Обеспечивающая часть АСУ - Факультет информационных

Оглавление
Раздел 1. Общая методология систем
1.1 Предмет и содержание курса
1.2 Вопросы стандартизации систем
1.3 Принципы анализа и синтеза систем
1.3.1 Классификация систем
1.3.2 Этапы развития систем
1.4 Модели интегрированных систем
1.4.1 Модель CIM
1.4.2 Модель PERA
1.5 Функциональная часть
1.5.1 Общая характеристика функциональной части
1.5.2 Подсистема определения потребности в продукции
1.5.3 Подсистема материально-технического снабжения
1.5.3 Подсистема управления сбытом продукции
1.5.4 Подсистема формирования хозяйственных связей
1.5.5 Подсистема управления запасами
1.5.6 Подсистема контроля за поставками
1.5.7 Подсистема планово-финансовой деятельности
Раздел 2. Структура обеспечивающей части интегрированных систем
2.1 Структура обеспечивающей части
2.2 Организационное обеспечение
2.3 Информационное обеспечение
2.3.1 Общая характеристика подсистемы
2.3.2 Информационные модели
2.3.3 Разработка информационной модели
2.3.4 Функционирование информационной модели
2.4 Техническое обеспечение
2.5 Программное и лингвистическое обеспечения
2.6 Технологии автоматизированного решения задач
Раздел 3. Специальное математическое обеспечение
3.1 Общая характеристика системы
3.2 Функциональное описание
3.2.1 Характеристика параметрических связей элементов
3.2.2 Описание функциональных значений параметрических связей
3.3 Морфологическое описание системы
1
3.3.1 Морфология подсистем
3.3.2 Классификационные признаки алгоритмов и программ
3.3.3 Классы алгоритмов и программ
3.3.4 Требования к разработке алгоритмов ИИС
2
Предмет и содержание курса
Задачи планирования деятельности и управления процессами
промышленных предприятий - одна из основных областей применения
автоматизированных систем управления предприятиями.
Дадим обзор этапов создания и внедрения АСУП в бывшем СССР с 60
годов ХХ века [1]. В рамках направления, претенциозно называвшегося тогда
"экономической кибернетикой" были созданы основные положения единой
теории, развитие которой позволяет рассматривать предприятие в целом как
многоуровневую иерархическую систему управления. Были разработаны
методы решения задач сбора, хранения и обработки данных, форм
электронного документооборота, оптимизации оперативно-календарного
планирования и других практически важных алгоритмов, нашедших широкое
применение при создании АСУ.
Среди наиболее ярких сторонников внедрения АСУ, которые отдали
этому делу много сил и интеллекта, надо вспомнить имена А.И. Берга, Л.В.
Канторовича, А.А. Ляпунова, В.С. Немчинова, Г.С. Поспелова, А.И. Китова
и др. А главным борцом был В.М. Глушков, который создал целую
отечественную индустрию АСУ, включая теорию и практику,
производственную и научную инфраструктуру.
Вехой в развитии теории и практики применения АСУ была система
ОГАС. ОГАС - это проект Общегосударственной Автоматизированной
Системы управления, предложенной В.М.Глушковым и разрабатываемой под
его руководством в Институте кибернетики АН УССР и в ряде других
институтов страны в 60-80 гг.
Первоначальный проект единой глобальной сети для управления
экономикой страны назывался ЕГСВЦ (Единая Государственная Сеть
Вычислительных Центров) и был представлен Глушковым и его рабочей
группой на рассмотрение руководства страны в 1964г. Термин ОГАС
появился позднее. Академику Глушкову и сотрудникам его Института
кибернетики удалось разработать и в 1964 г. представить на рассмотрение
руководства страны первый эскизный проект ЕГСВЦ. Принято считать, что
документы по ЕГСВЦ не сохранились. До 1977 г. проект был засекречен и
большинство материалов пропало безвозвратно. Однако сохранились три
предварительных варианта предварительного эскизного проекта ЕГСВЦ.
В рассматриваемом нами одном из трех предварительных вариантов
проекта предполагается сеть из 1-го головного центра, 50 опорных центров
(ОЦ) и 6000 низовых вычислительных центров (НЦ).
Приведены следующие итоговые оценки объемов информации: в
низовые центры ЕГСВЦ ежедневно поступает примерно 500 млрд. бит
информации; выдается на производство 230 млрд. бит, а объем постоянно
хранимой в низовых центрах информации составляет примерно 500 млрд.
бит.
Параллельно
с
ЕГСВЦ
планировалось
создание
единой
автоматизированной системы связи страны (ЕАСС).
3
В описываемом проекте сформулированы следующие принципы
построения и функционирования ЕГСВЦ (впоследствии канонизированные):
1. Единая государственная сеть вычислительных центров строится по
принципу многоступенчатого кустования по уровням управления работой
сети от низовых вычислительных центров (НЦ) до головного. Низовые
звенья сети, обслуживающие предприятия и группы предприятий, создаются
по территориально-отраслевому принципу, а высшие звенья – по
территориальному. Целостность ЕГСВЦ как системы обеспечивается
специально выделенными каналами связи.
2. Первичная информация поступает в ЕГСВЦ непосредственно с мест
ее возникновения, при этом обеспечивается своевременность поступления и
достоверность информации.
3. ЕГСВЦ должна обеспечивать обработку информации в отраслевых и
специальных разрезах и выдачу в установленные сроки руководящим
органам любого уровня сведений, необходимых этим органам для
эффективного выполнения возложенных на них функций.
4. Государственные отраслевые комитеты получают необходимую для
их работы планово-экономическую информацию из ЕГСВЦ. Циркуляция
экономической информации вне ЕГСВЦ не допускается.
5. ЕГСВЦ базируется на системе информации, максимально
унифицированной и допускающей полную автоматизацию процесса сбора,
передачи и обработки первичных данных.
6. ЕГСВЦ функционирует как единая вычислительная система: она
должна обеспечивать возможность совместной работы машин в ходе
выполнения разнообразных народнохозяйственных задач планирования и
управления, а также оперативного обмена информацией между отдельными
центрами.
7. Сеть в процессе функционирования накапливает статистические
сведения, необходимые для периодического контроля за ходом выполнения
народнохозяйственных планов, анализа тенденций развития экономики
страны и отдельных ее звеньев (в том числе по программе ЦСУ СССР), а
также для ведения научных исследований.
8. В основу функционирования информационной системы ЕГСВЦ
должен быть положен принцип своевременного обнаружения возникающих
отклонений, т.е. используемые модели народного хозяйства должны
обеспечивать возможность прогнозирования дальнейшего его развития при
условии наличия данных по настоящий момент включительно.
В проекте приведена классификация информации и решаемых в
ЕГСВЦ задач, рассмотрены общие требования к техническим средствам.
Определены составы основной аппаратуры и оборудования головного,
опорного и низового ВЦ приведен в таблицах. Описаны структура и
использование единой автоматизированной системы связи страны (ЕАСС). В
проекте отражены также вопросы подготовки и переподготовки кадров,
4
приведена примерная оценка количества специалистов, необходимых для
создания и эксплуатации ЕГСВЦ.
Практическая реализация идей ЕГСВЦ натолкнулась на ряд как
объективных, так и субъективных факторов, препятствующих успешному их
внедрению. Во-первых, следует отметить неготовность социальной среды
для реализации подобных революционных идей. Кроме того,
неэффективность
существовавшего
документооборота
требовала
дополнительных затрат сил и средств на проведение организационноуправленческих реформ и преобразований.
По видимому практическая реализация идей ЕГСВЦ руководству
страны очень дорогостоящей. Затраты на реализацию в 5 млрд. руб.,
подготовка около 300 тысяч высококвалифицированных специалистов при
более чем десятилетнем сроке реализации проекта заставили отказаться от
реализации предложенной концепции в полном объеме и свести ее к
созданию ряда таких объектов как АСУП, АСУ МТС, АСУТП и т.д. Их
функции сводились больше к автоматизации процесса сбора и передачи
статистической информации, а также технологических процессов и
документооборота на отдельных предприятиях, вместо автоматизации
процесса разработки плана и принятия управленческих решений.
Работы по созданию АСУП на базе отечественных универсальных
цифровых вычислительных машин были начаты по инициативе академика В.
М. Глушкова в Институте кибернетики АН СССР в 1963-1964 гг.
Первой в СССР системой для предприятия с крупносерийным
характером производства была АСУП "Львов", внедренная на Львовском
телевизионном заводе "Электрон". Ее разработка была проведена в 1965-1967
гг. коллективом специалистов Института кибернетики АН СССР совместно с
сотрудниками СКБ завода.
Выступая летом 1965 г. на конференции Львовского совнархоза,
Глушков предложил немедленно переходить к разработке и внедрению АСУ
предприятиями, обещая значительный экономический эффект для
производства за счет оперативного управления, сбалансированности
планирования, анализа, учета и контроля, экономии времени и живого
человеческого труда. Заключенный здесь же договор с Львовским
телевизионным заводом "Электрон" привел к созданию первой
промышленной АСУП "Львов". Она была разработана и принята в
эксплуатацию в рекордно короткий срок - 2 года (1967 г.).
АСУП "Львов" в первые годы эксплуатации позволила повысить
эффективность как управления, так и собственно производства, получить
значительный экономический эффект. В 1967-70-х годах этим же
коллективом создается АСУП "Кунцево" для Кунцевского радиозавода,
также с успехом внедренная в эксплуатацию. Но АСУП "Кунцево" - это уже
новый этап развития АСУП - путь типовых проектных решений с его
огромными выгодами и преимуществами.
5
АСУП "Кунцево" стала типовой системой для управления
многономенклатурными предприятиями машиносроительного профиля со
смешанным характером производства: от единичного до массового. В
результате такого революционного прорыва в короткие сроки на этой основе
были созданы высокоэффективные АСУП для нескольких сотен крупнейших
промышленных предприятий страны.
Решение задачи, поставленной В. М. Глушковым, - создать не
индивидуальную
для
данного
предприятия,
а
типовую
для
машиностроительных и приборостроительных предприятий систему, привело
к
методам
построения
прикладных
программ,
использующих
параметрическую настройку на особенности конкретного предприятия при
привязке, наладке и внедрении типовой системы. Эти методы максимального
использования параметров, а не числовых значений при построении
прикладных программ, разработанные еще при создании первой АСУП,
стали со временем широко распространенными и используются до сих пор в
интегрированных информационных системах планирования ресурсов
предприятия.
В
1965г.
В.М.
Глушковым
было
выдвинуто
понятие
специализированной операционной системы, предназначенной для систем с
регулярным потоком задач. Универсальные операционные системы для
решения случайных потоков задач в пакетном режиме в вычислительных
центрах, например OS/360 фирмы IBM для семейства 360, не позволяли
использовать преимущества, которые могло представить знание регулярного
потока задач в АСУП. Поэтому в составе программного обеспечения АСУП
"Львов и Кунцево" на базе отечественных машин второго поколения серий
"Минск" и "Урал" были разработаны программные средства управления
расписанием задач, предварительной подготовкой информации и
мультипрограммными режимами исполнения прикладных программ. Хотя до
штатных операционных систем машин "Минск" и "Урал" такие решения не
были доведены.
Создание крупных АСУП потребовало использования и развития
методов оптимизации. Работы в этой области проводились в Институте
кибернетики АН УССР под руководством В. С. Михалевича. Они привели к
созданию украинской школы методов оптимизации (В. С. Михалевич, Ю. М.
Ермольев, Б. Н. Пшеничный, И. В. Сергиенко, В. В. Шкурба, Н. З. Шор),
работы которой получили признание не только в СССР, но и за рубежом. В
1960-1962 гг. была предложена общая алгоритмическая схема
последовательного анализа вариантов, включавшая в себя как частный
случай вычислительные методы динамического программирования (В. С.
Михалевич, Н. З. Шор). Эта схема была применена при решении задач
проектирования автомобильных и железных дорог, электрических и газовых
сетей. В.В. Шкурба развил эту схему вместе с методами имитационного
моделирования для решения задач упорядочения, в частности в теории
6
расписаний и календарном планировании. Эти результаты послужили
математической основой систем "Львов" и "Кунцево".
Именно в это же время (в начале 70-х годов ХХ века) делает свой
очередной прорыв А.И. Китов - разработку и внедрение первой в стране АСУ
в непроизводственной сфере, что бесспорно было новаторством. А.И. Китов
создаёт АСУ "Здравоохранение" и становится основоположником
«медицинской кибернетики» в СССР, признанным лидером в этой области
как в Советском Союзе, так и за рубежом.
Новый этап в развитии АСУП пришелся на вторую половину 70-х
годов и 80-е годы. Это были комплексные АСУП, в которых органически
интегрировались
в
единое
целое
задачи
автоматизированного
проектирования новых изделий (САПР), технологической подготовки
производства (АСПП), автоматизации испытаний готовых изделий и
автоматизации организационного управления предприятием (АСУП в
прежнем, функциональном понимании). Техническую базу нового поколения
АСУП составляли, как правило, модели ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ. Комплексные
АСУП были разработаны и внедрены на Ульяновском авиационном заводе и
других предприятиях оборонного комплекса под руководством В. И.
Скурихина, А. А.Морозова.
На 1970-й год в стране действовало порядка 400 АСУП, а через пять
лет их число достигло порядка трёх тысяч (не считая засекреченных военных
и оборонных автоматизированных систем управления). В основном это
происходило по типовым проектам, разработчиками которых стали такие
головные институты всех девяти оборонных министерств (научный
руководитель - В.М.Глушков, главный конструктор - А.И.Китов),
ВНИПИОАСУ (директор - В.С.Синяк) - для ряда гражданских
машиностроительных и приборостроительных отраслей (ГК - О.В.
Голованов) и ряд других. Внедренные в практику ОАСУ стали
информационно-интеллектуальными штабами в своих отраслях.
Одновременно
комплексные
АСУП
создавались
научноисследовательскими
институтами
Всесоюзного
объединения
"Союзсистемпром" Минприбора СССР; ЦНИИТУ, г. Минск; ГНИПИ ВТ, г.
Казань; НИИУМС, г. Пермь и др. для промышленных предприятий народнохозяйственной сферы (Минский тракторный завод и др.).
В настоящее время вместо понятия АСУП используется более точное
понятие "интегрированные системы планирования ресурсов предприятия".
Под ними понимают системы, в которых функционально объединяются
существовавшие ранее как автономные ("островки автоматизации") системы
для решения задач автоматизации учета и управления производством,
финансами, снабжением и сбытом, кадрами и информационными ресурсами.
Техническую
базу
современных
ERP-систем,
использующих
преимущественно распределенную архитектуру клиент-сервер, составляют
серверы и рабочие места пользователей, объединенные локальными сетями.
7
Совершенствование управления направлено на оптимизацию
хозяйственных связей. Давая наибольший экономический эффект, оно
требует обработки больших объемов информации, использования
экономико-математических методов, проведения многовариантных расчетов.
Иерархическая структура органов управления, в свою очередь, вызывает
необходимость четкой, взаимосвязанной организации всех звеньев,
агрегирования информации на различных уровнях управления, отработанной
системы обратных связей.
В пособии изложены общие вопросы создания автоматизированных
систем управления, раскрыта функциональная часть ИС, где особое
внимание уделено рассмотрению функций управления, функциональным
задачам и особенностям их постановок и реализации в многоуровневой
интергированной иерархической системе управления промышленным
предприятием.
Вопросы стандартизации систем
Существуют группы стандартов,
принятых и действующих в
Российской Федерации, Международные стандарты (ISO), Английские (BS) и
более общо Европейские (ECMA), Американские (ANSI) и другие системы
стандартов в области применения информационных технологий в
управлении производственными предприятиями. В стандартах введена
терминология, модели объектов и средств автоматизации, описаны
концептуальные структуры и взаимосвязи между их элементами. Так,
например, в соответствии со стандартом ISA 95.00.01-2001 выделяются два
домена: управление предприятием и управление производством. Два домена
тесно связаны. Взаимодействие между доменами - информационное.
Рис. 1. Домены интегрированных систем управления.
8
Системы стандартов MPS, MPR, MPR-II, ERP, ERP-II и CSRP отражают
последовательно развитие идей горизонтальной и вертикальной интеграции
информационных систем предприятий (см. рис. 2.)
Рис. 2. Этапы развития стандартов.
В ERP-системах значительное внимание уделяется средствам
поддержки принятия решений и средствам интеграции с хранилищами
данных (иногда включаемых в систему как новый модуль). В ERP-системах
реализованы следующие основные функциональные блоки:
Планирование продаж и производства. Результатом действия блока
является разработка плана производства основных видов продукции.
Управление спросом. Данный блок предназначен для прогноза будущего
спроса на продукцию, Определения объема заказов, которые можно
предложить клиенту в конкретный момент времени, определения спроса
дистрибьюторов, спроса в рамках предприятия и др.
Укрупненное планирование мощностей. Используется для конкретизации
планов производства и определения степени их выполнимости.
Основной план производства (план-график выпуска продукции).
Определяется продукция в конечных единицах (изделиях) со сроками
изготовления и количеством.
Планирование потребностей в материалах. Определяются виды
материальных ресурсов (сборных узлов, готовых агрегатов, покупных
изделий, исходного сырья, полуфабрикатов и др.) и конкретные сроки их
поставки для выполнения плана.
Спецификация изделий. Определяет состав конечного изделия,
материальные ресурсы, необходимые для его изготовления, и др. Фактически
спецификация является связующим звеном между основным планом
производства и планом потребностей в материалах.
9
Планирование потребностей в мощностях. На данном этапе планирования
более
детально,
чем
на
предыдущих
уровнях,
определяются
производственные мощности.
Маршрутизация/рабочие
центры.
С
помощью
данного
блока
конкретизируются как производственные мощности различного уровня, так и
маршруты, в соответствии с которыми выпускаются изделия.
Проверка и корректировка цеховых планов по мощностям.
Управление закупками, запасами, продажами.
Управление финансами (ведение Главной книги, расчеты с дебиторами и
кредиторами, учет основных средств, управление наличными средствами,
планирование финансовой деятельности и др.).
Управление затратами (учет всех затрат предприятия и калькуляция
себестоимости готовой продукции или услуг).
Управление проектами/программами.
В соответствии с современными требованиями APICS (Американской
Ассоциации Контроля над Производством и Материально-роизводственными
Запасами), ERP-система должна помимо ядра, реализующего стандарт MRPII
(или его аналога для непрерывного производства), включать следующие
модули:
управления логистическими цепочками SCM (ранее — DRP, Distribution
Resource Planning);
усовершенствованного планирования и составления производственных
графиков APS (Advanced Planning and Scheduling);
управления взаимоотношениями с клиентами CRM (ранее назывался
модулем автоматизации продаж — Sales Force Automation);
электронной коммерции ЕС (Electronic Commerce);
управления данными об изделии PDM (Product Data Management);
надстройку бизнес-интеллекта (Business Intelligence), включающую
решения на основе систем делового анализа OLAP (On-Line Analysis
Processing) и поддержки принятия решений DSS (Decision Support Systems);
автономный модуль, отвечающий за конфигурирование системы SACE
(Stand Alone Configuration Engine); окончательного (детализированного)
планирования ресурсов FRP (Finite Resource Planning).
В системах ERP разработаны развитые средства настройки
(конфигурирования) и адаптации, в том числе применяемые динамически в
процессе эксплуатации систем.
Планирования ресурсов, синхронизированное с покупателем - CSRP
(Customer Synchronized Resourсe Planning) имеющая два фокуса - на
производственной эффективности и на создании покупательской ценности.
CSRP-подход надстраивается поверх существующего функционала ERP и
обеспечивает связь между производственное планирования далее, к
покупателю. CSRP предоставляет действенные методы и приложения для
создания продуктов с повышенной ценностью для покупателя.
Для внедрения CSRP необходимо:
10
1. Оптимизировать производственную деятельность (операции), построив
эффективную производственную инфраструктуру на основе методологии и
инструментария ERP;
2. Интегрировать покупателя и сфокусированные на покупателе
подразделения
организации,
с
основными
планирующими
и
производственными подразделениями;
3. Внедрить открытые технологии, чтобы создать технологическую
инфраструктуру, которая может поддерживать интеграцию покупателей,
поставщиков и приложений управления производством.
CSRP начинается с эффективности элементов. Планирование
производства и всей деятельности переопределяется и становится
планированием заказов покупателей и динамическим производством. Это
отражается в следующем:
Непосредственная интеграция с информацией о конфигурации заказов
позволяет производственным подразделениям увеличить целостность
процесса планирования путем снижения количества повторной работы и
снижения числа перерывов из-за наплыва заказов. Усовершенствование
производственного планирования дает возможность производителям
обеспечить лучшую оценку сроков поставок и улучшить поставку вовремя.
Производственное планирование теперь позволяет оптимизировать
операции на основе действительных покупательских заказов, а не на
прогнозах или оценках. С доступом в реальном времени к точной
информации о заказах покупателей, подразделения планирования могут
динамически изменять группирование работ, последовательность исполнения
заказов покупателей, приобретения и заключения субконтрактов с целью
улучшения обслуживания покупателей и снижения стоимости.
Стандарты развивались в сторону все большего покрытия
интегрированными информационными системами всех уровней управления
предприятиями. Независимые организации по стандартизации создавали
стандарты, которые имеют пересечения.
Рис. 3. Вложенный характер стандартов.
11
Принципы структурного анализа и синтеза систем.
Научную основу проектирования, внедрения и развития ИС составляют
теоретические положения системного анализа и информатики в аспекте
хранения, переработки информации в условиях массового использования
вычислительной техники и других технических средств управления.
Под системой понимается совокупность различных элементов, которые
связаны определенными отношениями, образуют единую структуру и
обеспечивают целенаправленное функционирование. Под элементом
понимается структурная составляющая, не подлежащая разбиению на части,
однако допускающая при необходимости рассмотрение ее как
самостоятельной системы. Кибернетика изучает все многообразие систем,
включая динамические и стохастические системы. Социально-экономические
системы, реализующие функции управления экономическими объектами,
получили название систем организационного управления. Системы
управления в экономике характеризуются большим количеством
взаимосвязанных элементов, многоуровневой иерархической структурой,
большой сложностью. Так, предприятие представляет собой сложную
систему, которая реализует процессы управления экономической
деятельностью и включает различных функциональные службы и
подразделения, производство и сбыт. В условиях организационного
управления каждый из этих объектов может рассматриваться как
самостоятельная система, нуждающаяся в конкретных ресурсах для
реализации цели функционирования. Сложная система включает системы
более низкого (по иерархии) уровня — подсистемы, каждая из которых имеет
свою цель функционирования, подчиненную общей цели и свою структуру.
Сложная система постоянно расширяется и развивается. Если, в первом
приближении, элементы системы составляют ее статику, то динамизм
системе придает достигаемое в процессе управления целенаправленное
взаимодействие ее структурных элементов.
Важнейшими взаимодействующими элементами системы являются
объект управления, управляющий орган, каналы прямой и обратной связи.
Объект управления (ОУ) в социально-экономических системах
реализует функции, связанные с выпуском продукции или предоставлением
услуг. Для нормального функционирования в объект управления поступают
различные ресурсы (материалы, финансы, трудовые ресурсы, информация).
Их движение в ходе производственного процесса контролируется и
регулируется для достижения заданной цели — получения требуемого
объема и качества продукции, выполненных работ и услуг. При этом
создается информация, характеризующая реализованные процессы.
Объектами управления являются производственные и хозяйственные
процессы и сопровождающие их потоки материальных, энергетических,
трудовых и прочих ресурсов, нуждающиеся в управлении.
12
Управляющий орган (УО) осуществляет функции управления,
устанавливает общую цель (стратегию) функционирования для системы в
целом и подцели (политики) — для подсистем, систем низового уровня. Этот
элемент обеспечивает контроль деятельности (состояния) объекта
управления, выявляет возможные сбои, отклонения и обеспечивает
своевременное приведение его к нормальному функционированию.
В рамках определенной цели функционирования каждая система
организационного управления реализует функции прогнозирования,
планирования, учета, анализа, регулирования.
При реализации своих функций управляющий орган использует
разнообразную технико-экономическую информацию, которая позволяет
выработать и принять обоснованные решения, направленные на достижение
стоящих перед системой целей. Управляющий орган включает аппарат
управления, т. е. работников соответствующих служб, а также методы и
технические средства передачи и обработки информации для выдачи
управляющих воздействий на объект управления.
Объект управления и управляющий орган объединены прямой и
обратной связью. Связь осуществляется посредством информации, т. е.
сведений, дающих представление о состоянии объекта управления в каждый
установленный для наблюдения момент времени и отражающих
разнообразие в процессах и явлениях.
Прямая связь — командная информация (управляющие параметры),
задающая цель и необходимые параметры функционирования, содержащая
плановые, нормативные, директивные и другие сведения, оказывающие
воздействие на объект управления, определяющие параметры его
функционирования.
Обратная
связь —
информация,
отражающая
результат
функционирования объекта управления, обеспечивающая управляющую
систему сведениями о возмущающих воздействиях, о состоянии объекта на
определенный момент времени.
Автоматизированные
системы
организационного
управления
отличаются сложностью, определяемой не только большим числом и
разнообразием входящих в систему элементов, но прежде всего
многообразием их связей и принципов управления. Внутрисистемные связи и
взаимосвязи с внешней средой — системами более высокого и более низкого
уровня иерархии управления — предопределяют поведение всей системы в
целом, ее динамику, выполнение ею своих функций. Все многообразие
связей осуществляется посредством информации, которая по каналам связи
передает цель функционирования, различные команды управления от
системы более высокого уровня к системам низового звена и обратно —
информацию, необходимую для анализа и регулирования функционального
процесса.
Рассматривая процесс управления, прежде всего, как процесс
информационный, кибернетика выдвинула на первый план исследование
13
информации в теоретическом и прикладном аспектах. Применение методов
информатики в автоматизации процессов организационного управления
позволяет решить проблему создания информационного обслуживания
аппарата управления, при котором будет обеспечено решение широкого
круга задач в режиме реального времени.
Автоматизированные системы организационного управления как
системы человеко-машинные создаются на единых научных принципах,
первоначально сформулированных академиком В. М. Глушковым, а в
настоящее время закрепленных ГОСТом 34.003-90: системности, развития,
совместимости, стандартизации и унификации, эффективности.
Принцип системности является основополагающим при создании,
функционировании и развитии АСУ. Он позволяет установить и сохранить
связи между структурными элементами, обеспечивающими целостность
системы. На стадии анализа, прежде всего, устанавливается, что делает
система и как она реализует конкретные функции. Системный подход
предполагает двухаспектный анализ, получивший название макро- и
микроподхода.
При макроанализе система (или ее элемент) исследуются как часть
системы более высокого ранга или внешней среды, особое внимание
уделяется информационным связям. Системный анализ позволяет установить
их количество, выделить и анализировать связи, которые обусловлены целью
изучения системы, а затем выбрать и наиболее предпочтительные,
реализующие целевую функцию.
При микроанализе изучается структура объекта, анализируются его
составные элементы.
Системный анализ позволяет рассматривать элементы с точки зрения
их функциональных характеристик, проявляющихся через связи с другими
элементами и внешней средой. На стадии синтеза систем, и в частности на
стадии создания АСУ, системный подход облегчает математическое
описание процесса функционирования, исследование различных свойств
отдельных элементов и системы в целом, позволяет моделировать процессы
для анализа работы создаваемых систем. При системном описании
информационных систем пользуются следующими видами структур,
отличающиеся типами элементов и связей между ними (ГОСТ 34.003-90):
 функциональная (элементы — функции, задачи, операции; связи —
информационные);
 техническая (элементы — устройства; связи — линии связи);
 организационная (элементы — коллективы людей и отдельные
исполнители;
связи —
информационные,
соподчинения
и
взаимодействия);
 алгоритмическая (элементы — алгоритмы; связи — информационные);
 программная
(элементы —
программные
модули;
связи —
информационные и управляющие);
14
 информационная (элементы — формы существования и представления
информации в системе; связи — операции преобразования информации
в системе).
В соответствии с перечисленными типами структур выделяются виды
архитектур информационной системы. Характерной (типовой) структурой
автоматизированных систем управления является многоуровневая
иерархическая. Такая структура строго упорядочивает элементы сложной
целенаправленной системы по уровням иерархии. Любая иерархия состоит из
вертикально соподчиненных элементов (подсистем) и может быть
представлена графически. Иерархические структуры в системах управления
получили широкое распространение ввиду преимуществ, которыми они
обладают: иерархическая структура создает относительную свободу
локальных действий отдельным элементам по уровням управления;
возможность целесообразно сочетать различные для каждого уровня системы
локальные критерии оптимальности и глобальный критерий оптимальности
системы в целом; гибкость системы управления и возможность
приспосабливаться к изменяющимся условиям; повышение надежности за
счет возможности введения элементной избыточности, рационального
направления потоков информации в системе.
Изучение связей и разработка структур производятся на стадиях
анализа и синтеза системы на базе системного подхода и моделирования. С
использованием математического и логического аппарата строят модели,
которые отображают подобие изучаемого или проектируемого объекта или
процесса.
Модели строятся функциональные — относительно простые — и
структурные, отличающиеся значительной сложностью.
Функциональные модели, как правило, описывают зависимости между
входными и выходными состояниями системы или ее элементов.
Структурные модели отражают функциональные и структурные
характеристики системы и позволяют получать относительно полное
представление об объекте.
Методы системного подхода и моделирования позволяют в доступной
для анализа форме отразить все существенное и использовать
информационные технологии для исследования поведения системы в
конкретных, заданных «экспериментатором» условиях. Поэтому в основе
создания любых ИС в настоящее время лежит метод моделирования на базе
системного подхода, позволяющий находить оптимальный вариант
структуры системы и тем самым обеспечивать ее наиболее эффективное
функционирование.
Принцип развития заключается в том, что интегрированная система
автоматизированного управления процессами должна создаваться с учетом
пополнения и обновления функций системы и видов ее обеспечений.
Автоматизированная система должна наращивать свои мощности,
15
оснащаться новыми техническими и программными средствами, быть
способной постоянно расширять и обновлять информационный фонд,
создаваемый в виде системы баз данных.
Принцип совместимости заключается в обеспечении способности
взаимодействия АСУ различных видов и уровней в процессе их совместного
функционирования. Реализация названного принципа обеспечивает
нормальное функционирование экономических объектов, повышение
эффективности управления предприятием.
Принцип стандартизации и унификации заключается в
рациональном
применении
типовых,
унифицированных
и
стандартизированных элементов при создании и развитии АСУ. Внедрение в
практику создания и развития АСУ этого принципа позволяет сократить
временные, трудовые, стоимостные затраты на создание АСУ при
максимальном использовании накопленного опыта в формировании
проектных решений и внедрении автоматизации проектировочных работ.
Принцип эффективности заключается в достижении рационального
соотношения между затратами на создание АСУ и целевыми эффектами,
получаемыми при ее функционировании.
Приведенные принципы являются основополагающими при создании
АСУ организационного типа. Они обеспечивают методическое единство всех
автоматизированных систем организационного управления как систем
человеко-машинных, в которых человек может выступать и в качестве
объекта управления, и в роли управляющего звена. Каждая организационноэкономическая система обладает конкретной целью функционирования,
большим количеством элементов. Однако научно обоснованные принципы
создания человеко-машинных систем позволяют установить единый подход к
построению общей модели (моделей) любой АСУ, выделив при этом две
части — функциональную и обеспечивающую, каждая из которых
включает ряд компонент.
Под компонентом АСУ согласно ГОСТ 34.003-90 понимается часть
АСУ, выделенная по определенному признаку или группе признаков и
рассматриваемая как единое целое. Такое определение согласуется с
принципами структурного анализа систем.
Цель функционирования автоматизированной системы управления
полностью совпадает с целью функционирования экономического объекта.
Например, для автоматизированных систем управления материально
техническим обеспечением она определяется как обеспечение предприятий
и организаций необходимыми средствами производства и ресурсами,
включая материальные ресурсы при минимуме затрат на их доставку,
складирование, хранение.
Для достижения сформулированных в каждом отдельном случае целей
система должна реализовать функции прогнозирования, планирования, учета,
регулирования производственных и хозяйственных процессов с применением
технических средств управления и экономико-математических методов.
16
Функциональная часть АСУ определяет состав, порядок и принципы
взаимодействия функциональных подсистем для достижения стоящей перед
экономическим объектом (как системой) цели функционирования. Каждая
функциональная подсистема включает комплексы задач управления
производственными процессами, движением ресурсов. Под задачей АСУ
понимается часть автоматизированной функции автоматизированной
системы управления, характеризуемая конечным или промежуточным
результатом в конечной форме (ГОСТ 34.003-90).
Обеспечивающая часть АСУ, также состоящая из подсистем,
определяет
их
состав,
порядок
и
принципы
взаимодействия,
автоматизирующие процесс решения задач с использованием ИКТ и других
технических
средств
управления
в
установленных
режимах
функционирования. Состав обеспечивающей части АСУ, как правило,
однороден для различных систем и определен ГОСТом 34.003-90.
Обязательным обеспечением АСУ являются информационное,
техническое,
организационное,
математическое,
программное,
лингвистическое (языковое). Разрабатываются также правовое и
эргономическое обеспечение с учетом особенностей функционирования
человеко-машинных систем. Единообразие в построении обеспечивающих
частей АСУ позволяет реализовать принцип совместимости различных
систем в процессе их функционирования.
Классификация автоматизированных систем управления
Автоматизированные системы управления разнообразны и могут быть
классифицированы по ряду признаков: сфере функционирования объекта
управления (промышленность, строительство, транспорт, сельское хозяйство,
сфера
услуг);
виду
управляемого
процесса
(технологический,
организационный, экономический и т. п.); уровню в системе управления
(ГОСТ 34.003-90). Классификация систем по первому признаку вполне
очевидна, поэтому рассмотрим второй и третий признаки.
17
АСУТП
АСУОТ
АСУП
АСОУ
Автоматизирова
нные системы
управления
АСНИ
АСОИ
САПР
АОС
Рис. 4. Классификация автоматизированных систем управления и обработки по
видам деятельности
Вид управляемого процесса или характер деятельности, выполняемой
объектом управления, положен в основу классификации АСУ, приведенной
на рис. 4.
Автоматизированная
система
управления
технологическими
процессами (АСУТП) обеспечивает управление технологическими
процессами, станками, автоматическими линиями. В этих системах
выполнение всех формализованных операций по сбору, первичной
обработке, хранению информации и управлению технологическими
процессами осуществляет комплекс технических средств совместно со
средствами сбора, передачи и обработки данных. Вопросы, связанные с
принятием управленческих решений, остаются за человеком. Если АСУТП
строятся как иерархические, то человеком выполняются функции на верхнем
уровне иерархии, т. е. мониторинг и диагностика состояния технической
системы, принятие регламентированных решений и регулирование
технологических процессов.
Проблемы
автоматизации
процессов
управления
сложными
технологическими комплексами все больше соприкасаются с задачами
управления предприятиями в организационно-экономическом плане
(установление основных параметров функционирования в сочетании с
планированием, управлением запасами, управлением трудовыми и
финансовыми ресурсами), обусловливают необходимость их совместного
рассмотрения при проектировании и функционировании информационных
систем, что привело к созданию на предприятиях автоматизированных
систем управления организационно-технологических (АСУОТ). Они
представляют собой многоуровневые системы, сочетающие функции АСУТП
18
и АСУП (автоматизированной системы управления предприятием). АСУОТ
обеспечивает согласованное по целям, критериям оптимальности и
процедурам обработки данных совместное функционирование всех звеньев с
применением необходимых средств сопряжения и взаимодействия, что
позволяет существенно повысить эффективность и качество их работы.
Для автоматизированных систем организационного управления
(АСОУ) объектом управления являются производственно-хозяйственные,
социально-экономические процессы, реализуемые на всех уровнях
управления предприятиями и организациями, любом территориальном
уровне.
Объектом автоматизации для автоматизированных систем обработки
информации (АСОИ) будут, прежде всего, информационные фонды, массивы
данных и процессы по их формированию, сбору, хранению, обработке,
передаче. Цель функционирования таких систем — информационное
обслуживание
самых
разнообразных
пользователей,
включая
административно-управленческий персонал предприятий и организаций. Они
тесно примыкают к автоматизированным системам организационного
управления и нередко составляют их звенья. Это особенно характерно для
автоматизированных систем обработки экономической информации
(АСОЭИ), которые, используя современные технические средства, ведут
обработку бухгалтерской, статистической, финансовой информации в
условиях АСУП и ОАСУ, обеспечивают формирование регулярной
внутренней и внешней отчетности. АСОИ, прежде всего, ориентированы на
обработку научно-технической, библиотечной, патентной, архивносправочной информации. Они создаются как информационно-поисковые
системы (ИПС — документальные, фактографические или документальнофактографические (смешанные)). Все АСОИ автоматизируют процессы
накопления, хранения, поиска, формирования, редактирования и выдачи
всевозможных сведений в рамках процессов научно-исследовательской
деятельности, патентных служб и архивов.
Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ)
являются важным средством повышения качества и эффективности научных
и инженерных исследований. При этом экономико-математические методы,
модели, технические средства широко используются при проведении
экспериментальных работ, реализации информационно-логических моделей,
описывающих изучаемые процессы, явления, объекты для обработки
результатов исследования.
Система автоматизации проектировочных работ (САПР) — человекомашинная система, объектом автоматизации в которой являются сложные,
трудоемкие работы по созданию и совершенствованию новых изделий,
оборудования,
технологических
и
информационных
процессов,
автоматизированных систем управления. САПР охватывает научноисследовательскую подготовку, ведение конструкторских и проектных работ,
основывается на применении моделирования, развитой системы баз данных,
19
алгоритмов и программ. САПР, беря на себя наиболее трудоемкие процедуры
на стадиях предпроектного исследования, в процессе формирования
проектных решений, их экспериментальной апробации, оформления
технической документации, последующем анализе результатов внедрения, по
праву могут рассматриваться в настоящее время как катализаторы научнотехнического прогресса, результативность внедрения которых определяет
темпы технического обновления производственных и информационных
процессов. САПР могут действовать как самостоятельные системы либо в
рамках функционирующих автоматизированных систем организационного
управления.
Автоматизированные обучающие системы (АОС), первоначально
появившиеся в области медицины (разрабатывались Китовым), где с
помощью алгоритмов и программ велось обучение и проверка знаний
клинических методов студентами или врачами, в настоящее время получают
все более широкое распространение при подготовке специалистов высшего и
среднего
специального
образования,
повышении
квалификации
специалистов, занятых в самых различных сферах человеческой
деятельности. Использование комплекса технических средств, учебнометодического, информационного, программного обеспечения АОС
позволяет формировать технологические схемы подготовки учебных курсов,
сценарии учебного диалога, средства адаптации к особенностям обучаемых.
Останавливаясь более подробно на рассмотрении автоматизированных
систем организационного управления (АСОУ), следует напомнить, что
экономика
функционирует
на
основе
сочетания
принципов
централизованного и децентрализованного планирования и управления. В
соответствии с этими принципами действуют АСУ организационного типа.
Они осуществляют автоматизированный сбор и обработку информации для
учета, планирования и управления на всех уровнях и во всех звеньях
экономического субъекта.
Автоматизированные системы организационного управления могут
классифицироваться по принципу управления, масштабам деятельности или
уровням управления, по типу структуры управления (централизованные и
децентрализованные), по функциональному признаку, определяющему
основное содержание обрабатываемой информации при решении
функциональных задач объекта управления. В состав АСОУ входят АСУ
предприятиями (производственными объединениями) и организациями.
Наиболее распространенный вид АСОУ — автоматизированные
системы управления предприятиями (АСУП). Они автоматизируют процесс
обработки экономической информации на базе экономико-математических
методов и моделей, оптимизирующих производственно-хозяйственную
деятельность предприятия. АСУП являются важнейшим поставщиком
экономической информации для функционирования предприятий.
Необходимость повышения эффективности производства и качества
выпускаемых изделий предопределяет переход к созданию на
20
промышленных предприятиях и в объединениях комплексных АСУ,
сочетающих функции управления технологическими процессами и
коллективами людей, занятых организацией производственно-хозяйственной
деятельности всех звеньев и предприятий в целом. Системы, интегрирующие
приведенные процессы (АСУОТ), находят все более широкое
распространение в производственных объединениях. В условиях
функционирования АСУ производственным объединением и научнопроизводственным объединением АСУП и АСУОТ включаются в них наряду
с автоматизированными системами научных исследований (АСНИ),
системами автоматизации проектировочных работ (САПР), АСУ
производственными процессами, цехами.
На современном этапе решается проблема создания комплексных АСУ,
объединяющих разнородные интегрированные АСУ, отличающиеся по
характеру деятельности и решаемым задачам (задачи управления
производственными процессами, управления технологическими процессами,
автоматизации проектирования, автоматизации планирования испытаний,
административно-управленческой деятельности). Комплексные АСУ
открывают возможности резкого повышения эффективности их
функционирования, т. е. согласования глобального и локальных критериев
эффективности, оптимума автоматизации решаемых задач, единства
информационной базы.
Этапы развития интегрированных систем
Возможно выделить три (последовательных) этапа развития
(внедрения) корпоративной информационной системы.
На первом этапе разрабатывается (внедряется) в рамках каждого узла
автоматизации автоматизированная система обработки данных (АСОД).
Основная задача первого этапа – автоматизация функций учета, контроля и
отчетности. На этой стадии закладываются основы необходимой
организационно-технической базы. Информационная система обеспечивает в
процессе функционирования обмен информацией с пользователем,
осуществляет обработку данных, когда результат решения одной задачи
управления служит сигналом к автоматическому переходу на выполнение
следующей задачи или формирование отчетов. Стремясь к максимальному и
наиболее эффективному использованию технических средств, и прежде всего
к рентабельности дорогостоящих капиталовложений в ИКТ и объемов затрат
на сопровождение и эксплуатацию, обработку информации (ИТинфраструктуру) организуют централизованно либо в локальных
вычислительных центрах либо в кустовых вычислительных центрах.
Например, создается локальный вычислительный центр, решающий задачи
функционального подразделения предприятия и центральный кустовой
вычислительный центр в рамках производственного объединения, когда
обработка ведется для нескольких предприятий территориально удаленных
21
расположенных от центра обработки данных. Для локальных и центрального
вычислительных центров задачи характеризуются уровнем в иерархии
управленческих решений – типы данных различаются, происходит их
агрегация.
На втором этапе осуществляется проектирование и внедрение
интегрированной системы обработки данных. Основная задача второго этапа
– автоматизация функций учета, контроля, отчетности и регулирования. Под
интегрированной системой обработки данных (ИСОД) понимается
дальнейшее совершенствование АСОД, при котором создается и реализуется
качественно
новая
технология
функционирования
системы,
предусматривающая интеграцию источников данных, интеграцию сбора,
регистрации, передачи, хранения, обработки данных, интеграцию подготовки
управленческих решений по всей совокупности задач организационного
управления. В процессе проектирования применяются технологические
принципы интеграции информационной базы, создавая ее в виде
распределенного автоматизированного банка данных. Такой подход дает
возможность проектировать многоуровневые автоматизированные системы
обработки информации, в основу которых кладутся вычислительные сети,
распределенные базы данных, развитая сеть терминалов для удобства работы
с ИС пользователям и взаимодействия ВЦ между собой. Разработка
осуществляется с целью обеспечения диалогового режима взаимодействия
пользователей с ИС. На этом этапе возникают все основные черты
архитектуры корпоративной информационной системы.
