинга плода и матери» в сумме 68 378 000 рублей. Учитывая вышеизложенные расчеты по затратному и доходному подходу, итоговая рыночная стоимость исключительного права на объект интеллектуальной собственности - ПО для МИС «Устройство мониторинга плода и матери», на дату проведения оценки (01.08.2016 г.) составит 55 939 000 рублей.

Заключение

В последние годы в РФ появился целый ряд разработок в области комплексных МИС [14,15] предназначенных для автоматизации работы учреждений здравоохранения. Грамотные выбор, адаптация, сопровождение МИС - это благо для медицинского учреждения, реальный переход его деятельности на принципиально отличный от настоящего в лучшую сторону уровень. Цена ошибки здесь высока. «Поменять» МИС МО крайне не просто и очень ресурсоемко [16]. В то же время единый критерий оценки стоимости разработки данных программно-аппаратных комплексов отсутствует, что является предметом особого исследования.

Практическая значимость данных исследований заключается в возможности применения предложенного инструментария оценки разработчиками, инвесторами, правительственными фондами,

организационными структурами выполнения НИОКР, частными фирмами и компаниями, маркетологами, оценщиками.

Благодарность

Результаты получены при выполнении работ по Соглашению № 14.579.21.0019 (уникальный идентификатор проекта - К^МЕЕ157914Х0019) на тему «Разработка устройства суточного мониторинга состояния плода и матери

во время беременности посредством контроля параметров сердечно -сосудистой системы на основе акустических данных», заключенному между ООО «Диагностика +» [17] и Министерством образования и науки РФ.

Библиографический список:

1. Аронов А.М. Разработка и внедрение новых медицинских изделий: учебное пособие/ А.М. Аронов, В.Ф. Пичугин, С.И. Твердохлебов; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во ТПУ, 2010. - 238 с.

2. Харитонов А. А. Фатин П. А. Критерии оценки медицинских информационных систем // Врач и информационные технологии Выпуск № 5 / 2008. с.15-19

3. Солдатов А.Н., С.Л. Миньков, В.П. Беличенко, Д.М. Хлопцов, Н.К. Шумихина Коммерциализация и правовая защита результатов интеллектуальной деятельности: учебное пособие/ под ред. А.Н. Солдатова, С.Л. Минькова. - Томск: Томский государственный университет, 2011. - 334с.

4. Дамодаран А. Инвестиционная оценка: Инструменты и методы оценки любых активов (Пер. с англ.) - 6-е издание. - М.: Альпина Паблишерз, 2010. - 1338с.

5. Neil S. Fleming, Steven D. Culler, Russell Mccorkle, Edmund R. Becker, and David J. Ballard The Financial And Nonfinancial Costs Of Implementing Electronic Health Records In Primary Care Practices // Health Affairs 30, no.3 (2011), p.481-489

6. Коссова Е. В., Мухин Ю. Ю. Стоимость владения медицинской информационной системой. Методология оценки и сравнительного анализа. Экономические критерии эффективности // Информационные технологии в медицине 2010-2011, С. 124-148. - Режим доступа: https://www.hse.ru/pubs/share/direct/document/79350151

7. М.А. Глазова Системы оценки стоимости проектов по разработке программного обеспечения// Прикладная информатика, №3 (15) 2008. С.12-27

8. Липаев В.В. Проблемы экономики производства крупных программных продуктов. - М.: СИНТЕГ, 2011. - 358 с.

9. John H. Sinard, Peter Gershkovich Custom software development for use in a clinical laboratory Journal of Pathology Informatics 2012; 3:44. - Режим доступа: http://www.jpathinformatics.org/temp/JPatholInform3144-8379197_231631.pdf

10. Брауде Э. Технология разработки программного обеспечения. -Издание на русском языке. СПб.: Питер, 2004. - 655с.

