ГРУЗИНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ С. М. Почовян

ГРУЗИНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
С. М. Почовян
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
(часть I)
Регистрировано редакционноиздательским советом ГТУ
Тбилиси
2009
УДК 658.012.011.56
Рассмотрены методология и методика проектирования
автоматизированных систем управления. Изложены: основные стадии, этапы и работы разработки автоматизированных систем управления; методология системного обследования объекта и системы управления; назначение и содержание результатов системного обследования.
Учебное пособие предназначено для студентов, магистрантов, докторантов, разработчиков баз данных, разработчиков и специалистов по автоматизированным системам управления.
Рецензент: проф. Сухиашвили Т. А.
© Издательский дом "Технический университет", 2009
ISBN 978-9941-14-555-1 (все части)
ISBN 978-9941-14-556-8 (часть первая)
http://www.gtu.ge/publishinghouse/
Все права защищены. Ни одна часть этой книги (будь то текст, фото, иллюстрация или
др.) не может быть использована без письменного разрешения издателя ни в каких-либо
форме и средствах (электронной или механической).
Нарушение авторских прав карается законом.
2
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Глава 1. Методология проектирования
автоматизированных систем управления . . . . . . 8
1.1. Проблема совершенствования систем управления.
Актуальность разработки АСУ . . . . . . . . . . . 8
1.2. Определение, назначение и классификация АСУ 10
1.3. Функции, состав и структура АСУ . . . . . . . . . 12
1.4. Основные принципы проектирования АСУ . . . . 17
1.5. Основные стадии и работы проектирования АСУ 19
1.6. Основные задачи возникающие при
проектировании АСУ . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.7. Основные направления проектирования АСУ . . 26
1.8. Жизненный цикл АСУ . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.9. Назначение и содержание стадий
проектирования АСУ . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.10. Состав, назначение и содержание
общесистемной документации АСУ . . . . . . . . 45
1.11. Основные этапы разработки АСУ . . . . . . . . . 51
Глава 2. Системное обследование объекта
и системы управления . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.1. Методология системмного обследования
объекта и ситемы управления . . . . . . . . . . . . 62
3
2.2. Определение общих характеристик
объекта автоматизации . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.3. Цели и задачи исследования
информационных потоков . . . . . . . . . . . . . . 67
2.4. Этапы исследования информационных потоков . . 68
2.5. Объекты системного обследования . . . . . . . . . 70
2.6. Методы проведения системного обследования
и сбора данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
2.7. Методика и программа системного обследования 77
2.8. Организационный план системного обследования 79
2.9. Классификация и методы анализа документов
при системном обследовании . . . . . . . . . . . . 83
2.10. Методы и модели изучения и анализа информационных потоков при системном обследовании 85
2.11. Назначение и содержание результатов
системного обследования . . . . . . . . . . . . . . 95
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
4
Предисловие
Содержание учебного пособия соответствует программе курса «Проектирование автоматизированных систем управления»,
читаемого студентам по специальности «Автоматизированные
системы обработки информации и управления». Кроме того,
учебное пособие построено таким образом, чтобы его могли использовать магистранты, докторанты, разработчики баз данных,
разработчики и специалисты по автоматизированным системам
управления.
Книга предназначена для того, чтобы дать знания о теоретических основах разработки автоматизированных систем управления. Автоматизированные системы управления проектируются, внедряются и эксплуатируются на различных уровнях
управления в сфере управления организациями, предприятиями, фирмами, банками, отраслями и т.д.
В первой главе рассматриваются следующие вопросы: методология разработки автоматизированных систем управления;
основные стадии, этапы и работы разработки автоматизированных систем управления;
Во-второй главе рассматриваются следующие вопросы: методология системного обследования объекта и системы управления; методы и модели изучения и анализа информационных
потоков при системном обследовании; назначение и содержание результатов системного обследования.
5
Введение
Автоматизация процессов управления является одним из основных направлений технического прогресса. Проектирование
автоматизированных систем управления (АСУ) – закономерный
этап на пути развития и совершенствования методов и технологии управления современным производством, фирмами, предприятиями, банками, отраслями и т.д. АСУ является человекокомпьютерной системой и разрабатывается поэтапно. АСУ предполагает непосредственное участие управленческого персонала
в работе системы, используя персональный компьютер для обработки данных и в процессе принятия управляющих решений.
Проектируемые и эксплуатируемые АСУ предназначены для управления фирмами, предприятиями, банками, отраслями и т.д.
АСУ является сложной системой, состоящей из взаимосвязанных подсистем функционального и обеспечивающего назначений. АСУ предназначена для обеспечения эффективного функционирования объекта управления путём автоматизированного
выполнения функций управления. Степень автоматизации функций управления определяется производственной необходимостью, возможностями формализации процесса управления и
должна быть экономически обоснована. Поэтому, в процессе
проектирования АСУ происходит анализ и выбор принципов
управления, структуры и функций системы. Проектируемые
АСУ должны обладать высокой степенью адаптации к непрерывно меняющимся требованиям пользователелей и живучести, то есть способностью работать в условиях отклонений от
6
нормальных ситуаций. В процессе эксплуатации АСУ обеспечивается повышение эффективности функционирования объекта и системы управления.
7
Глава 1. Методология проектирования
автоматизированных систем управления
1.1. Проблема совершенствования систем
управления. Актульность разработки АСУ
Автоматизация процессов управления – одно из основных
направлений технического прогресса, которая достигается на базе достижений кибернетики и вычислительной техники. Необходимо автоматизировать не только процесс обработки данных,
но и процесс принятия решений. Необходимо применять системный подход к организационному управлению и учитывать все
аспекты процесса управления.
Непрерывно возрастающая сложность условий функционирования объектов управления, непрерывный учёт значения экономических и социальных факторов, увеличение объёма и усложнение структуры экономической и технической информации,
уменьшение времени на обработку информации и выработку
необходимых управляющих воздействий, – обусловили необходимость автоматизации процессов управления на базе современной вычислительной техники.
Закономерным этапом на пути развития и совершенствования методов и технологии управления отраслями, предприятиями, фирмами и банками является проектирование автоматизированных систем управления (АСУ). Основными проблемами
возникающими при проектировании и построении АСУ являются: выбор принципов построения системы управления; определение структуры системы управления; разработка схем принятия
решений; создание информационной базы системы управления;
8
получение высокой эффуктивности от разрабатываемой системы управления. Для этого необходимо уделять особое внимание: совершенствованию организационной структуры управления объектом; типизации проектных решений; рациональному
использованию всех ресурсов, включая вычислительные ресурсы; интегральной автоматизации производства на всех уровнях
управления; увеличение доли решаемых оптимизационных задач; автоматизации проектирования АСУ.
Анализ и синтез системы на основе модульного принципа
проектирования позволяет автоматизировать процесс проектирования, что повышает эффективность разработки. На всех стадиях разработки используется имитационное моделирование, с
помощью которого можно рационально построить технологию
обработки данных. Современная техническая база автоматизации проектирования даёт возможность вести ряд этапов проектирования в режиме диалога „человек-компьютер“.
Основными причинами определяющими актуальность
АСУ являются:
– Влияние АСУ на упорядочение собственно процесса управления. Это позволяет достичь определённого экономического эффекта;
– Большие вычислительные возможности современных компьютеров, которые обеспечивают также и полный анализ информации и высокое качество принимаемых управляющих решений;
– Возможность повышения оперативности управления. Любая информация введённая в память компьютера становится
доступной для любого применения, может быть переработана
в необходимый вид, и может передаваться на все уровни управления;
9
– Возрастание объёма управленческой информации (каждые
5 лет возрастает примерно в 1,5 раза), которую необходимо хранить, обрабатывать и передавать;
– Меняется характер труда специалистов по управлению.
Они освобождаются от рутинной работы, и больше времени остаётся на функции качественного контроля за предлагаемыми
компьютером управляющими решениями и разработки оптимальных систем управления;
– При проектировании высокоразвитой АСУ, при решении
юридических проблем ответственности, информационный процесс можно реализовать без бумажных документов, что потребует адаптации коллектива к работе в новых условиях, и ещё
более повысится эффективность управления.
1.2. Определение, назначение
и классификация АСУ
Под АСУ понимаются системы, смешанного типа, человекокомпьютерные, в которых всегда присутствуют человеческие
коллективы, в отличии от автоматических систем управления,
где управление целиком возложено на машины.
Под АСУ понимают коллективы людей и совокупность экономико-математических и административных методов, информационной базы данных, средств вычислительной техники и связи, позволяющих осуществлять оптимальное управление в различных сферах человеческой деятельности.
Человек принимает активное участие в начале и конце технологического цикла обработки данных, то есть в момент фик-
10
сации конкретных состояний процесса и в момент принятия решений. Управление заключается в выборе оптимальных управляющих воздействий из множества возможных с учётом ограничений, на основе информации о состоянии объекта и внешней среды. Оптимальное управляющее воздействие выбирается
с учётом экономического критерия эффективности.
АСУ предназначена для обеспечения эффективного функционирования объекта управления путём автоматизированного выполнения функций управления.
Основными классификационными признаками определяющими вид АСУ являются:
1) Сфера функционирования объекта управления: промышленность; сельское хозяйство; транспорт; строительство и т.д.;
2) Вид управляемого процесса (по выполняемым функциям): организационный; экономический; технологический; интегральный;
3) Уровню управления: отрасль (министерство); республиканское объединение; республиканское промышленное объединение; производственное объединение; научно-производственное объединение; фирма (предприятие, организация); производство; отдел (цех, лаборатория); участок (сектор); технологический агрегат;
4) По характеру решаемых задач: стратегические (перспективное планирование); тактические (текущее планирование); оперативные; информационные;
5) По выходным результатам: информационно-справочные;
информационно-управляющие; информационно-советующие;
6) По структуре: централизованные (моноцентральные и
иерархические) и децентрализованные;
7) АСУ делят на следующие типы по характеру производ-
11
ства: дискретного типа (мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное и единичное производство); непрерывного типа; непрерывно-дискретного типа (поточно-массовое и крупное производство).
1.3. Функции, состав и структура АСУ
Под функцией управления понимают вид деятельности,
представляющий собой совокупность процессов и решений,
объединённых общностью объекта и решаемых задач по управлению. Различают следующие основные элементы (действия)
функций: 1) планирование и прогнозирование; 2) учёт, контроль
и анализ; 3) координация и регулирование. Степень автоматизации функций управления определяется производственной необходимостью, возможностями формализации процесса управления и должна быть экономически и социально обоснована.
Функции АСУ устанавливаются в начале проектирования
АСУ в документе „Техническое задание на создание АСУ“ на
основе анализа целей управления, заданных ресурсов для их
достижения и ожидаемого экономического эффекта. Необходимый состав элементов (действий) выбирают в зависимости от
вида АСУ.
АСУ состоит из подсистем, которые делятся на два класса (рис. 1.1.):
1) Функциональные;
2) Обеспечивающие.
Функции АСУ объединяются в подсистемы по функциональному признакам. Функциональные подсистемы АСУ – это
12
Автоматизированная система управления (АСУ)
Функциональные
подсистемы АСУ
Обеспечивающие
подсистемы АСУ
Техническая подготовка производства
Информационное
Технико-экономическое планирование
(бизнес-планирование)
Математическое
Оперативное управление основным
производством
Техническое
Материально-техническое снабжение
Программное
Сбыт и реализация
продукции
Лингвистическое
Бухгалтерский учёт
Организационное
Управление
кадрами
Правовое
Рис. 1.1. Состав АСУ
13
элементы АСУ, выделенные по функциональным признакам,
отвечающие конкретным целям и задачам управления. Вид
функций управления принят в качестве основного, единого
признака для выделения и разработки функциональных подсистем АСУ. Ту часть системы управления, выделенную по
общности функциональных признаков, называют функциональной подсистемой АСУ. Функциональные подсистемы АСУ
предназначены для автоматизированного выполнения выделенных функций управления. В соответствии с этим функциональной подсистемой АСУ понимают комплекс задач, относящихся
к реализации той или иной функции управления, самостоятельно выделенной в каждом отдельно взятом цикле управления. Функциональные подсистемы (технической подготовки
производства; технико-экономического планирования (бизнеспланирование); оперативного управления основным производством; материально-технического снабжения; сбыта и реализации продукции; бухгалтерского учёта; управления кадрами и
т.д.) соответствуют функциональным подразделениям и службам. Концепция функциональных подсистем целесообразна с
точки зрения эффективности времени внедрения, так как наилучшим образом происходит процесс приспособления человеческого коллектива к работе в условиях АСУ. При проектировании АСУ необходимо разрабатывать такой набор функциональных подсистем, которые охватывают основные функции
управления в системе.
Системный подход требует единой увязки всех функциональных подсистем через обеспечивающие подситемы. В состав АСУ входят следующие обеспечивающие подсистемы (виды обеспечений):
1) Информационное обеспечение;
14
В состав информационного обеспечения АСУ входят: системы классификации и кодирования технико-экономической информации; формы представления и организации данных, документов, массивов данных, видеограмм; логические интерфейсы
(протоколы обмена данными по всем функциональным подсистемам и задачам; нормативно-справочная информация; центральные и индивидуальные базы и банки данных;
2) Математическое обеспечение;
В состав математического обеспечения АСУ входят: методы
решения задач управления; математические модели; алгоритмы
(алгоритмическое обеспечение). Математическое обеспечение
персональных компьютеров состоит из внешнего и внутреннего
математического обеспечения. Задачей алгоритмического обеспечения АСУ является разработка алгоритмов обработки данных в АСУ с описанием процедур обработки данных в АСУ.
Алгоритм – это некоторая последовательность действий, совокупность правил, определяющих процесс преобразования исходных данных в требуемый результат за заданное число этапов
(шагов);
3) Техническое обеспечение;
В состав технического обеспечения АСУ входят следующие технические средства для реализации функций АСУ: получения, регистрации, ввода, подготовки, преобразования, обработки, хранения (накопления), вывода, отображения, использования и передачи информации, а также средства реализации управляющих воздействий;
4) Программное обеспечение;
В состав программного обеспечения АСУ входят программы со своей документацией для реализации функций АСУ;
5) Лингвистическое обеспечение;
15
В состав лингвистического обеспечения АСУ входят тезаурусы и языки описания и манипулирования данными. Лингвистическое обеспечение может присутствовать отдельно или в документах информационного или организационного обеспечений
АСУ;
6) Организационное обеспечение;
В состав организационного обеспечения АСУ входят документы, которые определяют функции подразделений объекта
управления, а также действия и взаимодействия персонала разработчиков АСУ;
7) Правовое обеспечение;
В состав правового обеспечения АСУ входят документы,
определяющие правовой статус АСУ, персонала АСУ, правила
функционирования АСУ, а также нормативы на автоматически
формируемые документы и массивы данных на технических
носителях информации.
Структура АСУ характеризует внутреннее строение системы и описывает устойчивые связи между её элементами.
При проектировании и описании АСУ существуют следующие виды структур, отличающиеся типами элементов и связами между ними:
1) Функциональная структура (элементы – функции, задачи и операции; связи – информационные);
2) Организационная структура (элементы – коллективы
людей и отдельные исполнители; связи – информационные и
взаимодействия);
3) Информационная структура (элементы – формы представления информации; связи – операции преобразования информации);
4) Алгоритмическая структура (элементы – алгоритмы; свя-
16
зи – информационные);
5) Техническая структура (элементы – технические устройства; связи – линии связи).
6) Программная структура (элементы – программные модули; связи – информационные и управляющие);
1.4. Основные принципы
проектирования АСУ
При проектировании АСУ необходимо руководствоваться
следующими основными принципами, обеспечивающими достижение стоящих перед АСУ целей и построение новой, более
совершенной системы управления: 1) принцип системного подхода; 2) принцип совместимости; 3) принцип стандартизации и
унификации; 4) принцип развития (принцип открытой системы);
5) принцип эволюционности; 6) принцип независимости от технических средств; 7) человеко-компьютерный принцип; 8) принцип эффективности; 9) принцип модульности.
1) Принцип системного подхода;
Принцип системного подхода заключается в разработке единой и связанной системы информационного, математического,
программного и технического обеспечений АСУ, то есть единой и связанной системы информации, программ, математических и технических средств. Таким образом, данный принцип
одинаково проявляется в информационном, математическом,
программном и техническом обеспечениях АСУ. Поэтому, при
проектировании и эксплуатации АСУ должны быть установлены и сохранены связи между структурными элементами систе-
17
мы, обеспечивающие её целостность. Данный принцип требует обеспечения типовости АСУ для АСУ одинаковых видов и
уровней;
2) Принцип совместимости;
Принцип совместимости заключается в обеспечении способности взаимодействия АСУ различных видов и уровней в процессе их совместного функционирования;
3) Принцип стандартизации и унификации;
Принцип стандартизации и унификации заключается в рациональном применении типовых, стандартированных и унифицированных элементов при проектировании и развитии АСУ;
4) Принцип развития (принцип открытой системы);
Принцип развития (принцип открытой системы) предусматривает постоянное и теоретически неограниченное расширение
и изменение системы. Таким образом, при проектировании АСУ
должна учитываться возможность пополнения и обновления
функций АСУ и видов её обеспечений (обеспечивающих подсистем АСУ);
5) Принцип эволюционности;
Принцип эволюционности предусматривает постепенность в
создании АСУ, согласно последовательности стадий и работ её
разработки. Поэтому необходимо проектировать не „замкнутую“ систему, а „открытую“ систему, допускающую модификацию оперативным путём;
6) Принцип независимости от технических средств;
Принцип независимости от технических средств означает
использование таких языков программирования при разработке
программного обеспечения АСУ, на основе информационного и
математического обеспечений АСУ, чтоб при смене технических средств (включая и персоналных компьютеров) АСУ сохранялась и продолжала функционирование;
18
7) Человеко-компьютерный принцип;
Человеко-компьютерный принцип означает взаимодействие
пользователей системы через терминалы с персональным компьютером, на основе спроектированного диалога „человек-компьютер“, путём обмена информации (сообщений), идущих от
пользователя к персональному компьютеру и обратно;
8) Принцип эффективности;
Принцип эффективности заключается в достижении рациоального соотношения между затратами на создание АСУ и целевыми эффектами, получаемыми при её функционировании;
9) Принцип модульности;
Принцип модульности означает дискретную структуру основных частей системы, то есть информационного, математического, технического и программного обеспечений АСУ. Это
придаёт АСУ гибкость и подвижность в части приспособления
к изменяющейся обстановке, и обеспечивается непрерывное развитие АСУ.
