книги из ГПНТБ / Белоногов Г.Г. Автоматизированные информационные системы

дителыюсть и вычислительную устойчивость системы. В то же время разработчик программ ЛИС главное вни­ мание будет сосредоточивать на лингвистических аспек­ тах разрабатываемых программ и на вопросе обеспече­ ния удобства общения человека-опер-атора с вычисли­

тельной системой.

Все частные системные представления взаимосвязаны. Основной задачей системотехники является синтез част­ ных системных представлений в единое целое. Модель­ ные представления являются абстрактными образами элементов системы (объектов, технических средств, ма­ тематического обеспечения). В совокупности они позво­ ляют получить достаточно полное представление о со­ здаваемой реальной автоматизированной системе.

Вся работа по проектированию автоматизированной системы представляет собой непрерывный процесс пре­ образования информации на основе оперирования с си­ стемными представлениями. Этот процесс заканчивается реализацией системы в виде технических средств, мате­ матического обеспечения и т. п. «Процесс решения про­ блем, возникающих при построении систем, является эволюционным процессом постепенного перехода от по­ становки проблемы в терминах задания к описанию ре­ ального оборудования, образующего систему, в терми­ нах физических возможностей его. Вначале основные усилия направлены на разработку математических уравнений и составление модели. Решения, полученные по уравнениям на моделях, сопоставляются с заданием. По мере прогресса в исследованиях количество реальных моделей и характеристик их возрастает, тогда как уси­ лия, затрачиваемые на математическое описание, со­ кращаются. И, наконец, экспериментальные данные, за­ меренные на действующей системе, сопоставляются с вы­ двинутыми ранее целями» [120].

В настоящее время каждое из системных представле­ ний практически формулируется на своем языке, хотя и были попытки создания многопланового языка для описания систем. Иначе говоря, в языках системных представлений, используемых при создании автоматизи­ рованных систем, существует известный произвол, что существенно затрудняет решение основных задач систе­ мотехники.

В качестве примера регламентированного языка си­ стемных представлений можно привести язык техниче­

10

ской документации для радиоэлектронной аппаратуры, в котором используются три уровня представлений одно­ го и того же устройства: блок-схема, принципиальная схема, монтажная схема [84]. При построении блок-схе­ мы используются комплектующие радиоэлектронные технологические единицы (элементы, радиодетали). Принципиальная схема предназначается для объяснения процесса функционирования устройства. В ней выделя­ ются уже не технологические, а функциональные едини­ цы, которые могут не иметь пространственно-локализо­ ванных аналогов. Таким образом, устройства могут иметь различные блок-схемы и одинаковые принципи­ альные схемы. Монтажная схема является результатом расчленения устройства в зависимости от геометрии объема, в пределах которого производится его монтаж. Все три членения в совокупности дают необходимое зна­ ние о техническом устройствё.

Анализ и синтез систем

Процесс разработки АСУ представляется целесооб­ разным разделить на два крупных этапа — два уровня, каждый из которых сопровождается своей совокупностью системных представлений. Первый уровень системных представлений связан с выделением процесса, подлежа­ щего автоматизации, и его основных элементов (назовем этот уровень исследований системным анализом), второй уровень — с процессом создания АСУ (этот уровень можно назвать системным синтезом).

Системный анализ связывается с решением таких вопросов, как определение целей и задач существующей системы (системы управления, системы информацион­ ного обслуживания и т. п.). Применительно, например, к системе управления производством, как правило, ис­ пользуются системные представления, которые опреде­ ляют энергетические, материальные и информационные процессы. Все частные системные представления нахо­ дятся во взаимной связи и без их анализа в совокупности не реализуется системный подход.

При синтезе АСУ следует учитывать, что они явля­

ются системами человеко-машинного типа. Рассмотре­ ние человека как звена автоматизированной системы является весьма сложной и самостоятельной проблемой. Поэтому в дальнейшем “в настоящей работе человек-опе­

11

ратор будет рассматриваться как внешний по отноше­ нию к системе пользователь и основное внимание будет сосредоточено на вопросах информационного сопряже­ ния человека с техническими средствами.

Указанное обстоятельство позволяет ограничиться на этапе системного синтеза представлением об АСУ как совокупности двух основных частей: технических средств и математического обеспечения. В соответствии с этим достаточно полная модель АСУ может быть построена путем синтеза двух основных групп системных представ­ лений: системных представлений, связанных с техниче­ скими средствами, и системных представлений, связан­ ных с математическим обеспечением.

В последующих главах основное внимание будет сосредоточено на изложении принципов построения ма­ тематического обеспечения АСУ и, прежде всего, мате­ матического обеспечения АИС.

