Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
2.3. Основные принципы проектирования систем. Проектирование АСУ
1. Основные принципы проектирования автоматизированных систем.
2. Содержание и организация проектирования.
3. Анализ системы обработки информации. Разработка технического задания.
4. Организация и разработка технического задания.
5. Организация разработки рабочего проекта.
1. Основные принципы проектирования автоматизированных систем
Как показывает опыт, простое насыщение органов управления на всех уровнях компьютерной техникой без изменения методов и принципов организации, планирования, управления и контроля производственных процессов не дает того эффекта, на который можно было бы рассчитывать, Следовательно, для достижения требуемого уровня информационной обеспеченности необходимы системные решения, требующие для своей реализации проведения обоснованной стратегии, базирующейся на ряде определенных принципов. Эти принципы выработаны долголетней практикой создания подобных систем и нашли свое адекватное отражение. Изложим эти принципы (по Глушкову В.М.):
1) Один из основных принципов в литературе принято называть принципом новых задач. Он состоит в том, что не следует просто перекладывать на автоматизированную систему традиционные приемы управления, а нужно их перестраивать в соответствии с возможностями и особенностями используемых методов и техники.
2) Второй основополагающий принцип заключается в системном подходе. Это означает, что цели и критерии функционирования объекта и системы информационного обеспечения должны рассматриваться совместно и для них должна быть проведена совместная структуризация, отражающая весь комплекс вопросов.
Системный подход распространяется также и на организацию переработки информации, которая должна базироваться на принципе автоматизации документооборота. Суть этого принципа состоит в следующем. При непосредственном (внесистемном) насыщении компьютерной техникой органов управления обмен данными осуществляется только между компьютером (или несколькими ЭВМ) и сотрудниками органов управления, которые в свою очередь обмениваются данными с объектом управления. Между объектом управления и ЭВМ обмена данными не происходит. В случае же системного решения и сопряженной с этим
автоматизацией документооборота такой обмен данными между объектом управления и ЭВМ также имеет место.
3) Следующий принцип – принцип использование типовых проектов, максимально возможная типизация проектных решений.
4) Практика создания автоматизированных систем показывает, что необходимо соблюдение такого важного принципа, как принцип непрерывного развития системы. Система должна быть способной реагировать на изменение экономических и других условий как на макроуровне, так и на уровне отдельных предприятий.
5) Следующим основополагающим системным принципом является принцип единой информационной базы. Он заключается в том, что информация в системе накапливается и обновляется не отдельными частями, относящимися к отдельным задачам, а в виде единого целого, обеспечивающего дублирование информации и возможность разночтений. Основной массив информации может в таком случае играть роль эталона, а вся совокупность информационных массивов будет при этом образовывать информационную модель объекта.
При проектировании новых и модернизации старых автоматизированных систем на базе компьютерной технологии необходимо руководствоваться общеотраслевыми руководящими методическими материалами (ОРММ), суть которых раскрывается ниже.
2. Содержание и организация проектирования
Под проектированием АСУ понимается процесс разработки технической документации, связанный с организацией системы получения и преобразования исходной информации в результатную. Документ, полученный в результате проектирования, носит название проект.
Целью проектирования является подбор технического и формирования информационного, математического, программного и организационно-правового обеспечения АСУ.
Подбор технического обеспечения должен быть таким, чтобы обеспечить своевременный сбор, регистрация, передачу, хранение, наполнение и обработку информации.
Информационное обеспечение должно предусматривать создание и функционирование единого информационного фонда системы, представленного множеством информационных массивов, набором данных или базой данных, а также базой знаний интеллектуальных систем управления.
Формирование математического обеспечения АСУ включает комплектацию методов и алгоритмов решения функциональных задач системы. При формировании программного обеспечения систем особое внимание обращается на создание комплекса программ и инструкций пользователя и выбор эффективных программных продуктов.