1.5. Основные стадии и работы
проектирования АСУ
Установлены следующие основные стадии проектирования
АСУ: 1) предпроектная (техническое задание); 2) эскизный проект; 3) технический проект; 4) рабочий проект; 5) ввод в эксплуатацию (внедрение; опытная эксплуатация).
1) Предпроектная (техническое задание);
Предпроектная стадия (техническое задание) включает следующие этапы: а) обоснование необходимости разработки; б)
19
научно-исследовательские работы; в) разработка и утверждение
технического задания;
а) Обоснование необходимости разработки;
Данный этап включает выполнение следующих работ:
– Выбор методики системного обследования;
– Сбор исходных материалов в результате системного обследования объекта и системы управления;
– Разработка отчёта об обследовании;
– Разработка технико-экономического обоснования создания АСУ;
б) Научно-исследовательские работы;
Данный этап включает выполнение следующих работ:
– Определение структуры входных, нормативно-справочных
и выходных данных (документов и массивов данных);
– Предварительный выбор методов решения задач управлеления;
– Определение требований к вычислительной технике (включая к персональным компьютерам);
в) Разработка и утверждение технического задания;
Данный этап включает выполнение следующих работ:
– Определение стадий, этапов и работ разработки программ
и документации;
– Определение требований к программам;
– Выбор языков программирования;
– Разработка технического задания на создание АСУ;
– Согласование и утверждение технического задания;
2) Эскизный проект;
Эскизный проект включает следующие этапы: а) разработка
эскизного проекта; б) утверждение эскизного проекта;
а) Разработка эскизного проекта;
Данный этап включает выполнение следующих работ:
20
– Предварительная разработка структуры входных, нормативно-справочных и выходных данных (документов и массивов
данных);
– Уточнение методов решения задач управления;
– Разработка общего описания алгоритмов решения задач;
– Разработка технико-экономического обоснования создания АСУ;
– Разработка эскизного проекта;
б) Утверждение эскизного проекта;
Данный этап включает выполнение следующих работ:
– Разработка пояснительной записки;
– Утверждение эскизного проекта;
3) Технический проект;
Технический проект включает следующие этапы: а) разработка технического проекта; б) утверждение технического проекта;
а) Разработка технического проекта;
Данный этап включает выполнение следующих работ:
– Уточнение структуры входных, нормативно-справочных и
выходных данных (документов и массивов данных);
– Определение формы представления входных, нормативносправочных и выходных данных;
– Формальная постановка задач;
– Разработка алгоритмов решения задач;
– Проектирование диалога „человек-компьютер“;
– Определение методов контроля достоверности при обработке информации в АСУ;
– Проектирование баз данных;
– Определение структур программ;
– Окончательное определение конфигураций технических
средств;
21
– Разработка описаний постановки задач;
– Разработка описаний алгоритмов;
– Разработка технического задания на программирование;
б) Утверждение технического проекта;
Данный этап включает выполнение следующих работ:
– Разработка плана мероприятий по разработке и внедрению программ;
– Разработка пояснительной записки;
– Согласование и утверждение технического проекта;
4) Рабочий проект;
Рабочий проект включает следующие этапы: а) разработка
программ; б) разработка программной документации; в) приёмка АСУ в опытную эксплуатацию;
а) Разработка программ;
Данный этап включает выполнение следующей работы:
– Программирование и отладка программ;
б) Разработка программной документации;
Данный этап включает выполнение следующей работы:
– Разработка программной документации;
в) Приёмка АСУ в опытную эксплуатацию;
Данный этап включает выполнение следующих работ:
– Решение контрольного примера;
– Корректировка, при необходимости, программ и документации;
– Оформление и утверждение акта сдачи-приёмки АСУ в
опытную эксплуатацию;
5) Ввод в эксплуатацию (внедрение; опытная эксплуатация);
Ввод в эксплуатацию (внедрение; опытная эксплуатация)
включает следующие этапы: а) приёмо-сдаточные испытания;
22
б) подготовка и передача программ и документации на сопровождение;
а) Приёмо-сдаточные испытания;
Данный этап включает выполнение следующих работ:
– Утверждение программы приёмо-сдаточных испытаний;
– Проведение приёмо-сдаточных испытаний;
– Оформление и утверждение акта приёма АСУ в эксплуатацию;
б) Подготовка и передача программ и документации на сопровождение;
Данный этап включает выполнение следующей работы:
– Оформление и утверждение акта о передаче программ и
документации на сопровождение.
В §§ 1.9. (1.9.1. 1.9.4) приведено назначение и содержание
основных стадий проектирования АСУ.
1.6. Основные задачи возникающие
при проектировании АСУ
При проектировании АСУ различных видов и уровней перед
проектировщиками возникают следующие основные задачи:
– Определение целей и критериев эффективности;
– Выбор организационной структуры системы управления;
– Определение очерёдности разработки и внедрения задач
управления;
– Распределение задач по уровням управления и элементам;
– Выбор технических средств;
– Определение требований к надёжности технических
средств;
23
– Проектирование информационного обеспечения АСУ
(включая проектирование баз данных) и требуемой достоверности при обработке информации в АСУ.
Начальный этап проектирования АСУ – изучение и анализ
существующей системы управления на объекте, в результате
системного обследования объекта и системы управления. Для
решения поставленных задач разрабатывают математическую
модель, анализ которой позволяет найти требуемые параметры
системы. Решают задачи оптимизации подсистем АСУ, с учётом целей, с одновременным накоплением данных для построения математической модели. Результаты анализа обеспечивают решение задач проектирования АСУ.
Проблема синтеза организационной структуры системы управления состоит: в выборе принципов управления (целей, критериев и ограничений); распределения функций между уровнями управления системы, выбор схем принятия решений и создание контуров принятия решений; установление между уровнями управления взаимоотношений и согласование целей подсистем АСУ различных уровней управления; выбор комплекса технических средств обработки и передачи информации;
распределение прав и ответственности, распределение функций
между людьми и техническими средствами.
Важное внимание уделяется разработке формализованных
методов принятия решений. Принятие решений в организационных системах невозможно без качественной и своевременно
поступающей информации, обеспечение которой возлагается на
информационную подсистему АСУ. Задачами, возникающими
при проектировании информационной подсистемы АСУ, являются: определение информации, необходимой и достаточной
для управления; определение структуры информационной под-
24
системы АСУ; определение структуры входных, нормативносправочных и выходных данных (документов и массивов данных); формальная постановка задач; проектирование диалога
„человек-компьютер“; определение методов контроля достоверности при обработке информации в АСУ; определение системы классификации и кодировании информации; проектирование баз данных; определение структур программ обработки и
контроля информации.
Разработка математического обеспечения АСУ является
сложной задачей, так как методы решения задач управления,
разрабатываемые математические модели и алгоритмы решения
задач предназначены для реализации функциональных подсистем АСУ.
При проектировании и внедрении АСУ различных видов и
уровней управления выделяют типовую последовательность стадий и этапов (см. § 1.5.).
При проектировании и внедрении АСУ различают два класса задач, к решению которых сводится всякое управление: 1) обработка данных; 2) выработка управляющих воздействий (принятие решений). Решение задач обработки данных может быть
автоматизированно независимо от того, где они возникают. Возможности автоматизации процессов принятия решений ограничены, так как персональный компьютер и математические методы оптимизации не могут подменить руководство фирмы (организации). АСУ обеспечивает руководство фирмы (организации) информацией, необходимой для принятия решений.
25
1.7. Основные направления
проектирования АСУ
Рассматривают два основных направления проектирования
АСУ: 1) позадачное; 2) функциональное.
Согласно первого направления, то есть позадачного подхода
проектирования АСУ, выбирают задачи (или комплексы задач),
кажущиеся наиболее эффективными, и разрабатывают для них
информационное (включая информационную базу данных), математическое и программное обеспечения. При таком подходе
задачи (или комплексы задач) разрабатываются независимо, и
поэтому невозможно использовать сформированные выходные
и выходные накапливаемые массивы данных одной задачи (или
одного комплекса задач) для решения другой задачи (или другого комплекса задач). И поэтому происходит дублирование
данных в массивах данных. Это направление раньше было преобладающим, так как позволял разрабатывать в кратчайшие сроки отдельные задачи (или комплексы задач). Это направление
является бесперспективным.
Согласно второго направления, то есть функционального
подхода, проектируют АСУ путём разработки функциональных
подсистем, объединённых в систему на основе интегрированной обработки данных, требующей одноразового ввода данных.
Поэтому нет дублирования данных. Объектом разработки становится уже не задача (или комплекс задач), а целые функциональные подсистемы (например, технической подготовки производства, технико-экономического планирования (бизнес-планирования), бухгалтерского учёта и т.д.), реализующие отдельные функции управления. Интегрированная обработка данных в
системе предполагает разработку единой информационной ба-
26
зы данных, на основе которой решаются отделные задачи в
каждой функциональной подсистеме АСУ. Поэтому, проектирование и внедрение АСУ, согласно функционального подхода,
позволяет получить экономический эффект
На практике, при проектировании АСУ, присутствуют элементы как позадачного подхода, так и функционального подхода. В рамках второго направления, то есть при функциональном подходе проектирования АСУ, существуют два мнения
относительно того, как выделять и разрабатывать функциональные подсистемы АСУ: 1) по функциям управления, осуществляемыми соответствующими функциональными службами и
подразделениями фирмы (организации); 2) по объектам управления, движением которых приходится управлять в процессе
производственно-хозяйственной деятельности фирмы (организации) (например, заказам производства, материальным ресурсам, денежным средствам и т.д.). В первом случае, то есть при
разработке функциональных подсистем АСУ в соответствии
функциям управления, за основу берётся изучение системы управления. Поэтому на практике при разработке функциональных подсистем АСУ, в соответствии функциям управления, происходит наилучшим образом процесс приспособления человеческого коллектива к работе в условиях АСУ. Во-втором случае, то есть при разработке функциональных подсистем АСУ
в соответствии объектам управления, за основу берётся изучение объекта управления с последующим изменением всей системы управления.
27
1.8. Жизненный цикл АСУ
Понятие жизненного цикла АСУ используется для изложения динамики проектирования АСУ. Жизненный цикл АСУ
можно изобразить в форме спирали, где каждый виток спирали
представляет собой определённый этап проектирования и внедрения новой системы управления, осуществляемый в процессе
эксплуатации старой системы управления, то есть до ввода в
эксплуатацию новой системы управления. Выделяют следующие основные стадии (события) жизненного цикла АСУ:
1) Концепция новой системы управления;
2) Системное обследование объекта и системы управления;
3) Техническое обеспечение АСУ;
4) Информационное обеспечение АСУ;
5) Математическое обеспечение АСУ;
6) Программное обеспечение АСУ;
7) Разработка и утверждение документации АСУ;
8) Внедрение АСУ;
9) Эксплуатация АСУ;
10) Вскрытие противоречий системы управления и объекта.
При каждом повторении цикла проектирование новой системы управления приспосабливают под конкретный технический комплекс, планируемый или уже установленный. Это связано с тем, что система управления является более устойчивой
по сравнению с периодом функционирования технического комплекса. Цикл повторяется не обязательно для всей системы управления в целом, но и для отдельной или нескольких подсистем АСУ и (или) отдельных задач (или комплекса задач) управления. Каждое повторение цикла приводит к более глубокому
пониманию процессов обработки данных. При каждой новой
28
модификации системы управления не все события цикла выделяются чётко и однозначно. Но представление процесса проектирования АСУ в виде жизненного цикла помогает проектировать и внедрять АСУ оптимально и эффективно для данного этапа. Реально концепция новой системы управления возникает уже в процессе внедрения и начале эксплуатации спроектированной системы управления. По окончании очередного цикла система управления не отмирает, а обновляется при условии
системного подхода к её разработке. Содержание каждого цикла меняется в зависимости от конкретной ситуации, а длительность цикла определяется спецификой АСУ и прогрессом в
технике и идеологии обработки данных
1.9. Назначение и содержание
стадий проектирования АСУ
1.9.1. Назначение и содержание
предпроектной стадии создания АСУ
Предпроектная стадия включает комплекс научно-исследовательских работ и организационных мероприятий, цель которых определить целесообразность создания АСУ и, в случае положительного заключения, разработать основную документацию данной стадии пректирования АСУ: системные спецификации; „Отчёт об обследовании“, „Технико-экономическое обоснование создания АСУ“ (ТЭО АСУ), и „Техническое задание на
создание АСУ“ (ТЗ АСУ) (приведённые в §§ 1.11.1.÷2.11.4). На
29
основе данной документации разрабатывается основная документации стадии технический проект АСУ (ТП АСУ).
Назначение предпроектной стадии создания АСУ – проведение системного обследования объекта (фирмы, организации)
и системы управления. Оно направлено на выявление возможностей за счёт повышения эффективности управления фирмой
(организацией) на базе использования средств вычислительной
техники и современных экономико-математических методов
увеличить объём и улучшить качество выпускаемой продукции
как при существующих производственных мощностях, так и при
их предполагаемом развитии, с одновременным снижении затрат трудовых, материальных и энергетических ресурсов.
Важнейшими условиями начала работ по созданию АСУ являются: заинтересованность руководства объекта (фирмы, организации); понимание трудности или невозможности дальнейшего управления „ручными” методами, в особенности при его развитии; готовность сотрудничать с разработчиками АСУ при преодолении трудностей в процессе создания АСУ, особенно при
разработке и внедрении новых задач управления. Системное
обследования объекта и системы управления проводится согласно методики обследования, программе обследования и организационного плана системного обследования. В программе обследования представляется перечень вопросов, ответы на которые
характеризуют производственно-хозяйственную деятельность
фирмы (организации) и позволяет определить основные параметры разрабатываемой АСУ. При этом проводится оценка уровня
подготовленности фирмы (организации) к созданию АСУ – соответствие используемых в производстве технических средств
и технологии современному уровню; наличие налаженного нормативго хозяйства и системы технической подготовки производ-
30
ства; классификаторов и шифраторов. Полученные в результате
системного обследования объекта и системы управления данные
служат основой для: разработки рекомендаций по совершенствованию организационной и функциональной структур существующей системы упраления; определения состава функциональных подсистем АСУ комплексов задач в создаваемой АСУ
и очерёдности их разработки; составления основной документаю данной стадии пректирования АСУ: системные спецификации; „Отчёт об обследовании“, „Технико-экономическое обоснование создания АСУ“ и „Техническое задание на создание АСУ.
Обследование функциональной структуры заключается в выявлении перечня, содержания и периодичности выполнения функций управления на уровне фирмы (организации) структурных
пдразделений, а также отдельными сотрудниками. По каждой
функции управления определяется: количество сотрудников,
участвующих в её реализации: затрачиваемое ими время; применяеые технические средства; их образование, должостные оклады, должостные инструкции и положения, регламентирующие
ход выполнения функций управления.
Обследование материальных потоков позволяет выявить
характер и особенности производства, оказывающие влияние на
требование к созданию эффективной АСУ. При этом определяются: характер производственных операций в каждом цехе и
участках; какие материалы и компоненты (детали и сборочные
узлы) и в каком количестве получает и сдаёт каждое производственное подразделение; где осуществляется учёт движения промежуточной и готовой продукции; средства её транспортировки,
средства и формы складирования; периодичность и сроки сдачи
готовой продукции.
Обследование информационных потоков состоит: в уточне-
31
нии применяемой терминологии; выявление используемых на
фирме (организации) внешних и внутренних документов и составление схемы документооборота; определение информационных связей фирмы (организации) и его структурных подразделений. Схема документооборота составляется на таком уровне детализации, чтобы она была обозримой и в то же время достаточно информационной для определения требований к её совершенствованию и автоматизации. При необходимости составляется несколько схем документооборота – укрупнённая общая
для фирме (организации) и дополнительные на уровне функциональных и производственных подразделений. Количественные
характеристики информационных потоков позволяют определить объёмы поступающей, обрабатыввемой и выдаваемой информации структурными подразделениями и фирмой (организацией) в целом, а также изменения этих объёмов во времени.
Изучение производства, характеристик фирмы (организации), методов планирования и учёта проводится с целью определения требований к ним в условиях функционирования АСУ.
Определяется тип основного производства (массовый, мелкосерийный, серийный, крупносерийный, единичный), а также режим работы по числу дней в неделю и количество смен. Выявляется номеклатура готовой продукции, трудоёмкость, себестоимость и цена каждого вида изделия, а также количество и
число входящих в каждый вид изделия компонент (деталей и
сборочных узлов). Фиксируется производственный план в виде
плана выпуска на текущий, прошлый и планируемый годы по
номеклатуре, запасным частям и поставкам, а также на весь товарный выпуск. Характеристика фирмы (организации) включает
также производственную и организационныю структуры в виде
схем и их описания. Для сборочных цехов и участков определя-
32
ется загрузка – темп выпуска и номеклатура выпускаемой продукции, а также составляется схема поступления на сборку компонент (деталей и сборочных узлов) из других цехов и со складов, с указанием откуда, что и в каком количестве поступает.
