Аис управления производством (асуп)

АИС управления производством (АСУП) представляет собой сложную иерархическую управляемую систему, состоящую из коллектива работников аппарата управления, комплекса технических средств, различных методик и инструментов, носителей данных.

Как всякая сложная система, АСУП подразделяется на подсистемы, органическое взаимодействие которых при реализации задач управления обеспечивает достижение основной цели АСУП оптимизации принятия решения.

Аис управления технологическим процессом (асутп)

Технологический процесс - совокупность целенаправленных действий, последовательность выполнения которых с помощью соответствующих орудий труда приводит к получению из исходных материалов изделий с заданными свойствами.

Чем выше степень автоматизации орудий труда, тем выше производительность труда при изготовлении изделий. За счет использования высокопроизводительного оборудования, автоматов, автоматических и поточных линий удавалось довести уровень автоматизации до 85% и обеспечить резкий рост производительности труда.

Принципиально важно для создания АСУТП было появление оборудования с числовым программным управлением и промышленных роботов. Однако в настоящее время замкнуть все контуры управления и исключить участие человека в АСУТП не удается. В работе АСУТП еще значительное место занимает человек, к которому относятся операторы, технологи, диспетчеры, контролеры.

Поэтому будем рассматривать АСУТП как систему, которая при участии оперативного персонала в реальном масштабе времени обеспечивает автоматизированное управление процессом изготовления изделия из исходных материалов в соответствии с заданной технологией и принятыми технико-экономическими критериями.

По степени охвата управленческого процесса АСУ ТП делятся на: локальные, т.е. управляющие станками, агрегатами, линиями, цехами, и комплексные, имеющие локальные АСУ ТП как подсистемы.

По степени участия человека в управлении технологическим процессом можно различать информационные, информационно-советующие и управляющие АСУТП.

Первые системы предназначены для автоматического сбора, обработки и хранения информации в технологическом процессе. Вторые - для автоматической выработки оптимальных вариантов решений человеку-оператору. Третьи -управляющие АСУТП являются высшей ступенью развития современных систем этого типа, в которых реализованы управляющие технологические процессы.

Системы автоматизированного проектирования (сапр)

САПР (CAD) представляет собой комплекс программных и технических средств, предназначенных для автоматизации процесса проектирования деталей устройств (механизмов, объектов), программ и систем с участием человека. Такая система устанавливается для специалистов в области проектирования, например, на машиностроительном предприятии в конструкторском бюро.

АИС научных исследований (АСНИ) обеспечивают высокое качество и эффективность межотраслевых расчетов и научных опытов. Методической базой таких систем служат экономико-математические методы, технической базой - самая разнообразная вычислительная техника и технические средства для проведения экспериментальных работ моделирования. Как и АСУП АСНИ включает в свой контур САПР.

Обучающие АИС получают широкое распространение при подготовке специалистов в системе образования, при переподготовке и повышении квалификации работников разных отраслей.

II.4. Рассматривая далее классификацию по видам поддерживаемых в АИС процессов управления, уделим внимание четвертому признаку в этой группе. По охвату функций и уровней управления выделяют следующие классы АИС.

• Локальные АИС

• Корпоративные (интегрированные) АИС

Локальная АИС автоматизирует отдельные функции управления на отдельных уровнях управления. Такая АИС может быть однопользовательской, функционирующей в отдельных подразделениях системы управления.

Корпоративная (интегрированная) АИС (ИАС) автоматизирует все функции управления на всех уровня управления. Такая АИС является многопользовательской, функционирует в распределенной вычислительной сети.

III. И в соответствии с последним классификационным признаком «уровень в системе государственного управления», АИС можно разбить на следующие классы (опыт ССССР и РФ) (см. табл.3.):

1. В промышленной сфере (с 60-70 гг. прошлого века) - интегрированные АС управления предприятием (ИАСУП). Этот класс, в зависимости от охвата автоматизацией интегрированного управления, можно соотнести с классами MRP, MRP-II, ERP, CSRP (подробное описание которых приводится ниже), объединяющих функционирующие внутри предприятия АСУП (АС управления производством), АСУТП (АС управления технологическим процессом), САПР (система автоматизированного проектирования) и АСНИ (АС научных исследований).