Третья стадия связывается с заключительным этапом создания АСУ
организационного типа и полным вводом в эксплуатацию согласно
сформулированным целям функционирования. Основная задача третьего
этапа – автоматизация функций анализа и планирования, учета, контроля,
отчетности и регулирования. При этом наряду с совершенствованием
интегрированной
системы
обработки
данных,
предоставлением
пользователям максимальных удобств для работы с системой в реальном
масштабе времени основное внимание на этой стадии будет уделяется
внедрению
экономико-математических
методов,
моделированию
исследуемых
производственно-хозяйственных
ситуаций
самими
работниками управления с применением средств ИКТ, получению
оптимальных результатов для принятия обоснованных управленческих
решений.
Работы заключительной стадии создания АСОУ должны привести к
вводу в действие автоматизированной системы сбора, передачи и обработки
информации для планирования, учета и управления в масштабах
предприятия. Тем самым будет решена задача формирования
многоуровневой иерархической сети автоматизированных систем управления
организационного
типа,
реализующей
функции
перспективного
планирования, оптимального функционирования экономических объектов,
22
единой автоматизированной информационной системы, обслуживающей
органы управления.
Так, например, материально-техническое снабжение, обеспечивая
планомерное обращение средств производства, является необходимой
составляющей
любой
производственной
деятельности.
Работа
производственных предприятий с дискретным или непрерывным циклом
производства, предприятий транспорта, связи, строительства, сельского
хозяйства немыслима без обеспечения их материальными ресурсами.
Основная
функция
материально-технического
снабжения
как
обслуживающей системы состоит в удовлетворении потребностей
предприятий и организаций в необходимых средствах производства. В
идеальной форме процесс снабжения сводится к решению вопросов: кому, от
кого, какие материалы, когда и сколько требуется поставить. Сложность
задачи определяется наличием взаимозаменяемых видов продукции и тем,
что для бесперебойной работы предприятий нужны различного вида запасы
материалов, что при формировании хозяйственных связей должны
учитываться десятки разнообразных, нередко противоречивых факторов.
Система МТС уникальна в силу специфики объекта управления.
Организуя и регулируя материальные потоки в сфере обращения, она
образует одну из важнейших составных частей инфраструктуры
предприятия. Величина и направленность материальных потоков
предопределяются масштабом и характером производства, территориальным
расположением отдельных производственных подразделений с учетом их
назначения (производство элементов/сборка). Для реализации своей функции
система МТС располагает функциональными службами: складским
хозяйством, погрузочно-разгрузочной техникой, оборудованием для
подготовки материалов к производственному потреблению. Важная роль в
решении задач МТС принадлежит транспорту, который обслуживает систему
снабжения (логистика: транспортная и складская). Наличие материальной
составляющей в системе МТС предопределяет необходимость управления
наличными внутренними ресурсами.
Однако основной является функция снабжения, связанная с
рациональной организацией материальных потоков. В реализации этой
комплексной функции можно выделить два этапа: составление планов МТС
и их реализацию.
Процесс планирования начинается с выявления потребностей в
средствах производства. Они определяются в различных временных
интервалах во всех звеньях производства продукции и предоставления услуг.
Следующий шаг — выявление источников покрытия установленной
потребности. Одна из важнейших проблем — рациональное распределение
имеющихся материальных ресурсов по экономическим направлениям, между
отдельными хозяйственными звеньями. Следует таким образом
удовлетворить потребность при ограниченных в отдельных случаях ресурсах,
чтобы обеспечить максимальный суммарный эффект. Заключительный этап
23
планирования состоит в формировании хозяйственных связей между
производителями и потребителями. На основе заключенных договоров
составляются планы поставок продукции.
На стадии реализации планов осуществляются учет, контроль и анализ
использования средств производства, а в случае необходимости —
оперативная корректировка плана и перераспределение ресурсов. Учетноконтрольная функция, реализуя обратную связь в контуре управления,
обеспечивает управляющие органы снабжения информацией о ходе
выполнения плановых заданий. Проведение анализа сложившейся практики
управления снабжением осуществляется с целью выявления путей его
дальнейшего совершенствования.
Рассмотренные функции управления при различных масштабах
деятельности, разной степени детализации процессов присущи большинству
органов управления предприятия или корпорации.
Рис. 5. Структура органов управления.
Набор функций управления вытекает из подхода к делению системы на
элементы исходя из продуктового либо территориального признаков. На всех
уровнях системы решается задача определения потребности в продукции,
производится контроль поставок, распределение фондов, управление
запасами. Для создания АСУ важно определить, в какой мере функции
поддаются автоматизации, т. е. степень формализации процедур управления
снабжением. В зависимости от уровня формализации функции управления
подразделяются на три класса.
24
Рис. 6. Иерархия задач управления по степени автоматизации
формиарование прирм е
о
ы
ф
оритетов для
Не ем и
распределения лизу кци
н
продукции, уточне- фу
ние статей баланса
ой
ьн ел рма и.
т
и
чи о
на и ф нкц аВ з пен е фу втом ном
сте емы ся а стич ва
т
а
у
Расчет потребности в
из даю ри ч упр нала
л
и
д
п
продукции разработка
о
и
По ции чен ерс
ю
п
е
балансов, прикрепление
а
сть
из ивл кого
т
но ны
потребителей к поставщикам,
л
пр чес
по ова
н
расчет норм запасов
и
р
ле
и
ци тизи
а
ци
ер ма
за
п
и
о
Учет движения, использования
О вт
ал
а
рм
материалов, контроль поставок,
фо
ь
составление статистической
ен
еп
отчетности
Ст
Функции управления
Первый класс функций включает большую часть учетных процедур.
Здесь доминируют операции по сбору данных, их документальному
отражению, группировке и обобщению. Алгоритмы расчетов тривиальны и
сводятся к выполнению простейших арифметических операций.
Второй класс функций управления включает расчеты потребности в
материальных ресурсах, решение транспортных задач (логистика), выявление
оптимальных запасов материалов, разработку балансов и другие, достаточно
хорошо формализуемые процедуры. Применение СМО позволяет, как
правило, совершенствовать используемую ранее методологию за счет
внедрения экономико-математических методов. Однако часть функций
сохраняется за управленческим персоналом. Такие процедуры, как
формирование критериев оптимальности, выбор ограничений, оценка
вариантов решения, выполняются человеком. Опыт и знания эксперта
необходимы для правильного построения модели, для верной интерпретации
полученных результатов.
К третьему классу функций управления относятся процедуры поиска и
принятия решений — большинство вопросов совершенствования системы
МТС, другие функции стратегического управления. Сюда относятся также
процедуры, с юридической точки зрения не выполнимые без участия
определенных должностных лиц, например, вопросы согласования принятых
решений в вышестоящей инстанции с внешними системами управления.
Выполнение такого рода функций не исключает, однако, использования
информационных систем в качестве вспомогательного средства для
принятия аргументированного решения в диалоговом режиме.
Функции
управления,
реализуемые
в
АСУ,
составляют
функциональную часть системы. Она в свою очередь делится на
25
функциональные подсистемы, представляющие собой относительно
обособленные участки управленческой деятельности с единой целевой
функцией. В любой системе управления можно выделить такой сравнительно
замкнутый круг работ (контур управления), характеризующийся смысловой
законченностью.
Рис. 7. Архитектура информационной системы.
Архитектура ИС
Функциональная архитектура
Информационная структура
Gи (N, I)
N - информационные узлы;
I - информационные
направления
Маршрутная структура
Sм = {p (Gи (Gф ))}
p - последовательности узлов
доступа и коммутации
между информационными
узлами в различных
информационных
направлениях
Логическая структура
Sл = {P, F, R, C}
P - типы информационных
процессов
F - функции обработки
и обмена информацией,
реализуемые ИП типа P
R - правила (rules), протоколы
выполнения функций F
C - способы (формы)
представления информации
в соответствии
с протоколами R
Архитектура ТКС
Физическая структура
Gф (N, L)
N - узлы доступа и коммутации
L - каналы передачи
Gи (N, I )
1
Sл = {P, F, R, C}
Речь
Данные
Видео
3
2
ИП
Sм = {π(Gи(Gф ))}
3
P
1
4
5
6
7
C
F
2
R
Gф (N, L )
1
3
4
5
2
6
7
Управление запасами, например, хотя и тесно связано с уровнем
планирования, качеством выполнения поставок, имеет свой ярко
выраженный круг проблем: расчет норм и контрольных значений запасов,
расчет ожидаемых остатков продукции, учет фактического состояния
различного вида запасов. Все внешние обстоятельства рассматриваются как
ограничительные, они не являются объектом оптимизации в рамках данной
26
подсистемы. Управление запасами дает пример контура оперативного
управления.
Перечень контуров управления производственным предприятием:
 Управление финансами
 Управление взаимоотношениями с клиентами
 Управление взаимоотношениями с поставщиками
 Управление жизненным циклом продукта
 Управление персоналом
 Управление логистической сетью
 Управление производственной деятельностью
 Управление сервисными службами предприятия
 Управление нормативно-справочной информацией (НСИ)
 Управление материально-техническим обеспечением
 Управление техническим обслуживанием оборудования
Каждая из функциональных подсистем (соответствует контуру
управления) охватывает весьма широкий спектр вопросов и подразделяется
на задачи. Задача включает комплекс процедур по преобразованию
определенного вида информации для принятия управляющего решения.
Расчетом лимитов материалов, например, определяется величина
максимально допустимого отпуска продукции со склада. Задача определения
потребности в специфицированной номенклатуре детализирует сведения о
ней с указанием сортов и размеров материала. Группы однородных задач в
рамках одной функциональной подсистемы образуют комплексы задач.
Модели интегрированных систем
Модель CIM
Архитектура ИС предприятия центральный объект моделей CIM и
PERA. CIM (Computer-Integrated Manufacturing) – модель архитектуры
информационных систем, в соответствии с которой все производственные
процессы контролируются посредством CAD- и CAM-систем.
В соответствии с моделью CIM все информационные системы
предприятия делятся на уровни по двум критериям: дискретность оси
времени, в единицах которой функционируют информационные системы, и
объемы данных, обрабатываемых на каждом уровне модели. В рамках
концепции CIM информационные системы образуют пирамиду. Системы
верхнего уровня оперируют данными на относительно больших временных
промежутках, а нижнего — имеют дело с большим потоком данных
реального времени. Каждое сечение пирамиды имеет площадь,
пропорциональную объему обрабатываемых данных. На вершине этот объем
минимален, в основании — максимален. Для связи дискретной оси времени
наверху пирамиды с событиями реального времени в ее основании
27
используются промежуточные системы цехового уровня: Production Control,
или Manufacturing Execution Systems — MES (см. рис 8)
Рис. 8. Один из вариантов модели CIM.
Нижний уровень модели представляют элементы сбора данных
(датчики), средний — устройства с программным управлением (например,
контроллеры станков с ЧПУ), затем идут автоматизированные системы
диспетчерского управления SCADA, взаимодействующие с оборудованием.
Над ними находятся MES-системы, собирающие данные о технологических
процессах и предоставляющие информацию для ERP-систем.
Одной из основных концепций CIM было понятие интерфейса, т. е.
способа взаимодействия информационных систем. При этом разработчиков
модели не интересовало, какая именно информация передается с помощью
интерфейсов (с какой частотой и точностью, как она преобразуется в
процессе обмена данными) — в фокусе их внимания находились способы
связывания систем различного уровня. CIM предлагала лишь модель
развития различных видов интерфейсов интеграции приложений.
Особенностью модели CIM является практически полное отсутствие
информационных потоков из внешней рыночной среды. Авторы CIM
полагали, что в условиях постоянного рыночного спроса, избытка клиентов и
недостатка товаров ключевыми бизнес целями должны быть стабилизация
производственных процессов и обеспечение надлежащего качества
продукции.
Задачи модели CIM

Улучшение способа применения информационных технологий для
сбора, обработки и использования информации на предприятиях с
дискретным типом производства.
28


Устранение островков автоматизации, т. е. информационных систем,
обслуживающих определенную группу пользователей, решающих
локальную
задачу
и
не
взаимодействующих
с
иными
информационными системами (например, геометрические модели,
создаваемые в САПР).
Повышение
производительности
и
конкурентоспособности
предприятия.
Недостатки (неполнота) модели CIM



Не учитывался человеческий фактор.
Не было четкой методологии внедрения модели.
Не удавалось правильно оценить трудозатраты на создание
интеграционных решений.
PERA (Purdue Enterprise Reference Architecture) – модель
информационных систем, являющаяся развитием модели CIM, описывающая
как архитектуру корпоративных информационных систем в целом, так и
процессы, происходящие в контурах производственного контроля.
Разрабатывалась университете Пёдью (США) и появилась в 1992 г. В этой
модели были выделены функциональные блоки, с которыми пересекаются
функциональность производственных систем и интерфейсы между блоками.
Данная модель определила функциональность внутрицеховых систем:





управление материалами и энергетическими ресурсами;
составление расписания и производственное планирование (частично);
внутрицеховая логистика;
контроль качества продукции;
управление техобслуживанием и ремонтами.
В существующей практике применения состав информационных
систем, возложенные на них задачи, уровень интеграции систем значительно
различаются. Как правило, на предприятиях реализована лоскутная
автоматизация средствами разнотипных систем.
Так, например, на одном из предприятий задача автоматизации
процессов технического обслуживания и ремонта оборудования реализована
сразу в двух системах: «ТРИМ PMC» НПО СПЕЦТЕК и «1С:ТОИР», что
приводит к дублированию данных и препятствует решению задач
перспективного планирования и оптимизации процессов ТОИР и всей
связанной с ними цепочки процессов производства продукции и
модернизации оборудования. Одна из важнейших задач корпоративной
информационной системы - автоматизация функции прогнозирования,
планирования, учета и регулирования процессов организационного
управления на всех уровнях иерархии (см. рис. 9).
29
Рис. 9. Уровни управления в модели ISA 95.00.01-2001
Все перечисленные функции 3 и 4 уровней модели связаны с
выработкой, принятием и последующим выполнением управленческих
решений. Специалисты аппарата управления в своей деятельности
основываются на информации как средстве отображения процессов, явлений,
объектов и событий. В связи с этим особое значение имеет качественная
информационная и инжиниринговая модель предприятия. Количественные
изменения в объемах и номенклатуре производства, качественные изменения
технологических процессов, интенсивное развитие межпроизводственных и
внутрипроизводственных связей и внешние факторы сопровождаются резким
увеличением объема и структуры информационных потоков, используемых в
планировании и управлении. Управление здесь рассматривается, прежде
всего, как процесс информационный.
Внедрение и развитие корпоративных информационных систем на
предприятии должно проводиться на базе единых методических принципов,
с применением научно обоснованных, унифицированных методов. Это
необходимо для обеспечения функционального, и прежде всего
информационного, технического и технологического, взаимодействия
информационных систем различных уровней и назначений. В противном
случае возможны противоречия между задачами перспективного
планирования и анализа агрегированых данных на уровне предприятия для
принятия стратегических решений и недостаточной информативностью
данных низового оперативного уровней.
30
Функциональные задачи подсистем
Функциональные задачи определяют структуру интегрированной
информационной системы: состав компонент и принципы их сопряжения,
сетевую модель, информационную модель, принципы организации защиты
информации и стратегию развития.
В соответствии со стандартом ISA 95.00.03-2005 описаны
организационно выделенные функциональные задачи в деятельности
предприятия и потоки данных, интегрирующие управленческую
деятельность.
Рис. 10. Функциональные компоненты по ISA-95.
Подсистема определения потребности в продукции
В подсистеме решается круг вопросов, связанных с разработкой общих и
частных планов.
В подсистеме решаются следующие основные комплексы задач:





определение предварительной потребности,
предварительная увязка объемов производства и потребления,
разработка материальных балансов,
распределение фондов,
определение специфицированной потребности.
31
Большой объем обрабатываемой в подсистеме информации сочетается с
многообразием экономико-организационных условий решения задачи.
Номенклатура продукции определяется на разных уровнях операционной
деятельности. При этом методы решения функционально тождественных
задач весьма разнообразны. Существенное влияние на методологию
планирования оказывают такие факторы, как степень детализации
номенклатуры, тип производства, вид хозяйственных связей, степень
востребованности продукции.
Составление плана представляет собой многошаговый процесс,
требующий координации деятельности органов планирования с
многочисленными
внешними
системами.
Схема
функциональных
взаимосвязей
подсистемы
определения
потребности
с
другими
компонентами информационной системы приведена на рис.11.
Рис. 11. Основные функциональные связи подсистемы определения
потребности в продукции
Задачи
Сопряженные внешние системы
Уровни
управления
ERP
Определение
предварительной
потребности
4
3
2
Предварительная увязка
объемов производства и
потребления
4
3
2
Разработка материальных балансов
4
3
2
Распределение
фондов
4
3
2
Определение
специфицированной
потребности
3
2
1
PMC
MES
SSM
CON
P/PE
(SCM – Supply-chain management, SSM – Sales and service management, ERP – Enterprise resource
management, MES – Manufacturing execution system, P/PE – Plant and process engineering, CON –
Real-time process control, PMC - process monitoring and control system)
Первый этап разработки годового плана начинается с определения
предварительной потребности на уровне контрольных цифр перспективного
32
плана развития, задания по снижению норм расхода сырья и материалов, из
низовых уровней — исполнительные балансы за предыдущий год, от PMC
системы — отчеты о выполнении заданий по снижению норм расхода сырья
и материалов. По каждому наименованию ресурса в укрупненной
номенклатуре прогнозируется величина потребности в целом по
предприятию и по направлениям использования — для фондодержателей,
экономических субъектов, отдельных заводов или производств.
Производится предварительный расчет ресурсов по планируемой
номенклатуре в разрезе предприятия в целом и по источникам поступлений
заявок. Проведение расчетов по каждому из направлений использования и
источников поступлений представляет самостоятельную задачу с присущими
для нее методами решения.
На втором этапе разработки плана уточняется потребность и величина
ресурсов для удовлетворения этой потребности. Размер потребности на
уровне предприятия уточняется на основе полученных из ОАСУ сводных
заявок и расчетов потребности. Отчетные данные об остатках промышленной
продукции поступают из АСГС. Объем ресурсов уточняется на основе
проектов планов производства, поступающих в отделы производственного
планирования.
Третий этап составления плана — балансирование. На основе
накопленной на первых двух этапах информации и проекта плана развития
составляется расчетный баланс. Он представляет собой равенство: П𝑖 = Р𝑖 ,
где П𝑖 — емкость рынка в i-й продукции; Р𝑖 — величина ресурсов i-й
продукции. При дефиците (П𝑖 >Р𝑖 ) либо избытке продукции (П𝑖 <Р𝑖 )
балансовая увязка может быть достигнута различными путями: увеличением
(сокращением) объемов производства, увеличением (сокращением) импорта
и экспорта за счет резервов. Применение ИКТ, методов многовариантного
планирования и балансовых расчетов позволяет определить наиболее
целесообразное использование ресурсов по направлениям расхода.
Предложения о ликвидации де-балансов передаются в АСПР, ОАСУ. В
случаях, когда дефицит продукции (П𝑖 >Р𝑖 ) не может быть устранен
корректировкой планируемых показателей, величина
потребности
принимается на уровне выделенных ресурсов, и с учетом внесенных
коррективов решается задача их распределения. В результате мероприятий
по ликвидации диспропорций в снабжении народного хозяйства
разрабатываются проекты материальных балансов.
На четвертом этапе распределяются фонды в балансовой
номенклатуре. Для решения задачи используется разнообразная внешняя
информация: из АСПР поступает перечень планов производства; из ОАСУ —
ведомости распределения материальных ресурсов по номенклатуре,
исполнительные балансы; от АСУ предприятий - исполнительные балансы.
Распределение продукции производится с учетом степени ее дефицитности
таким образом, чтобы наиболее полно обеспечить основные виды
33
производства. Результаты расчетов в виде фондовых извещений передаются
в ОАСУ, АСУП.
На заключительном этапе составления плана определяется
специфицированная потребность в материальных ресурсах. После
утверждения плана в определенный срок окончательно корректируются
выделенные средства.
Подсистема материально-технического снабжения
Основная цель функционирования подсистемы УМТС состоит в
удовлетворении потребностей производства в материальных ресурсах при
минимуме затрат на их приобретение, транспортировку и хранение.
Оптимизация потоков материальных ресурсов в АСУП достигается путем
решения большого числа задач планирования, учета и контроля, анализа и
регулирования. Для каждой из задач определяется базовый вариант решения
и его модификации, задаются наборы параметров, дающие возможность
пользователю выбрать нужный вариант решения. Предусматривается и
добавление отдельных процедур либо их замена без изменения остальных.
Задачи подсистемы материально-технического снабжения:





расчет потребности в материалах и комплектующих
расчет лимитов материалов и комплектующих
учет обеспеченности материалами и комплектующими
оперативный учет движения материалов и комплектующих
оперативный учет реализации фондов по материалам и
комплектующим
 контроль за состоянием запасов по материалам и комплектующим
 статистическая отчетность
Успешное решение задач материально-технического снабжения в
АСУП зависит от уровня информационного обеспечения. Информационное
обеспечение подсистемы УМТС включает показатели, разнообразную
первичную документацию, классификаторы различного вида, массивы
данных на машинных носителях. Его качественный уровень во многом
предопределяет
эффективность
процесса
управления
движением
материальных ресурсов на предприятии. То обстоятельство, что
информационные связи подсистемы весьма многочисленны и не
ограничиваются рамками АСУ предприятия, создает трудности при
проектировании информационного обеспечения. Интенсивный обмен
данными с АСУ сторонних предприятий, ведомств, организаций требует
построения информационной системы с высокой степенью адаптации.
Следует учитывать разнообразие поступающих в подсистему УМТС форм
первичных документов, используемых систем классификации и кодирования.
Информация, передаваемая вне подсистемы, должна быть представлена в
виде, удовлетворяющем требованиям получателей. Решение указанных
34
проблем существенно упрощается в условиях применения унифицированных
систем документации, единых классификаторов.
С созданием банков данных совокупность сведений, отражающих
разные стороны процесса движения материальных ресурсов, образует в
памяти ЭВМ взаимосвязанные массивы информации с минимальной
избыточностью. Они являются составной частью базы данных и
используются как для решения задач подсистемы УМТС, так и других
функциональных подсистем АСУП. В базу данных входят следующие
массивы информации по МТС: технико-производственных норм — содержат
характеристики условий поставок, подвижного состава, складских
помещений и оборудования; норм материальных затрат — нормы расхода
материалов, нормы запасов; номенклатура-ценник на материалы, покупные
полуфабрикаты и готовые изделия; справочные данные — содержат
характеристики материалов в укрупненной номенклатуре и по группам
материалов; выделенные фонды МТС по поставщикам; массивы
оперативного учета движения материалов на общезаводских складах, в
цехах.
Кроме того, при решении задач снабжения используется информация
из других подсистем АСУП: массив применяемости деталей и сборочных
единиц в изделиях из подсистемы технической подготовки производства;
массивы планов производства из подсистемы технико-экономического
планирования;
массивы
квартальных
и
месячных
подетальных
производственных программ, оперативного учета производства из
подсистемы оперативного управления основным производством.
Важным фактором, оказывающим влияние на повышение
эффективности материально-технического снабжения в АСУП, является
применение экономико-математических методов, моделей и их реализация с
использованием ЭВМ.
С помощью информационных задач реализуется справочная функция.
Алгоритм их решения сводится, главным образом, к поиску нужной
информации из базы данных. В подсистеме УМТС к информационным
относятся задачи, отражающие наличие определенного вида сырья и
материалов на складе, в цехе, движение материальных ресурсов на
конкретную дату. Наличие такого рода сведений повышает уровень
информированности персонала функциональных и линейных служб
предприятия, способствует качественному улучшению управления
материально-техническим снабжением. Однако технические трудности,
связанные с реализацией справочной функции, приводят к тому, что
информационные задачи весьма редко решаются на практике.
В расчетных задачах преобразование данных осуществляется в
соответствии с алгоритмом прямого счета. Например, лимит отпуска
материальных ресурсов цехам (𝐿𝑖 ) рассчитывается по формуле
𝐿𝑖 = 𝑃𝑖 + 𝑍𝑖 − 𝑂𝑖 ,
где 𝑃𝑖 —потребность цеха в i-м виде материального ресурса;
35
𝑍𝑖 — планируемый цеху запас материального ресурса i-го вида;
𝑂𝑖 — остаток i-го вида материального ресурса на начало планируемого
периода.
Преобразование информации здесь сводится к выполнению
простейших арифметических операций, хотя машинная реализация
алгоритма при этом может оказаться весьма сложной. Кроме указанной
задачи, к расчетным относятся задачи учета, контроля и отчетности.
В оптимизационных задачах на основе одного либо многовариантных
расчетов достигаются наилучшие решения по управлению материальными
ресурсами. Сфера приложения экономико-математических методов в задачах
снабжения довольно обширна.
Влияние случайных факторов при расчете показателей МТС
обусловливает использование в плановой практике теории вероятности,
необходимость прогнозных расчетов плана МТС требует применения
методов
прогнозирования.
Оптимизация
материальных
запасов,
совершенствование управления складскими процессами достигаются путем
использования методов теории массового обслуживания.
Однако в большинстве действующих АСУП методы прямого счета
превалируют даже в тех задачах снабжения, для решения которых
целесообразно привлечение математического аппарата. Такой подход, хотя и
снижает трудоемкость расчетов, повышает их достоверность и
оперативность, не решает проблемы качественного совершенствования
управления.
Например,
определение
перспективной
потребности
предприятий в материальных ресурсах осуществляется обычно методом
прямого счета. Отсутствие в период заявочной кампании утвержденного
плана производства, научно обоснованных норм приводит к тому, что
заявляемая потребность нередко отличается от действительно необходимой
на 30% и более. При использовании методов математического
прогнозирования отклонения составляют лишь около 3% [38]. Применяют
различные методы прогнозирования в зависимости от характера исходной
информации: регрессионного анализа, аналитического выравнивания,
линейного
предиктора.
Наибольшее
распространение
получили
регрессионные
модели,
позволяющие
установить
связь
между
прогнозируемыми показателями: величиной потребности на основное
производство — 𝑦1 , капитальным строительством — 𝑦2 и влияющими на них
факторами: объемом валовой продукции — 𝑥1 , строительно-монтажных
работ — 𝑥2 . Уравнения регрессии в общем виде могут быть представлены
следующим образом:
′
𝑦1 = 𝜑1 (𝑥1 , 𝑎0 , 𝑎1 , 𝑎2 , … , 𝑎𝑛 ); 𝑦2 = 𝜑2 (𝑥2 , 𝑎0′ , 𝑎1′ , 𝑎2′ , … , 𝑎𝑚
),
′
′
′
′
где 𝑎0 , 𝑎1 , 𝑎2 , … , 𝑎𝑛 ; 𝑎0 , 𝑎1 , 𝑎2 , … , 𝑎𝑚 — коэффициенты уравнений
регрессии.
Установив аналитический вид функции (гипербола, парабола, прямая,
показательная функция) и определив методом наименьших квадратов
36
значения коэффициентов уравнений регрессии, можно достаточно точно
прогнозировать величину потребности в материальных ресурсах.
Следует иметь в виду, что использование методов математического
прогнозирования эффективно не во всех случаях. В условиях резких скачков
фактического потребления материальных ресурсов, вызванных, например,
изменениями плановых заданий, метод экстраполяции не дает требуемой
точности.
При наличии обоснованных норм и стабильных плановых заданий
приемлем прямой расчет потребности в материалах, полуфабрикатах и
комплектующих изделиях. Используются подетальный или поиздельный
методы определения потребности. При подетальном методе потребность (П)
рассчитывается по формуле:
П𝑖 = ∑𝑛𝑗=1 Н𝑖𝑗 ∙ В𝑗 ,
где Н𝑖𝑗 — норма расхода i-го вида материальных ресурсов на
производство j-й детали;
В𝑗 —объем производства j-х деталей.
Подобным же образом, используя поиздельные нормы расхода и
данные об объеме производства в изделиях, определяется потребность
поиздельным методом.
Подсистема управления сбытом продукции
Сбыт продукции — акт возмещения издержек производства и
получения прибыли — определяет общественную потребность в
произведенном продукте. В условиях постоянно расширяющихся
экономических связей роль служб сбыта промышленных предприятий
существенно повышается. Осуществляя связь с потребителями продукции,
они участвуют в формировании номенклатурного плана производства,
обеспечивают выполнение договорных обязательств.
Задача подсистемы управления сбытом:
- расчет плана поставок,
- оперативно-календарное планирование,
- учет движения готовой продукции,
- учет реализованной продукции,
- оперативный контроль за формированием портфеля заказов,
- составление статистического отчета.
Управление
сбытом —
функция
различных
подразделений
предприятия. Отдел сбыта, получив фондовые наряды на поставку
продукции, заключает хозяйственные договора с заказчиками, участвует в
разработке планов реализации готовой продукции, оперативно руководит
работой по ее отгрузке, организует оперативный учет готовой продукции.
Отдел технического контроля проверяет качество отгружаемой продукции.
Финансовый отдел контролирует реализацию и поступление средств за
проданную продукцию. В функции бухгалтерии входят учет поступления
37
средств за реализованную продукцию, разработка отчетности о движении
готовой продукции.
Как видно, рекомендуемый перечень содержит в основном задачи
учета и контроля. Нередко же на предприятиях решается еще более узкий
круг задач. Между тем качественное совершенствование управления сбытом
продукции может быть достигнуто лишь на базе комплексной автоматизации
задач планирования, учета и контроля, анализа, регулирования. Важнейшие
среди них; формирование графика отгрузки готовой продукции, составление
плана реализации, прогнозирование сумм реализации и прибыли, анализ
состояния портфеля заказов, производственных заданий, анализ запасов
готовой продукции на складе, анализ отклонений отгрузки и реализации
готовой продукции от заданных графиков.
Состав информационного обеспечения подсистемы традиционен. Он
включает
показатели,
первичные
документы,
классификаторы,
информационные массивы и т. п.
Для первичных документов по сбыту-продажам характерны большой
удельный вес условно-постоянных данных, многострочность. Многие
документы
выписываются
в
нескольких
экземплярах,
требуют
предварительной (арифметической) обработки. Требуется автоматизировать
выписку платежных требований (поручений), ведение карточек складского
учета готовой продукции. Некоторые производные документы могут быть
получены автоматически путем распечатки на ЭВМ. Следовательно, формы
документов по сбыту должны отвечать требованиям, обусловленным
системой электронного документооборота обработкой информации.
В подсистемах управления сбытом широко используются
классификаторы: промышленной и сельскохозяйственной продукции,
предприятий и организаций, управленческой документации, обозначений
единиц веса и меры, величин счета и т.д.
Создание интегрированных систем обработки информации по сбыту
позволяет путем формирования единого информационного фонда сократить
дублирование данных, время поиска необходимой информации. База данных
подсистемы включает взаимосвязанные массивы информации.
Подсистема управления сбытом имеет информационные связи с
другими подсистемами АСУП: в части планирования производства и
реализации продукции —
с подсистемой технико-экономического
планирования; в части оперативного планирования выпуска продукции
цехами —
с
подсистемой
оперативного
управления
основным
производством; в части учета отгрузки и реализации готовой продукции — с
подсистемой бухгалтерского учета; в части управления транспортным
хозяйством — с подсистемой управления вспомогательным производством; в
части учета качества выпускаемой продукции — с подсистемой управления
качеством.
Большая часть задач подсистемы решается методом прямого счета, это
задачи учета и контроля, отчетности, оформления документации с помощью
38
ЭВМ. Автоматизация подобных работ не только снижает трудоемкость
расчетов и повышает их оперативность, но и дает возможность увеличить
степень
детализации
исследуемых
процессов,
расширить
круг
рассматриваемых проблем управления сбытом. Многие задачи планирования
сбыта должны решаться с применением методов оптимизации. К их числу
относится, например, задача планирования реализации и отгрузки
продукции. Полученный в результате ее решения план-график реализации и
отгрузки должен удовлетворять различным требованиям. В интересах
поставщика в первую очередь отгрузить наиболее дорогую продукцию
дальним потребителям — это позволит скорее выполнить план реализации. С
точки зрения транспортных организаций важно обеспечить прохождение
железнодорожными
составами
максимальных
расстояний
без
расформирования. Для потребителей представляет интерес равномерность
отгрузки продукции. Таким образом, возникает многокритериальная задача,
оптимальное решение которой может быть получено с помощью методов
математического программирования. В качестве критерия оптимальности
принимается одно из указанных выше требований.
Подсистема формирования хозяйственных связей.
Хозяйственные связи в материально-техническом снабжении
представляют собой отношения, возникающие в процессе обмена
материальными ресурсами между поставщиками и потребителями средств
производства. Эффективность производства товаров и услуг во многом
предопределяется структурой и уровнем организации хозяйственных связей.
В подсистеме решаются задачи перспективного и текущего
планирования экономически целесообразных связей между производителями
и потребителями продукции, задачи, обеспечивающие реализацию этих
связей. Решение задач подсистемы предполагает взаимодействие с другими
АСУ (рис. 12Error! Reference source not found.).
39
Сопряженные внешние системы
Уровни
управления
Задачи
ERP
Размещение
ассортиментного заказа
3
Прикрепление
потребителей к
поставщикам
Формирование прямых
длительных
хозяйственных связей
3
Определение форм
снабжения
4
SSM
CON
CON
PMC
P/PE
2
2
4
3
2
3
Рис. 12. Основные функциональные связи подсистемы формирования
хозяйственных связей
(SCM – Supply-chain management, SSM – Sales and service management, ERP – Enterprise resource
management, MES – Manufacturing execution system, P/PE – Plant and process engineering, CON –
Real-time process control)
На стадии перспективного планирования определяется структура
поставок, прогнозируется объем продукции в укрупненной номенклатуре по
формам снабжения, планируются прямые длительные хозяйственные связи.
Расчеты проводятся по укрупненной номенклатуре в региональном разрезе.
Совершенствование хозяйственного механизма предусматривает при
организации прямых длительных хозяйственных связей заключение
договоров между предприятиями. При планировании прямых длительных
хозяйственных связей используются сведения о перспективном размещении
ресурсов продукции в региональном и отраслевом разрезах, техникоэкономические показатели развития отраслей, поступающие из АСПР,
ОАСУ. АСУ предприятий разрабатывают и представляют в Госснаб
предложения о переводе на прямые длительные хозяйственные связи с их
технико-экономическим обоснованием.
Наиболее трудоемким является этап текущего планирования
хозяйственных связей. На основе данных о потребности народного хозяйства
в продукции и планов производства рассчитывается план размещения
ассортиментного заказа промышленности. Необходимость в этом возникает
при различной степени детализации номенклатуры ресурсов и потребности.
Для решения задачи используются прейскуранты цен и изменения к ним,
поступающие из АСОЗИ цен, сведения о магистральном, внутрирайонном
40
транспорте, транзитные нормы из АСУ транспортных министерств.
Показатели, характеризующие надежность поставщика, поступают из АСГС.
Значительный
объем
информации,
включающий
показатели
взаимозаменяемости, качества продукции, проекты планов производства,
поступает в подсистему формирования хозяйственных связей от АСУ
отраслей
и
предприятий.
Разрабатываемые
варианты
проекта
ассортиментного плана производства в разрезе изготовителей и
внутриплановых периодов передаются в ОАСУ, АСУП. Оптимизация
планирования размещения заказов способствует повышению объема выпуска
продукции без дополнительных капиталовложений.
Задача прикрепления потребителей к поставщикам связана с решением
нескольких нередко противоречивых проблем: при полном удовлетворении
потребностей потребителя и максимальном сокращении транспортных
расходов следует обеспечить наиболее рациональную загрузку оборудования
поставщика. Для решения задачи необходимы транспортно-технологические
характеристики поставщиков и потребителей, поступающие в АСУ Госснаба
СССР от АСУ предприятий, планы перевозок, получаемые от АСУ
транспортных министерств, показатели, характеризующие качество
продукции в разрезе поставщиков из ОАСУ. Разрабатываемые планы
прикрепления пересылаются в АСУ предприятий и отраслевых министерств.
Цель решения задачи «Выбор формы снабжения» состоит в
определении объемов складских и транзитных поставок, величины поставок
в порядке подсортировки. Здесь необходима разнообразная информация,
поступающая из внешних систем: прейскуранты цен и изменения к ним из
АСОЭИ цен, транзитные нормы из АСУ транспортных министерств, нормы
производственных запасов из ОАСУ, показатели, характеризующие
транспортно-заготовительные издержки, взаимозаменяемость продукции,
объемно-временные характеристики потребления из АСУП.
Совершенствование хозяйственных связей на базе использования
экономико-математических методов и ЭВМ дает значительный
экономический эффект.
Формирование хозяйственных связей рассматривается в следующих
временных и функциональных разрезах: перспективное планирование,
текущее планирование и оперативное управление.
На стадии перспективного планирования решаются комплексные
задачи:
 прогнозирование объемов поставок продукции производственнотехнического назначения по формам снабжения (складской и
транзитной), а также в порядке подсортировки (цеховой, заводской).
Расчеты производятся, как правило, по укрупненной номенклатурее;
 прогнозирование развития и организации длительных хозяйственных
связей — разработка схем прикрепления потребителей к поставщикам,
41
определение объемов поставок по укрупненной номенклатуре в целом,
а также по отдельным видам производства.
На стадии текущего планирования решаются задачи:
 согласование с поставщиками размещения ассортиментного заказа
промышленности на основе информации о потребности народного
хозяйства в развернутой номенклатуре продукции и планов
производства в групповой и подгрупповой номенклатуре;
 формирование массивов потребности по формам поставки —
транзитной, складской, в том числе в порядке внутрисистемной
подсортировки, на основе специфицированных требований;
 прикрепление потребителей к поставщикам на основе плановой
информации о потребностях и ресурсах, разработанной на
предшествующих этапах;
 оформление планов поставок и доведение их до исполнителей;
организация договорных обязательств между поставщиками и
потребителями продукции.
На стадии оперативного управления корректируются плановые задания
по поставкам продукции.
Исходная информация поступает от подсистемы определения
потребности и задачи размещения ассортиментного заказа на
территориальном уровне, а также из задачи «Выбор форм снабжения» при
прикреплении потребителей к снабженческо-сбытовым базам. Выходная
информация используется для оформления планов поставки.
Постановка задачи модифицируется на два основных вида — выбор
форм снабжения на основе сравнения транспортно-заготовительных затрат
по видам товародвижения и на основе предельных объемов потребности,
обеспечиваемой складской формой снабжения.
Первоочередные задачи подсистемы — задачи текущего планирования
товарных запасов на предприятиях по поставкам, учета, отчетности и
контроля товарных запасов на базах и производственных запасов у
потребителей на территориальном уровне.
Выходная информация формируется из планов поставки продукции на
базу, планов-графиков поставки потребителям, фактической поставки
продукции на базу.
Выходная информация формируется из следующих массивов:
приходные
ордера,
товарно-транспортные
накладные,
накладные,
фактические остатки товара, сличительная инвентаризационная ведомость по
складам, незакодированные позиции товара, корректировочная ведомость по
остаткам товара, отклонение цен по складу.
Выходная информация содержит:
42
 данные об остатках продукции на определенную дату в
специфицированной номенклатуре в натуральном выражении;
 сведения о реализации продукции с базы потребителям за отчетный
период и с начала года в специфицированной номенклатуре в
натуральном выражении;
 сведения о поставке продукции на базу за текущий период в
специфицированной номенклатуре в натуральном выражении.
Задачи, входящие в подсистему контроля поставок продукции,
призваны повышать надежность выполнения поставок, а также обеспечивать
своевременной и полной информацией звенья организационной структуры
предприятия для принятия решений
Подсистема управления запасами.
Решение проблемы надежности реализации связей достигается путем
управления запасами средств производства. Определение структуры и
минимально допустимого объема совокупного запаса, обеспечивающего
непрерывность процесса воспроизводства, является основной целью
функционирования подсистемы управления запасами. Рост объемов
производства и, как следствие, возрастание массы материальных ресурсов в
форме запасов требуют совершенствования методов управления ими.
Решение этой задачи связано с улучшением нормирования,
планирования, учета всех видов запасов.
Различают производственные и товарные запасы продукции
производственно-технического
назначения.
Средства
производства,
предназначенные для производственного потребления и находящиеся на
складах предприятий, образуют производственные запасы. Запасы готовой
продукции на складах предприятий, на базах и складах сбытовых
организаций составляют товарные (сбытовые) запасы. Они в свою очередь,
как и производственные, подразделяются на текущие и страховые.
Текущий запас обеспечивает непрерывность производства между
смежными запланированными поставками; страховой — достижение
надежности функционирования производства при отклонениях в объемах и
интервалах поставок.
Задачи подсистемы решаются на всех иерархических уровнях системы
управления и обеспечивают реализацию функций планирования, учета,
контроля, анализа и регулирования запасов.
Решение задач планирования позволяет рассчитать плановые величины
запасов. Функция учета в подсистеме реализуется комплексом задач,
отражающих фактический уровень запасов. Задачи контроля дают
возможность определить величину и характер отклонений фактических
запасов относительно запланированных показателей. Реализация в
подсистеме функции анализа состояния запасов позволяет установить
43
факторы, обусловливающие структуру и объем запасов, дать их
количественную оценку. Задачи регулирования призваны устранить
нежелательные отклонения фактических запасов относительно плановых
показателей.
Реализация указанных функций управления на каждом из
иерархических уровней предприятия имеет свою специфику. На нижних
уровнях управления разрабатывают нормы, осуществляют учет и контроль
товарных запасов, принимают меры по устранению излишних и
сверхнормативных остатков. В центральных органах управления определяют
сводные нормы товарных запасов, задания по дополнительному накоплению
запасов на базах и складах системы, анализируют отчетные данные,
перераспределяют материальные запасы.
Задачи
Уровни
управления
Сопряженные внешние системы
ERP
Расчет норм и
контрольных значений
товарных запасов по
поставкам продукции
4
Учет и контроль
фактического состояния
товарных запасов по
поставкам продукции
3
Учет и контроль
фактического состояния
совокупных запасов
2
PMC
CON
P/PE
3
2
2
1
Рис. 13. Основные функциональные связи подсистемы управления запасами с
другими АСУ
(SCM – Supply-chain management, SSM – Sales and service management, ERP – Enterprise resource
management, MES – Manufacturing execution system, P/PE – Plant and process engineering, CON –
Real-time process control)
Решение задач, связанных с управлением производственными
запасами, основано на полноте необходимых оперативных данных.
Подсистема контроля за поставками
Подсистема реализует функции планирования, учета, контроля и
анализа выполнения договорных обязательств по поставкам. Задачи
подсистемы решаются на разных уровнях управления, главным образом в
44
контуре
оперативного
управления
снабжением.
Средствами
информационной системы можно эффективно распределить функции по
контролю над поставками продукции отдельными органами МТС.
Подсистема контроля поставок включает задачи:
 обработка плановой и отчетной информации;
 расчет показателей, характеризующих выполнение плана поставок;
 выбор пороговых значений и определение недопоставок на основе
сопоставления плановых и предельных значений с фактическими
данными о состоянии поставок;
 анализ отклонений и выбор форм регулирующих воздействий;
доведение принятых решений до исполнителей.