Определяется состав работающих в целом по фирме (организации) и с разбивкой по структурным подразделениям. По каждой
категории работающих приводится их число, для рабочих – с
разбивкой на основное и вспомогательное производство. Приводится состав оборудования – общее количество по цехам. Даётся перспектива развития фирмы (организации), ввод новых мощностей, изменения технологии производства, освоение новых видов изделий. Производится анализ фирмы (организации), направленный на выявление: общих тенденций и факторов развития
производства; целей и критериев эффективности функционирования и развития производства; целей функционирования фирмы (организации) и критериев эффективности управления им;
факторов, препятствующих и способствующих достижению целей. Для этого используются экспертные методы построения дерева целей. Факторами, способствующими достижению цели
(увеличение объёма и повышение качества выпускаемой продукции) являются: совершенствование методов планирования и оперативного управления; улучшение использования оборудования
и мощностей; совершенствование производственной и организационной структур; улучшение использования материалов и комплектующих компонент; повышение квалификации сотрудников
и т.д. К факторам, препятствующим повышению эффективности
производства, относятся: несбаласированность производственного плана с планируемыми финансовыми, трудовыми, материальными и энергетическими ресурсами; наличие физически и
морально устаревшего оборудования; нарушение обязательств
33
поставщиками материальных ресурсов и потребителями готовой
продукции; внесение частых изменений в производственный
план и планы финансирования и снабжения; недостаточный
уровень технологической и трудовой дисциплины на производстве; низкая финансовая дисциплина потребителей готовой продукции; недостаточный уровень призводительности вспомогательных цехов, транспортного и складского хозяйств; низкий
уровень культуры производственно-хозяйственной деятельности и т.д. В результате анализа фирмы (организации) выявляются
пути и возможности повышения эффективности производства
на основе совершенствования управления, в том числе его автоматизация. Это позволяет определить комплекс первоочередных
задач управления функциональных подсистем АСУ. Одновременно подготавливаются: общие рекомендации по улучшению
управления фирмой (организацией); обоснование очерёдности
разработки функциональных подсистем и задач; предварительные рекомендации по составу технических средств.
Завершающий этап предпроектной стадии создания АСУ –
разработка следующей документации: системные спецификации; „Отчёт об обследовании“, „Технико-экономическое обоснование создания АСУ“ (ТЭО АСУ), и „Техническое задание на
создание АСУ“ (ТЗ АСУ) (приведённые в §§ 1.11.1.÷2.11.4). В
системных спецификациях представлены следующие сведения,
полученные в результате системного обследования объекта автоматизации и системы управления: о существующей системе
управления объекта автоматизации; информационных потоков
(содержания и формы представления входных, нормативносправочных и выходных документов; содержания входных, нормативно-справочных и выходных массивов данных; процедур
обработки и контроля информационных потоков (документов и
34
массивов данных). В „Отчёте об обследовании“, приводятся
описания основных выводов и предложений в результате системного обследования объекта и системы управления, а также
основных мероприятий по подготовке объекта к внедрению
АСУ. Документ „Технико-экономическое обоснование создания
АСУ“ (ТЭО АСУ) предназначен для обоснования производственно-хозяйственной необходисмости и технико-экономической целесообразности создания или развития АСУ. На основе
сбора и анализа сведений, характеризующих возможности повышения объёма и качества выпускаемой продукции, снижения
материальных, трудовых и финансовых затрат за счёт создания
АСУ, в ТЭО АСУ обосновываются основные решения по функциональным и обеспечивающим подсистемам АСУ, приводится ориентировочный расчёт затрат и экономической эффективности создаваемой АСУ. Таким образом, ТЭО АСУ должно
дать ответ на вопрос, зачем создаётся АСУ. Если в процессе
подготовки ТЭО АСУ выявляется нецелесообразность создания
АСУ, и подтверждена компетентными специалистами, то дальнейшие работы по проектированию АСУ следует прекратить до
расширения объёмов производства, увеличению количества функциональных подсистем и задач управления (включая и оптимизационные задачи), внедрения новых средств вычислительной
техники. Документ „Техническое задание на создание АСУ“ (ТЗ
АСУ) составляется на основе ТЭО АСУ, и предназначен для
описания: состава и структуры разрабатываемой АСУ; стадий,
этапов и работ по созданию АСУ, и их сроков; функций и задач
управления. Данный документ является исходным для создания
АСУ. При приёмке АСУ в промышленную эксплуатацию проверяется её соответствие данному документу. Для больших проектируемых АСУ, создаваемых очередями, ТЗ АСУ составляет-
35
ся и утверждаетс на всю систему в целом, с выделением первой очереди системы.. Допускается формулировать ТЗ АСУ на
всю систему в обобщённом виде с конкретизацией задач управления первой очереди, с составлением и утверждением ТЗ АСУ
на первую очередь. Таким образом, в зависимости от конкретных производственно-технических условий, особенностей используемых методов и средств разработки и в соответствии с
экономической целесообразностью создание АСУ осуществляется в виде последовательных двух очередей. В первую очередь
включаются следующие функциональные подсистемы: техническая подготовка производства; технико-экономическое планирование (бизнес-планирование), оперативное управление основным производством; материально-техническое снабжение. В результате внедрения и промышленной эксплуатации данных функциональных подсистем АСУ обеспечивается нормативный срок
окупаемости затрат на создание АСУ и нормы загрузки персональных компьютеров. Во-вторую очередь включаются функциональные подсистемы: сбыт и реализация продукции; бухгалтерский учёт; управление вспомогательным производством; управление кадрами и т.д. При дальнейшем расширении АСУ составляется и утверждается отдельное ТЗ АСУ. Решения, принятые
на этапе разработки ТЗ АСУ, предопределяют качество и эффективность проектируемой АСУ. При разработке ТЗ АСУ не указывается, как задачи управления будут решаться, какие экономико-математические методы будут использованы; не детализируются формы и структуры представления входных, нормативно-справочныхой и выходных документов, а также структуры всех массивов данных. Таким образом, ТЗ АСУ должно дать
ответ на вопрос, что должна делать создаваемая АСУ. Необходимые средства и способы выполнения функций АСУ, на основе
36
разрабатываемых задач по всем функциональным подсистемам
АСУ, решаются на стадии разработки технического проекта
АСУ (ТП АСУ).
При проектировании АСУ необходимо руководствоваться:
действующими законодательными и нормативными документами и инструкциями; государственными стандартами; каталогами типовых программ, средств вычислительной техники и связи.
1.9.2. Назначение и содержание стадии
разработки технического проекта АСУ
Стадия разработки технического проекта создания АСУ
(ТП АСУ) предназнача для разработки следующей основной
документации „Технического проекта“ АСУ (ТП АСУ): „Описание постановки задачи“, „Описание алгоритма“ и „Техническое
задание на программирование“. На данной стадии создания
АСУ заказчик должен провести подготовку к вводу АСУ в эксплуатацию, что включает подготовку информационного и технического обеспечений АСУ, проведение организационных мероприятий и обучение персонала правилам эксплуатации технических средств и решаемых задач управления по всем функциональным подсистемам АСУ.
По информационному обеспечению АСУ заказчик должен
завершить, под руководством разработчика АСУ, создание или
приведение в порядок классификаторов готовой продукции,
компонент (деталей и сборочных узлов), материалов, комплектующих компонент, оборудования, структурных подразделений,
работающих, поставщиков материальных ресурсов, потребите-
37
лей готовой продукции, нормативов затрат труда и времени по
всем операциям изготовления каждой детали и сборку узлов и
готовой продукции и т.д. Должны быть уточнены, с рекомендациями разработчика АСУ: входные и нормативно-справочные
данные по составу и структуре данных и информационной базы
данных; организация документооборота. По техническим средствам заказчик должен: закупить средства вычислительной техники или заключить договоры на их поставку; выполнить (при
необходимости) строительно-монтажные и пусконаладочные работы или заключить договора на их выполнение, и обеспечить
качественное и своевременное их завершение. Организационные
мероприяития заказчика заключаются в: составлении и согласовании с разработчиком АСУ плана-графика совместных работ;
назначении руководителей и исполнителей по подготовке данных для информационной базы данных; согласовании и утверждении документации „Технического проекта“ АСУ (ТП АСУ).
Обучение персонала правилам эксплуатации технических
средств и решаемых задач управления проводится по группам:
управленческого персонала – методам управления в условиях
функционирования АСУ; работников – эксплуатации вычислительной техники и решаемых задач управления.
Разработчик АСУ на данной стадии создания АСУ должен:
принять участие, при создании заказчиком, классификаторов
нормативно-справочной информации; принть участие в обучении персонала заказчика правилам эксплуатации технических
средств и решаемых задач управления; разработать информационную базу данных; разработать следующие основные документы „Технического проекта“ АСУ (ТП АСУ): „Описание постановки задачи“, „Описание алгоритма“ и „Техническое задание
на программирование“. Документ „Описание постановки зада-
38
чи“ предназначен для описания характеристик комплекса задач
(или задачи), условий для их решения, входной и выходной
информации. Документ „Описание алгоритма“ предназначен
для: описания последовательности действий и логики решения
комплекса задач (или задачи) в АСУ; описания используемой
информации и результатов решения, математического описания, описания алгоритмической блок–схемы решения каждой
задачи. Документ „Техническое задание на программирование“
предназначен для описания назначения и основных требований
к программам и программной документации программного
обеспечения АСУ. Данный документ является основой, вместе с
документами „Описание постановки задачи“ и „Описание алгоритма“, для начала разработки программного обеспечения АСУ,
то есть „Рабочего проекта“ АСУ (РП АСУ). Сведения, полученные в результате предпроектной стадии создания АСУ, содержат общие требования к разрабатываемой АСУ, и кроме того,
меняется сама управляемая система, и поэтому, изучение системы управления продолжается в течение всего процесса её проектирования. Эти изменения должны быть отражены либо в виде
дополнения к ТЗ АСУ, либо непосредственно в ТП АСУ, если
они не меняют принципиальные положения ТЗ АСУ. Эффект от
решаемых задач, на данной стадии создания АСУ, представляют
вручную шаг за шагом выполняя все процедуры, по разрабатываемым алгоритмам решения задач, на специальных контрольных примерах небольшого объёма. После этого, иногда требуется дополнительное изучение действующей системы управления,
но более целенаправленного и детального. В результате вносятся изнения в документацию данной стадии создания АСУ. Вводя изенения в какие-либо задачи, надо внимательно следить, как
это сказывается на других связанных с ними задачах. Принци-
39
пиальные изменения, требующие дополнения или изменения ТЗ
АСУ, согласовываются с заказчиком и утверждаются .
ТП АСУ подлежит утверждению и на его основе разрабатывается „Рабочий проект“ АСУ (РП АСУ). При наличии проверенных и эффективных проектных решений, пригодных для применения в разрабатываемой системе управления, и сокрашения
сроков разработки АСУ, рекомендуется разработка единого
„Технорабочего проекта“ АСУ, объединяющего разработку ТП
АСУ и РП АСУ.
1.9.3. Назначение и содержание стадии
разработки рабочего проекта АСУ
Рабочий проект АСУ (РП АСУ) разрабатывается на основе
утверждённого технического проекта АСУ (ТП АСУ) и утверждению не подлежит. Законченный РП АСУ содержит разработанное программное обеспечение АСУ, включающее комплекс
отлаженных рабочих программ для АСУ в целом или соответствующей её очереди, и необходимой документации как для заказчика, так и для подготовки АСУ к вводу в эксплуатацию,
проведения приёмо-сдаточных испытаний на стадии ввод в эксплуатацию (внедрение; опытная эксплуатация) и последующего её функционирования. На данной стадии создания АСУ заказчик должен: завершить формирование и организовать ведение информационной базы данных АСУ; ввести в эксплуатацию
комплекс технических средств; ввести в повседневную деятельность методы планирования и управления производством в соответствии с принятыми в ТП АСУ; завершить обучение управленческого персонала – методам управления в условиях фун-
40
кционирования АСУ, работников – эксплуатации вычислительной техники и решаемых задач управления; разработать, под руководством и с участием разработчика АСУ, и утвердить должостные инструкции для работы в условиях функционирования
АСУ; подготовить, в соответствии с инструкциями разработчика
АСУ, контрольные примеры для организации поэтапной приёми рабочих программ, проверяя их на контрольных примерах, на
стадии ввод в эксплуатацию (внедрение; опытная эксплуатация).
Разработчик АСУ, на данной стадии создания АСУ, должен: завершить разработку и отладку комплекса рабочих программ для АСУ в целом или соответствующей её очереди, и
необходимой документации как для заказчика, так и для подготовки АСУ к вводу в эксплуатацию, проведения приёмо-сдаточных испытаний на стадии ввод в эксплуатацию (внедрение;
опытная эксплуатация); осуществить руководство и помощь заказчику по формированию и ведению информационной базы
данных, а также по разработке должостных инструкций для работы в условиях функционирования АСУ; оформить акт сдачи
АСУ к вводу в эксплуатацию (внедренияе; опытной эксплуатация). При подготовке комплекса рабочих программ иногда
возникает желание: усовершенствовать, для отдельных задач управления, алгоритмы решения задач; внести изменения в структуру информационной базы данных и формы входных, нормативно-справочных и выходных документов и т.д. Внесение таких изменений недопустимо, если даже они улучшают характеристики задач управления. В противном случае одни изменения
будут накладываться на другие, срок подготовки программного
обеспечения растянется, и в худшем случае система выйдет изпод контроля, и уже никто не будет знать, что, когда и почему
41
она делает. Все предложения по совершенствованию и модификации алгоритмов решения задач и рабочих программ следует
накапливать до полного завершения комплекса рабочих программ. Затем следует рассмотреть все накопленные предложения,
и однократно внести соответствующие изменения, Исключение
могут быть сделаны если на данной стадии выясняется неработоспособность алгоритмов решения задач.
При наличии проверенных и эффективных проектных решеий, пригодных для применения в разрабатываемой системе управления, и сокрашения сроков разработки АСУ, рекомендуется разработка единого „Технорабочего проекта“ АСУ, объединяющего разработку „Технического проекта“ АСУ (ТП АСУ) и
РП АСУ.
1.9.4. Назначение и содержание стадии ввода
в эксплуатацию (внедрения; опытной
эксплуатации). Промышленная эксплуатация
В отличие от технических систем, которые вводятся в экплуатаци. всей системой сразу, одномоментно, для АСУ, и её
фунциональных и обеспечивающмх подсистем, ввод в эксплуатацию (внедрение; опытную эксплуатацию) означает постепенный переход от существующих методов управления к использованию комплексов рабочих программ создаваемой АСУ. Ввод в
эксплуатацию (внедрение; опытная эксплуатация) отдельных рабочих и комплекса рабочих программ определяется только степенью их готовности. Это означает, что ввод в эксплуатацию
(внедрение; опытная эксплуатация) всей АСУ или одной из её
очередей совпадает с вводом последнего из установленных в
42
документе „Техническое задание на создание АСУ“ (ТЗ АСУ)
комплексом рабочих программ. Возможность начала ввода в
эксплуатацию (внедрения; опытной эксплуатации) определяется: наличием технических средств; наличием проверенных рабобочих программ; рабочим состояние информационной базы данных; обучением персонала и подготовленным к промышленной
эксплуатации АСУ. Состав и сроки выполнения работ на данной стадии определяются планами-графиками. Приёмка комплекса задач в опытную эксплуатацию заключается в решении
контрольного примера, специально подготовленного заказчиком. Контрольный пример решается в присутствии заказчика и
разработчика АСУ и при успешном его решении оформляется
акт сдачи – приемки.
На данной стадии заказчик должен: завершить организационно-технические мероприятия по подготовке фирмы (организации) к внедрению; внести предусмотренные АСУ изменения в
производственную (при необходимости) и организационную
структуры, и обеспечить выполнение персоналом фирмы (организации) должостных и технологических инструкций; завершить опытную эксплуатацию комплекса рабочих программ и
приём их в промышленную эксплуатацию; осуществить поэтапный приём рабочих программ, проверяя их на контрольных примерах; проверить эффективность реализованных проектных решений; подготовить по согласованию с разработчиком АСУ
программу приёмо-сдаточных испытаний; организовать работу
приёмной комиссии и провести предусмотренные программой
испытания.
Разработчик АСУ на данной стадии должен: по результатам
опытной эксплуатации скорректировать документацию технического (ТП АСУ) и рабочего (РП АСУ) проектов; осуществить
43
поэтапную сдачу рабочих программ, проверяя их на контрольных примерах; осуществить методическое руководство и принимать участие в сдаче комплексов задач управления в промышленную эксплуатацию.
Начало опытной эксплуатации комплексов задач управления
определяются, согласованными с разработчиком АСУ, сроками,
с определёнными условиями: количества расчётов комплексов
задач управления, проверки работы средств вычислительной
техники и устранения выявленных недостатков. Если в процессе
опытной эксплуатации у заказчика возникают дополнительные
требования, не предусмотренные в документе ТЗ АСУ и ТП
АСУ, то они не являются основанием для отрицательной оценки результатов опытной эксплуатации. Такие требования могут
быть удовлетворены по дополнительному соглашению в согласованные с разработчиком АСУ сроки, для чего составляется
дополнение к ТЗ АСУ.