Г л а в а 2 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Общая характеристика задач автоматизации процессов управления

Материально-техническая база коммунизма должна создаваться на основе ускорения темпов научно-техни­ ческого прогресса, резкого повышения как объема, так и технического уровня промышленного производства

смаксимальным использованием всех достижений науки

итехники. Важную роль здесь будет играть также авто­ матизация процессов управления. Развитие автоматизи­ рованного управления в нашей стране и за рубежом проводится в двух основных направлениях:

1)разработка новейших технических средств автома­ тизации;

2)развитие методов построения систем автоматизи­ рованного управления.

Партия и Правительство уделяют большое внимание развитию АСУ. Автоматизированные системы создаются

винтересах совершенствования управления отраслями

12

ч

Отсутствие исчерпывающих знаний о процессах управления, подлежащих автоматизации, не всегда явля­ ется препятствием к определению перечня основных за­ дач и требований, предъявляемых к АСУ. В ряде слу­ чаев можно идти по пути выявления наиболее трудоем­ ких процессов как первоочередных и являющихся базо­ выми для решения последующих задач автоматизации. В качестве примера таких первоочередных задач, под­ лежащих автоматизации в системах управления, могут быть следующие:

—технико-экономическое планирование;

—оперативное управление производством;

—планирование, учет и анализ труда и заработной

платы;

—управление материально-техническим снабжением;

—управление комплектацией и сбытом;

■— бухгалтерский учет и анализ хозяйственной дея­ тельности;

—учет и распределение кадров;

—планирование развития и размещения отрасли. Формулировка задач, подлежащих автоматизации,

зависит от конкретных условий и целей управления, по­ ставленных перед АСУ. Сложность конкретизации целей управлений связана с необходимостью глубокого изуче­ ния экономических законов, действующих в социалисти­ ческой системе хозяйства. Кроме того, необходима увяз­ ка целей управления отдельных подсистем (например, отраслевых АСУ) с соответствующими целями, стоящими перед системой в целом (например, перед автоматизиро­ ванной системой управления производством).

Использование средств автоматизации является ха­ рактерной чертой современного прогресса в технике и технологии управления. Современные АСУ представляют собой сложные человеко-машинные системы, в которых сочетается машинная переработка информации с дея­ тельностью человека-оператора. За человеком остаются, как правило, наиболее сложные, пока не поддающиеся формализации задачи, такие, например, как задача при­ нятия решения в условиях неполной информации и не­ определенности.

Разработка АСУ является комплексной системотех­ нической проблемой, охватывающей весьма широкий круг взаимосвязанных вопросов. Чтобы дать представ­ ление о характере этих вопросов, перечислим некоторые

И

из них примерно в той последовательности, в которой они решаются в ходе создания АСУ:

—определение цели автоматизации процессов управ­ ления, обоснование необходимости и возможности со­ здания АСУ;

—постановка задач, возлагаемых на АСУ, определе­ ние роли человека в системе;

—разработка основных (определяющих) требований

ксистеме;

—анализ существующей системы управления, вклю­ чающий определение потоков информации, контуров

управления, связей с другими системами;

—разработка структурной схемы АСУ;

—определение состава технических средств автома­ тизации;

—разработка принципов информационно-техническо­

го сопряжения АСУ с источниками и потребителями ин­ формации;

— разработка принципов взаимодействия человека

стехническими средствами системы;

—оценка ожидаемой эффективности и надежности

АСУ;

—разработка функциональной схемы системы и ал­ горитма функционирования АСУ;

—разработка типовых технических средств автома­ тизации, используемых в АСУ;

—разработка системы математического обеспечения

АСУ;

—разработка программ и методов испытаний АСУ, проведение испытаний;

—проведение опытной эксплуатации АСУ и обобще­ ние результатов.

Этот далеко не полный перечень вопросов обычно ре­ шается в ходе выполнения ряда этапов разработки АСУ.

Косновным этапам разработки следует отнести:

—формирование общих идей и принципов создания АСУ и разработка общих требований;

— эскизное проектирование, уточнение требований

кАСУ и подготовка технического предложения;

—техническое проектирование;

—рабочее проектирование и создание опытных об­ разцов отдельных элементов АСУ;

—изготовление, установка, отладка системы;

—испытание и опытная эксплуатация.

15

Автоматизированные информационные системы — основа автоматизации процессов управления

Функционирование любых АСУ, как правило, связано с необходимостью сбора, хранения, упорядочения и об­ работки больших объемов информации о состоянии управляемых органов. Поэтому создание автоматизиро­ ванных систем, предназначенных для автоматизации та­ кого рода процессов, является первоочередной задачей разработки любой АСУ. Автоматизированные информа­ ционные системы (АИС) уже на первом этапе развития АСУ обеспечивают решение наиболее трудоемких задач, возникающих в практике работы органов управления, в частности они позволяют автоматизировать информа­ ционно-справочную службу. В то же время, применитель­ но к потребностям развития последующих этапов, АИС обеспечивают базу для дальнейшего наращивания решае­ мых системой задач.

