Повышение уровня информационного сервиса в распределенных производственных системах на основе применения сервера приложений

Актуальность работы.

На современном уровне развития промышленного производства возникла научная и практическая проблема, связанная с разработкой методик использования новейших компьютерных и информационных технологий как средства повышения общей эффективности конкретного производства.

Современные представления о механизме повышения эффективности машиностроительного производства базируются на том, что качество выпускаемой продукции и услуг при прочих равных условиях должно постоянно повышаться и этот фактор является решающим при обостряющейся конкуренции. При этом возрастает роль сервисных функций, особенно учитывая широкое применение услуг глобальной вычислительной сети Internet, составляющей основу информационной платформы для взаимодействия различных предприятий и частных лиц. Стремительное развитие сети Internet уже диктует свои правила на то, каким должно быть программное обеспечение. Никто уже не может представить себе работу без программ — почтовых клиентов, Internet браузеров, программ для работы с ftp серверами и прочими сервисами, предлагаемыми в Internet.

Поэтому сеть Internet стала основой для построения распределенных корпоративных систем пользователей, в число которых входят и разнообразные промышленные предприятия, которые используют различные уровни сервиса. Но в распределенных системах существуют две проблемы для корпоративных пользователей.

При росте качества и размеров создаваемого программного обеспечения растет и их стоимость, что создает серьезные ограничения для приобретения пользователями тех программных продуктов, потребность в которых возникает периодически или достаточно редко. Второй проблемой для пользователей приложений является наличие и доступность информации о том, какие задачи, подобные решаемым конкретным пользователем, уже решены, на каком уровне и как быстро можно обнаружить и воспользоваться этими решениями. Для облегчения взаимодействия пользователей сети Internet была разработана так называемая технология Webслужб, с процедурами Web-сервисов.

Основной смысл создания Web-служб заключается в том, чтобы сделать предлагаемые предприятием разработки и услуги максимально удобными для клиентов. Созданные Webслужбы должны быть доступны для любого, кто может быть в них заинтересован, они должны легко обнаруживаться с помощью «программ-пауков» или других агентов. Информация о наличии и спецификациях Web-служб может быть представлена различными способами.

В частности, Web-служба может быть описана WSDL-документом, который определяет место расположения службы и поддерживаемые ею протоколы, но не обеспечивает какого-либо текстового описания того, что делает служба. Чтобы предоставить возможность поиска на основе такой информации, необходимо снабдить web-службу дополнительными метаданными, что расширяет возможности процедуры взаимодействия [26]. С учетом всех этих обстоятельств в 2000 году компаниями IBM, Microsoft, Ariba был предложен стандарт UDDI, как наиболее удобная система для организации Web-служб и взаимодействия пользователей и корпораций на программном уровне. Технология UDDI (Universal Description, Discovery and Integration — Универсальное описание, обнаружение и интеграция) — это международная база данных предприятий, созданная компаниями-лидерами в области высоких технологий и электронной коммерции [51]. Основной целью данного проекта является создание стандартного описания предприятий и их служб с целью облегчения их поиска в онлайновом режиме и упрощения взаимодействия служб программным способом.

Но все же главная цель проекта UDDI — создание стандартной инфраструктуры, которой можно манипулировать программным способом.

Стандарт UDDI определяет структуру регистра предприятий, но не навязывает методы реализации этого регистра. Поэтому такая структура может быть создана на любой платформе (NT, Linux, UNIX и т. п.). Например, компания Microsoft имеет регистр предприятий, который разработан с использованием среды .NET для Windows-серверов, а компания IBM, чтобы создать свой регистр, использует собственные технологии [53].

Преимущества стандарта UDDI обусловливаются не только открытостью таких стандартов, как XML, HTTP и SOAP, но также тем, что сам UDDI является открытым и доступным. При использовании этих стандартов не существует никаких лицензионных ограничений на добавление дополнительной функциональности, таким образом, при реализации собственного регистра предприятий с помощью UDDI нам не придется тратить средства на покупку лицензий.

Такой дополнительной функциональностью, новым уровнем Web-сервисов является не только конкретная информация о разработках новых программных приложений в рамках стандарта UDDI, но и форма доступа к такой информации.

В этом случае актуальной проблемой является разработка дополнительных функциональных возможностей Web-сервиса: например, создание сервера, который назовем «сервер приложений» и который определяет регулярную форму дотупа к конкретной информации в рамках стандарта UDDI. Этот сервер должен содержать, во-первых, пополняющуюся периодически и доступную через сеть информацию о разработках новых прикладных программных продуктов в конкретных приложенияхво-вторых, иметь средства работы со структурами данных (базами данных) новых приложенийв-третьих, служить основой для заключения соглашений (контрактов) на прямую продажу или кредит нужных пользователю программ. Сейчас, для реализации «сервера приложений» существует 3 независимые технологии — DCOM, NET от Microsoft, CORBA+JAVA от SUN Microsystem. Основной задачей остается то, какие инструментальные средства целесообразнее выбрать.

Целью работы является повышение эффективности деятельности предприятий и бизнес-процессов за счет расширения уровня информационного сервиса в сети Internet, с помощью разработки сервера приложений в среде стандарта универсального доступа — UDDI.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие научные задачи:

1.Анализ методик построения современных средств обеспечения Web-сервисов и Web-служб с использованием технологий — COM/DCOM, CORBA и Microsoft .Net, при работе в распределенных корпоративных системах в среде сети Internet.

2. Определение требований к разработке новых уровней Web-сервисов в виде сервера приложений на основе платформы Microsoft .Net (сокращеннотехнология .Net), с использованием стандарта универсального доступаUDDI в рамках корпоративных распределенных систем.

