Лекция 11. Модели управления и структура асуп

В практике управления очень редко модели удается полезно исполь­зовать вне автоматизированной системы управления производством (АСУП). Вместе с тем особенности экономических, семантических и синтактичес­ких моделей, вытекающие из того факта, что они описывают один и тот же объект на разных уровнях абстрагирования от его специфики и поэтому неаддитивны, во многом определяют порядок конструирования и взаимосогласования моделей в единой системе управления. Естественно, что и структура АСУ должна быть внутренне согласована с закономерностями модель­ного описания объекта.

Автоматизированной системой управления производством (АСУП) называют человеко-машинную систему, предназначенную для управления про­изводством и обеспечивающую выработку и анализ оптимальных или близ­ких к ним решений на основе интеграции обработки данных с помощью электронной техники.

Как явствует из определения, для отнесения системы управления к автоматизированным необходимо, чтобы выполнялись следующие четыре ус­ловия:

Во-первых, обработка данных должна быть интегрированной. Инте­грированной называется такая система обработки данных, которая позво­ляет получать необходимую для принятия решения информацию посредством однократного в каждый период времени сбора минимума исходных данных.

В основу организации ИСОД положено разделение всех операций на творческие, связанные с выбором решения, и рутинные процессы перера­ботки информации. Последние в силу простоты и однозначности преобразований ими предусматриваемых сравнительно легко формализуются. С целью максимально возможной автоматизации этих операция их выполнение централизуется в рамках информационно-вычислительного центра (ИВЦ). Тая же организуется единое нормативно-справочное хозяйство предприя­тия.

Такая организация обработки данных имеет довольно очевидные пре­имущества. Она позволяет ликвидировать дублирование потоков исходной информации, имеющееся в настоящее время, когда каждое функциональное управленческое подразделение организует сбор и обработку информации, а также нормативную базу самостоятельно. Это позволяет устранить раз­нохарактерность и противоречивость исходной информации, используемой для принятия решения в различных подразделениях. И, как следствие, снижаются дополнительные затраты на координацию усилий управленческих звеньев и уменьшаются потери в производстве от плохой согласованности принимаемых решений.

Однако централизация обработки данных и специализация работников на выполнение определенных операций имеет и свои отрицательные послед­ствия, которые очень часто остаются без внимания. Специфика управленческого труда такова, что человек, выполняя даже самые рутинные операции по переработке информации, одновременно усваивает полученную информацию, продумывает варианты возможных решений, их экономические последствия и т.д. То есть рутинные операции осуществляются в значительной степени параллельно с творческими процессами в управлении. Поэтому разделение рутинных и творческих операций очень часто ведет к возрастанию их суммарной трудоемкости, которое далеко не всегда окупается за счет меньшей стоимости труда работников, специализируемых на простейших операциях обработки данных. Это также сопровождается увели­чением длительности цикла обработки информации.

Именно этим объясняется, что в условиях традиционных ручных ме­тодов обработки информации ИСОД не нашла применения. Все попытки ор­ганизовать что-нибудь подобное неизбежно заканчивались провалом, хо­тя в принципе ИСОД и может быть реализована без применения электронной техники. С другой стороны, построить успешно функционирующую электронную систему обработки данных (ЭСОД), не основанную на принци­пе интеграции, невозможно. Иными словами можно утверждать, что экономически эффективная ИСОД обязательно и ЭСОД тоже. И наоборот. Поэтому при всем терминологическом отличии их друг от друга в прак­тике под ИСОД и ЭСОД часто подразумеваются идентичные системы.

Во-вторых, обработка информации должна вестись преимущественно с помощью электронной техники.

В-третьих, должна обеспечиваться оптимизация принимаемых решений, что предусматривает построение формализованных экономических моделей для принятия решений на основании количественного сравнения экономических последствий возможных стратегий (вариантов, планов и т.д.) для большей части основных задач управления.

В-четвертых, выработка возможных вариантов планов и при­нятие решения должны осуществляться с помощью ЭВМ, и роль последней в этом должна быть существенной.