Поколения интегрированных автоматизированных систем

Таблица 3.

Направление автоматизируемого управления	Поколение ИАС	Период достижения значительных результатов в разработке и эксплуатации
1 этап – управление производством (теория отраслевого управления хозяйством территории) начало работ - 60-70 гг.	интеграция на уровне предприятия - ИАСУ предприятия	К. 70-х гг. – наст.вр.
	интеграция на уровне отрасли – отраслевые ИАСУ	Н. 70-х гг. – наст.вр.
	межотраслевая интеграция в сопряженных отраслях – межотраслевые ИАСУ	первая половина 80-х гг. – наст.вр.
2 этап – управление территорией (теории территориального управления) начало работ - 70-75 гг.	Территориальная интеграция – территориальные ИАСУ: Интеграция на уровне района города – ИАСУ городским районом. Интеграция на уровне города – ИАСУ города Интеграция на уровне административного района ИАСУ района Интеграция на уровне области – ИАСУ области Интеграция на уровне республики – ИАСУ республики Интеграция на уровне государства – общегосударственная АС сбора и обработки информации	К. 70-х гг. 75 г – Москва, Ленинград, Киев 81 г. – Новосибирск, Свердловск, Донецк, Рига, Тбилиси, Ереван, Ташкент 84 г – средние города Томск… 90 гг - малые города Дзержинск, Красноармейск Мос.обл., Сосновый бор Лен.обл., Обнинск, Калужская обл.

Дальнейшее развитие этого уровня интеграции шло по пути создания ГАП (гибкого автоматизированного производства), интегрированные АС управления отраслью (ОАСУ) (с начала 70-х гг.), межотраслевые ИАСУ (МАСУ) (со второй половине 80-х гг.).

2. В сфере управления административными образованиями - территориальные АС управления (ТАСУ) различных уровней (с 70-75 гг.): АСУГР (ИАСУ городским районом), КАСУГ (комплекс АСУ "Город"), АСУР (ИАСУ административным районом), АСУО (ИАСУ областью), АСУ-республика, ОГАС (общегосударственная АС сбора и обработки информации).

Процесс внедрения ТАСУ начался с крупнейших городов: 1975 г. - Москва, Ленинград, Киев; к 1981 - столицы союзных республик и крупнейшие научные центры: Новосибирск, Свердловск, Донецк, Рига, Тбилиси, Ереван, Ташкент...

К 1984 году процесс автоматизации проникает и в средние города (Томск...). А к 90-м гг. потребность в автоматизации распространилась также и по малым городам страны.

Но во всех этих системах интеграция так и не была эффективно реализована в полной мере. Объяснением, по-видимому, служит сложность самой проблемы построения интегрированных систем, призванных решать глобальные задачи управления социально-экономическими объектами; отсутствие до последнего времени достаточно мощных технических и программных средств для обеспечения эксплуатации таких АС в реальном масштабе времени и обработки достаточно больших объемов информации; а также недостаточные масштабы исследований, ведущихся в данном направлении.

ТАСУ – это комплексная интегрированная автоматизированная информационная система, предназначенная для информационно-аналитической поддержки органов управления на территории и обеспечения конституционных прав граждан и организаций на информацию.

Здесь нужно сразу оговориться, что сейчас нет единой терминологии, поэтому ТАСУ вы можете встретить и под другими названиями: КИАИС (комплексная интегрированная автоматизированная информационная система административно-территориального и муниципального управления), ТИС (территориальная информационная система), ТАИС (территориальная автоматизированная информационная система), МИИС (муниципальная интегрированная информационная система), МОРАСУ (межотраслевая и региональная автоматизированная система управления)…

Интегрированные и территориальные автоматизированные системы управления в настоящее время очень широко используются и развиваются, поэтому на них остановимся в дальнейшем более подробно. Они позволяют проводить информационно – аналитическую работу органов управления на больших территориях и на всех уровнях управления одновременно, используя при этом современные технологии обработки и анализа информации.

Если наиболее популярные в настоящее время технологии анализа данных распределить по увеличению аналитических возможностей, то список будет выглядеть так:

Online transaction Processing;

Online Analytical Processing;

Data Mining.

