книги из ГПНТБ / Либерман В.Б. Информационные основы автоматизации управления производством

§17. ПРЕДПОСЫЛКИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Кчислу основных предпосылок создания и функционирования автоматизированных систем управления промышленным производ­

ством могут быть отнесены следующие:

1. Повышение роли заказчиков в создании АСУ и обеспечение более рационального разделения труда между ними и разработчи­ ками систем. Как показывает практика, лишь при активном уча­ стии заказчиков в разработке АСУ достигаются внедрение новой системы в более короткие сроки и более высокий эффект. При этом взаимоотношения разработчиков систем и заказчиков должны ос­ новываться на принципах полного хозяйственного расчета.

2. Централизованное техническое обслуживание эксплуатируе­ мых в АСУ средств вычислительной, периферийной, документацион­ ной и другой организационной техники. Это позволит резко сокра­ тить многочисленный и не всегда в достаточной мере квалифициро­ ванный штат работников, занимающихся обслуживанием техниче­ ских средств АСУ; сконцентрировать квалифицированных специали­ стов в обслуживающих организациях, соответственно обеспечив, та­ ким образом, обслуживание расширяющегося парка ЭВМ и других технических средств меньшим их числом.

3. Организация централизованной разработки общего матема­ тического обеспечения. В настоящее время расходы на математиче­ ское обеспечение составляют 50—60% общей суммы затрат на АСУ. Из них значительная часть приходится на издержки по общему ма­ тематическому обеспечению (разработка программ-диспетчеров, программ-сортировки данных и др.).

Централизованная разработка общего математического обеспе­ чения позволяет ликвидировать кустарщину в этом вопросе и дуб­ лирование аналогичных работ на различных объектах, обеспечить соответствующую подготовку и переподготовку специалистов и тем самым создать необходимые предпосылки разработки общего ма­ тематического обеспечения в нужные сроки и на высоком качествен­ ном уровне.

4.Выделение на предприятиях специальных подразделений по разработке систем управления. Пока даже на многих крупных предприятиях (где в состав заводоуправления входит 15—20% об­ щего числа занятых) специальных подразделений по организации управления не существует.

Опыт некоторых предприятий таких, например, как Донецкий машиностроительный завод, где создана и успешно функционирует центральная научно-исследовательская лаборатория систем управ­ ления ЦНИЛ СУ, и ряда других показывает, что создание специа­ лизированных подразделений непосредственно на предприятиях бу­ дет способствовать ускорению работ по внедрению АСУ, а также совершенствованию управления промышленным производством.

5.Рассмотрение автоматизированных систем управления пред­ приятием как одной из частей единой государственной автоматизи­

241

рованной системы сбора и обработки информации для учета, плани­ рования и управления народным хозяйством страны. Это должно выражаться, во-первых, в выработке общей концепции функциони­ рования социалистической экономики, из которой должны вытекать основные условия формирования критериев и ограничений дея­ тельности звеньев промышленности как основы разработки кон­ кретных АСУ и их информационно-методологического обеспечения, и, во-вторых, в установлении своеобразных государственных стан­ дартов формирования будущей информационной системы страны, как условия обеспечения взаимодействия АСУ различных звеньев и отраслей промышленности.

Опыт показывает, что при разработке АСУ должно быть преду­ смотрено единство информационного, организационно-логического,, экономического, математического и технического обеспечения.

Так, в условиях создания и функционирования АСУ «Система — Львов» решается задача организации единого комплекса техниче­ ских средств, программ вычислений, экономико-математических ме­ тодов и схем выполнения работ, предназначенного для автоматиза­ ции обработки данных в системе управления предприятием. Целью системы является повышение эффективности управления за счет ин­ формационного обеспечения руководства, улучшения ритмичности работы предприятия, согласованности действий его подразделений, рационального использования имеющихся ресурсов, внедрения ме­ тодов оптимального планирования.

