Разработка Автоматизированной информационной системы «Расчет планировки офисного помещения»

УДК 519.6

Разработанная Автоматизированная информационная система «Расчет планировки офисного помещения» (АИС РП) позволит автоматизировать деятельность главного и рядового проектировщика.

Основными целями создания АИС РП являются:

• автоматизация составления оптимальной планировки офисного помещения;
• сокращение времени на расчет численных показателей планировки офисного помещения;
• оперативность подготовки документации;
• повышения качества (полноты, точности, достоверности, своевременности, согласованности) информации;
• оптимизация работы проектировщика.

Основной функциональной возможностью Автоматизированной информационной системы «Расчет планировки офисного помещения» (далее Система) является быстрое составление на основе данных внешней системы САПР AutoCAD оптимального плана расположения входов-выходов офисного помещения, окон, также предоставляет возможность провести расчет их оптимального количества, спланировать наиболее комфортную расстановку мебели в офисном помещении, ПК работника офиса, организационной техники. Кроме этого, система рассчитывает на основе связи с внешними системами (поставщиками материалов) предварительную стоимость заказа, а именно затраты на реализацию, материалы, мебель. В результате реализации АИС РП должна позволить автоматически формировать необходимые редактируемые документы: графики помещений с оптимальной планировкой, договор с заказчиком, приложение к договору с эскизами офисных кабинетов, договоры с производителями сопровождающих материалов, заявка в производство, сметы, отчеты.

Система РП будет иметь централизованную базу хранения информации. На основе схем, хранящихся в БД АИС, можно будет сформировать собственный «почерк» предприятия по составлению планировки. БД позволит проводить анализ эскизов, составленных ранее, для определения новой стратегии или корректировки работы проектировщика на будущее.
Система поддерживает разграничение прав доступа пользователей. В АИС РП должен быть реализован принцип однократного ввода информации и механизмы, предотвращающие произвольное изменение документов, порожденных на основе учетных данных.

В Автоматизированной системе РП можно выделить следующие функциональные подсистемы (см. рисунок 1):

- подсистема сбора, обработки и загрузки данных, которая предназначена для реализации процессов сбора данных из систем источников (САПР AutoCAD), приведения указанных данных к виду, необходимому для наполнения подсистемы хранения данных;

- подсистема хранения данных, которая предназначена для хранения данных в структурах, нацеленных на принятие решений;

- подсистема расчета количественных характеристик процесса планировки офисного помещения, которая предназначена для расчета количественных характеристик объекта Системы, а также предварительной стоимости проекта в случае его реализации;

- подсистема формирования и визуализации отчетности, которая предназначена для формирования бизнес-ориентированных комплексов данных и отчетности;

- подсистема резервного электропитания, которая предназначена для обеспечения нормального функционирования системы в случае сбоя и отключения электропитания АИС РП.

Рисунок 1 - Взаимодействие подсистем АИС РП

На диаграмме видно взаимосвязь между отдельными сущностями предметной области, схема описывает их внутреннюю структуру и типы отношений. Для доступа к подсистеме необходимо знать ее имя и точное место расположения на диске физического хранения всей Системы. В этом случае будет осуществлен доступ к внутренним данным для их изменения, что не всегда является санкционированным. Доступ к внутренним данным имеет только администратор Системы. Чтобы получить файл или систематизированную по теме информацию, пользователю необходимо сформировать запрос к данного рода документации.

Для всех технических компонентов обеспечивается регулярный и постоянный контроль состояния и техническое обслуживание.

Функциональное назначение Системы (см. рисунок 2) представлено в виде комплекса вариантов использования – «Диаграмма вариантов использования», выполнение которых входит в полномочия из категорий работников с АИС РП.

Рисунок 2 - Диаграмма вариантов использования

Администратор Системы осуществляет обслуживание Системе РП, обеспечивает надежность Системы, безопасность и целостность данных в АИС, поддерживает нормальное функционирование Системы, а также надлежащую ее эксплуатацию, устанавливает совместимость модулей АИС РП, а также с внешней системой  САПР AutoCAD.

Главный проектировщик принимает и контролирует работу рядового проектировщика в части составления планировки и документации, участвует в испытаниях Системы, по итогам которых по мере необходимости проводит корректировку документации и устраняет выявленные недостатки программного обеспечения.

Проектировщик является непосредственным пользователем АИС РП: использует все возможности Системы в построении графиков, то есть составлении планировки офисного помещения, расчета по определенному алгоритму ее количественных характеристик, стоимости проекта, в случае реализации, формировании отчетов, взаимодействует через РП с САПР AutoCAD.

