Функциональное и эксплуатационное назначение изделия

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Введение

 

В настоящее время возросла актуальность применения компьютерных технологий для решения задач различного типа во всех областях человеческой деятельности.

Данное программное изделие носит название «Программный продукт, реализующий сравнительный анализ методов линейного целочисленного программирования», далее по тексту - «Целочисленные методы».

Программный продукт «Целочисленные методы» реализует сравнительный анализ методов решения частного случая транспортной задачи - задачи о назначениях.

Транспортная модель применяется при рассмотрении ряда практических ситуаций, связанных с управлением запасами, составлением сменных графиков, назначением служащих на рабочие места, оборотом наличного капитала и многими другими. Транспортная задача представляет собой задачу линейного программирования, которую можно решать симплекс методом. Однако специфическая структура условий задачи позволяет применять более эффективные вычислительные методы.

Постановка задачи о назначениях. Предположим, что имеется n различных работ A1,A2,…An и n механизмов B1,B2,…Bn, каждый из которых может выполнять любую работу, но с неодинаковыми затратами. Затраты на работу механизма Bi при выполнении работы Aj обозначим Cij, i = 1,...,n j = 1,...,n. Требуется так распределить механизмы по работам, чтобы суммарные затраты от их использования были минимальны. Такая задача называется задачей выбора или задачей о назначениях.

Формально она записывается так. Необходимо выбрать такую последовательность элементов {C1j1, C2j2,…, Cnjn} из матрицы

 

 

чтобы сумма  была минимальна и при этом из каждой строки и столбца С был выбран только один элемент.

 

Основание для разработки

 

Основанием для разработки программного продукта является приказ № 310-У от 11.04.05 на дипломное проектирование. Тема дипломной работы: «Программный продукт, реализующий сравнительный анализ методов линейного целочисленного программирования».

Назначение разработки

 

Программное изделие разрабатывается с целью сравнительного анализа методов решения частного случая транспортной задачи - задачи о назначениях. Данный программный продукт должен обеспечивать визуальное отображение результатов работы алгоритмов и их скоростные характеристики.

 

Функциональное и эксплуатационное назначение изделия

Программное изделие «Целочисленные методы» должно обеспечивать функционирование алгоритмов построения опорного плана решения, и алгоритмов улучшения опорного плана решения, вычисление их скоростных характеристик.

В функциональном отношении оно должно представлять собой программу (exe-файл), выполняемую ПК. Должна быть предусмотрена возможность визуального отображения результатов работы.

 

Рассмотренные альтернативы

При постановке задачи на разработку программного продукта были рассмотрены следующие альтернативы:

) Программная платформа. Выбрана была система Windows в связи с широчайшим распространением, доступностью и наличием гибких средств разработки программного обеспечения под эту платформу.

) Аппаратная платформа. Любые аппаратные комплектующие ПК, поддерживаемые ОС Windows.

) Средства разработки. Любой компилятор для системы Windows пригоден для разработки данного программного изделия. Из наиболее распространенных, таких как Microsoft Visual C++, Borland C++, Borland C++ Builder, Borland Delphi, Symantec C++, был выбран компилятор Borland C++ Builder. Выбор обоснован тем, что программное изделие “Целочисленные методы” должно обеспечивать оценку скоростных характеристик алгоритмов нахождения опорного плана решения, компилятор Borland C++ Builder проводит оптимизацию алгоритмов по скорости.

Требования к программе или программному изделию

Стандарты

Разработка программной документации и программного продукта должна производится согласно ГОСТ 19.701-90, ГОСТ 2.304-88.

Текстовый материал пояснительной записки должен соответствовать требованиям, предъявляемым к оформлению текстовых документов, которые изложены в методических указаниях по выполнению дипломной работы для студентов, обучающихся по специальности 22.04 «Программное обеспечение ВТ и АС».

Требования к составу и параметрам технических средств (аппаратные ограничения)

- процессор, аналогичный Intel Celeron 600;

жесткий диск;

мышь;

клавиатура;

оперативная память 128Мб.

Методические ограничения

Должны быть реализованы следующие методы методы:

) Метод Северо-Западного угла;

) Метод Наименьшей стоимости;

) Метод Фогеля;

) Метод Не реализованных прибылей (этап 1);

) Метод Не реализованных прибылей (этап 2);

) Метод Не реализованных прибылей (этап 3);

) Метод Потенциалов;

) Венгерский метод.

Входные данные

Входными данными является вводимая пользователем информация (исходная матрица задачи о назначениях) и выбор пользователем метода решения задачи о назначении.