После приёма АСУ в промышленную эксплуатацию ответственность за её работу несёт заказчик. Практически любая функционирующая АСУ требует сопровождения, под которым понимается внесение изменений, вызванных как стремлением совершенствовать АСУ, так и неизбежными изменениями в управляемой системе и (или) её внешней среде. Эти изменения разрабатывают и внедряют либо заказчик, либо разработчик АСУ
по дополнительному соглашению. Ответственность за организацию и проведение приёма АСУ в промышленную эксплуатацию
несёт заказчик. Перед этим должен быть завершён приём заказчиком всех комплексов задач управления, предусмотренных в
ТЗ АСУ, в промышленную эксплуатацию. Если заказчиком были самостоятельно разработаны и введены в промышленную эксплуатацию дополнительные комплексы задач управления и тех-
44
нические средства, не предусмотренные ТЗ АСУ, то они могут
быть включены в состав принимаемой АСУ только по согласованию с разработчиком АСУ и после внесения их в ТЗ АСУ
в качестве дополнения. Для приёма АСУ в промышленную эксплуатацию разработчик: назначает приёмную комиссию, в которой принимает участие и разработчик АСУ; предъявляет АСУ
приёмной комиссии; обеспечивает нормальные условия работы
по принятой программе приёмо-сдаточных испытаний и приёма АСУ в промышленную эксплуатацию. Комиссия, в соответствии с принятой программой, проверяет: функционирование
комплексов задач управления, входящих в принимаемую АСУ;
условия эксплуатации АСУ; режим работы технических средств;
представленную документацию; расчёт экономической эффективности; подготовленность персонала фирмы (организации), ответственного за функционирование АСУ. По результатам приёма АСУ в промышленную эксплуатацию составляется акт, дата
подписания которого комиссией считается датой ввода АСУ в
промышленную эксплуатацию.
1.10. Назначение, состав и содержание
общесистемной документации АСУ
Общесистемная техническая документация на АСУ – это
комплекс взаимосвязанных документов, в которых полностью
описаны все решения по созданию и эксплуатации АСУ, и она
разрабатывается при создании АСУ всех видов для всех уровней управления. Документы в проектах АСУ укомплектуются
на систему или составляющие её части: комплекс задач (или задачу), комплекс программ (или программу), а также по видам
45
обеспечения. Каждый документ должен иметь шифр (обозначение). На каждый комплект составляют ведомость документов.
На предпроектной стадии создания АСУ и стадии ввода в эксплуатацию (внедрения; опытной эксплуатации) документы в
комплекты не объединяют. Общесистемная техническая документация на АСУ предназначена для общего описания и обоснования решений, принятых в проектах АСУ.
В состав общесистемой технической документациия на АСУ
входят: пояснительная записка; общее описание АСУ; смета затрат; расчёт экономической эффективности; план мероприятий
по вводу АСУ в эксплуатацию; ведомость документов технического проекта, ведомость документов рабочего проекта (или ведомость документов технорабочего проекта); ведомость эксплуатационных документов; патентный формуляр; формуляр системы; ведомость держателей подлинников.
Пояснительная записка. Пояснительная записка включает
следующие разделы: основание для разработки; краткая характеристика объекта управления; проектные решения по АСУ; состав проекта.
В разделе „Основание для разработки” приводят: нименование объекта (фирмы (организации)), на котором создают АСУ;
наименование документов, на основании которых проектируется АСУ, в соответствии с документом „Техническое задание на
создание АСУ”; перечень фирм (организаций), участвующих в
проектировании АСУ (при необходимости); сроки выполнения
стадий и этапов проектирования АСУ;
В разделе „Краткая характеристика объекта управления” указываются: характеристика объекта управления (фирмы (организации)); основные технико-экономические показатели объекта
управления;
46
В разделе „Проектные решения пр АСУ” приводят: перечень
научно-исследовательных работ (НИР), используемых при проектировании АСУ; обоснование и краткая характеристика основных решений по функциональной и обеспечивающей подсистемам АСУ; описание основных принципов проектирования
АСУ; общий регламент функционирования АСУ; сведения о соответствии показателей, характеризующих качество создаваемой АСУ, установленным в документе „Техническое задание на
создание АСУ”; сведения об обеспечении совместимости разработанной АСУ с АСУ других уровней;
В разделе „Состав проекта” указывают: место нахождения
основных проектных решений в соответствующих документах
проекта АСУ.
Общее описание АСУ. Общее описание АСУ состоит из
следующих разделов: назначение АСУ; описание АСУ; место
АСУ в системе управления объектом; связь АСУ с другими системами управления.
В разделе „Назначение АСУ” приводят: назначение АСУ; основные функции АСУ;
В разделе „Описание АСУ” указываются: описание АСУ в
целом и её частей; перечень основных проектных решений, обеспечивающих достижение поставленных целей; назначение каждой из основных частей (комплексов задач, задач);
В разделе „Место АСУ в системе управления объектом”
приводят: место АСУ в общей структуре системы управления
объектом (фирмой (организацией)); перечень структурных подразделений фирмы (организации), объектов управления и функций, на которые распространяется действие АСУ; описание
связей основных частей АСУ (комплексов задач, задач) с структурными подразделениями объекта управления в процессе фун-
47
кционирования;
В разделе „Связь АСУ с другими системами управления”
укаываются: перечень систем, с которыми связана разрабатываемая АСУ, с описанием связей между системами; описание
регламента связей.
Смета затрат. Смета затрат составляется в соответствии
с нормативными документами.
Расчёт экономической эффективности. Расчёт экономической эффективности содержит следующие разделы: исходные
данные для расчёта; расчёт экономической эффективности; результаты расчёта.
В разделе „Исходные данные для расчёта” указываются:
ссылка на методику определения экономической эффективности; перечень факторов, определяющих повышение эффективности функционирования объекта управления при создании
АСУ; исходные данные, необходимые для расчёта, согласно
принятой методики; ссылка на источники получения исходных
данных; обоснование выбора базы для сравнения;
В разделе „Расчёт экономической эффективности системы”
приводятся: расчёт затрат на проектирование АСУ; расчёт затрат на содержание и эксплуатацию АСУ; расчёт ожидаемой экономии по основным технико-экономическим показателям и ожидаемого годового экономического эффекта внедрения АСУ в целом; расчёт коэффициент эффективности и срока окупаемости
затрат;
В разделе „Результаты расчёта” указываются следующие результаты расчётов: затрат на проектирование АСУ; затрат на содержание и эксплуатацию АСУ; ожидаемого годового экономического эффекта от создания АСУ; коэффициента эффективности капитальных вложений; срока окупаемости затрат; сравнение
48
расчётного коэффициента эффективности и срока окупаемости
затрат с нормативными (при необходимости).
План мероприятий по вводу АСУ в эксплуатацию. План
мероприятий по вводу АСУ в эксплуатацию содержит перечень
основных работ, обеспечивающих подготовку объекта (фирмы
(организации)) к вводу АСУ в эксплуатацию. По каждой работе указывается: её содержание; количественная характеристика;
сроки выполнения; разработчики; форма завершения работы.
Ведомость документов технического проекта. Ведомость документов технического проекта содержит перечень документов, включаемых в комплект документов технического
проекта, в том числе применяемых из других проектов. Документ состоит из разделов, относящихся к частям проекта АСУ
в следующей последовательности: общесистемная документация; документация функциональной части; документация информационного обеспечения; документация технического обеспечения; докуметация математического обеспечения; документация программного обеспечения; документация организационного обеспечения.
Ведомость документов рабочего проекта. Ведомость
документов рабочего проекта содержит перечень документов,
включаемых в комплект документов рабочего проекта, в том
числе применяемых из других проектов, – аналогично ведомости документов технического проекта.
Ведомость эксплуатационных документов. Ведомость
эксплуатационных документов содержит перечень эксплуатационных документов, согласно стандарта, положений и инструкций.
Патентный формуляр. Патентный формуляр содержит
разделы со сведениями, согласно стандарта, положений и ин-
49
струкций.
Формуляр системы. Формуляр системы состоит из следующих разделов: основные параметры и технические характеристики АСУ; сведения о состоянии технического обеспечения
АСУ. В данных разделах документа можно вместо приведения
сведений давать ссылки на эксплуатационные документы, в которых эти сведения содержатся.
В разделе „Основные параметры и технические характеристики АСУ указываются: общие указания по эксплуатации АСУ,
ведению и места хранения формуляра системы; перечень технической документации, с которой должен быть ознакомлен заказчик для обеспечения функционирования АСУ; общие сведения
о АСУ, с указанием её наименования, шифра (при необходимости), вида, даты сдачи в эксплуатацию, основных технических
данных и характеристик АСУ, перечня реализуемых функций
АСУ; комплектность АСУ, включая: указания по организации
вычислительного процесса, решения контрольных примеров, перечень комплекс программ, реализующих функции АСУ; гарантийные обязательства разработчика (при необходимости); акты
о приёмке АСУ в опытную эксплуатацию и промышленную экплуатацию;
В разделе „Сведения о состоянии технического обеспечения
АСУ” приводят: сведения о регламациях, с указанием номера,
даты и краткого содержания регламентационного акта, а также
сведения об устранении замечаний, указанных в акте; сведения
по учёту работы АСУ, с указанием продолжительности работы
АСУ за месяц и с момента ввода в опытную эксплуатацию; учёт
неисправностей, с указанием даты, времени, характера и причин
их возникновения; замечания по эксплуатации, аварийным ситуациям и принятых мерах; сведения: о проведении проверок вы-
50
числительной техники, о ремонте вычислительной техники и исправлении программного обеспечения АСУ, с указанинием основания, даты и содержания изменения; сведения о выполнении
регламентных (профилактических) работ и их результаты (при
необходимости).
1.11. Основные этапы разработки АСУ
1.11.1. Этап макропроектирования АСУ.
Этап микропроектирования АСУ
В основе проектирования АСУ, последовательности её разработки и внедрения лежит системный подход, основной чертой которого является подход к проблеме управления как процессу, учитывающему взаимосвязь отдельных подсистем. Главным в системном подходе является установление целей, сосредоточение внимания на построение целого в отличие от построении отдельных подсистем. Внешней средой, к данной рассматриваемой системе, понимают совокупность всех систем, кроме
той системы, которая образуется в соответствие с поставленной
целью. Система – есть конечное множество элементов и отношешений между ними, выделяемое из внешней среды в соответствии с конкретной целью в рамках требуемого интервала времени. При системном подходе АСУ рассматривается как интегрированное целое, причём в основе интеграции содержится
цель управления. Одной из важнейших особенностей, отличающих АСУ от технических систем, является тесная связь с внешней средой, так как АСУ не может существовать без непрерыв-
51
ного взаимообмена с внешней средой информацией. Во многих
случаях внешняя среда влияет на алгоритмы и процедуры принимаемых управленческих решений, и часто и на цель и критерии эффективности, заставляя модифицировать содержание системы. Это же относится к накладываемым на систему внешней
средой ограничения, изменения которых требуют перестройки
функционирования системы. Теснотой связи с внешней средой
определяются требования гибкости и адаптивности АСУ к изменениям, которые должны учитываться с самого начала её
проектирования. Поэтому, кроме основных стадий проектирования АСУ (рассмотренные в § 1.5.), выделяют следующие логические этапы разработки АСУ: 1) внешнее проектирование,
то есть проектирование на макроуровне; 2) внутреннее проектирование, то есть проектирование на микроуровне.
Этап внешнего проектирования, то есть проектирование на
макроуровне, заключается в определении требований к разрабатываемой АСУ исходя из её целесообразности использования в
определённых условиях, и должен ответить на вопрос – с какой
целью создаётся АСУ ? На этапе внешнего проектирования, то
есть на этапе проектирование на макроуровне, в максимальной
степени применяется методология системного анализа. Локализуется сама система, определяются её границы; выявляются факторы внешней среды, влияющие на систему или находящиеся
под её влиянием; определяются входные воздейстствия, на которые она должна реагировать, и связь её выходов с внешней
средой; устанавливается требуемая реакция системы на входные воздействия; определяются цель функционирования системы, критерии эффективности и системные ограничения. Таким
образом, на данном этапе разработки АСУ выясняются взаимомодействия АСУ с внешней средой, и определяется, что и зачем
52
будет делать система и почему она должна действовать так, а
не иначе. В модельном представлении данный этап отражает
уровни концептуального и логического проектирования АСУ, и
состоит из двух подэтапов: а) анализа; б) синтеза.
На подэтапе анализа этапа внешнего проектирования, то есть
этапа проектирования на макроуровне, формулируется цель управления, исходя из особенностей объекта управления и внешней среды. Для формулирование цели управления выбирают соответствующие критерии эффективности, так как может быть
множество целей управления, которые на основе дерева целей
могут быть сведены к глобальной цели. Создаётся модель объекта управления на основе выбранного критерия эффективности функционирования АСУ. Данные об объекте управления выбираются непосредствеено из самого производства. Исходными
данными для разработки АСУ служит описание объекта управления: элементы структуры объекта управления и их количественные отношения; характеристики стабильности объекта управления; взаимосвязь объекта управления с внешнй средой, ресурсы и ограничения. Чтобы АСУ была эффективной, она должна удовлетворять двум основным условиям: прибыльности и
возможности сопровождения, заключающейся в разработке документации по эксплуатации АСУ и возможности внесения в
документацию соответствующих модификаций, отражающих
производство и совершенствование системы управления им. На
концептуальном уровне проектирования АСУ на основе основе
общей математической модели управления происходит переход
к частным математическим моделям. При логическом проектировании, как на следующем этапе разработки АСУ: определяется множество моделей управления, которые реализуют все функции управления, подлежащие автоматизации; устанавливается
53
множество задач, решаемых АСУ, с учётом частоты решения
каждой задачи и качества алгоритмов, реализующих эти решения.
На подэтапе синтеза этапа внешнего проектирования, то
есть этапа проектирования на микроуровне, после завершения
подэтапа анализа, – предусматривается создание модели АСУ и
выбор некоторой стратегии управления. Данный этап также реализуется на концептуальном и логическом уроанях. На логическом уровне можно формализовать задачу синтеза АСУ и необходимо уделить основное внимание синтезу модели АСУ. В основе синтеза модели АСУ лежит синтез её структуры, и поэтому необходимо формальными методами синтезировать функционалнальную, организационную, информационнуя, техническую и программную структуры. На основе этого получают рациональное решение по структуре АСУ как основе дальнейшего
построения её обеспечений, то есть обеспечивающих подсистем.
Этап внутреннего проектирования, то есть проектирование на микроуровне, заключается в собственно проектировании
АСУ. Данный этап определяет содержание самой АСУ, и отвечает на вопросы: как, какими методами, способами и средствами будет выполнять АСУ свои функции; кто, где и когда будет
выполнять необходимые для этого операции и процедуры. На
данном этапе реализуется физический уровень АСУ. От того,
как реализуется физический уровень АСУ, зависят количественные характеристики её свойств. На этапе внутреннего проектирования, то есть проектировании на микроуровне, осуществляется разработка обеспечивающих подсистем АСУ: информационного; технического; программного; лингвистического; организационного; правового. Кроме того, на данном этапе необходимо: оценить параметры проектируемой АСУ; выбрать критерии
54
качества функционирования АСУ; обеспечить значениями эти
критерии в пределах, определённых документом „Техническое
зада-ние на создание АСУ”.
Таким образом, внешнее и внутреннее проектирование АСУ,
то есть проектирование на макро- и микроуровнях проектирования АСУ, связаны между собой. Может оказаться, что задачи,
сформированные при внешнем проектировании, не могут быть
эффективно решены ввиду отсутствия адекватным методов и моделей или технических средств. Начинать проектирование АСУ
необходимо с внешнего проектирования, определяя максимальные требования к АСУ и игнорируя возможные внутрунние ограничения, как бы она обладала идеальными возможностями. Затем необходимо определить, можно ли удовлетворить эти требования известными методами, моделями и техническими средствами независимо от того, располагает ли разработчик такими возможностями. При положительном прогнозе оценивают реальность использования этих методов, моделей и технических
средств в АСУ. Если имеются трудности, выясняют, какие наиболее близкие по характеристикам реально допустимые средства
могут быть использованы, и в какой степени при этом изменяются требования к АСУ, насколько они должны быть снижены и
являются ли эти сниженные требования приемлемыми для того,
чтобы АСУ была достаточно эффективной. При отрицательном
ответе дальнейшая работа пад системой не имеет смысла, пока
не будут выявлены пути преодоления возникших трудностей.
Нельзя идти от обратного, то есть определять характеристики
АСУ по тем возможностям, которые есть в распоряжении разработчика, так как полученные результаты не будут иметь практической ценности. На уровне модельного подхода к проектированию АСУ выделяют три основных этапа: концептуальное, логи-
55
ческое и физическое проектирование (рассмотренные в §§ 1.11.2.
÷1.11.4), каждому из которых соответствуют свой критерий эффективности и некоторая обобщённая математическая модель
управления.
1.11.2. Уровень концептуального
проектирования АСУ
На концептуальном уровне проектирования АСУ формулируется математическая модель управления как формализованное
представление параметров производства, критериев эффективности и ограничений на управление им. Общая математическая
модель управления должна включать: математическую модель
производства; модель системы управления; систему моделей и
алгоритмов по управлению производством.
На данном уровне проектирования АСУ должны быть определены: функции, подлежащие автоматизации; структура технических и программных средств. Наличие нескольких уровней
управления и многих функций АСУ заставляет провести декомпозицию общей математической модели на ряд частных моделей управления, которые реализуют функции управления. Важен
процесс определения функций, подлежащих автоматизации, так
как на разных уровнях управления могут быть сохранены функции ручного управления, и поэтому необходимо: разделить функции автоматизированные и ручные; определить требуемую степень агрегирования информации; определить затраты на реализацию всех вариантов автоматизации функций управления.
Для фирм (организаций) основным критерием эффективности является максимум прибыли, и поэтому на концептуальном
56
уровне проектирования АСУ в качестве критерия оптимальности выступает максимум эффективности функционировани АСУ.