Определяющая роль АИС на первом этапе создания АСУ подтверждается тем обстоятельством, что решение большинства первоочередных задач автоматизации без них не может быть осуществлено. При этом в большин­ стве случаев достаточно использовать три основных кон­ тура управления:

— контур прямой и обратной оперативной информа­ ционной связи, в котором осуществляется сбор сведений от подчиненных органов управления, хранение этих све­ дений, их обновление, а также разработка сводной (обобщенной) информации об управляемом объекте и передача подчиненным органам управляющей информа­ ции;

— контур учетно-плановой информации и плановых показателей, в котором осуществляется сбор учетной информации и перспективных показателей от подчинен­ ных органов (например, от предприятий министерств) и разработка плановых показателей отрасли, подотрасли

иотдельных предприятий;

—информационно-справочный контур, в котором осуществляется подготовка информационно-справочных данных и выдача оперативной информации о состоянии производственно-хозяйственной деятельности отрасли, отраслевых управлений и отдельных предприятий на основе информации, хранящейся в управляющем органе

16

На основе АИС, кроме того, в интересах производства могут решаться дополнительно следующие задачи:

— технико-экономического планирования, которые включают перспективное и текущее планирование: раз­ работку оптимальных планов, определяющих производ­ ственно-хозяйственную деятельность, и выявление имею­ щихся производственных резервов;

— оперативного управления, включающие сбор, об­ работку и анализ оперативной информации о ходе вы­ полнения планов производства отдельными предприятия­ ми, отраслями и промышленностью в целом; доведение директивных указаний до предприятий и контроль за хо­ дом их выполнения; передачу решений по оперативной информации в подчиненные инстанции, контроль за хо­ дом их прохождения; разработку для руководства опера­ тивных документов, определяющих производственно-хо­ зяйственную деятельность;

—планирования, учета и анализа труда и заработ­ ной платы, включающие определение общего фонда за­ работной платы, анализ соотношения темпов роста про­ изводительности труда и средней заработной платы, ана­ лиз численности персонала и фонда заработной платы, анализ структуры кадров;

—управления материально-техническим снабжением, включающие определение потребности в соответствую­

щих материалах, распределение фондов по предприя­ тиям и организациям, разработку балансов; обработку и анализ статистической отчетности; контроль за расходо­ ванием материалов; контроль за реализацией фондов по предприятиям на основе данных статистической от­ четности

— управления комплектацией, включающие определе­ ние потребности в комплектующих изделиях и оборудо­ вании; разработку плана распределения выделенных фон­ дов по предприятиям и организациям, выписку нарядов и разнарядок; перераспределение фондов с учетом вы­ полнения производственных планов; контроль за обес­ печенностью материальными средствами;

— управления сбытом, обеспечивающие контроль за уровнем складских запасов готовой продукции и подго­ товку информации о выполнении плана реализации про­ дукции;

— бухгалтерского учета и анализа хозяйственной дея­ тельности, включающие сбор, обработку, анализ и увяз­

ку бухгалтерской отчетности предприятий и получение сводных показателей их финансовой и хозяйственной деятельности, а также проведение финансовых расчетов;

—учета и распределения кадров, включающие ана­ лиз профессионально-квалификационного состава кад­ ров, анализ текучести кадров и т. п. вопросы;

—планирования развития и размещения отрасли, обеспечивающие оптимальное размещение новых пред­ приятий и о£ганизаций, включая обоснование планов ка­ питального строительства, ввода мощностей и баланса капитальных вложений, а также учет конъюнктурных из­ менений в спросе на продукцию и перспективную ориен­ тацию в развитии отрасли производства.

Обобщенная структурная схема АСУ

Исходя из особенностей функционирования и назна­ чения АСУ, удобно разделить их на два основных типа: организационно-административные системы и производ­ ственно-технологические системы. Первый тип АСУ предназначен для автоматизации процессов в админи­ стративно-хозяйственной сфере управления, второй тип— для непосредственного управления технологическим обо­ рудованием на производстве.

АСУ, как правило, строятся по многоуровневому иерархическому принципу, поэтому деление элементов АСУ на управляющие и управляемые является относи­ тельным. Для характеристики основных процессов, про­ исходящих в АСУ, в общем случае целесообразно выде­ лить в них следующие три элемента (рис. 2.1):

— управляющий орган;

объект управления (орган непосредственного управления некоторым процессом);

— управляемый процесс.

Первые два элемента обычно образуют АСУ организа­ ционно-административного типа. Последние два — произ­ водственно-технологические АСУ. В ряде случаев второп элемент объект управления — может выполнять

как функции организационно-административного управ­ ления, так и функции непосредственного управления тех­ нологическим оборудованием.

Центральную часть АСУ образует управляющий ор­ ган, оснащенный электронной вычислительной машиной или комплексом ЭВМ. Процесс его функционирования

18

о

о; cs

сг.

ь.

«

Ci.

0?

а

а;

а: QJ

S'

'O

о

io

О

CN

CJ as

0-,

о*

19