Основными задачами проектирования АСУ являются:
– оказание влияния на улучшение процесса управления, организации учетной, плановой и аналитической работы;
– выбор оборудования и разработка рациональной технологии решения задач и получения результатной информации;
– составление графиков прохождения как внутри, так и между производственными и функциональными подразделениями;
– создание базу данных и базы знаний (в интеллектуальных СУ), обеспечивающей оптимальное использование информации, касающейся планирования, учета, анализа хозяйственной деятельности и управления;
– создание нормативно-справочной информации.
Разработка и внедрение автоматизированных систем осуществляется в очередности, установленной техническим заданием. Содержание первой очереди системы определяется составом задач учета, анализа, планирования и оперативного управления, наиболее поддающихся автоматизации и имеющих существенное значение для принятия управленческих решений в предприятии. В процессе разработки последующих очередей системы происходят наращивания исходного комплекса функциональных задач, расширение и интеграция информационного и математического обеспечения, модернизация комплекса технических средств. При создании первой очереди АСУ техническое задание разрабатывается на всю систему, а технический и рабочий проекты – на задачи и подсистемы, входящие в состав первой очереди системы.
3. Анализ системы управления. Разработка технического задания
Обследование – это изучение и диагностический анализ существующей системы управления. Материалы, полученные в результате обследования, должны быть использованы:
– для обоснования разработки и поэтапного внедрения систем управления;
– для составления технического задания на разработку систем управления;
– для разработки технического и рабочего проектов систем управления.
Обследование проводится разработчиками совместно с заказчиком. Обследование начинается с изучения производственно-экономических характеристик объекта, основных функций, осуществляемых подразделениями и их руководителями. Далее изучаются задачи, обеспечивающие реализацию функций управления, организационная структура,
штаты и содержание работ по управлению в предприятии, а также характер подчиненности вышестоящим органам управления.
В процессе обследования должны быть выявлены:
– инструктивно-методические и директивные материалы, на основании которых определяются состав подсистем и перечень задач;
– возможности применения новых методов решения задач.
– по результатам обследования следует установить перечень задач управления, решение которых целесообразно автоматизировать, и очередность их разработки.
В отчете по обследованию, называемом технико-экономическим обоснованием (ТЭО), приводятся: характеристика материально-технической базы производства предприятия, численность работников по категориям, основные технико-экономические показатели производства и реализации продукции, краткое описание функций подразделений и должностных лиц, схемы информационных связей и объем информации по периодам, схемы маршрутов движения документов, данные об уровне автоматизации процессе управления процессами и управленческого труда, а также о методах управления.
В ТЭО обосновываются предложения по совершенствованию системы управления, выделяются функции, подлежащие автоматизации, указываются первоочередной комплекс задач и предварительный перечень средств системы, проводится ориентировочная оценка экономической эффективности создания АСУ.
Техническое задание – это документ, утвержденный в установленном порядке, определяющий цели, требования и основные исходные данные, необходимые для разработки автоматизированной системы управления, и содержащий предварительную оценку экономической эффективности системы.
При разработке технического задания следует:
– установить общую цель создания АСУ, определить состав подсистем и задач;
– разработать и обосновать требования, предъявляемые к информационным подсистемам;
– разработать и обосновать требования, предъявляемые к информационной базе, математическому и программному обеспечению, комплексу технических средств;
– определить этапы создания системы и сроки их выполнения;
– провести предварительный расчет затрат на создание системы и определить уровень экономической эффективности ее внедрения.
4. Организация разработки технического проекта
Основанием для разработки технического проекта системы является техническое задание (ТЗ), утвержденное заказчиком. Технический проект (ТП) системы – это техническая документация, утвержденная в установленном порядке, содержащая общесистемные проектные решения, алгоритм решения задач, а также оценку экономической эффективности АСУ и перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.
Технический проект разрабатывается в целях определения основных проектных решений по созданию системы. На этом этапе осуществляется комплекс научно-исследовательских и экспериментальных работ для выбора наилучших вариантов решений, проводятся экспериментальная проверка основных проектных решений и расчет экономической эффективности системы.
Фактически ТП содержит комплекс математических моделей и алгоритмов решения задач оптимизации и управления.