Исходная матрица задачи о назначениях - матрица С:

 

	В1	В2	…	Вn
A1	C11	C12	…	C1n	1
A2	C21	C22	…	C2n	1
…	…	…	….	…	…
An	Cn1	Cn2	…	Cnn	1
	1	1	…	1

 

Процессы обработки

Программное изделие должно позволять выполнять следующие операции:

ввод исходных данных для расчетов;

контроль исходных данных;

нахождение опорного плана;

приведение опорного плана к оптимальному;

предоставление пользователю в виде графиков информации о скорости и точности работы алгоритма.

Выходные данные

Входными данными являются матрица опорного плана решения задачи о назначениях и выводимые на дисплей графики оценки скорости и близости к оптимальному решению.

Матрица опорного плана решения - матрица Х:

 

Х11	Х12	…	Х1n
Х21	Х22	…	Х2n
…	…	….	…
Хn1	Хn2	…	Хnn

 

Носители информации

Программный продукт должен размещаться в виде исходных файлов на жестком диске компьютера пользователя или на гибких магнитных дисках.

Программное изделие использует следующие носители информации:

накопитель на лазерном диске;

накопитель на гибком магнитном диске.

Безопасность и секретность

Информация, содержащаяся в программном изделии, не является секретной, поэтому ограничение доступа к ней не предусматривается.

 

Требования к надежности

Правильность входной информации должна визуально контролироваться оператором. В случаях обнаружения потери информации или неправильного ее ввода, пользователь должен иметь возможность ввести корректировку. Синтаксис вводимых данных должен контролироваться программным обеспечением.

 

Рестарт

В процессе работы с программой оператор не может сохранить промежуточные данные. Поэтому при возобновлении работы программы после аварийного прерывания оператор должен заново ввести все входные данные.

Рабочие характеристики

Так как значительная часть работы происходит в диалоговом режиме, то эффективность разработки также во многом зависит и от навыков пользователя.

Затраты времени на ввод исходной матрицы задачи о назначениях определяются затратами времени оператора при ручном наборе данных и не могут быть регламентированы. Оценка качества по времени, затраченного алгоритмом программного продукта на обработку входной информации, определяется используемыми алгоритмами.

 

Удобство эксплуатации

Взаимодействие человека с компьютером должно быть выполнено в виде системы меню для выбора режима работы. Должен быть использован диалоговый, интерактивный режим, предупреждающие или подсказывающие сообщения. Программное изделие должно обеспечивать стандартный интерфейс диалога с пользователем. Вся необходимая информация для ввода исходных данных должна отображаться на экране монитора. В случаях возникновения исключительных ситуаций необходимо выводить на экран соответствующие сообщения и предлагать оператору возможные способы их преодоления.

Необходимо выполнение следующих требований:

наличие пользовательского интерфейса;

диалоговый ввод начальных данных;

работа в

 

Требования к программной документации

 

Программная документация должна включать следующие документы:

техническое задание,

технический проект,

рабочий проект.

В приложении к документу "Рабочий проект" должен быть приведен листинг исходных текстов программного изделия.

Маркетинг и сбыт продукции

Требования к потребительским свойствам

«Целочисленные методы» представляет собой магнитный накопитель 3,5” или CDR с программой, которая легко устанавливается на ПЭВМ, проста в обращении, имеет дружественный интерфейс, предоставляет результаты работы в понятном пользователю виде.

Магнитный накопитель поставляется в индивидуальной упаковке, к которой прилагается подробное описание по установке программы и работе с ней.

 

Таблица 1.1 - Требования к продукции

Продукт (услуга)	Потребители (покупатели) и их характеристика	Требования потребителей к товару (услуге)	Возможности обеспечения
«Целочисленные методы»	Средне специальные учебные заведения	Удобство эксплуатации, возможность обучения персонала учреждения, гарантийное обслуживание.	Обеспечивает
«Целочисленные методы»	Высшие учебные заведения	Удобство эксплуатации, возможность обучения персонала учреждения, гарантийное обслуживание, поставка бесплатной информации о новых разработках фирмы.	Обеспечивает
Продукт (услуга)	Потребители (покупатели) и их характеристика	Требования потребителей к товару (услуге)	Возможности обеспечения
«Целочисленные методы»	Предприятия	Удобство эксплуатации, надёжность получаемого результата, сравнительно невысокая цена, гарантийное обслуживание.	Обеспечивает

 

Рынок сбыта продукции

Так как в настоящее время число потенциальных пользователей ПЭВМ растет, то возникает потребность в разработке программного продукта для решения различных задач, используя возможности компьютера. Задачи линейного программирования очень трудоемки в ручных вычислениях, поэтому использование компьютера значительно сократит время на решение подобных задач. Участие человека в процессах минимизируется, что позволит увеличить результативность обработки данных, следовательно, данный программный продукт является актуальным и перспективным и найдет свою нишу на рынке сбыта.

