книги из ГПНТБ / Отраслевые автоматизированные системы управления

Диагностический анализ — это комплекс исследова­ ний, проводимых с целью выявить общие тенденции раз­ вития производства и выработать мероприятия по улуч­ шению производственно-хозяйственной деятельности пред­ приятий и организаций министерства. Следует проводить диагностические обследования и анализ не только систем управления, но и процессов регулирования в ходе выпол­ нения производственно-хозяйственной деятельности на подведомственных министерству предприятиях.

v ~ | Путем диагностического анализа, осуществляемого на первых этапах работ по внедрению электронных вычис­ лительных машин и экономико-математических методов, исследователи уточняют и формализуют цели и критерии развития отрасли; выявляют общие тенденции развития отрасли в народном хозяйстве страны; определяют фак­ торы, обеспечивающие реализацию поставленных целей; выявляют факторы, препятствующие выполнению постав­ ленных целей; получают необходимые данные для прове­ дения мероприятий по совершенствованию систем управ­ ления, в том числе и для создания отраслевой автоматизи­ рованной системы управления; устанавливают общие ха­ рактеристики развития отрасли в системе народного хозяйства; систематизируют передовой опыт других от­ раслевых министерств; получают прочие необходимые сведения для уточнения разработанных моделей, методов Л средств, применяемых к условиям рассматриваемого министерства.

Диагностический анализ должен выявить: роль и место отрасли в народном хозяйстве; состояние и развитие производственно-хозяйственной деятельности отрасли; состояние научно-изыскательских работ и организацион­ ной структуры аппарата управления (обследование и анализ систем управления и потоков информации в ми­ нистерстве); принципы взаимодействия министерства с предприятиями-поставщиками, потребителями и плановохозяйственными органами; внутриотраслевую взаимо­ связь рассматриваемого министерства с другими отрасля­ ми и специализированными научно-исследовательскими

ипроектно-конструкторскими учреждениями.

Внастоящее время разработаны методики обследова­ ния лишь по отдельным вопросам диагностического ана­ лиза. В этой связи возникает потребность в проведении комплексных исследований в целях разработки общей

й частных методик диагностического обследования и ана­ лиза. Эти исследования должны обеспечить, с одной сто­ роны, внедрение отдельных организационно-технических мероприятий по совершенствованию отраслевого управ­ ления, а с другой — всестороннее обоснование создания отраслевой автоматизированной системы управления.

Содержание и организация диагностического анализа.

Одно из первых мероприятий диагностического исследо­ вания — уточнение целей развития производства в от­ расли н выражение этой цели в количественных показа-' телях.і

Развитие производства зависит от конкретных особен­ ностей данной отрасли: положения отрасли в народном хозяйстве, спроса на производимую продукцию, состоя­ ния основных фондов, производственно-хозяйственной де­ ятельности и т. д.

Конкретизация целей развития отрасли должна осу­ ществляться на основании бесед с руководством функцио­ нальных управлений, главных производственных управ­ лений и министерства, а также путем изучения перспектив развития отрасли и всего народного хозяйства. В ходе исследований может быть сформулировано несколько целей, которые определяют тактику и стратегию развития

ганами управления цели развития отрасли могут быть представлены в следующем виде (см. стр. 31).

После формулировки и анализа целей развития от­ расли разработчики должны выработать конкретную про­ грамму обследования, которая представляет собой пере­ чень подлежащих выяснению вопросов. Решение этих вопросов дает возможность определить условия реализа­ ции целей развития производства отрасли. Следует учесть, что частично в процессе установления целей развития отрасли можно получить сведения по задачам диагности­ ческого анализа (например, сведения о тенденции разви­ тия подотраслей и отрасли в целом, о роли отрасли в народном хозяйстве страны и т. д.).

Результаты обследования оформляются в виде свод­ ного отчетах соответствующими приложениями, в которых

пости производственно-хозяйственной деятельности от­ расли, а также ее рентабельности. Намеченные в резуль­ тате анализа мероприятия должны быть реализованы ли­ бо в сложившейся системе управления, либо в разрабаты­ ваемой автоматизированной системе.

Факторами, препятствующими достижению цели раз­ вития отрасли, как правило, являются следующие: низ­ кая культура производства на отдельных предприятиях, подведомственных министерству; несопоставимость кон- структорско-технологической и экономической документа­ ции; функциональный характер документооборота и обра­ ботки данных; несвоевременное доведение измененных пла­ нов до предприятий; несвоевременное принятие решений по улучшению работы предприятий; несвязанное с планом пе­ рераспределение ресурсов между предприятиями; частое из­ менение планов для предприятий и главных производствен­ ных управлений; низкая механизация управленческого труда и пр. Чтобы оценить потери, возникающие в резуль­ тате действия отрицательных факторов, и обеспечить в последующем возможность исчисления потенциальной эф­ фективности намеченных организационно-технических ме­ роприятий или внедрения отраслевых автоматизирован­ ных систем управления, следует эти факторы выразить в конкретных экономических показателях и определить количественно.

