Лекция 3. Общая характеристика процесса проектирования АСОИУ

Процесс проектирования АСОИУ. Современные информационные технологии предоставляют широкий набор способов реализации АСОИУ, выбор которых осуществляется на основе требований со стороны предполагаемых пользователей, которые, как правило, изменяются в процессе разработки.

Под процессом проектирования АСОИУ понимается действия проектировщиков над объектами проектирования. Под проектированием системы понимается процесс преобразования входной информации об объекте проектирования, о методах проектирования и об опыте проектирования объектов аналогичного назначения в соответствии с ГОСТом в проект АСОИУ.

Проектирование системы – трудоемкий, длительный и динамический процесс. Технологии проектирования, применяемые в настоящее время, предполагают поэтапную разработку системы. Этапы по общности могут разделяться на стадии. Совокупность стадий и этапов, которые проходит система в своем развитии от момента принятия решения о создании системы до момента прекращения функционирования системы, составляет жизненным циклом системы.

Структура процесса проектирования включает в себя:

– формализацию процесса проектирования;

– выполнение стадий и этапов проектирования;

– создание проектной документации.

Под формализацией процесса проектирования понимается получение исходных данных для проектирования и осуществление действий над элементами проектируемой АСОИУ в виде их однозначного и правильного понимания, как для проектировщиков, так и для пользователей системы.

Для этой цели разрабатывается система классификации и кодирования всей информации, необходимой для создания АСОИУ. Она осуществляется на основании документации организационного обеспечения АСОИУ: организационных структур предприятия и его структурных подразделений.

Кроме того, устанавливается единая последовательность проведения проектных работ. Создаются информационные характеристики каждой задачи и системы задач в целом. На их основе формируются: области деятельности, процессы деятельности, функции деятельности, документооборот, структурно – функциональные связи, справочник организаций, состав документов. Далее разрабатываются: функциональная, информационная и динамическая модели, технико-экономическое обоснование, рабочий проект.

 

Задачи проектирования АСОИУ. Внедрение проекта должно обеспечить:

1. Удовлетворение информационно-вычислительных потребностей пользователя как правило в большей степени за счет автоматизации процедур ПР;

2. Адекватность системы реальным информационным и технологическим процессам управляемого объекта на момент внедрения системы и далее на достаточно длительном временном интервале. Чтобы проект системы соответствовал управляемому объекту на достаточно длительном временном интервале, создаваемая система должна обладать адаптивными свойствами.

3. Высокую экономическую эффективность.

На самом общем уровне к проекту системы предъявляется 3 требования:

· соответствие особенностям предметной области;

· надёжность функционирования;

· возможность эффективного сопровождения системы.

Проблемы построения АСОИУ. Основные проблемы построения АСОИУ следующие.

Первой проблемой является определение необходимости применения АСОИУ. Ее решение связано с анализом важности задач, для которых она создается. Эти задачи могут определяться:

– социальным заказом общества;

– обеспечением безопасности личности и общества;

­– защитой от экономических экспансий в определенных областях промышленности, а также проведением экономических экспансий в своих интересах.

Социальный заказ для АСОИУ связан с необходимостью обработки информации, например, в области медицинского обслуживания и т. п.

Под безопасностью личности понимается не только защита от бандитов и хулиганов, но и обеспечение условий безопасного труда. Безопасность общества также рассматривается не только как защита государства и его строя, но и как обеспечение безопасности производства для работающих людей и окружающей среды, связанных с нарушением экологических условий.

АСОИУ используются также для обеспечения внедрения новых высоких технологий, приводящих к снижению себестоимости, повышению эффективности проведения экономических экспансий с целью увеличения дохода в отраслях промышленности.

Второй проблемой является определение целесообразности построения АСОИУ. Под целесообразностью построения АСОИУ будем понимать получение экономических преимуществ в результате использования автоматизированной системы, главным образом, прибыли или дохода путем сокращения затрат на эксплуатацию при выполнении работ.

Обе рассматриваемые проблемы – необходимость применения и целесообразность построения АСОИУ практически связаны между собой. Можно принять, что первая проблема определяется политическими, а вторая – экономическими вопросами жизни общества. Учет взаимного влияния этих проблем обеспечивает создание рациональной АСОИУ.

