Проектирование информационно-управляющих систем
Рассмотрение теоретических основ построения автоматизированных систем управления. Характеристика интегрированных систем проектирования и управления. Исследование основных системных методов проектирования информационно-управляющих систем автоматизации.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | учебное пособие |
Язык | русский |
Дата добавления | 12.08.2015 |
Размер файла | 162,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Рис. 1.9
Рис. 1.10
В случае соответствия структуры и функций подразделений документ используется для формирования какого-либо другого документа именно в том структурном подразделении, куда он передается.
Для проектирования новых схем организации и движения информации необходимы сведения о системе экономических показателей, используемых в данной подсистеме управления, об алгоритмах и формальном математическом аппарате их получения и преобразования.
Анализ системы показателей осуществляется в процессе построения структурной схемы их взаимосвязи. Схема позволяет проследить, в каком документе впервые появляется данный показатель, как он участвует в формировании производных показателей в том же документе и в какие документы он переносится. В схеме указываются алгоритмы формирования показателей. В структурной схеме взаимосвязи показателей применимы требования к движению документов. Каждый производный показатель должен образовываться в каком-то одном документе и только один раз. Во все остальные документы он переносится по мере необходимости без каких-либо дополнительных расчетных операций. Для анализа алгоритмов образования показателей следует разработать символику, представляющую показатели, признаки и операции, выполняемые над ними.
На основе данных форм обследования можно рассчитать объемы информации, циркулирующей в каждом структурном подразделении или функциональной подсистеме. Для этого по каждому документу рассчитывают средний объем алфавитно-цифровой информации. С учетом периодичности заполнения определяют суммарный объем информации по данному документу за плановый период. Просуммировав по всем документам подразделения, функциональной подсистемы или предприятия в целом, находим общий объем информации, содержащейся в документах применительно к подразделениям или подсистемам.
Результаты обследования управленческих работ и потоков информации для удобства описания и полноты анализа можно представить в виде информационных моделей. Информационная модель позволяет символически выразить технологию подготовки и маршруты движения документов, алгоритмы формирования показателей, а также взаимосвязь между всеми рабочими группами данного подразделения, подразделениями предприятия и внешней средой. Назначение модели в том, что она характеризует потоки информации, необходима для анализа документооборота, а также выбора комплекса технических средств.
Для проведения анализа материалов обследования необходимо по результатам обследования сгруппировать показатели и документы по основным классификационным свойствам, проверить полноту проведенного обследования, построить схемы формирования и информационные схемы взаимосвязи показателей, документов, задач управления и схемы движения документов.
2. Методология проектирования информационно-управляющих систем
2.1 Начальные этапы разработки
Основа методологии разработки информационно-управляющих систем (в том числе и АСУ) - учет специфических особенностей, отличающих информационную систему от технических систем, соблюдение принципа проведение разработки и внедрения на основе системного анализа.
Должно быть проведено всестороннее обследование автоматизируемой системы, выполнено ее моделирование, выявлен комплекс автоматизируемых функций, определена структура системы и ее подсистем, выбран наилучший вариант из возможных проектных решений.
На практике часто встречается локальный подход к проектированию информационно-управляющих систем. Предпроектная стадия практически игнорируется и после общего ознакомления с объектом автоматизации выбирают отдельные задачи существующей системы для решения их на ЭВМ. Организационная структура, набор и методы решения задач практически остаются неизменными. Проектирование и внедрение заключается в моделировании отдельных задач, их программировании и внедрении машинных методов расчета. Последовательно наращивая такие задачи, получают поэтапное внедрение информационно-управляющих систем. Кажущимися преимуществами такого подхода являются быстрая загрузка ЭВМ; получение в короткий срок эффекта от решения задач, который при удачном их выборе может быть достаточно ощутимым; обозримость разработки и внедрения системы; простота управления разработкой.
Однако при этом нарушается ряд основных принципов разработки информационно-управляющих систем, что приводит в конечном итоге к весьма низкой эффективности разработанной системы и самого процесса разработки - многократным переделкам, излишней загрузке ЭВМ и дублированию информации.
Одной из важнейших специфических особенностей, отличающих АСУ от технических систем, является тесная связь с внешней средой. Поэтому при разработке информационно-управляющих систем полезно выделить как самостоятельные логические этапы разработки внешнее и внутреннее проектирование. Такие аспекты проектирования в информационно-управляющих системах четко выделены и имеют, в известной степени, самостоятельное значение. Эти этапы при разработке информационно-управляющих систем выполняются специалистами различного профиля.
Внешнее проектирование формулирует цель и критерий эффективности будущей системы, выявляет ограничения. Создается и экспериментально проверяется модель системы. Определяются границы системы; фиксируются факторы внешней среды, имеющие значение для системы; определяются существенные связи, виды входных сигналов, на которые должна реагировать система; связанные с ними изменения выходных параметров. Затем следует этап выяснения взаимодействия системы с внешней средой; определения того, что и зачем будет делать система, почему она должна действовать именно так, а не иначе.
Внутреннее проектирование определяет содержание самой системы - как, какими способами и средствами будет система выполнять свои функции, кто, где и когда будет выполнять необходимые операции и процедуры.
Внешнее и внутреннее проектирование не являются самостоятельными, независимыми друг от друга этапами, они пересекаются и требуют взаимного согласования. Сначала проводится внешнее проектирование для некоторых идеальных, ничем не ограниченных внутренних возможностей системы, а затем, в первом приближении, внутреннее проектирование, выявляя при этом ограничения, не позволяющие системе функционировать так, как это требуется в результате предварительного внешнего проектирования. Согласование заключается в изменении либо требований внешнего проектирования, либо ограничений внутреннего, либо и того и другого. После такого согласования переходят к детальной, углубленной проработке вопросов внутреннего проектирования.
Важное свойство любой системы - наличие связей между ее элементами, а также между системой и ее внешней средой. Связи должны быть выявлены и изучены в существующей системе управления и определены для проектируемой. Направленность связей, как правило, от входа к выходу системы (в противном случае их называют обратными связями) позволила ввести понятие потока.