Основное содержание задач подсистемы — разработка и анализ
отчетов.
Первоначально осуществлялся ежемесячный контроль за поставками
металла, леса, стройматериалов, цемента и декадный по особо
контролируемым видам продукции (топливо, резинотехническая продукция,
прокат).
Один из перспективных вариантов контроля — контроль по
отклонениям, основной задачей которого является определение недопоставок
или перевыполнение плана поставок.
Рассмотрим основных задач подсистемы.
Задача «Планирование поставок» обеспечивает формирование единого
плана поставки с календарной разбивкой сроков поставки. Единый план
формируется на основании следующей входной информации: наряд-заказы,
планы прикрепления, договора между поставщиками и потребителями,
особые условия поставки.
Цель задачи «Контроль поставок продукции из района поставщика» —
обеспечение планомерных и бесперебойных поставок продукции
предприятиями-поставщиками. Входная информация — планы поставок,
платежные требования, статистическая отчетность преобразуемая в отчеты и
справки о выполнении плана поставки. На следующем уровне входной
информацией
является
выходная
информация
нижнего
уровня,
преобразуемая в сводные отчеты и справки о выполнении планов поставки в
агрегированном виде. Периодичность решения — квартал, месяц и
оперативно.
Цель задачи «Составление сводной статистической отчетности» —
своевременное составление статистической отчетности о поставках за
отчетный период в разрезе предприятий по поставкам и управлению
материально-техническим снабжением.
Входная информация — плановые и учетные документы, выходная
информация — сводные отчеты, поступающие для анализа выполнения
поставок и принятия решений.
45
Комплекс задач «Контроль поставок продукции в разрезе основной
номенклатуре» решается на уровне предприятия. Входная информация —
планы поставок и отчеты, преобразуемые в ведомости агрегированных
данных о ходе поставок продукции с начала года, за квартал и за месяц и
нарастающим итогом с начала года.
Цель задачи «Оперативный контроль по отклонениям в выполнении
плана поставок важнейших видов продукции» — обеспечение плановооперативного управления своевременной и четкой информацией об
отклонениях от плана поставок продукции. Входной информацией служит
запрос, выходная информация выдается в виде ведомостей отклонений в
заданном разрезе. Периодичность решения задачи — декадная.
Подсистема «Контроль поставок продукции» на уровне предприятия
включает задачи, отражающие учет выполнения договорных обязательств:
при поставке по транзиту, по складским поставкам, по поставкам продукции
на базу, по поставкам от поставщика, а также составление сводной
отчетности и начисление штрафных санкций.
Уровни
управления
Задачи
Планирование
поставок
3
Контроль поставок
продукции от
поставщика
3
Контроль за
реализацией фондов
складских поставок
3
Составление сводной
статистической
отчетности
3
Сопряженные внешние системы
PMC
ERP
LOG
CON
P/PE
2
2
2
2
Рис. 14. Функциональные связи подсистемы контроля поставок
(SCM – Supply-chain management, SSM – Sales and service management, ERP – Enterprise resource
management, MES – Manufacturing execution system, P/PE – Plant and process engineering, CON –
Real-time process control)
Алгоритмы решения задач подсистемы не сложны и сводятся главным
образом к многократной сортировке и суммированию данных. Применение
информационных технологий, однако, значительно повысило аналитичность
разрабатываемых сводок. Наряду с обобщением фактических данных о
46
поставках продукции АСУ хранит плановую информацию, что позволяет
вести контроль поставок по методу отклонений. Использование
вычислительной техники дает возможность также решить одну из наиболее
острых проблем контроля поставок — оценку достоверности поступающей
отчетности. Достигается это путем одновременной обработки данных
отчетности и массива счетно-платежных документов. Сравнение полученных
итогов позволяет судить как о степени полноты массива счетно-платежных
документов, так и о достоверности статистических отчетов. Таким образом,
автоматизация расчетов, связанных с контролем над поставками, дает
возможность не только снизить трудоемкость вычислений, ускорить
разработку результатных сводок, но и способствует одновременно
повышению качества управленческих решений.
Подсистема планово-финансовой деятельности.
Рассмотренные выше функциональные подсистемы решают задачи,
связанные с оптимальным управлением материальными ресурсами в
масштабе предприятия. Следовательно, и получаемый при этом
экономический эффект проявляется в различных звеньях предприятия,
главным образом вне системы планирования процесса. В подсистеме
решаются задачи прогнозирования, планирования и анализа показателей
оценки объемов деятельности, труда и заработной платы, финансовых
показателей. Прогнозируются величина товарооборота, издержки обращения,
производительность труда, численность работников и фонд заработной
платы, размер оборотных средств.
К задачам планирования относятся:
 составление плана товарооборота, в том числе реализации со складов,
баз и через магазины; реализации транзитом;
 составление плана издержек обращения, в том числе расчеты издержек
обращения, предельных ассигнований на содержание аппарата
управления;
 расчет нормативов оборотных средств;
 составление плана по труду и заработной плате, в том числе расчеты
численности работников, производительности труда, фонда заработной
платы;
 составление финансового плана, в том числе расчеты распределения
прибыли, отчислений в фонды экономического стимулирования,
составление баланса доходов и расходов.
Анализ
результатов
финансово-хозяйственной
деятельности
проводится на основе решения задач анализа: выполнения плана
товарооборота, плана по издержкам обращения, производительности труда и
использования фонда заработной платы, выполнения финансового плана.
47
Уровни
управления
Задачи
Планирование
товарооборота
4
3
2
Планирование труда
и заработной платы
4
3
2
Составление
финансового плана
4
3
2
Сопряженные внешние системы
ERP
PMC
HR
S1
S2
CON
P/PE
Рис. 15. Основные функциональные связи подсистемы планово-финансовой
деятельности
(SCM – Supply-chain management, SSM – Sales and service management, ERP – Enterprise resource
management, MES – Manufacturing execution system, P/PE – Plant and process engineering, CON –
Real-time process control, S1 и S2 – внешние системы (кредитование и заимствование))
Объектами управления подсистемы планово-финансовой деятельности
являются трудовые, материальные и финансовые ресурсы. Задачи
прогнозирования включают прогноз товарооборота, издержек обращения,
производительности труда, численности и фонда заработной платы, доходов
и прибыли, оборотных средств. Расчетно-плановые задачи — доставление
плана товарооборота, плана издержек обращения, расчет нормативов
оборотных средств, составление плана прибыли, расчет прибыли и
рентабельности, составление финансового плана. Задачи анализа
предусматривают получение аналитических показателей выполнения плана
товарооборота, издержек обращения, использования оборотных средств,
производительности труда и фонда заработной платы, выполнения
финансового плана.
Задачи подсистемы имеют однотипные процедуры решения для всех
организаций определенного уровня управления материально-техническим
снабжением.
Планирование и анализ показателей товарооборота осуществляются в
территориальных органах снабжения. Результатом решения задачи
«Планирование и анализ товарооборота» будут показатели проекта плана и
сводного плана товарооборота и планов по видам реализации, что позволяет
проводить анализ по следующим направлениям: выполнение плана по видам
реализации, удельный вес складского товарооборота, выполнение плана
товарооборота по уровням управления, анализ товарных запасов.
Полученные
результаты
используются
для
последующего
планирования других показателей финансово-хозяйственной деятельности
48
(издержки обращения, оборотные средства, производительность труда,
доходы).
Задача «Расчет и анализ издержек обращения» предназначена для
планирования издержек обращения на год и по кварталам в территориальных
органах снабжения. Результатом решения задачи является составление
проекта плана и развернутого плана по этому показателю. Планирование
издержек обращения ведется по группам: расходы по завозу товаров;
расходы
по
хранению,
подработке
и
реализации
товаров;
непроизводительные расходы; административно-управленческие расходы.
Кроме того, каждая группа рассчитывается по статьям расходов,
включенных в эту группу.
Анализ издержек обращения для предприятий по поставкам продукции
проводится по всем элементам, статьям и группам издержек, а для товарного
управления — по укрупненным статьям и группам издержек. Результаты
анализа выдаются ежеквартально и нарастающим итогом с начала года.
Задача «Планирование производительности труда и численности
персонала» предназначена для планирования показателей в территориальных
органах снабжения в годовом и поквартальном разрезе. Расчет численности
персонала и производительности труда производится с учетом влияния на
эти показатели факторов в целом по предприятию по поставкам или
товарному управлению без разбивки по категориям работающих.
Задача
«Анализ
финансово-хозяйственной
деятельности»
предназначена для представления руководству ПФУ оперативной
информации о ходе выполнения плановых заданий на всех уровнях
управления. Результаты решения задачи позволяют анализировать
следующие показатели по итогам за квартал, полугодие и год: товарооборот,
доходы, издержки обращения и прибыли, состояние остатков товаров на
базах и складах, состояние собственных оборотных средств, начисление
амортизации на полное восстановление и капитальный ремонт основных
фондов, выполнение плана капитального ремонта, выполнение плана по
производительности.
49
Обеспечивающая часть АСУ
Структура обеспечивающей части
По своей структуре обеспечивающая часть многоуровневой АСУ
включает организационное, информационное, математическое, программное,
техническое, лингвистическое, правовое и эргономическое обеспечение.
Однако построение обеспечивающей части АСУ имеет свои особенности.
Они обусловлены
сущностью построения и функционирования
многоуровневой системы, взаимосвязью и взаимозависимостью ее
элементов.
Многоуровневость системы свидетельствует о ее сложности, а
организация функционирования на разных уровнях в процессе
взаимодействия требует тщательного исследования каждого элемента, его
внутренних и внешних связей, определения точных характеристик потоков
информации, изучения особенностей самой информации с точки зрения ее
возникновения, преобразования и передачи с одного уровня на другой.
Следовательно, в основу построения обеспечивающей части АСУ должны
быть положены результаты глубоких системных исследований на всех
уровнях сложной иерархической системы, причем главное направление
исследований — определение взаимосвязей элементов в условиях
оптимального функционирования всей системы в целом. Глобальный
критерий оптимального функционирования автоматизированной системы
управления устанавливается на стадии проектирования и, как правило, не
является однозначным и простым. Он состоит из совокупности показателей с
различными весовыми характеристиками. Поэтому важно правильно
установить локальные критерии функционирования для каждого уровня
системы в таком виде, чтобы глобальный критерий срабатывал наиболее
четко, а функционирование действительно оказалось оптимальным.
Критерий
оптимальности
устанавливается
как
при
построении
функциональной, так и при проектировании обеспечивающих подсистем.
Однако достижение оптимальности функционирования системы, как
показывает практика, в большей степени зависит от надежности и
эффективности работы обеспечивающей части системы.
Многоуровневая АСУ включает несколько уровней управления, что
предъявляет
повышенные
требования
к
совместимости
систем.
Совместимость автоматизированных систем управления — способность двух
и более автоматизированных систем управления взаимодействовать при
функционировании
(ГОСТ 24.003-84).
Необходимая
совместимость
элементов обеспечивающей части АСУ достигается путем использования
типовых проектных решений и единых методических материалов.
Совместимость элементов обеспечивающей части АСУ распространяется на
все виды обеспечения по уровням управления.
50
В организационном обеспечении совместимость достигается
согласованностью
организационно-распорядительных
документов
регламентирующих действия систем (ГОСТ 24.003-84).
В информационном обеспечении совместимость должна учитываться
как в процессе формирования информации, так и на этапах ее
преобразования и характеризоваться возможностью использования одних и
тех же данных разными компонентами ИС, обменом данных между ними.
Для функционирования в интерактивном режиме многоуровневая АСУ уже
на стадии проектирования должна создаваться с учетом ввода в действие
трех уровней системы и получения в каждом из управляющих органов
систематической оперативной информации о деятельности объектов
управления. Информационная совместимость распространяется не только
на требования к структуре информации, поступающей от объектов
управления, но и на формализованное представление данных в системе,
методы передачи информации, обеспечивающие ее своевременность и
достоверность.
Совместимость математического обеспечения на разных уровнях АСУ
достигается
разработкой
и
внедрением
комплексов
экономикоматематических моделей, охватывающих все этапы процессов управления.
Моделирование процесса управления в межуровневой увязке является
методологической основой выработки единого подхода к функционированию
системы. Привязка моделей типовых процессов к конкретным условиям
работы системы на разных уровнях должна обеспечивать единообразие
представления выходной информации, поступающей на следующий уровень
системы. Такой подход позволит избежать переформирования информации
при поступлении ее на более высокий уровень иерархии системы, что
особенно важно в условиях обработки оперативной информации, подготовки
управленческих решений. Экономико-математические модели и алгоритмы
задач материально-технического снабжения требуют увязки не только с
моделями процесса управления материально-техническим снабжением
отрасли или предприятия, но и с моделями других подсистем ОАСУ и
АСУП. Состыковка моделей в подобных случаях ведется с учетом
возможности получения выходных документов по материальнотехническому снабжению в точном соответствии с требованиями, которые к
ним предъявляет единство функционирования АСУ как многоуровневой
системы.
Совместимость программного обеспечения АСУ характеризуется
возможностью в условиях функционирования обмена программами,
необходимыми при их взаимодействии (ГОСТ 24.003-84). На каждом уровне
АСУ МТС максимально используются пакеты прикладных программ для
решения задач на больших и малых ЭВМ. Широкое внедрение в практику
работы органов снабжения получили мини-ЭВМ с терминальными
устройствами. Это выдвигает на первый план создание систем
распределенной обработки данных, что требует нового подхода к созданию
51
не только программного, но и других видов обеспечения —
информационного, математического, технического, организационного,
правового.
Совместимость в технических средствах должна обеспечить
возможность их автоматического взаимодействия, использования единых
методов получения и обработки информации на всех уровнях системы.
Отсутствие совместимости в технологическом оборудовании может привести
к большим потерям, к необходимости перекодировки информации,
дополнительным ручным операциям в подготовке и формировании
информационных массивов, нарушению временного режима работы, к
сложностям в оперативном управлении материально-техническим
снабжением. Использование единых методов расчета потребности в
технических средствах получения и обработки информации, единых
требований к комплексу технических средств в части их эксплуатационных
возможностей, надежности, кодовой и программной совместимости
значительно сокращает время на проектирование и освоение, повышает
эффективность использования, снижает затраты на создание системы и ее
эксплуатацию.
Совместимость правового обеспечения по уровням системы АСУ
направлена на достижение строгого учета и контроля за движением
материальных ценностей на всех уровнях системы и его юридически
правомерного информационного отображения для получения своевременной
и качественной результатной информации. Принятие управленческих
решений и представление отчетных сведений в органы управления
предъявляют повышенные требования к надежности и юридической
обоснованности информации. Поэтому как регламентация процессов
снабжения, так и обработка информации в АСУ должны вестись в точном
соответствии с правовыми нормами, установленными законодательными
органами страны.
Каждая из обеспечивающих подсистем АСУ МТС имеет свои
особенности построения и функционирования, которые рассмотрены в
последующих параграфах главы.
Организационное обеспечение
Организационное обеспечение — одно из необходимых условий
создания и функционирования интегрированных информационных систем.
Как на стадии разработки, так и на последующих стадиях должен быть
установлен четкий порядок, определены взаимоотношения всех субъектов,
участвующих в этом сложном процессе. Таким образом, сущность
организационного обеспечения — это, прежде всего, хорошо продуманная
организация всех работ и контроль за их исполнением.
При разработке автоматизированных систем управления определяются
подразделения, руководящие разработкой и внедрением АСУ, организация,
ответственная за разработку АСУ, и главный конструктор системы,
52
организации-соисполнители, источники финансирования работ, порядок
оформления результатов работ, порядок разрешения текущих вопросов.
Создаваемая АСУ должна быть ориентирована на ресурсосберегающую
технологию.
В функции заказчика АСУ входит разработка мероприятий по
совершенствованию существующей системы организации и управления,
технического задания на создание АСУ, унифицированных форматов
исходных данных, участие в разработке технического и рабочего проектов,
рассмотрение, согласование и утверждение всей проектной документации на
каждом этапе проектирования, а также финансирование работ по созданию
АСУ и проведение мероприятий, связанных с подготовкой и внедрением
АСУ.
В функции организации или подразделения-разработчика входит
изучение и анализ существующей системы управления, участие в разработке
технического задания на создание системы, составление сметы затрат,
разработка технического и рабочего проектов АСУ, участие во внедрении
АСУ и сдаче ее комиссии, проведение авторского надзора.
В случае привлечения к разработке АСУ организаций-соисполнителей
головная организация осуществляет контроль качества и своевременности
выполнения работ и их приемку, оказывает организациям-соисполнителям
научно-методическую помощь.
Для оперативного руководства всеми работами по созданию
автоматизированной системы управления в аппарате заказчика образуется
оперативная группа, в которую входят руководители основных
подразделений, представители головной организации и организацийсоисполнителей.
При разработке и создании АСУ необходимо исходить из того, что
управление МТС в социалистической экономике имеет своей главной целью
установление оптимальных хозяйственных связей между предприятиями
(объединениями) и оказание им услуг в сфере производства и обращения
средств производства и предметов народного потребления. Осуществление
этой функции достигается путем:
перспективного планирования рациональных схем длительных связей
по производству и поставкам продукции и размещения совокупных запасов:
текущего согласования номенклатурных программ производства с
ассортиментной потребностью потребителей, размещения заказов на
производство и прикрепления потребителей к поставщикам, определения
оптимального уровня запасов и резервов;
оперативного управления процессами производства, снабжения и
сбыта, т. е. контроля деятельности и коррекции для обеспечения достижения
оптимального значения целевой функции системы;
организации системы управления отраслью, т. е. определения
структуры, распределения видов деятельности, прав и установления
53
ответственности за их исполнение по отдельным звеньям и подразделениям
системы;
стимулирования коллективов подразделений производства и
материально-технического снабжения за достижение оптимальных
результатов их работы и системы в целом.
Под управлением в АСУ понимается выполнение подразделениями и
органами хозяйственного руководства перечисленных функций путем
выбора таких управляющих воздействий, которые обеспечивают наиболее
рациональное достижение целей экономики на основе принятого для оценки
эффективности критерия.
При
разработке
автоматизированной
системы
управления
целесообразно выделить основные комплексы задач АСУ: задачи
перспективного и текущего планирования, задачи оперативного управления,
учета и отчетности, задачи анализа.
В процессе проектирования АСУ необходимо уточнять перечень
функций, детализировать задачи для каждого уровня системы и определять
их взаимосвязи на каждом из уровней и между уровнями, выявлять состав
исходной и результатной информации для решения каждой задачи,
источники ее получения и потребителей.
В целях правильной организации разработки, проектирования и
внедрения
автоматизированных
систем
управления
материальнотехническим снабжением выделяются: предпроектное обследование
экономического объекта и разработка технико-экономического обоснования,
технического задания на проектирование и создание АСУ МТС; собственно
проектирование, которое разбивается на две стадии — разработку
технического проекта и разработку рабочего проекта; внедрение АСУ.
Каждый из указанных этапов имеет примерно следующее содержание.
Первоначально при создании АСУ разработчиком совместно с
заказчиком ведется технико-экономическое обоснование (ТЭО), понимаемое
как общее описание целей и путей превращения действующей системы
управления в систему оптимально-функционирующую.
Любая экономическая система управления при социализме, в том числе
и система управления снабжением и сбытом, является динамической
системой, способной к самосовершенствованию. Это заставляет вкладывать
иной смысл в понятие «создание» автоматизированной системы управления.
Речь идет о постепенном развитии и совершенствовании действующей
системы управления, доведения ее до уровня автоматизированной, что
закладывается при разработке проекта АСУ.
В ТЭО излагаются основные методологические положения о сущности
управления социалистической экономикой, о переходе к плановому
распределению сырья, материалов, полуфабрикатов и оборудования путем
оптовой торговли, о направлениях рационализации хозяйственных связей, о
возможности автоматизации управления, об экономико-правовых основах
АСУ, о критериях оценки и системе показателей функционирования
54
различных звеньев указанной системы, о принципах информационного,
математического, программного и технического обеспечения.
При разработке ТЭО, как и в последующем проектировании,
необходимо учитывать, что переход к автоматизированной системе
управления хозяйственными процессами не может быть осуществлен как
единовременный акт. Функционирование подобных систем любого уровня
неразрывно связано с общим функционированием социалистической
экономики. Постепенность перехода к АСУ означает возможность получения
значительного экономического эффекта за счет оптимального решения задач
при планировании и управлении хозяйственными процессами (оптимизация
поставок
продукции
производственно-технического
назначения,
рационализация загрузки производственных мощностей).
При этом имеется в виду переход от решения частных задач
планирования и управления к комплексной системе расчетов, охватывающих
все основные стороны деятельности предприятия. Особое внимание
уделяется
последовательному
изменению
экономико-правовых
и
организационных основ системы управления, внедрению новых критериев
оценки и системы показателей функционирования хозяйственных связей
между организациями, а также созданию надежной технической базы АСУ.
В ходе перечисленных работ проводятся интенсивные научные
исследования, охватывающие все стороны проблемы оптимизации
хозяйственных связей (экономические, организационные, информационнотехнические,
программно-математические).
Разработка
завершается
созданием полного описания функционирующей системы и направлений ее
совершенствования.
В дальнейшем продолжается планомерное в соответствии с техникоэкономическим обоснованием поэтапное проектирование системы. Изучение
действующей системы управления осуществляется путем проведения
обследований. Материалы, полученные в результате обследования, должны
быть использованы:
для разработки и поэтапного внедрения автоматизированной системы
управления снабжением;
для
составления
технического
задания
на
разработку
автоматизированной системы и для формирования документации
технического и рабочего проектов АСУ.
Остановимся на рассмотрении содержания работ и документации
предпроектного обследования:
 разработка программы, плана-графика и задания на обследование;
 создание рабочих групп и организация работ по проведению
обследования этими группами;
 рассмотрение и утверждение результатов обследования;
 общих методологических принципов решения задач управления
отраслью;
55
 основных функций и задач, реализующих управление отраслью;
 существующей организационной структуры управления отраслью;
 основных технико-экономических показателей отрасли; документации,
циркулирующей в обследуемом подразделении (форм документов,
маршрутов движения, перечня показателей); существующей системы
сбора и обработки информации; способов подготовки, сроков и
периодичности выдачи решений; содержания работ.
Обследование начинается с изучения основных функций, выполняемых
организациями и их руководителями. Далее изучаются задачи,
обеспечивающие реализацию функций управления, организационной
структуры, штатов и содержания работ. В процессе обследования должны
быть выявлены:
- инструктивно-методические и директивные материалы, на основании
которых определяется состав подсистем и перечень задач, входящих в
подсистемы
- возможности применения новых методов решения задач. При этом
рассматриваются сроки и периодичность решения задач, степень типичности
их для определенной группы подразделений.
Кроме того, исследуются источники информации, необходимой для
решения задач, содержание показателей и их количественные
характеристики, порядок корректировки информации, действующие
алгоритмы расчета показателей и возможные методы контроля. Наряду с
этим исследуются действующие средства сбора, передачи и обработки
информации, действующие средства связи, принятая точность решения
задачи, трудность действующего решения задачи, формы представления
исходных данных и результатов решения задачи в виде документов.
При обследовании документооборота целесообразно составить схему
маршрута движения документов, которая должна отразить места
формирования показателей, временную продолжительность движения
документа. При этом определяются информационные связи с внешними
организациями и внутри организации.
В результате анализа получаемых материалов дается краткая
характеристика предприятия, а также оцениваются эффективность
применяемых методов управления, своевременность решений, принимаемых
аппаратом организации. Кроме того, оценивается возможность и
необходимость совершенствования документации и документооборота,
применения
новых
методов
(организационных
и
экономикоматематических), которые позволят улучшить управление и применение
технических средств (включая средства связи), позволяющих улучшить
качество и оперативность управления.
По
результатам
обследования
устанавливается
перечень
автоматизируемых функций управления и определяется первоочередной
комплекс функций управления, подлежащих автоматизации.
56
На основании материалов, полученных в результате обследования,
составляется отчет, к которому прилагаются: схемы организационных
структур обследуемых подразделений, образцы форм документов или их
копии, схемы информационных связей, схемы маршрутов движения
документов, карта территориального размещения объектов управления.
Техническое
задание
разрабатывается
заказчиком
при
непосредственном участии головной организации. Техническое задание
рассматривается на научно-технических советах головной организации и
заказчика и утверждается заказчиком. После утверждения задания
составляется договорная, сметно-финансовая документация на разработку и
внедрение отраслевой автоматизированной системы управления снабжением.
Утвержденное техническое задание является документом, которым
разработчики должны руководствоваться на всех этапах создания АСУ.
Изменения, вносимые в техническое задание, оформляются протоколом —
неотъемлемой частью технического задания. Протокол утверждается
заказчиком.
В ходе разработки технического задания устанавливают общую цель
создания АСУ, обосновывают функции и задачи, подлежащие
автоматизации, разрабатывают и формулируют требования, предъявляемые к
подсистемам, к информационной базе, математическому обеспечению и
комплексу технических средств (включая средства связи и передачи данных).
Таким образом, в техническом задании на разработку АСУ находят
отражение:
цели создания автоматизированной системы управления; общие
требования к проектируемой АСУ;
функции и задачи, подлежащие автоматизированному решению; состав
подсистем;
требования, предъявляемые к информационной базе, математическому
обеспечению и комплексу технических средств;
перечень работ и исполнителей;
этапы создания АСУ и сроки их выполнения, а также предварительная
оценка эффективности от внедрения АСУ.
После утверждения технического задания головная организация
разрабатывает координационный план создания системы, сетевой график
работ и проводит расчет затрат на разработку АСУ.
Остановимся на рассмотрении комплекса работ, выполняемых в ходе
технического проектирования. Техническое задание кладется в основу
разработки технического проекта АСУ. Технический проект разрабатывается
с целью определения основных проектных решений по созданию АСУ. На
этом этапе разработки АСУ проводится комплекс научно-исследовательских
и экспериментальных работ для выбора наилучших вариантов решений.
Технический проект разрабатывается головной организацией
совместно с организациями-соисполнителями, рассматривается на научно57
техническом совете, в который входят представители головной организации
и заказчика.
Головная организация выделяет подразделение для координации работ
по созданию автоматизированной системы управления и подразделения
(группы),
ведущие
разработку
общесистемных
требований
к
информационной базе, математическому обеспечению, комплексу
технических средств и экономико-организационным методам управления
отраслью.
Выделяются подразделения и их руководители, ответственные за
формирование подсистем.
В ходе технического проектирования АСУ определяются: организации,
которым будет поручено проектирование, строительство или реконструкция
ВЦ или ГВЦ;
финансирование работ по проектированию и строительству ВЦ или
ГВЦ;
создание ВЦ, кустовых пунктов связи, информационных пунктов
предприятий и организаций отрасли и подключение АСУ к
общегосударственной системе связи.
На этом этапе организации-разработчики создают проектные решения:
 по экономико-организационной части системы, включая основные
методы управления (экономическое содержание, основные задачи,
алгоритмы
их
решений)
и
организационную
структуру
автоматизированной системы управления, вопросы связи и условия
обеспечения совместимости АСУ с другими автоматизированными
системами управления;
 по информационной базе, включая систему документов, совокупность
показателей, массивы информации, их хранение и изменение, контроль
и кодирование, руководствуясь единой системой кодирования,
принятой в общесоюзных классификаторах;
 по комплексу технических средств, включая определение вариантов
структур и состава функциональных групп, сравнительный анализ
вариантов, выбор типов и расчет количества технических средств;
 по математическому обеспечению системы, включая комплекс
экономико-математических моделей, алгоритмы решений задач,
алгоритмические языки и трансляторы к ним, стандартные программы,
управляющие программы;
 по функциональным подсистемам, включая постановки задач,
алгоритмы их решения, объемно-временные характеристики,
необходимый для подсистемы состав функциональных групп
технических средств, перечень требуемых кодов, предложения по
унификации форм документов, задание на программирование, схемы
взаимосвязи задач подсистемы в процессе их решения, методы
58
контроля информации, порядок внесения изменений и корректировки
информации, технологический процесс решения задач.
На этапе технического проектирования проводятся экспериментальная
проверка основных проектных решений и расчет экономической
эффективности.
Вторая стадия проектирования — рабочее проектирование. Оно
заключается в разработке материалов, обеспечивающих эксплуатацию
автоматизированной системы управления. Рабочий проект разрабатывается
головной организацией и организациями-соисполнителями на основе
технического проекта, утвержденного заказчиком. Рабочий проект
рассматривается на научно-техническом совете головной организации и
заказчика и утверждается заказчиком.
К началу рабочего проектирования заказчик должен создать
информационные пункты на объектах, внедряющих автоматизированные
системы управления, кустовые пункты связи, кустовые вычислительные
центры, главный вычислительный центр, осуществить организационнотехнические мероприятия на предприятиях, в организациях и средних
звеньях управления, ГВЦ и министерстве (ведомстве), необходимые для
внедрения АСУ; организовать учебу работников всех звеньев
организационной структуры АСУ; разместить заказы на изготовление
нестандартного оборудования.
Организациями-разработчиками на этой стадии проектирования АСУ:
 уточняется сетевой график выполнения рабочего проекта;
 проводятся экспериментальные исследования для изыскания путей
реализации принятых проектных решений;
 обосновываются дополнительные проектные решения;
 разрабатывается технологический процесс сбора и обработки
информации;
 выбираются и разрабатываются программные средства;
 составляется рабочая документация;
 уточняются расчеты экономической эффективности АСУ.
Структура рабочего проекта соответствует структуре технического
проекта. Рабочий проект АСУ содержит уточненный перечень задач,
решаемых в каждой из подсистем, с указанием периодичности и сроков их
решения, уточненные функции, выполняемые каждым звеном системы,
состав используемых технических средств, сведения о размещении
обслуживаемых объектов, положение о ВЦ или ГВЦ, штаты
обслуживающего персонала и его должностные инструкции.
В проекте приводится структура и функции аппарата министерства
(ведомства) в условиях функционирования АСУ, перечень показателей,
используемых для планирования и оценки деятельности отрасли, и рабочие
инструкции для аппарата министерства (ведомства).
59
Рабочий проект содержит материалы с перечнем показателей,
используемых в задачах различных подсистем; порядок формирования
массивов информации; методы внесения изменений в информацию; методы
организации контроля информации; перечень показателей, выдаваемых по
запросу аппарата министерства (ведомства). В нем приводятся
классификаторы, альбомы кодов, альбомы документов и рабочие инструкции
по формированию исходных данных для решения задач, организации
массивов информации, внесению в них изменений, о порядке хранения и
обновления информации.
Рабочий проект содержит уточненный состав
экономикоматематических моделей, методы, алгоритмы и программы решения задач;
методы организации массивов информации; выбранную систему
программирования; используемую операционную систему; библиотеку
стандартных программ и инструкции для работы с программами.
В ходе проектирования определены технические средства (тип ЭВМ,
периферийные устройства, средства связи и передачи информации), дано
описание технологического процесса сбора и обработки данных;
разработаны графики выхода информационных и кустовых пунктов на связь
с ГВЦ; произведен расчет и составлены графики загрузки технических
средств и описания режимов их функционирования. Выбор типов
технических средств АСУ ведется с учетом технической и информационной
ее совместимости с другими автоматизированными системами управления.
Внедрение АСУ в эксплуатацию осуществляется заказчиком совместно
с организациями-разработчиками.
Для сокращения сроков внедрения АСУ его начинают в процессе
рабочего проектирования, внедряя отдельные части системы по мере их
готовности. Внедрение проводится в соответствии с планом-графиком,
разработанным заказчиком совместно с головной организацией. Комплекс
работ включает практическую апробацию задач, сдачу их в промышленную
эксплуатацию, опытную эксплуатацию подсистем и сдачу подсистем
внутриведомственной комиссии, опытную эксплуатацию системы в целом и
сдачу ее межведомственной комиссии.
Практическая апробация задач заключается в проверке алгоритмов,
программ и звеньев технологического процесса обработки данных в
реальных условиях. Она проводится для окончательной отладки программ и
отработки технологического процесса решения задач, проверки
подготовленности информационной базы, отработки взаимосвязей задач
АСУ, приобретения навыков работы персоналом ГВЦ и аппаратом
управления. Работа строится на основе реальной информации о деятельности
предприятий, организаций и отрасли в целом в установленном режиме
функционирования с дублированием работ аппаратом министерства
(ведомства). Началу работы должно предшествовать издание приказа по
министерству
(ведомству),
определяющего
степень
участия
и
ответственность заказчика и организаций-разработчиков, а также сроки ее
60
проведения. К приказу прилагается согласованная между заказчиком и
головной организацией программа проведения опытного решения задач.
После окончания практической апробации задач составляется акт о
сдаче задач в промышленную эксплуатацию, подписываемый заказчиком и
организацией-разработчиком. При положительных результатах опытной
эксплуатации задачи передаются в промышленную эксплуатацию, для чего
создается комиссия из представителей заказчика, ГВЦ, головной организации
и организации- разработчика. Организация-разработчик представляет в ГВЦ
рабочую документацию по задачам с контрольными примерами. В течение
установленного срока эта документация изучается и затем персонал ГВЦ при
участии организации-разработчика решает задачи. По результатам решения
комиссия составляет протокол, который прилагается к акту.
Опытная эксплуатация подсистемы проводится с целью проверки
готовности информационной базы, отладки технологического процесса сбора
и обработки информации, обучения персонала ГВЦ и аппарата управления
работе в условиях функционирования подсистемы. Опытная эксплуатация
подсистемы ведется на основе полного объема реальной информации в
установленном режиме функционирования с необходимым дублированием
работ.
Сбор и обработка информации проводятся персоналом ГВЦ.
Организация-разработчик оказывает работникам ГВЦ консультативную
помощь. По окончании опытной эксплуатации подсистемы составляется
отчет и при положительных результатах подсистема сдается в
промышленную эксплуатацию.
Сдаче подсистемы в промышленную эксплуатацию предшествует сдача
в эксплуатацию задач пускового комплекса данной подсистемы.
Организация-заказчик направляет руководителю ведомства извещение,
на основании которого издается приказ о создании внутриведомственной
комиссии по приемке подсистемы. В состав комиссии должны войти
представители организации-заказчика, ГВЦ, головной организации и
организаций-соисполнителей.
Комиссии должны быть представлены техническое задание,
технический и рабочий проекты и акты сдачи задач в промышленную
эксплуатацию. Комиссия может провести непосредственно наблюдение за
процессом решения задач подсистемы или ознакомиться с результатами
решения задач. При положительных результатах комиссия составляет акт о
сдаче подсистемы в промышленную эксплуатацию. К нему должны быть
приложены программа приемки и протоколы работы комиссии.
Опытная эксплуатация отраслевой автоматизированной системы
управления проводится с целью комплексной проверки функционирования
задач АСУ, проверки подготовленности обеспечивающей части системы к
функционированию, окончательной отладки технологического процесса
сбора и обработки информации, проверки взаимодействия подразделений
ГВЦ и аппарата управления при функционировании АСУ. Опытная
61
эксплуатация АСУ должна осуществляться на основе необходимого объема
информации о деятельности предприятий, организаций и отрасли в
установленном режиме функционирования.
После окончания опытной эксплуатации АСУ составляется отчет о
внедрении системы. При положительных результатах опытной эксплуатации
система сдается в промышленную эксплуатацию. Для сдачи системы в
промышленную эксплуатацию создается межведомственная комиссия из
представителей заказчика, министерства (ведомства), которому подчинена
головная организация, головной организации, организаций-соисполнителей и
других сторонних организаций.
Комиссия должна установить: соответствие выполненных работ
техническому заданию на разработку АСУ; степень подготовленности всех
звеньев АСУ к внедрению; степень подготовки кадров; состояние
информационной базы, комплекса технических средств и математического
обеспечения и подготовленность их к функционированию.
По результатам испытаний составляется акт о приемке АСУ в
промышленную эксплуатацию. К акту прилагаются программа приемки и
протоколы работы комиссии.
Информационное обеспечение АСУ
Общая характеристика подсистемы
Функционирование АСУ МТС основывается на информационном
взаимодействии элементов внутри системы и информационных связях между
АСУ МТС с внешними системами низового, отраслевого и
территориального,
межотраслевого
уровней.
Если
кибернетика
рассматривает управление, прежде всего, как процесс информационный, то
это означает, что информация представляет собой ресурс, на котором
основывается управленческая деятельность. К информации как к ресурсу
предъявляются совершенно конкретные требования. Она должна быть
достоверна, получена и обработана своевременно и представлена
пользователю — работникам аппарата управления — в необходимом для
принятия решений объеме. Информация — совокупность сведений —
своеобразный, нематериальный ресурс, отражающий реальный мир, его
элементы, предметы, явления, процессы, события. При создании конкретной
АСУ, в данном случае при рассмотрении АСУ МТС, реальный мир
ограничен изучением лишь конкретной предметной области — системы
материально-технического снабжения. Элементами в этой системе будут
базы, склады материальных ресурсов, сами материальные ресурсы — станки,
приборы, сырье, материалы, находящиеся в движении — транспортируемые,
используемые в ходе производственных процессов и перемещаемые в
результате выполнения хозяйственных операций, и находящиеся в покое —
хранение, формирование запасов на складах, базах и т. п.
62
Эффективное управление производственными и хозяйственными
процессами требует, чтобы все многообразие предметной области и
происходящих в ней явлений, событий находило достоверное и
своевременное
информационное
отображение,
фиксировалось
в
материальных носителях — документах, машинных носителях, базах данных.
Это необходимо для автоматизированной обработки больших объемов
информации при решении экономических задач, интеграции интересующих
аппарат управления сведений и накопления опыта в системе для принятия
управленческих решений.
Выявление состава информации, создание методов ее представления
для удобства работы в человеко-машинной системе, хранения, перемещения,
преобразования как комплексом технических средств, так и людьми,
занятыми в процессе обработки, ведутся в процессе проектирования АСУ
МТС, точнее, ее важнейшей подсистемы — информационного обеспечения
(ИО).
Информационное
обеспечение
автоматизированной
системы
управления — совокупность реализованных решений по объемам,
размещению и формам организации информации, циркулирующей в АСУ
(ГОСТ 24.003-84). Перед информационным обеспечением АСУ стоит задача
качественного информационного обслуживания работников аппарата
управления и производственных подразделений системы материальнотехнического снабжения, обеспечения эффективного функционирования
потоков информации в процессе автоматизированного решения задач АСУ,
взаимодействия АСУ со смежными системами министерств, ведомств,
предприятий, объединений.
Структура ИО АСУ включает систему экономических показателей,
средства формализованного описания данных, единую унифицированную
систему
документации,
потоки
информации,
внутримашинный
информационный фонд, а также методы их организации, обеспечивающие
взаимоувязанное решение планово- экономических задач АСУ. Подробная
характеристика названных структурных элементов ПО АСУ, их назначение,
особенности построения, в основе которого лежит системный подход,
раскрыты
при
рассмотрении
внемашинной
и
внутримашинной
информационной базы.
Информационное обеспечение АСУ должно отвечать следующим
требованиям [11]:
 способствовать реализации интегрированной обработки информации и
принятию управленческих решений на основе экономикоматематических методов, моделей, программ, их машинной реализации
в режимах реального времени и пакетной обработки при решении
задач;
 представлять полную, достоверную и своевременную информацию для
принятия управленческих решений в функциональных подсистемах
63
АСУ с минимумом затрат на ее получение, накопление, поиск,
обработку и передачу;
 способствовать осуществлению диалога работников управленческих
служб с ЭВМ, предусмотрев для этого необходимые средства и методы
эффективного взаимодействия человека и машины;
 централизовать хранение и накопление информации путем создания
автоматизированного распределенного банка данных (АБД), что
должно устранить противоречивость, необоснованное дублирование
данных, используемых различными функциональными подсистемами и
службами, и обеспечить однократность ввода данных в систему и
многократность их целевого использования.
Поскольку АСУ создается как система, имеющая обширные внешние
связи с АСУ других уровней и назначений, то ИО системы проектируется с
учетом реализации основных положений системного подхода и должно быть
совместимо с ИО внешних АСУ. Информационная совместимость
основывается на единстве экономических показателей, выходящих из одной
системы и входящих в другую, единстве информационных языков описания
и форм представления данных, согласованной периодичности сроков
передачи данных.
Информационное обеспечение АСУ МТС должно создать оптимальные
условия реализации функций управления за счет рационального
использования всего информационного ресурса системы. Эффективность
использования
информации
для
целей
управления
достигается
автоматизацией и интеграцией обработки данных. В основу создания
интеграционной обработки информации в АСУ МТС кладется системный
подход, который предусматривает тщательный анализ всей совокупности
циркулирующей и хранящейся в системе информации; изучение ее
содержания, свойств, структуры, а также методов представления,
отображения, записи на носителях [61].
Информационная модель
Содержание раздела не претендует на роль стандарта в описании
информационной модели. Тем более что существуют различные точки
зрения на понятие модели. Оговоримся, что предлагаемая модель
ориентирована на использование разработчиками математического аппарата
для интегрированных информационных систем. Некоторые из вводимых
понятий связаны с понятиями базы знаний, как например массивы … , точки
диалога приближают разрабатываемую модель к теории экспертных систем,
подход в описании модели в виде графа позволяет привлекать теорию
автоматов, введенное понятие массивов третьего типа - применять теорию
фреймов и при желании теорию формальных грамматик.
С другой стороны, задача модели – унифицировать разработку
приложений интеллектуального анализа данных на операционном уровне.
64
Существуют стандарты IDEF1 моделирования информационных
потоков, IDEF1x моделирования реляционных структур данных
Эти этапы, таким образом, являются технологическими и отражают
современное состояние наших знаний, способность человека (группы,
коллектива) охватить (осмыслить, проанализировать, сделать выводы)
ограниченную часть процесса, мощность существующих средств
алгоритмизации (существующие математические теории, методы и
алгоритмические языки), уровень развития технических средств
автоматизации.
Состав и содержание этих этапов могут изменяться с
совершенствованием наших знаний и используемых средств. Так,
совершенствование аппарата формализованного описания различных
процессов увеличивает объемы (сложность) процессов, которые способен
охватить (осмыслить, проанализировать) один человек. Совершенствование
языков формализованного (количественного, алгоритмического) описания
процессов даст возможность одному специалисту овладеть большим
объемом знаний, и он сможет выполнять функции, которые в настоящее
время выполняют несколько человек различных специальностей.
Совершенствование технических средств автоматизации сбора, хранения и
переработки информации позволит существенно изменить характер работы
при выявлении закономерностей и построении алгоритмических описаний
процессов.
Все это может привести к уменьшению числа этапов в технологической
цепочке построения специального математического обеспечения управления,
к изменению содержания работ, выполняемых на отдельных этапах. Однако
при этом основные принципы построения и основные функции,
выполняемые при разработке специального математического обеспечения, не
претерпят существенных изменений.
Структура информационной модели.
Информационной моделью - параметрическое представление процесса
циркуляции информации, подлежащей автоматизированной обработке в
системе управления. Эта модель является основой специального
математического обеспечения для данной системы управления. Рассмотрим
основные элементы, из которых формируется структура информационной
модели. Они определяются целью построения информационной модели,
которой является создание формализованной картины циркуляции
информации в системе управления для последующего построения
математической (алгоритмической) модели. Основными элементами модели
являются: блок переработки информации, информационный массив, точка
диалога, параметрическая связь.
