  Оглавление
Раздел 1. Общая методология систем
1.1 Предмет и содержание курса
1.2 Вопросы стандартизации систем
1.3 Принципы анализа и синтеза систем
1.3.1 Классификация систем
1.3.2 Этапы развития систем
1.4 Модели интегрированных систем
1.4.1 Модель CIM
1.4.2 Модель PERA
1.5 Функциональная часть
1.5.1 Общая характеристика функциональной части
1.5.2 Подсистема определения потребности в продукции
1.5.3 Подсистема материально-технического снабжения
1.5.3 Подсистема управления сбытом продукции
1.5.4 Подсистема формирования хозяйственных связей
1.5.5 Подсистема управления запасами
1.5.6 Подсистема контроля за поставками
1.5.7 Подсистема планово-финансовой деятельности
Раздел 2. Структура обеспечивающей части интегрированных систем
2.1 Структура обеспечивающей части
2.2 Организационное обеспечение
2.3 Информационное обеспечение
2.3.1 Общая характеристика подсистемы
2.3.2 Информационные модели
2.3.3 Разработка информационной модели
2.3.4 Функционирование информационной модели
2.4 Техническое обеспечение
2.5 Программное и лингвистическое обеспечения
2.6 Технологии автоматизированного решения задач
Раздел 3. Специальное математическое обеспечение
3.1 Общая характеристика системы
3.2 Функциональное описание
3.2.1 Характеристика параметрических связей элементов
3.2.2 Описание функциональных значений параметрических связей
3.3 Морфологическое описание системы
3.3.1 Морфология подсистем
3.3.2 Классификационные признаки алгоритмов и программ
3.3.3 Классы алгоритмов и программ
3.3.4 Требования к разработке алгоритмов ИИС
Предмет и содержание курса
Задачи планирования деятельности и управления процессами промышленных предприятий - одна из основных областей применения автоматизированных систем управления предприятиями.
Дадим обзор этапов создания и внедрения АСУП в бывшем СССР с 60 годов ХХ века [1]. В рамках направления, претенциозно называвшегося тогда "экономической кибернетикой" были созданы основные положения единой теории, развитие которой позволяет рассматривать предприятие в целом как многоуровневую иерархическую систему управления. Были разработаны методы решения задач сбора, хранения и обработки данных, форм электронного документооборота, оптимизации оперативно-календарного планирования и других практически важных алгоритмов, нашедших широкое применение при создании АСУ.
Среди наиболее ярких сторонников внедрения АСУ, которые отдали этому делу много сил и интеллекта, надо вспомнить имена А.И. Берга, Л.В. Канторовича, А.А. Ляпунова, В.С. Немчинова, Г.С. Поспелова, А.И. Китова и др. А главным борцом был В.М. Глушков, который создал целую отечественную индустрию АСУ, включая теорию и практику, производственную и научную инфраструктуру.
Вехой в развитии теории и практики применения АСУ была система ОГАС. ОГАС - это проект Общегосударственной Автоматизированной Системы управления, предложенной В.М.Глушковым и разрабатываемой под его руководством в Институте кибернетики АН УССР и в ряде других институтов страны в 60-80 гг.
Первоначальный проект единой глобальной сети для управления экономикой страны назывался ЕГСВЦ (Единая Государственная Сеть Вычислительных Центров) и был представлен Глушковым и его рабочей группой на рассмотрение руководства страны в 1964г. Термин ОГАС появился позднее. Академику Глушкову и сотрудникам его Института кибернетики удалось разработать и в 1964 г. представить на рассмотрение руководства страны первый эскизный проект ЕГСВЦ. Принято считать, что документы по ЕГСВЦ не сохранились. До 1977 г. проект был засекречен и большинство материалов пропало безвозвратно. Однако сохранились три предварительных варианта предварительного эскизного проекта ЕГСВЦ.
В рассматриваемом нами одном из трех предварительных вариантов проекта предполагается сеть из 1-го головного центра, 50 опорных центров
(ОЦ) и 6000 низовых вычислительных центров (НЦ).
Приведены следующие итоговые оценки объемов информации: в низовые центры ЕГСВЦ ежедневно поступает примерно 500 млрд. бит информации; выдается на производство 230 млрд. бит, а объем постоянно хранимой в низовых центрах информации составляет примерно 500 млрд. бит.
Параллельно с ЕГСВЦ планировалось создание единой автоматизированной системы связи страны (ЕАСС).
В описываемом проекте сформулированы следующие принципы построения и функционирования ЕГСВЦ (впоследствии канонизированные):
1. Единая государственная сеть вычислительных центров строится по принципу многоступенчатого кустования по уровням управления работой сети от низовых вычислительных центров (НЦ) до головного. Низовые звенья сети, обслуживающие предприятия и группы предприятий, создаются по территориально-отраслевому принципу, а высшие звенья – по территориальному. Целостность ЕГСВЦ как системы обеспечивается специально выделенными каналами связи.
2. Первичная информация поступает в ЕГСВЦ непосредственно с мест ее возникновения, при этом обеспечивается своевременность поступления и достоверность информации.