Следующая, третья, проблема – оценка качества выполняемой работы и выпускаемого АСОИУ продукта. Это важнейший показатель, который связывает качество с характеристиками продукта.

Проблема определения рационального построения АСОИУ и уровня ее автоматизации является четвертой и ключевой, так как при ее решении выбираются алгоритмы, производится разделение алгоритмов и системы на части, оцениваются требования к аппаратуре, степени автоматизации и надежности работы.

Пятая проблема, от которой зависит рациональная организация работ по созданию АСОИУ, определяется затратами и сроками ее выполнения. Решение этой проблемы связано с особенностями построения АСОИУ, условиями контроля работоспособности частей и последовательностью проведения испытаний.

Критериями оценки рациональности принимаемых решений по рассмотренным проблемам, наряду с использованием различных оценок эффективности при проектировании, являются экономические показатели, связанные с затратами на разработку и изготовление АСОИУ и главным образом с себестоимостью выпускаемого продукта и прибылью, которую предполагает получить ее создатель. Такой подход к построению АСОИУ требует знания функциональных зависимостей между техническими параметрами и характеристиками АСОИУ и его частями, и экономическими показателями.

 

Принципы проектирования АСОИУ. Процесс создания АСОИУ представляет собой комплекс научно-исследовательских. предпроектных, проектных, строительных, монтажно-наладочных работ, испытаний, опытную эксплуатацию АСУ, а также подготовку и обучение персонала и работы по подготовке объекта управления к вводу АСУ в эксплуатацию.

При создании АСУ необходимо руководствоваться принципами системности, развития, совместимости, стандартизации и унификации, а также и эффективности.

Принцип системности заключается в том, что при создании, функционировании и развитии АСУ должны быть установлены и сохранены связи между структурными элементами, обеспечивающие ее целостность.

Принцип развития заключается в том, что АСУ должна создаваться с учетом возможности пополнения и обновления функций АСУ и видов ее обеспечении путем доработки программных и (или) технических средств или настройкой имеющихся средств.

Принцип совместимости заключается в обеспечении способности взаимодействия АСУ различных видов и уровней в процессе их совместного функционирования.

Принцип стандартизации и унификации заключается в рациональном применении типовых, унифицированных и стандартизованных элементов при создании и развитии АСУ.

Принцип эффективности заключается в достижении рационального соотношения между затратами на создание АСУ и целевыми эффектами, получаемыми при ее функционировании.

Кроме того, существуют общесистемные принципы и принципы создания информационного обеспечения.

Принцип новых задач. При создании АСОИУ нельзя существующие функции управления один к одному без соответствующего анализа переводить на ЭВМ. Если на предприятии существуют недостатки в самой системе управления, то эти недостатки при автоматизации будут увеличены во много раз. Необходимо провести предпроектное обследование, анализ существующей системы управления, По результатам анализа провести реинжениринг. Реинжиниринг – это фундаментальное переосмысление и радикальное перепланирование бизнес-процессов компаний, имеющее целью резкое улучшение показателей их деятельности, таких как затраты, качество, сервис и скорость. Принцип новых задач гласит о том, что при разработке задач функциональных подсистем должны максимально использоваться возможности автоматизированных информационных технологий. Под автоматизированной информационной технологией понимается системно организованная для решения задач управления совокупность методов и средств реализации операции сбора, регистрации, передачи, накопления, поиска, обработки и защиты информации на базе применения развитого программного обеспечения, используемых средств вычислительной техники и связи, а также способов, с помощью которых информация предлагается пользователям.

Принцип первого руководителя. Данный принцип гласит о том, что непосредственно руководить созданием АСОИУ должен первый руководитель объекта автоматизации. Если создается интегрированная автоматизированная система управления предприятием, то руководить должен генеральный директор предприятия. Если создается АСУ цехом, то руководить созданием АСУ цехом должен начальник цеха. Если создается система по управлению материально-техническим снабжением, то руководить этим должен заместитель генерального директора по материально-техническим вопросам. Для выполнения принципа первого руководителя, как правило, создаются координационный совет и его секции. Координационный совет возглавляет генеральный директор предприятия, а секции возглавляют соответствующие руководители.