Формирование логической структуры информационной системы включает в себя проектирование диаграммы классов [1] (см. рисунок 3). Диаграмма классов служит для представления статической структуры модели системы.

В Автоматизированной информационной системе «Расчет планировки» в качестве классов следует выделить «Отчет», который включает в себя составление итогового отчета, предварительного отчета, отчета о проверке нормального функционирования Системы, отчета о профилактическом и сервисном обслуживании системы и отчет о тестировании, который на этапе утверждения программного средства с заказчиком формируется главным проектировщиком, а в последующем эта функция входит в полномочия администратора.

Рисунок 3 - Диаграмма классов

На основе отчетов, сформированных на определенном этапе работы с АИС РП пользователями Системы, происходит их архивирование. Таким образом, в качестве класса выделяют «Архив отчетов».

Для расчета стоимости проекта, включающего в себя затраты на работу проектировщика и главного проектировщика, затраты на закупку мебели, светового оборудования и организационной техники, используется алгоритм расчета стоимости проекта и алгоритм расчета параметров планировки. Данные алгоритмы «вшиты» в программный код АИС РП, поэтому они также выделены в качестве класса «Алгоритм расчета».

На основе этих расчетов составляется смета на проект, которая отражается в классе «Смета». Архивирование сметы порождает создание класса «Архив смет».

В качестве еще одного класса Системы следует выделить «Архив схем» планировки, включающий в себя в роли параметров архивирование схем планировки, которые будут составлены проектировщиком в результате его работы с Системой «Расчет планировки» и архивирование графиков САПР AutoCAD, которые будут переданы в качестве исходных данных для составления схем на основе установленного администратором взаимодействия.

При моделировании поведения проектируемой или анализируемой системы возникает необходимость детализировать особенности алгоритмической и логической реализации выполняемых системой операций. Для моделирования процесса выполнения операций в языке UML используются так называемые диаграммы деятельности [1].

В Автоматизированной информационной системе «Расчет планировки офисного помещения» реализован расчет количественных характеристик, служащих исходными данными при расчете планировки. Этот процесс можно представить в виде некоторой последовательности действий, осуществляемых Системой (см. рисунок 4).

Чтобы рассчитать некоторое значение параметра планировки, необходимо выбрать из списка заранее предопределенных для АИС тип параметра, поскольку в зависимости от этого Системой подбирается «вшитая» в код программы формула расчета значения параметра. В конечном итоге можно получить некоторый числовой результат, который поможет проектировщику в дальнейшем при составлении планировки офисного помещения.

Рисунок 4 - Диаграмма деятельности «Расчет количественного параметра планировки»

В результате работы АИС РП проектировщик получает не только схему составленной планировки помещения, но и примерную стоимость проекта. Таким образом, Система позволяет формировать смету на проект, включающую себя различного рода затраты на реализацию проекта. Как говорилось выше, это затраты на работу проектировщика и главного проектировщика, взаимодействие с внешними системами-поставщиками сопровождающих материалов - мебели, фурнитуры, затраты на соблюдение всех эргономических требований и так далее. Автоматизированной системой РП выполняются следующие последовательности действий (см. рисунок 5).

Рисунок 5 - Диаграмма деятельности «Расчет стоимости проекта»

Перед расчетом стоимости проекта необходимо определить класс сложности планировки. Вид планировки определяется не только требованиями заказчика, но и особенностями здания, в котором располагается офисное помещение.На основе класса предопределена средняя стоимость проекта. Поскольку стоимость складывается еще из множества дополнительных внешних параметров, также оказывающих значительное влияние на вид схемы планировки, то эти значения, заранее вычисленные по алгоритму расчета количественных характеристик планировки офисного помещения, также добавляются к средней стоимости проекта. Таким образом, на основе определенной средней стоимости класса планировки и стоимости дополнительных параметров, вычисленных по алгоритму расчета количественных характеристик Система выведет примерную стоимость проекта, которая позволит оценить затраты и по необходимости скорректировать их некоторым образом.

Автоматизированная информационная система «Расчет планировки» помимо алгоритмов расчетного характера включает в свой состав еще и последовательность действий касающийся процесса функционирования модуля резервного питания (см. рисунок 6).

