Сравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации




Скачать 136.93 Kb.
НазваниеСравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации
Дата24.09.2012
Размер136.93 Kb.
ТипДокументы
УДК 004.514


А. В. СУМЦОВ

(ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Санкт-Петербург)

Сравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации

В статье представлен краткий обзор разрабатываемой системы автоматизации: цели её создания и решаемые задачи. Описан процесс работы внедренного в систему инструмента для подбора аналогичных комплектов. Представлены процедуры работы и пользовательский интерфейс средств ввода исходной информации и динамического поиска. Приводится их сравнительный анализ с аналогами.

Введение

Современные требования к качеству и объемам выпуска изделий машиностроения диктуют необходимость внедрения на предприятиях систем автоматизированного проектирования. Мощные программные комплексы осуществляют информационную поддержку изделий на всех этапах жизненного цикла, помогают визуализировать в трехмерном пространстве процесс проектирования деталей и сборочных единиц. Подобные системы также обладают средствами формирования текстовой и табличной документации на изделие. Но, исходя из того, что подобный функционал для большинства САПР является прикладным, номенклатура формируемых документов часто ограничивается спецификацией на изделие и перечнем его элементов. Другие решения, более узкопрофильные (например, T-Flex DOCs), имеют более обширные возможности и разнообразие шаблонов, однако процессы автоматизации этих приложений по прежнему не покрывают большую часть узкопрофильных задач. Проблема связана с особенностями организации отдельно взятого производства, и может быть решена разработкой системы с исключительной функциональной гибкостью. Для этого в основу приложения была заложена модульная структура, которая позволяет расширять функциональность системы посредством подключения программных модулей. Они обеспечивают подходящие для решения специфических задач логику процессов автоматизации и графический пользовательский интерфейс (далее — интерфейс).

Виды изделий, для которых система предусматривает автоматизированное формирование документации, определяется подключаемыми функциональными модулями. На начальном этапе — это два модуля, формирующие документацию для комплектов запасных частей, инструментов и принадлежностей (ЗИП) и кабельных частей соединителей (КЧС). Комплект ЗИП предназначен для обеспечения системы или комплекса, функционирующего на объекте, запасными частями, инструментами и другим имуществом, необходимым для обслуживания и ремонта. Комплект КЧС — это набор соединителей, предназначенных для электромонтажа кабелей, а в последующем и приборов комплекса, для их подключения на объекте. [1]

Как правило, исходной информацией для изделия является перечень составляющих его элементов, и пользователь, получая техническое задание на разработку документации, должен ввести список в систему. Если задание представлено в электронном виде, задача упрощается: достаточно, используя определенный алгоритм, обработать электронный перечень. Но, в случае, если задание имеет бумажный вид, разработчик вводит информацию вручную. В докладе описывается инструмент, сокращающий объем ручной работы посредством обновленного алгоритма и интерфейса, что снижает утомляемость оператора, и как следствие, количество ошибок человеческого фактора.

Поскольку исходной информацией для обоих видов изделий является перечень составных частей (в случае с ЗИП это запасные части, инструменты, принадлежности, а в случае ККЧС — сборочные единицы соединителей), поиск похожего, ранее разработанного, изделия сводится к сравнительному поэлементному анализу. Критерием идентичности является коэффициент, отражающий отношение количества одинаковых элементов к их общему числу (коэффициент совпадения). В докладе приводится описание выбранного варианта интерфейса, решающего поставленную задачу по подбору аналогичного комплекта.

Оперативная работа с большими объемами данных (перечни из нескольких десятков или сотен наименований) обеспечивается, в том числе, эффективной навигацией, или другими словами, поиском. В докладе приводится сравнительный анализ инструмента классического и динамического поиска.

Итак, перечисленные особенности работы системы требуют разработки следующих средств управления данными:

  1. подбора аналогов,

  2. ручного ввода исходной информации,

  3. поиска по перечням элементов.

Рассмотрим более подробно каждый из инструментов: проведем обоснование выбранного исполнения интерфейса для средства подбора аналогов и проведем краткий сравнительный анализ для средств ввода исходной информации и динамического поиска. В качестве результат анализа примем уровень трудоемкости, установившийся после внедрения описываемых средств.