Системы добычи данных (Data Mining) используют ряд технологий (типа деревьев нейронных сетей), чтобы искать или «добывать» маленькие «самородки» из крупных объемов информации (см. таблица 4). Добыча данных рассматривается как вспомогательный аппарат систем поддержки принятия решений.

Технологии добычи данных используются разные. Например, программные пакеты Intelligent Miner и Darwin используют для добычи информации дерево решений. Информация структурирована в виде дерева из наборов данных, приводящих к различным решениям. Когда появляется новый набор решений относительно частного покупателя, дерево решений может предсказывать результат.

Есть пакеты, которые используют:

• правила предположений (если, то…), основанные на статистических значениях;

• сортировку записей по наиболее близким данным;

• генетические алгоритмы, т.е. методы оптимизации, основанные на концепциях:

а) генетической комбинации

б) мутации

в) естественного отбора.

Добыча данных требует большой и основательной подготовки (формирования склада данных). Так, например, фармацевтическая фирма Merck – Medco потратила 4 года на подготовку информационного хранилища.

Таблица 4. Использование «добычи данных»

Область применения	Описание решаемых задач
Рыночная сегментация	Идентифицирует общие характеристики клиентов, которые покупают одинаковые изде­лия компании
Характеристика клиентов	Предсказывает, какие клиенты, вероятно, могут уйти к конкуренту
Обнаружение мошенничества	Идентифицирует тех, чьи действия, наибо­лее вероятно, будут мошенническими
Прямой маркетинг	Идентифицирует, какие проспекты должны быть включены в рассылку, чтобы получить наиболее высокий эффект
Интерактивный маркетинг	Показывает клиентов, обращающихся к WEB-сайту, как наиболее интересных для общения
Анализ потребительской корзины	Предполагает, какие товары обычно покупа­ются вместе (например, пиво и пеленки)
Анализ тренда	Показывает отличия между типичным клиентом в текущем и предыдущем месяце

Среди основных задач подготовки хранилища можно назвать:

• очистка данных;

• объединение данных в значимые структуры.

Online Analytical Processing (OLAP) технология – технология оперативного анализа распределенных данных, занимающая среднее положение в этом списке, наиболее распространена. Эта технология обеспечивает:

• построение многомерных моделей баз данных;

• иерархическое представление информации по семантическим связям;

• выполнение сложных аналитических расчетов;

• динамическое изменение структуры отчета;

• обновление базы данных и т.д.

Аналитические приложения для поддержки принятия решений в бизнесе основываются на модели данных, разработанной для конечного пользователя. Такой моделью может быть многомерная модель, представленная в виде куба. Организуя и обрабатывая данные из реляционных баз данных и других плоских таблиц многомерным образом, пользователи могут рассматривать свои данные так же, как они рассматривают свой бизнес.

Многомерной модели данных могут сопутствовать функции анализа, прогнозирования, моделирования и построения запросов «что-если».

Программные продукты, использующие OLAP-технологию, сочетают модель представления данных, оптимизированную для анализа, с простыми и интуитивными средствами доступа к этим данным. От этих средств выигрывают и «поставщики аналитической информации», т.е. финансовые, маркетинговые, и другие аналитики и «потребители аналитической информации», т.е. руководители и менеджеры различных уровней. Первые обнаруживают тенденции и исключительные ситуации при помощи решения задач прогнозирования и планирования, строят модели «что-если». Вторые строят интерактивные отчеты, брифинги, диаграммы, которые могут ответить, например, на такие вопросы:

• что будет с продажами в регионе в следующем квартале….

• насколько возрастут заказы в текущем квартале, если покупатели будут совершать форвардные сделки…. и т.д.

К основным преимуществам OLAP-технологии относятся:

• возможность пользователя самому работать с данными, а не через посредника-программиста;

• пользователя не интересует, каким образом хранятся данные в базе данных (правило «прозрачности») и пользователь смотрит на данные «многомерно», что более натурально;

• время ответа на сложный запрос к большим объемам данных в этих технологиях намного меньше, чем в OLTP-технологии;

• OLAP-приложения предназначены и дают наибольший эффект при анализе, именно, больших объемов данных.

