Курс лекций Преподаватель Г. Н. Аштаев Рыбинск 2000 Задачи курса

Вид материала

Содержание

Информационные процессы –
Техническая и экономическая кибернетика
Кибернетическая система –
Фазы управления
Общая теория систем
Целевой комплекс
Системный базис
Информационное обеспечение АСУ
Техническое обеспечение АСУ
Математическое обеспечение АСУ
Программное обеспечение АСУ
Лингвистическое обеспечение АСУ
Эргономическое обеспечение АСУ
Основные принципы построения и применения АСУ
Стадии и этапы создания автоматизированных систем
Состав и содержание технического задания
Виды и обозначения документов, разрабатываемых при создании АСУП
Целевой комплекс
Функциональный комплекс технической подготовки производства
SADT (Structured Analysis and Design Technique)
...
Полное содержание

Подобный материал:

Министерство образования РФ

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия

Кафедра Экономики

Курс лекций

Преподаватель – Г.Н. Аштаев

Рыбинск 2000

Задачи курса:

Освоить методологию методов и средств исполнения современных информационных технологий и функционирование информационных систем на промышленном предприятии.
Овладеть навыками системного анализа.
Ознакомиться с качественными и количественными методами описания информационных систем, сформировать представление об информации и методах ее хранения, обработки, передачи.
Иметь представление о возможностях новых информационных технологий и путях их применения в системах.
Иметь представление о тенденциях развития компьютерной техники и программных средств.
Иметь понятие о способах представления текстовой и нетекстовой информации в ИС, об использовании средств мультимедиа и тенденциях к их развитию.
Иметь представление о тенденциях интеллектуализации ИС, способах организации и представления знаний.
Иметь представление об использовании пакетов и библиотек программных средств ИС, о современных алгоритмических языках, операционных средах и областях их эффективного применения.
Иметь представление о стандартизации и совместимости информационных сетей.
Иметь представление о распределенной обработке информации, сетевых программных и технических средствах информационных сетей.
Иметь представление об организации и управлении информационными системами.
Иметь информацию о тенденциях развития баз данных, банков данных, баз знаний информационных систем.
Иметь представление об информационных ресурсах, находящихся в региональных и международных информационных сетях.

Программа курса:

Лекция 1: Техническая кибернетика и экономическая кибернетика

Понятие и цели управления.
Стратегическое управление и планирование.
Экономико-математические методы; ИС на промышленном предприятии на примере интегрированной автоматизированной системы управления предприятием (ИАСУП).
Фазовое управление
1. Фаза планирования и прогнозирования
2. Организация и стимулирование
3. Учет и контроль
4. Анализ принятия решения
5. Выдача команды управления

Лекция 2: Общее понятие системы. Экономические системы

Общая теория систем.
Большая система и сложная система.
Структурная организация.
Организационная структура.
Понятие модели (гомоморфизм, изоморфизм).
Абстракционная модель; концептуальная модель.
Модель предприятия.
Мегамодель, микромодель.
Макромодель.

Лекция 3: Теоретические основы и понятие проектирования и разработки ИС на промышленном предприятии

Информация; возникновение и природа информации.
Количественная оценка информации (поток информации, основание, признак, реквизит, сообщение, показатели).
Информационная система; энтропия.
Экономическая информация и ее классификация; экономическая семиотика.

Лекция 4: Этапы проектирования АСУП

Технико-экономическое обоснование.
Техническое задание.
Технический проект.
Этап внедрения.
Права и обязанности заказчика и разработчика АСУП.

Лекция 5: Корпоративные информационные системы (КИС). Проектирование КИС на основе производственных моделей MRP и ERP и модели бизнеса CSRP

Производственная модель MRP (модель, ориентированная на планирование потребностей материалов).
Производственная модель ERP (модель, ориентированная на планирование потребностей ресурсов предприятия).
Модель бизнеса CSRP (планирование ресурсов, синхронизированное с потребностями покупателя).

Лекция 6: Функционально-целевые комплексы. Основы построения компонентов ИАСУП, КИС

Техническая подготовка производства АСУПП.
АСУ технико-экономическим планированием.
Оперативное управление основным производством АСУП.
АСУ материально-техническим снабжением.
АСУ сбытом продукции.
АСУ обеспечения кадрами.
АСУ финансовым обеспечением.
АСУ бухгалтерским учетом.
АСУ вспомогательным производством.

Лекция 7: Целевой комплекс ИАСУП, КИС

Управление качеством.
Управление себестоимостью.
Управление производительностью труда.
Управление объемом выпуска продукции.
Управление номенклатурой продукции.
Управление фондом отдачи.
Эффективность функционирования ИАСУ и КИС.

Литература:

Модин, Яковенко «Справочник разработчика АСУ».
Данильченко, Мясников, Четвериков «Автоматизированные системы управления предприятием».
Словарь-справочник «Математика и кибернетика в экономике».
Виханский «Стратегическое управление».
«Финансовый анализ деятельности фирмы»
Система технической документации АСУ (ГОСТ 19.001-77 – ГОСТ 24.402-80).
Единая система программной документации (ГОСТ 19.001-77 – ГОСТ 19.404-79).
АСУ: термины и определения ГОСТ 24.003-84.
Обеспечение систем обработки информации, программные термины и определения ГОСТ 19.701-90.