Такое определение АСУП представляется более удачным, чем опреде­ление общеотраслевых руководящих методических материалов по созданию АСУП (ОРММ-86), по которому любая механизация управления, любые приме­нения ЭВМ могут толковаться как создание АСУП.

Одновременно предложенное определение достаточно гибко. В соот­ветствии с ним к АСУП могут быть отнесены самые различные системы, раз­ного уровня качества и совершенства.

В рамках данного определения степень развитости АСУП, степень автоматизированности управления производством на предприятии ставится в зависимость от полноты охвата задач выбора решения. Чем больше удельный вес задач, решаемых с помощью ЭВМ, тем более развита АСУП, тем выше уровень автоматизации управления на предприятии. Включение требова­ния оптимизации решений в обязательные для АСУП тесно связано с воп­росом эффективности последних. Существует довольно распространенное мнение, что внедрение АСУП должно вызывать и вызывает сокращение численности управленческого аппарата, и что именно оно является основным источником эффективности АСУП. Сейчас, когда имеется значительный опыт автоматизации управления в производстве как в нашей стране, так и за рубежом, со всей определенностью можно утверждать, что внедрение АСУП не приводит к сокращения численности персонала. Формализация процедур в рамках АСУП требует и формального представления всей информации, необходимой для их выполнения. Это в свою очередь вызывает значительней рост потоков формальной информации (документопотоков и т.п.) в системе. При этом трудоемкость обработки информации возрастает настолько, что даже применение быстродействующих ЭВМ эта не всегда обеспечивает сокращение ручного труда, потому что информационное обслуживание последних также свезено с большими затратами ручного труда. Как правило, наблюдается даже некоторое увеличение численности сотрудников аппарата управления за счет специалистов по созданию и эксплуатации АСУП. Поэтому основная доля экономического эффекта от АСУП будет получена не в управляющей, а в управляемой системе, в производстве за счет повышения качества принимаемых решений, т.е. оптимизации.

Выделение подсистем в АСУП и, следовательно, рассмотрение структуры системы в зависимости от практических целей проводят в 2-х аспектах. С точки зрения элементов системы управления, любая АСУП делится на три большие подсистемы: технического, кадрового и модельного обеспечения.

Техническая система представляет собой совокупность средств сбора, передачи и обработки информации, связанных друг с другом единым информационно-вычислительным процессом и сочетающихся между собой в его рамках по производительности и пропускной способности. Это взаимное пропорциональное сочетание весьма существенно, так как именно оно делает из множества разнохарактерного оборудования единую техническую систему.

Система кадрового обеспечения представляет из себя совокупность людей, участвующих в процессе управления, количественные и качественные пропорции отдельных видов труда, их взаимосвязи в процессе функционирования АСУП.

Система модельного (научного, логико-оперативного) обеспечения - это комплекс моделей объекта управления. Раньше было показано, что полное описание объекта должно быть выполнено непременно на трех уровнях: прагматическом (в нашем случае экономическом), семантическом и синтактическом. Соответственно и система модельного обеспечения делится на три автономные подсистемы: подсистемы экономических, семантических и синтактических моделей.

Подсистема экономических моделей - это комплекс моделей выбора решений в управлении производством и дескриптивных моделей экономических оценок, связывающих управляющие параметры с экономическими характеристиками управляемого объекта.

Подсистема семантических моделей есть комплекс моделей, описывающих движение потоков информации в процессе управления, благодаря чему с их помощью удается вскрыть информационные взаимосвязи отдельных задач и подразделений управления, а также закономерности инфор­мационного отображения материальных процессов в производстве.

Комплекс семантических моделей, язык системы и нормативно-спра­вочное хозяйство образуют в совокупности подсистему информационного обеспечения АСУП.

