3008

185

Определение 9. Под качеством исполнения проекта понимают степень его соответствия исходным требованиям и спецификациям, иными словами - соответствия показателей качества проекта заданным параметрам.

Качество проекта в целом складывается из качества проектных решений и качества проектной документации. Необходимость различать эти аспекты качества вытекает из того, что весьма прогрессивные, качественные по существу проектные решения могут быть непонятно (неструктурно, запутанно, незавершенно и неконкретно) отражены и описаны в проектной документации, проектная документация может быть также некомплектной и/или некомпактной (неоправданно объемной). И наоборот, высококачественная проектная документация может отражать заведомо некачественные (морально устаревшие) проектные решения.

Определение 10. Под качеством проекта понимают совокупность свойств проектных решений и проектной документации, обуславливающих и придающих им способность удовлетворять потребности организации - пользователя (заказчика).

Определение 11. Дефектом называется недостаток, изъян, присущий системе (инструментальному средству) и препятствующий ее нормальному функционированию и ухудшающий ее функциональные свойства.

В современной теории управления качеством принято различать три основных уровня дефектности и, соответственно три вида дефектов: критические, значительные и малозначительные дефекты.

Определение 12. Критический дефект - дефект, наличие которого составляет угрозу для жизни или безопасности при использовании системы или инструментального средства.

Значительный дефект - дефект, наличие которого существенным образом влияег на функциональные свойства системы или инструментального средства.

Малозначительный дефект - дефект, наличие которого не оказывает влияние на основные функциональные свойства системы или инструментального средства.

Примером критического дефекта можно считать низкую надежность автоматизированной системы управления реактором на АЭС, так как выход такой системы из строя с высокой вероятностью приводит к аварии на АЭС.

Значительными дефектами систем и инструментальных средств являются такие, как высокий уровень ошибок, возникающих при обработке данных (недостаточная достоверность информации); недостаточная надежность

186

средств, используемых в системе обработки экономической информации, и т.п.

Малозначительными дефектами принято считать такие, как: отсутствие средств самодокументирования, неудобное размещение технических средств в машинном зале или на рабочих местах пользователей, наличие царапин на корпусе ПЭВМ и т.п.

Читателю рекомендуется придумать другие примеры критических, значительных и малозначительных дефектов.

Понятно, что выделение трех уровней дефектов - критические, значительные и малозначительные, позволяет весьма "грубо" оценить степень дефектности системы или инструментального средства. Поэтому на каждом уровне могут выделяться подуровни и, соответственно, подвиды дефектов, что позволяет более гибко оценивать качество проектируемых систем и инструментальных средств. Выделение уровней и подуровней дефектов соответствует принятой в теории управления качеством методологии многоуровневой оценки свойств - показателей качества. При этом важным принципом является установление относительной значимости свойств или установление приоритетов. Важность этого положения хорошо иллюстрирует мнение К.Исикавы: "Люди часто считают все вопросы одинаково важными, но неспособность определять относительную значимость тех или иных показателей приводит к выпуску товаров посредственного качества" .

8.3. Комплексный характер обеспечения качества и надежности ИС в рамках жизненного цикла системы

Рассматривая процесс развития системы по стадиям и этапам, можно заметить, что созданию любой ИС предшествует решение о необходимости использования средств вычислительной техники для нужд управления, обработки данных, проектирования... в рамках конкретной организации (предприятия). Затем производится обследование объекта автоматизации, техникоэкономическое обоснование необходимости создания ИС, определение общих требований к будущей системе и другие работы, предусмотренные нормативными документами, вплоть до промышленной эксплуатации. В ходе функционирования ИС производится анализ различных характеристик ее качества, надежности на соответствие определенным ранее требованиям и целям организации (предприятия). В случаях появления новых требований и целей, которым существующая система не соответствует, производится мо-

187

дификация ее компонентов или создание новой версии ИС. Причем создание новой версии должно основываться на повторном анализе существующей системы и находиться под строгим контролем руководства предприятия (организации). Таким образом, ИС в своем развитии проходит циклично повторяющуюся последовательность этапов создания, эксплуатации и модификации системы в случае появления новых требований, начиная с момента восприятия предприятием (организацией) объективной необходимости в ИС и заканчивая моментом, в котором система перестает удовлетворять требованиям своих пользователей, а дальнейшая модификация не представляется возможной или невыгодной(система морально устаревает), что влечет за собой возникновение необходимости в разработке новой системы.

Такая последовательность представляет собой жизненный цикл системы. Структурно в жизненном цикле любой системы можно выделить определенные компоненты, называемые стадиями и фазами жизненного цикла системы, составляющие основу модели, необходимой для изучения методов обеспечения качества и надежности на различных этапах процесса разработки ИС.