С помощью «АСУ — Львов» предусматривается решение по строгому графику и по специальным запросам широкого комплекса задач, позволяющих вести производство в оптимальном режиме, своевременно планировать и выполнять различные производствен­ ные и финансово-сбытовые операции.

Таким образом, автоматизированная система управления на Львовском телевизионном заводе направлена на обеспечение комп­ лексного выполнения работ по оперативному управлению производ­ ством, материально-техническому снабжению, бухгалтерскому уче­ ту и анализу хозяйственной деятельности, а также по другим функ­ циям управления производством на основе использования средств вычислительной и организационной техники. В качестве централь­ ного вычислителя применяются ЭВМ «Минск-22». В состав техни­ ческой базы входят также устройства сбора и передачи информа­ ции.

«АСУ — Львов» создается по принципу интегрированных систем обработки данных, т. е. таких систем, которые предполагают фор­ мирование единого потока необходимых и достаточных для управ­ ления производством исходных данных, являющихся общими для всех функциональных подразделений органов управления.

При интегрированной обработке любые исходные данные вво­ дятся в систему один раз и подвергаются многократной обработке уже в самой системе, где организуется их комплексное использова­ ние. Интегрированный принцип обработки позволяет обеспечить

242

взаимоувязку всех видов данных: технических, плановых, учетных, финансовых и других, а также представление каждому управляю­ щему звену этих данных в том виде, в такой форме и в такое вре­ мя, как это действительно необходимо для выполнения его функ­ ций.

Аналогичным образом ведутся работы по созданию АСУ на До­ нецком машиностроительном заводе.

На этом заводе в период разработки АСУ было сделано следую­ щее:

по организационно-логическому обеспечению: разработан пока­ затель «нормативная стоимость обработки», позволяющий одно­ значно планировать и вести учет производства как всего предприя­ тия, так и всех его подразделений; разработана методика плани­ рования объемов производства, себестоимости, рентабельности и других хозрасчетных показателей на основе единого показателя; разработаны методики материального поощрения трудящихся за выполнение хозрасчетных показателей;

по информационному обеспечению: разработаны классификато­ ры информации с соответствующими кодами и шифрами, в том чис­ ле классификаторы деталей, узлов, изделий, документации, зака­ зов, материалов, учетной информации; унифицированы формы до­ кументации, они приспособлены также для механизированного размножения; исследованы потоки информации, их источники и вы­ ходы;

по математическому обеспечению: собран большой объем стан­ дартных подпрограмм, разработаны программы для всех поставлен­ ных задач, в том числе формирование и распределение производ­ ственной программы, графики запуска-выпуска деталей и др.;

по техническому обеспечению: действует минимум технических средств, предназначенных для функционирования пускового комп­ лекса АСУ, в том числе средства вычислительной и копировальномножительной техники, а также средства диспетчеризации.

Укоренившийся подход к построению АСУ на некоторых пред­ приятиях состоит в том, что системы складываются из относитель­ но независимых хотя и взаимосвязанных между собой подсистем, каждая из которых автоматизирует функции отдельных служб пред­ приятия. Сама по себе разрабатывается подсистема оперативно­ производственного планирования и независимо от нее подсистема материально-технического снабжения, бухгалтерского учета и т. д. В отдельных министерствах разработку этих подсистем примени­ тельно к одному типу предприятия поручают даже разным органи­ зациям, полагая, что при наличии подсистем объединение их в сис­ тему особых трудностей не представит. Тем самым структура АСУ искусственно подгоняется под существующую технологию управле­ ния, что по существу затрудняет переход к более совершенным оп­ тимальным методам управления.

Такой подход является, по-видимому, отражением традицион­ ной структуры и методов управления на предприятии, когда каж­

243

дая служба заводоуправления имеет свой канал информации, как

бы свою подсистему.

Механизировать и автоматизировать эти дублирующие потоки информации нецелесообразно. Подход должен быть принципиаль­ но другим, основанным на интегрированной системе обработки дан­ ных. Возникшая непосредственно в производстве информация не должна «растекаться» по различным подсистемам, ее необходимо сразу включить в интегрированную систему управления предприя­ тием в целом.