Подсистема синтактических моделей, чаще называемая подсистемой математического обеспечения, представляет собой совокупность алгорит­мов и машинных программ переработки информации с помощью ЭЕМ. Это модели, посредством которых реализуются экономические и семантические модели управления производством. Они как бы "переводят" модели на ма­шинной язык, обеспечивая им необходимую вычислительную строгость и детализацию, одновременно согласовывая требования для получения ре­зультата, заданные в экономической и семантической модели с возмож­ностями ЭВМ или другой информационной техники.

При таком подходе к выделению подсистем в АСУП модель расчета оптимальных норм производственных запасов, модель календарно-объемного плана цеха, модель прогнозирова­ния потерь из-за дефицита материальных ресурсов и т.п. будут относить­ся к подсистеме экономических моделей. Сетевой график разработки финансового плана, схема подготовки исходной информации для календарно-объемного плана, блок-схема составления отчета об отгрузке продукции за месяц и т.п. - все это структурные элементы подсистемы семантичес­ких моделей. Подсистема же синтактических моделей может включать, на­пример, программу условной оптимизации методом Лагранжа, программу внесения изменений в нормативные массивы, программу построения опти­мальной классификации объектов и т.д.

Для этого подхода характерно рассмотрение АСУП, состоящей из ра­ботников, техники и определенной технологии информационного процесса, обеспечивающей функционирование человеческого и машинного элементов в качестве единой системы.

Вторым подходом к выделению подсистемы в АСУП является функциональный, в соответствии с которым подсистемы вычисляются по функциям управления производством.

Естественно, что каждая функциональная подсистема включает в себя все подсистемы обеспечения: модельного, технического и кадро­вого.

Разработка и внедрение АСУП обычно осуществляется в четыре этапа:

• предпроектное обследование и разработка технического задания;

• разработка технического проекта;

• разработка рабочего проекта;

• внедрение.

1. Создание АСУП невозможно без детального ознакомления с сущест­вующей практикой организации управления и спецификой производствен­ного процесса предприятия. Для этой цели проводится предпроектное обследование объекта автоматизации.

2. Проведенный анализ служит основанием для разработки техническо­го задания на проектирование АСУП. Техническим заданием определяет­ся укрупненная структура АСУП, в виде перечня функциональных подсис­тем, состава задач, решаемых каждой на них, важнейших информационных взаимосвязей задач, требований, предъявляемых ко всем видам обеспе­чения. Кроме того техническое задание должно содержать обоснование очередности внедрения задач, ориентировочную потребность в техничес­ких средствах, ожидаемые затраты и экономические показатели, которые будут достигнуты в результате создания АСУП, перечень и краткую характеристику научно-исследовательских работ, если они не­обходимы на последующих этапах проектирования системы.

Одновременно с разработкой технического задания создается план подготовки предприятия к переходу на автоматизированное управление. В нем устанавливаются конкретные исполнители и сроки внедрения орга­низационно-технических мероприятий по совершенствованию управления, намеченных на стадии предпроектного обследования. Важнейшей состав­ной частью его является план подготовки специалистов по эксплуата­ции АСУП и переподготовки работников аппарата управления. Этот план практически должен координировать всю работу по созданию подсистем кадрового обеспечения АСУП. В дальнейшем в процессе реализации и по мере разработки проекта системы в него вносятся необходимые изменения и дополнения.

3. На следующем этапе создания АСУП - этапе разработки технического проекта - в основном заканчивается формирование структуры системы. Окончательно устанавливается состав решаемых задач, осуществ­ляется их постановка, т.е. построение формализованной экономической модели задачи. По каждой задаче определяется состав и объем входной и выходной информации, а также периодичность ее решения на ЭВМ. Этим завершается формирование подсистемы экономических моделей АСУП.

В рамках технологического проекта в общих чертах определяется и подсистема семантических моделей. Конструируются три комплекса се­мантических моделей.

Первый комплекс включает в себя модели информационных взаимо­связей задач (экономических моделей) управления. При его посредстве устанавливается, откуда, в результате решения какой задачи получает­ся исходная информация данной экономической модели и где, в каких еще моделях (задачах) используется ее выходная информация.

