Анализ эффективности распределенной системы электронного документооборота с использованием имитационного моделирования

УДК519.85

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО ДОКУМЕНТООБОРОТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

ГОРБАЧЁВ В.А., ОСТРОВЕРХАЯ Н.Н.__________

Рассматривается актуальная проблема оптимизации документооборота в сложных административных системах. В качестве решения предлагается применить систему электронного документооборота, что, как показывают результаты моделирования, позволяет добиться значительного уменьшения времени ожидания обработки документов и улучшения прочих характеристик системы.

Введение

Основу любой административной системы (АС) составляют документы, регулирующие ее функционирование. На некотором этапе развития документооборот в бумажном виде становится громоздким и утрачивает способность эффективно управлять процессами, происходящими в АС. Потенциальные ошибки в заполнении документов, необходимость вносить одни и те же данные многократно, большое время доступа к хранимым данным предопределили появление систем электронного документооборота (СЭД). СЭД получили широкое распространение благодаря снижению затрат на хранение и обработку данных, ускорению поиска документов и повышению безопасности документооборота [1]. Такие программные продукты, как KnowledgeTree [2], SharePoint (Microsoft) [3], Documentum (EMC) [4], DocuShare (Xerox) [5], активно внедряются в крупнейших мировых компаниях.

Анализ информационной системы высшего учебного заведения проведен ранее [6]. В результате разработана модель электронной системы документооборота, где среди стандартных возможностей унаследованы от существующих СЭД организация совместной работы над данными, механизмы эффективного поиска, управление правами доступа пользователей, возможность расширения системы при добавлении новых структурных единиц, современные средства защиты данных. В проектируемой СЭД кроме типовых функций предусматривается реализация прикладных алгоритмов формирования и обработкитаких документов, как учебное расписание, преподавательская нагрузка, учебный план и пр.

Целью исследования является минимизация времени, затрачиваемого на обработку документов в сложных административных системах, и повышение надежности процессов документооборота, в особенности при большом количестве документов.

1. Выбор метода моделирования объекта исследования

Достижение поставленной цели требуетрешения следующих задач: проведение сравнительного анализа эффективности существующего в настоящее время документооборота в университете и прогнозируемой эффективности СЭД, а также количественная оценка параметров СЭД при помощи средств имитационного моделирования.

О бъекты и процессы проектируемой системы являются сложными. Для планирования эксперимента следует применить системный подход, в ключ ающий мно-гокритериальность и многофакторность, с соответствующими методами описания и проведения исследований. Особенности исследуемой системы определяют выбор способа моделирования. В большинстве случаев моделирование подобных сложных распределенных систем проводится с использованием экспериментально-статистических методов. Один из таких методов использован при моделировании системы документооборота университета.

Применение математического аппарата систем массового обслуживания (СМО), марковских процессов, теории вероятностей, а также дифференциальных и алгебраических уравнений приводит к получению математических моделей для решения широкого круга задач, посвященных исследованию компьютерных систем. Тем не менее, математическим моделям присущи значительные недостатки [7], среди которых следует отметить невозможность представить процесс одновременного обслуживания заявок несколькими устройствами, сложность аналитического описания вычислительных процессов и, как следствие, значительные упрощения ради получения хотя бы приближенного решения задачи. К примеру, потоки заявок должны быть представлены как простейшие, а закон распределения длительностей обсл\ живания заявок предполагается экспоненциальным. Подобные недостатки при исследовании реальных информационных систем (ИС) ставят под сомнение результаты аналитического моделирования.

При решении задач, связанных с оценкой различных вариантов организации процессов в системах, поиском оптимальной конфигурации оборудования при переменном потоке заданий, наиболее эффективными оказались программные имитационные модели [7]. У добными для этих целейявляются специализированные языки имитационного моделирования, представляющие широкий набор средств описания объектов моделирования и средств проведения экспериментов Однако средства имитационного моделирования не рекомендуется применять на начальных этапах анализа [8], поскольку описание модели математическим аппаратом СМО необходимо для правильного представления имитационной модели системы, зависящей от переходов из состояния в состояние. Поэтому аналитический метод моделирования предлагается дополнить имитационным.