Основные определения:

Информационная система – это организационно упорядоченная совокупность документов (массивов документов) и информационных технологий, в том числе с использованием средств вычислительной техники и связи, реализующих информационные процессы.

Информация – это сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах, независимо от формы их представления.

Документ (документированная информация) – это зафиксированная на материальном носителе информация с реквизитами, позволяющими ее идентифицировать.

Информационные процессы – это процессы сбора, обработки, накопления, хранения, поиска и распространения информации.

Пользователь (потребитель информации) – это субъект, обращающийся к ИС или посреднику за получением необходимой ему информации и пользующийся ею.

Данные – это факты или идеи, выраженные в формализованном виде и обеспечивающие возможность их хранения, обработки и передачи.

Знания – это система абстрактных объектов, доступная пониманию конкретного человека или сообщества людей.

Коммуникации – это обмен информацией между объектами естественного и искусственного интеллекта.

Техническая и экономическая кибернетика

Кибернетика – это наука об общих законах управления в природе, обществе, живых организмах и машинах. Этой науке около 50 лет и основные принципы ее были сформулированы Винером. Кибернетика принимает сложность общность взаимосвязи процессов и явлений, как неотъемлемую черту исследуемых объектов. Для любых комплексов объектов, рассматриваемых как кибернетические системы, в качестве инструментов исследования используются такие понятия как:

цель
самоорганизация
гомеостаз

Кибернетика рассматривает поведение систем во взаимодействии с другими системами, составляющими их среду. Коренными понятиями кибернетики являются:

система
информация

Причем кибернетические системы рассматриваются как системы управления. Процессы управления как процессы переработки информации, а обеспечивающие их средства выступают как коммуникации. Методы и идеи кибернетики нашли широкое применение в исследовании процессов управления в народном хозяйстве. Это направление выделилось в самостоятельную научную дисциплину – экономическую кибернетику, которая самым тесным образом использует экономико-математические методы.

Кибернетическая система – это система, в отношении которой принято допущение об относительной изолированности в информационном отношении и абсолютной проницаемости в материально-аналитическом отношении. Это предполагает, что количество информации в этой системе, конечно, что всякое поступление информации в систему (информационный вход) и поступление информации из системы в среду (информационный выход), контролируемы и наблюдаемы. Материальные и энергетические потоки рассматриваются в качестве носителей информации.

Управление – это функция системы, ориентированная либо на сохранение ее основного качества (совокупности свойств, утеря которых влечет к разрушению системы) в условиях изменения среды, либо на выполнение некоторой программы, которая должна обеспечивать устойчивость функционирования, гомеостаз, достижение определенной цели. Система, в которой реализуются функции управления, называется системой управления. В ней выделяют две подсистемы:

Управляющая подсистема – осуществляет функции управления.
Управляемая подсистема – формирует цели управления.

– внешняя среда системы управления

d – канал передачи информации о состоянии объекта управления

f – канал передачи управляющей информации

a – воздействие среды на объект управления

b – выход объекта управления

Между управляющей и управляемой системами необходимы каналы связи. По каналу связи, ведущему от (2) к (1) передается информация о состоянии (2), информацию о значениях существенных элементов объекта управления. По каналу от (1) к (2) передается управляющая информация (управляющее воздействие). Таким образом, (1) и (2) связаны между собой обратной связью. В некоторых системах канал связи для передачи информации о состоянии объекта управления отсутствует, то есть имеется прямая связь. Такие системы управления весьма ограниченны по возможностям и отличаются низкой надежностью.

Состояние объекта управления в какой-либо момент времени зависит от его предшествующего состояния, воздействия среды и управляющих воздействий. Состояние управляющей системы зависит от состояния объекта управления и собственных предшествующих состояний. Важной отличительной особенностью сознательно управляемых социальных и экономических систем является обязательное наличие посредника в связях d и f, то есть отсутствие автоматизма их функционирования. В некоторых случаях представленной схемы недостаточно для описания некоторых систем регулирования техники, поведения высших животных, для описания систем управления социальными и экономическими процессами. На схеме с выделенными элементами управляющая система не только регистрирует состояние объекта управления, но и наблюдает за изменениями состояния среды.

Таким образом, управляющая система осуществляет упреждающее определение состояния объекта управления с целью заблаговременного принятия соответствующих мер. Совокупность управляющих воздействий, распределенных во времени и соответствующих какой-либо информации о состоянии объекта или среды называется управляющим решением. Всякое управляющее решение предполагает уменьшение разнообразия (энтропии) объекта управления. Если все процедуры при обработке информации о состояниях объекта управления и среды в управляющее решение могут быть формализовано описаны, то такое описание называется алгоритмом управления.

Фазы управления

Система – это множество, на котором реализуется заранее данное отношение r с фиксированными свойствами p.

Система – это совокупность элементов, находящихся во взаимодействии.