Именно так подошли к разработке АСУ работники Вычисли­ тельного центра Сибирского отделения Академии наук СССР и Бар­ наульского радиозавода [28].

На Барнаульском радиозаводе были составлены нормативные карты на изготовляемую продукцию, в которых одновременно при­ ведены затраты материальных ресурсов, затраты труда и заработ­ ной платы по технологическим операциям и другие нормативы. Эти нормативы были перенесены на технические носители информации с учетом возможностей их корректировки и обновления. Одновре­ менно с этим были разработаны методы учета производства, поз­ волившие оперативно формировать массивы информации о факти­ ческом положении дел.

Благодаря совместной обработке этих массивов появилась воз­ можность одновременно определять потребность в материальных ресурсах, расход заработной платы и осуществлять ряд других ра­ бот независимо от того, для какого отдела заводоуправления эти работы выполнялись. Такую интегрированную систему автоматиза­ ции планово-учетных работ можно внедрить не последовательно, по отдельным подсистемам, а комплексно по цехам; она сразу ока­ зывает воздействие на все стороны работы отдельных цехов и пред­ приятия в целом.

Ниже рассмотрены основные виды обеспечения АСУ.

И н ф о р м а ц и о н н о е о б е с п е ч е н и е предусматривает разработку информационной модели и организацию информацион­ ного фонда на предприятии. Разработка информационной модели машиностроительного предприятия заключается в тщательном на­ учном исследовании реальных потоков информации, алгоритмов пе­ реработки информации и объектов автоматизации с целью совер­ шенствования информационной системы, выбора технических «средств механизации и разработки принципов автоматизированной •системы управления предприятием.

При проектировании информационной модели АСУ следует решіить следующие основные задачи:

1)разработать методологию изучения информационных пото­

ков;

2)изучить и проанализировать существующую информацион­ ную систему производства по следующим разделам:

система документооборота, маршруты его движения, рекоменда­

ции по его упрощению;

потоки, содержание, объемы и частота информации. Точки сбо­ ра, передачи и методы обработки информации;

технико-экономический анализ существующей информационной системы и оценка ее трудоемкости;

3) разработать информационную модель машиностроительного предприятия в условиях АСУ:

разработка схемы документооборота, выявление первичной, нор­ мативной и сводной информации;

определение объемов, частоты и методов переработки информа­ ции, источников и точек сбора, способов передачи информации;

технико-экономический анализ разработанной информационной системы.

Организация информационных потоков в значительной степени зависит от задач и основных направлений разработки автоматизи­ рованных систем управления производством на предприятиях.

Это положение рассмотрено на примере «АСУ — Львов». Массовое производство, для управления которым была разра­

ботана эта система, представляет собой непрерывный последова­ тельный процесс преобразования предметов труда в готовую про­ дукцию. Выход из строя любого звена в цепочке производства при­ водит к частичному или полному прекращению всего производст­ венного процесса. Основной задачей оперативного управления хо­ дом производства является динамический анализ состояния произ­ водства и выработка рекомендаций тем элементам системы, от ко­ торых в определенные моменты зависит успешное выполнение ра­ бот. Эти требования обеспечиваются путем организации функцио­ нирования системы в реальном масштабе времени, т. е. выбором такой последовательности решения задач, которая определяется со­

производства, любых его отклонениях от нормы поступают непо­ средственно в память системы. Широкий набор внешних устройств системы, принятый принцип разового оформления документов (по­ лучение одновременно с основным документом его отображения в памяти системы) позволяют принимать решения на основе реаль­ ных данных о состоянии производства.

Наиболее распространен в настоящее время следующий способ изучения потоков информации: построение схем документооборота и схем движения информации от первичных элементов через про­ межуточные этапы к сводной, комплексной системе. Такие схемы должны дать наглядное представление о формах, точках возникно­ вения, движении, функциональных связях и действительной ценно­ сти информации.