Основное содержание работ, связанных с проведением диагностического анализа,— разработка конкретных ре­ комендаций по проведению организационно-технических мероприятий для совершенствования управления или создания отраслевой автоматизированной системы управ­ ления.

Результаты анализа представляются в виде: 1) рекомен­ даций по повышению эффективности производственнохозяйственной деятельности отрасли с помощью обычных методов; 2) предложений по созданию автоматизирован­ ной системы управления.

Как уже говорилось, рекомендации первого вида предусматривают проведение комплекса организационнотехнических мероприятий по улучшению деятельности министерства, не требующих применения дорогостоящей электронно-вычислительной техники. В ряде случаев с помощью диагностического анализа даются только такие рекомендации.

автоматизированной системы управления или главным конструктором системы. В состав группы исследователей должны входить: инженер-системотехник (руководитель и будущий главный инженер проекта отраслевой авто­ матизированной системы управления); экономисты-ана­

п документооборота; инженеры по организации производ-j ства; специалисты по использованию экономико-матема­ тических методов, ЭВМ и технических средств; психологи и социологи.

Такой состав группы исследователей, осуществляющей диагностический анализ, обеспечивает определение ос­ новных тенденций функционирования и развития отрасли. При этом руководитель проекта отраслевой автоматизи­ рованной системы управления с самого начала исходит при расчете из возможностей разрабатываемой системы управления и требований, предъявляемых к ней.

Особое значение в диагностическом обследовании имеют беседы с персоналом аппарата управления, благодаря которым можно в короткие сроки получить сведения о действии положительных и отрицательных факторов на результаты производственно-хозяйственной деятельности.

Итак, в результате диагностического анализа опре­ деляются: первоочередной комплекс задач, подлежащих решению на ЭВМ; требования этого комплекса к ЭВМ и •техническим средствам; издержки, связанные с реализа­ цией первоочередного комплекса задач, и экономические оценки эффективности внедрения первой очереди системы.

Именно эти данные в первую очередь интересуют раз­ работчиков отраслевой автоматизированной системы уп­ равления.

5.Некоторые вопросы системного анализа

имоделирования при разработке ОАСУ

Принципы системного анализа и моделирования — методологическая основа разработки автоматизированных систем управления производством. Развитие теории боль­ ших систем в последнее время обусловило рассмотрение

принципов системного анализа и моделирования с общих позиций2 .

Мы кратко остановимся на тех понятиях системного анализа и моделирования, которые будут использоваться в дальнейшем при рассмотрении теоретических основ отраслевых автоматизированных систем управления. В свя­ зи с этим введем такое понятие, как система, и обсудим некоторые способы и средства моделирования различных систем. В заключение рассмотрим общую схему управляе­ мой системы.

Любое научное исследование должно проводиться с определенной целью. Целенаправленность анализа пони­ мается в более широком смысле, нежели конкретное вы­ ражение цели в виде целевой функции. Так, при исследо­ вании возможностей автоматизации отраслевого управле­ ния общая цель обследования министерства — изучение организационной структуры отрасли, а также методов и средств, которые могут позволить министерству с по­ мощью ЭВМ, технических средств и оргатехники эффек­ тивно реализовать функции управляющего органа в общей системе управления отраслью.

Таким образом, целенаправленность исследования обу­ словливает анализ множества факторов, показывающих связи между объектами и внешней средой. Целевая функ­ ция отражает степень достижения некоторого показателя, характеризующего качество конкретного плана или дру­ гого управляющего воздействия.

Упорядочение представлений об объектах исследова­ ния и связях между ними, а также о связях объектов с внешней средой приводит к построению системы. Фор­ мальное воплощение представлений о системе выражает­ ся в виде определенной модели или комплекса моделей.

Для одной и той же системы различными авторами могут быть построены различные модели. Одна из важ­ нейших причин этого заключается в выборе разных ис­ ходных параметров, с помощью которых описывается по­ ведение системы. От выбора параметров зависят экономи­ ко-математическая формулировка задачи, методы и сред­

Допустим, необходимо рассчитать оптимальный плай развития некоторого производства на конкретную перспек­ тиву. Можно наметить, например, два пути^решения задачи.^В первом случае в качестве искомых величии при­ нимаются объемы выпуска продукции данного производ­ ства в. натуральном выражении. Исходными данными для решения задачи могут быть контрольные цифры по выпуску продукции, нормативы затрат ресурсов на^выпуск продукции каждого вида и объемы лимитированных ресурсов.

Предполагается обычно, что нормативы затрат ресур­ сов и оптовые цепы па все виды выпускаемой продукции и потребляемых ресурсов — постояшше величины. В этом случае экономико-математическая постановка задачи заключается в оптимизации линейной функции (например, максимизации прибыли от реализации продукции или ми­ нимизации затрат на ее производство) на множестве линейных условий, отражающих факторы ограниченности ресурсов. Такая формулировка модели сводится к задаче линейного программирования, методы решения которой в настоящее время изучены. Технические проблемы, возникающие при решении задачи, связаны с информа­ ционным обеспечением и ограниченностью быстродействия и объемов оперативной памяти современных ЭВМ.