11. Ryan Goodrich What is Custom Software Development? // Business News Daily - Режим доступа: http://www.businessnewsdaily.com/5175-custom-software-development.html

12. Гулиев Я. И. Основные аспекты разработки медицинских информационных систем // Врач и информационные технологии № 5 / 2014. -c.10-19

13. Лебедев Г.С., Мухин Ю.Ю. Классификация медицинских информационных систем // Журнал Транспортное дело России Выпуск № 6-2 / 2012 c.98 - 105

14. Сырямкин В.И., Жданов Д.С., Буреев А.Ш., Осипов А.В., Осипова А.Ю. Интеллектуальная телемедицинская система // Известия высших учебных заведений. Приборостроение, том: 55, № 2, 2012 с. 61-63

15. Гусев А.В., Дуданов И.П., Романов Ф.А., Дмитриев А.Г. Особенности в проектировании и практической разработке медицинской информационной системы URL: http://citforum.ru/consulting/articles/med/

16. Т.В. Зарубина Направления информатизации здравоохранения России на современном этапе // Информационно-измерительные и управляющие системы, № 10, т. 11, 2013

17. ООО «Диагностика+» http://diagnostic.tom.ru/

References:

1. Aronov A.M. Development and introduction of new medical devices: a tutorial / A.M. Aronov, V.F. Pichugin, S.I. Tverdohlebov; Tomsk Polytechnic University. -Tomsk: Publishing house TPU, 2010. - 238 p.

2. Kharitonov A.A. Fatin P.A. Criteria for evaluating health information systems // Doctor and information technology Issue number 5/2008 s.15-19

3. A.N. Soldatov, S.L. Minkov, V.P. Belichenko, D.M. Hloptsov, N.K. Shumikhina commercialization and legal protection of results of intellectual activity: Textbook / Ed. A.N. Soldatov, S.L. Min'kova. - Tomsk: Tomsk State University, 2011. - 334c.

4. Damodaran A. Investment Valuation: Tools and methods of assessment of any assets (Translated from English.). - 6th edition. - M .: Wiley Publishers, 2010 -1338s.

5. Neil S. Fleming, Steven D. Culler, Russell Mccorkle, Edmund R. Becker, and David J. Ballard The Financial And Nonfinancial Costs Of Implementing Electronic Health Records In Primary Care Practices // Health Affairs 30, no.3 (2011 ), p.481-489

6. Kossova E.V., Mukhin Yu. Yu. cost of ownership of medical information system. The methodology of evaluation and benchmarking. Economic efficiency criteria // Information Technologies in Medicine 2010-2011, pp 124-148. - Access: https: //www.hse.ru/pubs/share/direct/document/793 50151

7. M.A. Glazov evaluation system project cost software development // Applied Informatics, №3 (15) 2008 S.12-27

8. V.V. Lipaev Problems of economy of production of large software products. - M .: SINTEG, 2011. - 358 p.

9. John H. Sinard, Peter Gershkovich Custom software development for use in a clinical laboratory Journal of Pathology Informatics 2012; 3:44. - Access: http://www.jpathinformatics.org/temp/JPatholInform3144-8379197_231631.pdf

10. Braude E. Software Engineering. - The publication in Russian. SPb .: Peter, 2004. - 655s.

11. Ryan Goodrich What is Custom Software Development? // Business News Daily - Access: http://www.busmessnewsdaily.com/5175-custom-software-development.html

12. Guliyev Y.I. main aspects of the development of health information systems // Doctor and Information Technologies № 5 / 2014. - c.10-19

13. Lebedev G.S., Mukhin Y.Y. Classification of medical information systems // Journal of Russian transport business Issue number 6-2 / 2012 c.98 - 105

14. Syryamkin V.I. Zhdanov D.S., Bureev A.S. Osipov A.V. Osipov A.Yu. Intelligent telemedicine system // Proceedings of the higher educational institutions. Instrument Volume 55, number 2, 2012 with. 61-63

15. Gusev A.V., I.P. Dudanov, Romanov F.A., Dmitriev A.G. Features in the design and development of medical information system URL: http : //citforum.ru/consulting/articles/med/

16. TV Zarubin Directions Russian Health Informatics at the present stage // Information-measuring and operating systems, number 10, t. 11, 2013

17. OOO "Diagnostics +» http://diagnostic.tom.ru/