Большая система – это система, превосходящая в каком-либо аспекте, важном для достижения цели наблюдателя, его собственные возможности. При этом один и тот же материальный объект в зависимости от целей наблюдателя и средств, имеющихся в его распоряжении может приводить или не приводить к большой системе. Физические размеры объекта не являются существенными. Важным качеством больших систем является эмержентность – наличие порождаемых свойств, специфичных именно для системы и не выводимых из известных свойств ее элементов и способов их соединения.

Эмержентность большой системы не дает возможности ограничиться изучением ее элементов и связей между ними, а предполагает целостный анализ большой сложной системы. Для больших систем характерны очень высокие значения такой характеристики как разнообразие, следовательно, в соответствии с законом необходимого разнообразия, для управления большой системой управляющая система должна иметь значительное собственное разнообразие. Это может быть достигнуто структуризацией управляющей системы, что применительно к экономике означает формирование взаимодействующих подсистем управления, каждая из которых решает частную задачу в условиях относительной самостоятельности, следовательно, управляющей системе необходим центральный орган управления, функцией которого является координация действий подсистем, то есть стимулирование и регламентация деятельности, обеспечивающее согласование собственных интересов подсистем с целью и интересами всей системы.

Общая теория систем – это научная дисциплина, разрабатывающая методологические принципы исследования систем. Для познания она использует научный инструмент – системный подход, главными категориями которого являются:

система
структура
иерархия
сложность

Основными особенностями общей теории систем являются:

она построена на основе общенаучного понятия системы
охватывает все специализированные теории системы
использует логико-математический аппарат для исследования формальных систем
объединяет теории различных аспектов поведения систем
широко использует методы аналогии и моделирования

Важная задача теории систем – создание общей методологии упрощения абстрактных систем и тем самым общей теории моделирования. Системный подход, базирующийся на положениях в общей теории систем, наиболее эффективен в решении сложных задач анализа и синтеза (например, анализ автоматизированных систем экономического управления).

Системы. Экономическая система

В АСУ можно выделить три тесно взаимосвязанные части:

системный базис (системное обеспечение)
функциональный комплекс
целевой комплекс

Системный базис состоит из:

Организационно-экономического обеспечения
Информационного обеспечения
Технического обеспечения
Математического обеспечения
Программного обеспечения
Лингвистического обеспечения
Эргономического обеспечения

Функциональный комплекс содержит взаимосвязанный набор подсистем комплексов задач и процедур, ориентированных на автоматизацию конкретных функций управления объектом. Функциональная часть АСУ должна опираться на системный базис.

Целевой комплекс представляет собой совокупность экономико-математических методов (моделей), обеспечивающих достижение объектом управления заданных целевых показателей в любой интервал времени (целевые показатели: качество продукции, себестоимость, производительность труда).

Системный базис

Организационно-экономическое обеспечение является одним из составных элементов системного базиса, характеризующим степень организации объекта управления и его приспособленности к внедрению экономико-математических методов и средств вычислительной техники. Организационно-экономическое обеспечение представляет собой совокупность экономических параметров управления, методов организации производства и труда, схем взаимодействия задач управления на основе правовых документов, определяющих эффективное достижение управления объектов заданных целей при функционировании АСУ. В основе организационно-экономической базы закладывается определенная экономическая концепция, охватывающая состав и способы формирования и взаимодействия технико-экономических показателей, а также основные направления повышения эффективности функционирования объекта управления и место АСУ в общей системе планирования, учета и регулирования. Выработанная концепция должна учитывать организационные основы производства, труда и управления, определяющие региональную структуру объекта (цеха, отдела и т.п.).

Информационное обеспечение АСУ – это совокупность всех массивов данных, необходимых для автоматизированного управления производством. Информационное обеспечение АСУ является многоуровневой иерархической системой показателей, определяющих состав объекта (здания, сооружения, оборудование, материалы), данных, характеризующих производственные объекты, а также совокупность производственных показателей, которые образуются путем расчетных операций. Информационное обеспечение осуществляет процедуры накопления и хранения информации, а также ее использование при решении различных задач АСУ. Не менее важное значение имеют вопросы защиты информации от несанкционированных и несогласованных действий пользователей, сбоев оборудования, ошибок ПО. От организации структуры информационного обеспечения зависят оперативность и достоверность результатов выдаваемых системой, а, следовательно, и эффективность управления в целом.

Информационное обеспечение

Внемашинное			Внутримашинное
Система классификаций и кодирования	Конструктор-ская и технологичес-кая документация	Оперативные документы	Методологические плановые инструктивные материалы	Информацион-ные массивы (БД)	Служебные программы

Техническое обеспечение АСУ представляет из себя совокупность средств регистрации передачи, обработки, отображения информации, используемых для автоматизации процессов управления. Техническая база состоит из взаимодействующих между собой комплексов технических средств (КТС), предназначенных для автоматизации различных процессов управления на тех или иных иерархических уровнях. Основными функциями технических средств является регистрация и сбор информации, размещение информации на машинных носителях, передача информации к месту обработки, обработка и выдача результирующей информации потребителям.

Техническая база АСУ состоит из следующих четырех частей:

Технические средства.
Методические руководящие материалы (общесистемные методики, инструкции, руководящие материалы, нормативно-справочные документы).
Техническая документация

рабочие проекты
эксплуатационные инструкции и ведомости технического обеспечения для конкретного объекта

Персонал (разрабатывающая группа, обслуживающая группа).