Второй возможный путь решения задачи может заклю­ чаться в отборе вариантов функционирования производ­ ства. Каждый вариант характеризуется исходными дан­ ными о выпуске продукции в натуральном выражении в соответствующей номенклатуре и затратах ресурсов. Искомыми показателями будут булевские переменные: величины, равные 1, если данный вариант плана реали­ зуется, и равные 0 — в противном случае.

Ограничения и целевая функция задачи будут, есте­ ственно, отражать те же экономические факторы, что и в первом способе решения, а именно — ограниченность ресурсов, необходимость выпуска продукции в заданных номенклатуре, объемах и критерий оптимальности плана. Формальная математическая запись этих условий, разу­ меется, будет иной.

Вторая экономико-математическая модель представляет собой задачу целочисленного линейного программирова­ ния. Задачи целочисленного программирования значи­ тельно сложнее задач линейного программирования. Прав-

да, в настоящее время сугдествуют как теоретически точ­ ные, так и эффективные приближенные методы решения задач целочисленного программирования.

Существенными причинами различия подходов к мо­ делированию одних и тех же систем являются также значительная неопределенность исходных данных и не­ достаточное знание связей и закономерностей внутри системы. В большинстве задач управления экономически­ ми системами исходные данные образуются в результате статистической обработки и анализа большого числа ло­ кальных технико-экономических показателей. Кроме то­ го, экономические системы управления характеризуются большой размерностью, поэтому во многих случаях связи в этих системах очень сложны или вообще неформализуемы. Обычно применяют два подхода к моделированию по­ добных систем.

Первый способ служит в основном для целей научного анализа. Он базируется на современных достижениях ма­ тематической науки и вычислительной техники; обуслов­ ливает определенную научную абстракцию.

Во втором случае акцент делается на конкретном со­ держании задачи. Свойства и особенности задачи находят непосредственное отражение в алгоритме ее решения. Ценность алгоритма заключается в простоте реализации решения задачи (пусть и с меньшей точностью). Такой подход обычно называют инженерным методом решения задачи. В инженерной практике распространено имита­ ционное моделирование: на ЭВМ просчитывается опре­ деленным образом оцениваемое конечное число возможных вариантов планирования или управления; на основе по­ лученной при расчетах информации принимается решение. Имитационное моделирование прямо связано с деятель­ ностью аппарата управления. Имитационные модели на машинных языках реализуют непосредственно действия аппарата управления в виде различных вариаптов управ­ ления. Кроме того, проекты решения, предложенные ЭВМ, анализируются, корректируются и утверждаются аппаратом управления.

На инженерных методах всегда базировалось развитие "техники и прикладных наук; при разработке автоматизи­ рованных систем управления производством эти методы представляются также перспективными.

Проблема системного анализа и моделирования реаль-

ных экономических объектов чрезвычайно сложна и мно­ гообразна. Сложность усугубляется еще ц тем, что эко­ номико-математические модели реальных объектов, от­ ражающие только наиболее важные аспекты функциони­ рования этих объектов и игнорирующие второстепенные факторы, имеют большую размерность. Так, только для Главного производственного управления машинострои­ тельного министерства линейная модель годового плани­ рования может содержать 500—600 ограничений и при­ мерно в 10 раз больше переменных. Решение таких задач даже на современных ЭВМ представляется технически трудным. Поэтому приходится прибегать к агрегированию исходных параметров системы, исследованию возмож­ ностей блочного рассмотрения отдельных частей системы и т. п.

Для сравнения можно указать, что большинство мо­ делей технических систем управления ограничивается не более чем несколькими десятками переменных. При этом серьезных проблем «размещения» задачи в памяти.ЭВМ, как правило, не возникает. Кроме того, при моделировании технических систем управления имеется значительно боль­ шая, чем для экономических задач, возможность анали­ тических и качественных исследований. Наконец, обо­ зримость задач управления техническими системами позволяет использовать на практике структурно более сложные (следовательно, более точные) модели.

Именно размерность не позволяет в настоящее время для решения большинства задач управления экономиче­ скими системами использовать динамические модели, хотя такие модели широко применяются в практике проекти­ рования технических систем управления.

Рассмотрим общую принципиальную схему системы управления. В широком смысле под управлением пони­ мается конкретная организация тех или иных процессов для достижения намеченных целей.

Цель оптимального управления — нахождение наи­ более выгодного с определенной точки зрения и при конкретных условиях способа управления, хозяйствова­ ния или ведения деятельности.

Количественные оценки степени достижения цели в модели оптимального управления даются в виде значений целевой функции, а условия, в рамках которых функцио­ нирует система,— в виде ограничений модели.