Рисунок 6 - Диаграмма деятельности «Работа модуля резервного электропитания»

Модуль включается в работу в случае сбоя основного электропитания. Он обеспечивает резервное питание, находится в постоянном режиме готовности. Проверка активности Системы позволяет отследить момент выхода из строя электропитания. Если АИС по-прежнему активна, то резервное питание остается в режиме готовности, в противном случае в работу подключается подсистема резервного питания. В результате выполнения той или иной ветви алгоритма АИС обеспечивает надежность работы Системы и целостность данных, с которыми имеет дело пользователь.

В языке UML взаимодействие элементов рассматривается в информационном аспекте их коммуникации, то есть взаимодействующие объекты обмениваются между собой некоторой информацией.  Для моделирования взаимодействия объектов в языке UML используются соответствующие диаграммы взаимодействия [1].

Одной из основных задач администратора АИС РП является обеспечение взаимодействия Системы с внешней САПР AutoCAD (см. рисунок 7). Составление графиков офисного помещения, на основе которых происходит составление схем планировки проектировщиком-пользователем Системы «Расчет планировки», происходит в САПР AutoCAD. Для того, чтобы всегда проектировщик или главный проектировщик могли иметь быстрый доступ к графикам внешней системы, в состав базы данных Системы входит еще и архив схем планировки AutoCAD.

Рисунок 7 - Диаграмма последовательности «Обеспечение взаимодействия с внешней САПР AutoCAD»

Основным вариантом использования АИС РП является процесс составления планировки. Составлением планировкой занимается проектировщик, который запрашивает из архива схем планировки AutoCAD схему, составленную во внешней системе. На форму ввода проектировщик также вводит вручную значения эргономических показателей, которые были заранее рассчитаны по алгоритму расчета количественных характеристик планировки. В графическом редакторе схем на основе данных, определенных проектировщиком, составляется схема планировки. В результате составленной схемы формируется отчет и архивируется схема и отчет о составленной схеме.

Автоматизированная информационная система «Расчет планировки» направлена на расчет планировки офисного помещения, а также на расчет примерной стоимости проекта.

На основе схемы планировки AutoCAD, а также параметров для расчета осуществляется по алгоритму расчет планировки или расчет стоимости проекта. В результате расчетных работ формируется смета на проект, архивированная после в архив смет.

Отладка и тестирование АИС РП является одной из основных функций администратора. После проверки надежности системы в случае нормального функционирования АИС формируется отчет о проверке, в противном случае происходит корректировка в работе того или иного модуля Системы и соответственно составление отчета о сервисном обслуживании АИС РП. Аналогичным образом происходит проверка и необходимая корректировка правильности работы информационной системы на основе ее тестирования.

На этапе приемки программного средства заказчиком эти функции выполняет главный проектировщик.

Автоматическое формирование отчетности входит в одну из основных функций АИС РП. Проектировщик вводит на форму ввода необходимые исходные данные для формирования отчетной документации. Архивирование этого отчета происходит в случае положительного совпадения с утвержденным отчетом главного проектировщика на этапе взаимодействия и согласования проекта с заказчиком. В противном случае необходимы некоторые корректировочные мероприятия.

На основе сформированной логической структуры можно разработать алгоритм работы программного средства. В качестве основных функций АИС РП выделяются: составление планировки, расчет планировки, расчет стоимости проекта. Пользователь Системы, прежде чем начать работу с ней, должен выбрать какую из представленных возможностей он хочет использовать. Исходя из сделанного выбора, работа реализуется по одной из ветвей алгоритма.

Если проектировщик решил составить планировку, то он осуществляет запрос к архиву схем планировки САПР AutoCAD, на форму ввода задает значения необходимых эргономических показателей. На основе этих данных составляется планировка офисного помещения и формируется отчет.

Если проектировщик решил рассчитать планировку, а именно значения ее количественных показателей, то он на форме ввода указывает данные для планировки, выбирает типа параметра и на этой основе осуществляется расчет по предопределенной формуле.

Если же проектировщик решил рассчитать стоимость проекта, то он вводит данные для расчета, определяет класс сложности планировки, на основе которой предопределена некоторая средняя стоимость проекта. По алгоритму, «вшитому» в программный код АИС, рассчитывается стоимость проекта.

На основе логической структуры, сформированной в алгоритме работы Системы, а также в диаграммах классов, деятельности и взаимодействия, определяется физическая структура АИС РП.

В языке UML для физического представления моделей систем используются так называемые диаграммы реализации, включающие в себя две отдельные канонические диаграммы: диаграмма компонентов и развертывания [1]. 

Диаграмма компонентов позволяет определить архитектуру разрабатываемой системы, установив зависимости между программными компонентами, в роли которых может выступать исходный, бинарный и исполняемый код.