Эксперимент проведен на предложенной в [6] модели системы документооборота. Для разработки модели СЭД применена среда имитационного моделирования общего назначения GPSS World [9]. Эта система широко используется для построения дискретных имитационных моделей и проведения экспериментов с ними. Для решения поставленной задачи система располагает средствами моделирования поведения стохастических систем.

Задача имитационного моделирования СЭД уникальна и стандартные тестовые входные данные для модели отсутствуют. Для проведения эксперимента использованы входные данные, полученные измерением временных и количественных параметров процесса обработки документов для кафедры ЭВМ ХНУРЭ. За период документооборота в университете принят один семестр. Единицами измерения модельного времени взяты минуты. Продолжительность запуска модели определяется из моделируемой длительности семестра. Для имитации случайных величин использованы средства GPSS.

проректорами, ректором и другими административными службами. К документам второго типа принадлежат приказы (например, о приеме студентов на специальность, о составе группы студентов, о переводе студентов на следующий курс, об отчислении студентов), расчет учебной нагрузки преподавателей, учебный план специальности, контракты преподавателей. Какчастный случай, у некоторых типов документов этой группы отсутствует этап рассмотрения на кафедре. К ним принадлежат смета и студенческие справки.

Перечисленные выше документы управляют процессом обучения студентов. Кафедры в составе университета выполняют не только образовательную функцию, но также проводят исследования в своих областях науки, обновляя дисциплины, читаемые на кафедрах. К третьему типу принадлежат документы, регулирующие научно-исследовательскую деятельность кафедр и проведение конференций. Эти документы подписываются заведующим кафедрой и ректором (административными службами).

2. Применение теории массового обслуживания для моделирования СЭД

Представим систему документооборота университета в виде СМО (рис. 1), в которой документы направляются по установленным маршрутам и обрабатываются, попадая в обслуживающие узлы системы.

На рис. 1 приведены основные компоненты СМО. На кафедры и в деканаты для рассмотрения, заполнения и утверждения посту пают входные потоки документов, характеризуемые интенсивностями Ху -г ку., XD]

Каждая интенсивность соответствует одному из типов документов, поступающих в систему. Все документы разделены на три группы, в зависимости от маршрута обработки. Заявки на документы первой группы поступают в деканат, в деканате выдается требуемый документ, и на этом обработка документа заканчивается. К первому типу принадлежат зачетные книжки студентов, студенческие билеты, журналы групп, экзаменационные ведомости и пр.

Документы второго типа сначала рассматриваются на кафедре, передаются в деканат, а после этого заверяются планово-финансовым отделом, бухгалтерией,

Так как потоки документов идентичны для всех деканатов университета, то достаточно описать процесс обработки документов в одном деканате. Свойства обслужен но го в нем потока документов-заявок (ЛобС|) распространяются на потоки заявок всех деканатов. Определенные типы документов утверждаются ректором (Аобс). Конфигурация СМО состоит из обслуживающих приборов разного уровня (2.- - кафедры, 2П| -деканаты, 2 , -администрацияуниверситета) и регистраторов очередей (Qu ^Qm’QduQa) ДОя учета заявок, ожидающих обслуживания. Для простоты выбрана бесприоритетная дисциплина обслуживания, D2. Все очереди приняты бесприоритетными и неограниченными по количеству мест и по времени ожидания, поведение очередей описывается дисциплиной ожидания D ].

3. Оценка результатов моделирования

На рис. 2 приведены результаты моделирования в виде гистограммы, показывающей распределение частот попадания каждого из значений времени пребывания документов в системе документооборота университета по заданным на оси абсцисс интервалам.