Эффективность оценивается как разность между приростом прибыли и затратами на проектирование и внедрение АСУ. Существенным оказывается реальный срок жизни АСУ; чем он продолжительнее, тем больше получаемый экономический эффект.
Опыт эксплуатации АСУ показывает, что время жизни АСУ составляет в среднем четыре-пять лет.
1.11.3. Уровень логического
проектирования АСУ
На логическом уровне проектирования АСУ определяются:
множество математических моделей управления, реализующих
функции управления, подлежащие автоматизации; устанавливается множество решаемых задач управления, а также их параметры (например, частота их решения). Под задачей управления
понимают реализацию конкретной функции управления на основе принятой математической модели. Формальная постановка задачи управления представляется в следующем виде: задаётся
полное множество автоматизированных функций управления; задаётся полное множество математических моделей управления;
задаётся множество методов, реализующих заданные частные
математические модели управления. Затем путём декомпозиции конкретных функций управления определяется полное множество задач управления, решаемых в системе. Выбранный некоторый порядок решения задачи называют алгоритмом. Задача
нахождения алгоритма означает синтез управления с непрерывным временем на конечном периоде управления. Одна и та же
57
функция управления может быть реализована несколькими алгоритмами, и поэтому на данном этапе проектирования АСУ
необходимо найти оптимальное множество алгоритмов, которые
реализуют все подлежащие автоматизации функции управления.
Чтобы выбрать алгоритм, необходимо знать количественные характеристики алгоритмов. К количественным характеристикам
алгоритмов относят: 1) точность; 2) оперативность; 3) себестоимость.
Существует некоторый идеальный алгоритм, который обеспечивает оптимальное решение задачи управления. Под точностью алгоритма понимают некоторую оценку потерь, которые
возникают, если при решении задачи управления вместо идеального алгоритма используется выбранный приближённый реальный алгоритм. Точность прогнозирования состояния системы определяется выбранной моделью управления и точностью оценки
данного состояния системы. Понятие точности алгоритма примеменяется как к оптимизационным, так и к информационным задачам управления. Оптимизационные задачи управления имеют
место при принятии управленческих решений, когда из нескольких альтернативных решений выбирается лучшее по управлению. При этом минимизируется некоторая целевая функция и
оцениваются потери или риск, связанный с принятием решения.
Информационные задачи связаны с учётом, контролём, и при их
решении оптимизация отсутствует.
Оперативность алгоритма связана с временем принятия решения. Здесь учитываются: время подготовки входной информации; время внутрикомпьютерной обработки и вывода информации; время, связанное с использованием результатов решения
управления по данному алгоритму в системе управления.
Себестоимость алгоритма является существенным факто-
58
ром, оценивающим количественно качество алгоритма.
Если всем перечисленным характеристикам алгоритма определить денежные выражения, то их сумма определяет качество
алгоритма. В целом на этапе логического проектирования АСУ
необходимо получить максимум эффективности от реализации
всех управленческих функций в течение некоторого интервала
времени.
1.11.4. Уровень физического
проектирования АСУ
На физическом уровне проектирования АСУ реализуются, определённые на уровне логического проектирования АСУ, выбранные алгоритмы на программных и технических средствах.
Так как эта реализация воплощается в некоторую систему обработки данных, то на физическом уровне проектирования АСУ,
таким образом, создаётся автоматизированная система обработки данных (АСОД). Функциональные задачи, являющиеся базой
функциональной структуры АСУ, в АСОД отображаются в виде
набора вычислительных задач, которые составляют основу вычислительного процесса АСУ. Для АСОД характерным является:
наличие иерархической структуры; значительное количество вычислительных задач, в которых выделяют и информационные, и
оптимизационные задачи, решаемые на персональных компьютерах; использование разработанных информационных баз и банка
данных. АСОД оказывает влияние на качество принимаемых
решений, на те параметры, которыми оценивается качество алгоритма. Такие критерии, как точность, оперативность и себе-
59
стоимость, являются оценками качества решений вычислительных задач в АСУ.
На физическом уровне проектирования АСУ качество решаемых задач в АСУ определяется выбранными и разработанными информационным, математическим, техническим и программным обеспечивающими подсистемами. Конкретные вычислительные задачи получаются в результате декомпозиции функциональных задач управления. Кроме декомпозиции возникает задача модульного представления этих задач с последующей интеграцией отдельных модулей по выбранным критериям качества.
Таким образом, на физическом уровне проектирование АСУ
реализуется в виде АСОД, которая состоит из внекомпьютерной и внутрикомпьютерной частей. Внекомпьютерная часть, в
информационном аспекте, представляет собой набор документов, которые действуют в фирме (организации) и организуют обработку информации вне персональных компьютеров. Основу
внутрикомпьютерной части составляют решаемые на персональных компьютерах задачи, обеспечивающие автоматизированную
реализацию функций управления. И на её структуру оказывают
влияние выбранные и разработанные информационное, математическое, техническое и программное обеспечивающие подсистемы. На основе логической модели на физическом уровне проектирования АСУ осуществляется разработка информационного, математического, технического, программное и лингвистического обеспечивающих подсистем; а также определяется движение информации как внекомпьютерной, так и внутрикомпьютерной частей.
Физический уровень проектирования АСУ разделяется на
две части: логическую и физическую. Логическая часть отобра-
60
жает: структуру информационного (включая базы данных, схемы движения информации) и математического (с разработанным алгоритмическим обеспечением) обеспечений АСУ. Физическая часть реализует логическую часть на программных и
технических средствах
61
Глава 2. Системное обследование
объекта и системы управления
2.1. Методология системного обследования
объекта и системы управления
Проектируемая автоматизированная система управления
(АСУ) является сложной системой, – и поэтому необходимо
решить вопрос о том, что даст создание АСУ. Объективно ответить на этот вопрос можно только в итоге системного обследования объекта автоматизации и её системы управления. Системное обследование проводится на предпроектной стадии создания АСУ.
Методология системного обследования объекта автоматизации и её системы управления включает определение используемых понятий, принципы системного подхода, постановку и общую характеристику основных проблем. Системное обследование проводится по выбранной методике, с разработкой
программы и организационного плана системного обследования. В результате системного обследования определяются: основные характеристики объекта автоматизации, системы управления и информационных потоков, а также их изменения,
которые необходимо провести в процессе создания АСУ; готовность функциональных служб объекта автоматизации в работе в новых условиях, приемлемость предложений по создаваемой АСУ.
Системное обследование начинают с изучения основных характеристик системы, подлежащей автоматизации. Рассматри-
62
ваемая система представляет совокупность элементов (то есть
структурных подразделений и служб объекта автоматизации) и
связей между ними. Каждый элемент системы обладает своим
свойством, то есть назначением и функцией. Выделение частей
системы проводится укрупнённо лишь настолько, чтобы было
понятно, каким образом и какими средствами она выполняет
свои функции. Детализация средств и способов реализации системой своих функций проводится лишь в той степени, какой это
необходимо для понимания работы в целом. Сведения о системе получают из печатных материалов (то есть приказов, устава,
положений, формируемых и используемых документов и т.д.),
литературных источников, непосредственным наблюдением, в
результате бесед, опросов и анкетирования.
В соответствии с методологией системного анализа системное обследование начинают с выявлением глобальной (общей)
цели исследуемой системы. Глобальная (общая) цель системы
определяется её назначением. Например, для промышленных
фирм – это производство продукции определённой номеклатуры; для транспортной фирмы – это перемещение грузов; для
ВУЗов – выпуск специалистов определённого профиля.
Следующим шагом системного обследования является изучение структуры системы (организационной структуры системы управления). Для формализованного представления результатов системного изучения и анализа системы используют системные спецификации, представляющие собой набор документов, назначение и содержание которых приведены в § 2.9.1.
Первые два документа содержат общее описание организации
и её структурной схемы.
Следующим шагом системного обследования является изучение функциональной структуры фирмы (организации). И для
63
этого используют документ „Таблица функций организации“,
входящий в системные спецификации.
Следующим шагом системного обследования является изучение и анализ процесса функционирования фирмы (организации), технологии её деятельности, материальных и информационных потоков. Для систем материального производства движение материальных потоков изучают методом единичной нити, а для непроизводственных систем тем же методом выявляют последовательность операций по обработке входных документов, заявок, запросов и т.д. Наиболее удобной формой представления результатов этого шага является структурно-информационно-временная схема (СИВС), входящая в системные спецификации. Сопоставление в СИВС информационных потоков
с материальными позволяет проанализировать их синхронность
и синфазность, выявить излишние процедуры, связанные со сбором, движением и переработкой информации. Поэтому СИВС
позволяет разработчикам АСУ достаточно легко ознакомиться
с деятельностью фирмы (организации).
Следующим шагом системного обследования является выявление и формализация цели и критериев эффективности управления. Надо определить, являются ли удовлетворительными достигнутые значения показателей, характеризующие работу самой фирмы (организации) – прибыли, рентабельности, фондоотдачи, выполнения договорных обязательств, себестоимости
продукции, материало-, трудо- и энергоёмкости выпускаемой
продукции, их технологичности, ритмичности производства и
т.д. Следует установить, удовлетворяет ли потребителей выпускаемой продукции по таким параметрам, как количество выпускаемой продукции по номеклатурным позициям; их качество
по сравнению с известными мировыми образцами; сроки пос-
64
тавки по продолжительности, ритмичности; число срывов; стоимость выпускаемой продукции в сопоставлении с аналогами;
обновление номеклатуры и совершенствование выпускаемой
продукции и т.д.
В результате системного обследования формулируют цели,
критерии эффективности функционирования и развития фирмы
(организации), а также существующие ограничения.
Основными принципами проведения системного обследования являются: целенаправленность, планомерность, комплексность и организационно-методическое единство.
Завершающим шагом системного обследования является
разработка документов: „Отчёт об обследовании“; „Техникоэкономическое обоснование создания АСУ“ (ТЭО АСУ); „Техническое задание на создание АСУ“ (ТЗ АСУ). Назначение и содержание данных документов, а также системных спецификаций, приведены в §§ 2.9.1.÷ 2.9.4. Разработка данных документов является завершающим этапом предпроектной стадии создания АСУ.
2.2. Определение общих характеристик
объекта автоматизации
Процесс системного обследования начинается с изучения и
анализа следующих общих характеристик объекта автоматизации:
– Её места и роли в отрасли (министерстве, стране) и перспектив развития;
– Целей и показателей качества её функционирования;
– Типа, масштабов и характера производственно-хозяйствен-
65
ной деятельности;
– Общей логики планирования и управления в ней;
– Организационной структуры системы управления;
– Степени развития и наличия опыта разработки систем обработки данных.
Основная идея начального этапа системного обследования –
это принять решение о целесообразности создания АСУ, определить цели и основные направления новой системы управления.
При определении целей системы необходимо исходить из
условий, при которых они могут быть достигнуты, и выявлять
ограничения, налагаемые на процесс построения и функционирования системы. Ограничения, по отношению к объекту автоматизации, могут быть:
1) Внутренними:
– Организационная структура системы управления;
– Отсутствие специалистов для построения, внедрения и использования (эксплуатации) новой системы управления;
2) Внешними:
– Системы управления высших уровней;
– Необходимость соблюдения различных законодательных и
юридических актов и распоряжений вышестоящих организаций;
– Ряд специальных требований.
Начальный этап системного обследования, которую принято
называть диагностическим анализом, даёт возможность выявить:
– Необходимые данные о целесообразности разработки АСУ;
– Цели и основные направления развития разработки АСУ;
– Предложения по организации разработки АСУ и ориентировочные сроки;
– Предварительную оценку экономической эффективности
АСУ.
66
2.3. Цели и задачи исследования
информационных потоков
Целью данного этапа системного обследования является:
уточнение основных направлений разработки АСУ; выявление
рациональных сторон существующей системы управления; получение необходимых исходных данных для проектирования
АСУ.
Существуют два подхода к изучению функционирования
объекта автоматизации:.
Первый подход основан на изучении и описании функционирования объекта управления, – и он единственно приемлем
для разработки АСУ вновь создаваемых фирм (организаций),
и является научно-обоснованным;
Второй подход основан на изучении и формализованном
описании функционирования системы управления, – если целью
АСУ является автоматизация процессов обработки данных, то
есть создание автоматизированной системы обработки данных
(АСОД), если в процессе функционирования система управления выработала достаточно адекватную модель управляемого
объекта.
Разработка АСУ для решения оптимизационных задач планирования и управления, а также для автоматизации процессов
принятия решений, требует совместного использования указанных подходов.
Разные подходы имеют дело с разными задачами системного обследования. При первом подходе задачей системного
обследования является изучение структуры и закономерностей
объекта управления. При втором подходе задачей системно-
67
го обследования является изучение функциональной и организационной структур системы управления, деятельности аппарата управления и сопровождающих её информационных процессов.
Необходимо изучать процедуры преобразования единиц технико-экономической информации и сами единицы технико-экономической информации.
Основные задачи системного обследования информационных потоков сводятся к определению:
– Организационной структуры системы управления и её элементов;
– Функций управления, реализуемых элементами и системой
управления в процессе функционирования;
– Задач управления, решаемых системой управления в процессе реализации функций управления;
– Взаимосвязи между функциями и задачами;
– Элементов и характеристик потоков информации;
– Отношений между элементами потоков информации и
процедурами их преобразования;
– Уровня автоматизации обработки данных и характеристик
используемых технических средств.
2.4. Этапы исследования
информационных потоков
На первом этапе исследования информационных потоков
уточняют организационную структуру элементов системы управления: определяют состав каждого структурного подразделения, взаимосвязь его отдельных элементов и их иерархию в сис-
68
теме управления в целом.
На втором этапе исследования информационных потоков
изучают функциональную структуру системы управления: определяют функции структурных подразделений; выделяют и формулируют задачи управления, решаемые в процессе реализации
функций управления; определяют взаимосвязи между функциями и задачами.
На третьем этапе исследования информационных потоков изучают документооборот с описанием необходимых характеристик. Исследуемые характеристики документооборота
определяются целями исследования потоков информации и задаются методикой системного обследования. Исследуют: маршруты движения документов; взаимосвязи и алгоритмы формирования документов; вид документов (нормативно-справочный, плановый, отчётный и т.д.); временные параметры их возникновения; состав документов; процедуры расчёта показателей документов.
Анализ информационных потоков на уровне показателей документов связан:
1) С методологическими трудностями (при идентификации
показателей и анализе содержания документов); Для этого используют: а) отраслевой информационный язык (ОИЯ); б) системно-информационный язык плановых показателей (СИЯПП);
2) С техническими трудностями (большое количество технико-экономических показателей, подлежащих анализу).
Процесс системного обследования информационных потоков
практически осуществляется на всех этапах разработки АСУ и
состоит из чередующихся взаимосвязанных, укрупнённых этапов сбора данных и их анализа.
69
2.5. Объекты системного обследования
При проведении системного обследования изучают планово-управленческую деятельность и сопровождающие её информационные процессы, а также процессы принятия решений.
В соответствии с этим выделяют, для изучения и анализа,
следующие основные объекты системного обследования: 1) Документированные и недокументированные сведения; 2) Процессы формирования показателей и документов; 3) Маршруты движения документов; 4) Основания и процессы принятия решений.
1) Документированные и недокументированные сведения;
Один из объектов системного обследования – сведения, характеризующие производственно-хозяйственную деятельность
фирмы (организации), могут быть в документированном и недокументированном виде. К документированным сведениям
относятся данные: планов производственно-хозяйственной деятельности; о конструкции выпускаемой продукции; технологии
производства; нормативах расхода ресурсов; о состоянии и использовании всех ресурсов и т.д. Документированные сведения разделяют на следующие группы: конструкторские; технологические; планово-экономические; бухгалтерско-финансовые;
учётно-статистические; справочные.
Документы, отражающие производственно-хозяйственную
деятельность фирмы (организации) классифицируют по: назначению и содержанию; источнику (месту формирования); способу использования; периодичности разработки и т.д.
По содержанию документы делятся на группы, отражающие
производственно-хозяйственные операции (например, по учёту
– основных средств, материалов, труда, выработки, денежных
средств и т.д.).
70
По источнику (месту формирования) документы делятся на
внешние и внутренние. Внешние документы разрабатываются
вне данной фирмы (организации) и характеризуют его производственно-хозяйственные взаимодействия с другими фирмами
(организациями) (например, при покупке материалов от поставтавщиков поступает счёт). Внутренние документы составляются на фирме (организации) и отражают внутрифирменные (внутриорганизационные) операции (например, – поступающие на
склад из структурных подразделений требования на отпуск материалов; платёжные ведомости на выплату заработной платы).
По способу использования документы делятся на разовые и
накопительные (при ручном их формировании). В разовых документах записывают одну или несколько операций одновременно, причём эти документы после их составления и оформления
поступают в бухгалтерию для отражения в системе учётных регистров. К ним относятся, например, приёмо-сдаточные акты,
авансовые отчёты, кассовые ордера и т.д. Накопительные документы применяются для многократной записи ряда однородных операций постепенно в течение определённого периода
(например, лимитная карта, формируемая для учёта многократного получения материалов структурными подразделениями).
К недокументированным сведениям относятся: сообщения
о ситуациях, требующих безотлагательного вмешательства; подтверждения выполнения полученных приказов и т.д.
2) Процессы формирования показателей и документов;
При формировании документов необходимо различать два титипа процессов: расчёт показателей и формирование документов.
Расчёт показателей представляет собой набор действий и
правил с исходными данными, а также последовательность их
71
обработки для получения необходимого показателя.
Формирование документов представляет набор исходных показателей и последовательность их записи в форме документа.
3) Маршруты движения документов;
Набор документов и процессы их формирования, а также
расчёт показателей отражают существующую систему планирования и управления. Однако эти сведения не дают представления о характере работ каждого структурного подразделения.