Ниже рассмотрим основные этапы работ, выполняемых по каждой из стадий создания ИС.

Исследование и обоснование создания ИС включает в свой состав два основных этапа работ: обследование автоматизируемого объекта, включая сбор и анализ данных и сбор сведений о зарубежных и отечественных аналогах; разработка и оформление требований к ИС. Завершается стадия разработкой и утверждением таких документов как технико-экономическое обоснование, заявка.

Техническое задание - собственно разработке технического задания могут предшествовать такие этапы, как проведение научноисследовательских работ (завершается утверждением отчета о НИР) и разработка аванпроекта (в его составе рассматриваются варианты структур ИС и производится выбор типовых проектных решений).

В целом данная стадия завершается разработкой и утверждением заказчиком технического задания на создание (развитие ияи модернизацию) ИС. При необходимости могут разрабатываться частные ТЗ на подсистемы ИС.

Эскизный проект включает в свой состав разработку предварительных проектных решений по выбранному варианту построения ИС и отдельным видам обеспечения. В состав эскизного проекта входят такие проектные до-

188

кументы, как "Ведомость эскизного проекта", "Пояснительная записка к эскизному проекту" и "Схема организационной структуры".

Технический проект - включает в свой состав разработку окончательных проектных решений по общесистемным вопросам, процедурам (задачам), реализуемым ИС, процессу ее функционирования, решений по организационному, техническому, информационному, лингвистическому, программному и методическому обеспечениям. Кроме этого, в составе ТП разрабатывается проектно-сметная и заказная (на поставляемые компоненты и комплексы средств автоматизации) документация, а также решения по связям видов обеспечении между собой. Данная стадия завершается утверждением документации технического проекта, к которой относятся: "Схема функциональной структуры", "Ведомость покупных изделий", "Описание постановки задач (комплекса задач)", "Описание информационного обеспечения системы", "Описание комплекса технических средств", "Проектная оценка надежности системы" и др.

Рабочая документация - на данной стадии разрабатывается рабочая документация по информационному, организационному, методическому и лингвистическому обеспечениям - чертежи форм документов (видеокадров), массивы входных данных, инструкции и руководства пользователю, в том числе, по эксплуатации комплекса технических средств и подключения внешних проводок, описание технологического процесса обработки данных (включая телеобработку). Кроме этого, разрабатывается документация на технические средства разового изготовления, производится разработка или адаптация программ и программной документации.

Результатом работ, выполняемых на этой стадии, является комплект утвержденной рабочей документации ИС.

Изготовление несерийных компонентов комплекса средств авто-

матизации (КСА) - стадия реализуется в случае необходимости использования компонентов КСА, не выпускаемых промышленностью серийно, и включает в свой состав работы по изготовлению автономной отладке и испытанию компонентов КСА.

Ввод в действие заключается в подготовке организации-заказчика к вводу ИС в действие, обучении персонала, комплектации ИС поставляемыми КСА, техническими и программными средствами, проведении строительномонтажных и пуско-наладочных работ, проведении приемочных испытаний (государственных, межведомственных или ведомственных), устранение за-

189

мечаний и недостатков, выявленных при испытаниях; сдача - приемка ИС в промышленную эксплуатацию (внедрение ИС).

Процесс создания конкретной ИС может состоять из различного числа стадий, при этом обязательными стадиями являются: техническое задание,

технический проект, рабочая документация, ввод в действие. При этом для простых ИС и ИС, разрабатываемых с использованием типовых проектных решений, допускается объединять в одну - стадии технический проект и ра-

бочая документация.

Важность начальной стадии жизненного цикла ИС вытекает из объективной необходимости завершения проектирования системы до момента ее реализации. Для этого любая существующая в организации система, которая может (или не может) составить основу новой версии ИС, должна быть полностью изучена и проанализирована. Однако часто одна из важнейших функций всего процесса создания ИС -формирование спецификаций и анализ требований к системе со стороны ее пользователей - пропускается, что приводит к ситуации, когда функции новой системы в итоге представляют просто лучший, более быстрый и "эффективный" способ повторения существующих в прежней системе ошибок. Естественно, что надежность и качество в целом разработанных компонентов ИС остаются в лучшем случае на прежнем уровне.