Рис. 1. Модель системы документооборота университета в виде СМО

Из рис. 2 и 3 видно, что в СЭД документы обрабатываются в среднем в 2,6 раза быстрее. Распределение на рис. 2 показывает, что продолжительность обработки документа в настоящее время может достигать 4 дней, тогда как наибольшее время обработки документа с помощью СЭД составит всего 8 часов.

Кол-во заявок

Модельное время, мин.

Рис. 2. Гистограмма распределения времени обработки документов без СЭД

Гистограмма прогнозиру емого распределения времени обработки документа в СЭД университета приведена на рис. 3.

Кол-во заявок

Модельное время, мин.

Рис. 3. Гистограмма распределения времени обработки документов в СЭД

Принимая во внимание одинаковое время моделирования для обеих рассматриваемых систем и равные параметры интенсивностей входных потоков заявок, можно заметить, что модель документооборота без СЭД должна обработать большее количество заявок. Такой результат свидетельствует о необходимости повторно обслуживать заявки, поступившие с ошибочными данными. Электронный документооборот избавлен от этого недостатка благодаря контролю входных данных. Средства контроля СЭД позволят проводить своевременную коррекцию вводимых данных во избежание безрезультатных попыток обработки документов, которые содержат ошибки и не могут быть введены в действие. Вероятность потери документа при обработке во втором случае также будет равна нулю.

В таблице приведены показатели эффективности для обеих СМО. Первый столбец значений описывает систему документооборота в университете, суще-ствующу ю в настоящее время. Второй столбец значений содержит прогнозируемые параметры для СЭД

Значения показателей эффективности сравниваемых СМО

Показатели эффективности СМО без СЭД СМО СЭД

Р гобсл 1 1

р 1 отк 0 0

to* • мин 174,72 81,3

Дж макс - мин 1057,28 195,42

tcHCT 1 мин 243,3 94,77

t сист макс * 1080,51 455,58

Г 12,39 3,74

гмакс 246 168

й.% 10,5 5,2

Анализ данных, полученных в результате эксперимента, показал, что использование СЭД позволяет достичь значительного уменьшения времени, затрачиваемого на обработку документов в административной системе. В первую очередь качественные изменения в функционировании документооборота будут ощутимы для пользователя, занимающегося поиском некоторого документа. Такую операцию выполняет любой участник образовательного и научноисследовательского процесса в университете.

Основное достоинство СЭД состоит в устранении потерь рабочего времени на передачу документа от одного подразделения к другому. Безусловно, на скорость обработки документа влияет загруженность другими задачами сотрудника, который занимается этим документом. В моделях не учитывается состав и организация рабочего времени сотрудников подразделений университета. Однако с учетом взаимодействий процессов обработки документов каждый слу-

жащий будет способен более результативно использовать своё рабочее время, предоставив функции контроля, транспорта, хранения и поиска документов СЭД. В университете ежедневно обрабатываются сотни документов. Таким образом, внедрение СЭД позволит повысить эффективность работы подразделе-нийуниверситета по обеспечению процесса обучения.

Выводы

Показаны широкие возможности применения компьютерных систем длярешения задач управления сложными административными системами, в частности переход на электронный документооборот. Сравнительный анализ параметров эффективности модели документооборота в университете и модели, в которой предусмотрено использование СЭД, показывает преимущества СЭД - уменьшение затрат времени на обработку документов и повышение надежности документооборота при обработке большого количества документов.

Из преимуществ существующих СЭД необходимо отметить такие функции, какуправление маршрутами документов, разграничение прав доступа к данным, создание отчетов различных типов и представлений документов, контроль выполнения приказов, а также эффективный поиск документов.

Научная новизна исследования заключается в разработке имитационной модели для проектирования и анализа эффективности СЭД.

Практическая значимость исследования состоит в использовании СЭД для целей повышения эффектив-ностиуправления административными системами.