Инструмент для подбора аналогичных комплектов

Для правильного построения логики интерфейса разрабатываемого средства четко сформулируем его назначение. Инструмент предназначен для сокращения трудоемкости подготовки комплекта посредством заимствования из аналога информации, характерной для каждого изделия. Поясним приведенную формулировку примером. Все соединители любого комплекта кабельных частей группируются, в соответствии со своим назначением, по приборам. Соответственно, дополнительная (по отношению к исходным данным) информация, характерная для каждого комплекта — это перечень приборов комплекса, для которых поставляются соединители. Она будет заимствована из аналога, что сократит время подготовки документации, исключив работу по вводу перечня приборов.

Далее, для составления перечня графических управляющих элементов интерфейса и формулировки требований к их рациональному размещению, опишем принцип работы алгоритма подбора аналога.

  1. Из базы данных поочередно выбираются ранее разработанные комплекты.

  2. Происходит поэлементное сравнение разрабатываемого и существующего комплекта.

  3. Происходит оценка коэффициента совпадений для каждого сеанса сравнения.

  4. Формируется результат работы алгоритма для отображения пользователю.

На основе приведенной процедуры сформулированы следующие требования.

  1. Область выборка существующих комплектов для анализа должна быть ограничена по какому-либо критерию по той причине, что со временем она заметно увеличится в объеме и, как следствие, заметно вырастит скорость обработки запроса к БД.

  2. Необходим элемент интерфейса, задающий пороговое значение коэффициента совпадения, т.е. то значение, ниже которого комплект не считается аналогичным разрабатываемому.

  3. Требуется наглядное визуальное представление отличий сравниваемых комплектов.

Таким образом, проектируемый интерфейс должен содержать средство ограничения области поиска, задания порогового значения степени соответствия и таблицу, визуально отображающую отличия между найденным аналогом и разработкой.

Ввиду того, что аналогичные комплекты чаще разрабатываются в рамках одного и того же изделия или его исполнений, целесообразно предоставить пользователю возможность ограничивать поиск по его наименованию. Или точнее, по вхождению в наименование. Вхождением будем называть строковый фрагмент, целиком присутствующий в поисковой строке. Для примера, если известно, что комплект КЧС разрабатывается в рамках изделия «Ладога-МЭ», то, в этом случае, поиск следует ограничивать вхождением «Ладога». Таким образом, система сравнит аналоги из изделий, включающих в себя указанное вхождение: «Ладога М», «Ладога МЭ», «Ладога 12418» и т.п. Причем, исходя из того, что на начальном этапе подготовки комплекта системе будет известно, в области какого изделия он создается, имеет смысл заполнить вхождение значением по умолчанию.

Коэффициент соответствия выглядит понятнее для человека, если представлен в процентном выражении. Имеет смысл реализовать его в качестве счетчика (англ. эквивалент — spinner, рис. справа). Такой выбор является оправданным в том случае, когда требуется ограничить тип вводимых данных цифрами. Кроме того, в отличие от обычного текстового поля, счетчик не требует смены устройства ввода: пользователь может выполнить изменение значения манипулятором. Эта возможность позволяет, во-первых, сохранить фокус внимания пользователя, и, во-вторых, экономит почти полсекунды времени — значительная величина при оценке элементарной операции работы с интерфейсом [2]. На рис. 1 представлен эскиз интерфейса инструмента для поиска аналогичного комплекта.



Рис. 1 — Диалоговое окно подбора аналогичных комплектов

Поля для ввода вхождения в наименование изделия, счетчик порогового значения совпадения, а так же кнопка применения указанных значений объединены по своему функциональному назначению в группу «Параметры поиска». Под ней расположена таблица с перечнем найденных аналогов. Выбрав один из них, пользователь нажимает кнопку «Сравнить…» и попадает в диалоговое окно сравнения комплектов (Рис. 2).



Рис. 2 — Диалоговое окно сравнения двух комплектов

Для решения задачи сравнения используются две таблицы. Каждая состоит из 2-х столбцов: «обозначение» и «наименование». Для удобства сравнения предусмотрена опция для отображения только отличающихся записей, что привносит в процесс сравнения прозрачность и повышает эффективность анализа.

Сравнительный анализ инструментов ввода исходных данных

Как было отмечено во введении, исходная информация для комплектов ЗИП и КЧС, представляется в виде перечня составных частей, которые разработчику часто приходится вводить в систему вручную, с бумаги. Поэтому, при разработке инструмента была поставлена цель свести к минимуму число ручных операций, что позволит увеличить скорость ввода и минимизировать количество ошибок.