Блоки переработки информации на уровне информационной модели
представляются «черными ящиками», снабженными указанием цели их
функционирования.
65
Информационные массивы представляются связными совокупностями
параметров, одновременно перемещаемыми или хранимыми при
функционировании информационной модели.
Точки диалога являются узлами (вершинами) информационной модели,
в которых осуществляется взаимодействие между человеком (людьми) и
средствами автоматизации при их использовании в процессах управления.
Параметрические связи указывают направление переноса информации
между отдельными элементами информационной модели.
Между элементами модели существуют только информационные
взаимодействия.
Структура информационной модели описывается графом, вершинами
которого являются блоки переработки информации, точки диалога и один из
классов информационных массивов, который будет уточнен ниже. Дугами
графа являются параметрические связи.
Блоки переработки информации.
Каждый блок обладает свойством замкнутости, проявляющемся в том,
что при выполнении функций, возложенных на блок переработки
информации, взаимосвязь его с остальными элементами информационной
модели возможна только по фиксированным линиям параметрической связи.
Это означает, что внутри блока не могут быть локализованы точки диалога.
Описание блока переработки состоит из описания цели переработки
информации и описания функций, выполняемых блоком.
В описании функций обязательно должны находить отражение
временные характеристики работы блока, которые определяют максимально
допустимое время работы блока при выполнении каждой из функций. Если
блок получает информацию по нескольким линиям параметрической связи,
то обязательно должны быть описаны условия синхронизации обработки
поступающей информации, в том числе сочетания подмножеств
поступивших информационных массивов, без которых невозможно
выполнение блоком своих функций. Эти описания могут осуществляться на
любом языке (неформализованном, общепринятом математическом,
алгоритмическом и т. п.).
Разнообразие функций, описываемых (представляемых) блоками
переработки информации, должно обеспечивать возможность описания
любых информационных моделей.
Информационные массивы.
Каждый информационный массив обладает свойством целостности,
проявляющемся в том, что все параметры массива обрабатываются как
связная совокупность. Для выделения части параметров массива должна
быть выполнена соответствующая функция, задаваемая (описываемая)
блоком преобразования информации, которая осуществляет формирование
нового информационного массива.
66
Описание
информационного
массива
состоит
из
перечня
идентификаторов параметров и их основных характеристик (содержательный
смысл, источник для получения значения, возможная точность получения
значения параметра, если он численный, мера достоверности получаемых
значений параметра и т. п.) и описания области допустимых значений
параметров массивов с учетом допустимых взаимосвязей между ними. Эти
описания могут осуществляться на любом языке.
По целям использования все информационные массивы делятся на три
класса: массивы, содержащие исходную информацию для последующей
переработки (перечни исходных данных); массивы, содержащие результаты
функционирования блоков переработки информации (перечни выходных
данных); массивы, осуществляющие накопление и хранение информации.
Деление массивов на содержащие исходную информацию и результаты
переработки информации (первый и второй классы) носит условный
характер. Один и тот же массив может относиться к каждому из этих двух
классов. Изменение принадлежности массива происходит динамически в
процессе функционирования информационной модели в зависимости от той
роли, которую он играет в данный момент.
Массивы первых двух классов относятся к массивам, циркулирующим
(перемещаемым) по линиям параметрической связи при функционировании
информационной модели. В связи с этим срок «жизни» значений параметров
этих массивов соизмерим со временем цикла прохождения информации по
системе
управления.
Массивы
третьего
класса
представляют
информационную базу системы.
Это, как правило, массивы с длительным хранением информации,
содержащие сведения о динамическом состоянии системы управления,
условиях и результатах ее действий, о планах и перспективах действий, а
также сведения, описывающие «историю» процессов управления и
характеристики достигнутых результатов.
Массивы первого класса (содержащие исходную информацию) делятся
на внешние и внутренние. Внешние массивы получают значения исходной
информации от объектов управления и внешних сопряженных подсистем
(характеристики условий действий, управляющие параметры от старших
систем). Внешние массивы, в свою очередь, делятся на автономные и
неавтономные. Первые заполняются параметрами, значения которых
определяются
в
пределах
системы
управления,
описываемой
информационной моделью, а вторые — параметрами, значения которых
получаются извне системы управления. Внутренние массивы получают
значения параметров от блоков переработки информации, т. е. являются
промежуточными носителями информации, играют вспомогательную
(служебную) роль.
Массивы второго класса (содержащие результаты) делятся на
внутренние, диалоговые и конечные. Внутренние массивы этого класса
совпадают с внутренними массивами исходных данных. Для одних блоков
67
переработки информации они служат местом хранения результатов их
работы, а для других — источником исходных данных.
Диалоговые массивы служат для сбора и передачи значений
параметров, используемых в процессе общения между людьми и средствами
автоматизации. Значения параметров эти массивы получают поочередно от
блоков переработки информации и от людей дающих указание (задающих
работу) средствам автоматизации.
Конечные массивы служат для сбора и передачи значений параметров,
являющихся завершающим результатом переработки информации.
Содержание этих массивов либо поступает на объекты управления, либо
оформляется в виде документов (приказов, распоряжений, директив), либо
выдается на технические средства отображения в виде картин, графиков,
таблиц, справок для дальнейшего использования людьми, либо поступает в
массивы третьего класса для длительного хранения. Возможно, что значения
параметров одного массива одновременно используются для нескольких
целей.
Массивы третьего класса (содержащие значения параметров
длительного хранения) делятся на оперативные и документальные.
Оперативные массивы служат для сбора и хранения значений параметров,
необходимых для обоснования и принятия решений в процессе управления.
Значения параметров этого массива используются в процессе текущего и
перспективного управления. Оперативные массивы в зависимости от
содержания хранимой в них информации, в свою очередь, делятся на
массивы, содержащие сведения о состояниях объектов управления; массивы,
содержащие сведения о состоянии органов управления; массивы,
содержащие сведения об условиях действий; массивы, содержащие сведения
о достигнутых результатах функционирования объектов управления;
массивы, содержащие справочную информацию; массивы, содержащие
планы действий; массивы, содержащие командную информацию (приказы,
распоряжения, директивы); массивы, содержащие сведения о результатах
выполнения отданных приказов, распоряжений и т. п.
Документальные массивы служат для сбора и хранения значений
параметров, которые необходимы для последующего анализа и обобщения
опыта управления. Значения этих параметров уже утратили интерес для
текущего функционирования системы управления, но необходимы для
выявления тенденций и закономерностей процессов управления и могут быть
использованы как для совершенствования системы управления, так и для
развития средств автоматизации. Документальные массивы содержат
«живой» опыт истории управления в данной системе и непрерывно
пополняются содержанием оперативных массивов.
68
Точки диалога.
Точки диалога являются местом объединения знаний специалиста и
формализованных
(алгоритмизированных)
возможностей
средств
автоматизации.
Описание точки диалога состоит из описания целей деятельности в
данной точке; перечня параметров; описания правил, которыми
руководствуются при определении значений параметров; оценки временных
затрат на определение значений этих параметров; перечня диалоговых
массивов, используемых в данной точке.
Точки диалога делятся на финальные, промежуточные и смешанные. В
финальной точке принимаются решения о формировании конечных
информационных массивов, т. е. оперативных массивов, содержащих планы
действий и командную информацию. В промежуточной точке диалога
осуществляется подготовка вспомогательной информации для принятия
решения. В смешанных точках диалога выполняются обе указанные
функции, т. е. в процессе управления принимаются решения и готовится
вспомогательная информация.
Параметрические связи.
Параметрические связи реализуют взаимодействие между отдельными
элементами информационной модели. Описание параметрической связи
состоит из списка элементов информационной модели, взаимодействие
между которыми осуществляет данная параметрическая связь, включающая
направление обмена информацией; перечня информационных массивов,
передаваемых в направлении данной параметрической связи; описания
правил, по которым осуществляется передача массивов.
Параметрические
связи
описывают
взаимодействие
между
сопряженными с информационной моделью подсистемами, блоками
переработки информации, точками диалога и информационными массивами.
Перечень информационных массивов, передаваемых в направлении
параметрической связи, состоит только из массивов второго и третьего
классов.
Параметрические связи делятся на внешние и внутренние. Внешняя
параметрическая связь определяет взаимодействие между подсистемой,
сопряженной с информационной моделью, и одним из ее элементов,
внутренняя — определяет взаимодействие между парой элементов
информационной модели.
Функционирование информационной модели.
Структура информационной модели описывается графом. Описание
функционирования информационной модели состоит из описания функций,
выполняемых в вершинах графа, и описания процесса циркуляции
информации во времени.
69
Процессы управления имеют достаточно ярко выраженный
циклический характер. Поэтому циркуляция информации в информационной
модели может быть описана в пределах одного цикла с распространением
этого описания на все последующие. Возможные отличия различных циклов
управления указываются в описании цикла как варианты (особенности).
Введем следующие обозначения:
Р — множество источников информации, поступающей в
информационную модель;
R — множество получателей ' информации, являющейся результатом
обработки информации;
В — множество блоков переработки информации;
М — множество информационных массивов;
Д — множество точек диалога;
П — множество параметрических связей;
Т — множество описаний временных характеристик перемещения
информации по линиям параметрической связи.
Элементами множества Т являются описания, определяющие
циркуляцию информации по каждой линии параметрической связи. Это
описание может осуществляться на любом удобном для этого языке. Так как
по одной линии параметрической связи могут в разное время перемещаться
различные информационные массивы, то каждому массиву для данной линии
соответствует свое описание.
Обозначим через O(Z) описание элементов множества Z. Тогда О(Р)
представляет описание всех источников информации, О(R) — описание всех
получателей информации и т. п. Описанием всех элементов информационной
модели является O(G) , где
𝐺 ≡ {𝑃, 𝑅, В, М, Д, П, Т}.
Функционирование информационной модели может быть описано
перечнем параметрических связей (πi), каждой из которых ставится в
соответствие множество
̃𝑖 , 𝑇̃𝑖 }
{𝑋𝑖 , 𝑌𝑖 , 𝑀
(5.1)
̃𝑖 ⊂ 𝑀; 𝑇̃𝑖 ⊂ 𝑇.
где 𝑀
В множестве (5.1) на первом месте стоит источник информации для
параметрической связи πi, на втором месте — получатель информации,
поступающей по параметрической связи πi. Таким образом, первые два
элемента множества (5.1) определяют как направление перемещения
информации, так и вершины графа. Получателями являются объекты
управления и внешние сопряженные подсистемы информационной модели,
связанные параметрической связью πi. На третьем и четвертом месте в
множестве
(5.1)
стоят
подмножества,
характеризующие
состав
̃𝑖 )
перемещаемых
информационных
массивов
(𝑀
и
временные
характеристики, описывающие законы (правила) их транспортировки (𝑇̃𝑖 ).
̃𝑖 поставлен в соответствие элемент из 𝑇̃𝑖 .
Каждому элементу из 𝑀
70
Таким образом, множеством
̃𝑖 , 𝑇̃𝑖 }
𝑄 = {𝜋𝑖 , 𝑋𝑖 , 𝑌𝑖 , 𝑀
(5.2)
описывается функционирование информационной модели. Следует отметить,
что из множества (5.2) можно получить граф информационной модели.
Следовательно, множество (5.2) вместе с описанием элементов множеств Р,
R, В, М, Д, Т составляет информационную модель.
Таким образом, информационная модель Н описывается множеством
𝐻 = {𝑄, 𝑂(𝐺)}.
В
таком
представлении
информационной
модели
содержится
формализованная схема прохождения информации по системе управления.
Детализация описаний элементов множества М до каждого параметра
информационного массива дает полную картину состава информации
(входящей, внутренней и выходящей), которая подвергается автоматической
обработке
или
формируется
в
результате
такой
обработки.
Неформализованными остаются описания процессов, осуществляющих
переработку информации, представленные множеством В. Их формализация
является основной задачей этапа построения математической модели.
Разработка информационной модели.
Создание информационной модели является сложным и трудоемким
процессом. При ее разработке кроме содержания функционирования системы
управления должны учитываться особенности связей с сопрягаемыми
системами, цель разработки, особенности математических моделей, свойства
(возможности) технических средств автоматизации. Существенное влияние
на разработку оказывает разносторонний характер деятельности системы
управления.
Завершенность
параметрических
связей
и
состава
информационных массивов требует достаточно глубокого анализа функций,
возлагаемых на блоки переработки информации, без чего нельзя
сформировать состав параметров информационных массивов второго класса
(содержащих результаты). Описание диалога и состав диалоговых массивов
требуют детального изучения процесса общения руководителей со
средствами специального математического обеспечения.
Рассмотрим основные принципы разработки информационных моделей
и некоторые вопросы технологии их построения.
Информационная модель является системным представлением
процесса управления специалистами первой группы разработчиков
специального математического обеспечения управления.
Обязательным элементом информационной модели является критерий
эффективности, связывающий ее с другими подсистемами, который
определяется централизованно как часть всей системы управления.
На практике достаточно часто можно встретиться со стремлением
отразить в информационной модели структуру сложившейся организации
принципы управления. Естественно, что при этом возникают ограничения на
использование всех возможностей как математических методов, так и
71
остальных средств автоматизации управления и не удается добиться
достаточно высокого уровня эффективности управления.
Поэтому информационная модель не должна являться адекватным
отображением сложившейся практики функционирования системы
управления. Это один из основных принципов построения информационной
модели. Автоматизировать управление в таком виде, в каком оно сложилось
на данный момент, это значит «увековечить» существующие недостатки и не
использовать тех новых возможностей, которые содержатся в средствах
автоматизации для повышения эффективности управления. Поэтому при
построении информационной модели процесса управления должны быть
учтены возможности средств автоматизации. Их влияние может сказаться на
всех основных элементах системы управления.
В первую очередь, должна быть уточнена цель (цели)
функционирования системы управления и ее отдельных подсистем.
Имеющийся опыт позволяет сделать вывод о том, что положение, при
котором орган управления или его составные части существуют без ясно
сформулированных целей, на практике встречается достаточно часто. Ясно,
что автоматизация управления в таких системах не имеет смысла. Уточнение
целей позволит оценить достаточность (избыточность) поступающей
информации, минимизировать объемы информационных потоков, входящих
в систему управления и выходящих из нее.
Наиболее просто учесть влияние целей на информационные связи. При
построении графа информационной модели могут выявиться петли в
существующей схеме циркуляции информации. Их устранение — косвенный
эффект анализа системы.
При совместном рассмотрении состава информационных массивов,
функций, выполняемых блоками переработки информации, и функций,
выполняемых в точках диалога, естественно, будут исключены все
«тупиковые» параметрические связи (т. е. связи, не ведущие к выработке
параметров управления). Таким образом, можно ждать сокращения числа
параметрических связей.
Анализ функций, выполняемых сотрудниками органа управления,
позволит сократить число точек диалога благодаря автоматизации
выполнения нетворческих функций и объединению функций, выполняемых в
неавтоматизированном органе управления различными лицами.
При построении модели необходимо стремиться к минимизации числа
параметрических связей и числа точек диалога.
При анализе временных характеристик потоков прохождения
информации основное внимание должно быть уделено влиянию задержек в
принятии решения на эффективность функционирования объектов
управления. Информационная модель должна обеспечивать синхронизацию
действий объектов управления. Отражение этого требования в
информационной модели позволит реализовать его в математической и
программной моделях.
72
Предположим, что орган управления имеет только одну цель
функционирования. В этом случае построение информационной модели
начинается с уточнения цели деятельности старшего в иерархии системы
органа управления (должностного лица). Этот орган управления на графе
информационной модели представляется точкой диалога (Д1). Далее
̃ 1(2) ) и состав
определяется множество информационных массивов (М
параметров каждого из них. Значение каждого параметра должно быть
определено в результате работы данного органа управления. Эти значения
являются управляющими параметрами, ведущими к достижению целей
управления. После этого определяется множество информационных
̃ 1(1) ), содержащих исходные данные необходимые для получения
массивов (М
̃ 1(2) ).
этих результатов (М
Контур управления (рис. 0.1), описывающий результаты первого шага
построения информационной модели, состоит из блока переработки
информации В1 параметрических связей и информационных массивов
̃ 1(1) , М
̃ 1(2) , М
̃ 1(𝑔) , М
̃ 1(3) , где М
̃ 1(𝑔) — множество диалоговых массивов; М
̃ 1(3) —
М
множество массивов информационной базы.
73
Д1
̃ 1(𝑔) )
π1(М
̃ 1(𝑔) )
π2(М
B1
̃ 1(1) )
π3(М
̃ 1(2) )
π4(М
̃ 1(3)
М
Объекты управления
Рис. 0.1. Простейший контур управления.
После этого анализируются возможности автоматизации процесса
управления на базе сформированного контура. При этом оценивается
способность органа управления принимать решения для формирования
̃ 1(2) ) в необходимом темпе, а также
значений управляющих параметров (М
возможность формализовать процесс переработки информации, т. е.
реализовать блок переработки (B1).
В
простейших
системах
управления
процесс
построения
информационной модели на этом может быть завершен. Если хоть одно из
указанных условий не выполнено, процесс построения информационной
модели продолжается.
Может оказаться, что в такой схеме руководитель (орган управления)
не может выполнять всех функций по управлению в необходимом темпе. Это
значит, что в одной точке диалога (Д1) нельзя обеспечить принятие всех
необходимых решений, максимизирующих критерий эффективности, даже
при использовании средств автоматизации. Значит, нужно расширить
информационную модель, введя новые точки диалога.
Может оказаться, что в такой схеме функции блока переработки (B1) не
могут быть полностью возложены на средства автоматизации в связи с
отсутствием возможности создания в приемлемое время адекватной
математической модели. Следовательно, необходимо часть функций оставить
за людьми, т. е. расширить информационную модель новыми точками
диалога.
Поэтому вводится следующий (низший) уровень системы управления и
производится членение критерия эффективности. На этом уровне
располагаются несколько подчиненных органов управления (должностных
лиц), функционирование которых оценивается частными критериями
эффективности. Между ними распределяются функции управления. Каждый
из этих органов на графе информационной модели представляется точкой
(1)
(2)
(𝑖)
диалога (Д2 , Д2 , … , Д2 , …). Для каждой из них определяются множества
74
̃ (1) , М
̃ (2) , М
̃ (𝑔) , М
̃ (3) } элементы которых с точностью до расширения
{М
2,𝑖
2,𝑖
2,𝑖
2,𝑖
вспомогательными массивами являются подмножествами соответствующих
̃ 1(1) , М
̃ 1(2) , М
̃ 1(𝑔) , М
̃ 1(3) ,}. После этого строится новый
элементов множества {М
контур управления (рис. 0.2), в котором Bi,k обозначают блоки переработки
(𝑖)
информации 1-го уровня управления. Если в точках диалога Д2 дано право
принимать самостоятельные решения, то вводятся параметрические связи от
этой части контура к объекту управления. Если такое право не
предоставляется, то после подготовки рекомендаций (варианта)
осуществляется доклад вышестоящему органу (Д1). Для этого в
информационную модель вводится параметрическая связь с этого уровня
управления на высший.
(𝑖)
Для каждого из частных контуров с вершиной в точке диалога Д2
анализируется возможность автоматизации процесса управления и
принимается решение о необходимости введения новых (низших) уровней
иерархии в системе управления.
Процесс заканчивается тогда, когда на всех уровнях иерархии
управления (во всех точках диалога) обеспечена возможность выработки
решений в темпе течения реального процесса управления.
Изложенная
последовательность
действий
при
построении
информационной модели, начинающаяся от контура с максимальной
концентрацией функций управления и строгой централизацией, обеспечивает
условия построения схемы управления с необходимым числом должностных
лиц и максимальным уровнем автоматизации.
Сформированная таким образом информационная модель, которую
будем называть основной, в полной мере отражает содержательную сторону
процесса управления (критерии управления, цели управления и пути их
достижения). В меньшей степени она отражает возможности построения
математической и программной модели. При построении математической
модели каждый из блоков переработки информации, который представлен
«черным ящиком», должен быть заменен алгоритмом. При этом может
возникнуть необходимость введения новых внутренних информационных
связей, выполняющих служебные функции.
75
Д1
̃ 1(1) )
π3(М
̃ 1(2) )
π4(М
(1)
̃ (𝑔)
π1(М
2,1 )
Д2
(2)
B1,1
̃ (𝑔)
π2(М
2,1 )
̃ (𝑔)
π1(М
2,2 )
̃ 1(3)
М
B2,1
Д2
(𝑔)
̃ 2,2 )
π2(М
B2,2
Объекты управления
а)
Д1
̃ 1(1) )
π3(М
B1,1
(1)
Д2
(2)
Д2
̃ 1(3)
М
B2,1
̃ (2)
π4(М
2,1 )
̃ 1(2) )
π4(М
̃ (1)
π4(М
2,1 )
B2,2
(2)
̃1 )
π4(М
̃ (1)
π4(М
2,2 )
Объекты управления
б)
Рис. 0.2. Контур управления с двумя уровнями иерархии а —
схема централизованного управления; б — схема
смешанного управления
Такие информационные связи могут понадобиться для получения
значений параметров из общей информационной базы, для использования
имеющихся стандартных алгоритмов, для комплексирования отдельных
частей алгоритмов, для организации параллельных вычислительных
процессов. Введение таких информационных связей неизбежно повлечет за
собой расширение множества информационных массивов, увеличение числа
параметрических связей. Все это потребует расширения (уточнения)
информационной модели. Однако это расширение будет преследовать
технологические цели. При построении программной модели также может
76
понадобиться введение новых информационных массивов и параметрических
связей. Это связано с ограниченными объемами оперативной памяти
вычислительных комплексов, буферных устройств обмена информацией и
т. п. Неизбежное при этом корректирование информационной модели также
будет иметь технологический характер.
В отличие от основной информационной модели модель, которая
формируется на этапах разработки математической и программной модели,
будем называть технологической информационной моделью.
При достаточной мощности технических средств автоматизации и
достаточной автономности алгоритмов блоков переработки информации
основная информационная модель может совпадать с технологической
информационной моделью. Таким образом, основная информационная
модель является минимальным образом технологической информационной
модели.
При разработке информационной модели создаются основные
предпосылки успешного выполнения работ на последующих этапах. Если
информационная модель разрабатывается без учета реальных возможностей
технических средств автоматизации и мощности (состояния) существующего
математического аппарата, то легко представить себе, к каким последствиям
это может привести. Так, попытка возложить на блоки переработки
информации функции, формализация (алгоритмизация) которых либо
вызывает неразрешимые трудности, либо потребует многолетних усилий
ученых и разработчиков, может поставить под угрозу успешность всей
работы по созданию специального математического обеспечения управления
для данной системы. Информационная модель при этом может иметь вполне
логически завершенный вид, хорошо отражать потребности системы (и
органа) управления и «обещать» высокий уровень автоматизации и
экономию трудовых ресурсов (штатов). Однако такая информационная
модель практически бесплодна. Попытка возложить на блоки (блок)
переработки информации функции, непосильные для математических
моделей, создаст лишь видимость успеха работы на первом этапе.
Фактически этот этап придется повторять заново, уточнять информационную
модель, вводить в нее новые точки диалога, передавать людям часть функций
блоков переработки информации.
К аналогичным результатам приведут попытки возложить на блоки
переработки столько функций, что их выполнение в темпе течения реального
процесса управления окажется не под силу существующим техническим
средствам автоматизации переработки информации. Это приведет к тому, что
технические средства автоматизации не смогут реализовать подобную
модель.
К такому же результату может привести непродуманное формирование
информационных массивов всех видов. Если суммарный объем памяти,
потребной для размещения этих массивов, окажется больше реальных
объемов
памяти
вычислительных
комплексов,
то
реализовать
77
информационную модель на практике не удастся. Если окажется, что
пропускная способность устройств обмена информацией ниже потребностей
сформированной информационной модели, то внедрить в практику
специальное математическое обеспечение будет невозможно.
Таким образом, несмотря на то, что основная информационная модель
в первую очередь должна отражать содержательную сторону процесса
функционирования системы управления, при разработке должны обязательно
учитываться последствия, возможности математических методов и ресурсы
технических средств автоматизации.
Несмотря на это, основную информационную модель необходимо
строить так, чтобы она представляла самостоятельную ценность, независимо
от того, как она будет использована на последующих технологических этапах
создания специального математического обеспечения управления. Это
означает, что информационная модель должна быть алгоритмом, по
которому может осуществляться управление, при условии, что «черные
ящики» блоков переработки информации будут заменены какими-то
средствами. Например, переработка информации, а точнее выработка
значений параметров, необходимых для заполнения массивов результативной
информацией (перечней выходящей информации), будет возложена на
специальные группы людей. Система, построенная таким образом,
работающая в соответствии с описанием функционирования основной
информационной модели, должна осуществлять управление.
Отметим еще одно важное обстоятельство, которое следует учитывать
при разработке информационной модели. Модель должна содержать
информацию, подлежащую автоматизированной переработке с помощью
алгоритмов специального математического обеспечения. Если при создании
модели учитывать только эту информацию, то велика вероятность
возникновения противоречий между управляющими параметрами,
определяемыми неавтоматизированным способом, и параметрами, которые
будут вырабатываться с помощью средств автоматизации. Такие
противоречия могут оказаться существенными, т. е. могут нарушать ритм
функционирования объектов управления или ставить перед ними
неразрешимые задачи. Поэтому при построении информационной модели
должны учитываться все управляющие параметры, которые поступают на
объекты управления. Учет заключается в создании средств устранения
противоречий между значениями управляющих параметров. Это означает,
что в состав информационных массивов должны включаться все
управляющие
параметры.
Те,
значения
которых
определяются
неавтоматизированно, задаются людьми в процессе диалогового общения. В
состав блоков переработки информации должны включаться блоки
(функции) проверки допустимости (совместимости) значений параметров,
выдаваемых объектам управления. Эти блоки, получая сведения из
информационной базы (в том числе и об уже отданных распоряжениях), из
диалоговых массивов и информационных массивов выходных данных,
78
проверят непротиворечивость состава значений управляющих параметров.
Выявленные противоречия будут устранены либо алгоритмами в
соответствии с принципами, заложенными в блоке переработки информации,
либо при диалоговом общении с работниками органа управления.
Информативность.
На состав параметров, выдаваемых блоками переработки информации,
большое влияние оказывают принципы построения моделей этих блоков.
Параметры, поступающие в диалоговые массивы (используемые
работниками органа управления), оказывают существенное влияние на
производительность труда в системе общественного производства. Если эти
параметры позволяют быстро оценить обстановку, уяснить содержание
варианта решения, то затраты труда работников органа управления будут
невелики.
Таким образом, информативность специального математического
обеспечения управления заключается в его способности выделять основное,
существенное в процессах управления и формировать параметры,
характеризующие эти основные стороны процесса. Оценка затрат труда на
принятие решения в зависимости от состава параметров, выдаваемых
блоками переработки информации, должна осуществляться на этапе
построения информационной модели. На базе таких оценок вырабатываются
составы параметров информационных массивов, содержащих результаты
переработки информации. В этом проявляется активная роль первого этапа
по отношению к этапу разработки математической модели.
Рассмотрим
пример,
иллюстрирующий
это
утверждение.
Предположим, блок переработки информации в качестве результата выдает
эффективность Э заданного плана действий Y. В этом случае для принятия
решения работники органа управления будут задавать варианты планов
действий и на выходе получать оценки их эффективности:
𝑌 (𝑖) ⇒ Э(𝑌 (𝑖) ).
Ясно, что при этом понадобятся достаточно большие затраты времени
как на составление варианта плана, так и на перебор множества вариантов
для выбора достаточно хорошего.
Предположим, что блок переработки информации на входе получает
уровень эффективности Э(0), а на выходе выдает план Y(0) , обеспечивающий
эффективность не ниже заданного уровня:
Э(0) ⇒ 𝑌 (0) |Э(𝑌 (0) ) ≥ Э(0) .
Ясно, что затраты труда работников органа управления гораздо
меньше, чем в первом случае. Значительная часть труда при этом передана
средствам автоматизации.
Предположим, что блок переработки информации на выходе дает план,
наилучший из всех возможных по критерию Э. В этом случае работник
органа управления задает один параметр а, означающий просьбу выдать
79
план, а на выходе получает наилучший (оптимальный по данному критерию)
план
𝜎 ⇒ 𝑌 (0) | Э(𝑌 (0) ) = max Э(𝑌).
{𝑌}
Затраты его труда в этом случае наименьшие, качество полученного
ответа наивысшее, так как есть гарантия того, что полученный план —
наилучший по данному критерию и возможности средств автоматизации в
данных условиях используются максимально. Блок переработки информации
выдает при этом максимально информативный результат.
Объем труда, затрачиваемого работником органа управления на
общение со средствами автоматизации, зависит не только от содержания
получаемой ими информации, но и от формы ее представления. Если при
выдаче информации используется только цифровая кодировка, то для
уяснения содержания полученных сообщений понадобится довольно много
времени. При этом будет осуществляться отождествление полученных кодов
с категориями, используемыми людьми для построения образов. Поэтому
при формировании состава параметров информационной модели необходимо
производить оценки скорости восприятия содержания информации в
зависимости от способов ее представления. В идеале целесообразно
практически отказаться от буквенно-цифровой кодировки и всю
информацию представлять в графическом и картинном виде.
Диалог.
Диалог между людьми и средствами автоматизации разрабатывается
для выполнения как основных функций (обеспечение процесса управления),
так и вспомогательных (организация использования и обслуживания
математических и технических средств автоматизации). Ограничимся
рассмотрением вопросов разработки диалога для выполнения только
основных функций специального математического обеспечения управления
(рис. 0.3).
80
Д
̃𝑎(𝑔) )
𝜋2 (𝑀
(𝑔)
̃𝑝 )
𝜋2 (𝑀
̃𝑧(𝑔) )
𝜋1 (𝑀
Заблаговременное
напоминание о
необходимости
принятия решения
Запрос
информации об
обстановке
Сведение
(справка) об
обстановке
Сообщение о
чрезвычайных
обстоятельствах
Указания
на подготовку
вариантов
решения
Вариант
решения
Требования на
решения, не
терпящие
отлагательств
Запрос
комментариев
Комментарии
варианта
решения
Результаты
выполнения
планов
Корректирование
варианта
решения
Результаты оценки
допустимости
корректирования
варианта решения
Командносигнальные
признаки
Заблаговременное
напоминание о
необходимости
принятия решения
Сообщение о
получении
решения объектом
управления
Подсистема
алгоритмов
специального
обеспечения и информационная база
математического
Рис. 0.3. Цикл выработки варианта решения в диалоге и состав основных
̃𝑎(𝑔) — подмножество массивов, выдаваемых
информационных массивов: 𝑀
̃𝑧(𝑔) — подмножество массивов, содержащих запросы
автоматически; 𝑀
̃𝑝(𝑔) — подмножество
(указания на работу средствам автоматизации); 𝑀
массивов, содержащих ответы на запросы.
К классу формализованных языков можно отнести графическое и
картинное представления информации, подобное тому, которое используется
при построении топографической карты.
Язык общения (или язык диалога) должен обладать следующими двумя
основными свойствами: обеспечивать быстрое и правильное восприятие
информации человеком и обеспечивать быстрое и безошибочное задание
81
работы средствам автоматизации. Первое свойство необходимо для
выполнения следующих основных функций: оценки сложившейся
обстановки, осуществления контроля за выполнением планов и отданных
распоряжений, прогнозирования дальнейшего течения процессов и
обоснования решений в процессе управления. Второе свойство необходимо
для выполнения следующих функций: задания работ средствам
автоматизации
(включая
и
значения
исходной
информации),
корректирования вариантов решений, подготовленных алгоритмами
специального математического обеспечения управления, утверждения
решения, принимаемого в процессе управления.
Требование быстроты как восприятия информации человеком, так и
задания работ средствам автоматизации имеет относительный характер и
определяется содержанием и темпами течения реальных процессов в
системах управления. При разработке диалога это требование должно
учитываться не только по отношению к каждому акту общения при диалоге и
диалогу в целом, но и по отношению к полному циклу прохождения
информации в системе управления. Сокращение времени в каждом акте
диалога создает предпосылки для удовлетворения требования реального
времени функционирования средств автоматизации. Чем меньше это время,
тем легче построить систему, в которой решения принимаются и передаются
управляемым объектам своевременно. Кроме того, сокращение затрат
времени в каждом акте диалога создает благоприятные условия для
творческой деятельности людей, пользующихся средствами автоматизации,
высвобождая время для размышлений.
Требование правильности восприятия информации человеком и
безошибочности задания работ средствам автоматизации имеет
«абсолютный» характер. Здесь слово «абсолютный» означает, что диалог
является единственным процессом в системе автоматизированного
управления, в котором это требование имеет смысл. Дело в том, что между
надежностью работы средств автоматизации и надежностью выполнения
функций человеком существует большой разрыв. Под надежностью средств
автоматизации понимается свойство, заключающееся в том, что информация
ими будет обработана (переработана) правильно. Количественно это
свойство определяется различными показателями. Например, для
вычислительных машин таким показателем является число операций,
которые они выполняют без ошибок, или время безошибочной работы между
двумя смежными сбоями или двумя смежными отказами (время наработки на
отказ). Так, вычислительные машины способны выполнить безошибочно
миллионы операций, время между двумя смежными отказами (выходами
машины из строя) составляет сотни и тысячи часов.
Программные системы, если в них отсутствуют ошибки,
перерабатывают информацию абсолютно правильно. Правда, еще не удалось
добиться отсутствия ошибок в больших программных системах. Однако
вероятность того, что ошибки есть и что в данном варианте расчетов
82
понадобится ветвь программы, содержащая ошибку, достаточно мала и она
уменьшается с увеличением времени эксплуатации программы.
В этом смысле человек обладает гораздо более скромными
возможностями. Его «надежность» на несколько порядков ниже. Так, при
операциях над числовой информацией человек в среднем допускает одну
ошибку на 100-200 операций. Вероятность того, что человек может
допустить ошибку, возрастает со временем его работы, с накапливанием
усталости.
Эти достаточно очевидные положения приводят к серьезному выводу.
Диалог является единственным местом, в котором объединяется работа
высоконадежных средств автоматизации и работа человека, надежность
которого имеет принципиально не преодолимые границы.
Поэтому вопросам правильности и безошибочности при разработке
диалога должно быть уделено особое внимание.
Основным путем обеспечения безошибочной работы человека является
минимизация объемов задаваемой им информации. Для этого языки диалога
должны обладать минимальной избыточностью. Кроме того, значительную
помощь в этом случае могут оказать средства автоматизации управления. На
них в процессе разработки математического обеспечения могут (должны)
быть возложены функции автоматической проверки правильности
поступившей к ним информации. Между этими двумя путями есть
внутреннее противоречие.
Алгоритмическая проверка правильности сообщений облегчается, если
в текстах этих сообщений повышается степень избыточности. Поэтому
возникает экстремальная задача по выбору состава и объемов информации,
задаваемой человеком при диалоге. Общие решения этой задачи авторам
неизвестны. По-видимому, это достаточно сложная проблема. Частные
решения связаны со спецификой тех процессов, для которых создается
специальное математическое обеспечение. Использование конкретных
особенностей этих процессов позволяет выбрать (разработать) рациональный
вариант специального языка диалога со средствами автоматизации.
Если проверка синтаксической правильности сообщений возможна для
любого контекстно-свободного языка, то возможность проверки
семантической правильности существенно зависит от того, насколько удачно
создан специальный язык диалога.
Основным путем обеспечения правильности восприятия информации
является сочетание информативности с детальными, автоматически
формируемыми комментариями. Как отмечалось выше, информативность
языка диалога заключается в том, что человек получает результаты в форме,
достаточно близкой к той, которая ему нужна для принятия решения. Так как
при этом полученные им результаты либо имеют форму параметров
управления, либо достаточно близки к ней, то снижается вероятность того,
что они будут истолкованы человеком неправильно. Правда, при этом
возникает еще одна трудность. За пределами выданной информации
83
остаются все параметры, содержащие сведения о том, почему рекомендуется
(выработано) именно такое решение, а не какое-либо другое, остаются
неизвестными «мотивы», обосновывающие рекомендуемое решение.
Отсутствие автора в процессе использования средств автоматизации не
является достаточным основанием для того, чтобы отказаться от
комментариев, необходимых для понимания предлагаемого варианта
решения. Поэтому человеку должна быть предоставлена возможность при
необходимости по его желанию (запросу) получить достаточно полные
комментарии, позволяющие понять, почему предложенный вариант
целесообразен.
Ясно, что такие комментарии могут формироваться автоматически.
Система таких комментариев (подсказок, пояснений) может быть
многоступенчатой, охватывающей различные «разрезы» сложившейся
ситуации и процесса функционирования объектов управления.
Сочетание информативности основных результатов с пояснениями,
выдаваемыми автоматически или по просьбе человека, позволяет создать
условия для правильного понимания тех результатов, которые будут
выработаны специальным математическим обеспечением управления. При
этом будет обеспечена психологическая уверенность руководителя в
правильности полученных им рекомендаций. Руководитель получит
информацию о том, при каких ограничениях и предположениях сформирован
рекомендуемый ему вариант решения. Ясно, что при этом он сможет принять
более обоснованное решение, в большей степени проявятся его творческие
возможности.
Вопрос психологической уверенности руководителей в правильности
полученной ими информации и в обоснованности полученных рекомендаций
достаточно важный и сложный. Особенно он важен в системах управления, в
которых промедление с принятием решения грозит невосполнимыми
потерями, например в военных системах управления. Психологическая
уверенность очень влияет на затраты времени для принятия решения. При
высокой степени уверенности решение будет принято без промедления. При
отсутствии подобной уверенности у руководителей неизбежны колебания и
сомнения, а также затраты времени на их устранение.
Таким образом, при разработке языка диалога в него должны
включаться средства выработки комментариев. Общие решения этой задачи
пока не найдены. Поэтому возрастает роль учета особенностей конкретных
процессов управления.
Сложность разработки этих вопросов на стадии создания
информационной модели в значительной степени определяется тем, что
состав параметров комментариев зависит от принципов и методов, которые
будут использованы при разработке математических моделей. На этапе
создания информационной модели невозможно учесть все особенности,
которые выяснятся только при разработке математической модели. Поэтому
состав параметров диалоговых массивов, содержащих справочную,
84
поясняющую информацию, с большой вероятностью будет уточняться на
втором этапе (при разработке математической модели).
Язык диалога должен оказать существенное влияние на технические
средства общения человека с автоматизированной системой.
Построение эффективных языков диалога, как универсальных, так и
специализированных, для общения людей со средствами автоматизации в
динамике процессов управления является проблемой, требующей серьезных
научных проработок. Из всех функций диалога наименее изучено
утверждение решения, принимаемого руководителем в процессе управления.
В сложившейся практике управления между руководителем,
принявшим решение, и объектами управления находится множество людей,
которые выполняют технические работы по оформлению решения и
доведению его до объектов управления. При этом, кроме задержек во
времени получения распоряжения на объектах управления, создаются
условия для внесения искажений (ошибок) в тексты принятых решений. При
отсутствии дефицита времени решение может быть оформлено в виде
документа (хорошо проверенного), и на объекты управления будет доставлен
подлинник (или копия). При передаче распоряжений по линиям связи, что
неизбежно, если объект управления удален от органа управления и решение
должно быть доставлено достаточно быстро, вероятность внесения
искажений в текст достаточно высока. Поэтому при разработке диалога
целесообразно исключить все промежуточные неавтоматизированные звенья
между лицом, принявшим (утвердившим) решение, и объектами, которые
должны его исполнить.
Реализация этого требования на стадии разработки диалога приводит к
необходимости введения специальных командных параметров в диалоговые
массивы, которые воспринимаются блоками переработки информации,
обслуживающими диалог, как сигналы утверждения решения.
На структуру языка диалога существенное влияние оказывают
психофизиологические особенности человека. Так, известно, что скорость
восприятия информации зрительно на несколько порядков выше, чем на
слух. Текстовая (буквенно-цифровая) информация при восприятии
фактически воспроизводится со скоростью звукового канала. Поэтому от
средств автоматизации информацию человеку удобнее получать в
графическом (картинном) виде. При задании работы средствам
автоматизации, как отмечалось выше, целесообразно на человека возлагать
минимум операций. Для этого можно рекомендовать использование
специальных диалоговых таблиц. В этих таблицах зафиксированы
сформированные специальным математическим обеспечением наименования
параметров, которые должны быть заданы человеком. Поэтому ему остается
заполнить эту таблицу значениями параметров и «вернуть» ее средствам
автоматизации.
85
Сигнальная система.
Система специального математического обеспечения вместе с
остальными средствами автоматизации должна функционировать в темпе,
соответствующем реальному времени протекания процессов на объектах
управления. Выполнить это невозможно без соответствующей организации
работы руководителей, принимающих решения. Для того чтобы
руководитель мог своевременно принимать необходимые решения, ему
нужна информация о ходе процессов, которая должна поступать к нему
заблаговременно (своевременно). Своевременность заключается в том, что у
руководителя после получения этой информации должно оставаться еще
достаточно времени для принятия решения.
В состав этой информации, которая имеет вспомогательное
(организующее) значение, должны входить следующие параметры:
критический момент принятия решения; состав управляющих параметров,
значения которых должны быть выработаны; значения тех параметров
управления, которые уже утверждены руководителем; значения тех
параметров управления, которые выработаны средствами автоматизации.
Критическим является момент времени, после которого решение,
принятое руководителем, уже не может быть реализовано, т. е. либо оно не
будет получено объектами управления, либо они уже не смогут его
выполнить.
Будем называть эту информацию сигнальными признаками.
Своевременность выдачи сигнальных признаков руководителю означает, что
от этого момента до критического момента учтены все работы, которые
руководитель должен выполнить, используя средства автоматизации.
Действительно, руководитель должен принимать множество решений. Если
критические моменты их принятия сконцентрируются на достаточно малом
отрезке времени, то напоминание об этом руководителю, сделанное с учетом
только одного (наиболее раннего) решения, уже не спасет положения.
Поэтому моменты выдачи сигнальных признаков должны прогнозироваться с
учетом всех функций, выполняемых руководителем. Сигнальные признаки
должны
формироваться
с
помощью
алгоритмов
специального
математического обеспечения.
Совокупность всех средств автоматизации, осуществляющих
формирование и выдачу сигнальных признаков (включая и технические
средства автоматизации), назовем командно-сигнальной системой.
Командно-сигнальная
система
организует
взаимодействие
руководителей
со
средствами
автоматизации,
обеспечивающее
своевременное принятие решений. Это создает необходимые условия для
синхронизации работы объектов управления, т. е. позволяет исключить
простои из-за несвоевременного принятия решений.
Руководители могут (и будут) выполнять функции, не обеспеченные
средствами автоматизации управления. Поэтому между информацией,
выдаваемой сигнальной системой, и реальными возможностями
86
руководителя могут возникать противоречия '. Для их устранения на
сигнальную систему могут быть возложены функции по общему
наблюдению за планированием и использованием рабочего времени
руководителя. Для этого в состав информационных массивов необходимо
включить параметры, определяющие виды работ и временные затраты
руководителя на их выполнение, а также план работы руководителя. В этом
случае сигнальная система становится автоматизированной «записной
книжкой» руководителя.