Основой любой производственной системы являются материальные потоки, которые на входе системы состоят из сырья, полуфабрикатов, комплектующих изделий и других исходных материалов. Материальный поток проходит через подразделения системы, где происходит обработка материалов, и поступает на выход системы в виде ее продукции. Выходная продукция одной системы может полностью или частично поступать на вход другой системы.
Аналогично материальному потоку можно выделить энергетический поток - тепловую и электрическую энергию; поток финансов, трудовых ресурсов и т.п. Особое значение в системах управления имеют потоки информации, или информационные потоки. Их особое значение определяется ролью информации в процессе управления. На входе системы управления в состав информационного поока входит информация о состоянии управляемого объекта, о параметрах входных потоков -- материальных, энергетических и других, а также информация о состоянии внешней среды.
Комплекс исследований, направленных на выявление общих тенденций и факторов развития системы и определение мероприятий по ее совершенствованию, называют диагностическим анализом. Эти исследования начинают с выявления и формулировки или уточнения цели и критериев эффективности системы и ее подсистем. Сформулированные цели и критерии функционирования и развития системы являются основой для программы дальнейшего диагностического анализа, которая включает в себя выявление общих тенденций развития системы; факторов, способствующих и препятствующих достижению цели; общих и специфических свойств системы; особенностей взаимодействия с внешней средой и т. п.
2.2 Организация разработки информационно-управляющих систем
Разработка информационно-управляющих систем представляет собой комплекс научно-исследовательских, проектных, инженерно-технических и организационных работ, направленных на совершенствование существующей системы управления, на базе современных методов управления и использования вычислительной техники. Совершенствование системы управления означает переход к качественно новой ступени ее развития, сопровождающийся изменением организационной структуры управления и принципов функционирования системы [9].
Для подавляющего большинства систем установлены следующие стадии их создания: предпроектная, разработки технического и рабочего проектов и ввод в эксплуатацию. В особых случаях, при разработке сложных, уникальных информационно-управляющих систем, может быть выделена стадия разработки эскизного проекта, предшествующая техническому проекту; при разработке типовых решений для экспериментальных систем может быть установлена стадия «Анализ функционирования системы».
Ход работ по созданию информационно-управляющих систем удобно представлять в виде сетевых графиков. Детальные сетевые графики разработки содержат тысячи или десятки тысяч операций; их вид определяется в значительной мере спецификой организации, для которой разрабатывается информационно-управляющая система. Рассмотрим обобщенный сетевой график укрупненных этапов разработки и внедрения системы, показанный на рис. 2.1. Этот график дает общее представление об основных этапах разработки и позволяет проследить развитие системы от начала работ по ее созданию до ввода в эксплуатацию.
Работы по созданию любой информационно-управляющей системы начинаются с предварительного ознакомления с будущей системой, позволяющего определить целесообразность создания информационно-управляющей системы для данной организации или предприятия (операция 0--1). Эту работу выполняет небольшая группа высококвалифицированных специалистов, не более 4--5 человек. В состав группы входят представители организации, для которой создается система, в дальнейшем именуемой «заказчиком», а также специалисты по созданию информационно-управляющих систем, в том числе будущий руководитель работ со стороны организации, ведущей разработку системы, в дальнейшем именуемой «разработчиком».
Рис. 2.1
На этом этапе в общем виде определяют основные цели и ограничения существующей и разрабатываемой информационно-управляющей системы, возможность повышения эффективности управления при создании информационно-управляющей системы.
По результатам работы группы принимается решение о включении работ по созданию данной информационно-управляющей системы в план министерства (для крупных предприятий), что является основанием для ее разработки.
После включения работ по созданию информационно-управляющей системы в план формируются коллективы, участвующие в разработке (операция 1--2), которые готовят технико-экономическое обоснование на разработку системы.
Организационно-техническое руководство разработкой информационно-управляющей системы со стороны разработчика осуществляет главный конструктор (в научно-исследовательских организациях) или главный инженер проекта (в специализированных проектных организациях). Анализирует и разрабатывает систему группа специалистов - инженеров-системотехников. К работам по созданию систем «разработчик» может привлекать специализированные организации, которые ответственны за качество и сроки выполнения работ перед разработчиком. Разработчик отвечает за указанные работы перед заказчиком и вышестоящими организациями.
Со стороны заказчика работы возглавляет главный инженер или заместитель руководителя организации. Руководитель должен обеспечить подготовку, обсуждение и утверждение технического задания; необходимые условия для эффективного сотрудничества разработчиков с коллективом своей организации; подготовку к внедрению и непосредственно внедрение и эксплуатацию системы.
У заказчика создается специализированное подразделение, основные функции которого:
- участие в разработке проектной документации;
- контроль хода разработки; подготовка к функционированию организации в условиях информационно-управляющей системы, в том числе обучение персонала;
- организация опытной эксплуатации и поэтапного промышленного внедрения задач и подсистем информационно-управляющей системы;
- определение фактического экономического эффекта от внедрения информационно-управляющей системы и т. п.
Для координации работ исполнителей заказчик создает специальную группу во главе с руководителем работ, в которую на правах заместителя входит главный конструктор (или главный инженер проекта). Коллектив разработчиков приступает к детальному изучению и анализу существующей системы (операция 2 - 3), выполняя внешнее проектирование. Выявляются цели, критерии эффективности, существующие ограничения для системы в целом и ее подсистем, уточняется перечень подсистем, выполняемые ими функции, решаемые задачи. Параллельно с анализом существующей системы подготавливаются решения по ее совершенствованию.
При изучении существующей системы анализируют организационную и функциональную структуры, технико-экономические характеристики; исследуют материальные потоки; потоки и состав информации между подразделениями и внутри них; методы планирования и учета.
Завершающей работой рассматриваемого этапа является разработка технического задания (ТЗ) на создание информационно-управляющей системы (операции 3-4).
ТЗ содержит описание основных целей создания системы, критерии эффективности ее функционирования, назначение и особенности организации управления. В нем указан состав и характеристики комплексов решаемых задач, информационного, программного и технического обеспечения; установлены очереди разработки и внедрения, сроки их выполнения. В отдельном разделе определяют экономическую эффективность создаваемой информационно-управляющей системы.