Но следует отметить, что методологически способы построения таких схем и их анализа разработаны недостаточно. Большинство научно-исследовательских институтов применяют специальные кар­

245

ты обследования документов, в которые по специальной форме за­ носятся данные о документах, их функциях, месте возникновения и рассылки, способе получения и т. п. На основании таких карт стро­ ится существующая схема документооборота, а затем анализирует­ ся на предмет ее совершенствования и механизации. Такую работу проводит сейчас, например, Вычислительный центр Донецкого от­ деления АН УССР, который пытается сразу охватить весь доку­ ментооборот предприятия (более 500 документов). Предполагает­ ся разработать алгоритмы образования каждого документа и всей схемы в целом, а затем с помощью программ на ЭВМ составить схему потоков информации и разработать (математическими мето­ дами) машинизированную схему документооборота.

Вследствие большого количества документов, сложной схемы их движения и отсутствия в настоящее время математических методов решения таких задач для выполнения этой работы потребуется не­ сколько лет. Но на основании карты документооборота по каждому отдельному документу можно выявить возможность совершенство­ вания организации его получения и работы с ним.

Так, в лаборатории НОТ Всесоюзного научно-исследовательско­ го конструкторско-технологического института подшипниковой про­ мышленности было исследовано движение документов по замене норм в отделе сбыта, и в результате предложена новая схема доку­ ментооборота, при использовании которой уменьшились сроки раз­ работки документов и трудоемкость их составления.

Такая методика позволяет поэтапно совершенствовать докумен­ тооборот, но при этом выбор направления исследований довольно произволен и не дает полной картины для комплексного совершен­ ствования информационной системы.

Ниже предлагается методика, отличающаяся от приведенных выше двух основных направлений.

По функциональному назначению информацию можно разде­ лить на несколько потоков, каждый из которых будет охватывать определенные службы, исполнителей и круг документов.

На машиностроительном предприятии можно различать доку­ ментооборот, связанный с такими работами:

проектно-конструкторской подготовкой; технологией производства и трудовыми ресурсами;

материально-техническим обеспечением (МІО) и материальны­ ми ресурсами;

технико-экономическим планированием производства и опера­ тивным управлением ходом производства;

энергетическими ресурсами и управлением ими; распределением и подготовкой кадров; финансами и сбытом.

Как правило, эти потоки отражают все службы производства и охватывают все виды информации: плановой, командной, учетной, корректирующей и отчетной.

Разработка каждой отдельно взятой схемы существующего до­

246

кументооборота может быть сравнительно несложной, если отдель­ ные участки работы поручить соответствующим специалистам. На­ пример, бухгалтерский учет материалов поручить материальной бухгалтерии, документы обеспечения материалами — отделу снаб­ жения. При этом построение действующей схемы не требует мето­ дов алгоритмизации информации на ЭВМ, в то же время она будет достаточно глубокой и полной. В ней могут быть учтены не только готовые документы, но и процессы их получения, логические свя­ зи с другими документами, что трудно получить через карты опро­ са или им подобные методы исследования, проводимые посторонни­ ми организациями. При этом появляется возможность проследить все превращения информации, начиная от первичной, и движение

документации.

Анализ действующей сети документооборота и движения инфор­ мации служит одной из основ для разработки подсистем АСУ. Эта сеть определяет функциональное назначение информации, потреб­ ность в ней различных подразделений производства, состав, объем и частоту движения информации.

Второй основой для разработки подсистем АСУ является зна­ ние возможностей вычислительной техники, методов рационального ее использования, возможностей алгоритмизации отдельных задач и др. Для этой работы требуется знание функционального назначе­ ния информации и методов машинной переработки информации.

Информационная модель, действующая в условиях АСУ, может быть построена после выработки основных положений механизации и автоматизации каждого функционального информационного раз­ дела.

Таким образом, исследование информационной модели должно обеспечить оптимальную структуру автоматизированной системы управления, минимальные затраты человеческого труда в процес­ се действия АСУ.