Литература: 1. What is Electronic Document Management? www.bestpricecomputers.co.uk/reviews/advice/electronic-document-management.htm 2. KnowledgeTree. Open Source Document Management Software, 2008, www.knowledgetree.com 3. Microsoft Office SharePoint Server, www.microsoft.com/Sharepoint 4. Documentum Platform, www.emc.com/products/documentumplatform/ platformarchitecture.htm 5.Document. Management: Xerox Docushare, docushare.xerox.com 6. Анализ документооборота в административных распределенных системах/ Горбачев В.А.. Островерхая Н.Н.Н Радиоэлектроника и информатика. 2007. №4. 7. Горбачев В.А. Технологии моделирования систем: Учебное пособие. Харьков: «Компания СМИТ», 2005. 180 с. 8. William Stallings, Queuing Analysis, WilliamStallings.com/StudentSupport.html. 2000 9. GPSS World Student Version 4.3.2, Tutorial, www.minutemansoftware. com

Поступила в редколлегию 20.11.2009

Рецензент: д-р техн. наук, проф. Кривуля Г.Ф.

Горбачёв Валерий Александрович, канд. техн. наук, профессор каф. ЭВМ ХНУРЭ. Научные интересы: моделирование и проектирование систем. Увлечения и хобби: музыка, волейбол, автомобили. Адрес: Украина, 61166, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. 8 (057) 702-14-27.

Островерхая Наталья Николаевна, методист в. к. ЦОСИЯ ХНУРЭ. Научные интересы: моделирование систем. Увлечения и хобби: английский язык. Адрес: Украина, 61166, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. 8 (057) 702-14-27.

УДК 681.518.2

М ЕТОДЫ СРОЧНОЙ (ЭКСПРЕСС) ОЦЕНКИ ТЯЖЕСТИ СОСТОЯНИЯ ПАЦИЕНТОВ С ТРАВМАТИЧЕСКИМИ ПОВРЕЖДЕНИЯМИ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ. ЧАСТЬ I. МЕТОД ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКИ ТЯЖЕСТИ СОСТОЯНИЯ ПРИ ТРАВМАХ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ, ОСНОВАННЫЙ НА ДВУХ МОДЕЛЯХ ДИСКРИМИНАНТНЫХ ФУНКЦИЙ

НЕССОНОВА М.Н.. АРСЕНЬЕВ А.В.,

ТЕСЛЕНКО С.Н.

Рассматривается актуальный вопрос о повышении эффективности (общей точности, специфичности и чувствительности) оценки степени тяжести состояния пациентов с травматическими повреждениями поджелудочной железы. Предлагается метод, использующий в качестве предикторов степени тяжести состояния ограниченный набор показателей физиологического состояния пациента, доступных для срочного определения при поступлении больного в отделение. Метод разработан на основе применения многомерного анализа дискрими-

нантных функций и позволяет более точно различать степени тяжести состояния, чем используемые в настоящее время при закрытых травмах поджелудочной железы методы.

Введение

Травматизм в настоящее время является одной из актуальных проблем общества и характеризуется постоянным увеличением числа пострадавших с травмами различной локализации, высокой летальностью и степенью инвалидизации. Травматизм остается одной их основных причин смерти среди лиц трудоспособного возраста. По данным ВОЗ в год в мире от травмы погибает до 2 млн человек. В Украине у мужчин в возрасте до 45 лет и у женщин в возрасте до 3 5 лет травматические повреждения - главная причина смерти [1,2]. Оценивая ущерб от травмы, необходимо отметить, что по количеству непрожитых лет ущерб от травм значительно превышает таковой от сердечнососудистых, онкологических и инфекционных заболеваний вместе взятых [3]. Хотя повреждения поджелудочной железы (ПЖ) являются довольно редким видом травмы и составляют 1-4 % от общего числа повреждений органов брюшной полости, летальность при таких повреждениях достаточно высока. По данным разных авторов [4-7] общая смертность при травматических повреждениях поджелудочной железы составляет от 20 до 40%. Особенно опасны закрытые травмы ПЖ, которые на начальном