Техническое задание - официальный документ, определяющий требования к создаваемой системе. После экспертизы и корректировки ТЗ утверждают в установленном порядке.
Для сложных систем, не имеющих аналогов, проводят эскизное проектирование системы (операции 4-5), рассматривают варианты структурной схемы, состав и способы формирования информационного обеспечения, укрупненные схемы алгоритмов обработки данных.
Эскизный проект - документированное описание предлагаемой системы управления. Его подготовка позволяет выполнить начальные этапы проектирования, представить заказчику в удобной форме намечаемые основные проектные решения. Если принято решение о разработке эскизного проекта, он должен быть согласован и утвержден заказчиком. На стадии подготовки технического проекта решения, содержащиеся в эскизном проекте, корректируют и детализируют.
После утверждения ТЗ выделяют специализированные группы, каждая из которых ведет разработку одной или нескольких подсистем (операции 4-6). Эти группы уточняют перечень задач по функциональным подсистемам, их постановку и алгоритмизацию. Группы работают вместе с разработчиками информационной подсистемы, проводя взаимное согласование состава и характеристик входных и выходных сигналов. Отдельные группы специалистов создают разделы технического проекта, относящиеся к техническим средствам (операции 4-7) и экономической эффективности (операции 4-8). Результатом работы всех групп является технический проект (событие 9).
На этапе рабочего проектирования кроме системщиков в работе участвуют программисты и специалисты по техническим средствам. Программисты разрабатывают по системным спецификациям схемы программ и программные спецификации, затем пишут и отлаживают программы (операции 9-10); проводят связную отладку комплексов программ по задачам (операции 10-11). Рабочий проект включает в себя раздел, относящийся к техническим средствам (операции 9-10).
Системщики пишут рабочие инструкции персоналу информационно-управляющей системы (операции 9-13), одновременно ведут расчеты для раздела технического проекта по экономической эффективности системы (операции 9-14). Все эти разделы сводятся в рабочий проект (событие 11).
После официального утверждения рабочего проекта начинается ввод системы в эксплуатацию. Если технические средства были готовы ранее, то на них начинается опытная эксплуатация (операции 11-15). Если технические средства не подготовлены, то ведется их монтаж и освоение (операции 11-16). Пока система может функционировать на арендуемых технических средствах, а затем опытная эксплуатация продолжается на подготовленных средствах в соответствии с рабочим проектом (операции 16-17). В период опытной эксплуатации выявляют и корректируют недостатки предыдущих этапов разработки. В конце опытной эксплуатации окончательно отрабатывают все программы ЭВМ и инструкции персоналу, отлаживают технические средства и проверяют возможность работы информационно-управляющей системы при полной нагрузке в реальном масштабе времени.
Система передается в промышленную эксплуатацию (операции 17-18), где возможна ее частичная модернизация или решение о существенной реконструкции (операции 18-0).
2.3 Системные спецификации
Один из путей повышения качества разработки информационно-управляющей системы - формализация методов анализа и проектирования систем и предоставление результатов этих этапов в виде системных спецификаций.
Комплект документов, содержащих выполненное системщиками полное формализованное описание проектируемой информационно-управляющей системы, называют системными спецификациями. В системных спецификациях определены содержание и формы всех входных и выходных документов, содержание и форма массивов, а также все процедуры обработки данных.
Системные спецификации обеспечивают старших программистов информацией, необходимой для составления схемы комплекса программ, планирования отдельных программ, разбиения их на подпрограммы или модули, выбора языков программирования, оценки числа команд в программе, затрат времени и штата программистов для написания и отладки отдельных программ и всего комплекса в целом.
Системные спецификации в процессе подготовки требуют согласования с подразделениями организации-заказчика по содержанию и формам входных и выходных документов.
Использование системных спецификаций при анализе и проектировании АСУ позволяет:
- систематизировать данные, полученные в результате каждого этапа анализа и проектирования системы, и представить их в наглядном и удобном для дальнейшего использования виде;
- упростить и облегчить передачу результатов работы одних специалистов другим;
- повысить ответственность исполнителей за качество выполняемой работы;
- снизить вероятность пропусков и неточностей в процессе анализа и разработки системы; обеспечить взаимозаменяемость исполнителей;
- формализовать процедуру ввода исправлений и дополнений в законченные этапы с целью повышения их четкости, а также выявления и анализа причин изменений;
- облегчить контроль качества выполнения каждого этапа работы;
- упорядочить планирование и контроль сроков выполнения работ.
Подготовка спецификаций требует значительных затрат времени и труда, эффективность их использования возрастает с масштабами разработки.
В табл. 2.1 приведен пример основных этапов изучения существующей системы управления, наименования и условные обозначения бланков представления результатов работ по каждому этапу.
Первый этап изучения системы - выявление целей, организационной структуры, критериев и ограничений, существующих в действующей системе управления. Основные данные об изучаемой организации записывают на бланках описания организации (ОО). К бланку ОО прилагаются структурная схема организации (СО), таблица функций, реализуемых организацией (ТФО), и характеристика выполняемых задач (ХЗ).
Бланк ОО полезен на начальных стадиях изучения системы, когда разработчики имеют дело с новой для себя организацией. Если группа разработчиков выделена из состава самой организации и хорошо с ней знакома, то бланк ОО не заполняют.
Такое же замечание относится ко всем последующим бланкам. По существу все бланки, заполняемые на этапе изучения системы, нужны для ее анализа и подготовки предложений по созданию АСУ. Заполнение бланков вовсе не необходимый и неизбежный этап разработки. Учитывая большую трудоемкость их заполнения, следует постоянно критически оценивать степень детализации сведений, вводимых в бланки документации. С другой стороны, качественное заполнение бланков анализа облегчает подготовку бланков на стадии проектирования новой системы.