Разработка информационной модели предусматривает органи­ зацию информационного фонда на предприятии. С расширением масштабов и увеличением темпов производства потребность в ин­ формации для управления резко возрастает. Повышаются и требо­ вания, предъявляемые к информации. Созданные на предприятиях системы нормативного хозяйства оказываются уже недостаточны­ ми. В новых условиях ставится вопрос об организации комплекс­ ных информационных систем с включением в них всей документа­ ции, кодов и носителей информации, охватывающих круг показате­ лей, необходимых для управления предприятием. Новым качеством комплексных информационных систем и их составной части (ин­ формационного фонда) является то, что они должны иметь непо­ средственную связь с системами управления производством эконо­ мического района, отрасли, а через их посредство — и промышлен­ ностью в целом. Под информационным фондом следует понимать всю совокупность данных, зафиксированных в соответствующих до­ кументах или в других носителях информации и подлежащих сбору,

247

передаче и обработке с целью получения результатной информации для выработки управляющих воздействий.

Одним из основных составных элементов информационного фонда являются массивы информации, содержание которых зави­ сит от типа и характера производства, а также от подхода к проек­ тированию АСУ. Так, при создании «АСУ — Барнаул» использова­ лись три группы массивов информации. Первая группа массивов содержит данные о нормативах (нормативы предметов труда, при­ меняемости деталей в изделиях и т. д.). Ко второй группе относят­ ся массивы, которые создаются в процессе планирования и обнов­ ляются в процессе управления. Они включают данные о директив­ ных планах выпуска продукции, о подетальных планах производ­ ства и материально-технического снабжения, ряд планируемых эко­ номических показателей, входящих в техпромфинплан предприятия,

идр.

Ктретьей группе массивов информации относятся учетные дан­

ные фактического состояния производства. В этих массивах фикси­ руются показатели, отражающие результаты производства, состоя­ ние незавершенного производства, расход материальных и трудо­ вых ресурсов, распределение фонда заработной платы и др.

Организация массивов информации осуществлялась с учетом следующих требований: возможности решения всего комплекса за­ дач системы; удобного и быстрого доступа к информации; мини­ мального объема памяти ЭВМ для хранения данных; возможности быстрого обновления массивов; минимальных затрат машинного времени при решении задач; обеспечения достоверности и надеж­ ности информации. Вместе с тем следует отметить, что принцип соз­ дания информационных массивов в «АСУ — Барнаул» не соответ­ ствует методам организации блоков информации, так как оператив­ ные массивы здесь обособлены.

О р г а н и з а ц и о н н о - л о г и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е АСУ предусматривает создание таких условий, которые позволили бы оп­ ределить ширину и глубину охвата системой различных сторон уп­ равления производством на каждом из этапов разработки и внед­ рения проектов. При этом следует решить следующие основные во­ просы.

1. Расчеты перспективного и годового плана на ЭВМ с исполь­ зованием действующих нормативов. Расчеты необходимо проводить по различным критериям оптимальности, обеспечивающим макси­ мальную прибыль и получение максимального товарного выпуска. При расчетах по любому из критериев должна проверяться загруз­ ка лимитирующих видов оборудования.

2.Оптимальное распределение принятого варианта плана по кварталам и месяцам как в целом по заводу, так и в разрезе каж­ дого производственного цеха.

3.Внедрение системы оперативного планирования и учета про­ изводства в основных цехах на основе действующих подетально­ операционных нормативов. Здесь решаются следующие вопросы:

248

расчет подетальных месячных планов производства с определе­ нием .очередности и расчетных сроков запуска-выпуска узлов, дета­ лей и деталеопераций с доведением плана до каждого участка и ра­ бочего места или группы взаимозаменяемых рабочих мест;

максимальное увеличение партионности запуска деталей в про­ изводство;

расчет плана по методу скользящего планирования; учет незавершенного производства при расчете плана каждого

следующего периода.