По типу взаимодействия с объектом управления различают следующие комплексы технических средств:

синхронные (системы управления технологическими процессами)
асинхронные
смешанные

По степени централизации процессов обработки комплексов технические средства делятся на:

централизованные (в основе вычислительный комплекс, осуществляющий обработку всей информации, связанную каналами связи с периферийными устройствами сбора и отображения информации);
распределенные (в основе ряд вычислительных комплексов, предназначенных для обработки информации в интересах отдельных звеньев системы управления. Структура такого комплекса технических средств является многоуровневой и повторяет структуру системы управления. Преимущество: более рациональная организация процесса переработки и передачи информации; приближение средств обработки информации к пользователю; повышение эффективности использования канала связи и средств для обработки информации. Основными недостатками организации является большая структурная сложность.

Математическое обеспечение АСУ представляет собой совокупность математических методов и алгоритмов, обеспечивающих построение математических моделей и решение задач автоматизированного управления. Математическое обеспечение можно классифицировать на:

средства моделирования процесса управления
методы математического программирования
методы математической статистики
методы математической теории массового обслуживания
типовые функциональные задачи управления.

С точки зрения технологии построения модели и решения задачи управления выделяют следующие этапы:

Разработка экономико-математической модели.
Определение алгоритма решения соответствующей задачи управления на основе математических методов.
Составление схемы математического анализа полученного результата.

Программное обеспечение АСУ – это комплекс программ регулярного применения, управляющих работой технических средств и информационной базой в требуемых режимах, реализующих решение функциональных задач, а также осуществляющих взаимодействие человека со всеми вычислительными средствами. В ПО выделяются средства разработки и эксплуатации программ (система программирования и операционная система), средства технического обслуживания, а также прикладные программы, ориентированные на реализацию целевых и функциональных комплексов. Средства программирования обеспечивают восприятие алгоритма или программы решения задачи, сформулированных на удобном для пользователя языке программирования и их автоматическое преобразование в машинную программу, непосредственно обеспечивающую решение конкретной задачи.

Лингвистическое обеспечение АСУ представляет собой совокупность языковых средств, используемых для повышения эффективности машинной обработки информации и обеспечивающих общение человека с техническими, информационными и другими средствами АСУ. В состав лингвистического обеспечения АСУ входят:

информационные языки для описания структуры документов, показателей, реквизитов информационной базы АСУ
языки управления и манипулирования данными ИС АСУ
языковые средства информационно-поисковых систем
языковые средства систем автоматизирования проектирования АСУ
диалоговые языки специального назначения
система терминов и определений, используемых в процессе разработки и применения АСУ.

Эргономическое обеспечение АСУ – это совокупность методов и средств, создающих оптимальные условия для деятельности человека в условиях АСУ, и обеспечивающих высокоэффективное взаимодействие человека или коллективов людей с различными средствами АСУ.

Основные принципы построения и применения АСУ

Принцип системного подхода проектирования АСУ, то есть проектирование АСУ должно основываться на системном анализе как объекта, так и системы управления.
Принцип новых задач, то есть АСУ должна обеспечить решение качественно новых задач, а не механизировать приемы управления по принципу их реализации ручными методами. На практике этот принцип удовлетворяется решением многовариантных оптимизационных задач на основе экономико-математических моделей.
Принцип первого руководителя (разработка требований к системе, а также создание и внедрение АСУ должно возглавляться первым руководителем автоматизируемого объекта).
Принцип непрерывности развития системы (принцип открытой системы). Идеология, структура и конкретное решение АСУ должна строиться так, чтобы была обеспечена возможность решения новых задач, возникающих в процессе эксплуатации АСУ, модернизации технических средств системы и ее информационного обеспечения.
Принцип единства информационной базы. На машинных носителях накапливается и постоянно обновляется информация, необходимая для решения не одной или нескольких задач, а всех задач управления. При этом исключается необоснованное дублирование информации, которое неизбежно возникает, если первичные информационные массивы создаются для каждой задачи отдельно.
Принцип комплектности задач и рабочих программ. Он заключается в том, что большинство задач управления являются комплексными и не могут быть сведены к простой арифметической сумме мелких задач. Пример: между задачей материально-технического снабжения и планирования идет постоянный обмен информацией, то есть складывать их нельзя.
Принцип согласованности пропускной способности разных звеньев системы. Суть: в разных сопряженных контурах системы должно обеспечиваться согласование скорости обработки данных.
Принцип ориентации на различных потребителей (принцип типовости). Суть: разработка функциональных подсистем АСУ и связанных с ними технических комплексов информационной базы, математического обеспечения и рабочих программ, которые строятся так, чтобы предлагаемые решения могли быть использованы как можно в более широких кругах заказчиков. При этом необходимо в каждом отдельном случае определять разумную степень типизации.
Принцип эволюционности. Он предусматривает разделение во времени процесса создания системы на очереди. Этот принцип действует при создании сложных систем, когда отсутствует аналог.
Принцип сопрягаемости со смежными системами. Предполагает обязательную совместимость по выходным реквизитам, а также по техническим и информационным параметрам АСУ различных уровней (АСУТП, АСУ SADT) независимо от внутренней структуры и содержательной основы.
Принцип адаптации к изменяющимся условиям применения АСУ. Он определяет необходимость наличия в АСУ таких средств, которые позволяли бы с минимальными затратами приводить АСУ в соответствие с характером подобных изменений на объектах управления.