Сигнальная система в значительной степени обеспечивает
благоприятные условия для удовлетворения требования преемственности в
органе управления. Даже при внезапной смене руководителя или другого
должностного лица, работа которого обеспечивается этой системой,
работник, его заменивший, своевременно получит информацию о том, какие
решения он должен принимать, чтобы не нарушался процесс
функционирования объектов управления. Сигнальная система обеспечивает
оперативную преемственность, т. е. благоприятные условия для принятия
текущих решений. Для того чтобы более глубоко изучить положение дел,
включая перспективу, руководитель (новый) может воспользоваться
данными информационной базы. При этом сведения он может получать по
собственной инициативе (по запросам).
На
специальное
математическое
обеспечение
управления
целесообразно возложить особую функцию по выдаче информации для
передачи дел при смене должностных лиц. При разработке информационной
модели должен быть определен состав параметров, выдаваемых по запросам
при смене руководителей. Выполнение этой функции в сочетании с
функциями командно-сигнальной системы существенно сократит время,
необходимое новому руководителю или другому должностному лицу органа
управления для того, чтобы начать успешно выполнять свои обязанности.
Контур управления.
В реальных системах управления орган управления и его руководитель,
как правило, имеют не одну цель, а несколько, достижение которых является
их задачей.
Для таких систем метод построения информационной модели,
изложенный, должен быть расширен. Информационные потоки,
обеспечивающие достижение каждой цели управления, могут иметь как
общие, так и собственные (специфические) части.
В сложных системах управления совместный анализ всех
информационных потоков, для достижения всех целей управления является
часто очень трудной, практически необозримой задачей. В таких случаях на
помощь может прийти метод, названный авторами методом единичных
контуров.
Единичным контуром управления называется часть общего процесса
циркуляции информации, связанная с достижением только одной цели
87
функционирования системы управления, имеющая только одну точку
диалога. Выделение одной цели управления существенно снижает сложность
анализа этой части общей системы.
Первым шагом на пути построения информационной модели системы
управления является деление всего контура управления на множество
единичных контуров. Этот процесс начинается с последовательного
рассмотрения целей управления. Для каждой цели формируется свой контур
управления. Его анализ осуществляется в соответствии с методом
построения информационной модели. Если простейший контур с одной
точкой диалога поддается автоматизации, то он является единичным и для
него строится информационная модель. Если автоматизация для него
практически невозможна, продолжается деление этого контура на более
простые так, как это было изложено выше. При этом появляются новые
точки диалога, в каждой из которых выполняется определенная функция по
достижению основной цели. Для каждой цели управления этот процесс
заканчивается формированием системы иерархически связанных единичных
контуров управления. Для каждого единичного контура и контура
достижения данной цели может быть построена информационная модель.
Пусть имеется n целей управления, тогда для каждой может быть
построено описание информационной модели:
(𝑘)
(𝑘)
(𝑘)
𝐻𝑏 ≡ {𝑄𝑏 , 𝑂(𝐺𝑏 )}
(𝑘)
(𝑘)
(𝑘) (𝑘) ̃ (𝑘)
(𝑘)
𝑄𝑏 ≡ {П𝑖,𝑏 , 𝑋𝑖,𝑏 , 𝑌𝑖,𝑏 , 𝑀
𝑖,𝑏 , 𝑇𝑖,𝑏 ),
(𝑘)
𝐺𝑏
(𝑘)
(𝑘)
(𝑘)
(𝑘)
(𝑘)
(𝑘)
(𝑘)
≡ {𝑃𝑏 , 𝑅𝑏 , 𝐵𝑏 , 𝑀𝑏 , Д𝑏 , П𝑏 , 𝑇𝑏 }
(5.3)
(k=l, 2,..., n).
Нижний индекс (b) является признаком технологического характера
информационной модели.
В этом описании между единичными контурами могут быть
одноуровневые и многоуровневые связи. При одноуровневой связи
единичных контуров управления (рис. 0.4) все они имеют общее звено
принятия решения (общую точку диалога); при многоуровневой связи (рис.
0.5) между ними существует иерархическая взаимозависимость.
Информационные модели единичных контуров управления, как
правило, являются промежуточными (технологическими); на их базе
строится информационная модель всей системы управления. Синтез
информационных
моделей
единичных
контуров
управления
в
информационную модель системы начинается с выделения подмножеств,
имеющих общую точку диалога.
88
Орган управления (Д)
(1)
(2)
(3)
(𝑛)
Н1 , Н2 , Н3 , … , Н𝑛
Объекты управления
Рис. 0.4. Одноуровневая связь информационных моделей единичных контуров
H(1)
H(1,1)
H(1,1,1)
H(1,2)
H(1,1,1)
H(1,3)
H(1,3,1)
H(1,3,2)
Рис. 0.5. Многоуровневая связь информационных моделей единичных
контуров.
Каждое из этих подмножеств определяет множество одноуровневых
единичных контуров. Для каждого из этих множеств по описаниям из
(𝑘)
множества
𝑂(𝐺𝑏 ),
содержащим
временные
характеристики
функционирования системы, оценивается возможность объединения всех
точек диалога в одну и возможность объединения в одном управляющем
звене всех работ по реализации функций этого множества единичных
контуров. Если объединение возможно, то для этой точки диалога
формируются информационные массивы, множества источников и
получателей информации, множества блоков переработки информации,
параметрических связей и описаний временных характеристик. Конечным
результатом является информационная модель контура управления с
вершиной в j-й точке диалога:
𝐻(𝑗) ≡ {𝑄(𝑗) , 𝑂(𝐺 (𝑗) )} (𝑗 = 1,2, … , 𝑚),
Где m — общее число точек диалога информационной модели.
Если объединение функций управления множества одноуровневых
единичных контуров в одном управляющем звене невозможно, то это
89
множество делится на подмножества с разными точками диалога, и процесс,
описанный выше, повторяется для каждой из них.
В
результате
образуется
множество
Н(j)
(j = 1, 2, ..., m)
информационных моделей, каждая из которых имеет одну точку диалога.
Процесс циркуляции информации в контуре с вершиной в данной точке
диалога осуществляется в интересах достижения всех n целей управления.
Следующим шагом синтеза информационной модели Н является
объединение множеств Н(j) (j = 1, 2, ..., m). Этот этап синтеза осуществляется
над многоуровневыми контурами управления. Он, как правило, не
затрагивает множеств Р, R, М, Д, которые являются объединением множеств
Р(j), R(j), М(j), Д(j), входящих в описание Н(j):
𝑃 ≡ ⋃𝑗 Р(𝑗) ;
𝑅 ≡ ⋃𝑗 𝑅(𝑗) ;
𝑀 ≡ ⋃𝑗 𝑀(𝑗) ;
Д ≡ ⋃𝑗 Д(𝑗) .
Существенная часть работы при синтезе связана с корректированием
множества параметрических связей П и множества описаний временных
характеристик Т. Объединение Н(j) требует введения новых параметрических
связей, соединяющих частные информационные модели в общую, и
уточнения временных характеристик перемещения информации по этим
параметрическим связям.
Результатом синтеза является основная информационная модель.
Экономическая информация и ее структура
Экономическая информация представляет собой различные сведения,
которые можно фиксировать, передавать, преобразовывать, хранить и
использовать для управления. Рассмотрение всей совокупности
экономической информации позволяет заключить, что она не однородна по
содержанию. К экономической информации относятся различные сведения,
отражающие
технологические,
социальные,
экономические,
производственные, демографические, хозяйственные процессы, явления,
объекты, если эти сведения используются в хозяйственной практике,
планово-экономической работе для принятия управленческих решений.
Основой таких сведений являются факты, т. е. данные о людях, станках,
продукции, сырье, материалах, затратах времени, материальных и денежных
средствах, планируемых или нормируемых. Поэтому система экономической
информации включает плановую, учетную, технологическую, нормативную,
расценочную, всевозможную справочную информацию, отражающую
сведения о продукции, ее поставщиках и потребителях, о кадровом составе
работающих, тарифах, запасах материальных ресурсов.
Экономическую информацию отличает ряд свойств. Она дискретна,
представлена в алфавитно-цифровом коде, требует фиксации в носителях
информации для последующей обработки, движется потоками, в процессе
обработки подвергается логическим и арифметическим операциям.
90
Экономическая информация может классифицироваться по признакам:
стабильности, функциям управления, по стадиям образования, функциям в
процессе обработки, способу отображения данных, структуре.
По стабильности экономическая информация делится на переменную и
условно-постоянную. Переменная информация отражает фактические
свойства и количественные характеристики производственных и
хозяйственных операций на конкретный момент времени. Условнопостоянная информация может длительное время оставаться неизменной для
многих одинаковых предметов и многократно использоваться при обработке.
Важным критерием отнесения информации к категории переменной или
условно-постоянной является коэффициент стабильности (Кст𝑖 ), который
рассчитывается по формуле
Кст𝑖 =
где
𝑁н𝑖
𝑁о𝑖
,
𝑁н𝑖 — количество неизменных позиций номенклатуры на начало
квартала, года;
𝑁о𝑖 — общее количество позиций номенклатуры на начало квартала,
года.
Информация считается условно-постоянной, если Кст ≥ 0,6 и
информация многократно используется при решении экономических задач.
По функциям управления экономическая информация разделяется на
прогнозную, плановую, учетную, нормативную, которая реализуется в
функциональных подсистемах АСУ.
По стадиям образования выделяют экономическую информацию
первичную, которая не подвергалась обработке, и вторичную (производную).
Первичная информация возникает на начальной стадии процесса управления
в результате съема показаний приборов, установленных, например, на панели
автоматизированного стеллажа хранения материальных ресурсов, на станках,
автоматических линиях, при создании документов. Вторичная информация
получается в результате обработки первичной и может быть промежуточной
или результатной.
По функциям в процессе обработки экономическая информация
делится на входную, промежуточную, результатную. В качестве входной
информации может быть первичная, если она возникла внутри системы, либо
исходная, если эта информация поступила в систему из внешней среды —
другой АСУ или другого экономического объекта. Промежуточная
информация образуется в процессе автоматизированной обработки данных в
результате решения конкретной экономической задачи, промежуточные
результаты решения которой должны быть сохранены для использования при
выполнении последующих расчетов. Обычно такая информация выводится
из ЭВМ на машинные носители, как правило, на магнитные ленты или диски
с обязательной распечаткой ее на бумаге для удобства чтения и контроля при
хранении. Результатная информация содержит результаты решения
функциональных задач, как правило, выводится в алфавитно-цифровом коде
91
на печать и записывается на магнитные носители для накопления в
информационном фонде системы.
По способу отображения данных экономическая информация может
подразделяться на текстовую, в алфавитно-цифровом, цифровом,
символьном коде или графическую.
Вся
совокупность
экономической
информации —
сложное
образование, структура которого состоит из следующих уровней: потоки
информации; информационные массивы (файлы) с записью данных на
носителях информации (документах, перфокартах, магнитных или
перфолентах, магнитных дисках); документ или отдельная запись на
конкретном носителе данных; сообщение или показатель; реквизит;
алфавитно-цифровые знаки или символы.
Под
потоком
информации
понимается
сложившееся
или
организованное в пределах системы движение информационных
совокупностей (массивов документов, информационных массивов на
машинных носителях, сформированных сообщений для передачи по каналам
связи) в определенном направлении при условии, что эти информационные
совокупности имеют общий источник и общий приемник.
При установлении важнейших параметров информационных потоков,
выявлении отношений между элементами потоков независимо от содержания
информации, характера ее дальнейшего использования, при выборе
технических средств обработки и передачи информации, она
рассматривается в синтаксическом аспекте. При этом выявляются
направления движения потоков информации, их связь с функциями
управления, отношение к процессу обработки, устанавливается структура
потоков, степень стабильности их элементов, количественные параметры.
Направления потоков информации в системе определены структурой
управления объекта, существующими в нем функциональными и
организационными связями. Функции, реализуемые в системе управления,
порождают потоки плановой, прогнозной, учетной, нормативной и другой
информации. Наиболее крупные элементы потока — информационные
массивы (документов, машинных носителей). Цикличность управленческих
работ оказывает влияние на стабильность элементов потока. Если элементы
потока (сообщения, показатели, документы) систематически повторяются и
длительное время не изменяют своего значения, то такие информационные
совокупности выделяют в самостоятельные потоки условно-постоянной
информации. Потоки переменной информации характеризуются большой
частотой изменений, приводящей к почти полному обновлению данных.
Важнейшими
количественными
параметрами,
характеризующими
информационные потоки, являются коэффициент пропускной способности,
максимальная величина потока, плотность потока, которые устанавливают в
процессе проектирования и используют при создании технического и
технологического обеспечения АСУ.
92
При изучении экономической информации, формировании состава
элементов ее потоков большое значение придается отбору полезной для
хранения, накопления и обработки информации. Это устанавливается в
процессе прагматического анализа, когда выявляется полезность,
практическая значимость конкретных данных для решения функциональных
задач системы, принятия управленческих решений. Так как процесс принятия
решений предполагает получение и обработку поступающих сведений,
сопоставление полученной информации с имеющейся в системе, анализ
причин отклонений в деятельности системы от ранее намеченных
параметров, то в основу критерия оценки полезности информации кладется
влияние поступившего сообщения на изменения в представлении
потребителя о состоянии управляемого объекта.
Если синтаксический анализ информационных потоков позволяет
обоснованно выбирать комплекс технических средств для сбора,
регистрации, передачи, обработки, накопления и хранения информации,
устанавливать рациональные технологические режимы обработки данных,
прагматический анализ позволяет выявлять полезную информацию в потоках
для последующей обработки и хранения в системе, то семантический анализ
необходим для изучения потока с точки зрения смысла, передаваемого
отдельными его элементами — сообщениями, показателями. Это особенно
важно при реализации работы в диалоговом режиме, когда требуется
однозначное распознавание вводимых в систему сообщений как человеком,
так и техническими средствами, прежде всего ЭВМ — важнейшим средством
информационного обмена работников аппарата управления в процессе
выработки решения.
В автоматизированных системах организационного управления
элементами информационных потоков являются составные единицы
экономической информации — сообщения и показатели.
Основной единицей экономической информации принято считать
показатель. Показатель трактуется как высказывание, содержащее
количественную характеристику какого-либо свойства отображаемого
технико-экономического объекта. Показатель можно определить и как одну
из форм существования экономической информации, основное высказывание
языка экономического управления, которое устанавливает состав понятий
этого языка, его словарь, набор грамматических конструкций [11].
Показатель [72] принято описывать набором терминов в виде
структурной формулы, раскрывающей семантический смысл показателя (Р):
Р ⇒ < И, 𝑋 >,
где Р — показатель;
⇒ — знак соответствия;
И — идентификатор;
X — числовое значение показателя.
Идентификатор (И) включает наименование показателя (S),
раскрывающего его экономический смысл: S ⇒ О, П, Ф. В состав
93
наименования показателя входят термины О, П, Ф, обозначающие: О —
характеризуемый показателем объект, т. е. то, что характеризуется
(продукция, работающие, капитальные вложения); П — процесс или
состояние, в котором находится характеризуемый объект, т. е. что делается с
объектом (наличие или численность работающих, производство продукции,
себестоимость продукции и т. п.); Ф — формальный способ вычисления
показателя, т. е. объем реализации продукции (абсолютный показатель),
удельный вес (относительный показатель). Дополнение показателя (Д) —
набор терминов, конкретизирующих показатель, прежде всего его числовое
значение: Д ⇒ Е, В, С, У. В дополнение входят термины: Е — единица
измерения; В — время (период или дата), к которому относится показатель;
У — функция управления (планирование, учет), к которой относится
показатель; С — термины, указывающие, кто производит действие над
характеризуемым объектом, т. е. субъект (предприятие, организация,
министерство, ведомство).
Содержательный анализ показателей на всех уровнях управления
отрасли материально-технического снабжения позволил упорядочить,
выявить взаимосвязи и построить системы показателей АСУ. Действующая в
АСУ система показателей обеспечивает отражение всех элементов системы
материально-технического
снабжения,
ее
производственных
и
хозяйственных процессов. Система показателей оказывает существенное
влияние на создание средств формализованного описания элементов
экономической информации, разработку локальных и обоснование
применения общесоюзных классификаторов и кодов, создание языковых
средств общения работников аппарата управления с КТС, определение
содержания управленческой документации и информационных массивов.
Дальнейшее совершенствование системы показателей должно освободить ее
от необоснованного дублирования, обеспечить необходимую сопоставимость
показателей как внутри АСУ, так и с АСУ других назначений и уровней.
Унифицированная документация
Необходимым условием эффективного функционирования АСУ
является использование унифицированных систем документации. Под
документом понимается информационное сообщение на естественном языке,
зафиксированное рукописным или печатным способом на бланке
установленной формы и имеющее юридическую силу. Каждый документ
включает информационные элементы — реквизиты-признаки и реквизитыоснования, которые располагаются на бланке линейно, в форме таблицы,
анкеты или смешанным способом. Под унификацией документов понимается
рациональное сокращение числа физических, структурных, информационных
элементов исходного множества документов.
Структура унифицированной системы документации может состоять,
например, из двух основных разделов. Первый раздел — «Унифицированные
формы документов» — включает классификатор документации, альбом форм
94
унифицированных
документов
и
порядок
индексации,
схемы
документооборота, отраслевые и государственные нормативно-технические
материалы по применению унифицированных форм документов. Второй
раздел содержит государственные стандарты и методические материалы,
необходимые для регламентации порядка внедрения и обращения
унифицированной системы документации.
Унификацией должны быть охвачены следующие группы документов:
 планово-расчетная документация
 планово-нормативная документация для предприятий и организаций
 организационно-распорядительная документация (извещения о
выделении материальных ресурсов, заказы и спецификации, планы
прикрепления, разнарядки);
 отчетно-статистическая документация; оперативно-статистическая
документация; оперативно-контрольная документация;
 первичная учетная, бухгалтерская и финансовая документация.
В альбоме форм, включенных в состав унифицированной системы
документации по материально-техническому снабжению и сбыту, документы
объединены в группы:
формы заявок и расчетов потребности по различным видам сырья,
материалов и оборудования;
формы материальных балансов и планов распределения; формы
документов по доведению фондов на продукцию (включая формы
документов на изменение фондов);
формы документов по специфицированию фондов на продукцию;
формы документов по занарядке продукции; формы документов по
оперативно-контрольной информации. На оборотной стороне форм
документов указан порядок их составления и представления, а также
некоторые дополнительные замечания, касающиеся номенклатуры
продукции, сроков ввода в эксплуатацию объектов, для которых заказывается
продукция. Сформулированы рекомендации по использованию паспортов на
оборудование, каталогов, комплектовочных ведомостей, приведено
требуемое количество экземпляров заполняемой формы.
Кроме унификации носителей исходной (первичной) информации
разрабатываются
унифицированные
формы
вывода
результатной
информации.
Цель
создания
унифицированной
системы
документации
формирование документов, наиболее полно приспособленных для принятия
управленческих решений. Унификация форм документов должна
максимально снижать затраты на сбор, обработку и передачу информации,
обеспечивая в то же время ее полноту и достоверность.
95
Средства формализованного описания информации
Для оформления результатов снабженческо-сбытовой деятельности в
отрасли материально-технического снабжения разработаны и широко
применяются
средства
формализованного
описания
элементов
экономической информации. Они предназначены для однозначного
формализованного представления технико-экономических показателей в
форме, удобной для ввода и обработки данных с помощью технических
средств управления.
В АСУ формализованное описание экономической информации
разработано с учетом удовлетворения следующих требований:
 обеспечения интегрированной обработки данных, что предполагает
возможность распознавания по формальному описанию одинаковых,
сопоставимых или взаимосвязанных показателей, группировку их по
заданным признакам, определения связей между задачами по входным
и выходным показателям;
 рациональной организации хранения и поиска данных, включая
возможность поиска показателей по набору содержательных
признаков;
 информационной совместимости действующих автоматизированных
систем управления и обработки данных.
Массовое внедрение автоматизированных систем организационного
управления поставило задачу создания информационного языка описания
экономических показателей и других элементов экономической информации.
Максимально приближенный к естественному такой язык доступен как для
восприятия человеком, так и техническими средствами, обеспечивающими
сбор, передачу, обработку и хранение данных. Особенно он необходим в
условиях использования терминальных, дисплейных устройств на рабочих
местах работников управления, работающих с вычислительной системой в
диалоговом режиме. Основу информационного языка составляют
разработанные в РФ классификаторы, которые входят в состав Единой
системы классификации и кодирования технико-экономической информации.
Классификаторы представляют собой словари принятых и
утвержденных классификационных группировок элементов экономической
информации с указанием установленных кодовых обозначений по каждой
позиции классификатора. Классификаторы разрабатываются на стадии
проектирования АСУ, в процессе которого классифицируются объекты
анализируемого множества, кодируется каждый из них, составляются
кодовые словари (классификаторы).
Под классификацией элементов экономической информации
понимается логическая операция, которая заключается в распределении
элементов рассматриваемой совокупности по классам, подклассам, видам,
разновидностям на основании общего признака или группы признаков. В
качестве признака или основания классификации выступают обычно
96
свойства, по которым различаются элементы в пределах рассматриваемого
множества.
Пример:
Общероссийский классификатор продукции (сокращ. ОКП) —
государственный стандарт, входящий в Единую систему классификации и
кодирования
технико-экономической
и
социальной
информации;
соответствующий код видов продукции. Принят и введён в действие на
территории Российской Федерации Постановлением Госстандарта России от
30 декабря 1993 № 301 с 1 июля 1994 взамен Общесоюзного классификатора
промышленной и сельскохозяйственной продукции.
Стандарт содержит перечень кодов и наименований иерархически
классифицированных групп видов продукции. На каждой ступени
классификации
деление
осуществлено
по
наиболее
значимым
экономическим и техническим классификационным признакам.
Код ОКП содержит шесть значащих цифр и одну контрольную цифру
(контрольное число). Первые два знака идентифицируют класс продукции;
третий — подкласс; четвертый — группу; пятый — подгруппу; шестой —
вид продукции. Второй и третий знаки кода ОКП, как правило, разделяются
пробелом. Например: 57 1193 1 — Пески из природного камня, прочие
Использование технических средств для преобразования информации
требует компактной, удобной для их восприятия формы текстовой части
информации. Эту задачу решает кодирование — присвоение символьных
(цифровых,
алфавитно-цифровых)
обозначений
классификационным
единицам. Для контроля записи информации на машинные носители,
контроля передачи и ввода данных в ЭВМ в кодовые слова включаются
контрольные числа — коды обнаружения ошибок. Контрольные числа
рассчитываются в процессе кодирования, добавляются к кодовым словам,
увеличивая их значность, но обеспечивая достоверность информации,
получаемой после обработки с помощью технических средств.
Результаты проектной работы по классификации и кодированию
сводятся в классификаторы (кодовые словари), которые могут быть
общесоюзными, отраслевыми, локальными.
В стране действует в настоящее время свыше тридцати общесоюзных
классификаторов, которые могут быть подразделены на четыре группы:
классификаторы ресурсов (трудовых, природных, материальных, сырьевых,
энергетических); классификаторы продуктов труда, производственной
деятельности и услуг в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте;
классификаторы
структуры
народнохозяйственных
объектов,
административно-территориального деления, предприятий, организаций,
отраслей народного хозяйства; классификатор технико-экономических
97
показателей,
технической,
управленческой документации.
технологической,
конструкторской
и
Представление данных
Огромные
объемы
данных,
функционирующих
в
составе
информационного обеспечения АСУ, требуют их четкой организации,
упорядочения для электронной обработки и хранения.
Часть информационной базы, представляющая собой совокупность
используемых в автоматизированной системе данных на машинных
носителях системы, получила название внутримашинной информационной
базы (ГОСТ 24.003-84).
Внутримашинная информационная база АСУ включает как
функциональные массивы, содержащие всю необходимую для решения
экономических задач информацию, так и программные средства записи,
обновления массивов и поиска в них данных.
Ранее уже рассмотрены состав информации, ее классификация,
назначение и использование постоянной и условно-постоянной информации.
К этой информации в процессе решения на ЭВМ различных функциональных
задач постоянно обращаются. Эффективность работы программных средств,
автоматизирующих эти процессы, зависит от тщательности упорядочения
записей в информационных массивах. Разработка структуры, моделей
размещения элементов экономической информации в массивах ведется на
стадии создания внутримашинной базы АСУ.
Системное
информационное
обеспечение
предусматривает
возможность создания внутримашинной информационной базы по двум
вариантам.
Первый — традиционная организация — предусматривает пофайловую
(помассивную) систему формирования информационных массивов, как
правило, на магнитных ленточных или дисковых носителях. В зависимости
от назначения и содержащейся в них информации создаются массивы
входные, рабочие, основные, промежуточные, результатные, а также
массивы с записью расценочной, справочной, нормативной, плановой,
договорной информации и всевозможной переменной информации, строго
ориентированной на решение конкретных функциональных задач системы.
ПК с запоминающими устройствами прямого доступа, позволили перейти к
индексно-последовательной организации информационных массивов на
дисках, при которой последовательность записей упорядочивается в
соответствии с ключевым признаком — присваиваемым индексом. Ключевой
признак позволяет ускорить процесс поиска данных, облегчить внесение
изменений в массив. Пофайловая организация информации, ориентированная
прежде всего на удобство работы специалистов ВЦ в процессе решения
экономических задач на ЭВМ, имеет существенные недостатки. Высокий
уровень избыточности за счет хранения в различных массивах однотипных
элементов информации приводит к большим трудностям при внесении в них
98
изменений, обновлении данных. Пофайловая система организации
информационных массивов является негибкой, не обеспечивает быстрого
формирования ответа на запросы пользователей, не приспособлена для
автоматизированного информационного обслуживания руководителей
экономических служб. Наконец, пофайловая организация информационных
массивов предполагает жесткую привязку программных средств, что
вызывает необходимость при каждом изменении в структуре
информационного массива заново создавать соответствующие программные
средства.
Второй вариант организации информационных массивов получил
название системы баз данных. База данных автоматизированной системы
управления — совокупность используемых при функционировании
автоматизированной системы управления данных, организованная по
определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания,
хранения и манипулирования данными, независимая от прикладных
программ (ГОСТ 24.003-84).
База данных создается на стадии проектирования системы и должна
реализовывать принцип интеграции накопления, хранения, систематического
обновления данных для своевременного и надежного обслуживания
многочисленных пользователей системы. В качестве пользователей базы
данных выступают не только специалисты конкретной предметной области,
но и прикладные программисты, занимающиеся созданием и эксплуатацией
программных средств в информационной системе.
Если под базой данных понимать их совокупность, отображающую
состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области,
то в процессе проектирования ведется ее тщательное исследование с целью
изучения данных как особого ресурса и отбора в базу того, что необходимо
хранить в ней. При этом создается общая структурная схема баз данных,
представляющая собой взаимосвязанные, многоуровневые модели.
Моделирование баз данных — сложный и ответственный процесс в создании
и последующем их функционировании. На этом этапе должны быть
сформулированы условия последующего эффективного функционирования
баз данных в автоматическом режиме: обеспечена фильтрация ошибочных
данных, вводимых в систему; достигнуто соглашение между пользователями
по составу и структуре данных; введены необходимые разграничения
доступа; удовлетворены требования к независимости данных от программ и
их физического расположения. В настоящее время получили
распространение три подхода при построении моделей баз данных:
иерархический, сетевой и реляционный. Каждая из перечисленных моделей
при электронной обработке данных реализуется соответствующей системой
управления базой данных (СУБД), т. е. специальным набором программных
средств, автоматизирующим процесс решения экономических задач на ЭВМ.
СУБД обеспечивает разделение данных, сохранение их независимости,
увеличивает возможности доступа к данным и сокращает их избыточность. В
99
процессе функционирования базы данных системы управления базами
данных (СУБД) нуждаются в систематическом обслуживании, поддержании
в рабочем состоянии. Эти функции возлагаются на администратора базы
данных, т. е. одного или нескольких специалистов, которые несут полную
ответственность за функционирование созданной интегрированной базы
данных, имеют полномочия по корректировке управления базой данных,
отвечают как за целостность данных, так и за защиту их от
несанкционированного доступа, надежность. Функционирование баз данных
под управлением СУБД и при систематическом контроле со стороны
администратора
представляет
собой
взаимодействие
сложного
организационно-технического комплекса, который получил название
автоматизированного банка данных (АБД). Под автоматизированным банком
данных понимается организационной технический комплекс (система),
включающий базы данных для решения функциональных задач, технические,
программные и языковые средства, а также обслуживающий персонал.
Техническое обеспечение
Общая характеристика подсистемы
Эффективное функционирование АСУ требует комплексного
использования новых технических средств обработки информации и новых
методов организации технологических процессов решения функциональных
задач. Такими средствами в настоящее время служат вычислительное
оборудование, включая ПК, периферийные устройства обработки данных,
средства связи и оргтехники. Методы организации технологических
процессов базируются на использовании системотехнических методов
построения технологических процессов интегрированной обработки данных,
применении средств ИКТ. Создание такой технологии обработки
информации, т. е. выбор методов преобразования информации и определение
состава технических средств для их реализации, ведется в процессе
проектирования технического и технологического обеспечения системы, а
эксплуатируется технология — на стадии функционирования АСУ.
Под техническим обеспечением (ТО) АСУ понимается совокупность,
включающая комплекс технических средств (КТС), методические и
руководящие материалы по созданию и функционированию КТС, персонал,
занимающийся внедрением (монтажом, наладкой), эксплуатацией и
обслуживанием КТС.
КТС является технической основой любой АСУ и представляет собой
совокупность
взаимосвязанных
единым
управлением
автономных
технических средств сбора, накопления, обработки, передачи, вывода и
представления информации, устройств управления ими, а также средств
оргтехники для длительного хранения (накопления) информации и средств
связи для осуществления информационного обмена между различными
техническими средствами. Важнейшим компонентом технического
обеспечения является персонал — операторы, инженерно-технические
100
работники, обслуживающие комплекс технических средств, обеспечивающие
его нормальное функционирование. Действуя в соответствии с
разработанными инструкциями, специалист выступает при этом как
оператор, т. е. элемент автоматизированной системы обработки данных, и
обеспечивает контроль за ее работой, выполняет отдельные функции,
связанные с приемом данных, их регистрацией, преобразованием, выдачей
информации.
Цель создания технического обеспечения — выбор и оснащение
многоуровневой АСУ техническими средствами сбора, регистрации,
передачи, хранения, накопления, обработки информации, создания условий
нормальной загрузки и надежности элементов системы при решении в
установленном временном режиме всех необходимых функциональных
задач.
Комплекс технических средств как важнейшая составляющая ТО АСУ
предназначен для надежного и своевременного решения функциональных
задач; предоставления результатов решения задач пользователям в
необходимых разрезах и объеме; сопряжения и информационного
взаимодействия АСУ с внешними автоматизированными системами (АСПР,
АСФР, АСГС, ОАСУ); обеспечения функционирования и организации базы
данных; передачи информации по телефонным и телеграфным каналам
связи; решения как регламентных задач, так и задач, поступающих в форме
запроса; выдачи информации на терминальные устройства.
Для достижения заданной эффективности комплекс технических
средств в АСУ формируется во взаимосвязанный набор устройств обработки
информации, который базируется на совокупности организационных
принципов.
Принцип централизации и интеграции обработки информации.
Автоматизированная обработка информации в может быть
организована централизованно
или в условиях централизованнораспределенной вычислительной сети. Как в первом, так и во втором случаях
один или несколько центров обработки информации, поставщики и
потребители данных связаны между собой каналами передачи информации.
Технические средства обработки данных группируются и образуют
вычислительный центр (ВЦ), информационно-вычислительный центр (ИВЦ).
Вычислительные центры — организационно-технологическая база любой
АСУ. Вычислительные центры АСУ по реализуемым режимам обмена
информацией с другими ВЦ разделяются на автономные (без обмена
информацией по каналам связи), с полуавтоматическим режимом (обмен
информацией через каналы связи идет по запросу), автоматическим режимом
работы, при котором обеспечивается обмен информацией с помощью
программных средств ПК.
101
Локальная вычислительная сеть включает вычислительный центр,
связанный с удаленными терминалами для сбора, подготовки, выдачи
информации.
При разработке технологических процессов необходимо, чтобы в
каждой технологической цепочке результат, выдаваемый предшествующим
устройством, являлся исходной информацией для работы последующего
устройства, а сами сопрягаемые устройства были согласованы по кодам
(языку) и носителям информации.
Принцип интегрированной обработки предполагает создание и
функционирование
непрерывного
технологического
процесса
автоматизированной обработки информации, что достигается наличием
автоматизированного банка данных, языковой, программной и технической
совместимостью различных устройств.
Принцип согласованной производительности предусматривает на
стадии проектирования системы согласование в технологической цепи
обработки информации устройств по производительности. Это достигается
созданием при необходимости буферных накопителей информации для
последующей выдачи ее в нужные пользователю сроки либо созданием
параллельных цепей обработки информации на участках с недостаточной
пропускной способностью.
Технологический процесс интегрированной обработки экономической
информации — взаимосвязанный комплекс машинно-ручных операций,
выполняемых человеком, машинных, реализуемых ЭВМ и другими
техническими средствами по единой схеме на основе единых для различных
задач исходных и нормативно-справочных данных, с целью превращения
первичной информации в сведения, представляющие ценность для решения
конкретных задач управления МТС.
Основные технологические операции.
Рассмотрим технологические операции, которые реализуют КТС. Сбор,
регистрация, передача первичной переменной информации — начало
процесса. Прием информации с контролем и регистрация ее получения.
102
Создание прогрессивной технологии обработки информации
предъявляет следующие требования к техническим средствам управления
[11]:
 минимизация трудовых и стоимостных затрат на автоматизированное
решение комплексов функциональных задач АСУ;
 возможность реализации интегрированной обработки информации;
 обеспечение взаимодействия пользователей с оперативной частью,
распределенной базы данных через терминальные устройства; высокая
надежность работы устройств;
 обеспечение
дифференцированной
защиты
информации
от
несанкционированного
доступа,
отвечающей
степени
ее
конфиденциальности на различных уровнях управления;
 ориентация на типовые технические средства обработки информации с
учетом их дальнейшего развития, возможности наращивания,
облегчающие взаимодействие с АСУ других уровней и назначения;
 агрегируемость устройств для наращивания комплекса технических
средств с целью получения заданной производительности (или иная
технология);
 минимизация капитальных затрат на приобретение КТС и их
эксплуатацию;
 совместимость с техническими средствами, используемыми в других
сопряженных с АСУ автоматизированных системах управления
организационного типа.
Проектирование технического и технологического обеспечения АСУ
осуществляется в соответствии с методическими и руководящими
103
материалами, общесистемными методическими материалами. Результаты
проектирования находят отражение в технической документации, входящей
составной частью в проекты АСУ. Реализация технического и
технологического обеспечения проводится на стадии функционирования
операторами,
механиками,
инженерами —
специалистами,
эксплуатирующими и обслуживающими комплекс технических средств АСУ,
и регламентируется важнейшими положениями экономики.
Состав и структура комплекса технических средств
Как было указано ранее, в состав технического обеспечения АСУ МТС
входит комплекс взаимоувязанных технических средств управления:
средства оргтехники, связи и вычислительной техники. Эти средства должны
быть совместимы по важнейшим параметрам, среди которых основные —
техническая совместимость, время получения, обработки и предоставления
пользователю данных, необходимых для принятия решений по управлению
объектом.
Передача информации в автоматизированных системах управления
требует использования всех видов связи и могут подтверждать
достоверность сообщений.
В АСУ материально-техническим снабжением широко используется
сеть абонентского доступа, который позволяет после включения канала
осуществлять двухсторонние переговоры. В качестве средства передачи и
приема сообщений используются советские буквопечатающие аппараты —
телетайпы. Быстродействие передачи информации по телефонным каналам
значительно выше, и ряд организаций, в том числе и работающих в системе
материально-технического снабжения, использует телефонные каналы для
передачи информации с помощью быстродействующей аппаратуры передачи
данных (АПД). Эта аппаратура работает со скоростями 1200 бод и выше.
Использование быстродействующей аппаратуры передачи данных сокращает
время загрузки каналов связи и, кроме того, дает возможность использовать
межмашинный обмен информацией, что особенно необходимо в
многоуровневых системах.
Третьим и основным видом в комплексе технических средств является
вычислительная техника.
104
Система с разделением времени в общем случае характеризуется
следующими свойствами: одновременностью, когда несколько абонентов
используют одну и ту же аппаратуру одновременно; независимостью, когда
программы различных абонентов выполняются независимо друг от друга;
непосредственностью соединения (запросы в систему поступают
непосредственно от абонентов, имеющих индивидуальные средства связи с
системой). Одна из главных проблем применения упомянутой системы —
определение оптимального числа абонентов, обслуживаемых системой. Эта
работа выполняется в процессе проектирования.
Задача выбора рациональной системной архитектуры, решается исходя
из критерия минимизации времени обработки всей совокупности алгоритмов
решения задач системы.
Условием обеспечения технической совместимости является
агрегатное построение вычислительной сети, наличие унифицированных
связей между устройствами, общая система подключения и взаимодействия с
периферийными устройствами.
Выбор комплекса технических средств АСУ
На стадии создания АСУ МТС ведется обоснованный выбор состава и
рациональной структуры комплекса технических средств (КТС), тщательно
разрабатывается схема технологии получения и преобразования информации
в каждом звене системы. Цель этой работы — создание оптимального набора
КТС и проектирование наиболее рациональной технологии обработки
информации, реализующих функции управления в установленных
временных и технологических режимах с минимальными затратами
трудовых, материальных и денежных средств.
105
Выбор КТС в процессе проектирования отдельных звеньев АСУ МТС
ведется в соответствии с методиками и общеотраслевыми рекомендациями,
изложенными в техническом задании (ГОСТ 34.602-89) на создание АСУ.
Анализируется объект управления, его функциональная структура, решаемые
задачи и их информационные характеристики, объемно-временные
параметры потоков информации, учитываются технико-эксплуатационные
возможности технических средств, вариантов технологических процессов
обработки данных. Важнейшими требованиями при этом остаются
обеспечение надежности, эффективности и возможности дальнейшего
развития системы.
Выбор названного технологического оборудования обоснован большим
объемом
обрабатываемой
информации,
необходимостью
выдачи
оперативных сведений для принятия управленческих решений. Например,
только для решения ежедневных задач одной универсальной базы МТС
вычислительный центр территориального органа МТС обрабатывает
информацию входных документов в объеме 6-104 показателей и 7-106
показателей, хранящихся в базе данных системы [7].
Решение задач АСУ сопряжено с систематической выдачей
пользователям оперативных сведений в удобной для принятия решений
форме о состоянии запасов, ходе поставок материальных ресурсов,
выполнении договоров поставщиками продукции, ее оплате потребителями,
что требует создания информационных фондов по принципу распределенных
баз данных. Обоснование выбора системной архитектуры в соответствии с
требованиями производительности по методике [36, 45] ведется путем
установления требуемого среднего быстродействия 𝑉ср по формуле
𝑉ср = К0
𝑄м ∙𝑞
,
(Т−𝜏в )∙3600
где 𝑄м — объем информации (в показателях), обрабатываемый в
течение интервала наибольшей нагрузки;
q — среднее число машинных операций, приходящихся на обработку
одного показателя для одного класса задач в среднем, = 103;
К0 — коэффициент запаса, учитывающий возможность увеличения
объемов вычислений за счет обнаружения ошибок и повторных
перерасчетов, возникновения новых задач, обычно К0 = 1,3;
Т — заданное время работы вычислительной системы в течение суток,
обычно Т = 22 ч;
𝜏в — время, потребляемое процессором на организацию обмена
информацией, 1 ч.
Вычислив среднее быстродействие путем сравнения с техническими
характеристиками ЭВМ, выбирают наиболее подходящую модель, учитывая
при этом минимум приведенных затрат на приобретение и эксплуатацию
вычислительных средств АСУ. Выбор ЭВМ производится из расчета
обработки заданного объема информации в периоды наибольшей загрузки
вычислительной системы.
106
Расчет количества внешних устройств ЭВМ связывают с определением
количества устройств ввода-вывода информации и внешних запоминающих
устройств [11]. При определении количества устройств ввода информации в
ЭВМ первоначально определяют фактические затраты времени для ввода
заданного объема информации (Тф.вв ) по формуле
Тф.вв =
𝑄вв
𝑉вв ∙Кс
,
где 𝑄вв — объем вводимой информации;
𝑉вв — техническое быстродействие работы устройств;
Кс — коэффициент, учитывающий совместную работу процессора и
внешних устройств.
Количество параллельно работающих устройств ввода информации (П)
определяется соотношением фактических затрат времени на ввод
информации и заданного времени ввода информации Тз.вв :
Тф.вв
П=
Тз.вв
Число устройств вывода информации определяется аналогично. Для
повышения надежности работы каждая ЭВМ обеспечивается не менее чем
двумя однотипными устройствами.
Необходимое количество устройств подготовки данных 𝑁УПД
рассчитывается для каждого типа устройств по формуле
𝑄мс
𝑁УПД =
Нвыр ∙ 𝑡 ∙ Кс ∙ Кэфф
где 𝑁УПД — норма выработки по операции;
t — количество часов односменной работы за месяц;
Кс —коэффициент сменности;
Кэфф — коэффициент полезной работы устройства, равный 1,2.
Количество средств связи рассчитывается с учетом объема и частоты
передаваемой информации, количества линий передачи, видов и пропускной
способности коммутируемых и некоммутируемых каналов, быстродействия и
надежности аппаратуры передачи данных и устройств ее сопряжения с ЭВМ.
Целесообразность
использования
коммутируемых
или
некоммутируемых каналов сетей для передачи данных должна определяться
экономическим критерием:
 использование сети коммутируемых каналов для передачи данных
экономически выгодно при малых обменах между абонентами;
 при больших обменах между двумя абонентами сети экономически
целесообразней соединить их прямым некоммутируемым каналом.
Для уменьшения количества ошибок до допустимой величины
применяют различные способы передачи данных с исправлением или
обнаружением ошибок:
107
 способы, основанные на повторении передаваемого символа или
сообщения, с последующим сравнением принятых текстов;
 способы, основанные на использовании для исправления или
обнаружения ошибок избыточного кодирования без переспроса и с
переспросом (решающей обратной связью — РОС);
 способы передачи данных с информационной обратной связью (ИОС).
Выбранные АПД должны отвечать требованиям по надежности,
предъявляемым общегосударственной системой обмена информации. В
соответствии с этими требованиями время наработки на отказ должно
составлять не менее 600 ч, среднее время восстановления не должно
превышать 0,3 ч с момента начала отыскания неисправности.
Программное обеспечение
В строгом значении архитектура программного обеспечения
(software architecture) – описание подсистем и компонент программной
системы, а также связей между ними. Архитектура пытается определить
внутреннюю структуру получаемой системы, задавая способ, которым
система организована или конструируется.