Таблица 2.1
Этапы разработки |
Документация и условные обозначения |
|
Изучение структуры, целей и ограничений существующей системы управления |
Описание организации (ОО) Структурная схема организации (СО) Таблица функций организации (ТФО) Характеристика задач организации (ХЗ) Описание функций подразделения (ОП-Ф) Описание информационных потоков подразделений (ОП-И) Структурная схема подразделения (СП) Таблица функций подразделения (ТФП) Обобщенная структурная информационно-временная схема (ОСИВС) |
|
Изучение и анализ информационных потоков и алгоритмов переработки данных в существующей системе управления |
Характеристика документов (АД-1) Описание документов (АД-2) Характеристика массивов (АМ-1) Описание массивов (АМ-2) Характеристика процедур (задач) (АП-1) Описание процедур (задач) (АП-2) Схема детального анализа процедур (АП-С) |
|
Описание результатов проектирования |
Характеристика проектируемых задач (ПХЗ) Описание проектируемых результатов (ПР) Описание проектируемых входных данных (ПВ) Описание проектируемых информационных массивов (ПМ) Описание проектируемых процедур (алгоритмов) (ПП) Схема проектируемых алгоритмов (ПБС) Описание процедур контроля достоверности данных (ПК) |
Если первоначальный анализ показывает, что некоторая процедура или документы почти наверняка не сохранятся в новой системе, то о них надо иметь лишь самые общие сведения. Если представляется целесообразным сохранить эту процедуру или документ, то их надо изучить детально и все необходимые сведения занести в соответствующие стандартные бланки.
После получения информации об организации в целом и отображения ее в бланке ОО и в схеме СО, последовательно изучают функциональные подразделения для более детального исследования реализации каждой из функций, представленных в ТФО. Результаты, полученные при исследовании подразделений, должны быть представлены в бланках описания подразделений (ОП-Ф, ОП-И). К бланкам ОП прилагают структурные схемы подразделений (СП), таблицы функций подразделений (ТФП) и обобщенную структурную информационно-временную схему (ОСИВС).
Второй этап изучение алгоритмов, реализующих функции подразделений, и детализация информационных потоков. Все эти данные выявляют с учетом результатов работы на предыдущем этапе и представляют в следующих бланках: АД - анализ документов; АМ - анализ массивов; АП - анализ процедур.
На основании информации, содержащейся в бланке ОП-И, для исследуемого подразделения следует выявить функциональное назначение каждого документа, информацию, необходимую для его подготовки, алгоритмы подготовки и последовательное использование каждого документа.
Должно быть раскрыто содержание каждого документа, способы представления элементов документов и пределы их изменения. Вся эта информация отражается на бланках АД и АП.
Изучение и анализ информационных массивов, используемых в данном подразделении, можно проводить одновременно с изучением и анализом входных и выходных документов. На основании информации, содержащейся в бланке ОП-И, для исследуемого подразделения выявляется функциональное назначение каждого информационного массива, подробное содержание массивов, особенности работы с ними и т. д. Эта информация отражается на бланках АМ.
Некоторая часть информации, содержащейся в бланках АД, АМ и АП, может быть избыточной, не использованной при проектировании новой системы управления. Поэтому руководитель разработки в каждом конкретном случае определяет необходимую степень детализации.
Информация о существующей системе управления детализируется и уточняется по мере заполнения документов. В случае каких-либо расхождений по одним и тем же показателям должно быть проведено дополнительное исследование для выявления достоверной информации. На этом же этапе должны быть проверены и окончательно заполнены графы перекрестных ссылок.
Вся информация, полученная при изучении существующей системы, содержится в указанных бланках, совокупность которых является формализованной описательной моделью существующей системы.
Совокупность содержащихся в бланках сведений позволяет:
- дать полную и недвусмысленную формулировку требований и ограничений к проектируемой АСУ;
- проанализировать эти требования и ограничения до начала процесса программирования;
- представить результаты работы специалистов по анализу и разработке систем в формализованном виде, являющемся заданием для программирования и исходным материалом для дальнейшего проектирования АСУ.
Третий этап описание результатов проектирования. Описание выполняется в ходе разработки технического проекта. В системных спецификациях этого этапа представлены все сведения, необходимые для программирования. Для проектируемой системы готовится ОСИВС, которая детализируется в виде СИВС на отдельные задачи или комплексы задач.
На бланке ПХЗ приводятся сведения о характеристиках проектируемых задач аналогично сведениям о задачах существующей системы на бланках ХЗ. Описание проектируемых результатов на бланках ПР относится к выходным документам системы. Описание проектируемых входных данных приводятся на бланках ПВ. Бланки ПМ служат для описания проектируемых информационных массивов, они аналогичны бланкам АМ. Проектируемые алгоритмы или процедуры приводятся в виде схем на бланках ПБС и описываются на бланках ПП.
Все необходимые процедуры контроля достоверности данных описывают на бланках ПК.
Кроме указанных выше преимуществ, которые дает стандартизация методов изучения, анализа и проектирования систем управления, применение данной методики и документов позволяет экономить значительную часть времени, затрачиваемого на программирование, в особенности на отладку и запуск системы в работу.
2.4 Рабочая документация по проектированию
Разработка информационно-управляющих систем и состав официальной документации регламентируются общеотраслевыми руководящими методическими материалами [30]. В настоящее время продолжают действовать стандарты, утвержденные Госкомитетом по науке и технике Совета Министров СССР, а также стандарты, введенные постановлениями Госстандарта РФ [10 -13].
Официальными рабочими документами по проектированию информационно-управляющих систем являются техническое задание, технический проект (ТП) и рабочий проект на информационно-управляющую систему.
2.4.1 Техническое задание на информационно-управляющую систему
Оно представляет собой утвержденный в установленном порядке документ, определяющий цели, требования и основные исходные данные, необходимые для разработки системы, и содержащий предварительную оценку ее экономической эффективности (ГОСТ 19675--74).
Техническое задание определяет требования к задачам информационно-управляющей системы, техническому, информационному и математическому обеспечению системы и регламентирует организацию разработки, объемы работ и затраты. При разработке ТЗ на АСУ устанавливаются очереди создания (для АСУП не более двух) и определяется перечень подсистем и задач, предусмотренных в составе каждой очереди.
Очередность разработки системы и состав очередей обуславливаются важностью принимаемого комплекса задач для данной системы, возможностью приобретения и введения в эксплуатацию необходимых технических средств соответствующего технического уровня, подготовленностью к внедрению системы, необходимостью минимизации суммарных затрат, созданием информационной базы системы, возможностью использования в последующих разработках результатов проектирования и внедрения первой очереди информационно-управляющей системы.