Функциональность OLAP заключается в динамическом многомерном анализе консолидированных данных предприятия, поддерживающего следующие аналитические и «навигационные» виды деятельности конечного пользователя:

• вычисления и моделирование, применяемое к измерениям и/или их конкретным элементам;

• анализ временных тенденций показателей;

• формирование срезов многомерного представления для их просмотра на экране;

• перемещение по уровням детализации;

• доступ к исходным детальным данным;

• «вращение» многомерных представлений.

Все это дает поразительный эффект от использования OLAP-технологии при решении задач прогнозирования, составления бюджета и планирования, задач анализа и задач финансовой и управленческой отчетности.

Системы OLTP (Online transaction Processing) предназначены для выполнения в реальном времени ежедневных операционных задач. OLTP - системы оперативной обработки транзакций, характеризуются большим количеством изменений, одновременным обращением множества пользователей к одним и тем же данным для выполнения разнообразных операций - чтения,  записи, удаления или  модификации данных. Для нормальной работы множества пользователей применяются блокировки и транзакции. Эффективная обработка транзакций и поддержка блокировок входят в число важнейших требований к системам оперативной обработки транзакций.

Типичными примерами OLTP-приложений являются системы складского учета, заказов билетов, операционные банковские системы и другие. Основная функция подобных систем заключается в выполнении большого количества коротких транзакций. Сами транзакции являются достаточно простыми, но проблемы состоят в том, что таких транзакций очень много, выполняются они одновременно и при возникновении ошибок транзакция должна откатиться и вернуть систему в состояние, в котором та была до начала транзакции. Практически все запросы к базе данных в OLTP-приложениях состоят из команд вставки, обновления и удаления. Запросы на выборку, в основном, предназначены для предоставления пользователям выборки данных из различного рода справочников. Таким образом, большая часть запросов известна заранее ещё на этапе проектирования системы. Критическим для OLTP-приложений является скорость и надежность выполнения коротких операций обновления данных. Чем выше уровень нормализации данных в OLTP-приложениях, тем оно быстрее и надежней. Отступления от этого правила могут происходить тогда, когда уже на этапе разработки известны некоторые часто возникающие запросы, требующие соединения отношений и, от скорости выполнения которых, существенно зависит работа приложений.

Резюмируя изложенный материал по классификации АИС, надо отметить, что некоторые АИС попали в разные классы параллельно, выделенные по разным признакам. На рис. 21 представлена обобщенная схема изложенной классификации АИС.

По сфере функционирования организации	По видам процессов управления				По уровням в системе государственного управления
	По характеру обрабатываемой информации на уровнях управления	По технологиям поддержки принятия решений на уровнях управления	По направлениям в управлении организации	По охвату функций и уровней управления	В промышленной сфере	В управлении территориями
ИС промышленности АИС сельского хозяйства АИС транспорта АИС связи АИС финансовой отрасли …	АИС обработки данных (EDP) АИС управления (MIS) АИС поддержки принятия решений (DSS)	На уровне оперативного управления: АИС обработки операций (TSP) АИС планирования ресурсов предприятия (ERP) Для поддержки групп: АИС поддержки групп (GSS) АИС электронных совещаний (EMS) На уровне тактического управления: АИС управления (MIS) АИС поддержки принятия решений (DSS) На уровне стратегического управления: АИС поддержки принятия решений (DSS) АИС поддержки для высшего руководства (ESS)	АИС управления предприятием АИС управления технологическим процессом (CAM) Система автоматизированного проектирования (CAD) АИС научных исследований Обучающая АИС	1) Локальные АИС 2) Корпоративные (интегрированные) АИС: 2.1) АИС планирования потребностей в материалах (MRP) 2.2) АИС планирования производственных ресурсов (MRP II) 2.3) АИС планирования ресурсов предприятия (ERP) 2.4) АИС планирования ресурсов и взаимодействия с клиентами (CSRP)	АИС управления предприятием Отраслевые АИС Межотраслевые АИС	АИС управления городским районом Комплекс АИС города АИС административного района АИС области АИС республики Общегосударственная автоматизированная система сбора и обработки информации

Рис.21. Обобщенная схема представленной выше классификации