В середине 90-х, на волне распространения клиент-серверного подхода
и начала его трансформации в “многозвенный клиент-сервер”, призванный
обеспечить централизованное развертывание и управление общей (для
клиентских приложений) бизнес-логикой, вопросы организации архитектуры
программного обеспечения стали складываться в самостоятельную и
достаточно обширную дисциплину. В результате, сформировалась точка
зрения на архитектуру не только в приложении к конкретной программной
системе, но и развился взгляд на архитектуру, как на приложение общих
(generic) принципов организации программных компонент. В итоге, уже на
сегодняшний день, на фоне такого развития понимания архитектуры,
накоплен целый комплекс подходов и созданы (и продолжают создаваться и
развиваться)
различные
архитектурные
“фреймворки”,
то
есть
систематизированные комплексы методов, практик и инструментов,
призванные в той или иной степени формализовать имеющийся в индустрии
опыт (как положительный – например, design patterns, так и отрицательный –
например, anti-patterns).
Примеры такой систематизации в форме фреймворков:



TOGAF [TOGAF81, 2003] – The Open Group Architecture Framework (на
момент написания данной главы доступен в версии 8.1, впервые
опубликованной в декабре 2003 года)
Модель Захмана – Zachman Framework [Zachman]
Руководство по архитектуре электронного правительства E-Gov
Enterprise Architecture Guidance [E-Gov, 2002]
108
Архитектурные структуры и точки зрения
Любая система может рассматриваться с разных точек зрения –
например, поведенческой (динамической), структурной (статической),
логической (удовлетворение функциональным требованиям), физической
(распределенность), реализации (как детали архитектуры представляются в
коде) и т.п. В результате, мы получаем различные архитектурные
представления (view). Архитектурное представление может быть определено,
как частные аспекты программной архитектуры, рассматривающие
специфические свойства программной системы. В свою очередь, дизайн
системы – комплекс архитектурных представлений, достаточный для
реализации системы и удовлетворения требований, предъявляемых к
системе. SWEBOK не дает явного определения, что такое “архитектурная
структура”. В то же время это понятие достаточно важно. Я хотел бы
предложить его толкование как применение архитектурной точки зрения и
представления к конкретной системе и описания тех деталей, которые
необходимы для реализации системы, но отсутствуют (в силу достаточно
общего взгляда) в используемом представлении. Таким образом,
представление (view), концентрируясь на заданном подмножестве свойств
является составной частью и/или результатом точки зрения, а архитектурная
структура – дальнейшей детализацией в отношении проектируемой системы.
Модель Захмана [Zachman] является великолепным и, кстати, классическим
источником комплекса архитектурных точек зрения и представлений,
построенных в системе координат “вопрос-уровень детализации”. Каждое
архитектурное представление является результатом ответа на вопрос (Как?
Что? Где? и т.п.) в контексте необходимого уровня абстракции (содержание,
то есть концепция: бизнес-модель, то есть функциональность и т.д.).
Например, физическая модель данных (Physical Data Model) является ответом
на вопрос “что?” в контексте технологической модели, а логическая модель
данных, отвечая на тот же вопрос, находится на один уровень абстракции
выше – в контексте системной или логической модели.
Архитектурные стили: в редакции SWEBOK допущено несоответствие
между структурой декомпозиции данной области знаний и описанием
охватываемых ею тем. Если архитектурные стили присутствуют в
декомпозиции, в самом описании области знаний темы 3.1 и 3.2 смешаны (по
форматированию и структуре) в рамках темы “3.1”, (о чем автор сообщил
ассоциированному редактору данной части SWEBOK).
Архитектурный стиль, по своей сути, шаблон проектирования макроархитектуры - на уровне модулей, “крупноблочного” взгляда. Например,
архитектура распределенной сервисно-ориентированной системы может
строится в стиле обмена сообщениями через соответствующие очереди
сообщений, может проектироваться на основе идеи взаимодействия между
компонентами и приложениями через общую объектную шину, а может
109
использовать концепцию брокера как единого узла пересылки запросов. В то
же время, на более концептуальном уровне, мы можем говорить о выборе
клиент-серверного стиля или распределенного стиля архитектуры системы.
Таким образом, архитектурный стиль – набор ограничений, определяющих
семейство архитектур, которые удовлетворяют этим ограничениям.
Шаблоны проектирования (Design Patterns)
Наиболее краткая формулировка того, что такое шаблон
проектирования, может звучать так – “общее решение общей проблемы в
заданном контексте”. Что это значит в реальной жизни? Если мы хотим
организовать системы таким образом, чтобы существовал один и только один
экземпляр заданного ее компонента в процессе работы с данной системой –
мы можем использовать шаблон проектирования “Singleton”, описывающий
такое общее поведение. В то время, как архитектурный стиль определяет
макро-архитектуру системы, шаблоны проектирования задают микроархитектуру, то есть определяют частные аспекты деталей архитектуры.
Чаще всего говорят о следующих группах шаблонов проектирования:



Шаблоны создания (Creational patterns) - builder, factory, prototype,
singleton
Структурные шаблоны (Structural patterns) - adapter, bridge, composite,
decorator, fa?ade, flyweight, proxy
Шаблоны поведения (Behavioral patterns) - command, interpreter, iterator,
mediator, memento, observer, state, strategy, template, visitor
В SWEBOK данная тема, в силу упомянутого выше несоответствия между
структурной декомпозицией и описанием области знаний “проектирование”,
имеет номер 3.2 (следующая тема, в свою очередь, представлена в SWEBOK
как 3.3).
Семейства программ и фреймворков
Один из возможных подходов к повторному использованию
архитектурных решений и компонент заключается в формировании линий
продуктов (product lines) на основе общего дизайна. В объектноориентированном программировании аналогичную смысловую нагрузку
несут “фреймворки”, обеспечивающие решение одних и тех же задач –
например, внутренней организации компонентов пользовательского
интерфейса или общей логики работы распределенных систем.
Структура программного обеспечения состоит из системного и
проблемного.
110
Системное программное обеспечение включает совокупность
программ, необходимых для обеспечения функционирования технических
средств - операционные системы и программы технического обслуживания.
Управляющие программы организуют вычислительный процесс: они
планируют порядок выполнения заданий, распределяют их между внешними
устройствами компьютеров, обеспечивают различные режимы обработки и
многие другие функции. Наличие управляющих программ так же
необходимо для организации вычислений, как и аппаратных средств. В
современных вычислительных системах многие функции, которые могут
быть выполнены аппаратно, реализуются программным путем и включаются
в состав операционной системы.
Обрабатывающие программы выполняют типовые вычислительные
процедуры, необходимость реализации которых возникает весьма часто. В их
состав входят, например, программы сортировки данных, объединения
нескольких массивов. Это исключает разработку подобных программ при
решении экономических задач, так как достаточно воспользоваться
соответствующей программой операционной системы. Возможность диалога
с помощью различных алгоритмических языков достигается наличием
трансляторов, также относящихся к обрабатывающим программам
операционной системы. Их функция заключается в автоматическом переводе
программы, записанной на алгоритмическом языке, в машинные коды.
В состав операционной системы входит большое число разнообразных
программ. Модульное построение программ операционной системы
позволяет отобрать необходимые модули с учетом наличных технических
средств и характеристик задач пользователя в определенный тип
конфигурации операционной системы. Для всех пакетных режимов
характерно объединение нескольких различных задач в пакет. При пакетном
однопрограммном режиме задачи пакета последовательно считываются по
одной в последовательности их расположения в пакете.
В пакетном многопрограммном режиме с фиксированным числом задач
каждой из них заранее отводится равный участок оперативной памяти. В
пакетном многопрограммном режиме с переменным числом задач память
заранее не распределяется, а выделяется непосредственно перед
выполнением операционной системой. Объем отводимой памяти
определяется с учетом потребности. Такой режим обеспечивает более
экономичное распределение оперативной памяти, однако возрастает
сложность управления ею.
Многопрограммная работа в последних двух рассмотренных режимах
предполагает одновременное выполнение нескольких задач машиной. Задача
может находиться в одном из трех состояний: активном, когда ей
предоставлено время центрального процессора, в состоянии готовности,
когда в памяти имеется вся необходимая для нее информация, но
центральный процессор занят другой задачей, и в состоянии ожидания, когда
производится ввод (вывод) данных по задаче, загрузка программы.
111
Многопоточность обработки в ОС достигается предоставлением
центрального процессора каждой задаче на определенный интервал (квант)
времени. По его истечении задача переходит в состояние ожидания или
готовности, а центральный процессор ведет обработку данных по другой
задаче.
Многопрограммная обработка дает возможность создавать системы
разделения времени. Такие системы позволяют обслуживать одновременно
более сотни удаленных абонентов, связанных с ЭВМ терминалами. Каждый
из абонентов (пользователей) получает в свое распоряжение вычислительные
ресурсы на определенный квант времени. Однако высокое быстродействие
ЭВМ в сравнении с реакцией человека создает для последнего видимость
непрерывного диалога с машиной. Диалоговый режим является
разновидностью работы ЭВМ в реальном масштабе времени. Обработка
данных здесь производится в условиях временных ограничений,
определяемых некоторым физическим процессом. Помимо ограничений на
время реакции вычислительной системы для работы в реальном масштабе
времени она должна находиться в постоянной готовности принять и
обработать данные, обеспечить высокую надежность, так как сбои могут
носить катастрофический характер. В МТС работа в реальном масштабе
времени используется для управления складскими механизмами, для
организации непосредственного диалога человека с ЭВМ.
Комплекс программ технического обслуживания включает наладочные,
проверочные, диагностические программы, используемые для контроля за
техническим состоянием ЭВМ и вычислительных систем.
Пакеты прикладных программ (ППП) общего назначения реализуют
стандартные математические методы (например, для решения транспортной
задачи, используемой при формировании хозяйственных связей),
обеспечивают функционирование банков данных (для этого разрабатываются
пакеты, представляющие собой системы управления базами данных —
СУБД) и другие функции, потребность в которых часто возникает и носит
общий характер. ППП функционального назначения представляют собой
совокупность программ решения конкретных экономических задач. Пакет
прикладных программ «Годовое планирование материально-технического
снабжения предприятий» обеспечивает на ЭВМ выполнение следующих
расчетов:
потребности
материалов
в
сводной
номенклатуре,
специфицированной
потребности
в
материалах
для
заказа,
специфицированной потребности в комплектующих изделиях для заказа,
специфицированной потребности в материалах на товарный выпуск.
Лингвистическое обеспечение
Лингвистическое обеспечение представляет собой совокупность
языковых средств для общения человека с ЭВМ и другими техническими
средствами в процессе создания и функционирования АСУ.
112
Для хранения в машинной памяти разнообразной нормативносправочной информации используют языки описания документов,
показателей, реквизитов и других структурных единиц информации.
Для создания программ решения экономических задач требуются
языки программирования различного класса, позволяющие описать алгоритм
в терминах, доступных как человеку, так и ЭВМ. Языковые средства
используются также для автоматизации процесса проектирования АСУ
(языки пакетов прикладных программ, языки отладки в информационнопоисковых, в диалоговых системах).
Лингвистическое обеспечение включает разнообразные средства
общения человека с ЭВМ как на стадии проектирования, так и в процессе
эксплуатации систем управления. На выбор языка общения, помимо
предмета диалога, влияет и уровень подготовленности пользователя.
Следовательно, в АСУ необходимы различные языковые средства,
ориентированные как на определенный уровень квалификации, так и на
определенный вид взаимодействия с вычислительной системой.
Языки программирования, используемые в АСУ МТС, подразделяются
на
машинно-ориентированные,
проблемно-ориентированные
и
универсальные машинно-независимые алгоритмические языки. Первые
позволяют при написании программы учитывать особенности ЭВМ,
распределять ресурсы внутренней и внешней памяти. Обеспечивая высокое
качество программ с точки зрения их машинной реализации (эффективное
распределение памяти, минимизацию времени счета), они ориентированы на
ручной метод программирования и малопроизводительны. Использование
машинно-ориентированных алгоритмических языков целесообразно при
создании системного программного обеспечения, для написания пакетов
прикладных программ, т. е. в случаях, когда решающую роль играют
эксплуатационные характеристики разрабатываемых программ, а не
трудоемкость их составления.
Проблемно-ориентированные алгоритмические языки создаются для
написания программ решения задач определенного класса. Экономические
задачи, в том числе и задачи управления материальными ресурсами, ранее
часто решались с помощью Кобола. Заложенная в Коболе возможность
оперировать не только отдельными данными, но и большими массивами
одновременно весьма удобна для формализации экономических задач. Тем не
менее в последние годы наметилась тенденция к переходу на
программирование с помощью универсальных машинно-независимых
алгоритмических языков.
Ориентация
большинства
языков
программирования
на
профессионалов в области электронной обработки данных порождает
проблему кадров. С ростом быстродействия ЭВМ, парка машин резко
возрастает и число разрабатываемых прикладных программ. Расчеты
показывают, что для их написания традиционными методами к концу
нынешнего столетия возникнет необходимость увеличить число
113
программистов более чем в десять раз. Единственный путь сокращения роста
их численности связан с переходом к разработке прикладных программ
самими пользователями. Такой подход становится возможным с появлением
доступных неспециалистам языков программирования в составе
лингвистического обеспечения АСУ. При этом существенно упрощается
традиционная схема проектирования систем машинной обработки.
Действующая практика предполагает разработку даже самых простых
прикладных программ специалистами из отдела программирования
вычислительного центра (ВЦ). Это, помимо организационных проблем,
неизбежно влечет за собой целую цепочку дополнительных операций.
Программист для понимания существа решаемой экономической проблемы
нуждается в постановке задачи. Однако нередко экономисту трудно четко
формализовать задачу, поэтому работу делает специалист из отдела
постановок задач ВЦ, который выясняет экономическую сторону вопроса с
пользователем. Получив, наконец, постановку задачи, программист
переходит к составлению алгоритма ее решения, затем записывает
программу в кодах языка на бланки, пишет инструкцию к работе с ней. Для
переноса на машинные носители программа передается в отдел подготовки
данных ВЦ.
Далее оператор ЭВМ производит отладку программы на машине.
Выявленные в результате отладки недочеты устраняются программистом,
после чего программа оформляется должным образом. Как видно, для
перевода на машинный счет даже простой экономической задачи необходимо
задействовать широкий круг специалистов различных служб, выполнить
разнообразные работы по проектированию и внедрению этой задачи. Срок
реализации запроса пользователя в результате затягивается и исчисляется
обычно месяцами.
С развитием системного программного обеспечения появляется
возможность по-иному составлять прикладные программы. Пользователь с
помощью дисплея самостоятельно формулирует запрос к ЭВМ в обобщенной
форме, без излишней его детализации. Диалог осуществляется средствами
языков высокого уровня. Специальные программы обеспечивают
автоматическую доводку операторов такого языка до приемлемого машине
варианта прикладной программы. При этом не только отпадает
необходимость в ручном заполнении бланков с программой и ее
документировании, но и видоизменяется сам процесс программирования. Он
сводится к диалогу пользователя с ЭВМ, причем машина активно помогает
составить программу, высвечивая на экране дисплея необходимые
«подсказки». Например, при необходимости рассчитать величину
отклонений фактических поставок материала от плана с помощью языка
запроса к базе данных (язык высокого уровня) достаточно выполнить
следующие операции:
На этом процесс разработки программы завершается. Для получения
результата достаточно сделать запрос к ЭВМ. Машина выберет из массивов
114
плановые и фактические данные о поставках, рассчитает отклонения по
заданным поставщикам и материалам. На экране дисплея высветится таблица
с результатными данными.
Подобного вида языки высокого уровня помимо проведения с их
помощью расчетов позволяют обновлять данные, устанавливать связи между
ними, исключать ненужные записи. Простота языка делает легко доступным
диалог экономиста, инженера, администратора с ЭВМ.
Рассмотренные средства лингвистического обеспечения АСУ не только
упрощают процесс программирования, но и видоизменяют сам характер
систем электронной обработки данных. Взамен жестких, однозначно
определенных вариантов машинного счета, разрабатываемых силами
персонала вычислительных центров, приходят легко модифицируемые
программы, написанные самими пользователями. Не говоря уже о
возможности создания динамических систем управления, это повышает и их
качественный уровень. Как показывает опыт, понимание всех возможностей
для подготовки и принятия решений, предоставляемых в условиях
автоматизации управления, приходит к экономисту уже в процессе
функционирования созданных систем. На стадии проектирования, как
правило, эти возможности не могут быть осознаны в полной мере. При
традиционном варианте разработки систем внесение изменений в проект
после его внедрения крайне затруднено и едва ли практически достижимо. В
результате
«прозревшие»
экономисты
вынуждены
мириться
с
посредственными с методологической точки зрения вариантами машинного
счета либо параллельно производить расчеты вручную. Появляющаяся
возможность самостоятельной разработки прикладных программ позволяет
легко совершенствовать проект.
Дальнейшее развитие лингвистического обеспечения АСУ связано с
созданием еще более простых средств общения человека с ЭВМ. Одной из
отличительных черт ЭВМ пятого поколения, разработка которых ведется
наиболее развитыми странами мира, •явится возможность общения с
машиной в обычной речевой форме, значительно увеличится разнообразие
методов доступа к ЭВМ.
Технология автоматизированного решения задач в многоуровневой
автоматизированной системе управления и ее эффективность
Обработка информации в многоуровневой АСУ
Технологический процесс обработки информации в многоуровневой
информационной системе должен обеспечивать решение функциональных
задач на каждом уровне с минимальными затратами. Использование больших
ЭВМ привело к созданию интегрированных систем обработки данных, в
которых обработка информации и решение задач осуществляются по
максимально унифицированной схеме на основе общих для разных задач
данных. Интегрированные системы обработки информации создаются на
115
основе системного подхода к интеграции в информационном, техническом и
программном аспектах.
Интегрированная система обработки данных основывается на
вычислительном комплексе, способном работать в многопрограммном
режиме, с разветвленной внутренней и внешней памятью и хорошо
организованной системой баз данных. В свою очередь база данных имеет
систему управления, что позволяет осуществлять актуализацию данных в
базе и получение сведений из нее. База данных представляет собой
совокупность взаимосвязанных информационных массивов постоянных,
условно-постоянных и переменных данных, которые многократно
используются для решения различных задач как в пакетном режиме, так и в
режиме диалога. Технология внутримашинной обработки данных строится на
основе разработанных программ и спроектированных баз данных.
Интеграция обработки и решения задач, создание многомашинных
комплексов потребовали концентрации информации, применения каналов
связи и быстродействующей аппаратуры передачи данных.
Повышение требований к оперативности управления, а следовательно,
и к срочности обработки информации привело к созданию систем
распределенной обработки данных и сетей распределенных баз данных. В
этих условиях в значительной степени повышается скорость решения задач,
но усложняются программные средства управления базами данных.
В многоуровневой АСУ проблемы обработки оперативной информации
и решения задач по планированию и управлению реализуются в разных
вариантах.
Технология
реализации
функциональных
распределенной обработки данных
задач
в
системе
В АСУ, относящейся к классу многоуровневых иерархических систем,
актуальна проблема создания единой вычислительной сети. Такая сеть
должна охватывать все органы управления предприятием и обеспечивать
автоматическую обработку данных на каждом из уровней системы, а также
обмен необходимой информацией между отдельными ее звеньями.
116
Локальные информационные системы реализуют справочную функцию
для управленческого персонала и обеспечивают обмен данными между
вычислительными комплексами. В первичных звеньях информационной
сети производится сбор требуемых для решения задач данных и их передача.
Техническая оснащенность локальных информационных систем сети
различна — используются разнообразные модели ЭВМ, средства передачи и
приема данных.
Рассмотрим, как технологически реализуется решение задач
функциональных подсистем АСУ в сети распределенной обработки данных.
Схемы технологических процессов в информационной сети
разнообразны, что вызвано следующими обстоятельствами. Большинство
компьютеров вычислительной сети устанавливаются и используются
непосредственно в экономических службах Госснаба. При этом становится
важным не столько унифицировать технологию, сколько подчинить ее
требованиям и ограничениям, выдвигаемым конкретными пользователями.
В центральном информационном пункте отдельные компьютеры
закреплены за определенными комплексами задач. Такой подход оправдан
соображениями защиты данных от несанкционированного доступа.
Различают две группы пользователей информационной системы: внешние и
внутренние. Внешний пользователь является потребителем информации,
используемой в управленческой деятельности. Он, как правило, лишь читает
с экрана нужные ему данные, производит в случае необходимости некоторые
расчеты над ними, но не изменяет значений показателей, составляющих
информационный фонд.
117
Внутренние пользователи ведут диалог с ЭВМ, прежде всего, с целью
обновления, расширения хранящейся там информации. В обоих случаях
диалогу предшествует программный контроль полномочий пользователя. Все
изменения в базе данных фиксируются с указанием лица, выполнившего
диалог.
118
Специальное математическое обеспечение
Общая характеристика подсистемы
В разделе определено понятие системы специального математического
обеспечения управления, ее роль и место в системе управления и в
совокупности других средств автоматизации управления, рассмотрены
принципиальные вопросы создания системы, а также сформулированы
условия ее успешного развития. Анализ развития процесса внедрения средств
автоматизации управления и накопленный опыт показали, что наиболее
трудными в повышении эффективности управления являются проблемы
анализа данных (информации). В связи с этим возникла необходимость в
теории построения системы специального математического обеспечения
управления.
В интересах целеполагания орган управления собирает и анализирует
информацию о состоянии объекта управления и условиях его действий. Этот
анализ производится для оценки обстановки под углом зрения управления.
Информация поступает в орган управления от объекта управления по линиям
обратной связи и по другим каналам от сопряженных систем. Этот этап
условно может быть назван первым, так как процесс управления непрерывен.
Фактически на этом этапе также осуществляется контроль результатов
выполнения объектом управления ранее принятых решений.
Следующим этапом является формирование плана для достижения
цели. Орган управления, исходя из определенных целей, учитывая
ограничения на имеющиеся ресурсы, сложившуюся обстановку и
объективные социально-экономические и производственно-технические
законы, формирует план. Из множества альтернативных вариантов плана
выбирается один (наилучший), который является решением органа
управления. На следующем этапе решение органа управления по линиям
прямой связи доводится до объекта управления. Один цикл процесса
управления замыкается поступлением информации от объекта управления к
органу управления по линиям обратной связи, содержащей данные о
результатах, достигнутых при выполнении полученного решения. Так
схематически выглядит процесс управления. В дальнейшем такую
простейшую схему, включающую один орган управления, связанный
линиями прямой и обратной связи с одним объектом управления,
функционирующую для достижения одной цели, будем называть единичным
контуром управления.
Качество вырабатываемого решения приводит к необходимости
перехода от неформализованных методов вывода, которыми пользуется
человек, к математическим методам формализованной обработки
информации. Таким образом, могут быть созданы условия для устранения
противоречия между степенью обоснованности решения и своевременностью
119
его выработки. Методы переработки информации, представленные в форме
алгоритмов, позволяют автоматизировать часть работ.
Общесистемное математическое обеспечение — это совокупность
алгоритмов, реализованных программами, осуществляющими обработку
информации для выполнения всех вспомогательных функций, без которых
функционирование автоматизированной системы управления невозможно.
Перечислим
основные
группы
функций
общесистемного
математического обеспечения:
1. Организация общения людей с программными и техническими
средствами автоматизированной системы управления (ввод информации,
выдача информации и все обслуживающие эти процессы функции: контроль
правильности обращений, редактирование результатов для представления в
виде, удобном для восприятия человеком, и т. п.).
2. Организация согласованной работы всех программных и
технических
средств
автоматизированной
системы
управления
(распределение ресурсов времени, памяти и оборудования, обмен
информацией между устройствами системы, организация работы при выходе
из строя части технических средств и т. п.).
3. Организация пополнения (исключения, модификации) состава
математического обеспечения системы в процессе ее функционирования.
4. Управление работой программных и технических средств
автоматизированной системы управления (изменение режимов работы и
конфигурации технических средств, выдача служебной информации,
организация профилактики и ремонта технических средств, восстановление
программных и информационных массивов и т. п.).
5. Обеспечение разработки новых программ для автоматизированной
системы управления, в первую очередь программ специального
математического обеспечения.
Первые четыре группы функций, как правило, объединяются понятием
«операционная система». Пятая группа функций соответствует понятию
системы подготовки программ, включающей средства автоматизации
программирования. Таким образом, без общесистемного математического
обеспечения совокупность технических средств нельзя превратить в связную
систему для переработки информации на всех этапах цикла управления.
Однако общесистемное математическое обеспечение, так же как и
электронные
вычислительные
машины,
не
содержит
правил
содержательной переработки информации в интересах управления.
Совокупность правил формализованной переработки
информации, которую мы назвали системой специального
математического обеспечения управления, целесообразно рассматривать
как самостоятельную категорию.
Основной целью построения системы специального математического
обеспечения управления является создание условий повышения
120
эффективности управления. Для достижения этой цели между
объективными законами общественного развития и практикой управления
должна быть установлена неразрывная связь. Эта связь будет тем более
тесной, чем в большей степени удастся формализовать переход от общих
законов к конкретным планам и решениям. Только подобная формализация в
виде алгоритмов может служить базой внедрения средств автоматизации в
управление. Этой основной цели нельзя достичь без построения системы.
Правильность такого утверждения вытекает из следующих соображений. Вопервых, объективные законы общественного развития представляют
взаимосвязанную совокупность. Поэтому их влияние на практику управления
может быть отражено только при условии построения системы
взаимосвязанных правил переработки информации и принятия решений. Вовторых, процесс познания объективных законов является непрерывным.
Поэтому должно совершенствоваться и специальное математическое
обеспечение управления. Такое совершенствование возможно только при
условии накопления достигнутых результатов в рамках системы. В-третьих,
повышение эффективности управления существенно зависит от
согласованности действий на всех уровнях и во всех звеньях системы
управления. Нельзя добиться такого единства без объединения в систему
всех формализованных правил переработки информации.
Таким образом, эффективное накопление, развитие и использование
формализованных правил, возможно в рамках системы, которая определена
как система специального математического обеспечения управления.
Сами правила формализованной переработки информации являются
алгоритмами. Материализация их заключается в представлении этих
алгоритмов в таком виде, который бы обеспечивал возможность их
использования различными людьми. Это, например, означает, что их могут
использовать разработчики конкретной автоматизированной системы
управления и руководители для переработки данных с целью выработки
решения.
Описание системы специального математического обеспечения
управления дадим в форме функционального и морфологического описаний.
Функциональным описанием определим связи этой системы с внешней
средой и характер функциональных зависимостей. Морфологическим
описанием определим внутреннюю структуру этой системы.
Функциональное описание.
Состав систем, с которыми взаимодействует система специального
математического обеспечения управления, определяется основной целью ее
создания. Рассмотрим состав этих систем, исходя из потребностей
построения (развития) и использования (поддержания) системы
специального математического обеспечения управления. Построение
системы невозможно без использования объективных законов и
соответствующих разделов математики. Таким образом, в числе
121
взаимодействующих систем должна быть наука как категория,
объединяющая все то, что на данный момент познано обществом.
Построение системы невозможно без дополнительных целенаправленных
затрат общественного труда. Систему, организующую и использующую этот
труд, назовем промышленностью специального математического
обеспечения управления. Необходимость использования системы органами
управления при управлении общественным развитием вытекает из основной
цели создания системы специального математического обеспечения
управления. Таким образом, в число сопряженных систем входят
совокупность органов управления и совокупность объектов управления.
Использование системы специального математического обеспечения
невозможно без технических средств, автоматизирующих переработку
информации, совокупность которых также составляет еще одну
сопряженную систему.
Таким образом, система специального математического обеспечения
управления (Ω) взаимодействует с системами: науки (SH), промышленности
специального математического обеспечения управления (SP), органов
управления (SY), объектов управления (SX), технических средств
автоматизации (ST). Естественно, что связи между системой специального
математического обеспечения управления и перечисленными системами
являются взаимными и проявляются как при ее построении, так и при
использовании. Полный состав параметрических связей системы
специального
математического
обеспечения
управления
с
взаимодействующими системами характеризуется множеством:
П = { π1 , π2 , π3 , π4 , π5 , π6 , π7 , π8 , π9 , π10}.
Уточним содержание этих связей (рис. 2.1). Взаимодействие системы
СМО управления с системой органов управления характеризуется
множествами π1 и π2. Первое из них (π1) определяет состав задач, которые
органы управления ставят перед системой СМО управления. Эти задачи
могут относиться как к развитию, так и к использованию системы. Второе
(π2) содержит реакцию системы СМО управления. Это могут быть как
сообщения, являющиеся прямыми ответами на поставленные задачи (π1), так
и сообщения, являющиеся реакцией на другие внешние изменения. Так, в
состав π2 входят сведения о состоянии управляемых объектов и о результатах
контроля выполнения ранее отданных указаний.
Характеристика параметрических связей элементов
Взаимодействие системы СМО управления с системой научных знаний
характеризуется множествами параметров π3 и π4. Первое (π3) определяет
поток научных результатов, которые могут быть в формализованном виде
поглощены системой Ω: познанные объективные законы общественного
развития и законы управления, законы природы, математические методы,
имитационные модели. Множество π4 содержит параметры,
122
SY
SH
𝜋3
𝜋4
𝜋1
𝜋2
Ω
𝜋7
𝜋5
𝜋6
SP
𝜋8
ST
𝜋9
𝜋10
SX
характеризующие
результаты
функционирования
системы
специального математического обеспечения, которые могут оказать влияние
на развитие научного знания. Эти параметры можно рассматривать как
результаты эксперимента, осуществляемого в «лаборатории» действующей
системы управления. Они могут содержать характеристики выявленных
закономерностей, полученные системой СМО управления при анализе
многократно повторяющихся ситуаций, а также сведения о качестве
используемых математических моделей и методов.
Взаимодействие системы СМО управления с промышленностью СМО
характеризуется множеством параметров π5 и π6. Первое (π5) содержит
результаты работы этой промышленности, которые после завершения
отдельных работ поступают в систему Ω, где накапливаются, хранятся и
используются. Второе (π6) содержит поток сведений о состоянии системы
специального
математического
обеспечения,
которые
помогают
промышленности,
разрабатывающей
специальное
математическое
обеспечение управления, исключить дублирование разработок, вести
разработки системно, согласованно, позволяют исключить противоречия
между отдельными подсистемами. Кроме того, этот поток содержит оценки
качества разработанного математического обеспечения, что позволяет
совершенствовать его. Без этой обратной связи промышленность не сможет
совершенствовать технологию своей работы.
Взаимодействие системы СМО управления с техническими средствами
автоматизации характеризуется множеством параметров π7 и π8. Первое (π7)
содержит поток заданий на выполнение работ, которые система Ω под
воздействием потока, характеризуемого множеством π1 задает техническим
средствам. Основным результатом этих работ является формирование
рекомендаций органам управления либо распоряжений управляемым
объектам. Второе (π8) содержит результаты переработки потока, задаваемого
123
множеством π10, содержащим сведения, поступающие от объектов
управления, а также сведения, характеризующие состояние технических
средств автоматизации. Фактически взаимодействие системы СМО с
техническими средствами автоматизации имеет технологический, а не
содержательный характер.
Взаимодействие системы СМО управления с объектами управления
характеризуется множествами π9 , π10 и осуществляется с помощью
технических средств автоматизации. Множество π9 содержит параметры,
определяющие планы работ управляемых объектов, т. е. указания о том, кто,
когда, что, как и в каком количестве должен сделать, от кого, что, когда и
сколько должен получить, а также когда, куда и сколько отправить и когда
и кому сообщить о результатах. Множество π10 содержит параметры,
характеризующие результаты действий объектов управления, условия их
действий и их состояние. Этот поток составляет источник сведений для
единой информационной базы системы управления. Объединение этой базы
с алгоритмами системы СМО позволяет автоматизировать процессы
выработки планов согласования действий различных объектов, оперативно
обработать
сведения
и
выработать
обоснованное
решение,
проконтролировать результаты действий. Наконец, такое объединение
исключает ненужное (вредное) дублирование информационных потоков,
передачу, накапливание и хранение параметров информации, которые нигде
и никем не используются, а лишь служат для «демонстрации активности»,
создания видимости бурной деятельности на низших уровнях иерархии
управления. Рассмотрение множества параметрических связей системы СМО
с внешним миром (П) позволяет сделать некоторые выводы о месте этой
системы и о ее важности. Эта система является связующим звеном между
органами управления и управляемыми объектами. Она поглощает все
достижения науки управления, формализованные до уровня алгоритмов,
способные оказать помощь при перспективном и текущем планировании, при
выработке оперативных решений, при контроле за ходом выполнения планов
и принятых решений и т. д. Таким образом, эта система материализует все
достижения науки в форме, позволяющей оперативно использовать их в
процессах управления. Этим определяется важность системы СМО
управления. Система становится главным помощником органов управления в
получении научно обоснованных рекомендаций при управлении. Система
СМО является главным потребителем технических средств автоматизации,
включающих и электронные вычислительные машины. Правильная оценка
этого взаимодействия позволяет сделать выводы о распределении ресурсов
на развитие двух систем: СМО управления и технической базы средств
автоматизации. Необходимость такого распределения очевидна, так как
объем ресурсов всегда ограничен. Надежда на то, что система СМО
управления будет создана только усилиями науки, не оправдалась. Поэтому
ресурсы на автоматизацию управления должны распределяться между
промышленностью СМО и промышленностью технических средств
124
автоматизации переработки информации. Если объем системы СМО
управления по сравнению с объемом технической базы будет мал, то помощь
ее в управлении будет недостаточной, а затраты на технические средства
автоматизации окажутся неоправданными. Технические средства будут
простаивать, изнашиваться морально и материально и не оправдают затрат на
их создание. Если объем системы СМО управления по сравнению с объемом
технической базы будет велик, то органы управления не получат должной
помощи, так как технические средства не будут иметь возможности
реализовать все алгоритмы. Поэтому развитие системы СМО и технической
базы автоматизации должно идти согласованно. Положение, сложившееся в
настоящее время, характеризуется отставанием развития системы СМО от
развития технических средств. Это объясняется многими причинами.
Некоторые из них уже были указаны. Еще одной причиной является то, что
промышленность создания технических средств автоматизации уже есть, а
промышленности создания системы СМО управления еще нет. Система СМО
вместе с техническими средствами создает основу автоматизированного
управления. Средства этой системы будут использоваться людьми,
осуществляющими управление. Внедрение этих средств будет происходить
постепенно. Поэтому одновременно будут применяться как старые методы и
средства управления, так и новые. В системе органов управления есть такие
области функций, которые принципиально никогда не будут
автоматизироваться, а есть такие, в которых автоматизация целесообразна.
Граница между этими двумя областями не определена достаточно четко.
Формальное ее определение является проблемой. Развитие системы СМО
окажет существенное влияние на структуру и организацию работы органов
управления.
Во-первых, создадутся благоприятные условия для повышения степени
централизации управления.
Во-вторых, можно предполагать повышение степени концентрации
руководства — один орган сможет взять на себя управление большим
количеством объектов.
Развитие системы СМО окажет существенное влияние на развитие
науки управления. Масштабы, в которых с помощью этой системы можно
будет накапливать сведения о результатах влияния управления на ход
течения процессов, существенно улучшат условия анализа и выявления
законов управления. Наука в лице системы специального математического
обеспечения управления получит «недремлющего» помощника, который с
любой степенью детализации сможет фиксировать результаты течения
процессов. На технические средства автоматизации система СМО
управления окажет стабилизирующее влияние. В основном это влияние
скажется на темпах принципиальных изменений вычислительных средств.
Переход на новые вычислительные средства повлечет большие затраты для
выполнения работ, связанных с отображением алгоритмов системы на язык
этих технических средств. С внедрением СМО оно станет органически
125
необходимой частью системы управления. Без него система управления
будет чувствовать себя так же, как, например, человечество без водопровода
или электроэнергии. Поэтому внедрение принципиально новых
вычислительных средств потребует экономического обоснования и будет
происходить постепенно, так, чтобы не нарушать непрерывного
функционирования системы СМО в общем процессе управления. Однако
внедрение системы СМО управления может повлечь лишь частичную
стабилизацию в создании технических средств автоматизации. Это связано с
диспропорцией между этой системой и технической базой автоматизации.
Стабилизация будет временной, после чего, по всей видимости, начнется
ускоренный рост объема технических средств, стимулируемый развитием
системы СМО управления. Развитие системы СМО будет стимулироваться
всеми сопряженными с ней системами:
Во-первых, управляемой системой (системами). Рост объемов
производства, появление новых видов продукции, совершенствование
технологии, освоение новых земель, внедрение новых источников энергии —
все это будет стимулировать развитие и совершенствование системы.
Во-вторых, органом (органами) управления. Внедрение в систему
управления новых принципов, новых экономических и других стимулов,
введение новых нормативов, постановка перед управляемой системой новых
задач — все это повлечет за собой развитие, совершенствование и
модификацию системы СМО управления.
В-третьих, наукой. Появление новых, более совершенных
математических моделей, новых математических методов (в первую очередь,
методов оптимизации), выявление новых законов развития систем — все это
повлечет за собой совершенствование аппарата системы СМО управления,
повлияет на улучшение методов обоснования и принятия решения.
В-четвертых, совершенствованием промышленного производства
математического обеспечения. Методы промышленной разработки СМО
управления фактически еще не разработаны. Они в значительной степени
определят структуру системы СМО управления.
В-пятых, форма представления алгоритмов системы СМО будет
определяться требованиями технической базы автоматизации. Если сегодня
основными являются цифровые электронные вычислительные машины,
которые требуют представления алгоритмов в форме программ, то завтра
положение может измениться. Можно ждать появления новых технических
принципов переработки информации. Это, естественно, повлечет за собой
необходимость представления алгоритмов в новых формах. Содержание
описываемых ими процессов не изменится, сохранятся функции,
выполняемые алгоритмами, но изменится форма их представления. Система
СМО управления должна выполнять множество функций (F). Перед тем, как
перейти к рассмотрению основных функций, укажем три типа работ, которые
могут производиться над информацией.
126
Это, во-первых, транспортировка информации, т. е. перенесение ее в
пространстве. Во-вторых, хранение информации, т. е. перенесение ее во
времени и, в-третьих, разделение (изоляция) информационных потоков при
выполнении первых двух работ.
Описание функциональных значений параметрических связей
Теперь рассмотрим эти функции, соотнеся их элементам множества П.
Множеству π1 соответствуют две группы функций F1 и F2. Группа F1
объединяет работы, связанные с транспортировкой информации. К ним
относится:
формирование вариантов долговременных (перспективных) и
краткосрочных планов, содержащих оценки их качества, для выработки
обоснованных рекомендаций в процессе управления, анализа качества
работы управляемых объектов, выявления неиспользуемых ресурсов,
распределения ресурсов и выработки плана обеспечивающих мероприятий;
оперативная переработка информации, содержащей директивные
указания (приказы, распоряжения, рекомендации) органа управления,
передача их управляемым объектам и постановка на автоматический
контроль исполнения;
выполнение указаний по совершенствованию системы управления, в
результате чего изменяется текущая структура системы СМО (при изменении
структуры системы управления вносятся изменения в схемы распределения и
адресования информации;
при изменении системы экономических показателей анализируется их
формальная непротиворечивость с используемыми показателями;
при выявлении противоречий формируются справки о их содержании,
вырабатываются предложения по их устранению).
Группа F2 объединяет работы, связанные с хранением информации,
полученной от органов управления. Это работы по оформлению отдаваемых
распоряжений в виде документов и накоплению сведений о содержании всех
отданных распоряжений для последующего автоматического контроля их
исполнения.
Множеству π2 соответствуют две группы функций F3 и F4,.
В группу F3 входят следующие работы, связанные с транспортировкой
информации: выдача органу управления (руководителям и должностным
лицам) количественно обоснованных планов и рекомендаций к действиям,
результатов контроля исполнения отданных им распоряжений, справок и
сведений о состоянии управляемых объектов и условиях их действий, выдача
информации о приближении критических ситуаций в управляемых системах
или о возникших аварийных ситуациях. К этой группе функций относится
анализ правильности обращения органа управления к средствам
автоматизации, выработка и выдача информации о неправильных
(некорректных) обращениях, а также «подсказок», облегчающих общение
работников органа управления со средствами автоматизации. Группа F4
127
связана с разделением (изоляцией) информационных потоков и заключается
в распределении потоков выдаваемой информации в соответствии с
установленными схемами подчинения и адресования сведений.
Множеству π3 соответствуют две группы функций F5 и F6.
Группа F5 объединяет работы, связанные с «транспортировкой»
научных результатов. При этом система СМО управления анализирует, не
противоречат ли вновь поступающие научные результаты тем законам и
принципам, которые уже заложены в ее алгоритмы. Такой анализ частично
может осуществляться не автоматизировано. Однако и в этом случае
необходимы правила его проведения. По-видимому, с ростом объемов
системы СМО такой анализ в значительной степени должен осуществляться
автоматически.
Группа F6 объединяет работы, связанные с хранением полученных
сведений. Фактически это работы по совершенствованию и развитию
системы специального математического обеспечения. При этом происходит
включение в нее новых методов оценки эффективности и новых методов
(алгоритмов) вычислений.
Множеству π4 в системе СМО соответствуют две группы функций F7 и
F8. Группа F7 осуществляет накапливание и хранение сведений, получаемых
в процессе функционирования системы управления. При этом фиксируются
взаимосвязи между содержанием принятых решений, условиями действий и
результатами, достигнутыми управляемыми объектами. Группа F8
осуществляет анализ накопленных сведений, выявление закономерностей в
них, противоречий между планами и результатами, а также выдачу
полученных выводов.
Множеству π5 соответствуют две группы функций F9 и F10. Группа F9
выполняет
следующие
работы:
анализ
новых
алгоритмов
на
непротиворечивость существующему составу и их проверку на соответствие
структурным требованиям, предъявляемым системой; модификацию
алгоритмов, находящихся в системе, в том числе замену их более
совершенными; исключение из системы устаревших алгоритмов; обработку
запросов о состоянии системы (ее частей). Такие сведения необходимы
промышленности создания СМО управления в процессе новых разработок.
Эти сведения позволят исключить дублирование, вести новые разработки
согласованно с имеющимися уже алгоритмами и составом информационной
базы. Кроме того, в них содержатся характеристики недостатков,
выявленных
в
эксплуатируемых
алгоритмах
и
используемой
информационной базе. Их анализ является непременным условием
совершенствования
системы.
Это —
обратная
связь
между
промышленностью и результатами ее работы. Группа F10 осуществляет
работы, связанные с хранением поступивших алгоритмов: их
идентификацию; согласование с используемой системой алгоритмов и
существующей информационной базой; размещение в памяти технических
средств автоматизации.
128
Множеству π6 соответствуют две группы функций F11 и F12. Группа F11
формирует технологию и стандарты для промышленности СМО управления.
Группа F12 формирует заказы промышленности на создание новых подсистем
и по опыту эксплуатации заказы на модификацию и совершенствование
существующих подсистем.
Множествам π7 и π9 соответствуют в системе СМО управления две
группы функций F13 и F14. Группа F13 выполняет работы, связанные с
оперативным использованием технических средств при управлении:
подготовку и выдачу заявок техническим средствам на выполнение
вычислений для составления планов; оформление и передачу распоряжений
объектам управления; контроль результатов выполнения планов. Группа F14,
обслуживает только параметры множества π7, обеспечивая хранение
информации: перенесение программ, реализующих алгоритмы СМО
управления, в память вычислительных средств автоматизации и организация
хранения в памяти вычислительных средств сведений, характеризующих
структуру системы управления.