Поэтому в дальнейшем изучают маршруты движения документации, которые отражают определённую последовательность их
прохождения по подразделениям фирмы (организации) от момента формирования до сдачи на хранение или передачи за
пределы фирмы (организации).
Маршруты движения документации выявляют по каждой
форме и любому письменному сообщению. Они могут быть получены: а) В результате прослеживания пути каждого отдельного документа; б) В процессе изучения работы структурных подразделений и последующего обобщения сведений по всей фирме (организации). Выбор метода системного обследования определяется особенностями организации обследования. Документы, циркулирующие на фирме (организации), представляют собой совокупность показателей и признаков. Показатели образуются в результате: а) Подсчёта и измерений; б) Принятия заранее обусловленных норм, цен, тарифов и т.д.; в) Использовавания другого показателя (или показателей).
Показатели, образованные в результате подсчёта и измерений, а также содержащиеся во внешних документах, называются первичными. Показатели, формируемые на основании других показателей, называются производными (или сводными).
72
Документы, с содержащимися в них показателями и признаками, в процессе движения образуют информационные потоки.
Информационные потоки имеют ряд характеристик. Изучение
информационных потоков проводят па основе вышеуказанных
группировок и классификации документов. Например, деление
документов на внешние и внутренние, позволяет определять
направленность информационных потоков для фирмы (организации) в целом. Для определения маршрутов движения информационных потоков внутри фирмы (организации) вводятся понятия „подразделение-поставщик“ и „подразделение-потребитель“.
4) Основания и процессы принятия решений;
Изучение процессов принятия решений руководителями фирмы (организации) необходим как для анализа качества, так и
для оценки эффективности принимаемых ими решений. Процессы принятия решений изучают по всем его основным этапам: а) На первом этапе (начальном, предварительном) этого
процесса изучают состояния управляемой системы и внешней
среды – на основании накопленных системой управления данных; б) На втором этапе этого процесса изучают цель, которую в системе достигли для формирования желаемого состояния системы, – в результате анализа существующего состояния
системы и действий для достижения цели; в) На третьем этапе
этого процесса изучают все определённые возможные способы
и пути достижения цели, – для перехода в желаемое состояние системы; г) На четвёртом этапе (центральном) этого процесса изучают собственно акт принятия решения, то есть изучают выбранное единственное, наилучшее принятое решение,
из множества возможных, в смысле эффективности достижения цели с соблюдением при этом некоторых правил выбора;
Первые три этапа называют подготовкой решения, а четвёртый
73
этап называют актом принятия решения; д) На пятом этапе (заключительном) изучают процесс реализации принятого решения, который замыкает цикл управления; В результате реализации принятого решения изменяется состояние системы, и информация об этом новом состоянии используется на начальном (первом) этапе следующего цикла.
2.6. Методы проведения системного
обследования и сбора данных
Под методом системного обследования понимается способ получения необходимых сведений по соответствующей
программе. Системное обследование – это организованный сбор
данных, отражающих характерные свойства изучаемой системы, в разрезе установленной программы. Методы системного
обследования включаются в методику и организационный план
системного обследования. В зависимости от поставленных целей и задач могут быть приняты следующие методы системного обследования, отличающиеся друг от друга степенью полноты изучения отдельных структурных подразделений данной
системы: 1) Непосредственное обследование; 2) Однократное
или непрерывное обследование; 3) Выборочное обследование;
4) Анкетное обследование (анкетирование); 5) Процедурно-ориентировочный метод; 6) Предметно-ориентировочный метод;
7) Метод анализа по элементам системы управления; 8) Метод
анализа выходов; 9) Метод реакций на воздействие.
1) Непосредственное обследование;
Непосредственное обследование является наиболее детальным и полным, и его проведение даёт возможность получить
74
точные и достоверные данные, характеризующие деятельность
обследуемых структурных подразделений и их отдельных рабочих групп, а также системы управления в целом.
2) Однократное или непрерывное обследование;
Системное обследование может проводиться: а) Однократно,
– и повторяться спустя некоторый период; б) Непрерывно, – на
протяжении предусмотренного отрезка времени, причём длительность периода зависит от особенностей фирмы (организации).
3) Выборочное обследование;
Выборочное обследование заключается в том, что обследованию подвергаются не все структурные подразделения, а лишь
некоторые отобранные, с тем чтобы на основе полученных сведений можно было охарактеризовать всю систему в целом; Выборочное обследование требует меньше времени для изучения
системы и позволяет проводить его с большей тщательностью,
но при этом теряется некоторая часть информации.
4) Анкетное обследование (анкетирование);
Анкетное обследование (анкетирование) заключается в изучении функций управления на основе заполненных работниками структурных подразделений специальных опросных листов
(анкет); При этом обследуется структурное подразделение в целом или отдельные рабочие группы; Достоверность материала,
полученного при анкетном обследовании, зависит от того насколько правильно определёны в анкете вопросы, а также насколько работники – понимают цель и сознательно заполняют
анкеты; Анкетное обследование даёт необходимые материалы
для анализа отдельных аспектов управления (например, трудодоёмкость выполнения работ; порядок обработки документов,
включая и повторяющихся и т.д.).
5) Процедурно-ориентировочный метод;
75
Процедурно-ориентировочный метод используется при необходимости изучения состава и процедур обработки информации при решении отдельных задач или выполнении отдельных расчётов; Данный метод полезен при условии независимости рассматриваемых задач;
6) Предметно-ориентировочный метод;
Предметно-ориентировочный метод используется при изучении элементов информации (документов и показателей). Данный метод применяется при необходимости получения состава
и порядка формирования документов, их количественных и временных характеристик (объёмов, периодичности, сроков и времени формирования и т.д.).
7) Метод анализа по элементам системы управления;
Метод анализа по элементам системы управления используется при изучении структуры подразделений, функций и задач
управления, процедур обработки информации и составления
схем информационных связей.
8) Метод анализа выходов;
Метод анализа выходов используется для изучения управляющих решений, принимаемых руководством фирмы (организации) и структурных подразделений, на основании выходной
информации и продолжается до входных документов.
9) Метод реакций на воздействие;
Метод реакций на воздействие используется для изучения
реакции системы управления на каждое воздействие при прослеживании маршрутов движения документов. Данный метод
применяется для рационализации обработки отдельных видов
документов.
Основными способами сбора данных при системном обследовании являются: наблюдение; интервьюирование; беседа; опрос; заполнение форм и анкет (анкетирование).
76
2.7. Методика и программа
системного обследования
Системное обследование, проводимое на предпроектной стадии создания АСУ, составляет до 30 % всего периода разработботки и внедрения АСУ. Для совершенствования системы управления на предпроектной стадии создания АСУ проводится
исследование и анализ существующих процессов управления и
движения информации. На базе полученных данных, отражающих характерные свойства изучаемой системы, осуществляется
проектирование и внедрение АСУ.
Исследование процессов управления проводится с целью выявления объёмов и видов информации, циркулирующих между
структурными подразделениями фирмы (организации). При этом
большое значение приобретает наличие формализованного описания процессов обработки данных и принятия решений, без которого не может осуществляться разработка и внедрение АСУ.
Анализ процессов управления осуществляется на базе исследования информационной системы фирмы (организации), обусловленная: существующим документооборотом, системой технико-экономических показателей; структурным составом структурных подразделений, и интенсивностью потоков информации,
циркулирующих между ними.
Изучение информационной системы фирмы (организации)
осуществляется в два этапа: 1) Обследование; 2) Построение и
анализ информационной модели. При обследовании потоков информации фирмы (организации) необходимо: определить совокупность первичных и сводных (производных) показателей производственно-хозяйственной деятельности, их взаимосвязь; выявить характер и объём планово-управленческих работ для тех-
77
нико-экономических расчётов, необходимых для разработки и
внедрения АСУ.
Системное обследование проводится по выбранной методике, с разработкой программы и организационного плана обследования.
Методика системного обследования включает:
1) Программу системного обследования;
2) Установленные объекты системного обследования
3) Указание на степень детализации системного обследования;
4) Методы системного обследования и сбора данных;
5) Организованный план системного обследования;
6) Правила обработки и характер использования результатов.
Выбор методики системного обследования определяется в
зависимости от поставленных целей и условий, при которых они
могут быть достигнуты (имеющихся ресурсов, сроками проведения и объёмами работ и т.д.), и кроме того методика обследования должна обеспечить: стандартизацию изучения системы управления; формализованное представление данных и результатов; применение формализованных методов анализа потоков информации и использования компьютеров для обработки данных системного обследования.
Программа системного обследования включает следующие
разделы:
1) Выяснение организационной структуры системы управления; штатов и фонда заработной платы управленческого аппарата, выполняющего функции планирования и управления;
2) Определение функций и содержания работ, выполняемых
всей управляющей системой, её структурными подразделениями и их рабочими группами;
3) Выявление и изучение форм документации, техники их за-
78
полнения и обработки;
4) Составление маршрутов движения потоков информации
по структурным подразделениям, с определением входной и выходной информации;
5) Изучение используемых номеклатур ресурсов и их шифры;
6) Определение достигнутого уровня механизации и автоматизации планово-управленческих работ.
Каждый раздел программы системного обследования включает ряд вопросов. Например, для изучения форм документации, техники их заполнения и обработки необходимо выяснить
следующие вопросы: назначение документа; количество экземпляров; наименование показателей и признаков; кем заполняются документы и показатели; количество показателей в документе; размерность (значность) каждого показателя и признака;
периодичность составления документов; алгоритм формирования показателей документа. Вопросы, предназначенные для
руководитетелей структурных подразделений и групп, должны
иметь общий характер, а вопросы, предназначенные для отдельных работников, должны иметь конкретный характер.
2.8. Организационный план
системного обследования
Организационный план системного обследования является
документом, определяющий порядок и последовательность проведения работ, сроки завершения отдельных этапов, распределение исполнителей и формы представления результатов.
Организационный план системного обследования включает:
79
1) Методы проведения системного обследования и сбора
данных;
2) Перечень и сроки проведения работ;
3) Количество специалистов, принимающих участие в обследовании;
4) Промежуточные отчёты и обсуждение результатов обследования;
5) Формы представления результатов обследования.
При проведении системного обследования, согласно организационного плана, необходимо определять: конкретных исполнителей, проводящих обследование, и распределить работы межмежду исполнителями, то есть разработчиками АСУ, и работниками структурных подразделений фирмы (организации); сроки проведения работ и представления результатов; методы проведения системного обследования и сбора данных; формы представления результатов системного обследования; порядок сбора
форм документации по структурным подразделениям (подготовленных работниками структурных подразделений или полученных исполнителями в ходе изучения); порядок обсуждения
получаемых предварительных материалов (промежуточных отчётов) и окончательных результатов обследования.
Составлению организационного плана предшествует этап
предварительного ознакомления с фирмой (организацией). На
этом этапе даётся общая характеристика обследуемой фирмы
(организации), принятой системы планирования и управления,
а также организационной и производственной структур. Полученная информация необходима для разработки организационного плана системного обследования. Организационный план
является обязательным документом как для разработчиков АСУ,
так и для работников фирмы (организации), и должен содер-
80
жать не только перечень работ по непосредственному проведению обследования, но и перечень подготовительно-заключительных мероприятий (работ).
Подготовительные мероприятия включают:
1) Предварительное ознакомление с обследуемой фирмой (организацией);
2) Предварительную беседу об организации работ и структутуре подразделений;
3) Подбор форм документации и директивно-инструктивных
материалов;
4) Организацию исследовательской группы и ознакомление
работников фирмы (организации) с целями и задачами системного обследования;
5) Обучение исследовательской группы; составление необходимых анкет и форм для фиксации данных обследования, инструкций по их заполнению;
В результате подготовительных мероприятий подготавливается необходимая для проведения системного обследования документация и подготавливаются работники аппарата управления фирмы (организации) к проведению системного обследования.
После этого начинается этап непосредственного проведения
обследования в соответствии с методологией системное обследование (приведённая в § 2.1.), включая также проведение следующих работ:
1) Изучение деятельности структурных подразделений на основе выбранных методов системного обследования и сбора данных, с изучением основных объектов системного обследования;
2) Подготовка предварительных материалов (промежуточных
отчётов);
81
3) Обсуждение предварительных материалов (промежуточных отчётов).
Заключительноые мероприятия включают:
1) Окончательное оформление результатов системного обследования;
2) Обсуждение результатов системного обследования.
Для проведения системного обследования, соглсно организационного плана обследования, создаётся исследовательская
группа, которую разделяют на две подгруппы: координирующую и исполнительную. Координирующая подгруппа (2 – 3 человека) осуществляет: контроль за выполнением сроков работ;
взаимосвязь между работами; приём предварительных материалов (промежуточных отчётов) и конечных форм представления результатов обследования, с обеспечением их взаимоувязки. Для этого используется сетевой график, построенный на основе организационного плана системного обследования. Исполнительная подгруппа осуществляет непосредственное изучение
деятельности структурных подразделений, с изучением, подбором и получением материалов по ним. Исполнительные подгруппы целесообразно выделять для каждого структурного подразделения, и должны включать 1 – 2 исполнителей. Это позволяет провести системное обследование в сжатые сроки. Если привлечение такого числа исполнителей затруднительно, то
целесообразно создавать специализированные исполнительные
подгруппы, в соответствии с функциями структурных подразделений (например, одна специализированная исполнительная
подгруппа занимается изучением деятельности бухгалтерии и
отделов материально-технического снабжения и сбыта продукции, другая – отделов главного конструктора и главного технолога и т.д.). Каждый исполнитель должен иметь следующий
82
набор материалов: программу обследования; конкретный план
работ; набор форм фиксации результатов сбора данных и инструкции по их заполнению; детальные вопросники; специальные тетради для записи материалов. Наиболее целесообразным периодом системного обследования следует считать срок
2 – 3 месяца, что позволяет проследить основной цикл планово-управленческих работ.
2.9. Классификация и методы анализа
документов при системном обследовании
При системном обследовании объекта и системы управления,
на предпроектной стадии проектирования АСУ, изучение и анализ документированного обмена информацией (то есть входных, нормативно-справочных, промежуточных и выходных документов) выполняется как на макроуровне, так и на микроуровне исследования информационных потоков. Анализ на макроуровне позволяет понять общую схему работы фирмы (организации), провести совершенствование документооборота. Анализ на микроуровне обеспечивает выявление элементов информационного отображения объекта управления, взаимосвязей
между ними, структуры и динамики информационных потоков.
Анализ документов выполняется согласно выявленных форм
документации, определённых в программе системного обследования. Определяется перечень вопросов, на которые необходимо дать ответ в процессе изучения форм документации. В этот
перечень входят: назначение документа; наименование показателей и реквизитов, а также указание должостных лиц, которые
их заполняют (формируют); значность показателей и реквизи-
83
тов документа; частота формирования документа; количество
экземпляров.
Выделяют два метода анализа документов: 1) инвентаризация; 2) типических групп. Метод инвентаризации позволяет получить полную информацию обо всех документов и, таким образом, о информационных потоках в существующей системе управления. Этот метод трудоёмок и применяется редко. Метод
типических групп исползуется чаще, поскольку предусматривает регистрацию не каждого документа, а лишь представителей
однотипных групп. Данный метод эффективен при обследовании систематизированных и повторяющихся документов.
Документы в системе управления разделяют на следующие
группы: 1) официальные положения и инструкции, регламентирующие функции структурных подразделений структурных подразделений фирмы (организации) и определяющие сроки и процедуры обработки информации и принятия управленческих решений; 2) входные документы, возникающие вне системы и
формируемые в структурных подразделениях данной фирмы
(организации); 3) систематически обновляемые записи в виде
картотек или книг, используемые в процессе работы структурных подразделений фирмы (организации); 4) промежуточные
документы, получаемые и (или) используемые в процессе обработки данных в структурных подразделениях фирмы (организации); 5) выходные документы, формируемые в структурных подразделений фирмы (организации).
84
2.10. Методы и модели изучения и анализа
информационных потоков при
системном обследовании
2.10.1. Графические и графоаналитические
методы и модели изучения и анализа
информационных потоков при
системном обследовании
Графическую модель в виде ориентированного графа получают путём расположения основных элементов информационного
потока, то есть документов, массивов данных, объёмов информации и процедур преобразования информации, – в виде вершин графа, дуги которого соответствуют передаче информации
от одного элемента к другому. Наиболее удобно представлять
модель в виде структурно-информационно-временной схемы
(СИВС), что позволяет проследить движение информационных
потоков по логико-функциональным и организационным связам,
и движение материальных потоков. На схеме по горизонтали откладывают масштаб времени. По вертикали схема разбивается
на три горизонтальные полосы (части). Средние полосы выделяют для структурных подразделений данной организации (фирмы), вышестоящие полосы выделяют для вышестоящих организаций (фирм) и нижестоящие полосы выделяют для подчинённых организаций (фирм). На полученную такам образом сетку
наносят этапы решения задач управления и движение информационных потоков, используя условные обозначения и необходимые количественные характеристики. Затем на сетку наносят
85
движение материальных потоков. Внутри условного обозначения, для облегчения пользования схемой, можно вписывать шифры документов и массивов данных (например, в прямоугольнике, обозначающем операцию, дают шифр и краткое наименование документа, частоту его формироания, объём содержащейся
в документе и перерабатываемой информации в алфавитно-цифровых знаках). Движение информационных потоков (документов и массивов данных) и материльных потоков обозначают на
схеме слева направо, от входа к выводу, прямыми линиями, соединяющими соответствующие обозначения. Сопоставление информационных потоков с материальными потоками позволяет
проанализировать их синхронность и синфазность, выявить лишние процедуры, связанные со сбором, движением, вводом, переработкой и выводом информации, а также определять моменты
и места образования, время обработки информационных потоков, наличие дублирования при вводе исходной (входных и нормативно-справочных документов и массивов данных) информации и при их обработке, количество однотипных операций, степень использования данных, действительную необходимость передачи их в то или иное структурное подразделение.