Сегментация рынка нацелена на специфическую группу потребителей (средние и высшие учебные заведения, предприятия занимающиеся планированием производства) через единый специализированный план маркетинга, который основывается на потребностях этого сегмента. Концентрированный маркетинг распространен среди специализированных фирм. Цель фирмы - эффективность, привлечение значительной доли одного рыночного сегмента при управляемых издержках.

 

Таблица 1.3 - Рынок сбыта продукции

Продукт	Потребитель (наименование, объем покупки)	кол-во в год	Цена	Подтверждающий документ
«Целочисленные методы»	Средне специальные учебные заведения	80	4500	Заявка
«Целочисленные методы»	Высшие учебные заведения	30	4500	Заявка
«Целочисленные методы»	Предприятия	40	4500	Заявка

 

Каналы сбыта продукции

Предусматривается на первом этапе сбыт готовой продукции через кафедры ПОВТ, с последующими прямыми поставками государственным службам по заявке.

Это поможет резко сократить расходы на сбыт (транспорт, реклама, заключение договоров). По мере увеличения объема готовой продукции будет все больше осуществляться переход на прямые связи с потребителями продукции при условии единого товарного знака и согласованных цен. Каналы сбыта продукции приведены в таблице 1.4.

 

Таблица 1.4 - Каналы сбыта продукции

Наименование канала сбыта	Характеристика	Степень готовности	Условия сбыта
Непосредственно с кафедры ПОВТ	Наличие товара - 60 шт. готовой продукции	Кафедра работает согласно расписания Университета	По заявке
Магазины розничной торговли	Наличие товара - 60 шт. готовой продукции	Магазин работает согласно расписания	По заявке

 

Эффективность

Показатели эффективности

Основными интегральными показателями эффективности инвестиционных проектов являются:

) срок окупаемости проекта (PBP) (payback period);

2) индекс прибыльности (PI) (profitability index);

3) чистый приведенный доход (NPV) (net present value);

4) внутренняя норма рентабельности (IRR) (internal rate of return).

Индекс прибыльности PI (индекс доходности (ИД) или коэффициент чистого дисконтированного дохода (КЧДД)). Для эффективных проектов не должен быть меньше единицы. В соответствии с расчетами прибылей и убытков составляется график изменения индекса прибыльности.

Индеек прибыльности PI

 

Рисунок 1.1

 

Для данного проекта индекс прибыльности PI = 1,30732

Чистый приведенный доход NPV (чистый дисконтированный доход (ЧДД)) - приведенная стоимость будущих прибылей или денежных потоков, дисконтированных с помощью соответствующей процентной ставки за вычетом приведенной стоимости инвестиционных затрат. Обычно отдается предпочтение проектам, у которых NPV имеет положительное значение. На основании расчета инвестиционных затрат и отчета о прибылях и убытках определяется динамика чистого приведенного дохода.

Чистый приведённый доход NPV

 

Рисунок 1.2

 

Чистый приведенный доход NPV = 224303,2 рублей.

Срок окупаемости проекта PBP (период окупаемости) - время, за которое поступления от производственной деятельности предприятия покроют все затраты, связанные с реализацией проекта, включая затраты на инвестиции. Срок окупаемости обычно измеряется в годах или месяцах.

Срок окупаемости определяется по моменту достижения кривой NPV значения NPV=0: PBP = 14,5 месяцев.

Данный показатель быстрой окупаемости затрат, связанных с инвестированием и реализацией проекта, говорит о целесообразности разработки устройства (программы).

Внутренняя норма рентабельности IRR (внутренняя норма доходности (ВНД), предельная эффективность капиталовложений, процентная норма прибыли, дисконтированный поток реальных денег или финансовая норма прибыли) - норма дисконта, для которой дисконтированная стоимость чистых поступлений от проекта равна дисконтированной стоимости инвестиций, то есть NPV равен нулю. В этом проявляется экономический смысл IRR как дисконтированной "точки безубыточности". У привлекательного проекта IRR должна превышать действующие ставки банковских кредитов.