В текущем разделе статьи кроме описания интерфейса разрабатываемого средства, для оценки целесообразности внедрения, проведен его сравнительный анализ с находящимся в штатной эксплуатации аналогичным решением.

Вначале рассмотрим методику и интерфейс (Рис. 3) аналога. Приступая к работе, оператор вводит перечень составных частей комплекта в систему автоматизации. Сверяясь с бумажным заданием, он посимвольно набирает обозначение элемента и нажимает кнопку поиска. Она формирует запрос к БД для получения выборки записей со сходным наименованием. Найденные варианты представляются пользователю в виде списка в правой части окна (на рисунке помеченной как «Найденные»). Выбирая подходящую запись, разработчик добавляет её в набор, находящийся в левой части окна («Добавленные»). На этом процесс добавления одной составной части завершается: пользователь нажимает кнопку «ОК» и переходит к основному окну. Кратко описанная процедура представлена ниже.



Рис. 3 — Диалоговое окно ввода составных частей

  1. Вызов окна добавления составных частей.

  2. Переход с мыши на клавиатуру.

  3. Ввод запроса на поиск составной части.

  4. Инициация поиска нажатием клавиши Enter.

  5. Переход с клавиатуры на мышь.

  6. Выделение необходимого элемента среди найденных.

  7. Перемещение выделенного элемента из списка «Найденные» в перечень «Добавленные».

  8. Завершение ввода закрытием окна (c помощью мыши).

Смена устройства ввода (операции 2 и 5) принята за отдельное действие в силу того, что занимает не меньше времени, чем любой другой элемент процедуры.

Операции со 2 по 7 включительно (6 шт.) повторяются при вводе каждой составной части (итерация). Поэтому условимся называть их итерационными. Операции 1 и 8 производятся однократно за один сеанс ввода; условимся называть их разовыми. Подсчитаем трудоемкость сеанса ввода перечня составных частей, выраженную в количестве совершаемых пользователем операций:

Т1(n) = 6·n + 2, (1)

где Т1(n) — трудоемкость сеанса ввода данных, n — количество вводимых составных частей (итераций).

Приведем предлагаемую методику ввода исходной информации. Пользователь вводит вхождения строк для обозначения и наименования сразу всех составных частей в одном окне и отправляет их одним запросом запросом на обработку системе управления БД; она анализирует информацию и формирует ответ в виде перечня для уточнения. Уточнение состоит в выборе одного из предлагаемых системой вариантов и требуется лишь в том случае, если на введенное вхождение в базе найдено более одного соответствия.

Основная цель при построении такого инструмента состоит в максимальном упрощении процесса ручного набора данных, и в качестве эталона простоты, примем процесс ввода текста в блокноте Windows. Информацию о каждой составной части предлагается вводить в отдельной строке в формате «вхождение в обозначение–пробел–вхождение в наименование». При этом, в качестве дополнительной меры снижения трудоемкости, в инструмент внедрены алгоритмы, позволяющие пропускать при наборе знаки препинания, позволяя оператору сосредоточиться на вводе наиболее весомых, по смысловой нагрузке, буквенно-цифровых символах. Неполноту введенной информации восполняют алгоритмы разбора строк, основанные на регулярных выражениях. Оценка снижения трудоемкости в результате описанной оптимизации ввода произведена путем подсчета количественного отношения знаков препинания к общему числу символов в строке. Её уровень составил 90% от начального.

δТОВ = 90%, (2)

где δТОВ — уровень трудоемкости при наборе без учёта знаков препинания.

Интерфейс окна для оптимизированной процедуры представлен на Рис. 4, а сама процедура — ниже.

  1. Вызов окна добавления составных частей.

  2. Переход с мыши на клавиатуру.

  3. Ввод запроса на поиск составной части.

  4. Перевод строки нажатием клавиши Enter или переход с клавиатуры на мышь.

  5. Завершение ввода закрытием окна c помощью мыши.

В приведенной последовательности 4-я операция варьируется в зависимости от ситуации: если введенная строка описывала не последнюю составную часть, то далее последует перевод строк для ввода следующей записи. Если же она была последней, то вместо перевода строки, пользователь сменит устройство ввода с тем, чтобы закрыть окно при помощи манипулятора. Тем не менее, эту операцию, наряду с 3-ей процедурой, можно считать итерацией, поскольку, в том или другом виде, она повторяется при вводе каждой составной части.



