Проектирование информационно-управляющих систем

Входные документы системы:

- проект поиздельного плана производства на будущий год (Д1);

- фактический расход материалов за прошедший год (Д2);

- фонд на материалы текущего года (ДЗ);

- сводный план научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (Д4);

- требования на отпуск материалов в цеха (Д5);

- приходные ордера о поступлении материалов и комплектующих изделий от поставщиков (Д6);

Рис. 3.2

- план поставок материалов и комплектующих изделий на текущий квартал (Д7);

- подетальные цеховые планы (Д8);

- планы-графики запуска-выпуска деталей и узлов (Д9);

- акты о браке (Д10).

Планирование. Годовое планирование производят на основании проекта плана производства на будущий год и массивов нормативно-справочной информации (НСИ). Определяют плановую потребность в материалах и комплектующих изделиях на производственную программу (табуляграмма Т1).

Далее рассчитывают (с учетом действующих нормативов) потребность в материалах и комплектующих изделиях на ремонтно-эксплуатационные нужды, на вспомогательное производство, на НИР и ОКР, инструмент, а также незавершенное производство. Определяют потребность в материалах и комплектующих изделиях на будущий год с учетом всех нужд, а также необходимости создания переходящего запаса материалов. В результате решения этой задачи составляют план-заявку годовой потребности в материалах (Т2).

Министерство, рассмотрев и проанализировав план-заявку, высылает на завод фондовое извещение о фактически выделенных фондах на материалы, которое служит основой для последующих расчетов. Отдел МТС на основе скорректированного годового плана поставок разбивает его по кварталам и составляет квартальные планы потребности в материалах и комплектующих изделиях в специфицированной номенклатуре. Затем заключаются договора с поставщиками на поставку материалов и комплектующих изделий.

Текущее (месячное) планирование. Текущее внутризаводское планирование заключается в расчете плановой потребности цехов в материалах и комплектующих изделиях в будущем месяце. Эту задачу решают на основе цеховых подетальных планов и соответствующей нормативно-справочной информации. В результате расчетов составляются лимитно-заборные ведомости (или лимитные карты) на отпуск материалов в цех (ТЗ): каждому цеху относительно складов и каждому складу относительно цехов. Для складов комплектующих изделий и полуфабрикатов на основе планов-графиков сборки рассчитываются графики подачи комплектующих изделий в сборочные цеха.

Оперативный учет и контроль. В условиях АСУ появляется возможность наладить оперативный учет движения материалов по предприятию и контроль состояния запасов на складах. Поступление материалов и комплектующие изделия (КИ) на заводские склады от поставщиков учитывается с помощью приходных ордеров (Д6), которые составляются на каждую прибывшую поставку. Сопоставляя эту информацию с планом поставок (Д7), осуществляют контроль хода выполнения плана поставок. Ежедневный отпуск материалов в цеха осуществляется с помощью требований (Д5). Эти документы оперативного учета позволяют решать задачу 10 «Расчет расхода материалов с заводских складов и остатков запасов». Потери материалов от брака учитываются в актах о браке (Д10), в результате решения выдается Т5.

Анализ и регулирование. Данные оперативного учета движения материалов позволяют производить анализ, в результате которого контролируется уровень обеспеченности производства материалами и КИ, выявляются дефицитные материалы. Эта информация (Т6) используется аппаратом отдела МТС для принятия своевременных оперативных хозяйственных решений и регулирования процессов снабжения. В итоге анализа рассчитываются фактические затраты материалов на производство, выявляются отклонения от плана (Т7) и составляется статистическая отчетность (Т8).

Важное значение для контроля уровня запасов на складах и своевременного выявления возможного дефицита имеет определение рационального (оптимального) уровня страховых запасов складских материалов, что обеспечивает высокую экономическую эффективность всей подсистемы МТО.

3.3 Подсистема технико-экономического планирования

Подсистема технико-экономического планирования (ТЭП) предназначена для автоматизации расчетов планов (технических, финансовых), технико-экономического анализа хозяйственной деятельности объекта (предприятия, отрасли) и выдачи всей необходимой информации плановым органам предприятия: планово-экономическому отделу и планово-экономическому управлению (ПЭО и ПЭУ). Главный эффект от внедрения подсистемы ТЭП состоит в повышении качества (научной обоснованности) и сокращении сроков разработки годового плана, а также в достижении комплексного экономического анализа результатов хозяйственной деятельности.

