12

Недостатки в работе системы

Описание объекта

Анализ функционирования объекта или существующей системы

Потребность создания проекта новой системы

Формулирование потребностей совершенствования объекта работы и создания проектов

Направление совершенствования объекта

Анализ и выбор направлений совершенствования объекта

ФА

(Состав задач)

Разработка функциональной архитектуры (ФА)

СА (системная архитектура)

Разработка системной архитектуры

Проект системы

Конструирование системы

Результаты

Результаты

?

?

нет

Опытное внедрение

Сдача в промышленную эксплуатацию

Требования к работе объекта

Недостатки в работе системы

Потребность создания проекта новой системы

Описание объекта

Направление совершенствова-ния

ФА

СА

Проект системы

I стадия Системный анализ

I I стадия Системный синтез

I I I стадия Внедрение

1

2

3

4

5

6

7

8

9

?

?

Статистика

Эксплуатация и сбор статистики

?

да

нет

?

?

нет

IV стадия Эксплуатация

11

10

Рис.2.2. Схема жизненного цикла ИУС

Этап конструирования (физического проектирования систе­мы) включает разработку инструкций пользователям и программ, создание информационного обеспечения, включая наполнение баз данных (блок 6).

Внедрение разработанного проекта (блоки 7 - 10). Процесс предполагает выполнение следующих этапов: опытное внедрение и промышленное внедрение.

Этап опытного внедрения (блок 7) заключается в проверке работоспособности элементов и модулей проекта, устранении ошибок на уровне элементов и связей между ними.

Этап сдачи в промышленную эксплуатацию (блок 9) заклю­чается в организации проверки проекта на уровне функций и кон­троля соответствия его требованиям, сформулированным на ста­дии системного анализа.

Эксплуатация и сопровождение проекта. На этой стадии (бло­ки 11 и 12) выполняются этапы: эксплуатация проекта системы и модернизация проекта АСУ ТП.

Рассмотренная схема жизненного цикла АСУ ТП условно вклю­чает в свой состав только основные процессы, реальный набор которых и их разбиение на этапы и технологические операции в значительной степени зависят от выбираемой технологии проек­тирования, о чем более подробно будет сказано в последующих разделах данной работы.

Важной чертой жизненного цикла АСУ ТП является его повто­ряемость «системный анализ - разработка - сопровождение -системный анализ». Это соответствует представлению об АСУ ТП как о развивающейся, динамической системе. При первом выпол­нении стадии «Разработка» создается проект АСУ ТП, а при повтор­ном выполнении осуществляется модификация проекта для под­держания его в актуальном состоянии.

Другой характерной чертой жизненного цикла является на­личие нескольких циклов внутри схемы:

• первый цикл, включающий блоки 1 - 12, - это цикл первичного проектирования АСУ ТП;

• второй цикл (блоки: 7 - 8, 6 - 7) - цикл, который возникает после опытного внедрения, в результате которого выясняются частные ошибки в элементах проекта, исправляемые начи­ная с 6-го блока;

• третий цикл (блоки: 9 - 10, 4 - 9) возникает после сдачи в про­мышленную эксплуатацию, когда выявляют ошибки в функ­циональной архитектуре системы, связанные с несоответстви­ем проекта требованиям заказчика, по составу функциональ­ных подсистем, составу задач и связям между ними;

• четвертый цикл (блоки: 12,5 -12) возникает в том случае, когда требуется модификация системной архитектуры в связи с не­обходимостью адаптации проекта к новым условиям функ­ционирования системы;

• пятый цикл (блоки: 12, 1 - 12 ) возникает, если проект систе­мы совершенно не соответствует требованиям, предъявляе­мым к организационно-экономической системе ввиду того, что осуществляется моральное его старение и требуется пол­ное перепроектирование системы.

Чтобы исключить пятый цикл и максимально уменьшить не­обходимость выполнения третьего и четвертого циклов, необ­ходимо выполнять проектирование АСУ ТП на всех этапах перво­го, основного цикла разработки АСУ ТП в соответствии с требова­ниями:

• разработка АСУ ТП должна быть выполнена в строгом соответ­ствии со сформулированными требованиями к создаваемой системе;

• требования к АСУ ТП должны адекватно соответствовать целям и задачам эффективного функционирования экономического объекта;

• созданная АСУ ТП должна соответствовать сформулированным требованиям на момент окончания внедрения, а не на момент начала разработки;

• внедренная АСУ ТП должна развиваться и адаптироваться в со­ответствии с постоянно изменяющимися требованиями к АСУ ТП.