При разработке ИС различного типа и назначения перед разработчиками неизменно стоят одни и те же проблемы, определяющие специфику современного проектирования. Прежде всего, сложность таких систем и постоянное увеличение стоимости их разработки, Повышенная сложность влечет за собой удлинение сроков проектных работ, что, в свою очередь, входит в противоречие с тенденциями к сокращению сроков морального старения на- учно-технических достижений. Ну, и, конечно, особое место занимает "человеческий фактор", т.е. вопросы взаимодействия человека и машины. Учитывая названные трудности, разработчикам целесообразно использовать при проектировании комплексный системный подход к рассмотрению различных характеристик создаваемых систем.

Требования, предъявляемые к автоматизированной системе, зачастую противоречивы. Например, необходимо обеспечить ее высокую надежность и одновременно снизить затраты на проектирование. Следовательно, разработчик вынужден искать компромиссные решения. Это и обуславливает необходимость комплексного подхода к разработке, поскольку изолированное, оторванное от общих взаимосвязей решение отдельных задач проектирования не

190

может дать требуемого качества и надежности системы при удовлетворительных затратах всех видов ресурсов на ее создание.

В зависимости от целей и назначения создаваемых ИС находят применение следующие критерии:

"качество-стоимость-время", которые необходимы для комплексной оценки эффективности сложных систем на различных этапах их разработки и эксплуатации(функция эффективности в этом случае составляется с учетом вероятностных, стоимостных, временных и других характеристик системы);

"качество-стоимость", учитывающие качество функционирования, вероятностные характеристики, стоимость ошибок и стоимость самой системы в различных вариантах конструктивно-технологической реализации и эксплуатационных режимов (использование таких критериев позволяет реализовать методы теории игр, теории статистических решений, более полно учесть экономические эффекты);

статистические, которые частично учитывают также и экономические показатели системы.

Критерии типов "качество-стоимость-время" и "качество-стоимость" широко распространены при оценивании проектов, выборе оптимальных вариантов построения ИС. При этом для достижения рационального или оптимального соотношения показателей качества ИС, стоимости и времени ее разработки и внедрения необходимо проведение специальных мероприятий в течении всего жизненного цикла системы.

Надежность как одна из составляющих качества ИС характеризуется совокупностью свойств, определяющих степень пригодности системы для использования по назначению. Следует отметить, что особенностью всех ИС, как автоматизированных систем, является не столько большое число элементов, сколько сложность внутренней структуры, характеризующейся различием обратных связей, резервирования и т.п. В связи с этим возникает задача применение более общих оценок, характеризующих надежность выполнения системой возложенных на нее функций с учетом того обстоятельства, что в ряде случаев отказы отдельных элементов лишь уменьшают возможности, но не делают недопустимым дальнейшее применение данной системы. Таким образом, оценка и обеспечение надежности ИС в настоящее время должны рассматриваться комплексно, как единый процесс, охватывающий весь жизненный цикл системы. При этом, каждой фазе "жизненного цикла" соответствует определенный состав работ и мероприятий, призванных обеспечить надежность ИС.

191

Так, на начальных стадиях жизненного цикла системы выполняются следующие работы:

выбор и обоснование показателей надежности ИС; оценка надежности существующей системы управления объектом;

организация системы сбора и обработки информации о факторах, влияющих на надежность системы.

Выбор и обоснование показателей надежности и установление требований к ним являются, по существу, заключительным этапом процесса формулирования целей и задач системы.

Оценка надежности существующей системы управления объектом заключается в исследовании ее поведения в зоне допустимых значений отдельных параметров с учетом влияния случайных отклонений остальных параметров. При этом для исследуемой системы строится математическая модель, устанавливающая связь между существенно влияющими внутренними, внешними, входными и выходными параметрами. С помощью такого рода модели определяется распределение выходных параметров сечений случайного процесса. Затем по найденным вероятностным характеристикам поведение системы в различные моменты времени формируется количественная оценка качества функционирования с учетом надежностных характеристик ее элементов. С этой целью может быть использован критерий Колмогорова А. Н. .

Успешное проведение работ на первых стадиях "жизненного цикла" системы в значительной степени зависит от состояния системы сбора и обработки информации о факторах, влияющих на надежность. Исходные данные для расчетов и моделирования, полученные в процессе эксплуатации системы, являются своеобразной связью в системе анализа надежности и эффективности.

При разработке технического проекта ИС производятся: формирование, спецификация и анализ требований пользователя к соз-

даваемой системе; предварительное распределение функций между человеком и маши-

ной:

определение требований к надежности системы с учетом человека - оператора;

сбор данных о надежных характеристиках аналогичных систем и комплектующих элементов;

192

разработка (или использование имеющейся) методики оценки надежности и эффективности функционирования разрабатываемой ИС;

ориентировочная оценка надежности и эффективности ИС; выбор и обоснование методов повышения надежности и эффективно-

сти ИС.

Далее осуществляется сбор данных и расчет показателей надежности комплекса технических средств. К таким показателям относятся количество, структуры и формы резервирования. Затем дается ориентировочный расчет надежности различных вариантов структуры ИС (уровни системы, вхождение в контур управления, взаимосвязи элементов системы) и, наконец, разрабатываются рекомендации по обеспечению надежности и эффективности функционирования систем. Сюда можно отнести также меры по обеспечению своевременности и достоверности решения задач в ИС.

Разрабатываются также рекомендации по определению уровня использования программных методов контроля достоверности данных и процедур защиты массивов от несанкционированного доступа. Предусматриваются методы по организации контроля на всех этапах технологического процесса обработки экономической информации и организации надежности работы персонала в системе. Разрабатывается регламент профилактического обслуживания и ремонта технических средств.

Результатом этих работ является разработка документа "Проектная оценка надежности системы".

На стадии разработки рабочей документации производятся: разработка рекомендаций по внедрению системы;

разработка требований по надежности системы при подготовке проекта к внедрению, при этом составляются программы приемосдаточных испытаний ИС на надежность, а также разрабатываются и апробируются режимы обслуживания технических средств и сопровождения задач (комплексов задач) ИС.

При сдаче системы в эксплуатацию совместно с актом приемки могут составляться рекомендации по обеспечению требуемого уровня надежности данной системы, а также организуется сбор данных о надежности в условиях промышленной эксплуатации. Оценка показателей надежности на этой стадии производится аналитическими методами по результатам проведения испытаний.

В процессе формирования ИС осуществляется проверка соответствия выполняемых функций требованиям пользователя в части надежности реали-

193

зованных решений в условиях промышленной эксплуатации, а также разработка рекомендаций по дальнейшему развитию системы. При этом производятся следующие мероприятия по обеспечению надежности:

анализ данных о надежности комплектующих элементов и системы в целом в условиях промышленной эксплуатации;

оценка надежности реализованных структур ИС; сопоставление результатов;

разработка рекомендаций по обеспечению заданного уровня надежности функционирования ИС.

Оценка показателей надежности ИС на заключительной стадии "жизненного цикла" системы производится при помощи обработки статистического материала о результатах эксплуатации системы методами математической статистики.

Таким образом, обеспечения качества и надежности ИС является комплексной задачей, которая должна решаться на всех этапах ее создания и функционирования. Решение такой сложной задачи невозможно без создания системы качества ИС.

Система качества в общем случае представляет собой совокупность организационной структуры, ответственности, процедур, процессов и ресурсов, обеспечивающая осуществление общего руководства качеством в рамках общей функции управления предприятием. Общее руководство качеством включает оперативное планирование, распределение ресурсов и другие систематические действия в области качества, такие, как планирование качества, проведение работ и оценка.

8.4. Формализация анализа и управления качеством

Многочисленность учитываемых свойств, сложность и многообразие действующих причинно-следственных связей и зависимостей, многоуровневый характер исследуемых свойств и учитываемых дефектов определили необходимость формализации анализа и управления качеством.

Анализ качества начинается с выделения основных и вспомогательных показателей и выявления действующих причинно-следственных связей. Важным методологическим принципом такого анализа является моделирование, производимое путем построения так называемой "диаграммы Исикавы". На жаргоне специалистов по управлению качеством эту процедуру иногда называют построением "рыбьего скелета качества". Появления данного на-

194

именования объясняется, по-видимому, формой диаграммы Исикавы, обобщенное представление которой дано на рис. 8.3 .

Материал Станок Измерения

Процесс

Рис. 8.3. Обобщенное представление диаграммы Исикавы, моделирующей факторы и причинно-следственные связи, воздействующие на показатели качества продукции и работ.

При анализе качества, базирующиеся на построение диаграмм Исикавы, последовательно проводится принцип системного подхода, а также обеспечивается учет всех наиболее существенных групп факторов, оказывающих влияние на результативные показатели качества.

Применительно к анализу качества систем и инструментальных средств автоматизации управления и обработки данных можно дать следующее представление диаграммы Исикавы (рис. 8.4).

Рассматривая диаграмму Исикавы, приведенную на рис. 8.4, заметим, что в ней, по существу, моделируются причинно-следственные связи между априорными (абсолютными) и апостериорными (относительными) показателями качества и все они рассматриваются в рамках процесса функционирования системы или инструментального средства при применении по назначению. При этом учитываются:

качество исходной информации, обрабатываемой системой или инструментальным средством;

априорное качество системы или инструментального средства;