Графический метод расчета внутренней нормы рентабельности IRR

 

Рисунок 1.3

 

Значение внутренней нормы рентабельности IRR определяется величиной ставки дисконтирования, при которой кривая NPV (синий график) пересекает горизонтальную ось: IRR=50%.

Риски предприятия и форс-мажорные обстоятельства

 

Таблица 1.23 - Риски предприятия

Содержание риска	Возможные потери	Меры предупреждения и снижения риска
Колебания рыночной конъюнктуры, цен	Уменьшение выручки от снижения цен, а также в связи с инфляцией, изменением курса рубля	Непрерывное исследование рынка и экономической ситуации
Несоблюдение условий договора по оплате и т.д.	Материальные потери	Подбор квалифицированных юристов, грамотно составленный договор

 

Требования к безопасности жизнедеятельности охране окружающей среды

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Введение

 

В настоящее время возросла актуальность применения компьютерных технологий для решения задач различного типа во всех областях человеческой деятельности.

Данное программное изделие носит название «Программный продукт, реализующий сравнительный анализ методов линейного целочисленного программирования», далее по тексту - «Целочисленные методы».

Программный продукт «Целочисленные методы» реализует сравнительный анализ методов решения частного случая транспортной задачи - задачи о назначениях.

Транспортная модель применяется при рассмотрении ряда практических ситуаций, связанных с управлением запасами, составлением сменных графиков, назначением служащих на рабочие места, оборотом наличного капитала и многими другими. Транспортная задача представляет собой задачу линейного программирования, которую можно решать симплекс методом. Однако специфическая структура условий задачи позволяет применять более эффективные вычислительные методы.

Постановка задачи о назначениях. Предположим, что имеется n различных работ A1,A2,…An и n механизмов B1,B2,…Bn, каждый из которых может выполнять любую работу, но с неодинаковыми затратами. Затраты на работу механизма Bi при выполнении работы Aj обозначим Cij, i = 1,...,n j = 1,...,n. Требуется так распределить механизмы по работам, чтобы суммарные затраты от их использования были минимальны. Такая задача называется задачей выбора или задачей о назначениях.

Формально она записывается так. Необходимо выбрать такую последовательность элементов {C1j1, C2j2,…, Cnjn} из матрицы

 

 

чтобы сумма  была минимальна и при этом из каждой строки и столбца С был выбран только один элемент.

 

Основание для разработки

 

Основанием для разработки программного продукта является приказ № 310-У от 11.04.05 на дипломное проектирование. Тема дипломной работы: «Программный продукт, реализующий сравнительный анализ методов линейного целочисленного программирования».

Назначение разработки

 

Программное изделие разрабатывается с целью сравнительного анализа методов решения частного случая транспортной задачи - задачи о назначениях. Данный программный продукт должен обеспечивать визуальное отображение результатов работы алгоритмов и их скоростные характеристики.

 

Функциональное и эксплуатационное назначение изделия

Программное изделие «Целочисленные методы» должно обеспечивать функционирование алгоритмов построения опорного плана решения, и алгоритмов улучшения опорного плана решения, вычисление их скоростных характеристик.

В функциональном отношении оно должно представлять собой программу (exe-файл), выполняемую ПК. Должна быть предусмотрена возможность визуального отображения результатов работы.

 

Рассмотренные альтернативы

При постановке задачи на разработку программного продукта были рассмотрены следующие альтернативы:

) Программная платформа. Выбрана была система Windows в связи с широчайшим распространением, доступностью и наличием гибких средств разработки программного обеспечения под эту платформу.

) Аппаратная платформа. Любые аппаратные комплектующие ПК, поддерживаемые ОС Windows.

) Средства разработки. Любой компилятор для системы Windows пригоден для разработки данного программного изделия. Из наиболее распространенных, таких как Microsoft Visual C++, Borland C++, Borland C++ Builder, Borland Delphi, Symantec C++, был выбран компилятор Borland C++ Builder. Выбор обоснован тем, что программное изделие “Целочисленные методы” должно обеспечивать оценку скоростных характеристик алгоритмов нахождения опорного плана решения, компилятор Borland C++ Builder проводит оптимизацию алгоритмов по скорости.

Требования к программе или программному изделию

Стандарты

Разработка программной документации и программного продукта должна производится согласно ГОСТ 19.701-90, ГОСТ 2.304-88.

Текстовый материал пояснительной записки должен соответствовать требованиям, предъявляемым к оформлению текстовых документов, которые изложены в методических указаниях по выполнению дипломной работы для студентов, обучающихся по специальности 22.04 «Программное обеспечение ВТ и АС».