Техническое задание должно содержать:
- основание для разработки: постановление или приказ вышестоящей организации;
- основные положения, характеризующие функционирование системы: степень централизации управления, рекомендуемый порядок планирования и учета деятельности, особенности производственных и информационных взаимосвязей и др.;
- состав подсистем и задач с обоснованным указанием очередности их разработки и внедрения;
- предложения по улучшению существующей системы управления;
- перечень предварительно выбранных технических средств;
- намечаемый размер затрат и укрупненный расчет экономической эффективности.
2.4.2 Технический проект информационно-управляющей системы
Он представляет собой утвержденную в установленном порядке техническую документацию, содержащую общесистемные проектные решения, алгоритмы решения задач, а также оценку экономической эффективности системы и перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению (ГОСТ 19675--74).
Разработка ТП ведется на основании утвержденного ТЗ в такой последовательности: общий технический проект; технический проект первой очереди; технический проект второй очереди.
Разработка технического проекта второй очереди может проводиться независимо от степени завершенности работ по первой очереди.
В отдельных сложных случаях, когда невозможно выявить рациональные проектные решения без сопоставления вариантов, на стадии технического проекта должны прорабатываться различные варианты; однако необходимость такой проработки нескольких вариантов должна быть указана в ТЗ на информационно-управляющую систему.
Общий технический проект включает в себя разделы:
- общая структура системы с указанием подсистем и общих принципов функционирования системы;
- перечень задач, решаемых в составе каждой подсистемы, и выходные параметры задач;
- схемы документооборота между подсистемами;
- общие принципы математического обеспечения системы;
- укрупненная структура комплекса технических средств, в том числе отдела АСУ;
- важнейшие мероприятия по подготовке к внедрению системы (создание отдела АСУ), подготовка кадров, организация нормативного хозяйства);
- расчет экономической эффективности системы;
- укрупненный график разработки и внедрения системы.
Технический проект имеет следующий состав документов:
- ведомость технического проекта;
- обоснование проектных решений:
а) структуры системы, подсистем и задач, а также комплекса технических средств со ссылкой на аналогичные системы;
б) данные об установленном объеме разработки системы, источниках и объеме финансирования;
в) обзор аналогичных систем в виде сравнительной таблицы;
- уточненная смета затрат на создание системы, с учетом научно-исследовательских и проектных работ, необходимых для создания данной очереди;
- расчет экономической эффективности по официальной методике;
- характеристика данной очереди системы в целом и отдельно по каждой подсистеме. Характеристика функциональной подсистемы, содержащая перечень подразделений, охваченных подсистемой; укрупненное описание распределения функций между подразделениями и схему информационных связей между ними; увязку задач в подсистеме. Характеристика системы в целом также содержит перечень функциональных подсистем; укрупненную схему их внешних связей; перечень и характеристики документов и сообщений, образующих эти связи; схему увязки подсистем по входам и выходам;
- постановка задачи, определяющая круг объектов, для которых предназначена данная задача:
а) краткое содержание постановки задачи;
б) периодичность решения и временные ограничения;
в) связь с другими задачами;
г) необходимую оперативную, нормативно-справочную и выходную информацию;
д) алгоритм решения и контрольный пример;
- подготовка объекта к внедрению системы - документ, содержащий перечень необходимых мероприятий, исполнителей, сроки и формы завершения работ;
- организация фонда нормативно-справочной информации. В документе приводится состав справочников нормативно-справочной информации с указанием задач, для которых они используются, описание организации их создания, поддержания в рабочем состоянии и методик внесения изменений;
- система шифровки документов и отдельных параметров системы (реквизитов);
- выбор комплекса технических средств (КТС), содержащий выбор типа и расчет количества основного и вспомогательного оборудования, структуру и назначение подразделений отдела АСУ, расчет численности персонала, решения по периферийным техническим средствам, спецификации для размещения заказа на оборудование;
- технические задания на проект монтажа периферийного КТС, содержащие чертежи размещения технологического оборудования и технические условия на монтаж;
- характеристика выбранной системы математического обеспечения, содержащая описание системы и ее состав, преимущества и недостатки, технические требования на новые программы.
2.4.3 Рабочий проект информационно-управляющей системы
Он представляет собой утвержденную в установленном порядке техническую документацию, содержащую уточненные и детализированные общесистемные проектные решения, программы и инструкции по решению задач, а также уточненную оценку экономической эффективности автоматизированной системы управления и уточненный перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению (ГОСТ 19675--74).
Рабочий проект АСУ содержит следующие документы:
- ведомость документов рабочего проекта;
- обоснование дополнительных проектных решений, принятых после утверждения технического проекта и утвержденных в установленном порядке;
- уточненный расчет экономической эффективности системы по официальной методике;
- технология ввода и регистрации информации;
- формы первичных и промежуточных документов, заполняемых вручную и используемых для решения задач, с указанием маршрутов движения документов отдельно для каждой задачи;
- должностные инструкции, составляемые персонально для каждого должностного лица, участвующего в функционировании системы, с указанием действий в случае отказа технических средств АСУ;
- формы нормативно-справочной информации, инструкции по их заполнению и внесению изменений;
- альбом шифров, содержащий систему шифровки и альбом шифров;
- программы организации и ведения массивов нормативно-справочной информации, включая тип ЭВМ и необходимый комплект внешних устройств, особенности организации и ведения массивов информации, описание программ, инструкции по вводу входных документов и по эксплуатации программ, исходные тексты программ;
- рабочие программы и инструкции. По каждой задаче производится описание алгоритмов и рабочих программ, инструкции по вводу входных данных и по эксплуатации программ, а также программы и контрольный пример;
- характеристика комплекса технических средств, содержащая спецификацию оборудования, описание и техническую характеристику всех устройств, перечень стандартных процедур работы с ними, схему функциональных связей устройств, схему и чертежи их размещения, принципиальные электрические схемы связи и питания. Характеристика охватывает как оборудование вычислительного центра, диспетчерских пунктов, так и периферийные технические средства, располагаемые в производственных помещениях.