3. Разработка моделей процесса информационного взаимодействия (поиска информации) для агентов распределенных корпоративных систем, с использованием Web-сервисов стандарта универсального доступа — UDDI.

4. Разработка логической и функциональной архитектуры сервера приложений, как нового уровня Web-сервисов на основе платформы .Net, в том числе сервиса по организации продаж или кредиту разработанных программных приложений в среде распределенных корпоративных систем, с использованием стандарта универсального доступа — UDDI.

5.Разработка прикладного интерфейса для взаимодействия сервера приложений со спецификациями конкретных компонент технических систем (базами данных) и организации услуг по продажам или кредиту разработанных программных приложений в распределенных производственных системах в среде стандарта — UDDI.

6.Разработка программного и алгоритмического обеспечения построения сервера приложений, как нового уровня сервиса при работе с клиентами в среде распределенных производственных систем.

7. Определение факторов повышения эффективности деятельности производственных структур при применении сервера приложений в среде распределенных корпоративных систем, с использованием стандарта универсального доступа — UDDI.

Методы исследований. При решении задач, поставленных в работе, были использованы следующие методы: основные положения технологии машиностроения, методы моделирования, концепции проектирования предметно-ориентированных баз данных, аппарат объектно-ориентированного подхода при разработке приложений, методы построения Web-сервисов, на основе платформы .Net, в распределенных системах на базе сети Internet.

На защиту выносятся: методы, модели, алгоритмы, программно-математическое обеспечение построения и реализации сервера приложений, как нового уровня Web-сервисов, повышающих эффективность работы пользователей в среде распределенных корпоративных систем на базе сети Internet.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующих положениях:

1. Предложены модели и средства повышения эффективности деятельности агентов корпоративных распределенных систем автоматизированного производства за счет расширения уровня информационного взаимодействия и повышения скорости поиска информации в сети Internet, на основе разработанных новых процедур Web-сервисов, алгоритмов их реализации и прикладного интерфейса в среде Web-служб стандарта UDDI;

2. На основе разработанных моделей и использования новых информационных технологий COM/DCOMCORBAMicrosoft .Net, разработана методика построения сервера приложений, который предоставляет клиентам в среде распределенных корпоративных (производственных) систем на базе сети Internet новый вид Web-сервисов, реализующий механизмы работы с базами данных приложений и процедуры использования разработанных программных приложений на основе их продаж или кредита.

Практическая ценность работы заключается в повышении эффективности деятельности предприятий и бизнес-процессов за счет разработки методических, алгоритмических и программных средств быстрого доступа пользователей к новым прикладным программным приложениям на базе сети Internet, в среде стандарта универсального доступа — UDDI. Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы публиковались и докладывались на Международном форуме информатизации МФИ-2003 Международной конференции.

Информационные средства и технологии", Московский Энергетический Институт (технический университет) и Московский Государственный Технологический Университет «СТАНКИН», Москва, 2003 г.- на международном семинаре «Конкурентноспособность машиностроительной продукции и производств», Москва, ГОУ МГТУ «Станкин», 2005 г. Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 работы.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, изложенных на.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ.

1. В результате проведенного анализа методик построения современных средств обеспечения информационного сервиса при работе в распределенных корпоративных системах, в частности, в структурах современного производства, с использованием сети Internet, доказана актуальная потребность разработок новых уровней Web-сервисов, в виде сервера приложений. Показано, что сервер приложений повысит эффективность (качество) информационного взаимодействия разработчиков программных систем и их потребителей (клиентов), в рамках системы UDDI, за счет разработки процедур по информированию клиентов о новых программных разработках и реализации соглашений об их продаже или кредите.

2. Установлено, что при построении Webсервисов и Web-приложений в распределенных корпоративных системах, на базе сети Internet, платформа Microsoft .Net предоставляет все средства для построения Web-сервисов и превосходит технологии СОМ и CORBA по скорости доступа, по возможности построения распределенных приложений в разнородной среде.

3. Разработаны модели процесса информационного взаимодействия (поиска информации) для агентов распределенных корпоративных систем, с использованием стандарта универсального доступа — UDDI. При этом доказано преимущество структуры UDDI системы по сравнению с процедурой традиционного поиска информации в сети Internet по параметрам времени поиска и качеству информации.

4. Разработаны логическая и функциональная структура сервера приложений, как нового уровня Web-сервисов на основе платформы .Net, в частности, по организации продаж или кредиту разработанных программных приложений в среде распределенных корпоративных систем, с использованием стандарта универсального доступа — UDDI.

5.Разработан прикладной интерфейс для взаимодействия сервера приложений со спецификациями конкретных компонент технических систем и организации услуг по продажам или кредиту разработанных программных приложений в распределенных производственных системах. В частности, в качестве конкретной структуры данных по взаимодействию с сервером приложений разработана и реализована база данных по операциям технологического процесса автоматизированного участка по обработке детали типа «вал червяка» фирмы EMAG.

6. Разработано программно-алгоритмическое обеспечение процесса функционирования сервера приложений в контексте взаимодействия с базой данных технологического процесса, что можно рассматривать как типовой пример применения сервера приложений в распределенных производственных системах.

7. Показана эффективность применения сервера приложений в распределенных производственных системах. Приведенный в диссертации упрощенный расчет экономического эффекта при применении сервера приложений, как нового уровня Webсервиса в распределенных производственных системах, показывает, что предоставление такой услуги, как, например, кредитная система продажи программного обеспечения (ПО), по сравнению с фактом прямой продажи, сокращает срок окупаемости ПО в среднем на 7,2%.