Все перечисленные документы можно сгруппировать и представить в виде четырех основных частей технического проекта: экономико-организационная, информационная, математическая и техническая.
Экономико-организационная часть ТП содержит пояснительную записку относительно оснований для разработки системы, перечень организаций разработчиков, краткую характеристику объекта с указанием основных технико-экономических показателей его функционирования и связей с другими объектами, краткие сведения об основных проектных решениях по функциональной и обеспечивающим частям системы.
Информационная часть ТП. В документе «Организация информационной базы» отражаются источники поступления информации и способы ее передачи для решения первоочередного комплекса функциональных задач; совокупность показателей, используемых в системе; состав документов, сроки и периодичность их поступления; основные проектные решения по организации фонда нормативно-справочной информации (НСИ); состав НСИ, включая перечень реквизитов, их определения, значность, диапазон изменения и перечень документов нормативно-справочной информации (НСИ); требования к технологии создания и ведения фонда; методы хранения, поиска, внесения изменений и контроля; определение объемов и потоков информации НСИ. «Альбом форм документов» содержит формы НСИ.
Математическая часть технического проекта содержит обоснование структуры математического обеспечения, обоснование выбора системы программирования, в том числе перечень стандартных программ.
Техническая часть ТП предполагает описание и обоснование схемы технического процесса обработки данных; обоснование требований к разработке нестандартного оборудования; обоснование и выбор структуры комплекса технических средств (КТС) и его функциональных групп; комплекс мероприятий по обеспечению надежности функционирования технических средств.
5. Организация разработки рабочего проекта
Рабочее проектирование заключается в разработке материалов, обеспечивающих эксплуатацию АСУ обработки информации и управления.
Рабочий проект (РП) – это техническая документация, утвержденная в установленном порядке, содержащая уточненные данные и детализированные общесистемные проектные решения, программы и инструкции по решению задач, а также уточненную оценку экономической эффективности системы управления и уточненный перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.
Рабочий проект разрабатывается на основе технического проекта, утвержденного заказчиком. На этапе рабочего проектирования заказчик должен закончить работы по подготовке объекта к внедрению системы, подготовить помещения для установки компьютеров и другой техники, организовать учебу работников всех звеньев организационной структуры, разместить заказы на изготовление нестандартного оборудования.
Экономико-организационная часть РП содержит уточненный перечень задач, решаемых каждой подсистемой, с указанием периодичности и сроков их решения; инструкции каждому должностному лицу с описанием действий при нормальном режиме функционирования системы и при его нарушениях; порядок и правила использования входных документов и маршруты их движения.
Информационная часть рабочего проекта включает материалы с перечнем показателей, используемых в задачах различных подсистем; порядок формирования массивов информации; методы внесения изменений в информацию; методы организации контроля информации; перечень показателей, выдаваемых по запросу аппарата управления.
Математическая часть рабочего проекта содержит уточнение в составе математических моделей; методы, алгоритмы и программы решения задач; методы организации массивов информации; выбранную систему программирования; используемую операционную систему; библиотеку стандартных программ и инструкции для их использования; эталоны программ для решения задач и для работы с НСИ (нормативно-справочной информацией).
Техническая часть рабочего проекта предусматривает определение технических средств (тип компьютера, периферийные устройства, средства связи и передачи данных, средства измерения, сбора, передачи и хранения информации), описание технологического процесса обработки данных; расчет и составление графика загрузки КТС; описание режима функционирования КТС.
Проектная документация, включая техническое задание, технические и рабочие проекты, оформляется в соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).
Заключение. Изложены основные принципы проектирования автоматизированных систем управления; перечислен основные задачи проектирования; описаны этапы проектирования АСУ: анализ и обследование системы; техническое задание; технический проект и его основные части; рабочий проект и его основные части.
Контрольные вопросы
1. Основные принципы проектирования автоматизированных систем управления.
2. Основные задачи проектирования.
3. Анализ и обследование системы.
4. Техническое задание.
5. Технический проект и его основные части.
6. Рабочий проект и его основные части.