Принцип замкнутости контура управления. Суть принципа заключается в следующем – каждый бизнес-процесс должен исполнятся, планироваться, учитываться, анализироваться и регулироваться. При этом нельзя исключать из контура управления ни планирование, ни учет, ни анализ, ни регулирование. Под бизнес-процессом понимается какое-либо действие (например, хранение) над каким-либо ресурсом предприятия (например, материалы). Т. е. бизнес-процесс, в данном случае будет – хранение материалов. Эти материалы надо хранить (исполнение), надо планировать их хранение, надо вести оперативный учет движения этих материалов по складам предприятия, анализировать плановое и фактическое движение материалов и при обнаружении отклонений необходимо принимать меры (регулировать) по обеспечению выполнения плановых показателей. Регулирование – это обратная связь воздействия на объект управления (бизнес-процесс). Существуют внутренняя и внешняя обратные связи. Внутренняя обратная связь воздействует при определенных условиях на бизнес-процесс. Внешняя обратная связь воздействует при определенных условиях на корректировку плановых показателей.

Принцип выравнивания пропускной способности всех звеньев ИАСУ. Данный принцип гласит, что необходимо синхронно, равномерно развивать все звенья АСОИУ. Если какое-либо звено будет развиваться не синхронно и равномерно, то появятся в системе либо узкие места (тормозящие развитие системы), либо излишние ресурсы (необоснованная трата денег на информационные ресурсы).

Принцип эффективности АСОИУ. Проектные решения должны быть эффективными и приносить системе определенный экономический эффект. Нормативный коэффициент эффективности капитальных затрат на создание АСОИУ не должен быть меньше нормативного значения, установленного в отрасли. Для машиностроительных предприятий он равен не менее 0,33. Следовательно, срок окупаемости должен быть не более 3 лет.

Принцип документальности проектных решений. При создании АСОИУ должны быть оформлены все документы по предпроектному обследованию, системному и рабочему проектированию как на бумажных носителях, так и в электронном виде. Проектные документы располагаются на Web-сайте корпоративной сети предприятия и должны быть всегда доступны как разработчикам системы, так и пользователям с учетом установленной защиты информации в сети.

Принцип наглядности проектных решений. При выполнении проектных работ необходимо использовать различные инструментальные средства по обеспечению наглядности принимаемых проектных решений. Для этого должны разрабатываться мнемосхемы и модели (функциональные, информационные, динамические и математические).

Принцип актуализации проектных решений. Все проектные решения, изложенные в системной и проектной документации в электронном виде и на бумажных носителях по мере необходимости должны корректироваться. Для этого разрабатывается система актуализации проектных решений.

Принцип поддержки системы на высоком научно-техническом уровне. В связи развитием автоматизированных информационных технологий (появление новых комплекса технических средств, общесистемного математического обеспечения и др.) корпоративные АСОИУ должны иметь адекватное развитие.

Принцип автоматизации проектирования АСОИУ. Разработчики АСОИУ должны применять методы и инструментарий для автоматизации проектных работ. В первую очередь необходимо формализовать работы по проведению предпроектного обследования объекта автоматизации (система классификации и кодирования, методика предпроектного обследования и др.). На этапах системного и рабочего проектирования необходимо использовать CASE-технологии (современные методы и средства проектирования информационных систем).

Принцип достаточности информации для решения задач ИАСУ. Информации для решения задач должно быть достаточно. Это достигается путем разработки информационных характеристик задач.

Эти характеристики должны включать в себя такой состав входной информации, чтобы обеспечить формирование всех выходных реквизитов по всем выходным формам и запросам.

Принцип одноразового ввода информации в информационную базу данных и многократного ее использования всеми пользователями системы. Вся входная (первичная и производная) информация, поступающая в систему, должна формироваться в центральной информационной базе данных, храниться там (с учетом актуализации) и использоваться как для решения всех поставленных задач, так и для выдачи ее по запросу всем пользователям системы.

Принцип очередности внедрения функциональных задач АСОИУ. Разработка и внедрение функциональных задач АСОИУ должна осуществляться в той последовательности, которая определяется уровнем расположения задач в едином информационном пространстве системы. Для этой цели разрабатывается методика и формируется схема расположения функциональных задач по уровням единого информационного поля.

Принцип классификации и кодирования технико-экономической, управленческой и правовой информации. Вся информация, которая будет использоваться в процессе предпроектных работ, системного и рабочего проектирования должна быть классифицирована и закодирована. Для этого разрабатывается соответствующая методика. Эта система классификации и кодирования отличается от той системы классификации и кодирования, которая уже используется на предприятии для кодирования тех или иных элементов существующей системы управления (материалы, продукция, структурные подразделения и др.). В дальнейшем при необходимости формируются таблицы соответствия.