Стадии и этапы создания автоматизированных систем

Процесс создания автоматизированных систем представляет собой совокупность упорядоченных во времени и взаимосвязанных, объединенных в стадии этапов работы, выполнение которых необходимо и достаточно для создания автоматизированной системы, соответствующей заданным требованиям.

Стадии и этапы создания автоматизированных систем выделяются как части процесса создания, исходя из соображений рационального планирования и организации работы, закачивающихся заданным результатом.

I стадия: формирование требований к автоматизированной системе (АС).

Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС.
Формирование требований пользователей к АС. На этом этапе производят подготовку исходных данных для формирования требований к АС, а именно:

1.2.1 Характеристика объекта автоматизации

Описание требований к системе
Ограничение допустимых затрат на разработку, ввод в действие и эксплуатацию
Эффект, ожидаемый от системы
Условия создания и функционирования системы.

Оформление отчета о выполненной работе и оформление требований пользователя к АС.

II стадия: разработка концепции АС

Изучение объекта.
Проведение необходимых научно-исследовательских работ, детальное изучение объекта автоматизации, проводятся научно-исследовательские работы, связанные с поиском путей и оценкой возможностей реализации требований пользователя. Оформляют и утверждают отчет о научно-исследовательской работе.
Разработка вариантов концепции АСУ и выбор варианта, удовлетворяющего требованиям пользователя. Производят оценку ресурсов на реализацию и обеспечение функционирования, оценку преимуществ и недостатков каждого варианта, выбор оптимального варианта, определение порядка оценки качества и условия приемки системы, производят оценку эффектов, получаемых от системы (экономический, социальный и т.п.).
Оформление отчета о выполненной работе.

III стадия: техническое задание. Это главная стадия создания АС (разработка и утверждение технического задания на создание АС).

IV стадия: эскизный проект (разработка предварительных проектов решений по системе и ее частям, разработка документации на систему и ее части).

V стадия: технический проект.

Разработка проектных решений по системе и ее частям (разработка функциональной алгоритмической структуры системы по функциям персонала и организационной структуре, по структуре технических средств, по алгоритмам решения задачи, применяемым языком, по организации и внедрению информационной базы в системе классификации и кодирования информации, по ПО.
Разработка документации на АС и ее части.
Разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования АС и технических требований (технических заданий) на их разработку.
Разработка заданий для проектирования в смежных частях проекта объекта автоматизации.

VI стадия: рабочая документация.

Разработка документации на АС и ее части.
Разработка или адаптация программ.

VII стадия: ввод в действие АС

Подготовка объекта автоматизации к вводу АС в действие.
Подготовка персонала.
Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями).
Строительно-монтажные работы.
Пуско-наладочные работы.
Проведение предварительных испытаний.
Проведение опытной эксплуатации.
Проведение приемочных испытаний.

VIII стадия: сопровождение АС

Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами.
Послегарантийное обслуживание.

Допускается:

исключать эскизный проект,
совмещать технический проект и рабочую документацию (в этом случае стадия называется «технорабочий проект»),
выполнять отдельные этапы работ до завершения предыдущих стадий,
выполнять отдельные этапы параллельно,
включать новые этапы работ.

Техническое задание на создание автоматизированной системы

Техническое задание на АС является основным документом, определяющим требования и порядок создания, развития и модернизации АС в соответствии с которым производится разработка АС и ее приемка при вводе в эксплуатацию

Состав и содержание технического задания:

Общие сведения (указывают полное наименование системы и ее условное обозначение, шифр или номер договора на создание АС, наименование предприятий заказчика и разработчика, их реквизиты, перечень документов, на основании которых создается АС, кем и когда утверждены документы на ее создание, плановые сроки начала и окончания работ по созданию АС, сведения об источниках и порядке финансирования работ, порядок оформления и предъявления заказчику результатов работ по созданию системы и ее частей, по изготовлению средств и программно-технических комплексов системы).
7Назначение, цели создания (развития системы).
1. Назначение системы (вид автоматизируемой деятельности <управление, проектирование и т.д.>, перечень объектов автоматизации).
2. Указывают критерии оценки достижения целей создания системы, наименование технических, технологических, производственно-экономических и других показателей объекта. Это цели создания системы.
Характеристика объекта автоматизации (краткие сведения об объекте автоматизации или ссылки на документы, содержащие эту информацию, сведения об условиях эксплуатации объекта автоматизации и характеристиках окружающей среды).
Требования к системе.
1. Требования к системе в целом (требования к структуре и функционированию системы, требования к численности и квалификации персонала и режимы его работы, показатели назначения <т.е. степени приспособляемости системы к изменению процессов и методов управления, к отклонению параметров объектов управления, дополнительные пределы модернизации и развития системы и вероятностно-временные характеристики, при которых сохраняются целевые назначения системы>, требования к надежности <состав и количественное значение показателей надежности, перечень аварийных ситуаций, требования к надежности технических средств, ПО>, требования к безопасности <требования обеспечения безопасности при монтаже, обслуживании, наладке технических средств системы>, требования к эргономике и технической эстетике <это показатели АС, которые определяют качество взаимодействия человека с машиной и комфортность условий работы персонала>, требования к транспортабельности <возможность преодоления расстояния для подвижных АС>, требования к защите информации от несанкционированного доступа, требования к сохранности информации при авариях, требования по защите от влияния внешних воздействий, требования к патентной чистоте <указывают перечень стран, в отношении которых должна быть обеспечена патентная чистота системы и ее частей>, требования по стандартизации и унификации, дополнительные требования <требования к оснащению системы средствами для обучения персонала, требования к системе, связанные с особыми условиями эксплуатации, требования к сервисным средствам, специальные требования, оговариваемые разработчиком системы>).
2. У каждой информационной системы существует:

Перечень задач, подлежащих автоматизации;
Временной регламент реализации каждой функции и задачи или комплекса задач
Требования к качеству реализации каждой функции задачи, представление выходной информации, характеристики необходимой точности и времени выполнения, требования одновременного выполнения функций, достоверности результата.
Перечень критерии отказа для каждой функции, для которой заданы требования надежности.

Требования к видам обеспечения (в зависимости от вида системы различают требования к материальным, информационным, лингвистическим, программным, технологическим, метрологическим и другим видам обеспечения системы).

Состав и содержание работ по созданию системы должен содержать перечень стадий и этапов работ по созданию системы, сроки их выполнения, перечень организации исполнительных работ. Здесь указываются следующие сведения:
1. Перечень документов, предъявляемых по окончанию стадий выполнения соответствующих работ;
2. Вид и порядок проведения экспертизы соответствующей документации;
3. Программа работ, направленная на обеспечение требуемого уровня надежности системы;
4. Перечень работ по метрологическому обеспечению на всех стадиях создания системы с указанием срока исполнения и исполнителей. Требования к метрологическому обеспечению:

Требования к точности измерения и метрологическим характеристикам измерительных каналов;
Требования к метрологической совместимости технических средств системы;
Перечень управляемых выходных каналов системы, для которых необходима точность характеристик.

Порядок контроля и приема системы:
1. Вид и состав, а также методы испытания системы и ее составных частей;
2. Общие требования к приемке работ по стадиям, порядок согласования и утверждения приемной документации;
3. Статус приемочной комиссии.
Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие:
1. Необходимо провести перечень испытаний и основных мероприятий:

Приведение поступающей информации к виду, пригодному для обработки с помощью ЭВМ (в соответствии с требованиями к информационно-лингвистическому обеспечению);
Изменения, которые необходимо осуществить в объекте автоматизации;
Создание условий функционирования объекта автоматизации в соответствии с требованиями в техническом задании;
Создание необходимых для функционирования системы подразделений и служб;
Сроки и порядок формирования устава и обучения персонала.

Требования к документированию:
1. Согласование с разработчиком и заказчиком системы требований;
2. Перечень подлежащих разработке комплектов и видов документации.
Источники разработки:
1. Технико-экономическое обоснование;
2. Отчеты о законченных научно-технологических исследованиях и работах;
3. Информация и материалы на отечественные и зарубежные системы-аналоги.

Состав технического задания включает следующие приложения:

Расчет ожидаемой эффективности системы;
Оценка научно-технического уровня системы.

Виды и обозначения документов, разрабатываемых при создании АСУП

Стадия создания АС	Наименование документов
1. Эскизный проект	Ведомости эскизного проекта, пояснительная записка к нему.
2. Эскизный и технический проекты	Схема организационной структуры объекта автоматизации; структурная схема комплекса технических средств; схема функциональной структуры; перечень заданий на разработку специализированных технических средств; схема автоматизации; техническое задание на разработку специализированных технических средств; документы, относящиеся к стадии создания технического проекта; задание на разработку строительного, электро-технического, технического и других разделов проекта, связанных с созданием системы; перечень входных данных; пояснительная записка к техническому проекту; описание автоматизированных функций; описание постановки задач и их комплекса, описание информационного обеспечения системы, организации информационной базы, систем квалификации и кодирования массива …, комплекса массива информации, программного обеспечения, алгоритма, описание организационной структуры.
3. Технический проект и рабочая документация	Проектная оценка надежности системы, чертеж формы документов.
4. Рабочая документация	Массив входных данных, каталог базы данных, состав выходных данных, руководство пользователю, инструкция по формированию и ведению базы данных, инструкция по эксплуатации комплексов технических средств, структурная схема комплекса технических средств, планирование расположения оборудования, описание технологического процесса обработки данных, общее описание системы, программы и методики испытаний (компонентов, комплексов средств автоматизации) от системы к системе, паспорт автоматизированной системы.

Целевой комплекс

Функционально-целевая матрица

C₁

C₂

C₃

C₄

C₅

C₆

Функциональный комплекс содержит взаимосвязанный набор подсистем и процедур, ориентированных на автоматизацию определенных комплексов и объектов.