Множеству π8 соответствуют две группы функций F15 и F16. Группа F15
осуществляет обработку информации, характеризующей текущее состояние
и степень загрузки технической базы автоматизации управления, выработку
и реализацию плана перераспределения функций системы Ω между
работающими техническими средствами. Группа F16 организует хранение
сведений о конфигурации и возможностях технических средств
автоматизации.
Множеству π10 соответствуют две группы функций F17 и F18. Группа F17
осуществляет содержательную проверку правильности поступающих в
систему сведений, их анализ и выявление ситуаций, требующих
вмешательства органа управления. Группа F18 осуществляет организацию
хранения сведений, поступивших от объектов управления.
Морфологическое описание системы.
Состав системы СМО управления должен отражать цели ее создания и
его можно определить, исходя из работ, производимых над информацией
(транспортировка, хранение и изоляция). Для того чтобы обеспечить
хранение, т. е. накопление и перенос во времени, всех правил
формализованной переработки информации, в системе СМО управления
должна быть создана соответствующая структурная единица, которую мы
назовем фондом (Ф). Изоляция фонда от других частей системы СМО
управления осуществляется с помощью правил, определяющих порядок
пополнения, обслуживания и использования фонда. Основной целью фонда
является создание условий для развития системы СМО управления. Чтобы
обеспечить использование при управлении правил формализованной
переработки информации, в системе СМО управления должны быть
выделены соответствующие структурные единицы, которые мы назовем
подсистемами (Ψ). Число подсистем зависит от структуры системы
129
управления. Например, каждая подсистема может обслуживать отрасль,
объединение или предприятие. Фонд СМО управления должен состоять из
следующих частей: стандартов (В), множества стандартных алгоритмов (Аs),
множества алгоритмов процессов управления (Аr),множества алгоритмов
обслуживания (Аи), информационной базы обслуживания (Iu), документации
(D). Стандарты В включают в себя совокупность обязательных правил,
которым подчиняется технология разработки всех частей системы СМО
управления, и обязательных свойств, которыми должны обладать все
элементы этой системы. Множество As состоит из стандартных алгоритмов,
которыми
являются
машинонезависимые
универсальные
правила
переработки информации. Алгоритмы этого множества должны
использоваться для построения алгоритмов и программ процессов
управления. Следовательно, в состав множества As включаются такие
алгоритмы, которые могут быть многократно использованы при построении
различных алгоритмов процессов управления. Множество Аr состоит из
машинонезависимых алгоритмов процессов управления. Алгоритмы этого
множества должны использоваться для воспроизведения программ
множества Ψ при смене типов вычислительных машин. Множество Аи
состоит из алгоритмов и программ, осуществляющих автоматизацию работ,
связанных с обслуживанием и использованием фонда, а также анализ
результатов применения СМО в процессе управления. Информационная база
обслуживания Iu включает в себя параметры, описывающие состав и
структуру фонда и результаты его использования. Она реализуется
вычислительными машинами, обслуживающими фонд. В ней накапливаются
сведения о результатах использования СМО в процессе управления. Она
служит основой для анализа этих результатов с помощью алгоритмов
множества Аи. Документация D содержит описание состава фонда, правил и
организации его использования и предназначена для разработчиков
подсистем СМО управления, а также для научных консультантов и
исследователей. Основными функциями фонда СМО управления является
накопление и хранение машинонезависимых представлений алгоритмов с
целью формирования частных подсистем множества Ψ, анализ результатов
использования СМО в процессе управления и разработка рекомендаций по
совершенствованию системы Ω. Таким образом, фонд обеспечивает
устойчивость (жизнеспособность) системы СМО управления вне
зависимости от изменения конкретных типов технических средств
автоматизации переработки информации.
Морфология подсистем.
Множество Ψ состоит из совокупности подсистем специального
математического
обеспечения,
реализуемых
в
конкретных
автоматизированных системах управления. Каждая подсистема состоит из
следующих частей: множества алгоритмов (А), множества программ (Р),
информационной базы (I), документации (D).
130
Алгоритмы множества А описывают правила переработки информации
с целью выработки рекомендаций в процессе управления. Множество Р
представляет текущее отображение А на конкретный эксплуатируемый
состав технических средств автоматизации. Это означает, что форма
представления программ множества Р изменяется с изменением типов
технических средств. По выполняемым функциям А и Р не тождественны.
Пусть F1(A, T) — множество функций, которые способны выполнять
алгоритмы множества А в момент времени Т, а F2(Р, Т) — множество
функций, которые способны выполнять программы множества Р в момент
времени Т. Тогда 𝐹1(𝐴, 𝑇) ⊇ 𝐹2(𝑃, 𝑇), т е. множество функций,
выполняемых Р, содержится в множестве функций, выполняемых А. Это
объясняется возможным запаздыванием в развитии Р по отношению к А.
Появление новых математических моделей и методов может несколько
опережать рост возможностей технических средств автоматизации. Поэтому
включение их в А может происходить раньше, чем появятся возможности их
программного отображения на эксплуатируемых технических средствах.
Подобные задержки могут иметь и организационный характер, связанный с
внедрением алгоритмов (программ) и технических средств автоматизации в
практику.
Информационная база I состоит из двух подмножеств: подмножества
параметров, описывающих состояние системы управления, управляемых
объектов и среды (условий), в которых они действуют (I1); подмножества
вспомогательных (служебных) параметров, описывающих состояние системы
специального математического обеспечения управления и технических
средств автоматизации (I2). Подмножество I1 содержит значения параметров,
необходимые для выполнения основных функций системы управления. Это
подмножество является формализованным отображением управляющей
системы, управляемой системы и условий их действия. По смыслу параметры
этого подмножества эквивалентны характеристикам, которые используются
при управлении без средств автоматизации. Основное отличие I1 от
совокупности этих характеристик заключается в том, что I1 формализуется
при разработке множества алгоритмов А. Это означает, что I1 содержит более
полный, научно обоснованный образ реальных объектов системы
управления, в большей степени отражающий возможность количественного
обоснования решений, принимаемых при управлении. В состав I1 входят
значения параметров, характеризующие не только текущее и планируемое
состояния управляемой системы, но и «историю» процесса управления. Это
означает, что I1 содержит сведения о том, как протекал процесс управления,
какие были достигнуты результаты. Эти сведения используются не только
как справочные о достигнутых результатах, но и как основа обобщения
опыта управления. Подмножество I2 содержит значения параметров,
необходимые для организации работы средств автоматизации. Это
подмножество является формализованным отображением системы
алгоритмов (программ) специального математического обеспечения,
131
общесистемного математического обеспечения, информационной базы и
технических средств автоматизации. В состав I2 входят параметры,
характеризующие структуру средств автоматизации, их пространственное
размещение, а также их динамическое (текущее) состояние. Степень
детализации в I2 должна обеспечивать возможность организации
использования средств автоматизации, а также их согласованное
функционирование. Документация D является множеством, содержащим
документы, предназначенные для изучения, использования и обслуживания
людьми всех остальных частей СМО управления. Эти документы являются
отображением систем СМО управления в формах, удобных для восприятия
людьми. Фактически это описание модели, обеспечивающее возможность
использования системы и выполнение всех видов работ с ней.
Множество D состоит из подмножества D1, содержащего документы,
обеспечивающие возможность содержательного использования алгоритмов
множества А в процессе управления; подмножества D2, содержащего
документы, обеспечивающие возможность использования алгоритмов
множества А в процессе развития и совершенствования системы СМО
управления; подмножества D3, содержащего документы, обеспечивающие
возможность обслуживания и эксплуатации информационной базы I;
подмножества D4 содержащего документы, обеспечивающие возможность
обслуживания и эксплуатации множества программ Р. Подмножество D1
содержит документы, предназначенные для лиц, осуществляющих
управление (руководящий состав). Эти документы должны содержать
сведения, позволяющие уяснить возможности алгоритмов, понять условия их
использования, ограничения и допущения, которые были приняты при их
разработке. В них руководитель должен найти рекомендации по
использованию алгоритмов. По форме представления эти документы в
основном имеют вид традиционных инструкций (печатных документов).
Частично они могут быть представлены в форме алгоритмов подсказок,
реализуемых техническими средствами автоматизации.
Подмножество D2 содержит документы, позволяющие глубоко изучить
содержание алгоритмов системы. Они предназначены, в первую очередь, для
разработчиков системы СМО управления, а также для научных
консультантов и исследователей. Подмножество D3 содержит документы,
предназначенные для лиц, осуществляющих все виды работ с
информационной базой I. Такими работами являются обеспечение хранения
материальных носителей информационной базы, контроль за составом
параметров информационной базы, пополнение его при необходимости (если
оно автоматизировано частично). Если велика степень неопределенности
исходной
информации
и
алгоритмические
методы
построения
информационной картины обстановки еще не разработаны, к этим работам
относится анализ поступившей информации и принятие решения о составе и
значениях соответствующих параметров информационной базы. Все эти
работы регламентируются документами, входящими в состав D3. Форма
132
представления документов может быть как традиционной, так и
алгоритмической.
Подмножество D4 содержит документы, предназначенные для лиц,
организующих эксплуатацию программ системы. К этим работам относятся
программное отображение алгоритмов множества А на конкретные
технические средства, включение программ в функционирующие
подсистемы (корректура массивов справочной и служебной информации),
обеспечение сохранности (восстановления) материальных носителей. Формы
представления документов D4 — как традиционные (печатные документы), так
и алгоритмические. Состав множества А, по-видимому, будет изменяться по
мере развития. На первых этапах развития оно будет иметь гетерогенный
состав (содержать разнотипные элементы). На последующих этапах под
влиянием стандартизации и унификации, с одной стороны, и
совершенствования методов математического моделирования - с другой, его
состав может приближаться все более к гомогенному. По своим свойствам
множество
А
относится
к
информационным,
осуществляющим
преобразование информации. Между элементами множества А могут быть
прямые, обратные и нейтральные информационные связи Эти свойства А в
полной мере найдут отображения в множестве Р Множества I1 и I2
целесообразно формировать из гомогенных элементов. Это обеспечит более
эффективное использование памяти в процессе функционирования системы.
По своим свойствам множества I1 и I2 относятся к информационным,
осуществляющим запоминание информации.
Связи между элементами множества I1 в основном нейтральные.
Аналогичные связи — между элементами внутри I2.
Связи между элементами множеств I1 и I2 как прямые, так и обратные.
Связи между элементами множеств A и I прямые и обратные.
По характеру отношений между элементами A и I1 структура
множества Ψ относится к многосвязным. Этим обеспечивается одноразовый
ввод значений параметров информационной базы.
Уточним состав множеств A и I1. Множество A состоит из четырех
подмножеств:
А ≡ {А1 , А2 , А3 , А4 }.
В состав A1 входят алгоритмы, осуществляющие обработку
информации с целью оценки сложившейся обстановки. Оценка обстановки
(состояния объектов управления, результатов выполнения ими плановых
заданий, условий внешней среды) необходима как первый этап выработки
любого решения. Такими решениями могут быть: долгосрочный или
краткосрочный план действий, указание на изменение плана, оперативное
решение, определяющее действие в целях достижения задач,
сформулированных планом, и т. п.
Любое из этих решений начинается с оценки обстановки. Результатами
такой оценки могут пользоваться как лица, осуществляющие управление, так
133
и алгоритмы, вырабатывающие (дающие количественные обоснования)
рациональные варианты действий.
В состав А2 входят алгоритмы, осуществляющие переработку
информации с целью выработки (выбора) целесообразного варианта
решения.
В состав А3 входят алгоритмы, осуществляющие переработку
информации с целью обслуживания общения средств автоматизации с
внешними системами. Эти алгоритмы обеспечивают получение лицами,
осуществляющими управление, справочной информации на основе сведений,
имеющихся в информационной базе I. Эти алгоритмы на основе результатов
работы алгоритмов множества А2 и информации, содержащейся в указаниях
(распоряжениях, приказах, решениях) лиц, осуществляющих управление,
формируют в виде документов (директив, приказов, указаний, распоряжений)
управляющие параметры для выдачи объектам управления.
В состав А4 входят алгоритмы, осуществляющие контроль результатов
деятельности управляемых объектов, проверку выполнения плановых
заданий и полученных распоряжений. Результаты проверки по запросам лиц,
осуществляющих управление, выдаются в форме справок. Результаты
проверки, инициированной самими алгоритмами контроля, требующие
принятия срочных (немедленных) мер, выдаются в орган управления
автоматически.
Множество I1 состоит из пяти подмножеств:
(1) (2) (3) (4) (5)
𝐼1 ≡ {𝐼1 , 𝐼1 , 𝐼1 , 𝐼1 , 𝐼1 }
(1)
В состав 𝐼1 входят параметры информационной базы, определяющие
состав и состояние управляемых объектов. Эти параметры характеризуют
текущее материально-техническое обеспечение, работоспособность объектов
управления (и их составных частей), производительность объектов
управления, наличие готовой продукции и т. п.
(2)
В состав 𝐼1
входят параметры информационной базы,
характеризующие условия действий объектов управления. В состав этих
параметров включаются такие, которые способны оказать влияние на
результаты действий объекта управления, например метеорологические и
гидрологические условия.
(3)
В состав 𝐼1
входят параметры информационной базы,
характеризующие плановые задания объектам управления.
(4)
В состав 𝐼1 входят параметры информационной базы, определяющие
содержание текущих указаний, распоряжений, приказов, отданных объекту
управления вышестоящими органами управления.
(5)
В состав 𝐼1
входят параметры информационной базы,
характеризующие условия успешного функционирования объектов
управления, например планы обеспечивающих мероприятий, планы
материально-технического обеспечения и графики поставок.
134
Классификационные признаки алгоритмов и программ
Анализ опыта разработки и использования существующих средств
математического обеспечения позволяет выделить его основные классы. Для
классификации основных типов СМО, характеризующих его с точки зрения
организации разработки и использования, введем пять классификационных
параметров: α характеризует источник постановки задачи на разработку
алгоритмов специального математического обеспечения; β — разработчика
алгоритма; γ — потребителя разработанного алгоритма специального
математического обеспечения; δ — организацию ввода перерабатываемой
информации в алгоритмы (программы); η — организацию и условия
выполнения
алгоритма
(программы)
техническими
средствами
автоматизации
(вычислительными
машинами);
τ—
организацию
использования потребителем результатов вычислений, получаемых при
формализованной переработке информации.
Классификационные параметры и их значения приведены в табл. 2.1.
Для первого параметра определим три возможных значения:𝛼 ≡ <
𝛼1 , 𝛼2 , 𝛼3 >. Значение 𝛼1 характеризует индивидуального постановщика
задачи, который формулирует ее для собственного последующего
использования. Как правило, это сам автор последующей разработки,
который разрабатывает для себя алгоритм и программу задачи. Значение 𝛼2
характеризует источник постановки задачи, внешний по отношению к
предполагаемой области ее использования: определяет ее содержание,
условия решения, критерии эффективности, организацию взаимосвязи
(взаимодействия) с другими задачами. Это типичная постановка задачи в
иерархических системах управления, когда высший уровень управления
Таблица 2.1
Обозначение
параметра
𝛼
𝛽
𝛾
Смысл параметра
Значение параметра
Источник постановки задачи
Разработчик специального
математического обеспечения управления
Потребитель
𝛼1
𝛼2
𝛼3
𝛽1
𝛽2
𝛽3
𝛾1
𝛾2
𝛾3
𝛿
Организация
ввода
информации
(формирования информационной базы)
𝛿1
𝛿2
𝛿3
𝜂
Организация выполнения алгоритма
(программы)
𝜂1
𝜂2
𝜂3
𝜏
Организация общения потребителя со
средствами автоматизации
𝜏1
𝜏2
𝜏3
135
задает правила и условия работы низшего уровня. В этом случае
особую роль играют критерии, определяющие степень выполнения задач,
сформулированных высшим уровнем, ограничения (обязательные условия)
на
функционирования
объектов
низшего
уровня,
обязательные
информационные связи. Значение 𝛼3 характеризует источник, который
формулирует задачу для собственного (внутреннего) использования, т. е. сам
для себя определяет цели и условия решения задачи. Для такого источника (и
таких задач) внешний мир выступает только в форме ограничений. Это
типичная постановка задачи для старшего в иерархии систем управления
органа.
Для второго параметра определим следующие три возможных
значения: 𝛽 ≡ < 𝛽1 , 𝛽2 , 𝛽3 >. Значение 𝛽1 характеризует положение, при
котором разработку алгоритма и программы осуществляет автор ее
постановки. Особенностью такого положения является отсутствие
искажений, связанных с неправильным толкованием при переходе от
постановки задачи к разработке алгоритма. Значение 𝛽2 характеризует
положение, при котором разработку алгоритма и программы осуществляет
коллектив, состоящий из многих исполнителей. Как правило, это
специализированный коллектив, который ведет разработку алгоритма
(алгоритмов) и программ по определенному заказу не для собственного
использования. Каждая такая работа ведется в рамках заданной постановки
задачи и завершается сдачей разработанных алгоритмов и программ
заказчику. Особенность выполнения работ таким коллективом заключается в
необходимости распределения работы между отдельными исполнителями и
согласования частей работы, выполняемой каждым из них. Это особенно
существенно для работ, выполняемых одновременно (параллельно). Такая
согласованная работа коллектива разработчиков требует соответствующей
технологии создания алгоритмов и программ специального математического
обеспечения. В этой технологии должна найти отражение специализация
выполняемых работ и деление работы на составные части для повышения
качества и производительности труда. Значение 𝛽3 характеризует положение,
при котором разработку ведут различные коллективы, входящие в составы
различных организаций разработчиков по одной или разным постановкам, в
рамках одного или разных заказов. Как правило, такие разработки ведутся в
разное время с разными целями. Для успешного разрешения возникающих
при этом проблем необходимы современные системы управления
комплексными программами. Наиболее важен и сложен учет
взаимозависимости отдельных частей разрабатываемого математического
обеспечения при условии, что они разрабатываются раздельно, в разное
время, с разными целями, по разным заказам и для различных потребителей.
Наличие взаимозависимости оказывает существенное влияние на общую
технологию создания СМО управления. В этом случае необходимо создание
136
координирующей организации, законов и правил, исполнение которых
обязательны для всех отдельных коллективов разработчиков.
Для третьего классификационного параметра определим три
возможных значения: 𝛾 ≡ < 𝛾1 , 𝛾2 , 𝛾3 > Значение 𝛾1 характеризует
отдельного потребителя. Это, как правило, постановщик задачи и автор
алгоритма, который использует результаты в процессе личного труда.
Значение 𝛾2 характеризует потребителя, которым является управляющий
орган одного из автономных объектов общей системы управления. Для
данной категории потребителей характерно наличие общей конкретной цели
функционирования (производство определенного вида продукции),
автономность организации и значительная функциональная независимость.
Как правило, для такого потребителя специальное математическое
обеспечение разрабатывается для одного или группы согласованных
проектов под единым руководством для одного и того же заказчика Значение
𝛾3 характеризует множество потребителей, имеющих как собственные, так и
общие задачи (цели функционирования). Взаимосвязь между такими
потребителями может быть как иерархической, так и неиерархической. Для
таких потребителей характерно то, что специальное математическое
обеспечение для них разрабатывается по разным постановкам, в разное
время, различными организациями-разработчиками.
Для четвертого классификационного параметра введем следующие три
значения 𝛿 ≡ < 𝛿1 , 𝛿2 , 𝛿3 >. Значение 𝛿1 определяет такую организацию
поступления информации в алгоритмы (программы) специального
математического обеспечения, при которой состав перерабатываемой
информации формируется потребителем алгоритма (программы) каждый раз
при использовании данного алгоритма (программы). Такое формирование
информации и ввод ее в память вычислительной машины происходит не
автоматически по указанию и с помощью потребителя алгоритма. Значение
𝛿2 определяет такую организацию поступления информации в алгоритмы
(программы) специального математического обеспечения, при которой
формирование этой информации и ее использование происходят независимо.
При этом формирование информационной базы в памяти вычислительных
машин происходит автоматически: информация поступает от источников,
сопряженных с вычислительной машиной, в ее память независимо от того,
работают
алгоритмы
(программы)
специального
математического
обеспечения, ее использующие, или нет. Источниками информации являются
только объекты, входящие в состав организации потребителя этих
алгоритмов, т. е. эти источники являются внутренними по отношению к этой
организации. Для такой организации поступления информации характерно,
что структура и состав информационной базы целиком определяются
организацией-потребителем алгоритмов. Значение 𝛿3 определяет такую
организацию поступления информации в алгоритмы (программы), при
которой часть объектов (источников информации) обязательно находится за
пределами организации-потребителя этой информации — являются
137
внешними по отношению к нему. Эти объекты (источники информации) как
организационно, так и функционально не подчинены потребителю. Поэтому
для такой организации информации характерно отсутствие возможности
определения структуры и состава информационной базы под руководством
одного потребителя. Появляется необходимость согласования ее структуры,
состава и организации использования между отдельными потребителями.
Информационная база перестает быть автономной собственностью одного
потребителя, приобретает черты коллективной памяти. Это накладывает
дополнительные требования на организацию и технологию создания СМО
управления.
Для пятого параметра введем следующие три значения: 𝜂 ≡<
𝜂1 , 𝜂2 , 𝜂3 >. Значение 𝜂1 определяет такую организацию исполнения
алгоритма (программы), при которой он (алгоритм) является на период
вычислений по нему единственным в оперативной памяти вычислительной
машины. Это означает, что вычислительная машина используется
несистемно, т. е. она на это время полностью отдана в распоряжение данного
пользователя. Это однопрограммный режим. Такой режим снимает с
программы необходимость настраиваться на работу в системе других
программ, защищать свою информацию от других пользователей (от других
программ). Значение 𝜂2 определяет такую организацию использования
алгоритма (программы), при которой одновременно с ним в памяти
вычислительной машины (вычислительного комплекса) могут находиться
еще несколько алгоритмов, по которым производятся вычисления. Это
режимы мультипрограммной работы или работы с разделением времени. При
этом для каждого из алгоритмов (программ) соблюдается внешний эффект
независимости исполнения от других, т. е. программы не объединяются в
системы, а работают независимо друг от друга. Значение 𝜂3 определяет
также одновременное многопрограммное исполнение в вычислительной
машине (вычислительном комплексе). Однако, кроме этого, сами алгоритмы
(программы) не являются независимыми. В процессе выполнения одного
может понадобиться привлечение к вычислениям еще нескольких или
выполнению данного алгоритма обязательно должно предшествовать
выполнение одного или нескольких других. Ясно, что такая организация
использования предъявляет определенные дополнительные требования как к
самим алгоритмам (программам), так и к системе их обслуживания и
существенно влияет на технологию разработки систем таких алгоритмов и
программ.
Для шестого параметра введем следующие три значения: 𝜏 ≡ <
𝜏1 , 𝜏2 , 𝜏3 >. Значение 𝜏1 определяет такую организацию общения потребителя
(руководителя) с работающим алгоритмом (программой), при которой он
лично не имеет с ним посредственной связи. Результаты поступают к нему
через других лиц в форме докладов, обобщений, выводов. Это значит, что
потребитель (руководитель) не получает в неизменном виде результаты
работы алгоритма. Значение 𝜏2 определяет такую организацию общения
138
потребителя (руководителя) с алгоритмом, при которой он не имеет с ним
непосредственной связи, но результаты поступают к нему в том виде, в каком
они получены от вычислительных машин, выполнявших алгоритм. Значение
𝜏3 определяет такую организацию общения потребителя, при которой он
имеет с ним непосредственную связь и прямо (без участия других людей)
получает результаты. Такая организация общения создает условия для
оперативного и эффективного диалога руководителя со средствами
автоматизации, превращает их в его непосредственного помощника при
управлении. Используя эти шесть классификационных параметров
(𝛼, 𝛽, 𝛾, 𝛿, 𝜂, 𝜏), можно получить 729 различных вариантов классов
математического обеспечения. Однако не все они допустимы и представляют
достаточный интерес. Из них рассмотрим девять основных классов (К),
представленных в табл. 2.2.
Таблица 2.2
О
сновные
классы
Классификационные параметры
𝛼
𝛽
𝛾
𝛿
𝜂
𝜏
𝐾1
𝐾2
𝐾3
𝐾4
𝐾5
𝐾6
𝐾7
𝐾8
𝐾9
𝛼1
𝛼1
𝛼1
𝛼1
𝛼1
𝛼1
𝛼2
𝛼2
𝛼3
𝛽1
𝛽1
𝛽1
𝛽2
𝛽2
𝛽2
𝛽2
𝛽3
𝛽3
𝛾1
𝛾1
𝛾1
𝛾2
𝛾2
𝛾2
𝛾2
𝛾3
𝛾3
𝛿1
𝛿1
𝛿2
𝛿1
𝛿2
𝛿2
𝛿3
𝛿3
𝛿3
𝜂1
𝜂2
𝜂2
𝜂1
𝜂2
𝜂3
𝜂3
𝜂3
𝜂3
𝜏1
𝜏1
𝜏1
𝜏1
𝜏1
𝜏1
𝜏1
𝜏1
𝜏3
Классы алгоритмов и программ
Класс К1 характеризуется следующим сочетанием значений
классификационных параметров:
< 𝛼1 , 𝛽1 , 𝛾1 , 𝛿1 , 𝜂1 , 𝜏1 > ⟶ 𝐾1 .
В этот класс входят алгоритмы и программы, являющиеся фактически
личным
инструментом
автора.
Это
автономные
алгоритмы,
сформулированные автором и используемые им самим. Информацию для
таких алгоритмов (программ) готовит сам автор. При разработке таких
алгоритмов и программ нет необходимости в специальных правилах их
оформления,
за
исключением
удовлетворения
требований
той
вычислительной системы, на средствах которой будут производиться
вычисления. При их разработке нет необходимости использовать какие-либо
заранее определенные формы представления исходной информации.
Разрабатывая такие алгоритмы и программы, автор в максимальной степени
может проявить творчество и удовлетворить свои потребности в автономной
автоматизированной обработке информации. Как правило, такие алгоритмы
139
и программы разрабатываются с исследовательскими целями. Они хранятся
лично у автора. Использование этих алгоритмов другими лицами, как
правило, невозможно либо чрезвычайно затруднительно. Это объясняется
тем, что по ним обычно не составляется пользовательская документация.
Кроме того, в программах содержится большое количество ситуаций,
разобраться в которых может только автор. Срок жизни таких программ
обычно невелик. Они уничтожаются после того, как автор достиг
поставленной цели. Ясно, что с точки зрения развития СМО управления
алгоритмы этого класса особой ценности не представляют. Они могут
оказывать влияние на общее развитие науки управления либо служить
промежуточным этапом при построении СМО управления. Как составные
части СМО управления они использоваться не могут, так как их автономная
разработка не создает условий для включения в системы других алгоритмов
и программ. Этот класс является типичным представителем результатов
стихийного развития алгоритмов и программ содержательной переработки
информации. Вычислительные машины с их помощью используются в
основном как «большие и быстрые арифмометры». Возможности
вычислительной техники при этом не могут быть использованы в полной
мере. Так, практически не используется наличие большой и быстрой памяти
машин, позволяющей накапливать и хранить большие объемы информации в
течение длительного времени, т. е. фактически «обучать» эти машины.
Класс К2. характеризуется следующим сочетанием значений
классификационных параметров:
< 𝛼1 , 𝛽1 , 𝛾1 , 𝛿1 , 𝜂2 , 𝜏1 > ⟶ 𝐾2
В него входят алгоритмы (программы), отличающиеся от алгоритмов
класса К1 только значением пятого классификационного параметра. Это
отличие проявляется в том, что в алгоритме (программе) приходится
предусматривать дополнительные служебные операции, связанные с
необходимостью уточнения потребностей в ресурсах вычислительного
комплекса и с защитой его информации.
Класс К3 характеризуется следующим сочетанием классификационных
параметров:
< 𝛼1 , 𝛽1 , 𝛾1 , 𝛿2 , 𝜂2 , 𝜏1 > ⟶ 𝐾3
В него входят алгоритмы и программы, отличающиеся от алгоритмов и
программ класса К2 значением четвертого классификационного параметра.
Это означает, что программы этого класса опираются на информацию,
поступающую в память вычислительных машин независимо от этих
программ. Алгоритмы и программы этого класса должны в силу этого иметь
более высокую степень организованности. Это означает, что они обязательно
должны иметь возможность сопрягаться с системно формируемой
информационной базой. В простейшем случае эта база может обслуживать
только данный алгоритм. Тогда ее структура может иметь индивидуальный
характер, настроенный только на данный алгоритм. Однако практически
такое положение редко бывает целесообразным. Эффективнее, если
140
информационная база существует независимо от алгоритмов, ее
использующих. В этом случае она может обслуживать не один, а много
алгоритмов, авторами которых являются разные люди. Поэтому при
разработке алгоритма и программы приходится использовать уже
существующую структуру информационной базы и правила обращения к
ней. Кроме того, использование системной информационной базы вынуждает
автора алгоритма предусматривать в нем реакцию на множество параметров
информационной базы, которые с точки зрения автора алгоритма либо не
представляют интереса, либо являются недопустимыми. При несистемной
организации подготовки информации (первое значение четвертого
классификационного параметра) подобные ситуации не имеют места, так как
их исключает автор, сам готовящий все варианты исходной информации. В
алгоритмах третьего класса такие ситуации должны анализироваться
автоматически и на них автоматически должна вырабатываться
соответствующая реакция. Типичными алгоритмами этого класса являются
отдельные алгоритмы (программы) для должностных лиц, пользующихся
автоматизированной системой управления с целью изучения результатов
течения управляемых процессов, проводимого, как правило, в инициативном
порядке. Другим примером, могут служить алгоритмы (программы)
проведения научно-исследовательских экспериментальных работ с
натурными испытаниями на объектах, которые являются источниками
обрабатываемой информации. Алгоритмы (программы) этого класса в
большей степени, чем первых двух классов, пригодны для развития
специального математического обеспечения. Этому в значительной степени
способствует дисциплинирующее влияние используемой ими системной
информации. Однако для них типичной остается цель удовлетворения
потребности индивидуального пользователя. Поэтому для большинства из
них жизненный цикл будет невелик и они, как правило, будут разрушаться
после того, как их автор достигнет поставленной цели.
Класс
K4
характеризуется
следующими
значениями
классификационных параметров:
< 𝛼1 , 𝛽2 , 𝛾2 , 𝛿1 , 𝜂1 , 𝜏1 > ⟶ 𝐾4
Отличительными чертами алгоритмов этого класса являются
следующие. Потребитель для себя формулирует по собственной инициативе
постановку задачи, сам является инициатором автоматизации управления в
пределах своего объекта. Поэтому он свободен в выборе критериев
эффективности, объема автоматизируемых процессов, состава и структуры
информационной базы и т. п. Разработку алгоритмов и программ для него
ведет профессиональный разработчик (коллектив) по специальному заказу.
Результаты разработки, проверенные на соответствие постановке
(требованиям к заказу), будут использоваться многими должностными
лицами на предприятии заказчика. Каждое должностное лицо готовит
необходимую информацию для той части алгоритмов (программ), которыми
пользуется. При этом отсутствует автоматизированная информационная база.
141
Вычислительные машины (комплексы) используются либо последовательно
для производства расчетов в соответствии с заданной очередностью, либо
одновременно, но для производства независимых (автоматически не
согласованных) вычислений. Этот класс математического обеспечения
характерен для первого этапа внедрения средств автоматизации на
предприятия. Он соответствует слабо организованным и малоэффективным
автоматизированным системам управления. Как правило, при этом
автоматизируются отдельные вычислительные процессы, такие, как
начисление зарплаты, обработка бухгалтерских документов, учет кадров. В
лучшем случае автоматизируются некоторые задачи, связанные с
получением оптимальных планов частных производственных процессов.
Такие системы лишь условно можно называть автоматизированными
системами управления. Несистемный подход при их построении проявляется
в том, что очень многие работы, связанные с обработкой информации,
остаются неавтоматизированными. Это относится в первую очередь к
построению информационной базы. Как следствие, этим предопределяется
возможность рассогласования исходных данных, подготавливаемых
различными должностными лицами для алгоритмов (программ), в частности,
из-за трудностей временной синхронизации моментов работы должностных
лиц при использовании алгоритмов. В идеале подобное положение должно
быть устранено организационными мерами, однако фактически такая
организация требует значительных усилий и затрат времени руководящего
состава на ее создание и контроль выполнения. Автоматизация процесса
построения информационной базы управления решает эту задачу
органически. После создания аппарата автоматического формирования
информационной базы управления все должностные лица будут иметь
возможность пользоваться одной и той же информацией. Контроль за
своевременным пополнением этой информационной базы также будет
происходить
автоматически.
Другим
недостатком
этого
класса
математического обеспечения является значительное влияние субъективного
фактора на результаты принимаемых решений. Это также объясняется
отсутствием автоматически формируемой информационной базы для
алгоритмов (программ) СМО этого класса. При такой организации,
естественно, не могут не возникнуть трудности согласования
математического обеспечения, используемого при управлении на данном
предприятии, с математическим обеспечением, используемым другими
предприятиями или органами управления (как вышестоящих в общей
иерархии управления, так данного или низшего уровня). Эти трудности
могут существенно снизить общую эффективность внедрения средств
автоматизации. Однако этот класс алгоритмов (программ) в большей
степени, чем предыдущие, может быть использован для создания СМО
управления. Алгоритмы и программы этого класса обязательно снабжаются
пользовательской документацией, что позволяет использовать их многим
лицам, а не только автору (разработчику). Качество алгоритмов и программ
142
этого класса определяется профессиональным уровнем коллектива
разработчиков
Необходимость
передачи
результатов
разработки
пользователю создает предпосылки формирования достаточно хороших
условий хранения алгоритмов и программ. Поэтому алгоритмы и программы
этого класса математического обеспечения имеют все условия для
достаточно продолжительной «жизни». Основным недостатком этого класса
является отсутствие общих принципов построения, что затруднит
согласование результатов работы алгоритмов (программ) этого класса с им
подобными в других системах по мере их развития. Существенным
недостатком, неизбежно понижающим оперативность и повышающим
влияние субъективных факторов на результаты использования алгоритмов
(программ) этого класса, является отсутствие автоматически формируемой и
используемой всеми программами информационной базы.
Класс
К5
характеризуется
следующими
значениями
классификационных параметров:
< 𝛼1 , 𝛽2 , 𝛾2 , 𝛿2 , 𝜂2 , 𝜏1 > ⟶ 𝐾5
Особенностями этого класса алгоритмов являются следующие.
Основные принципы автоматизации разрабатываются автономно, по
инициативе и в рамках одного предприятия. Этим определяется свобода
выбора критериев эффективности, состава автоматизируемых процессов,
состава и структуры информационной базы. Однако наличие автоматически
формируемой
информационной
базы
с
источниками
сведений,
находящимися в пределах этого предприятия, объективно создает условия
для повышения степени автоматизации процессов переработки информации.
Уже на этапе разработки структуры, состава и способов заполнения такой
базы создаются благоприятные условия для более глубокого исследования
всех информационных связей в системе управления. Это объективно и
закономерно приводит к совершенствованию организации системы
управления. При этом выявляются новые информационные связи, доступные
для автоматизации переработки информации. Обеспечивается синхронизация
всех значений параметров информационной базы (все руководители,
пользующиеся ими, всегда оперируют одними и теми же значениями
данных). Улучшаются условия контроля за сбором этой информации, так как
при ее автоматическом поступлении в информационную базу контроль за
своевременностью поступления также производится автоматически. Наличие
общей информационной базы алгоритмов (программ) переработки
информации для получения планов работы, обоснования вариантов
принимаемых решений др. целей повышает вероятность того, что разные
руководители в одинаковых условиях примут близкие решения. Если
качество алгоритмов будет высоким, и они будут выдавать оптимальные (или
близкие к ним) рекомендации, то, следовательно, и решения руководителей
будут близкими к наилучшим. Увеличение числа автоматизируемых
процессов и особенно автоматизация процессов сбора, накопления, хранения
и выдачи информации о состоянии управляемых объектов существенно
143
повышают оперативность всего процесса управления. Однако для этого
класса математического обеспечения сохраняется отмеченный для
предыдущего класса недостаток. Развитие специального математического
обеспечения, при согласовании взаимодействия с другими предприятиями и
органами управления, по-прежнему, будет затруднено автономным подходом
к построению алгоритмов и программ этого класса. Обязательная системная
организация использования алгоритмов (программ) этого класса,
обеспечивающая возможность исполнения вычислительным комплексом
нескольких независимых программ, приводит к усложнению самих программ
СМО и к увеличению объемов работ по их обслуживанию. В частности,
возникает проблема защиты памяти и информации различных программ друг
от друга и от недопустимого использования. По разным причинам не все
должностные лица должны и могут быть допущены ко всему объему
сведений, хранящихся в информационной базе. Совместное исполнение
многих программ в интересах различных должностных лиц требует
автоматизации ограничения и контроля доступа к информации различных
классов. Таким образом, алгоритмы и программы этого класса приближаются
к наиболее совершенным для автономных систем управления. Основным
недостатком является отсутствие достаточных потенциальных условий для
развития и совершенствования как внутреннего, так и внешнего (т. е.
условий сопряжения с внешними системами).
Класс
К6
характеризуется
следующими
значениями
классификационных параметров:
< 𝛼1 , 𝛽2 , 𝛾2 , 𝛿2 , 𝜂3 , 𝜏1 > ⟶ 𝐾6
Для этого класса сохраняются все особенности пятого класса, за
исключением одной. Алгоритмы (программы) этого класса не являются
независимыми. Они представляют собой совокупность, объединенную не
только внешней организацией (организацией их использования), но также и
внутренней алгоритмической (функциональной) связью. Появление таких
связей является следствием все более глубокого изучения механизма
управления, при котором проявляются органические связи между
отдельными подпроцессами общего процесса управления. Во-первых, эти
связи могут проявляться в использовании общей информационной базы при
условии определенной упорядоченной последовательности обращения к ней
различных алгоритмов (программ). Это означает, что алгоритмы системы в
определенном смысле теряют свою независимость. Во-вторых, такие связи
могут проявляться в зависимости алгоритмов друг от друга. Это означает,
что в процессе исполнения одного из них завершение вычислений
невозможно без привлечения одного или нескольких других алгоритмов
(программ) этого класса. Реализация такой возможности создает условия для
развития системы алгоритмов (программ) данного класса. По выполняемым
функциям автоматизированные системы управления могут быть как
открытого, так и закрытого типа. В открытых системах состав алгоритмов
(программ) СМО может изменяться (наращивание, модификация,
144
исключение) без изменения состава технических средств системы. Закрытые
системы этим свойством не обладают. Состав алгоритмов (программ) СМО
этих систем определяется при совместной разработке технических и
математических средств автоматизированной системы управления. Изменить
его в процессе эксплуатации системы невозможно. Для этого необходимо
вывести автоматизированную систему из режима эксплуатации и провести
работы по такому изменению вместе с изменением технических средств
автоматизации. По мнению авторов, такие автоматизированные системы в
рассматриваемых человеко-машинных системах управления не могут быть
жизнеспособными. Поэтому впредь, если не будет сделано особых оговорок,
речь будет идти только о системах открытого типа. Таким образом, свойство
открытости автоматизированной системы управления вместе со
способностью алгоритмов (программ) СМО образовывать функционально
зависимые подсистемы обеспечивает все необходимые условия для развития
СМО в процессе функционирования системы. Этим обеспечивается
возможность совершенствования управления на базе функционирующих
(эксплуатируемых) средств автоматизации. Такая возможность существенно
увеличивает время «жизни» СМО этого класса. На алгоритмическом
(машино-независимом) уровне оно начинает жить и совершенствоваться
«бесконечно». Естественно, что о неограниченном времени его «жизни» речь
идет с точки зрения существования процессов управления, которые
обеспечивают эти средства автоматизации.
Класс
K7
характеризуется
следующими
значениями
классификационных параметров:
< 𝛼2 , 𝛽2 , 𝛾2 , 𝛿3 , 𝜂3 , 𝜏1 > ⟶ 𝐾7
Он отличается от шестого класса значениями первого и четвертого
параметров. Этот класс математического обеспечения сохраняет все
положительные свойства предыдущего; при этом он приобретает еще
следующие положительные качества. Источником постановки задачи о
создании алгоритмов (программ) для автоматизации управления
предприятием является внешний, как правило, вышестоящий по уровню
иерархии управления орган. Этот вышестоящий орган определяет цели
управления, критерии, с помощью которых будет осуществляться принятие
решений, и состав параметров информационной базы управления.
Информационная база для алгоритмов этого класса состоит из параметров
двух групп. Параметры первой группы характеризуют внешние условия. Их
значения поступают от внешних (по отношению к данному предприятию)
источников. Поэтому состав этих параметров, их характеристики должен
определить источник постановки задачи со степенью детализации,
достаточной для построения информационной базы автоматизации
управления. Параметры второй группы характеризуют состояние
управляемого объекта. Их значения поступают от внутренних источников
информации. Параметры этих двух групп хранятся в общей информационной
базе. Таким образом создаются условия унификации информационных баз
145
всех предприятий, находящихся в подчинении органа управления,
являющегося источником постановки задач для всех подчиненных ему
предприятий. Алгоритмы и программы этого класса математического
обеспечения можно строить в рамках общей идеологии, определяемой этим
вышестоящим органом (источником постановок задач), что существенно
улучшает условия развития специального математического обеспечения. При
создании идеологии автоматизации под руководством вышестоящего органа
могут (и должны) быть предусмотрены возможности (средства, организация)
согласования алгоритмов СМО управления этого органа и подчиненных
предприятий, а также последних между собой. Естественно, что такие
системы алгоритмов и программ более сложны, чем автономные. Наличие
внешних системных источников информации усиливает роль контроля за
составом поступающей информации. Как правило, такие внешние источники
удалены от места размещения средств автоматизации на значительное
расстояние. Поэтому контроль за поступлением информации усложняется в
связи с ухудшением условий реализации обратной связи, как реакции на
отклонения от нормального функционирования источников внешней
информации или средств ее передачи. Как будет видно из дальнейшего
изложения, специальное математическое обеспечение управления не только
выполняет функции переработки информации в нормальных режимах
функционирования, но и создает условия для сохранения этих нормальных
режимов. Таким образом, появление удаленных внешних источников
информации не может не оказать влияния на специальное математическое
обеспечение этого класса. Следовательно, этот класс математического
обеспечения более жизнеспособен, чем предыдущие. Организация
разработки алгоритмов (программ) этого класса, невзирая на сохраняющийся
локальный (в пределах одного предприятия) характер их использования,
создает благоприятные условия для последующего системного развития
математического обеспечения этого класса. По меньшей мере создаются
условия для взаимосвязи средств СМО вышестоящего органа управления и
управляемого предприятия.
Класс
К8
характеризуется
следующими
значениями
классификационных параметров:
< 𝛼2 , 𝛽3 , 𝛾3 , 𝛿3 , 𝜂3 , 𝜏1 > ⟶ 𝐾8
Неглавное отличие этого класса от предыдущего заключается в
масштабе области использования. Однако различие этих классов носит не
количественный, а качественный характер. По-прежнему, инициатором
разработки математического обеспечения является источник постановки
задач. Этим инициатором является вышестоящий орган управления по
отношению к тем объектам (предприятиям), для которых этот орган
формулирует постановку задачи о разработке специального математического
обеспечения. В целом специальное математическое обеспечение этого класса
охватывает как вышестоящий орган, так и все предприятия, для которых
разрабатываются алгоритмы (программы). В качестве примера,
146
подчеркивающего масштабы этого класса, можно указать отрасль.