Перечень типовых задач подсистемы ТЭП следующий.

Планирование. Основной задачей является расчет планов для предприятия во всех разрезах, в частности, плана производства, нормативной себестоимости программы выпуска, сметы затрат на производство, размеров плановой прибыли от реализации готовой продукции, плана по труду и заработной плате, размеров оборотных средств.

Учет и анализ включают: расчет фактических затрат на производство и фактической себестоимости, анализ отклонений фактических затрат от нормативных по всем составляющим затрат, анализ выполнения планов.

Нормативные расчеты и коррекция нормативов включают: расчет внутризаводских цен и нормативной калькуляции себестоимости продукции предприятия, определение оптово-отпускных цен на продукцию предприятия, изменение внутризаводских хозрасчетных цен, внесение коррективов в нормативную калькуляцию на основе анализа фактической себестоимости.

Технология разработки годового плана производства. План производства является основным нормативным документом, определяющим всю хозяйственную деятельность предприятия. План производства является основой для расчета потребности в материалах и комплектующих изделиях, фонда зарплаты, необходимых производственных мощностей, численности работающих и т. д.

Важнейшими показателями, устанавливаемыми в плане, являются номенклатура выпускаемых изделий, объем выпуска валовой и товарной продукции и реализуемой продукции в действующих оптовых ценах, плановая прибыль, плановая себестоимость, план по труду, план по материально-техническому снабжению.

Функциональная структура подсистемы, отражающая технологию разработки планов, приведена на рис. 3.3.

Рис. 3.3

Разработка всех разделов планов предприятия, их уточнение, согласование и корректировка производятся в три этапа [15].

1-й этап. Разрабатывается проект планов предприятия, так называемый «заявочный» план, который отсылается на утверждение в министерство или в промышленное объединение.

2-й этап начинается с момента получения предприятием из министерства уточненного номенклатурного плана производства, где указаны объем продукции, план по реализации, фонд заработной платы, план по труду и т.д. Этот план является основой для составления детального плана предприятия, включающего все разделы. В частности, отдел МТС составляет план-заявку потребности в материалах на годовую программу, отдел главного технолога определяет потребность в спецоснастке и инструменте, ОКБ рассчитывает потребность в контрольно-измерительных приборах и стендах для типовых испытаний.

На основе уточненного проекта плана производственно-диспетчерский отдел приступает к разработке планов запуска-выпуска продукции по цехам. Отдел сбыта уточняет реквизиты заказчиков и графики поставки продукции по плану выпуска.

Уточняются и согласовываются сроки реализации готовой продукции (с заказчиками), планы кооперированных поставок (с предприятиями-смежниками), планы МТС (с предприятиями-поставщиками), сроки получения конструкторско-технологической документации на новые изделия (с разработчиками). Завершается 2-й этап отправкой в министерство развернутого плана предприятия по установленной. форме.

3-й этап. После окончательного утверждения плана в министерстве его разворачивают во времени, составляются квартальные и месячные планы цехов и отделов, которые доводятся до непосредственных исполнителей.

Кроме рассмотренных примеров подсистем АСУ существуют другие подсистемы, например, подсистема бухгалтерского учета, подсистема учета кадров, подсистема капитального строительства и прочее.

4. Комплекс технических средств информационно-управляющей системы

4.1 Требования к комплексу технических средств

Комплекс технических средств (КТС) является одной из основных частей информационно-управляющей системы, которая в значительной степени предопределяет уровень механизации и автоматизации управленческого труда. Структура информационно-управляющей системы представляет собой состав функциональных групп технических средств и способы организации их взаимодействия в процессе функционирования информационно-управляющей системы. Оптимальный выбор структуры КТС и состава технических средств, входящих в этот комплекс, имеет первостепенное значение для создания эффективно функционирующей информационно-управляющей системы.

Задача определения оптимальной структуры КТС является многовариантной в связи с многообразием требований (структурных, функциональных, технических, экономических), предъявляемых к этой структуре информационно-управляющей системы. Система требует рационального распределения вычислительных мощностей по уровням управления, обеспечивающих наиболее эффективную обработку данных. Функциональные требования выражаются в том, что КТС должен обеспечить решение задач информационно-управляющей системы в заданное время и с необходимой точностью. При этом следует учесть, что любая информационно-управляющая система является постоянно развивающейся системой и ее КТС должен иметь возможность при необходимости перестраиваться на решение новых задач.