Принцип унификации и стандартизации форм документов. При проектировании форм документов, в первую очередь, необходимо использовать в проектах унифицированные и стандартные формы документов, которые имеют движение на предприятии. При необходимости разрабатываются новые унифицированные и стандартные формы документов.

Принцип актуализации информационной базы данных системы. Информационная база данных (ИБД) должна корректироваться по мере поступления новой информации и изменений по имеющейся информации. Ответственность за актуализацию ИБД системы несут как структурные подразделения, так и служба информационных технологий (СИТ) в рамках возложенных на них обязанностей. Структурные подразделения обязаны проводить корректировку по массивам, закрепленным за ними. СИТ обеспечивает администрирование центральной информационной базы данных и корпоративной вычислительной сети предприятия (КВСП).

Принцип безбумажной технологии обработки информации. Вся входная (первичная, нормативно-справочная, производная) и выходная (формы, запросы) информации должны быть в виде электронного документооборота.

Принцип защищенности информации от несанкционированного к ней доступа и обеспечение безопасности. Должна быть разработана система информационной безопасности в АСОИУ. Эта система должна предусматривать как защиту от несанкционированного доступа к информации, так и защиту от применения угроз по ее искажению или исчезновению.

Принцип сетевого подхода. Информационное обеспечение и задачи АСОИУ должны создаваться в сетевом варианте с использованием корпоративной вычислительной сети предприятия.

 

Общая характеристика проектирования АСОИУ. Выделение отдельных стадий создания АСУ и определение содержания работ на каждой стадии имеет существенное значение для более четкого планирования, оперативного контроля и управления деятельностью коллектива разработчиков и отдельных исполнителей.

Создание эффективно действующей АСУ немыслимо без тесного взаимодействия и сотрудничества разработчиков системы и будущих ее пользователей. На разных стадиях это сотрудничество меняется по содержанию и объему, поэтому для каждой из них важно регламентировать права и обязанности заказчика и разработчика.

Специфика АСУ предопределяет некоторую размытость границ между стадиями, одновременное выполнение работ более ранних и более поздних стадий. В этих условиях регламентация становится особенно необходимой.

Установлены следующие стадии создания АСУ: предпроектная, включающая разработку технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ) на создание АСУ; разработки проектов, включающая разработку технического и рабочего проектов, а для небольших АСУ – единого технорабочего проекта системы; ввода в эксплуатацию, включающая проведение монтажных и пусконаладочных работ по технической части системы, завершение мероприятий по подготовке предприятия к внедрению АСУ, опытную эксплуатацию и приемо-сдаточные испытания системы.

В зависимости от конкретных производственно-технических условий, особенностей используемых методов и средств разработки и в соответствии с экономической целесообразностью создание АСУ осуществляется в виде последовательных очередей. На действующих предприятиях создание АСУ должно осуществляться не более чем в две очереди. В первой очереди должно быть предусмотрено регулярное решение задач технической подготовки производства, оперативного управления основным производством, технико-экономического планирования и материально-технического снабжения на уровнях общезаводского и внутрицехового управления. При этом комплекс задач первой очереди должен обеспечивать нормативный срок окупаемости затрат на создание АСУ и нормы загрузки ЭВМ. Для вновь строящихся и реконструируемых предприятий состав и последовательность очередей создания АСУ определяются планами строительства или реконструкции исходя из необходимости обеспечения максимальной эффективности вводимых в действие комплексов задач АСУ. Объем работ первой очереди АСУ устанавливается в соответствии с пусковым комплексом строящихся объектов.

При разработке АСУ необходимо руководствоваться: действующими законодательными и нормативными актами по вопросам проектирования систем управления промышленными объектами; общеотраслевыми документами по основным направлениям разработки автоматизированных систем управления; нормативными документами, инструкциями, государственными и отраслевыми стандартами в области создания АСУ; документами по организации и управлению предприятиями соответствующей отрасли промышленности; каталогами типовых прикладных программных средств, вычислительной техники, средств связи и автоматики; установленными нормативами затрат ресурсов на разработку и внедрение АСУ и ценниками для определения сметной стоимости автоматизации.