Вышестоящим органом является министерство, а объектами — предприятия
отрасли. Ясно, что специальное математическое обеспечение такого объема
нельзя разработать единовременно в рамках одного заказа силами одного
коллектива разработчиков. Это приводит к определенным особенностям в
организации его разработки. Так как алгоритмы (программы) этого класса
должны быть согласованы, то работа коллективов разработчиков также
должна осуществляться согласованно. Так как все специальное
математическое обеспечение не может разрабатываться одновременно, то
исключается возможность только организационного согласования. Поэтому
для создания СМО необходима особая технология, обязательная для всех
коллективов разработчиков. В значительной степени организация создания и
использования такой технологии может быть облегчена внедрением
отраслевых стандартов на специальное математическое обеспечение.
Естественно, что эти стандарты будут распространяться на алгоритмы не
только этого класса, но и других (низших) классов.
Шестой классификационный параметр всех рассмотренных классов
СМО (К1 - K8) имел одно и то же значение 𝜏1 . Это означает, что специальное
математическое обеспечение этого класса не является непосредственным
помощником руководителя. Между результатами, которые вырабатывает
специальное математическое обеспечение, и руководителем, принимающим
решение в процессе управления, находятся его помощники, которые
осмысливают эти результаты, интерпретируют их и докладывают
руководителю только выводы. Ясно, что такой подход к построению и
использованию СМО управления имеет свои преимущества и недостатки.
Преимущество заключается в том, что руководитель освобождается от части
работ по анализу качества ряда вариантов, подготовленных средствами
автоматизации. Недостатком является то, что на решение руководителя в
значительной степени оказывают влияние личные взгляды, навыки,
подготовленность его непосредственных помощников. Не вводя новых
классов, укажем, что если для К1 — K8 шестой классификационный параметр
будет иметь значение 𝜏2 , то это означает, что руководитель будет иметь
возможность получать результаты работы СМО в неизмененном виде. Повидимому, право на существование имеют обе группы классов специального
математического обеспечения. В зависимости от принимаемых решений
руководитель будет пользоваться в некоторых случаях помощью СМО
непосредственно, а в некоторых случаях через своих помощников.
Отличие классов, характеризующихся 𝜏 = 𝜏2 , от классов,
характеризующихся 𝜏 = 𝜏3 , носит технологический характер. При 𝜏 = 𝜏2
руководитель будет получать результаты работы математического
обеспечения от персонала, обслуживающего средства автоматизации. При
𝜏 = 𝜏3 он будет получать эти результаты сам, непосредственно общаясь со
средствами автоматизации. Это различие не является принципиальным,
147
однако ясно, что непосредственное общение руководителя со средствами
автоматизации позволяет повысить оперативность управления.
Класс
К9
характеризуется
следующими
значениями
классификационных параметров:
< 𝛼3 , 𝛽3 , 𝛾3 , 𝛿3 , 𝜂3 , 𝜏3 > ⟶ 𝐾9
Он отличается от предыдущего значениями первого и шестого
классификационных параметров. Эти отличия означают, что специальное
математическое обеспечение создается по заданию старшего в общей
иерархии системы органа управления. Этим органом определяются цели и
задачи управления, критерии для оценки его эффективности и организации
управления. Внешние условия выступают при этом только в роли
ограничений. Примером такого органа управления может служить
руководство страной. Никто извне не может служить источником постановок
задач на разработку СМО управления. Никто извне не определит целей и
задач развития. Никто не задаст критериев для оценки качества управления и
развития. Все это определяется в рамках страны. Важность задачи позволяет
утверждать, что это прерогатива высших руководящих органов страны.
Основным источником для решения этой задачи являются объективные
законы общественного развития. Увеличение масштабов приводит к новому
качеству и новым областям приложения специального математического
обеспечения. По технологии использования этот класс СМО управления
является самым совершенным.
Требования к разработке алгоритмов ИИС
Реальное время.
Следующее требование к системе СМО заключается в том, что
результаты его работы должны своевременно поступать на объекты
управления. Алгоритмы (программы) специального математического
обеспечения
функционируют
с
помощью
технических
средств
автоматизации: устройств сбора информации о состоянии управляемых
систем и объектов; линий связи, передающих эту информацию в память
вычислительных систем; вычислительных систем, состоящих из
вычислительных машин; устройств общения людей с вычислительными
машинами; устройств передачи управляющих параметров объектам
управления.
Технические средства автоматизации имеют вполне определенную
(ограниченную) производительность. Однако решение, принятое органом
управления в виде управляющих параметров, должно своевременно
поступить к объектам управления. Своевременно — это значит, что объекты
управления не будут простаивать в ожидании этого решения, что у них будет
достаточно времени (от момента получения этого решения до момента, когда
должно начаться его выполнение) для того, чтобы осуществить все
подготовительные (обеспечивающие) мероприятия. Алгоритмы (программы)
специального
математического
обеспечения
управления
требуют
148
определенных затрат времени для переработки информации и подготовки
рекомендаций или вариантов решений. Если в общей схеме прохождения
информации на это будет затрачено больше времени, чем рассчитано в
реальной системе для своевременной реакции объектов управления, то ясно,
что такое специальное математическое обеспечение пользы принести не
может. Положение осложняется тем, что экономическая эффективность
диктует необходимость на один вычислительный комплекс возложить
вычисления по многим программам. Таким образом, каждое конкретное
решение может проходить на фоне множества ему подобных. Один
вычислительный комплекс может готовить параметры для управления
многими объектами.
Схема функционирования выглядит следующим образом.
Пусть:
п — множество объектов, которыми осуществляется управление с
помощью алгоритмов (программ), выполняемых одним вычислительным
комплексом;
(𝑘)
𝑡𝑥𝑖 — моменты изменения состояний этих объектов или условий их
действий, требующие выработки параметров управления (𝑘 = 1, 2, … , 𝑛; 𝑖 =
1, 2, …);
𝜏𝑐 (𝑘) — время, необходимое для поступления сведений об изменении
состояний объектов или условий их действий в память вычислительного
комплекса (𝑘 = 1, 2, … , 𝑛);
𝐴(𝑘) — множество алгоритмов (программ) СМО управления,
используемых при выработке решений для управления k-м объектом (𝑘 =
1, 2, … , 𝑛);
𝑇𝑚(𝐴(𝑘) ) — минимальное время, затрачиваемое на подготовку
параметров управления с помощью множества 𝐴(𝑘) (𝑘 = 1, 2, … , 𝑛);
𝜏𝑟 (𝑘) — Время, необходимое для оформления решения и передачи его
управляемым объектам (𝑘 = 1, 2, … , 𝑛);
(𝑘)
𝑇𝑔(𝑘) — допустимый интервал времени между моментом 𝑡𝑥𝑖
и
моментом поступления параметров управления на k-й объект;
(𝑘)
𝑇𝑖 — время, затрачиваемое на выработку параметров управления k-м
(𝑘)
объектом, как реакция на состояние объекта, которое он имел в момент 𝑡𝑖 .
Обозначим:
(𝑘)
𝑡𝑥 ≡ {𝑡𝑥𝑖 } ,
𝜏𝑐 ≡ {𝜏𝑐 (𝑘) },
𝐴 ≡ {𝐴(𝑘) },
𝜏𝑟 (𝑘) ≡ {𝜏𝑟 (𝑘) }, 𝑇𝑚 ≡ {𝑇𝑚(𝐴(𝑘) )}
(3.8)
(𝑘 = 1, 2, … , 𝑛; 𝑖 = 1, 2, …).
Время подготовки параметров управления зависит от множеств (3.8).
Заметим, что оно является функцией состава очереди на обработку в
вычислительном комплексе, которая также определяется множеством (3.8),
т. е.
149
(𝑘)
𝑇𝑖 = Φ(𝑡𝑥, 𝜏𝑐, 𝜏𝑟, 𝐴, 𝑇𝑚)
(3.9)
(𝑘 = 1, 2, … , 𝑛; 𝑖 = 1, 2, …).
Если параметры управления поступают на объекты в моменты времени
(𝑘)
𝑡𝑦𝑖 удовлетворяющие условиям
(𝑘)
(𝑘)
(𝑘)
𝑡𝑦𝑖 ≤ 𝑡𝑥𝑖 + 𝑇𝑖 ;
(𝑘)
𝑇𝑖 ≤ 𝑇𝑔(𝑘) (𝑘 = 1, 2, … , 𝑛; 𝑖 = 1, 2, … ),
то система управления своевременно вырабатывает решения. В общем
виде поток, определяемый множеством tx, является случайным, поэтому
(𝑘)
величины 𝑇𝑖
также случайные. Наибольшего внимания заслуживают
вопросы определения времени, затрачиваемого на подготовку параметров
управления с помощью множества А. Множество Тт, входящее в (3.9),
характеризует минимальное время, затрачиваемое на подготовку параметров
управления k-м объектом с помощью множества алгоритмов А. Это означает,
что при данных характеристиках вычислительного комплекса на вычисления
по алгоритмам А не может быть затрачено времени меньше, чем 𝑇𝑚(𝐴(𝑘) ).
Если окажется, что наличные ресурсы времени вычислительного комплекса
для реализации 𝐴(𝑘) меньше, чем 𝑇𝑚(𝐴(𝑘) ), то алгоритмы 𝐴(𝑘) при данных
характеристиках вычислительного комплекса и условиях, определяемых
множеством (3.8), не способны обеспечить функционирование специального
математического обеспечения в реальном времени. Потенциальная
возможность электронных вычислительных машин в высоком темпе
моделировать ход течения процессов, реализуемая алгоритмами СМО
управления, создаст предпосылки не только для своевременной выработки
параметров управления, но и для глубокого прогнозирования последствий
этого решения. Для многих реальных процессов скорость их течения намного
меньше, чем скорость их моделирования на машинах. Это означает, что для
выработки параметров управления ресурсы времени вычислительного
комплекса, превышающие минимальные потребности 𝑇𝑚(𝐴(𝑘) ), могут быть
рационально использованы в интересах выработки параметров управления kм объектом. Дело в том, что процесс выработки решения проходит в диалоге
между средствами автоматизации и человеком, осуществляющим
управление. В процессе этого диалога человек должен предлагать и
оценивать
с
помощью
алгоритмов
нетривиальные
(творческие)
альтернативные варианты, выработка которых недоступна алгоритмам. Чем
больше будет рассмотрено (проанализировано) и оценено таких вариантов,
тем выше будет качество решения, принятого для управления, тем более
(𝑘)
обоснованным оно будет. Таким образом, чем больше будет ∆𝑇𝑖 :
(𝑘)
(𝑘)
∆𝑇𝑖 = 𝑇𝑔(𝑘) − 𝑇𝑖
в каждом конкретном случае, тем больше времени у человека останется
для творческих размышлений, тем будет выше качество управления.
Требования к допустимому времени выработки параметров управления
150
зависят от характера сложившейся на объекте управления ситуации, т. е. от
ее содержания.
Частные требования.
Если общие требования относились в основном к системе СМО в
целом, то частные относятся к отдельным ее подсистемам Ψ, реализующим
конкретные процессы управления.
Реализуемость.
Каждый алгоритм, кроме удовлетворения общих требований к системе
СМО управления, должен обладать свойствами реализуемости. Выделим
шесть основных свойств, характеризующих реализуемость алгоритма.
Первое свойство: множество выходящих параметров замкнуто и по
возможности полно. Под выходящими параметрами понимаются параметры
управления, вырабатываемые алгоритмом. В это множество должны входить
все параметры, выработка которых может быть формализована, т. е.
алгоритмизирована. Это и есть свойство максимально возможной полноты
множества выходных параметров. Замкнутость этого множества заключается
в том, что среди параметров управления, значение которых не может быть
найдено алгоритмически, а, следовательно, задается человеком, не должно
быть таких, которые поступают на объект управления помимо средств
автоматизации. Если множество Y не будет обладать свойством замкнутости,
то решения, принятые человеком, могут вступить в противоречие со
значениями управляющих параметров, которые определены алгоритмом.
Таким
образом,
создадутся
условия
выработки
недопустимых
(противоречивых, а, следовательно, и невыполнимых) решений. Это повлечет
за собой необходимость возложить на человека работу по выявлению
подобных ситуаций и неавтоматизированную выработку параметров
управления. Ясно, что это резко снизит эффективность автоматизации.
Свойство замкнутости множества выходящих параметров не вступает в
противоречие с требованием возможности объединения творческого и
формализованного при управлении. Для устранения возможных
противоречий между параметрами управления, задаваемыми человеком и
определяемыми алгоритмом, состав функций множества алгоритмов должен
быть расширен: в него должны быть включены функции обработки
параметров, заданных человеком, выявления противоречий между их
значениями и значениями параметров управления, определяемых
алгоритмически, а также пересчета значений параметров множества Y для
устранения выявленных противоречий.
Второе свойство: значения выходных параметров должны быть
максимально информативными. Напомним, что нами рассматриваются
только автоматизированные системы, а не автоматические. Это означает, что
средства автоматизации вырабатывают рекомендации для принятия решения,
т. е. выступают в роли «советчика», а принятие решения остается за
151
человеком. Для того чтобы алгоритм был в максимальной степени полезен
человеку, осуществляющему управление, он должен выдавать результаты в
форме, наиболее близкой к решениям, которые должен будет принять
человек, т. е. в информативном виде. Отсутствие этого свойства может
повлечь большую дополнительную ручную (неавтоматизированную) работу,
без которой нельзя будет использовать выходные параметры. Вопрос этот
более сложен, чем может показаться на первый взгляд. Представьте себе, что
в качестве метода формализации в алгоритме выбран аппарат теории игр.
Тогда в качестве выходного параметра человек может получить смешанную
стратегию. От нее до параметра управления еще достаточно далеко. С нашей
точки зрения, этот параметр малоинформативен. Однако ясно, какие
трудности лежат на пути перехода от него к более информативному.
Требование обеспечения информативности выходных параметров может
привести к потере общей количественной картины для принятия решения.
Устранить это противоречие частично можно с помощью вспомогательных
выходных параметров (о которых будет сказано при рассмотрении
организации диалога), а также рациональным выбором методов
формализации (что также будет рассмотрено далее).
Третье свойство: исходные параметры должны обладать свойством
полноты. Под исходными параметрами понимается множество X аргументов,
описывающих
состояние
объекта
управления
и
условий
его
функционирования, поступающих в алгоритм. Всякий алгоритм является
моделью реального процесса. Любая модель дает приближенное
представление процесса. Это приближение заключается как в составе
выходных параметров, так и в точности получения их значений. Состав
выходных параметров характеризован выше двумя свойствами. Точность
значений этих параметров зависит от состава аргументов (исходных
параметров) математической модели и качества алгоритма их переработки.
Для каждого реального процесса можно определить точность, с которой
необходимо определять значения параметров управления. Предположим, что
алгоритм обладает способностью достаточно точно перерабатывать
информацию. Тогда для получения заданной точности параметров
управления необходимо иметь определенный состав множества X.
Множество,
обеспечивающее
возможность получения параметров
управления с заданной точностью, по определению обладает свойством
полноты. Авторы понимают, что гораздо легче потребовать соблюдения
этого свойства, чем добиться его наличия. Конструктивные решения
получения множеств аргументов, обладающих свойством полноты,
существенно связаны с конкретными классами алгоритмов. Не для всех
классов алгоритмов есть достаточно полная теоретическая база построения
множеств аргументов. Однако это один из вопросов качества специального
математического обеспечения. Поэтому он заслуживает самого большого
внимания. Попытки строить по возможности более широкие множества
аргументов нельзя считать удачными. Увеличение объема этих множеств
152
приводит к усложнению алгоритмов, увеличению объемов вычислений, а,
следовательно, к увеличению влияния на результат всех погрешностей,
неизбежно сопровождающих вычисление. Кроме того, увеличение числа
аргументов усложняет процесс их получения, что может затруднить
практическое применение алгоритма.
Четвертое свойство: исходные параметры должны быть реально
получаемыми. Это тривиальное свойство, тем не менее, может стать
определяющим в жизнеспособности разработанного алгоритма. При
построении алгоритма можно использовать только такие параметры, которые
относятся к классу физически измеряемых величин. Это очевидно, однако
этого мало. Во множество исходных данных должны входить только такие
параметры, значения которых могут быть своевременно получены при
управлении. При отсутствии этого свойства множество аргументов может
оказаться лишь теоретической базой для работы алгоритма. Достаточно часто
алгоритмы опираются на аргументы, получение которых не менее сложная
проблема, чем, скажем, выработка самих параметров управления. Ясно, что о
реализуемости таких алгоритмов не может быть и речи. Объективные
причины такого положения понятны. Многие работы по созданию
алгоритмов СМО ведутся несистемно. Некоторые авторы (разработчики
алгоритмов), не имея требований к создаваемому алгоритму, получают
возможность использовать лучшие традиции математики, заявив:
«Предположим, что...». Дальнейшие пути получения аргументов остаются за
рамками алгоритмов.
Пятое свойство: алгоритм должен правильно отражать физические
(реальные) свойства того процесса, для обеспечения управления которым он
создается (это свойство отражает качество самого алгоритма). В такой
формулировке это свойство звучит как тривиальное. Действительно, если
алгоритм неверен, то его применение не имеет смысла. Однако предъявление
такого требования как самостоятельного к алгоритмам СМО вполне
оправдано.
Шестое свойство: алгоритм должен обладать способностью к
диалоговому общению с человеком. Отличительной чертой алгоритмов СМО
управления является их многошаговое исполнение в диалоге с человеком.
Это объясняется, во-первых, тем, что эти алгоритмы выполняют роль
«советчика» человека. Поэтому после завершения некоторого этапа
обработки информации они выдают результаты (рекомендации) человеку и
должны быть готовы к продолжению работы по результатам его реакции. Вовторых, это объясняется самой природой механизма осмысления обстановки
и принятия решения. В этом процессе могут быть выделены следующие
этапы. Первый этап заканчивается тем, что алгоритм «сообщает» состав и
значения параметров, характеризующих обстановку (состояние управляемого
объекта и условия его действий). Если на условия действий существенное
влияние оказывают случайные факторы и достоверность значений
параметров, характеризующих эти условия, невысока, то человек может
153
взять на себя уточнение и «утверждение» значений этих параметров для
последующей обработки. Это уточнение и утверждение может проходить в
диалоге между человеком и алгоритмом. Будем впредь называть место в
алгоритме (оператор, группу команд), реализующее общение с человеком,
«точкой диалога». Таким образом, в первой точке диалога происходит
уточнение значений параметров обстановки. После этого человек уточняет
цели дальнейших действий (цель управления в конкретных условиях) и
сообщает их алгоритму. Этот этап осуществляется во второй точке диалога.
В третьей точке диалога происходит анализ количественных оценок
различных вариантов действий. Происходит объединение творческого и
формализованного в выработке решения. В четвертой точке диалога
оформляется вариант распоряжения, включающий план обеспечивающих
мероприятий, который утверждается человеком и передается управляемой
системе. Указанные точки диалога являются типовыми. Их состав и
количество для каждого алгоритма определяют, исходя из содержания и
организации процесса управления. Способность к диалоговому общению
является отличительной чертой алгоритмов СМО на достаточно высоких
иерархических уровнях системы управления, там, где средства
автоматизации могут выступать в роли экспертных систем или систем
поддержки принятия решений (APS), а окончательное решение остается за
человеком.
Эффективный диалог.
Следующее требование к алгоритму СМО заключается в создании
условий ведения эффективного диалога между человеком и средствами
автоматизации. Эффективность диалога можно характеризовать двумя
показателями: временем и правильностью. Затраты времени на выполнение
всех работ, связанных с диалогом, определяют его оперативность.
Правильность относится ко всем этапам ведения диалога (правильность
понимания человеком информации, полученной от алгоритма; правильность
формирования и выдачи задания человеком алгоритму). Средства
автоматизации, в которых алгоритм играет роль «мозга» и выступает в роли
«советчика», ведут с человеком, осуществляющим управление, диалог.
Инициатором каждого тура такого диалога могут выступать как средства
автоматизации (алгоритм), так и человек. Каждый тур такого диалога
заканчивается решением, которое принимает человек и сообщает об этом
средствам
автоматизации.
Производительность
труда
человека,
использующего средства автоматизации, существенно зависит от того,
насколько
удобен
механизм
диалога,
насколько
содержателен
(информативен) состав сведений (выходных параметров), поступающих от
алгоритма. При получении сведений от алгоритма существенное влияние на
эффективность оказывают формальные, содержательные и организационные
факторы. Формальные факторы проявляются в выбранном алфавите, в форме
представления информации (цифровая, буквенно-цифровая, текстовая,
табличная, графическая, картинная). На формальную сторону большое
154
влияние оказывают возможности технических средств автоматизации,
особенно средств выдачи информации. Способ представления информации
сказывается, главным образом, на времени ее восприятия человеком. При
цифровом кодировании выдаваемой информации много времени приходится
затрачивать на ее перекодирование для представления в форме, удобной к
восприятию человеком. При буквенно-цифровом кодировании графической
или картинной информации много времени затрачивается на восстановление
этого фактически геометрического образа. Как вторичный эффект, при этом
страдает правильность информации, получаемой руководителем. Это
объясняется тем, что перекодирование информации, производимое
неавтоматизированно, т. е. с участием человека, является источником
существенных искажений. Человек с вероятностью, близкой к единице,
делает, по меньшей мере, одну ошибку на 100 операций. Трудно представить
себе организацию работы военачальника, лишенного топографической карты
и карты с оперативной обстановкой. Тенденция перехода от текстовой
информации к графической, а от нее к картинной является следствием
объективного требования к увеличению скорости восприятия информации.
Часто положение руководителей можно сравнить с положением
военачальника, которому приходится управлять силами, не имея карты.
Таким образом, формализация представления информации, выдаваемой
средствами автоматизации (алгоритмом), оказывает существенное влияние
на оба показателя эффективности диалога. Содержательная сторона при
выдаче информации алгоритмом проявляется в составе выдаваемых
параметров. Ранее отмечалось, что в различных точках диалога преследуется
достижение различных целей. В точках диалога оценки обстановки состав
параметров должен содержать основные сведения об объекте (системе)
управления и условиях действий. Кроме того, должна быть обеспечена
возможность получения детализированных справок по этим сведениям. Если
диалог начинается по инициативе алгоритма, то полезно формальное
выделение тех параметров, которые привели к необходимости вмешательства
человека, например, параметров, значения которых вышли за пределы
допустимых. Кроме самих параметров чрезвычайно полезно выделение
специальной, вспомогательной информации, содержащей сведения с
разъяснением сложившейся ситуации (результаты формального анализа
сложившейся обстановки, произведенного алгоритмом). Простейший
формальный анализ поможет человеку быстрее уяснить состояние вопроса. В
точках диалога количественной оценки альтернативных вариантов решений
состав параметров содержит сведения, необходимые для принятия решения.
В этих точках вспомогательная информация, содержащая разъяснение о том,
почему целесообразен предлагаемый вариант решения, играет особую роль.
В алгоритм при его разработке автор закладывает ряд допущений и
ограничений. Функционирование алгоритма осуществляется на базе
определенных концепций. Автор алгоритма, получая результаты, имеет
возможность сопоставить их с этими известными ему свойствами алгоритма.
155
Это позволяет ему глубже уяснить содержание полученных результатов. Так
как алгоритмом пользуется не автор, а руководитель, который, как правило,
лишен возможности привлекать автора алгоритма к обсуждению полученных
результатов, то важность подобной вспомогательной информации становится
еще более очевидной. «Советчиком» руководителя является алгоритм.
Поэтому он кроме «голой» рекомендации должен дать и соответствующие
разъяснения (комментарии), которые повысят эффективность диалога,
помогут быстрее добиться «взаимопонимания» между человеком и
алгоритмом (и время, и правильность).
Организационная сторона при выдаче информации алгоритмом
проявляется в создании условий для скорейшего получения подлинника
результатов руководителем. Она достигается главным образом размещением
технических средств автоматизации. Однако системный подход к
рассмотрению требования эффективного диалога вынуждает сказать о ней
здесь. Естественно стремление оснастить рабочее место руководителя (его
кабинет) аппаратурой получения этой информации так же, как и всей
остальной аппаратурой, необходимой для ведения диалога. Решающей здесь
будет экономическая сторона. Но в рассмотренных вариантах размещения
аппаратуры обязательно должен быть такой, при котором между
руководителем и алгоритмом нет посредников. На средних и высших
уровнях управления задержки во времени принятия решения в связи с
неэффективным диалогом будут стоить намного больше, чем аппаратура
автоматизации. Укажем еще на две группы сведений, которые руководитель
сможет получать от алгоритмов. Первая — «подсказка», содержащая
сведения о том, что ему необходимо делать для использования средств
автоматизации. Эта группа сведений является переходным звеном ко второй
части диалога, когда человек выдает указания алгоритму. Для общения с
алгоритмом человек должен владеть языком общения. В идеале, возможно,
уже в ближайшее время будут сняты все ограничения с языка задания работ
человеком средствам автоматизации. Человек будет формулировать эти
задания на своем неформализованном языке. В настоящее время еще
необходимо предъявлять некоторые формальные требования к языку такого
общения. Получается, что человек, использующий алгоритм, должен
овладеть еще одним дополнительным языком. Для того чтобы процесс
изучения языка не стал тормозом в эффективном диалоге, алгоритм должен
(и может) взять на себя функцию «подсказки» человеку о правильных
способах общения с ним. Наличие этой функции полезно на первых стадиях
общения человека со средствами автоматизации. Вторая группа содержит
сведения о режиме работы средств автоматизации вообще и о возможных
нарушениях в работе данного алгоритма в частности. Такие нарушения могут
быть связаны с поведением источников информации, с работой технических
средств автоматизации, с ошибками в обращении человека к алгоритму. В
этих ситуациях алгоритм нуждается в помощи человека. Эта группа сведений
156
содержит в себе информацию о том, каков характер происшедшего
нарушения и какая помощь нужна.
Адаптивность.
Алгоритмы СМО должны обладать свойством адаптивности. Под
адаптивностью понимается способность алгоритма выполнять заданные
функции при изменениях условий его функционирования. Если алгоритм
полностью лишен этого свойства, то любое изменение условий его
функционирования будет приводить к тому, что он не сможет выполнять
возложенные на него задачи. Ясно, что при этом степень его
«жизнеспособности» будет очень низкой. Адаптивность алгоритма не может
быть безграничной. Увеличение степени адаптивности требует усложнения
алгоритма. Поэтому можно говорить о рациональной границе в способности
алгоритма к адаптации. Укажем на пять причин, вызывающих необходимость
адаптации алгоритмов. Первая причина: изменение типов вычислительных
машин. История развития вычислительной техники показывает, что смена
типов вычислительных машин в различных странах происходит за время от
двух до пяти лет. Эксплуатация установленных машин до исчерпывания
технических ресурсов продолжается 7 — 10 лет. Алгоритмы СМО могут
«жить» гораздо дольше. Поэтому следует заботиться о том, чтобы они были
способны адаптироваться к новой вычислительной среде. Этого можно
достичь, в частности, внедрением машинонезависимых алгоритмических
языков, используемых для описания всех алгоритмов системы специального
математического обеспечения. Вторая причина: различные системы
управления, в которых может использоваться один и тот же алгоритм.
Различие условий использования может ограничиваться формальными
факторами, к которым относятся следующие: различные формы
представления исходных данных; различные структуры информационных
баз; различные системы измерения параметров; различные объемы
информационных полей и т. п. Ясно, что введением в алгоритм блока
настройки исходной информации можно адаптировать его к различным
системам. Адаптация при этом осуществляется однократно, при настройке и
включении алгоритма в систему. Третья причина: временные изменения в
конфигурации состава технических средств автоматизации. Временные
изменения могут быть вызваны частичными неисправностями, не
лишающими полностью работоспособности вычислительный комплекс с
сопряженной с ним аппаратурой ввода — вывода информации. Адаптация
алгоритма в этом случае повысит общую готовность системы к
эксплуатации. Четвертая причина: возможная в некоторых случаях
неполнота состава исходных параметров. При классическом подходе для
функционирования алгоритма необходимо наличие значений исходных
параметров, являющихся его аргументами. При отсутствии значения хотя бы
одного из аргументов алгоритм не может быть выполнен. Такой подход к
построению алгоритмов СМО управления может привести к чрезвычайно
большой «жесткости» средств автоматизации управления. Отдельные
157
алгоритмы и система в целом могут оказаться нежизнеспособными. В
сложных системах при большом числе параметров, описывающих их
состояние, при вероятностном характере многих из них отсутствие значений
некоторых параметров в определенные моменты времени может быть
типичным. В таких системах информационная база строится и пополняется
независимо от алгоритмов, использующих ее параметры. Информационная
база является общей и универсальной для алгоритмов данной системы.
Отсутствие значений некоторых параметров может помешать использованию
СМО не по существу, а только из формальных соображений, если алгоритмы
не будут обладать указанным свойством. Дело в том, что отсутствие
значений некоторых аргументов может не настолько искажать картину
обстановки, чтобы нельзя было принять решения. Во всяком случае, человек
вынужден и принимает решение с определенной мерой риска в его
правильности. Поэтому объективно есть нижний допустимый уровень
неполноты исходных данных, при котором алгоритм еще может быть
использован для выработки рекомендаций руководителю для управления.
Степень полноты исходных данных влияет на качество решений,
вырабатываемых алгоритмом. Чем выше степень полноты, тем выше
качество решения. Определение уровня информации, ниже которого
использование алгоритма нецелесообразно, является проблемой, не имеющей
пока достаточной теоретической базы для своего решения. Аналогично
положение с зависимостью качества решения, вырабатываемого алгоритмом,
от степени полноты исходной информации. Однако наряду с развитием
теоретической базы решения указанной проблемы, в конкретных задачах
можно находить вполне приемлемые, практически полезные, частные
решения. Способность алгоритма функционировать при определенной
неполноте исходных данных существенно повысит жизнеспособность
системы алгоритмов специального математического обеспечения. Отсутствие
этого свойства, по мнению авторов, может поставить под угрозу срыва
решение проблемы автоматизации процессов управления. Пятая причина:
ограниченное время, которым, как правило, располагает орган управления
для принятия решения. Если алгоритмы будут обладать способностью
подготавливать вариант решения только за фиксированное время t, то они,
как указывалось выше, будут бесполезны во всех ситуациях, если время,
которым располагает орган управления для принятия решения, меньше t.
Если орган управления располагает большими чем t ресурсами времени,
алгоритм с фиксированным временем решения не сможет использовать эти
ресурсы. Таким образом, алгоритм должен обладать свойством адаптации к
ресурсам времени, имеющимся для обоснования решения, т. е. он должен
производить вычисления за заданный отрезок времени. Ясно, что имеется
нижняя граница величины этого отрезка, за пределами которой выполнение
указанного требования невозможно, во всяком случае, при вычислениях с
помощью машин определенного класса. Уменьшение ресурсов времени на
вычисление неизбежно скажется на качестве результатов. Они будут менее
158
точными, но при этом решение с помощью средств автоматизации будет
принято.
Совместимость.
Алгоритм СМО должен обладать способностью функционировать в
реальных условиях, т. е. быть совместимым со средой, в которой он будет
использоваться. Среда характеризуется следующими пятью категориями:
организацией управления, существующей системой СМО управления,
существующей
информационной
базой
управления,
техническими
средствами
автоматизации,
общесистемным
математическим
обеспечением.
Совместимость с организацией управления предполагает выполнение
следующих основных условий. В системе управления имеется должностное
лицо (должностные лица), которое может использовать алгоритм в процессе
управления. Уровень прав этого должностного лица соответствует тем
выходным параметрам, которые являются результатами работы алгоритма.
Если алгоритм имеет несколько точек диалога, в каждой из которых должно
работать определенное должностное лицо, то состав этих точек диалога
соответствует структуре органа управления, а состав выходных параметров в
каждой из них — уровню прав и функциональным обязанностям этих лиц.
Требование совместимости с организацией управления не означает, что
каждый алгоритм и вся система СМО управления должны подстраиваться
под существующую структуру системы управления. Более того, можно
утверждать справедливость вывода, что эффективное использование средств
автоматизации неизбежно влечет за собой пересмотр традиционной
структуры органов (и системы) управления. Следовательно, алгоритмы СМО
будут играть активную роль в изменении организации управления. Однако
их разработка должна осуществляться одновременно с разработкой новой
организации управления. Внедрение этих алгоритмов в практику управления
должно происходить одновременно с внедрением соответствующей им
(совместимой с ними) организации управления.
Совместимость алгоритма (предполагается нового алгоритма) с
существующей системой СМО предполагает выполнение следующих
основных условий. Критерии эффективности, используемые для обоснования
выбора решений в процессе управления, примененные в этом алгоритме,
должны согласовываться с системой критериев, реализованной в уже
внедренных алгоритмах. Согласование критериев эффективности в
подсистемах СМО управления будет происходить естественно, если эта
система будет строиться на базе объективных законов общественного
развития. Отклонение от объективных законов неизбежно приведет к
построению неработоспособной, внутренне противоречивой системы.
Декомпозиция основных критериев общественного развития, таких, как
темпы роста производительности труда и т. п., до частных критериев,
используемых в конкретных подсистемах, будет показана в главе,
159
посвященной проблемам эффективности специального математического
обеспечения управления.
Совместимость алгоритма с существующей информационной базой
управления предполагает выполнение следующих основных условий. Вопервых, информационная база содержит все параметры, необходимые для
функционирования данного алгоритма. Если это условие не соблюдено и
алгоритм требует введения новых параметров, то информационная база по
своей организации и объему позволяет осуществить необходимое
расширение. Во-вторых, темп обновления и точность представления
параметров информационной базы должны соответствовать потребностям
нового алгоритма. Если это условие не выполняется, то имеется возможность
провести
соответствующую
корректировку
правил
заполнения
информационной базы.
Совместимость
алгоритма
с
техническими
средствами
автоматизации предполагает выполнение следующих основных условий.
Во-первых, сложность и трудоемкость алгоритма соответствуют классу
машин вычислительного комплекса. Это означает, что по трудоемкости с
учетом требований оперативности исполнения алгоритм может быть
реализован на машинах вычислительного комплекса. Во-вторых, у средств
автоматизации системы управления, в которую внедряется алгоритм, имеется
достаточный резерв ресурсов, остающихся после реализации функций уже
внедренного СМО управления, для того, чтобы реализовать новый алгоритм.
Такими ресурсами, в первую очередь, являются объем памяти
вычислительного комплекса, резервы времени процессоров, линий связи и
периферийного оборудования. Кроме того, состав этого оборудования
позволяет реализовать потребности алгоритма при выдаче результатов
вычислений.
Совместимость алгоритма с общесистемным математическим
обеспечением предполагает выполнение следующих основных условий.
Структура алгоритма не вступает в противоречие с операционной системой,
что позволяет включить алгоритм (реализующую его программу) в общую
схему обслуживания. Алгоритм сопрягаем с основными обслуживающими
подсистемами, такими, как ограничение доступа, документирование, учет и
т. п.
Выполнение перечисленных требований необходимо для включения
нового алгоритма в состав алгоритмов СМО управления конкретной
функционирующей автоматизированной системы без радикальных
изменений средств автоматизации, в частности их технической базы.
Надежность.
Алгоритм должен обладать способностью правильно выполнять свои
функции в реальных условиях, т. е. обладать надежностью. Под реальными
условиями понимаются источники, способные помешать алгоритму
160
правильно выполнять свои функции. Такими источниками могут быть
следующие:
Первый источник — автор (или коллектив авторов) алгоритма.
Частично вопросы правильности алгоритма рассматривались при
формулировке требования реализуемости. Действительно, способность
алгоритма правильно отражать физические свойства того процесса, для
обеспечения управления которым он создается, имеет непосредственное
отношение к надежности его функционирования. Однако под правильностью
в первую очередь понимаются вопросы, связанные с содержанием
математического аппарата, с его способностью давать достаточно хорошую
модель процесса. К надежности алгоритма прямое отношение имеет и
формальная сторона построения алгоритма. Материализация заключается в
изображении модели с помощью алгоритмического языка (алгоритмических
языков) в форме алгоритма. При этом даже правильная (мыслимая) модель
может быть изображена с ошибками в форме алгоритма. Более того,
неавтоматизированный
(ручной)
труд
неизбежно
и
объективно
сопровождается ошибками (описками). Таковы психофизиологические
свойства человека. Таким образом, помешать алгоритму правильно
выполнять функции могут алгоритмические ошибки, источником которых
является автор. Для линейных алгоритмов, в которых все операции
(действия) обязательно выполняются при любом наборе исходных данных,
отыскание подобных ошибок является достаточно простой задачей.
Большинство алгоритмов реализуют сложные, ветвящиеся вычислительные
процессы. Количество возможных путей вычислений в зависимости от
значений исходных данных чрезвычайно велико. Поэтому отыскание
подобных алгоритмических ошибок несмотря на их формальный характер
является сложной проблемой, так как из множества возможных вариантов
(нескольких миллионов) работы алгоритма неверными могут быть лишь
несколько.
Второй источник — программа. Программа является изображением
алгоритма на языке (в системе команд) вычислительной машины. Период
неавтоматического составления программ уже прошел. Программы строятся
автоматически с помощью трансляторов, работающих на вычислительных
машинах и переводящих алгоритм с алгоритмического языка на машинный.
Однако в самих трансляторах, которые являются программами, несмотря на
многолетний опыт эксплуатации некоторых из них, вероятность наличия
ошибок не равна нулю. Кроме того, большие программные комплексы могут
частично создаваться с применением ручного труда, в частности для
составления справочной и другой вспомогательной информации. Таким
образом, даже по абсолютно правильному алгоритму может быть получена
программа, содержащая ошибки. Эти ошибки могут проявляться не при всех
вариантах исходных данных, а только при некоторых.
Третий источник — исходная информация. Каждый алгоритм
(программа) разработан в предположении, что аргументы для него (исходная
161
информация) представлены в определенной форме и удовлетворяют
некоторым ограничениям. Отклонения от этой формы и несоблюдение
указанных ограничений могут приводить к тому, что алгоритм оказывается
неспособным к выполнению функций. Ошибки в исходной информации
неизбежны, если ее формирует и задает человек.
Четвертый источник — технические средства автоматизации. Эти
средства являются той средой, в которой функционирует алгоритм
(программа). В процессе работы возможны случайные отклонения от
правильного режима функционирования технических средств автоматизации.
Несмотря на специальные меры выявления этих случайных возмущений
вычислительной среды, нет абсолютной гарантии того, что они будут
выявлены полностью. Таким образом, алгоритм (программа) является
объектом воздействия случайных отклонений от правильного режима
функционирования технических средств. Эти отклонения могут помешать
алгоритму правильно выполнять свои функции. Таким образом, можно
ввести следующие характеристики надежности алгоритма: алгоритмическую,
программную, информационную, вычислительную.
Алгоритмическая надежность — способность алгоритма адекватно
отражать реальные процессы управления.
Программная надежность — способность программы правильно
(безошибочно) отражать алгоритм.
Информационная надежность — способность алгоритма правильно
выполнять свои функции при различных ошибках в исходных данных.
Вычислительная надежность — способность алгоритма правильно
выполнять свои функции при различных отклонениях от правильного
режима функционирования технических средств автоматизации.
162
Литература
1. Е.Судов. Информационная поддержка жизненного цикла продукта.//PC
Week/RE № (169)45 от 17.11.1998
2. Г.Верников. Основы систем класса MRP-MRPII. www.cfin.ru/vernikov
3. Г.Верников. Стандарт MRPII. Структура и основные принципы работы
систем поддерживающих этот стандарт. http://www.cfin.ru/vernikov
4. К.Де Роза Планирование ресурсов, синхронизированное с покупателем
(CSRP). http://www.socap.ru
5. Стандарт MRPII. http://www.cfin.ru.
6. Питер Пин-Шен-Чен. Модель "Сущность-Связь" - шаг к единому
представлению данных. //СУБД №3/1995
7. Шемакин Ю.И. Введение в информатику. - М.: Финансы и статистика,
1985
8. Информатика. Энциклопедический словарь для начинающих. Под ред.
Д.А. Поспелова - М.: Педагогика-Пресс, 1994
9. Волчков С.А. Мировые стандарты управления промышленным
предприятием в информационных системах (ERP-системах) // Организатор
производства. Воронеж: Международная академия науки и практики
организации производства, 1999. № 1. С. 43.
10. Головко М.В. Проекты ИС для крупных предприятий: от бессистемного
управления к системам управления знаниями // Директору информационной
службы. 2000. № 4. С. 2.
11. Кутыркин С.Б., Волчков С.А., Балахонова И.В. Повышение качества
предприятия с помощью информационных систем класса ERP // Методы
менеджмента качества. 2000. № 4. С. 8.
12. Судов Е.В. CALS-технологии, или Информационная поддержка
жизненного цикла продукта // PCWeek. 1998. № 45.
13. Вендров А.М. CASE-технологии. Современные методы и средства
проектирования информационных систем. М.: Финансы и статистика, 2000.
267 с.
14. Калянов Г.Н. Теория и практика реорганизации бизнес-процессов. М.:
СИНТЕГ, 2000. 254 с.
15. Гаврилов Д.А. Управление производством на базе стандарта MRP II.
СПб.: Питер, 2002. 320 с.
16. Гламаздин Е.С., Новиков Д.А., Цветков А.В.Управление корпоративными
программами: информационные системы и математические модели. М.: ИПУ
РАН, 2003. 159 с.
17. ГОРИН С.В., ТАНДОЕВ А.Ю. ПРИМЕНЕНИЕ CASE-СРЕДСТВА
ERWIN 2.0 ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В
СИСТЕМАХ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ // СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ. 1996. № 1. С. 11 – 14.
18. МАКЛАКОВ С. НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СА BPWIN 4.0 //
КОМПЬЮТЕРПРЕСС. 2001. № 3. С. 11 – 14.
163
19. МАКЛАКОВ С. ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА РАЗРАБОТКИ
И ВНЕДРЕНИЯ КОРПОРАТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ //
КОМПЬЮТЕРПРЕСС. 2001. № 9. С. 5 – 7.
20. Чен Э. ERP II: жизнь после жизни // PC Week/RE. 2001. № 25. С. 20 – 23.
21. Соколов Н. Скромное обаяние ERP II. Тенденции развития ERP-систем //
Компьютера. 2002. № 12. С. 5– 8.
22. Бирюков В., Дрожжинов В. Введение в CRM // PC Week/RE. 2001. № 25.
C. 9 – 12.
23. Уотерс Д. Логистика. Управление цепью поставок. М.: ЮНИТИ-ДАНА,
2003. 503 с.
24. Ойхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса: Реинжиниринг
организаций и информационных технологий. М.: Финансы и статистика,
1999. 198 с.
25. Сапунцов В.Д., Лысенко М.А., Султанов Ф.Я. Применение CASE-средств
BR-win и Erwin для проектирования информационных систем / Под ред. В.Д.
Сапунцова. М.: РГУ Нефти и газа, 2000. 53 с.
26. Программное обеспечение систем автоматизации // Автоматизация в
промышленности. 2003. № 1. С. 7– 10.
164