С точки зрения эффективного функционирования КТС в информационно-управляющей системы можно выделить следующие задачи:

- прямой обработки данных;

- оптимизационные и прогнозные задачи, решаемые по расписанию;

- справочные, решаемые с высокой оперативностью в случайные моменты времени;

- подготовки исходных данных, решаемые с высокой оперативностью в темпе поступления информации;

- «фоновые», решаемые без жесткого ограничения во времени, для выравнивания загрузки вычислительных средств;

- простого счета, решаемые непосредственно на рабочих местах управленческим персоналом.

Каждая из перечисленных задач определяет соответствующее требование к КТС.

К техническим требованиям, предъявляемым к КТС, относятся:

- реализуемость КТС, т. е. возможность его создания за счет выпускаемых вычислительных средств и средств передачи дискретной информации средств;

- гибкость структуры КТС, т. е. возможность включения в его состав новых, более совершенных технических средств по мере освоения их промышленностью;

- надежность КТС, т. е. возможность бессбойного функционирования информационно-управляющей системы.

К экономическим требованиям относятся:

- минимальная стоимость КТС;

- минимальная стоимость обслуживания КТС.

При разработке КТС приходится решать задачу синтеза: построить КТС из заданных элементов так, чтобы он удовлетворял заданному критерию эффективности функционирования информационно-управляющей системы. Эта задача не имеет строгого математического решения и может быть решена методами моделирования.

Одной из важнейших задач при создании информационно-управляющей системы является обеспечение наибольшей ценности производимой информации при минимальной ее стоимости.

К подсистемам КТС по приведенному выше перечню классов задач на данном уровне управления можно отнести:

- подсистему сбора, передачи и формирования исходных данных;

- подсистему обработки, накопления и хранения данных;

- подсистему вывода, передачи и выдачи данных.

В дальнейшем при рассмотрении конкретных видов технических средств будем классифицировать их на средства сбора, регистрации и подготовки данных; передачи данных; обработки данных; выдачи данных; оперативного обмена данными.

4.2 Структура КТС

С точки зрения технической реализации КТС можно рассматривать как систему, состоящую из комплекса разнородных машин. В техническом комплексе АСУ можно выделить также центральную часть, состоящую из нескольких ЭВМ, и периферийную - внешние ЭВМ и другие устройства, которые обмениваются информацией с центральной частью. Т.е. каждый периферийный пункт может состоять из персональных ЭВМ более низкого ранга и обслуживающих внешних устройств, т. е. представлять собой систему более низкого уровня.

Указанная особенность построения иерархической структуры КТС позволяет использовать единый аппарат и единые методы исследования таких структур.

Предъявляемые требования к КТС и имеющийся или разрабатываемый арсенал средств вычислительной техники и каналообразующей аппаратуры ставят задачу определения оптимальной структуры КТС. Эту задачу нельзя решить успешно без детальной проработки вопросов построения АСУ и информационных связей данной системы с другими системами. В свою очередь, без строго научного исследования принципов построения КТС невозможно выбрать оптимальную структуру вычислительной системы и обосновать ее техническое оснащение, наилучшим образом удовлетворяющее работе АСУ.

ЭВМ выбирают путем сопоставления таких параметров, как время выборки, емкость оперативной памяти, время выполнения арифметических операций и т.д. Анализ таких параметров дает общее представление о качестве процессора. В то же время при такой оценке не учитываются параметры периферийного оборудования, скорость передачи данных между отдельными устройствами, информационная избыточность, вводимая в передаваемые данные, ненадежность отдельных устройств, которые во многом определяют возможности вычислительной системы. Поэтому оценка и выбор ЭВМ на основе сопоставления отдельных параметров применимы лишь при решении научно-технических задач, где нередко определяющими являются параметры центрального процессора.

Более объективно можно оценить работу всех устройств ЭВМ, используя метод оценки по типовым работам. Такую оценку можно произвести, если задать машине определенную работу и затем проанализировать ее выполнение. При этом задаваемая машине работа должна хорошо отражать те реальные загрузки, которые возникнут в процессе функционирования системы. К типовым работам в АСУ относятся обновление информационных массивов, сортировка данных, решение типовых задач и т. д.