С точки зрения реализации перечисленных аспектов в тех­нологиях проектирования АСУ ТП модели жизненного цикла, опре­деляющие порядок выполнения стадий и этапов, претерпевали существенные изменения. Среди известных моделей жизненного цикла можно выделить следующие модели:

• каскадная модель (до 70-х годов) - последовательный переход на следующий этап после завершения предыдущего;

• итерационная модель (70 - 80-е годы) - с итерационными воз­вратами на предыдущие этапы после выполнения очередного этапа;

• спиральная модель (80 - 90-е годы) - прототипная модель, пред­полагающая постепенное расширение прототипа АСУ ТП.

Каскадная модель. Для этой модели жизненного цикла харак­терна автоматизация отдельных несвязанных задач, не требую­щая выполнения информационной интеграции и совместимости, программного, технического и организационного сопряжения. В рамках решения отдельных задач каскадная модель жизненного цикла по срокам разработки и надежности оправдывала себя. Применение каскадной модели жизненного цикла к большим и сложным проектам вследствие большой длительности процесса проектирования и изменчивости требований за это время приво­дит к их практической нереализуемости.

Итерационная модель. Создание комплексных АСУ ТП предпо­лагает проведение увязки проектных решений, получаемых при реализации отдельных задач. Подход к проектированию «снизу-вверх» обусловливает необходимость таких итерационных возвра­тов, когда проектные решения по отдельным задачам комплекту­ются в общие системные решения и при этом возникает потреб­ность в пересмотре ранее сформулированных требований. Как правило, вследствие большого числа итераций возникают рассог­ласования в выполненных проектных решениях и документации. Запутанность функциональной и системной архитектуры создан­ной АСУ ТП, трудность в использовании проектной документации вызывают на стадиях внедрения и эксплуатации сразу необходи­мость перепроектирования всей системы. Длительный жизненный цикл разработки АСУ ТП заканчивается этапом внедрения, за кото­рым начинается жизненный цикл создания новой АСУ ТП.

Спиральная модель. Используется подход к организации про­ектирования АСУ ТП «сверху-вниз», когда сначала определяется со­став функциональных подсистем, а затем постановка отдельных задач. Соответственно сначала разрабатываются такие общесис­темные вопросы, как организация интегрированной базы данных, технология сбора, передачи и накопления информации, а затем технология решения конкретных задач. В рамках комплексов за­дач программирование осуществляется по направлению от голов­ных программных модулей к исполняющим отдельные функции модулям. При этом на первый план выходят вопросы взаимодей­ствия интерфейсов программных модулей между собой и с базой данных, а на второй план - реализация алгоритмов.

В основе спиральной модели жизненного цикла лежит при­менение прототипной технологии или RAD-технологии (rapid application development - технологии быстрой разработки приложений) - J. Martin. Rapid Application Development. New York: Macmillan, 1991. Согласно этой технологии АСУ ТП разрабатывает­ся путем расширения программных прототипов, повторяя путь от детализации требований к детализации программного кода. Естественно, что при прототипной технологии сокращается чис­ло итераций и меньше возникает ошибок и несоответствий, ко­торые необходимо исправлять на последующих итерациях, а само проектирование АСУ ТП осуществляется более быстрыми темпами, упрощается создание проектной документации. Для более точ­ного соответствия проектной документации разработанной АСУ ТП все большее значение придается ведению общесистемного репозитория и использованию SCADA-технологий (см. раздел 5).

Жизненный цикл при использовании RAD-технологии пред­полагает активное участие на всех этапах разработки конечных пользователей будущей системы и включает четыре основные стадии информационного инжиниринга:

• анализ и планирование информационной стратегии. Пользова­тели вместе со специалистами-разработчиками участвуют в идентификации проблемной области;

• проектирование. Пользователи принимают участие в техничес­ком проектировании под руководством специалистов-разра­ботчиков;

• конструирование. Специалисты-разработчики проектируют ра­бочую версию АСУ ТП с использованием языков SCADA-технологий;

• внедрение. Специалисты-разработчики обучают пользователей работе в среде новой АСУ ТП.