Рис. 4 — Интерфейс для ввода составных частей по оптимизированной процедуре

Как и в случае с внедренным инструментом, пользователь должен уточнить возникшие неоднозначности (Рис. 5). Рассмотрим крайне неблагоприятный случай, когда каждой поисковой строке найдено более одного соответствия, и добавим еще одну итерационную операцию уточнения.



Рис. 5 — Интерфейс для уточнения перечня составных частей

Таким образом, количество операций для ввода элементов при новом подходе рассчитывается по формуле:

Т2(n) = 3·n + 3, (3)

где Т2(n)— трудоемкость сеанса ввода при работе с использованием нового интерфейса, n — количество вводимых составных частей (итераций).

На основе статистических данных для выпускаемой документации на комплекты ЗИП было принято среднее количество составных частей, равное 42. Для их ввода оператор совершает 254 действия, работая с инструментом до оптимизации, и 87 — с оптимизированным инструментом. Трудоемкость снизится до 66% от начального уровня.

δТСО1 = Т2(42) / Т1(42) · 100% = 66% (4)

Общий результат подсчитываем как сложный процент двух величин:

δТ = δТСО1 · δТОВ = 66% · 90% = 59,4 % (5)

Еще одной мерой сокращения объема вводимой информации является разделение записи на обозначение и наименование, причем, обозначение является уникальным. Поэтому, логическая связка этих категорий существенно сокращает количество вводимых символов. Однако, комплексная оценка эффективности данного способа оптимизации — достаточно трудоемкая задача, требующая больших временных затрат на сбор статистических данных и, поэтому, она не учитывалась при подсчете δТ.

Сравнительный анализ средств поиска

Для эффективной работы с большими объемами табличных данных требуется удобная навигация. Для этого в систему внедрен динамический поиск. В понятие «динамический» закладывается мгновенное обновление результата при вводе каждого очередного символа запроса; поиск происходит сразу по всем столбцам таблицы. При наборе игнорируются регистр и знаки препинания.

Поиск табличных данных, внедренный, к примеру, в ранние версии Microsoft Excel был организован следующим образом. Поисковый запрос вводится в отдельно вызываемом окне. Затем активизируется поиск нажатием соответствующей кнопки. Программа осуществляет перемещение указателя на ячейку, удовлетворяющую запросу. Пользователь оценивает предложенный результат, и при неблагоприятном исходе, вновь активизирует поиск. При благоприятном — работа завершается. В процедурном виде описанный процесс представлен ниже. Интерфейс, реализованный на его основе, изображен на Рис. 6.

  1. Вызов строки поиска по горячей клавише.

  2. Ввод поискового запроса.

  3. Инициация поиска.

  4. Оценка результата.

  5. Завершение работы с поиском.



Рис. 6 — Стандартный поиск по табличным данным

В приведенной процедуре поиска операции 3 и 4 являются итерационными: они выполняются всякий раз, пока пользователя не удовлетворит результат. Остальные операции можно отнести к категории разовых. Формула расчета трудоемкости зависит от количества результатов поисковой выдачи и представляется в виде:

Т3(k) = 2·k + 3, (6)

где Т3(k) — трудоемкость сеанса тривиального поиска, k — количество результатов в поисковой выдаче.

Интерфейс внедряемого инструмента наделен простотой: он состоит из поисковой строки и кнопки очистки запроса (Рис. 7). Отсутствует необходимость вызова отдельного окна.



Рис. 7 — Интерфейс динамического поиска

Оптимизированная процедура не зависит от объема поисковой выдачи:

  1. Активизация окна динамического поиска.

  2. Ввод поискового запроса, инициация поиска.

  3. Оценка результата.

Главной особенностью нового алгоритма является инвариантность трудоемкости к количеству результатов поиска: весь набор релевантных записей представляется в том же контейнере данных. Количество операций сокращается также за счет объединения ввода запроса и инициации процесса поиска в одно действие. Отметим, что в поисковом запросе пробел эквивалентен логическому «и», что дает возможность при помощи одного запроса оценить содержимое сразу нескольких столбцов.