4. Комплексный автоматизированный учет хода производства с

При этом для каждого исполнителя и звена управления выдают­ ся .'данные, непосредственно им необходимые для принятия опреде­ ленных решений: рабочему по заработной плате и проценту выра­ ботки норм; руководителям (от мастера до директора завода) — по соответствующему подразделению о выполнении плана по вы­ пуску товарной продукции, валовой продукции, прибыли, рента­ бельности; данные об использовании фонда заработной платы, о по­ терях от брака, простоях оборудования, непроизводительных рас­ ходах и др. Кроме того, ежедневный расчет и выдача в удобном для использования в виде информации о выполненных позициях, степени готовности заказов, о случаях неправильного оформления работ.

Система должна обеспечить возможность ведения контроля и регулирования производства по отклонениям от расчетных графи­ ков.

5. Внедрение системы диспетчирования в механических цехах на базе применения автоматизированных устройств сбора и регист­ рации информации с тем, чтобы начальник или диспетчер смены мог следить за ходом производства и регулировать его, находясь на цеховом диспетчерском пункте.

Главный диспетчерский пульт завода должен обеспечить актив­ ный контроль за ходом производства за счет использования еже­ дневно поступающей информации о сдаче позиций, готовности за­ казов, выявлении позиций с критическим отставанием, основных технико-экономических показателей цехов и завода за сутки и с на­ чала месяца и синхронно поступающей с цеховых диспетчерских пунктов информации о работе оборудования.

Разветвленная сеть диспетчерской телефонной, телеграфной и фототелеграфной связи, установки промышленного телевидения также должна способствовать оперативному влиянию диспетчера на ход производства на заводе.

6. Ведение технической подготовки, производства, отвечающей требованиям АСУ. Эта работа является важнейшим звеном нор­ мального функционирования АСУ на последующих этапах развития

и рационального использования технических средств. В первую очередь должны быть решены следующие вопросы:

разработка системы ведения технической документации (СВД); разработка алгоритмов и программы получения конструкторскотехнологических документов и различных синтетических сведений,

нормативов и первичной информации; получение нормативов на машинных носителях по всей номен­

клатуре завода; создание математического обеспечения для перехода от поза­

казных нормативов к подетальным согласно СВД.

7. Разработка системы материально-технического обеспечения по запуску и внедрению отдельных разделов системы.

Ввыборе организационно-логической модели управления произ­ водством особо важную роль играет сам метод организации.

Большое значение при разработке АСУ имеет ее экономическое обеспечение, т. е. выбор метода планирования производства.

Вмашиностроении широко известен ряд методов оперативного планирования. Большую популярность получила Новочеркасская система планирования, известна система «Р — Г» Горьковского за­ вода фрезерных станков, а также и многие модификации этих сис­ тем с применением вычислительной техники; в ряде изданий осве­ щался опыт работ по оперативному планированию Ижорского за­

вода им. Жданова и др.

Изучение опыта, анализ и исследования показывают, что прин­ ципиальной базой для решения всех основных задач управления является метод скользящего планирования.

Его суть заключается в следующем: метод непрерывного пла­ нирования направлен на бесперебойное осуществление производст­ венной деятельности (отрасли, предприятия, цеха, участка, рабо­ чих мест) с учетом состояния производства в каждом периодиче­ ски изменяющемся предстоящем календарном периоде.

Этот метод применим прежде всего (в условиях производствен­ ного планирования) в мелкосерийном и индивидуальном производ­ ствах с большой номенклатурой изделий и различной длительно­ стью производственного цикла.

Метод скользящего планирования характерен универсальностью и мобильностью, причем очень эффективен на всех этапах хозяйст­ венной деятельности.

На Донецком машиностроительном заводе этот метод приме­ няется уже несколько лет для планирования продукции заготови­ тельных и механосборочных цехов. Являясь непосредственно орга­ низующим началом, этот метод наиболее эффективен при использо­ вании вычислительной техники.

Метод скользящего планирования в разрезе отрасли начинает принимать широкое распространение за рубежом.

«Природа непрерывно изменяющегося процесса общественного воспроизводства не знает границ времени или календарных сроков, но требует объективного и непрерывного планирования» [29].

2§0