В случае необходимости в рабочий проект включается также эксплуатационная документация на новые, нестандартные устройства, разработка которых выполнялась для данной системы, а также чертежи строительной части проекта и монтажа технических средств.
3. Функциональные подсистемы АСУ
3.1 Подсистема оперативного планирования и управления основным производством
В состав АСУ могут водить разные подсистемы, которые определяются спецификой предприятия. Однако существует ряд типовых подсистем для производственных предприятий, которые рассмотрим в этом разделе.
Подсистема оперативного планирования и управления основным производством является важнейшей подсистемой АСУ. Ее основными функциями являются решение задач по планированию производства, учету и анализу хода выполнения плана всеми производственными участками и цехами и выдача достоверной оперативной информации оперативному управленческому персоналу предприятия для контроля и регулирования хода производства с целью своевременного выполнения плановых заданий.
В соответствии со стадиями процесса управления в подсистеме оперативного планирования и управления основным производством можно выделить следующие функции: планирование, учет и контроль, анализ, регулирование, нормативные расчеты.
Планирование включает решение следующих задач:
- разработка подетального плана производства;
- расчет планового объема выпуска товарной продукции на квартал и месяц;
- определение потребности в материальных, денежных, трудовых и других ресурсах, необходимых для выполнения плановых заданий;
- межцеховое календарное планирование, состоящее в согласовании по срокам выпуска изделий сборочными цехами и запуска деталей в механических и заготовительных цехах;
- внутрицеховое календарное планирование, состоящее в составлении календарных планов запуска-выпуска изделий на участках и в цехах.
Учет и контроль включают решение таких задач:
- ежедневный учет хода выполнения плана в цехах и на участках за истекший день и с нарастающим итогом с начала месяца;
- учет потерь от брака;
- учет и контроль использования рабочего оборудования;
- учет незавершенного производства.
Анализу подвергаются:
- итоги работы цехов и участков за истекший день и отклонения от плана;
- отклонения комплектности оборотных заделов от нормативов;
- использование фонда заработной платы;
- использование оборудования и определение недогруженного и дефицитного оборудования;
- использование материалов;
- обеспеченность производства ресурсами по состоянию на текущий день.
Регулирование производства включает:
- коррекцию календарных планов выпуска деталей и изделий по результатам анализа состояния производства и обеспеченности ресурсами;
- регулирование величин нормативных оборотных заделов;
- составление сменно-суточных заданий на участках и в цехах.
Нормативные расчеты включают расчеты календарно-плановых нормативов, в частности:
- нормативных опережений участков и цехов по технологическому процессу относительно сборки;
- нормативных оборотных заделов;
- экономического размера партий (для серийного производства);
- нормативного уровня страховых заделов (деталей и пр.).
Дифференциация предприятий по типу производства на массовые, крупносерийные, мелкосерийные и единичные обусловила необходимость разработки различных систем планирования и управления. Системы характеризуются разными планово-учетными единицами, степенью централизации системы планирования, а также периодами планирования, контроля и регулирования.
Методы оперативного планирования в массовом производстве основываются на централизованном подетальном планировании. Это означает, что на основе поиздельного плана предприятия определяют развернутый подетальный план для отдельных цехов и предприятия в целом. При этом система плановых расчетов является комплексной, охватывает все цеха основного производства, увязывая по срокам планы запуска-выпуска заготовительных, механических и сборочных цехов («межцеховое календарное планирование»).
Для заготовительных и механических цехов календарные планы составляются по критерию равномерной загрузки оборудования, с учетом комплектного хода сборки, а для сборочного цеха - по критерию выполнения заказов в директивные сроки (минимизация опозданий). Относительно несложный характер производства и постоянная номенклатура изделий позволяют последовательно переходить от укрупненного планирования на квартал и месяцы к оперативно-календарному планированию на короткие отрезки времени (смена, сутки) на участках с массовым и крупносерийным производством и выдаче сменных заданий на рабочие места. Основной планово-учетной единицей является деталь-операция. Применение АСУ необходимо при выполнении расчетов по годовому подетальному плану, по загрузке оборудования, ритмам работы поточных линий, календарно-плановым нормативам и т. д.
Пример структуры подсистемы оперативного управления основным производством приведен на рис. 3.1. В соответствии с выполняемыми функциями в данной подсистеме можно выделить основные комплексы - функциональные блоки планирования, учета и контроля, анализа, регулирования.
Функционирование подсистемы оперативного управления основным производством в условиях АСУ происходит следующим образом.
Из планово-экономического отдела в подсистему поступает поиздельный квартальный план выпуска в целом по предприятию. На основе этого плана рассчитывается развернутый подетальный план. Определяют потребность в сырье и материалах, производственных мощностях и трудовых ресурсах на производственную программу. Затем сравнивают требуемые ресурсы с имеющимися в наличии. При обнаружении отклонений регулируют план в соответствии с ресурсами.
Рис. 3.1
Учитывая технологические маршруты деталей и узлов, на основе поиздельного плана по предприятию определяют подетальные квартальные и месячные планы для участков и цехов.
В соответствии с планом-графиком отгрузки готовой продукции, который поступает из отдела заказов и сбыта, составляют план-график выпуска изделий сборочным цехом (цехами). По нему рассчитывают план-график запуска сборки и соответственно даты сдачи деталей и узлов на склад комплектации.
Далее на основе технологических опережений (с учетом времени межцеховых передач) рассчитывают календарные планы запуска-выпуска деталей механическими, а затем заготовительными цехами. Порядок определения цехов противоположен технологическому маршруту изделия. Календарные планы механическим и заготовительным цехам составляют по критерию равномерной загрузки оборудования при обязательном условии выполнения контрольных сроков подачи деталей на сборку. Календарные планы (графики выпуска) сборочным цехам составляют по одному из двух критериев: максимизации поступления денежных средств за продукцию, отгруженную в данном периоде; минимизации потерь из-за запаздывания в сроках отгрузки продукции относительно плана.