Целевой комплекс представляет собой совокупность экономико–математических моделей, обеспечивающих выполнение заданных управлением показателей в любой интервал времени. Этот комплекс обеспечивает требуемую взаимосвязь выходным показателям объекта, оптимизирует их значения, определяет траектории и режимы функционирования всех элементов системы в соответствии со стоящими перед объектами целями. По системе целевого комплекса определяют оптимальное соотношение между выходными показателями и на основании этого планируют задание функциональной подсистемы, обеспечивающих достижение требуемых значений целевых показателей в заданном временном ритме.

…фиксирует отклонения от плановых изменений целевых показателей и анализирует их и формирует в случае необходимости регулирующее задание функциональной подсистемы E для возвращения вектора цели C в требуемое положение. Функциональный комплекс осуществляет требуемое содержательное воздействие на элементы системы для достижения заданных целевых показателей, а целевой комплекс формирует функцию цели, выполняет целевой контроль выходных показателей и вырабатывает необходимое регулирующее задание системному базису и функциональному комплексу.

Функциональный комплекс технической подготовки производства

Это начальная стадия производственного процесса. Она охватывает комплекс научно-технических, опытно-конструкторских и технологических работ при проектировании новых и модернизации выпускаемых изделий, а также мероприятия по техническому перевооружению производства, повышению качества и надежности выпускаемых изделий. В составе работ по технической подготовке производства выделяются следующие разделы:

Научно-исследовательские работы;
Конструкторская подготовка производства;
Технологическая подготовка производства;
Инструментальная подготовка производства.

Входная информация, необходимая для работы функционального комплекса

Основные виды конструкторских документов:

Чертеж детали;
Спецификация детали;
Схемы-ведомости;
Технические условия.

Все документы выполняются по ЕСКД.

Е

диная система технической документации – это документы, которые определяют технологию изготовления детали и содержат необходимые данные для организации производства (маршрутные операционные карты, ведомость материалов по оснастке). В отделе главного конструктора создается задание, содержащее обозначение изделий и сборочных единиц. Используются разнообразные справки наименования деталей, единиц измерения, полуфабрикатов и комплектов изделий, справки коэффициентов перевода в нормативные единицы измерения. В результате выполнения задач данного функционального комплекса получаем следующую выходную информацию:

Ведомость сводных норм расхода материалов на изделие;
Ведомость норм времени и расходов на изделие;
Ведомость трудоемкости изделий по цехам и оборудованию.

Функциональная подсистема технико-экономического планирования (ТЭП)

В функции ТЭП входит планирование и разработка основных планов на длительный период времени, перспективных и текущих планов. ТЭП включает разработку всех сторон планово-производственного хозяйствования и финансовой деятельности предприятия и его подразделений. Устанавливаются конкретные задания по видам и объемам выпускаемой продукции и необходимым для ее изготовления ресурсам. Определяются мероприятия по выявлению и использованию внутренних резервов и организуется контроль за выполнением планов.

Важнейшие показатели планов:
Номенклатура выпускаемых изделий;
Валовой объем выпуска товарной продукции в действующих оптовых ценах;
Плановая обеспеченность выпускаемых изделий;
Планирование показателей по труду (составляется план материально-технического снабжения).

Решаемые задачи:

Расчет годовой оптимальной реализации предприятия;
Расчет загруженности оборудования, расчет среднесписочной численности рабочих;
Расчет планового фонда заработной платы;
Калькуляция себестоимости единицы продукции;
Расчет планов о прибыльности и рентабельности производства.

Функциональная подсистема оперативного управления производством

В составе функций оперативного управления производством можно выделить:

Оперативное планирование;

Оперативный учет;

Контроль, анализ и оперативное регулирование.

Эти функции выполняет производственно-диспетчерский отдел, который находится в подчинении у начальника по производству (главного инженера). Оперативное планирование должно отвечать на следующие вопросы: что, где, когда и в какие сроки может быть запущено в производство и освоено, чтобы обеспечить ритмичный выпуск продукции.

Состав задач:

Расчет развернутого плана потребности в деталях и сборочных единицах на товарный выпуск продукции по предприятию ил цеху;

Расчет загрузки и пропускной способности оборудования;
Расчет оперативных планов графиков запуска и выпуска деталей;
Расчет месячной потребности цеха в материалах.

Функциональная подсистема материально-технического снабжения (МТС)

В функции МТС входит обеспечение надлежащей организации и ведения складского и транспортного хозяйства, контроль за поставками и расходованием сырья, материалов и комплектующих изделий, контроль отгрузки материалов от предприятий-поставщиков, поступления материалов на склад данного промышленного предприятия, нахождения материалов на складе, отпуск сырья в цеха для производственного потребления, отпуск материалов сторонним организациям.