Предварительные оценки отдельных параметров процессора можно также производить на основании определения объемов вычислительных работ, что пригодно для ориентировочного расчета вычислительного оборудования, особенно на первых этапах разработки АСУ.

В подавляющем большинстве АСУ являются многоуровневыми системами с развитой схемой обмена информации как между уровнями в данной системе, так и с различными уровнями управления других систем. В таких системах применяются многомашинные комплексы, использующие различные режимы работы, например, мультипрограммный режим, мультиобработку и разделение времени.

В многомашинных комплексах операционная система автоматически распределяет работу ЭВМ и в случае отказа и восстановления одного процессора осуществляется перераспределение работ. Отказы в работе отдельных устройств ЭВМ, а также заявки потребителей на пользование вычислительными средствами носят случайный характер. Включение каналов обмена информацией с соседними системами и помехи, действующие на каналы передачи, как показали исследования, носят вероятностный характер. Таким образом, расчеты, связанные с выбором КТС, следует производить с учетом этих вероятностных характеристик. Поэтому для исследования выбора структуры КТС наиболее приемлемым является метод математического моделирования.

Для расчета параметров КТС должна быть создана модель функционирования системы, в которой в качестве аргументов выступают величины, характеризующие потоки входной информации, алгоритмы обработки информации по каждой задаче, алгоритмы функционирования подсистем, алгоритмы функционирования внутрипроцессорных операционных систем и общей операционной системы АСУ, объемно-временные характеристики хранимой информации; надежностные характеристики блоков ЭВМ, внешних и периферийных устройств, характеристики помех, действующих на каналы передачи данных, применяемые методы повышения помехоустойчивости передачи данных. В качестве искомых величин могут использоваться рабочие параметры устройств, способы организации вычислительных процессов, а также параметры, характеризующие эффективность функционирования системы.

После составления адекватной модели, отображающей взаимосвязь этих величин, а также возможности структурной перестройки модели, ее следует оптимизировать по одному или нескольким параметрам эффективности. Результаты оптимизации - значения обобщенных рабочих параметров, на основании которых можно рассчитать тип оборудования и его количество, а также информационно-логическую связь в комплексах технических средств (КТС). Модель должна учитывать пространственное размещение источников информации, а также сложившиеся связи между потребителями информации. На основании разработанной модели должна обеспечиваться возможность не только первоначального выбора параметров системы, но и расчета этих параметров в дальнейшем при развитии системы, постановке новых задач, а также включение в КТС новых, более совершенных средств по мере их освоения промышленностью.

При подключении к системе удаленных ЭВМ, терминалов, автономных функциональных групп или других АСУ неизбежно применение специализированной аппаратуры связи.

Список литературы

1. 1. Уемов А.И. Системный подход и общая теория систем. М.: Мысль, 1978.

2. Месарович М., Такахара И. Общая теория систем: математические основы. М.: Мир, 1978.

3. Финаев В.И., Глод О.Д. Основы теории систем. Учебное пособие. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000.

4. Лоскутов В. И. Автоматизированные системы управления. М.: «Статистика», 1972.

5. Костюк В.И., Зайченко Ю.П., Кирилюк Н.И. и др. Основы построения АСУ. Учебное пособие для вузов. М.: Сов. радио, 1977.

6. Глушков В. М. Введение в АСУ. Киев: Техника, 1972.

7. Сыроежин И. М. Очерки теории производственных организаций. М.: Экономика, 1970.

8. Системный анализ и структуры управления. Под ред. В. Г. Шорина, М.: Знание,. 1975.

9. Мамиконов А.Г. Основы построения АСУ: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1981.

10. Государственный стандарт Российской Федерации. Унифицированные системы документации. Унифицированная система организационно-распорядительной документации. ГОСТ Р 6.30-97

11. Государственный стандарт Союза ССР. Единая система программной документации. ГОСТ 19.004-80.

12. Государственный стандарт Союза ССР. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем. ГОСТ 34.201-89.

13. Государственный стандарт Союза ССР. Информационная технология. Виды испытаний автоматизированных систем. ГОСТ 34.603-92.

14. Перельман А. Е. Построение моделей автоматизированных систем оперативного управления производством. М.: Статистика, 1973.

15. Автоматизированная система управления. Теория и методология. В 2-х т. Под ред. О. В. Козловой. М.: Мысль, 1972.

Размещено на Allbest.ru