Второй комплекс семантических моделей характеризует информационные взаимосвязи документов и массивов. Модели этого комплекса описывают процедуры и источники формирования всех основных документов, регулярно обрабатывающихся в системе. В настоящее время методы ана­лиза документооборота и построение подобных моделей хорошо разрабо­таны. Существуют специальные модели и программы для выявления указанных зависимостей с помощью ЭВМ.

Третий комплекс охватывает модели информационных взаимосвязей подразделений, руководителей и отдельных исполнителей, т.е. всех структурных элементов системы управления.

Названные комплексы семантических моделей не независимы друг от друга. Это и понятно, модели, их составляющие, описывают одну и ту же систему управления, только с разной степенью подробности и с разных точек зрения. Значимость этих комплексов также неодинакова. Ведущим, важнейшим, все в основном определяющим является комплекс моделей вза­имосвязи задач управления. Комплекс информационной взаимосвязи докумен­тов состоит из более подробных, но зато и более узких по охвату реаль­ности моделей. Он строится на основе детализации моделей взаимосвязи задач и привязки последних, к имеющимся и проектируемым формам докумен­тов и другим носителям информации. Модели информационной взаимосвязи подразделений, наоборот, являются более укрупненными, чем модели взаимосвязи задач. При их посредстве по сути дела отражается то пере­распределение функций и задач, которое произойдет при внедрении спро­ектированного процесса управления. С их помощью выявляется объектив­ная необходимость тех структурных изменений, которые следует осущест­вить при внедрении новой системы.

Технический проект в общих чертах определяет и структуру подсис­темы синтактических моделей (программно-математического обеспечения) АСУП. Выбираются алгоритмы из известных в литературе для решения ос­новных задач. Устанавливается перечень задач, для решения которых не­обходимо разрабатывать оригинальные алгоритмы и программы. Намечаются области применения и широта использования стандартных программ из программного обеспечения ЭВМ Понятно, что этому должен предшествовать выбор типов и расчет необходимого количества вычислительных машин и других устройств по сбору, передаче и обработке информации. Методика такого расчета подробно рассматривается ниже.

Продолжением и развитием технического проекта является рабочий проект. Он включает комплекс программ вычислений с рабочими инструк­циями, технологию формирования и поддержания в рабочем состоянии нормативно-справочной информации, систему шифровки и альбомы шифров, характеристику технической системы АСУП, должностные инструкции для всех работников, обеспечивающих функционирование АСУП.

Однако, как показала практика, последовательная разработка сна­чала технического, а потом рабочего проекта обладает весьма существенными недостатками. Даже такое краткое ознакомление с АСУП дает представление о том, что для выполнения работ по различием этапам требуется различный по специальности и классификации состав работни­ков. Так для проектного обследования требуются преимущественно специалисты по анализу потоков информации и документооборота на предпри­ятии. Основная нагрузка по разработке технического проекта ложится на экономистов-постановщиков задач, а при рабочем проектировании - на ма­тематиков и программистов. Если выполнять проектирование АСУП строго поэтапно, это вызовет значительную недогрузку работников тех или иных специальностей в отдельные временные промежутки.

Поэтому на практике рабочее и техническое проектирование, а так­же внедрение АСУП ведут параллельно. Для этого из всей системы выделяют группу взаимосвязанных задач, как правило, тех, которые можно внедрить на данном предприятии наиболее бистро. Эти задачи объединя­ют в так называемый пусковой комплекс. Техническое проектирование АСУП осуществляется по пусковому комплексу в первую очередь. Продол­жая разработку технического проекта всей системы, приступают к соз­данию рабочего проекта пускового комплекса.

Завершив рабочее проектирование пускового комплекса, сразу же переходят к его внедрению, продолжая разработку рабочего проекта по этапам развития системы. Такая организация работ сокращает общий срок разработки АСУП на 1-1,5 года, что ускоряет оборачиваемость средств, вложенных в исследования, сни­жает затраты на создание АСУП, повышает эффект за счет более раннего внедрения системы.