Главная задача органов МТС промышленного предприятия – своевременное и полное обеспечение потребности производства сырьем, материалами, покупными полуфабрикатами, комплектующими изделий и оборудованием, необходимым для работы предприятия в соответствии с утвержденным планом. Другие задачи:

Расчет потребности материалов в сводной номенклатуре по предприятию на год;
Расчет нормативов запасов материалов и комплектующих изделий на складах;
Расчет нормативов страхового запаса материалов;
Учет обеспеченности материалами и комплектующими изделиями;
Контроль и анализ за состоянием запасов комплектующих изделий на складах;
Контроль и анализ поставок материалов от поставщиков.

SADT (Structured Analysis and Design Technique)

SADT – система, которую принято называть активностной моделью, которая представляет сложную систему подробностей системы активностей, которая, в свою очередь, отражает взаимоотношения через предметы системы. Основным рабочим элементом при моделировании является диаграмма. Модель SADT организует и объединяет диаграммы иерархической и древовидной структуры, при этом, чем выше уровень диаграммы, тем она менее детализирована. В состав диаграммы входят блоки, изображающие активность моделируемой системы и дуги, связывающие блоки вместе и изображающие взаимодействие и взаимосвязи между блоками (активностями). SADT требует, чтобы в диаграмме было от 3 до 6 блоков (наиболее удобно для чтения).

Б

локи на диаграммах изображаются прямоугольниками и сопровождаются текстом на естественном языке, описывающим активность. В отличие от других методов структурного анализа в SADT каждая сторона блока имеет вполне определенное значение. Левая сторона блока предназначена для входа, верхняя – для управления, правая – для выхода, нижняя – для исполнителей. Такое обозначение отражает определенные принципы активности. Входы преобразуются в выходы, управления ограничивают (предписывают) условия управления, исполнители описывают то, за счет чего выполняются преобразования. Дуги SADT представляют наборы предметов и маркируются набором текстов на естественном языке. Предметы могут состоять из четырех возможных отношений: выход, управление, вход и исполнитель.

Каждое из этих отношений изображается дугой, связанной с определенной стороной блока. Входные дуги изображают предметы, используемые преобразуемыми активностями. Управляющие дуги изображают информацию об управлении, действующем на активность. Выходные дуги изображают предметы, которые преобразуют входы. Блоки на диаграмме размещаются по ступенчатой схеме в соответствии с их доминированием, они принимаются как влияние, оказываемое одним блоком на другой. Блоки должны быть пронумерованы в соответствии с их доминированием. Номера блоков служат однозначными информаторами для активности и автоматически организуют эти активности в иерархию модели.

Взаимовлияние блоков может выражаться либо в перестановке выхода в другой активности для дальнейшего преобразования, либо в выработке управляющей информации, предписывающей, что именно должна делать другая активность. В SADT технологии требуется только пять видов взаимосвязей между блоками для описания их отношений:

Управление.
Вход.
Управленческая обратная связь.
Входная обратная связь.
Взаимосвязь типовых выходов-исполнителей.

Отношение управления возникает тогда, когда выход одного блока непосредственно влияет на блок с меньшим доминированием. Отношение входа возникает тогда, когда выход одного блока становится входом блока с меньшим доминированием. Обратная связь более сложна, поскольку она отражает итерацию или рекурсию. Управленческая обратная связь возникает тогда, когда выход некоторого блока влияет на блок с большим доминированием. Отношение входной обратной связи имеет место когда выход одного блока становится входом другого блока с большим доминированием. Отношение выход-исполнитель отражает ситуацию, при которой выход одной активности становится средством достижения целей другой активности.

Управление

Вход

Управленческая обратная связь

Входная обратная связь

Выход-исполнитель

Дуги могут разветвляться и соединяться вместе различным образом. Разветвление дуги означает, что часть ее содержимого может появляться в каждом определении дуги. Дуга всегда помещается вдоль разветвления, чтобы можно было дать название всему набору.

Тарифная система

Тарифная сетка

Штатное расписание

Тариф.-квалиф.

справочник

Кроме того, каждая ветвь дуги может быть помечена в соответствии с правилами. Считается, что непомеченная ветвь содержит все предметы в указанной ветке при разветвлении. Каждая метка ветви уточняет, что именно содержит эта ветвь.

Слияние дуг указывает, что содержимое каждой ветки участвует в формировании после слияния объединенной дуги. После слияния дуга всегда помечается для указания нового набора. Кроме того, каждая ветвь перед слиянием может помечаться в соответствии со следующими правилами: считается, что непомеченные ветви содержат все предметы, указанные в общей ветви после слияния; каждая метка ветки уточняет, что именно содержит эта ветвь.

При создании модели одна и та же диаграмма чертится несколько раз. Чтобы различать различные версии одной и той же диаграммы в SADT используется схема контроля диаграмм, основанная на их номерах. Если диаграмма замещает более старый вариант, то предыдущий номер помещается в скобках для указания связи с предыдущим номером.

Задача представляет собой совокупность операций преобразования исходной информации, характеризуется однородностью данных, отображающих данный процесс, имеет цели получения выходной информации в виде, пригодном для восприятия ее пользователем (ведомость, график, рисунок и т.д.).

Подсистема – это взаимосвязь комплексов задач.

Blog

Курс лекций Преподаватель Г. Н. Аштаев Рыбинск 2000 Задачи курса

Содержание

Функциональный комплекс технической подготовки производства