Исследование информационных потоков на основе сетевой
модели базируется на использовании традиционных методов
анализа и оптимизации. Под событием понимают определённый
документ или массив данных, а под работой понимается определённая задач, функция или процедура преобразования информации. По алгоритмам находят критический путь, начальные и
конечные возможные и допустимые сроки выполнения работ,
резервы времени для работ и событий. Оптимизация процесса
переработки информации заключается как в перераспределении
ресурсов, используемых для её преобразования, так и в измене-
86
нии содержания работ.
Другой разновидностью методов, основанных на использовании теории графов, является графоаналитический метод, заключающийся в построении матрицы смежности и графа информационных взаимосвязей. Исходными для анализа информационных потоков являются данные о парных отношениях между
наборами информационных элеметов, формализуемые в виде
матрицы смежности Под информационными элементами (компонентов информационного потока) рассматриваются входная,
промежуточная и выходная информация. Под матрицей смежности B понимают квадратную бинарную матрицу, проиндексированную по обеим осям множеством информационных элементов D  (d1 , d 2 ,..., d s ) , где S – число информационных элементов. В позиции (i , j ) матрицы смежности записывают 1, если
между информационными элементами d i и d j существует отношение R0 , такое, что для получения значения информационного элемента d j необходимо обращение непосредственно к
информационному элементу d i . Наличие такого отношения
между d i и d j обозначают в виде d i R0 d j , а отсутствие такого
отношения – d i R0 d j , чему соответствует запись 0 в позиции
(i, j ) матрицы B . Кроме того, каждый информационный элемент недостижим из самого себя d i R0 d i ; i  1, S . Данная модель позволяет определять: порядок схемы потока информации;
порядок каждой компоненты информационного потока; число
компонентов информационных потоков, непосредственно участвующих в формировании каждого результата; число результатов, в формировании которых непосредственно участвует каж-
87
дая компонента информационного потока; число путей фиксированной длины, связывающих любые две компоненты информационного потока; число возможных путей между любыми
двумя компонентами информационного потока; все результаты,
для формирования которых используется каждая компонента
информационного потока; все компоненты информационного
потока, необходимые для формирования каждого результата.
Матрице смежности B ставится в соответствие граф информационных взаимосвязей G( D, R0 ) . Между компонентами информационного потока устанавливается отношение порядка: нулевой порядок имеет входная информация, а наивысший имеют
выходные результаты. Множеством вершин графа G( D, R0 ) является множество D информационных элементов, а каждая дуга ( d i , d j ) соответствует условию d i R0 d j , то есть записи 1 в
позиции (i , j ) матрицы B . Упорядоченные таким образом компоненты информационного потока представляют в виде графа,
вершины которого отображают компоненты информационного
потока, а дуги отображают направление. Вершины соединяют
дугами в том случае. если существует информационная связь
между компонентами информационного потока, представленными соответствующими вершинами, причём без промежуточных результатов. Их наличие требует введения дополнительной
вершины между двумя рассматриваемыми вершинами. Дуги направлены от вершины низкого порядка к вершине более высокого порядка.
Для формального выделения входной, промежуточной и выходной информации, определения последовательности процедур
их обработки, анализа и уточнения взаимосвязей на основе графа информационных взаимосвязей G( D, R0 ) строят матрицу
88
достижимости M . Матрицей достижимости M называют квадратную бинарную матрицу, проиндексированную по обеим осям
множеством информационных элементов D , аналогично матрице смежности B . Запись 1 в каждой позиции (i , j ) матрицы достижимости M соответствует наличию для упорядоченной пары
информационных элементов (i , j ) смыслового отношения достимости R . Элемент d i достижим из элемента d j , то есть выполняется условие d i R d j , если на графе информационных взамосвязей G( D, R0 ) существует направленный путь от вершины
d i к вершине d j , или если в процессе получения значения элемента d j используется значение элемента d i . Если d i R d j , то
отношение достижимости между элементами d i и d j отсутствует и в позиции (i , j ) матрицы достижимости M записывают 0. Отношение достижимости M транзитивно, то есть если
d i R d k и d k R d j , то d i R d j ; i, k , j  1, S . Записи 1 в j - м
столбце матрицы достижимости M соответствуют информационным элементам, которые необходимы для получения значения элемента d i , соответствующего рассматриваемому столбцу, и которые образуют множество элементов предшествования A(d i ) для этого элемента. Записи 1 в i - й строке матрицы
достижимости M соответствуют всем элементам, достижимым
из рассматриваемого элемента d j и образующим множество
достижимости R ( d j ) этого элемента. Информационные элементы, строки которых в матрице достижимости M не содержат 1
(нулевые строки), являются выходными информационными эле-
89
ментами, а информационные элементы , соответствующие нулевым столбцам матрицы достижимости M , являются входными.
Это условие служит проверкой правильности заполнения матрицы смежности B и матрицы достижимости M , если наборы
входных и выходных информационных элементов известны.
Информационные элементы, не имеющие нулевых строки или
столбца, являются промежуточными.
Полученный на основе матрицы достижимости M граф информационных взаимосвязей Q( D, R) может быть структуризован по уровням с использованием итерационной процедуры; это
позволяет выделить основные этапы обработки данных, их последовательность и циклы обработки на каждом уровне.
Метод с использование графов типа „дерево” используют
для описания системы потоков информации. Строятся граф взаимосвязи показателей, комплекс графов взаимосвязи показателей (типа „дерево”) и так называемые графы расчётов, описывающие пребразование информации в процессе формирования отдельных показателей. При построении дерева взаимосвязи показателей ребра ориентируют с учётом иерархии от входных к
результирующим, которые в свою очередь являются входными
для следующего уровня. Если входные показатели используются для формирования нескольких результирующих, возможно
срастание деревьев.
Для анализа различных информационных потоков, с целью
их увязки, используют метод реквизитов. Основным элементом,
который несёт определённую смысловую нагрузку, является показатель, состоящий из одного или нескольких реквизитов. Значения в документах группируются по названиям реквизитов. На
первом этапе данного метода каждому реквизиту присваивается
шифр. Затем составляется таблица реквизитов промежуточной,
90
хранимой и выходной информации. Таким образом выявляют
идентичные реквизиты, дублирование документов, упорядочить
потоки информации и унифицировать реквизиты.
Исходной информацией для всех методов изучения и анализа информационных потоков являются перечни входных и выходных информационных элементов с указанием связей между
ними. Общая методика заключается в анализе этих информационных потоков от выходов к входам. Исходя из функций системы и её цели, определяют множество выходных информационных элементов и для каждого из них определяют набор независимых параметров, полностью характеризующих данный выходной информационный элемент. Сопоставляя наборы параметров, характеризующих выходные информационные элементы, с
перечнем информационных элементов, выделенных из множества входных информационных элементов для решения задач управления, определяют, содержится ли данный параметр в обоих
списках. Положительный результат является подтверждением
необходимости включения данного информационного элемента
в состав информационного обеспечения АСУ. Накладывая результаты анализа одного параметра на другие и исключая дублирование, получают полный набор выходных информационных элементов. Аналогичным методом получают полный набор
входных информационных элементов
91
2.10.2. Матричные методы и модели
изучения и анализа информационных
потоков при системном обследовании
Изучение и анализ документооборота удобно проводить с помощью матричных информационных моделей, которые позволяют формализовать представление результатов изучения и анализа технологии подготовки документов и алгоритмов формирования содержащихся в документах показателей, маршруты движения документов, взаимосвязь структурных подразделений фирмы (организации) и т.д. Матричная информационная модель
представляет собой таблицу, отражающую информационные связи как между структурными подразделениями фирмы (организации), так и с внешней средой; движение документов и показателей по структурным подразделениям фирмы (организации);
формирование новых данных в процессе функционирования системы управления. Матричную информационную модель строят
в соответствии с иерархией административного упрвления для
отдельных групп сотрудников, на их основе строят для структурных подразделений и затем строят для всей фирмы (организации). Для укрупнённого изучения и анализа связей между
структурными подразделениями фирмы (организации) строят
матричную информационную модель типа „документ на документ”, а для изучения и анализа процесса создания документа и
последующего его использования строям матричную информационную модель типа „показатель на показатель”. При изучении
и анализе информационных потоков документы делят на внешние, характеризующие взаимосвязи данной фирмы (организации) с другими, и внутренние, отражающие связи между струк-
92
турными подразделениями данной фирмы (организации). Для
определения маршрутов движения документов между структурными подразделениями фирмы (организации) вводят понятие
„подразделение – поставщик” и „подразделение – потребитель”
документов.
Основная матричная информационная модель состоит из четырёх квадрантов и двух вспомогательных разделов.
По строкам и столбцам первого ( I ) квадранта перечислены все
документы и содержащиеся в них показатели, которые формируют в данном структурном подразделении. Под показателем понимается совокупность информационных характеристик, имеющая законченное смысловое содержание. Показатель состоит из
ряда элементов, в которых выделяют основание показателя, определяющее его смысловое значение, и признаки, определяющие время и место соответствующей операции, единицу измерения и другие характеристики данного показателя. В каждой
строке знаком Х отмечают столбцы, соответствующие тем показателям, для создания которых используется рассматриваемый показатель.Это позволяет определить, сколько раз и для
создания каких показателей используют каждый из них. Остальные квадранты заполняют аналогично. Итог по каждому столбцу показывает, сколько показателей используется для формирования показателя, записанного в данном столбце, а итог по
строке показывает, сколько раз показатель данной строки используется в создании других показателей в данном структурном подразделении.
Во-втором ( II ) квадранте строки представляют собой продолжение строк первого ( I ) квадранта, а по столбцам распололожены наименования подразделений – потребителей. Каждый
столбец второго ( II ) квадранта отражает степень использования
93
документов данного структурного подразделения в соответствущем подразделении – потребителе; каждая строка отражает распределение использования по подразделениям – потребителям.
В итоговом столбце второго ( II ) квадранта указано, сколько подразделений – потребителей используют каждый показатель, а в
итоговой строке указано, сколько показателей использует каждое подразделение – потребитель.
В третьем ( III ) квадранте столбцы являются продолжением
столбцов первого ( I ) квадранта, а в строках даётся перечень
входящих документов и содержащихся в них показателей по
подразделениям – поставщикам. Строки третьего ( III ) квадранта отражают степень использования каждого из поступающих
документов и показателей при формировании документов в данном структурном подразделении, а столбцы отражают количество входных документов и показателей, используемых при создании показателя, записанного в данном столбце, в том числе
просто переписанных из одного документа в другой.
В четвёртом ( IV ) квадранте строки являются продолжением
строк третьего ( III ) квадранта, а столбцы являются продолженинием столбцов второго ( II ) квадранта. На пересечении строк и
столбцов отмечают, какие из входящих документов и показателей прямо передаются другим структурным подразделениям.
Первый вспомогательный (левый) раздел состоит из подразделов А и Б. В столбцах первого (левого) вспомогательного раздела перечислены все признаки, входящие в качестве составных
элементов в показатели рассматриваемых документов. В подразделе А на пересечениях столбцов и соответствующих строк знаком Х отмечают, какие из перечисленных признаков содержат
данный показатель формируемого в структурном подразделении документа. В подразделе Б делают то же самое для пока-
94
зателей, содержащихся в поступающих в данное структурное
подразделение документах. В столбцах левой части первого (левого) подраздела Б перечислены подразделения – поставщики,
На пересечении столбцов и строк этой части отмечают, из какого структурного подразделения поступает соответствующий документ.
Во-второй (правом) вспомогательном разделе для каждого из
рассматриваемых показателей приводят количественные характеристики: частоту представления или периодичность движения показателя; объём в алфавитно-цифровых знаках, трудоёмкость расчёта и т.д.
Попарное рассмотрение квадрантов и разделов матричной информационной модели позволяет определить участие рассматриваемого структурного подразделения в документообороте фирмы (организации) и его взаимосвязи с другими структурными
подразделениями. Например, рассматривая первый ( I ) и третий
(III) квадранты, можно анализировать процесс формирования показателей и документов в данном структурном подразделении;
второй ( II ) и четвёртый ( IV ) квадранты отражают выход всех документов и показателей, как создаваемых в данном структурном
подразделении, так и поступающих извне; третий ( III ) и четвёртый квадранты содержат сведения об использовании поступаюих в данное структурное подразделение документов.
2.11. Назначение и содержание результатов
системного обследования
На основании системного обследования объекта автоматизации и системы управления разрабатываются следующие до-
95
кументы: системные спецификации; „Отчёт об обследовании“,
„Технико-экономическое обоснование создания АСУ“ и „Техническое задание на создание АСУ“, являющиеся результатами
предпроектной стадии создания АСУ. На их основе разрабатывается „Технический проект“ АСУ (ТП АСУ).
2.11.1. Назначение и содержание документов
„Системные спецификации“
Для повышения качества изучения, анализа и проектирования АСУ используется комплект документов – системные спецификации, назначение которых – представить в компактной и
удобной для использования форме сведения, полученные в результате системного обследования объекта автоматизации и системы управления: о существующей системе управления объекта
автоматизации; информационных потоков (содержания и формы
представления входных, нормативно-справочных и выходных
документов; содержания входных, нормативно-справочных и
выходных массивов данных; процедур обработки и контроля информационных потоков (документов и массивов данных). Таким
образом, системные спецификации необходимы для формализованого описания как изучаемой, так и проектируемой системы
управления. Кроме того, системные спецификации позволяют:
упорядочить планирование работ по проектированию АСУ и контроль за их качеством и сроками выполнения; повысить качество проектирования АСУ; упростить передачу результатов работы одних специалистов другим. В системных спецификациях
для описания информационных потоков (документов, массивов
96
данных и процедур обработки информации можно использовать
два вида бланков – укрупнённые и детальные описания. Каждый документ системных спецификаций оформляется на бланке
– листе бумаги. Все бланки имеют идентификатор, помещённый
в нижней правой части бланка, который содержит: шифр бланка; порядковый номер; наименование и шифр проекта и этапа,
к которому относится бланк. Нумерация бланков сквозная, по
всем видам бланков. Для каждого типа бланков заранее выделяют группу номеров. Если содержание бланка не умещается на
одной странице, то используют несколько страниц с порядковой нумерацией. Номер страницы указывается через тире после
номера бланка, после чего в скобках записывается общее число
страниц этого бланка. В нижней левой части бланка указывается, – кто его заполнил и проверил.
Системные спецификации состоят из двух групп форм документации Первая группа документации предназначена для формализованного описания, изучения и анализа: объекта автоматизации (то есть организации (фирмы)), оргазационной структуры,
целей, критериев и ограничений системы управления объекта
автоматизации. Вторая группа документации предназначена для
формализованного описания, изучения и анализа: информационных потоков (входных, нормативно-справочных и выходных документов и массивов данных); процедур обработки информационных потоков (документов и массивов данных). В первую группу документации входят следующие документы: „Описание организации (фирмы)“, „Структурная схема организации (фирмы)“,
„Таблица функций организации (фирмы)“, „Характеристика за-дач организации (фирмы)“, „Структурная схема подразделения“,
„Описание функций подразделения“, „Таблица реализации функций подразделения“, „Описание информационных потоков под-
97
разделения“, „Обобщённая структурно-информационно-временная схема“. Во-вторую группу документации входят следующие
документы: „Характеристика документов“, „Описание документов“, „Характеристика массивов данных“, „Описание массивов
данных“, „Характеристика процедур (задач)“, „Описание процедур (задач)“, „Схема детального анализа процедур“.
Документ „Описание организации (фирмы)“ содержит описание: целей, организационной структуры, критерий и ограничений системы управления объекта автоматизации. Документ
„Структурная схема организации (фирмы)“ представляет собой
модель организации (фирмы) (организационную структуру организации (фирмы)) в виде графа, вершинами которого являются
руководители и структурные подразделения (функциональные
отделы, производственные цеха, склады) организации (фирмы)).
Ориентированные рёбра графа отражают административные и
функциональные связи в организации (фирме). Документ „Таблица функций организации (фирмы)“ представляет собой прямоугольную матрицу, по строкам которой записывают функции,
реализуемые организацией (фирмой), а по столбцам записывают
структурные подразделения (функциональные отделы, производственные цеха, склады) организации (фирмы)) и подчинённые организации (фирмы). В клетках матрицы, которые находятся на пересечении строк и столбцов, ставится какой-нибудь
знак (например, знак: х). Вместо знака, в клетках матрицы, можно указывать: количество сотрудников, реализующих соответствующие функции; трудозатраты и т.д. Документ „Характеристика задач организации (фирмы)“ содержит краткое описание
задач, реализующих функции управления, подлежащие автоматизации.
Документы „Структурная схема подразделения“, „Описание
98
функций подразделения“ и „Таблица реализации функций подразделения“ содержат соответственно: организационную структуру структурных подразделений, описание и таблицу реализуемых функций структурных подразделений организации (фирмы). Документ „Описание информационных потоков подразделения“ содержит краткое описание: используемых входных и
нормативно-справочных документов (наименование, источник
получения, частота получения, срок и время, назначение и т.д.),
необходимых для решения задач в структурных подразделениях; формируемых выходных документов в структурных подразделениях организации (фирмы) (наименование, получатель, периодичность формирования, срок и время, назначение и т.д.).