Ежедневно на основании накладных на сдачу продукции заготовительными цехами, а также готовой продукции сборочными цехами учитывают и контролируют ход выполнения плана всеми цехами и участками. По накладным на отпуск материалов в цеха определяют использование материалов в производстве. Наряды, поступающие в информационно-вычислительную систему из цехов, используются для организации учета с нарастающим итогом (с начала месяца) зарплаты основным производственным рабочим.
Ежедневный учет позволяет осуществлять оперативный технико-экономический анализ производства, в частности анализ хода выполнения плана, потерь от брака, использования фонда зарплаты, материалов, оборудования и т.д. Это дает возможность своевременно выявлять отклонения от плана, появление дефицитных материалов и групп оборудования, перерасход фонда зарплаты и своевременно регулировать производственный процесс, чтобы ликвидировать отклонения. Регулирование состоит в корректировке плановых заданий на следующий отрезок (интервал) планирования, изменении календарных планов, перераспределении ресурсов между цехами и участками, составлении скорректированных сменных заданий по участкам на будущий день. Шаг регулирования (Трег), т.е. интервал времени между двумя корректировками (день, пятидневка, декада), и метод регулирования определяются типом производства (массовое, серийное, единичное), а также используемой на предприятии системой планирования [14].
Информационная модель функциональной подсистемы ОУОП отражает информационные связи между входными документами, входными основными и выходными массивами при решении функциональных задач, а также внешние информационные связи подсистемы ОУОП с другими подсистемами АСУП. При разработке информационной модели, определении структуры и состава массивов информационной базы нужно обеспечить следующие принципы:
- единой информационной базы; автоматизации документооборота;
- однократного ввода информации и ее многоцелевого использования.
Все массивы информации по уровням образования, назначению и степени постоянства разделены на следующие группы:
- входные документы (документные массивы);
- массивы оперативной информации;
- массивы нормативно-справочной информации;
- промежуточные массивы;
- выходные массивы;
- выходные документы.
3.2 Подсистема материально-технического обеспечения
Подсистема материально-технического обеспечения (МТО) АСУ предназначена для повышения эффективности управления материально-техническим снабжением на производстве путем применения экономико-математических методов, вычислительной техники и организационно-технических мероприятий. Внедрение подсистемы МТО должно обеспечить совершенствование планирования, контроля и анализа материально-технического снабжения, повышение качества и сокращение сроков разработки планов материально-технического снабжения, оптимальное распределение и использование выделенных фондов, улучшение оперативного контроля состояния материальных ресурсов, своевременное выявление дефицитных и сверхнормативных материалов.
В подсистеме МТО можно выделить следующие основные функции: планирование, оперативный учет и контроль, решение оптимизационных задач, анализ, регулирование, нормативные расчеты.
Рассмотрим типовой перечень задач подсистемы МТО.
Планирование. При планировании следует производить следующие расчеты:
- потребности в материалах и комплектующих изделиях (КИ) на производственную программу в укрупненных показателях;
- специфицированной потребности в материалах и комплектующих изделиях, лимитов по цехам;
- лимитно-заборных ведомостей по материалам и комплектующим изделиям на плановый период цеху с разбивкой по складам и каждому складу с разбивкой по цехам;
- график подачи материалов комплектующих изделий на участки под календарный план;
- потребности в материалах на ремонт оборудования;
- потребности в топливе и сырье;
- потребности в материалах на ремонтно-эксплуатационные нужды.
Оперативный учет и контроль:
- учет расхода материалов заводских складов и расчет остатков;
- определение сверхнормативных и дефицитных материалов;
- учет потерь материалов от брака;
-учет отходов материалов;
- инвентаризация остатков материалов;
- выдача учетной информации о движении материалов на складах и в цехах завода;
- контроль хода выполнения плана поставок материалов и покупных комплектующих изделий.
Анализ:
- определение фактических затрат материалов и анализ их отклонений от нормативных;
- анализ обеспеченности производства материалами и комплектующими изделиями на предстоящий плановый период;
- составление сводного статистического отчета по фактическим нормам расхода, объему затрат и остатку материалов.
Оптимизационные задачи (для 2-й очереди АСУ):
- расчет оптимальных нормативов запасов материалов и комплектующих изделий на складах;
- определение оптимального уровня страховых запасов материалов;
- расчет оптимального варианта выбора поставщиков по критерию минимизации затрат на приобретение материалов и комплектующих изделий и их доставку.
Особенности функционирования подсистемы МТО следующие.
Процесс обеспечения производства необходимыми материальными ресурсами связан с выполнением большого количества трудоемких вычислительных работ, которые ведутся в следующих трех направлениях:
- плановые расчеты связаны с определением потребности предприятия в материальных ресурсах в течение года, с распределением их по кварталам; составлением заявок на необходимые предприятию материалы в групповой и специфицированной номенклатуре; установление рациональных хозяйственных связей с поставщиками;
- оперативные расчеты включают контроль выполнения договоров поставщиками по обеспечению предприятия сырьем, материалами, топливом, своевременное получение от них материальных ресурсов, хранение материальных ценностей на складах в пределах установленных норм запасов, использованием материалов в производственном процессе;
- составление разных видов статистической отчетности по движению и использованию материальных ценностей внутри предприятия.
В условиях автоматизации процессов планирования и управления материально-техническим снабжением необходимо выделить два основных направления деятельности этой службы: оперативно-хозяйственную и планово-учетную.
Оперативно-хозяйственная деятельность МТС предусматривает:
- заключение договоров с поставщиками и снабженческо-сбытовыми конторами; согласование ТУ на поставку продукции;
- выполнение оперативно-заготовительных функций по реализации фондов на материалы и комплектующие изделия для обеспечения бесперебойной работы предприятия;
- организацию складского хозяйства для приемки, хранения и отпуска материалов; организацию подачи материалов в цеха;
- поддержание уровня запасов материалов и комплектующих изделий в пределах установленных норм;
- выявление сверхнормативных и дефицитных материалов, а также принятие мер по ликвидации дефицита.
Планово-учетная деятельность включает:
- разработку годовых и квартальных планов потребности в материалах;
- составление заявок и спецификаций;
- контроль выполнения договоров с поставщиками и составление отчетности по движению и использованию материалов на предприятии;
- лимитирование снабжения цехов.