Поскольку трудоемкость не зависит от объема поисковой выдачи, выражение является константой:

Т4 = 3 (7)

Численное значение трудоемкости при работе со стандартным инструментом, в случае поисковой выдачи, объемом в 1 запись — самый неблагоприятный для внедряемого метода случай, — составит:

Т3(1) = 5. (8)

Уровень трудоемкости в результате сокращения операций при использовании внедряемого инструмента в тех же условиях:

δТСО2 = Т4 / Т3(1) · 100% = 60%. (9)

Учитывая меру сокращения вводимых данных за счет игнорирования знаков препинания, подсчитаем общую трудоемкость:

δТ = δТСО2 · δТОВ = 60% · 90% = 54%. (10)

Заключение

Внедрение новых методик, адаптированных для решения специфических задач в разрабатываемой автоматизированной системе, позволяет существенно повысить эффективность труда. Основой для оптимизации служит сокращение количества операций, совершаемых пользователем при ручном наборе данных. Для этого возникает необходимость в разработке уникальных элементов интерфейса, обладающих специфическим поведением. Например, программирование алгоритма динамического обновления компонента табличных данных, происходящих как ответная реакция на ввод каждого последующего символа в поисковое поле ввода. Проектирование и реализация таких компонентов требует дополнительных трудозатрат на этапе создания системы. Но, опираясь на результаты приведенного в настоящей статье анализа, можно заключить, что экономия ресурсов за счет использования описанных методов быстро окупает разработку.

Трудоемкость в результате применения инструмента ввода исходных данных, по сравнению с начальным уровнем, составила примерно 60%. Приблизительно тот же уровень обеспечивает инструмент динамической фильтрации. Отметим, что приведенные результаты получены на основе усредненных данных и характеризуют эффективность лишь приблизительно. Однако, использованные методы оценки и приведенные результаты позволяют оценить целесообразность разработки инструментария для работы с системой.

Литература

  1. Сумцов А. В. Автоматизация процесса разработки комплектов конструкторской документации. / Доклад. — Навигация и управление движением: Материалы докладов XII конференции молодых ученых «Навигация и управление движением»/ Науч. редактор д.т.н. О. А. Степанов. Под общ. ред. академика РАН В. Г. Пешехонова. — СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2010. — 408 с.

  2. Дизайн пользовательского интерфейса V1.2 [Электронный ресурс] : usethics / Автор — В. Головач, Дизайн «Пи». — Электрон. книга (141 с.). — М.: Usethics,



Похожие:

Сравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации iconСравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации
Тизации: цели её создания и решаемые задачи. Описан процесс работы внедренного в систему инструмента для подбора аналогичных комплектов....
Сравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации icon«Национальные банковские системы: сравнительный анализ» Кафедра
«Национальные банковские системы: сравнительный анализ» входит в перечень дисциплин по выбору вариативной части профессионального...
Сравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации iconМетодические рекомендации по организации самостоятельной работы магистрантов Контрольно-измерительные материалы
Новые информационные и коммуникационные технологии. Понятие и классификация сред конечного пользователя. Концепция интеллектуального...
Сравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации icon1. Понятие системы управления базами данных
Основная особенность субд – это наличие процедур для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры. Файлы,...
Сравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации iconПрограмма одобрена на заседани каф. «Системы автоматизированного проектирования»
Целью дисциплины является изучение современных технологий обработки информации с применением баз данных и субд 2
Сравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации iconРезультаты разработки web-интерфейса для справочника бюджетных статей
В работе представлены результаты разработки и реализации Web-интерфейса к существующей базе данных (БД), которая является одним из...
Сравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации iconРабочая программа по дисциплины сд ф. 5 «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов автоматизированного производства» для специальности 120100 «Технология машиностроения» (151001.
Сд ф. 5 «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов автоматизированного производства»
Сравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации icon«Фундаментальные проблемы техники и технологии технология-2012»
Рассмотрены вопросы автоматизированного подбора режущего инструмента и инструментальных стратегий обработки. Описаны разработанные...
Сравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации iconМ. В. Радионова Критерий сдвиго-масштабного инварианта для проверки нормальности данных
Предложен критерий сдвиго-масштабного инварианта для проверки гипотезы нормальности исходных данных. Методом статистического моделирования...
Сравнительный анализ элементов интерфейса и процедур обработки данных для системы автоматизированного формирования документации iconСистемы автоматизированного проектирования методические указания к выполнению
Системы автоматизированного проектирования. Методические указания к выполнению дипломного проекта для студентов дневной формы обучения...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница