книги из ГПНТБ / Зингер, И. С. Моделирование информационных процессов в системах управления предприятиями

верка и оценка качества текущего контроля и управления про­ мышленным предприятием.

На промышленном предприятии контроль и обеспечение досто­ верности данных осуществляются введением проверочных проце­ дур и контролирующих обратных связей в структуру управления потоков информации. К таким процедурам относятся параллель­ ная регистрация данных и двойной просчет, проверка зарегистри­ рованных данных на соответствие действительному состоянию объекта регистрации, перекрестный контроль, различные смысло­ вые проверки и т. д.

Контроль и ревизия хозяйственной деятельности предприятия со стороны вышестоящих организаций в социалистическом плано­ вом хозяйстве — одни из важнейших средств управления, укреп­ ления государственной, плановой и финансовой дисциплины, а также охраны народного достояния. Действующая в настоящее время система контроля классифицируется по времени его про­ ведения и подразделяется на предварительный к последующий.

Предварительный контроль осуществляется до производства хозяйственных операций с целью предупреждения незаконных и неправильных действий путем предварительной проверки планов, смет и документов на поступление и расходование ценностей.

Последующий контроль проводится после совершения хозяй­ ственных операций и выражается в проведении документальных ревизий, обследований, проверок и анализа бухгалтерских отчетов и балансов. Такой контроль осуществляется как вышестоящими организациями, так и контрольно-ревизионными органами.

По источникам проверяемых данных контроль подразделяется на фактический и документальный.

Документальный контроль выражается в тщательной проверке документов, отражающих хозяйственную деятельность предприя­ тия, фактический контроль — в проверке соответствия зарегистри­ рованных в документах данных конкретному состоянию производ­ ства.

Применение автоматизированных систем обработки данных зна­ чительно усложняет проведение контрольно-ревизионной работы. Трудности особенно возрастают при функционировании системы обработки данных в реальном масштабе времени. В таких систе­ мах часть данных может поступить в систему обработки непо­ средственно с датчиков или с пультов без регистрации на местах их возникновения. Часть данных, являющихся основой для приня­ тия решений управляющим персоналом, отражается на терминаль­ ных устройствах системы без регистрации на печатающих устрой­ ствах. В этом случае первичные данные, по которым впоследствии можно было бы провести проверку, нигде не регистрируются.

Для проведения контрольно-ревизионной работы автоматизи­ рованная система управления промышленным предприятием долж­ на обладать некоторыми свойствами, к числу которых относятся, возможность контрольной проверки уровня достоверности регист­

90

рации данных (первичных) в вычислительном комплексе, возмож­ ность контрольной проверки текущих и архивных массивов данных вычислительной системы, возможность контроля достоверности отображения данных на терминальных устройствах.

В автоматизированных системах обработки данных причинами локальных искажений информации могут быть как сбои и отказы технических средств АС.УП, так и неправильные действия управ­ ляющего персонала. Ошибочные действия операторов системы уп­ равления могут быть вызваны их низкой квалификацией, непра­ вильной интерпретацией исходных данных, усталостью оператора. Последние две причины могут быть обусловлены перегрузкой опе­ ратора потоком данных, неудачной конструкцией технических средств общения человека и машины, несовершенством способов представления информации человеку и способов оперативного представления информации человеком машине, низким качеством инструкций и стандартов, необходимых для работы. В особую группу необходимо выделить причины неправильной работы опе­ раторов, вызванные отсутствием контроля за качеством выполняе­ мых оператором работ и недостаточной организацией труда.

Методы и принципы контроля и обеспечения надежности дан­ ных должны позволить локализовать возникновение их искажения. Локализация должна обеспечивать обнаружение ошибок каждого оператора, вводящего информацию в ЭВМ, и выявление блока технических средств, искажающего данные из-за частых случай­ ных сбоев или систематических сбоев, вызванных неисправностью аппаратуры. Для локализации и устранения ошибок в автомати­ зированных системах управления могут быть привлечены мощные вычислительно-логические средства — ЭВМ, использующие сле­ дующие программные методы контроля [27].

1. Методы контроля ввода данных:

выдача вводимого сообщения на устройство отображения после ввода сообщения на внутренний носитель ЭВМ. Данные могут считаться введенными только после получения подтверждения пра­ вильности ввода от оператора;

контроль по совпадению контрольных сумм вводимого и вве­ денного массивов;

контроль количества записей введенного и вводимого массивов;

проверка логических связей данных в вводимых массивах, обусловленных их содержанием или избыточной контрольной ин­ формацией;

проверка отдельных данных по известным интервалам их из­ менений, которые зависят от принадлежности данных источникам.

2. Методы контроля обработки данных в ЭВМ:_ контроль двойным счетом; контроль обратным счетом;

контроль параллельным счетом с использованием избыточных разрядов;

91

контроль фиксированными соотношениями, выполняющимися для набора данных, являющегося результатом счета;

проверка результатов по известным наименьшей и наибольшей границам их значений;

контроль по отклонению результата от известных значений свя­ занной с ним величины;

тестовый контроль.

Следует учитывать, что современные ЭВМ оснащены устройст­ вами контроля внутренних операций и специальными средствами защиты (как программными, так и аппаратными) массивов задач или блоков программ от искажений в результате неисправностей и программных ошибок.

Большое значение в АСУ имеют методы контроля операторами технических средств. Такой контроль производится как по виду

исмыслу данных, регулярно выдаваемых ЭВМ в процессе работы

ив ответ на запросы операторов, так и по цикличности работы ЭВМ и продолжительности реакции на запрос.

Рассмотрев кратко методы контроля данных, применяемые в автоматизированных системах управления промышленными пред­ приятиями, перейдем к обсуждению методов организации'струк­ турных мер обеспечения достоверности информационной базы АСУ.

Все описанные методы контроля повышают достоверность дан­ ных только при условии коррекции и устранения искажений ин­ формации. Как отмечалось выше, способностью устранить ошибки без обратных связей обладают только системы контроля с избы­ точностью данных. Эти методы контроля и коррекции употребля­ ются в системах передачи данных по каналам с помехами. При обработке данных и сложных сортировках применяется избыточ­ ность, необходимая для увеличения возможностей обнаружения ошибок в пунктах контроля, но недостаточная для исправления ошибок. Для устранения ошибок и ощутимых искажений инфор­ мации вся система и отдельные ее части (локальные участки обра­ ботки данных) должны быть охвачены обратными связями. Вели­ чина участка обработки данных, после прохождения которого производится контроль и, если надо, приводится в действие контро­ лирующая обратная связь, зависит от надежности работы уст­ ройств, которые используются на этом участке работы. Чем больше надежность устройства и меньше вероятность их сбоя, тем боль­ шим может быть величина участка обработки данных, внутри ко­ торого обработка не контролируется.

Рассмотрим упрощенную, но отражающую специфику реальных ' моделей задачу выбора структуры контроля данных, т. е. задачу выбора структуры обратных связей и определения величины не­ контролируемого участка обработки данных (28].

Пусть обработка данных А (или рассматриваемая, интересую­ щая нас часть обработки данных) требует времени Т (рис. 40) непрерывной обработки, если последняя не контролируется. Будем

92

считать, что ошибки при обработке данных могут возникнуть не­ зависимо, с одинаковыми вероятностями на равных промежутках времени. Тогда можно считать, что ошибки возникают в системе в соответствии с законом Пуассона и вероятность достоверной обработки данных на отрезке времени продолжительности т равна:

<7г(т) —е~ах *

Вероятность достоверной обработки данных на всем отрезке времени Т (без контроля) равна е~аТ. Если эта величина не мень­ ше заданного уровня достоверности обработки данных в течение времени Т, то обработка данных может не охватываться контро­ лирующей обратной связью. Если это не так, то обработку дан­ ных на рассматриваемом отрезке времени необходимо контроли­ ровать.

Рассмотрим сначала такую структуру контроля. Обработка А, требующая времени Т, разбивается на п одинаковых интервалов. Каждый из этих интервалов обработки подвергается контролю с возвратом (в случае ошибки) на начало интервала (рис. 41).

Будем считать, что при контроле с вероятностью q обнаружи­ вается неправильная обработка данных на контролируемом участ­ ке, а с вероятностью р —1— q ошибка не обнаруживается. Если на каком-либо интервале обнаружена ошибка, обработка данных на этом интервале повторяется. Если ошибка не обнаружена, то система переходит к обработке данных на следующем интервале. Найдем среднюю продолжительность обработки данных А с ука­ занной структурой контроля. Вычислим также вероятность выдачи достоверной информации в конце обработки при условии, что ис­ ходные данные достоверны.

Каждый контролируемый участок обработки данных имеет од-

т

ну и ту же продолжительность (— ), одну и ту же вероятность

получить достоверные данные после одного прохода этого участка,

равную qr( — ) —e-aTln, и одну и ту же вероятность обнаружения

ошибки при контроле, равную q. Поэтому, если мы вычислим сред-

93

нюю продолжительность обработки данных на одном таком участ­ ке, обозначим ее через Q (имеется в виду продолжительность об­ работки с контролем и повторной обработкой в случае обнаруже­ ния ошибки), то полная средняя продолжительность обработки данных на всех п участках будет раЕна nQ.

Величина Q равна:

г

Следовательно, полная продолжительность обработки данных с пунктами контроля и контролирующими обратными связями будет

т

flQ= ---;--------г- •

p + q e ~ a T / n

Ясно, что наибольшая продолжительность будет при п = \ . Эта продолжительность равна

т

p - \ - q e ~ u T

С увеличением п продолжительность уменьшается и при достаточ­ но большом п она близка к Т.

Вероятность того, что после выхода из интервала обработки

данных (Q,— ) с контролем не будет искажения информации, со­

ставит

Вероятность получения достоверных данных после полной обра­ ботки всех п интервалов составит qn, т. е. равна

е-ат

(p+qe-aT/n) п

Наибольшая вероятная достоверность получается при п —1, кото­ рая равна:

Пусть заданный уровень достоверности обработки данных А равен <7оЭто означает, что искажение информации при обработке данных А может происходить с вероятностью не большей 1 — qo-

94

меньшее допустимое значение п и наибольшую бесконтрольную обработку данных в условиях принятой структуры контроля. Это значение самое выгодное, так как оно дает наименьшую продол­ жительность обработки данных.

Наряду с простейшей структурой контроля, приведенной на рис. 41, могут быть применены и структуры контролирующих об­ ратных связей, приведенные на рис. 42 и 43.

j__i

п

Рис. 42

В обоих этих случаях, так же как и в первой рассмотренной структуре контроля, можно вычислить продолжительность обра­ ботки данных и вероятность их достоверности на каждом участке:

к концу без учета контролирующих связей, охватывающих каж­ дый из этих участков целиком. Обозначим эти участки обработки данных номерами 1, 2, ... , т, а продолжительности обработки на каждом из этих участков и вероятности достоверного перехода от их начала к концу через

Ql, Q2 ...... Qm и <7ь <72 ’ ■• • ><7m

Тогда получим

Ql —Q2—• • • —Qm— m ( p + q e - a T / т п )

.9 5

Рассмотрим теперь структуру контроля, показанную на рис. 42. Вычислим продолжительность обработки данных на каждом участ­ ке 1 , 2 , . . . , т с учетом охватывающих их обратных связей, пре­ небрегая продолжительностью операций в контролирующем 'пунк­ те. Обозначим продолжительности обработки данных и вероят­

ности достоверного перехода на каждом из участков 1 , 2 через

Qi ’ % ...... Q'm И < ’ Я’г ....... < ’•

Величина qv на каждом из этих участкоз равна полученной веро­ ятности

T (p + q e ~ a T lm n ) n - i

~m [ p (p + q e~ aT Jm n ) n + qe-aT /m J

Полная средняя продолжительность обработки данных при структуре контролирующих связей, показанных на рис. 42, в m раз больше вычисленной величины и равна:

T (p + q e ~ a T lm n ) n - i

[ p(p + qe-aT/m n)n + qe-aTIm J

Вероятность достоверной обработки данных на каждом из участков 1 , 2 , . . . , m с учетом охватывающих их обратных связей будет

(p + q e - a T / m n ) n

е—аТ/т

[p(p + qe-aT lmn)n + qe~aTjm]

Считая, что ошибки контроля и искажения информации на участ­ ках 1 , 2 , . . . , т происходят независимо друг от друга, получим, что вероятность достоверности полной обработки данных А с учетом контролирующих связей равна:

'У 2 " ' У m ~ [p(p + qe~aT jmn)n -\-qe~aT

96

Рис. 44

Полную среднюю продолжительность обработки данных при структуре контроля, приведенной на рис. 43, и вероятность досто­ верности выходной информации будем вычислять по методике, предложенной выше, исключая последовательно простые цикличе­ ские структуры. После устранения циклической структуры, соот­ ветствующей участку обработки 1 , получаем граф, показанный на рис. 44. Вероятность достоверного перехода от входа в вершину 1 ьтого графа до выхода из нее равна:

e—aTjm

^[ p ( p + q e - u T / m n ) n + q e ~aTjm^

Средняя продолжительность перехода от входа в эту вершину до выхода из нее равна:

Т (p + qe-aT lmn)n-i

m[p(p + qe~aT jmn)n + qe-aT /mj

Затем таким же образом можно устранить простую циклическую структуру, соответствующую двум первым участкам (вершинам 1 и 2 графа на рис. 44 и т. д.). Зная уровень достоверности обра­ ботки данных qo, можно найти значения т и п , которые описыва­ ют структуру контроля, удовлетворяющую заданному уровню до­ стоверности и минимизирующую среднее время обработки дан­ ных Q. Из выбранных таким образом трех видов вариантов струк­ тур контроля необходимо отобрать вариант с меньшей продолжи­ тельностью обработки данных.

Здесь следует заметить, что при обработке данных имеются, как правило, естественные точки, после которых необходимо конт­ ролировать участок обработки данных. Эти точки являются мо­ ментами окончания решения промежуточных задач и моментами окончания передач полных (законченных в смысловом отношении) сообщений (записей) и массивов данных. В случае же слишком большой продолжительности непрерывной обработки данных при решении промежуточной задачи или при передаче массива данных следует прибегнуть к указанной выше методике.

Особо отметим возможность искажения и случайного уничто­ жения хранящейся информации на различного вида носителях.

Г лава IV. РАЦИОНАЛИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

§ 1. ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Выше были рассмотрены основные методы моделиро­ вания потоков производственной информации. Предлагаемые мо­ дели отражают содержание информационных потоков, функцио­ нальное и структурное движение информации. Одной из целей использования этих моделей является совершенствование системы разделения труда работников аппарата управления на основе рационализации потоков информации.

В условиях сложной и разносторонней системы разделения и

.ооперирования труда как между предприятиями, так и внутри отдельного предприятия созданный материальный продукт не мо­ жет считаться законченным для потребителя, если его создание не сопровождается определенной информацией о нем. Эта инфор­ мация касается технических и эксплуатационных характеристик самого продукта, а также и экономико-организационных условий его изготовления.

Переработка и выпуск информации предваряют производствен­ ный процесс, сопровождают его, а также становятся заключительшм этапом производства материального продукта. Прежде чем фиступить к процессу производства, следует подготовить соответггвующую плановую информацию, определяющую «необходи­ мость» этого процесса. Если такая информация окажется неверной или неточной, то никакое, самое идеальное, с точки зрения техно­ логии, производство не будет эффективным или может просто ока­ заться ненужным. Необходимо уметь правильно учитывать и хра­ нить материалы, детали, полуфабрикаты и т. п., иначе можно свести на нет все достижения в повышении производительности труда в материальном производстве, полученные - в результате внедрения прогрессивной техники и технологии. Наконец, необхо­ димо создавать информацию о готовой продукции, которая посту­ пает к потребителю, в вышестоящие организации, к поставщикам и т. д. Несвоевременность создания или неточность такой инфор­ мации могут также привести к снижению эффективности произ­

водства.