Автоматизация планирования МТО предприятия позволяет повысить оперативность и эффективность учетных операций. Повышение оперативности расчетов и их точности, возможность быстро вносить изменения в планы МТС при изменении исходных данных способствуют совершенствованию всей системы обеспечения предприятия материалами. Автоматизированная обработка данных повышает уровень научной обоснованности планов, позволяет высвободить время работников отдела снабжения, занятых трудоемкими расчетами, и сосредоточить внимание на вопросах улучшения управления материальными ресурсами предприятия.
Примерная структурно-функциональная схема подсистемы при выполнении государственных заказов показана на рис. 3.2.
В схеме подсистемы представлены задачи, взаимосвязи между задачами и внешние информационные связи подсистемы МТО с другими подсистемами АСУ и подразделениями предприятия. Все задачи подсистемы разбиты на функционально-связанные комплексы задач планирования, учета и контроля, анализа и регулирования.
...Подобные документы
Система "человек-машина" для автоматизированного сбора и обработки информации. Два вида информационных систем: информационно-справочные (пассивные) и информационно-советующие (активные). Критерии и подходы к классификации для управляющих сложных систем.
реферат [21,3 K], добавлен 27.02.2009Агентно-ориентированная программная архитектура систем обработки потоковых данных. Обеспечение гибкости и живучести программного обеспечения распределенных информационно-управляющих систем. Спецификации программных комплексов распределенной обработки.
реферат [1,1 M], добавлен 28.11.2015Концепция автоматизированного проектирования. Внедрение в практику инженерных расчетов методов машинной математики. Создание автоматизированных рабочих мест. Принцип декомпозиции при проектировании сложных конструкций, использование имитационных систем.
реферат [57,1 K], добавлен 30.08.2009Классификация информационно-управляющих систем, технологии их проектирования. Функциональное назначение модулей корпоративной ИУС, анализ современного состояния рынка в этой области, описание архитектуры. Методологии моделирования предметной области.
презентация [498,3 K], добавлен 14.10.2013Теоретические основы проектирования информационно-справочных систем. Значение информационно-справочных компонент в корпоративных информационных системах. Разработка концептуальной и инфологической модели информационно-справочной системы ГОУ НПО ПУ №33.
дипломная работа [645,4 K], добавлен 02.09.2010Жизненный цикл автоматизированных информационных систем. Основы методологии проектирования автоматизированных систем на основе CASE-технологий. Фаза анализа и планирования, построения и внедрения автоматизированной системы. Каскадная и спиральная модель.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.11.2010Основные принципы построения информационно-поисковых систем. Архитектура современных информационно-поисковых систем WWW. Принцип работы поисковых систем. Процесс поиска, информационный язык, перевод, дескриптор, критерий соответствия, индексирование.
курсовая работа [70,2 K], добавлен 10.06.2014Понятие и особенности управления информацией на современном этапе развития общества. Назначение и структура автоматизированных информационно-управляющих систем, используемых на сегодня. Новые технологии в данной отрасли и перспективы их развития.
лекция [108,2 K], добавлен 27.01.2012Изучение характеристик, классификации, функций и основных элементов экспертных систем. Исследование их структуры и отличительных особенностей от другого программного обеспечения. Описания методов проектирования и области применения экспертных систем.
реферат [38,1 K], добавлен 18.09.2013Развитие информационных систем. Современный рынок финансово-экономического прикладного программного обеспечения. Преимущества и недостатки внедрения автоматизированных информационных систем. Методы проектирования автоматизированных информационных систем.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 22.11.2015Характеристики, класификация и структура типового микропроцессора. Основные типы данных микропроцессора: непосредственные, простые и сложные. Назначение информационно-правовых систем и их виды. Принципы проектирования информационного обеспечения.
курсовая работа [112,7 K], добавлен 25.03.2015Состав, содержание и документирование работ на стадиях создания систем автоматизированного проектирования. Стандарты создания технологического оборудования, тактико-техническое задание и технико-экономическое обоснование комплекса средств автоматизации.
курсовая работа [26,9 K], добавлен 22.11.2009Характеристика сущности, назначения, функций операционных систем. Отличительные черты их эволюции. Особенности алгоритмов управления ресурсами. Современные концепции и технологии проектирования операционных систем, требования, предъявляемые к ОС XXI века.
курсовая работа [36,4 K], добавлен 08.01.2011Структурно-информационный анализ методов моделирования динамических систем. Математическое моделирование. Численные методы решения систем дифференциальных уравнений. Разработка структуры програмного комплекса для анализа динамики механических систем.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 14.05.2010Инструментальные средства проектирования интеллектуальных систем. Анализ традиционных языков программирования и представления знаний. Использование интегрированной инструментальной среды G2 для создания интеллектуальных систем реального времени.
контрольная работа [548,3 K], добавлен 18.05.2019Жизненный цикл информационных систем, методологии и технологии их проектирования. Уровень целеполагания и задач организации, классификация информационных систем. Стандарты кодирования, ошибки программирования. Уровни тестирования информационных систем.
презентация [490,2 K], добавлен 29.01.2023Сущность проектирования информационных систем как поиска способа, который удовлетворяет требованиям функциональности системы средствами имеющихся технологий с учетом заданных ограничений. Характеристика даталогического и физического проектирования.
контрольная работа [30,7 K], добавлен 30.09.2011Общее понятие об информационных системах. Информационно-справочная или информационно-поисковая система. Автоматизированная система научных исследований. Система автоматизированного проектирования. Информационная система автоматизированного управления.
реферат [16,0 K], добавлен 09.10.2014Роль информационно-справочных систем в управлении предприятием. Программное обеспечение и инструменты для разработки информационно-справочных систем. Преимущества использования программ Delphi и Access. Описание основных окон работы системы "Клиент".
дипломная работа [828,1 K], добавлен 27.02.2013Понятие, структура и классификация информационных систем. Информационно поисковые системы. Исторические предпосылки развития поисковых систем. Понятие поисковых систем. Особенности поисковых систем: структура сети, структура работы поисковых систем.
курсовая работа [81,9 K], добавлен 28.03.2005