В Автоматизированной информационной системе «Расчет планировки офисного помещения» физическими компонентами можно назвать Базу данных, файл программы, исполняемый файл и пользовательская экранная форма (см. рисунок 8).

Рисунок 8 - Диаграмма компонентов

Централизованная база данных АИС РП представлена совокупностью архивов, сформированных по тематическому наполнению. В состав БД АИС входит архив отчетов, который обновляется благодаря отчетам, составляемых проектировщиком или главным проектировщиком по итогам выполнения определенного вида работ. Существует в БД также и архив смет, который формируется на основе смет на проект. Смета может быть составлена на проект в целом, либо на его отдельную составляющую. В БД АИС РП имеет место и архив схем планировки, включающий в свой состав схемы планировки, составленные инструментами РП, и схемы САПР AutoCAD.

Программное средство «Расчет планировки офисного помещения» храниться в файле с расширением .pas и .exe, доступ к которым имеет только администратор, для того, чтобы внести в программный код необходимые корректировки с целью устранения неполадок в функционировании Системы.

Пользователю же предоставляется форма работы с АИС РП, являющаяся приложением с графическим интерфейсом, обеспечивающим комфортную работу проектировщика с ним. Пользователь через монитор своего ПК имеет доступ и к БД, только в ограниченном режиме, то есть по его запросу формируется некоторая подборка хранимой документации.

Физическое представление программной системы не может быть полным, если отсутствует информация о том, на какой платформе и на каких вычислительных средствах она реализована. Диаграмма развертывания применяется для представления общей конфигурации и топологии распределенной программной системы и содержит распределение компонентов по отдельным узлам системы. Кроме того, диаграмма развертывания показывает наличие физических соединений - маршрутов передачи информации между аппаратными устройствами, задействованными в реализации системы (см. рисунок 9).

Рисунок 9 Диаграмма развертывания

Вся Автоматизированная информационная система храниться на центральном сервере, с которым по локальным каналам передачи данных связаны пользовательские сервера и сервер архива с хранимой документацией.

При открытии Автоматизированной информационной системы «Расчет планировки офисного помещения» и загрузки в рабочую область по запросу проектировщика- пользователя АИС РП графика САПР AutoCAD, получаем 3-D изображение помещения, готового к обустройству с помощью программы (см. рисунок 10).

Рисунок 10 - 3-D изображение офисного помещения

После этого, на основе представленных инструментов Системы, проектировщик может проводить ряд манипуляций для достижения поставленной заказчиком цели.

Программа предлагает выбрать тип окон, дверей, напольного и потолочного покрытия, вариант обработки стен и даже тип плинтусов, будь то потолочные или напольные, расположение радиаторов и многие другие параметры планировки (см. рисунок 11).

Рисунок 11 - Построение интерьера комнаты

Рабочую область можно разделить на три части. В нижней части окна программы расположены объекты, которые проектировщику необходимо разместить на схеме офисного помещения. АИС предоставляет широкий набор категорий объектов и множество их вариантов.

В правой части окна задаются количественные характеристики того или иного объекта, предварительно вычисленные по алгоритму расчета количественных характеристик планировки.

Центральная область экрана, непосредственно рабочая область, представляет собой схему офисного помещения, отображающая результат всех манипуляций проектировщика.

Еще одной функцией Системы является подборка эргономических параметров и мебели (см. рисунок 12).

Рисунок 12 - Комната с заданным цветом стен, напольным покрытием, напольными и потолочными плинтусами

В нижней части рабочей области также представлены объекты расстановки – различные виды мебели, световое оборудование, элементы декора и многое другое. Предопределенный вид мебели проектировщик может менять под конкретные задачи и требования заказчика на составление планировки офисного помещения.

В левой части экрана представлено меню. Оно позволяет осуществить, прежде всего, выбор класса помещения, исходя из его функционального назначения, формы помещения, типа объекта, определение места которого требуется в офисном помещении.

Таким образом, можно убедиться в привлекательности интерфейса, достаточно полном наборе инструментов, использование которых интуитивно понятно, что позволяет работать с АИС РП проектировщиков без дополнительных навыков работы с IT-технологиями.

Рецензии:

27.12.2014, 15:25 Маслов Владимир Алексеевич
Рецензия: В статье рассматривается актуальный вопрос, однако, есть проблема с изображениями - все они, кроме Рис. 7, отсутствуют. Этот недостаток необходимо исправить до публикации.