Документ „Обобщённая структурно-информационно-временная схема“ предназначен для представления этапов решения задач управления в организации (фирме), их последовательности,
движения информационных потоков во времени и по структурным подразделениям организации (фирмы). На схеме по горизонтали откладывают масштаб времени в днях, неделях, месяцах,
– в зависимости от общей продолжительности решения задач
управления. По вертикали схема разбивается на три горизонтальные полосы (части). Средние полосы выделяют для структурных подразделений данной организации (фирмы), вышестоящие полосы выделяют для вышестоящих организаций (фирм) и
нижестоящие полосы выделяют для подчинённых организаций
(фирм). На полученную такам образом сетку наносят этапы решения задач управления и движение информационных потоков,
используя условные обозначения. Внутри условного обозначения, для облегчения пользования схемой, можно вписывать шифры документов и массивов данных (например, в прямоугольнике, обозначающем операцию, дают шифр и краткое наименова-
99
ние решаемой задачи). Движение информационных потоков (документов и массивов данных) обозначают на схеме прямыми линиями, соединяющими соответствующие обозначения. На схему можно наносить необходимые количественные характеристики (например, у линий, обозначающих передачу документов,
записывают количественную характеристику этого потока в виде дроби, в числителе которой проставляют средний объём передаваемых данных, выраженный в количестве документов или
в алфавитно-цифровых знаках).
Документы „Характеристика документов“, „Характеристика
массивов“ и „Характеристика процедур (задач)“ содержат: шифры проекта (темы) и этапа (раздела); шифр и наименование
структурного подразделения (где формируется, или используется соответственно документ или массив данных, или выполняется процедура (задача); шифр и наименование соответственно
документа, массива данных или процедуры (задачи); частота
поступления входных и нормативно-справочных документов и
массивов данных; частота формирования входных, нормативносправочных массивов данных, периодичность формирования
промежуточных, промежуточных накапливаемых, выходных и
выходных накапливаемых массивов данных; периодичность формирования и выдачи выходных документов; источник поступления входных и нормативно-справочных документов и массивов
данных соответственно; получатели выходных документов; получатели выходных массивов данных, хранимых для решения
других задач, а также выходных накапливаемых массивов данных, хранимых для решения других задач; объём; срок и время
и т.д. Документы „Описание документов“, „Описание массивов
данных“, „Описание процедур (задач)“ содержат: шифры проекта (темы) и этапа (раздела); шифр и наименование структурно-
100
го подразделения (где формируется, или используется соответственно документ или массив данных, или выполняется процедура (задача); шифр и наименование соответственно документа,
массива данных или процедуры (задачи); частота поступления
входных и нормативно-справочных документов и массивов данных; частота формирования входных, нормативно-справочных
массивов данных, периодичность формирования промежуточных, промежуточных накапливаемых, выходных и выходных накапливаемых массивов данных; периодичность формирования и
выдачи выходных документов; источник поступления входных
и нормативно-справочных документов и массивов данных соответственно; получатели выходных документов; получатели выходных массивов данных, хранимых для решения других задач,
а также выходных накапливаемых массивов данных, хранимых
для решения других задач; шифр, наименование, тип и длину,
требуемую точность (для числовых значений) структурных единиц (то есть граф документов и полей записей массивов данных) и т.д.
Документ „Схема детального анализа процедур“ предназначен для детального анализа процедур основных информационных
потоков, согласно тех блоков обобщённой структурно-информационно-временной схемы, которые будут автоматизированы.
Для формирования данного документа процесс формирования,
обработки и передачи информации разбивается на элементарные операции, под которыми понимается неделимая логически
завершённая часть всего комплекса операций данного процесса.
Каждая элементарная операция отражается на схеме отдельным
прямоугольником. Последовательность операций во времени и
в пространстве указывается стрелками, соединяющими элементарные операции. Операции, происходящие нерегулярно, соединяют пунктирными стрелками. Каждый прямоугольник, отража-
101
ющий элементарную операцию, разбивают на пять частей, в которых указывают: шифр или должность лица, выполняющего
данную элементарную операцию или отвечающего за её исполнение; технические средства, используемые при выполнение данной элементарной операции; шифр или наименование элементарной операции; среднее время начала данной элементарной
операции и максимальное отклонение от него; средняя и максимальная продолжительность выполнения данной элементарной
операции. На схему, рядом с используемыми символами, можно
наносить необходимые обозначения и количественные характеристики (например, внутри наименования документа можно указать его шифр, количество алфавитно-цифровых знаков, а у символа перемещения документов можно указать число пересылаемых документов за день, месяц, или количество алфавитно-цифровых знаков). Данная схема позволяет разбить совокупность
элементарных операций на группы по различным признакам и
оценить соотношение между ними. На основе схемы получают
итоговые количественные характеристики выполнения комплекса операций, выявляют противоречивость сведений, получаемых
из разных источников, а также дублирующие пути и петли. На
основе анализа информации, содержащейся в системных спецификациях, составляются следующие документы предпроектной
стадии создания АСУ: „Отчёт об обследоании“, „Технико-экономическое обоснование создания АСУ“ и „Техническое задание на создание АСУ“.
102
2.11.2. Назначение и содержание документа
„Отчёт об обследовании“
Данный документ предназначен для описания основных выводов и предложений в результате системного обследования
объекта и системы управления, а также основных мероприятий
по подготовке объекта к внедрению АСУ.
Документ содержит следующие разделы:
1) Анализ;
Данный раздел содержит следующую информацию:
а) Цель обследования;
б) Основание для обследования;
в) Объект обследования;
г) Организация обследования и состав исполнителей;
д) Программа обследования;
е) Характеристика фирмы (организации);
ж) Выводы по анализу организационной структуры фирмы
(организации);
з) Результаты опросных листов;
и) Выводы по анализу функциональной структуры;
к) Результаты анализа информационных потоков, с представлением загрузки информацией отдельных работников; данные
об объёмах информации и т.д.
л) Выводы по анализу схемы материальных потоков;
м) Выводы по анализу методов планирования и управления;
н) Выводы по анализу уровня автоматизации управленческих работ.
2) Предложения;
Данный раздел содержит следующую информацию:
а) Обоснование предложения по:
103
– совершенствованию организационной структуры системы
управления фирмы (организации);
– совершенствованию функциональной структуры;
– совершенствованию информационных потоков и форм доуентов, с учётом требований АСУ;
– совершенствованию методов планирования и управления;
б) Выбор и обоснование объектов автоматизации (с конкретизацией структурных подразделений фирмы (организации), функций и задач управления);
в) Общие рекомендации по улучшению управления;
г) Выбор технико-экономических показателей, отражающих
воздействие АСУ на объект управления (себестоимость, рентабельность, ритмичность и т.д.);
д) Обоснование очерёдности разработки функциональных
подсистем и задач АСУ;
е) Обоснование предварительного выбора технических
средств АСУ;
ж) Основные мероприятия по подготовке фирмы (организации) к внедрению АСУ.
2.11.3. Назначение и содержание
документа „Технико-экономическое
обоснование создания АСУ“
Данный документ предназначен для обоснования производственно-хозяйственной необходисмости и технико-экономической целесообразности создания или развития АСУ.
Документ „Технико-экономическое обоснование создания
104
АСУ“ (ТЭО АСУ) содержит следующие разделы:
1) Введение;
Данный раздел содержит следующие сведения по техникоэкономичскому обоснованию создания АСУ:
а) Основание для проведения работ;
б) Наименование фирмы (организации) – заказчика;
в) Наименование фирм (организаций) – участников работ
(при необходимости);
г) Сроки начала и окончания работ;
д) Источники; объёмы; порядок финансирования работ;
е) Перечень нормативно-технических документов, методических документов, используемых при разработке ТЭО АСУ.
2) Характеристика объекта и существующей системы управления;
Данный раздел содержит следующие сведения:
а) Общую характеристику объекта;
б) Характеристику производственно-хозяйственной деятельности, организационной и производственной структур объекта;
в) Характеристику существующей системы управления и её
структурных элементов с указаниям распределения функций управления между элементами организационной структуры;
г) Массивы данных, сформированные данным и другими алгоритмами, и сохраняемыми для использования данным алгоритмом;
д) Характеристику функций управления, испольуемых методов и средств управления;
е) Перечень и характеристику недостатков в организации и
управлении объектом (в методах управления, организационной
системы управления, функций управления, обеспечения информацией и т.д.);
105
ж) Оценку производственных потерь, возникающих из-за недостатков в организации и управлении по объекту в целом и его
частей (ухудшение технико-экономических и других показателей деятельности объекта и его частей);
з) Характеристику готовности объекта к созданию АСУ,
3) Цели, критерии и ограничания создания АСУ;
Данный раздел содержит следующие сведения:
а) Формулировку производственно-хозяйственных, научнотехнических и экономических целей и критериев создания АСУ;
б) Характеристику ограничений по созданию АСУ.
4) Функции и задачи создаваемой АСУ;
Данный раздел содержит следующие сведения:
а) Обоснование выбора перечня автоматизированных функций и комплексов задач (задач) управления с указанием очерёдности внедрения;
б) Требования к характеристикам реализации функций и задач управления в соответствии с действующими нормативнотехническими документами, определяющими общие технические требования к АСУ конкретного вида;
в) Дополнительные требования к АСУ в целом и её частям,
учитывающие специфику объекта управления и создаваемой
АСУ.
5) Ожидаемые технико-экономические результаты создания
АСУ;
Данный раздел содержит следующие сведения:
а) Перечень основных источников экономической эффективности получаемых в результате создания АСУ (в том числе –
экономия производственных ресурсов, улучшение качества продукции; повышение производительности труда и т.д.) и оценку
ожидаемых изменений основных технико-экономических и дру-
106
гих показателей производственно-хозяйственной деятельности
объекта (например, показателей по номеклатуре и объёмам производства, себестоимости продукции, рентабельности, отчислениям в фонды и т.д.);
б) Оценку ожидаемой затрат по созданию АСУ с распределением их по очередям создаания АСУ и по годам;
в) Ожидаемые обобщающие показатели экономической эффективности АСУ.
6) Выводы и предложения;
Данный раздел состоит из следующих подразделов:
а) Выводы о производственно-хозяйственной необходимости
и технико-экономической целесообразности создания АСУ;
Данный подраздел содержит следующие сведения:
– Сопоставление ожидаемых результатов создания АСУ с заданными целями и критериями создания АСУ (по целевым показателям и нормативным требованиям);
– Принципиальное решение вопроса о создании АСУ (положительное или отрицательное).
б) Предложения по совершенствованию организации и управления;
Данный подраздел содержит следующие предложения:
– По совершенствованию производственно-хозяйственной
деятельности;
– По совершенствованию организационной и функциональной структур системы управления, методов управления, по развитию видов обеспечения АСУ и т.д.
в) Рекомендации по созданию АСУ;
Данный подраздел содержит следующие рекомендации:
– По виду создаваемой АСУ, её совместимости с другими
АСУ и неавтоматизированной частью существующей системы
107
управления;
– По организационной и функциональной структур создаваемой АСУ;
– По составу и характеристикам функциональных подсистем и видов обеспечения АСУ;
– По организации использования имеющихся и приобретению дополнительных компьютеров и других средств вычислительной техники;
– По составу организаций-разработчиков, которые необходимо привлечь к созданию АСУ (при необходимости);
– По рациональной организации разработки и внедрения
АСУ;
– По определению основных и дополнительных, внешних и
внутренних источников и видов объёмов финансирования и материального обеспечения разработки АСУ;
– По обеспечению производственных условий создания
АСУ;
– Другие рекомендации по созданию АСУ.
2.11.4. Назначение и содержание документа
„Техническое задание на создание АСУ“
Данный документ предназначен для описания: состава и
структуры разрабатываемой АСУ; стадий, этапов и работ по созданию АСУ, и их сроков; функций и задач управления. Данный
документ является исходным для создания АСУ. При приёмке
АСУ в промышленную эксплуатацию проверяется её соответствие документу „Техническое задание на создание АСУ“ (ТЗ
108
АСУ). Допускается разрабатывать отдельные ТЗ АСУ на части
АСУ. ТЗ АСУ содержит следующие разделы:
1) Введение;
Данный раздел содержит следующие сведения:
а) Полное наименование и шифр АСУ;
б) Основание для создания АСУ (перечень документов);
в) Наименование и шифр темы разработки;
г) Сроки начала и окончания работ по созданию АСУ;
д) Наименование организаций (фирм), участвующих в создании АСУ (исполнителей, соисполнителей), и их реквизиты (при
необходимости);
е) Сведения об источниках и порядке финансирования разработки АСУ (при необходимости);
2) Характеристика объекта управления;
Данный раздел содержит следующие сведения:
а) Описание состава объекта управления (производственной
структуры);
б) Характеристики входных и выходных материальных потоков;
в) Описание особенностей объекта управления, определяющих основные требования к создаваемой АСУ (режим работы,
регламент и т.п.);
3) Назначение АСУ;
Данный раздел содержит следующие сведения:
а) Назначение АСУ, основные цели её создания, критерии
эффективности функционирования объекта в условиях автоматизированного управления;
б) Перечень выполняемых функций, необходимых для достижения целей;
в) Описание организационной структуры системы управле-
109
ния объекта с указанием места АСУ в ней;
г) Перспективы развития АСУ;
4) Основные требования к АСУ;
Данный раздел содержит следующие подразделы:
а) Требования к системе и её частям;
Данный подраздел содержит следующие сведения:
– Основные показатели (параметры), которые должны быть
достигнуты в условиях автоматизированного управления объектом;
– Структуру АСУ и входящих в неё частей;
– Требования к функционированию АСУ или ссылку на документы, регламентирующие: режим работы; системы классификации и кодирования информации; формы представления информации (документов); требования к сохранности (защите) и
методов контроля достоверности информации; способы обмена
информацией с другими системами управления (объектами), с
указанием режима обмена, объёма и содержания.
б) Требования к качеству выполнения функций АСУ;
Данный подраздел содержит следующие сведения:
– Перечень функций управления и решаемых задач (или
комплекса задач), с указанием для каждой задачи входной и выходной информации (входных, нормативно-справочных и выходных документов и массивов данных), а также источников и
получателей информации. По каждой функции управления указываются периодичность и формы представления информации
(документов), режимы выполнения и требования к результатам.
в) Требования к видам обеспечения АСУ;
Данный подраздел содержит следующие сведения:
– Требования к информационному, математическому, математическому, программному, лингвистическому, организацион-
110
ному и правовому видам обеспечений в соответствии с требованиями, установленными к АСУ конкретного вида. Допускается
приводить требования по применению типовых проектных решений, составу и структуре используемых средств вычислительной техники (компьютеров и других технических средств для
АСУ конкретного вида). Состав требований к частям АСУ, разрабатываемым по отдельным ТЗ АСУ, определяются в зависимости от выделяемой части АСУ: функциональные и обеспечивающие подсистемы АСУ, информационные базы и банки данных и т.п.
5) Технико-экономические показатели АСУ;
Данный раздел содержит следующие сведения:
а) Технико-экономические показатели, которые должны
быть достигнуты в результате создания АСУ, с указанием суммы затрат на её создание;
б) Годовой экономический эффект и источники его возникновения (повышение производительности, улучшение качества
и т.п.);
в) Коэффициент экономический эффективности затрат. К ТЗ
АСУ прилагают расчёт экономической эффективности и, при
необходимости, расчёт научно-технического уровня создаваемой АСУ.
6) Состав, содержание и организация работ по созданию
АСУ;
Данный раздел содержит следующие сведения:
а) Перечень стадий и этапов проектирования АСУ, сроки их
выполнения;
б) Перечень работ по стадиям и этапам проектирования
АСУ, сроки их выполнения и организации – исполнителей работ;
111
в) Формы завершения стадий и этапов проектирования АСУ;
г) Перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению АСУ, с указанием сроков выполнения работ и исполнителей. Эти сведения можно представить в виде планов-графиков;
д) Последовательность внедрения частей или комплекса задач (задач) АСУ (по мере необходимости).
7) Порядок приёмки АСУ;
Данный раздел содержит следующие сведения:
а) Указание о составе и объёме приёмо-сдаточных испытаний, – для стадии ввода в эксплуатацию (внедрения; опытной
эксплуатации).
112
Литература
1. Чоговадзе Г. Г. Основы проектирования автоматизированных систем управления предприятиями.–Тбилиси: Тбилисский университет, 1972.
2. Глушков В.М. Введение в АСУ. – Киев: Texnika, 1974.
3. Проектирование подсистем и звеньев автоматизированных
систем управления: Учебное пособие⁄⁄ Под ред. А. Г. Мамиконова.– М.: Высшая школа, 1975.
4. Модин А. А. и др. Справочник разработчика АСУ.–М.: Экономика, 1978.
5. Чоговадзе Г. Г. Основы построения АСУ: Уч. пособие.– Тбилиси: Тбилисский университет, 1980.
6. Мамиконов А. Г. Основы построения АСУ: Учебник.–М.:
Высшая школа, 1981.
7. Мамиконов А. Г., Цвиркун А. Д., Кульба В. В. Автоматизация проектирования АСУ.–М.: Энергоиздат, 1981.
8. Гогичаишвили Г. Г. Автоматизация принятия решений в системах управления. Тбилиси: Мецниереба, 1985.
9. Мамиконов А. Г. Проектирование АСУ: Учебник.–М.: Высшая школа, 1987.
10. Глушков В. М. Основы безбумажной информации.–М.: Наука, 1987.
11. Советов Б.Я. АСУ. Введение в специальность: Учебник.–М.:
Высшая школа, 1989.
113
12. CogovaZe g., gogiCaiSvili g., surgulaZe g., Serozia T.,
Sonia o. marTvis avtomatizebuli sistemebis daproeqteba
da ageba (Teoriuli da praqtikuli informatika).
Tbilisi.:
teqnikuri universiteti, 2001.
13. Почовян С. М., Майсурадзе Г. Р. Проектирование баз данных: Уч. пособие (ISBN 978-9941-14-032-7).–Тбилиси: Технический университет, 2008.
114