3. ЕГСВЦ должна обеспечивать обработку информации в отраслевых и
специальных разрезах и выдачу в установленные сроки руководящим органам любого уровня сведений, необходимых этим органам для эффективного выполнения возложенных на них функций.
4. Государственные отраслевые комитеты получают необходимую для их работы планово-экономическую информацию из ЕГСВЦ. Циркуляция экономической информации вне ЕГСВЦ не допускается.
5. ЕГСВЦ базируется на системе информации, максимально унифицированной и допускающей полную автоматизацию процесса сбора, передачи и обработки первичных данных.
6. ЕГСВЦ функционирует как единая вычислительная система: она должна обеспечивать возможность совместной работы машин в ходе выполнения разнообразных народнохозяйственных задач планирования и управления, а также оперативного обмена информацией между отдельными центрами.
7. Сеть в процессе функционирования накапливает статистические сведения, необходимые для периодического контроля за ходом выполнения народнохозяйственных планов, анализа тенденций развития экономики страны и отдельных ее звеньев (в том числе по программе ЦСУ СССР), а также для ведения научных исследований.
8. В основу функционирования информационной системы ЕГСВЦ должен быть положен принцип своевременного обнаружения возникающих отклонений, т.е. используемые модели народного хозяйства должны обеспечивать возможность прогнозирования дальнейшего его развития при условии наличия данных по настоящий момент включительно.
В проекте приведена классификация информации и решаемых в ЕГСВЦ задач, рассмотрены общие требования к техническим средствам. Определены составы основной аппаратуры и оборудования головного, опорного и низового ВЦ приведен в таблицах. Описаны структура и использование единой автоматизированной системы связи страны (ЕАСС). В проекте отражены также вопросы подготовки и переподготовки кадров, приведена примерная оценка количества специалистов, необходимых для создания и эксплуатации ЕГСВЦ.
Практическая реализация идей ЕГСВЦ натолкнулась на ряд как объективных, так и субъективных факторов, препятствующих успешному их внедрению. Во-первых, следует отметить неготовность социальной среды для реализации подобных революционных идей. Кроме того, неэффективность существовавшего документооборота требовала дополнительных затрат сил и средств на проведение организационно-управленческих реформ и преобразований.
По видимому практическая реализация идей ЕГСВЦ руководству страны очень дорогостоящей. Затраты на реализацию в 5 млрд. руб., подготовка около 300 тысяч высококвалифицированных специалистов при более чем десятилетнем сроке реализации проекта заставили отказаться от реализации предложенной концепции в полном объеме и свести ее к созданию ряда таких объектов как АСУП, АСУ МТС, АСУТП и т.д. Их функции сводились больше к автоматизации процесса сбора и передачи статистической информации, а также технологических процессов и документооборота на отдельных предприятиях, вместо автоматизации процесса разработки плана и принятия управленческих решений.
Работы по созданию АСУП на базе отечественных универсальных цифровых вычислительных машин были начаты по инициативе академика В. М. Глушкова в Институте кибернетики АН СССР в 1963-1964 гг.
Первой в СССР системой для предприятия с крупносерийным характером производства была АСУП "Львов", внедренная на Львовском телевизионном заводе "Электрон". Ее разработка была проведена в 1965-1967 гг. коллективом специалистов Института кибернетики АН СССР совместно с сотрудниками СКБ завода.
Выступая летом 1965 г. на конференции Львовского совнархоза, Глушков предложил немедленно переходить к разработке и внедрению АСУ предприятиями, обещая значительный экономический эффект для производства за счет оперативного управления, сбалансированности планирования, анализа, учета и контроля, экономии времени и живого человеческого труда. Заключенный здесь же договор с Львовским телевизионным заводом "Электрон" привел к созданию первой промышленной АСУП "Львов". Она была разработана и принята в эксплуатацию в рекордно короткий срок - 2 года (1967 г.).
АСУП "Львов" в первые годы эксплуатации позволила повысить эффективность как управления, так и собственно производства, получить значительный экономический эффект. В 1967-70-х годах этим же коллективом создается АСУП "Кунцево" для Кунцевского радиозавода, также с успехом внедренная в эксплуатацию. Но АСУП "Кунцево" - это уже новый этап развития АСУП - путь типовых проектных решений с его огромными выгодами и преимуществами.
АСУП "Кунцево" стала типовой системой для управления многономенклатурными предприятиями машиносроительного профиля со смешанным характером производства: от единичного до массового. В результате такого революционного прорыва в короткие сроки на этой основе были созданы высокоэффективные АСУП для нескольких сотен крупнейших промышленных предприятий страны.
Решение задачи, поставленной В. М. Глушковым, - создать не индивидуальную для данного предприятия, а типовую для машиностроительных и приборостроительных предприятий систему, привело к методам построения прикладных программ, использующих параметрическую настройку на особенности конкретного предприятия при привязке, наладке и внедрении типовой системы. Эти методы максимального использования параметров, а не числовых значений при построении прикладных программ, разработанные еще при создании первой АСУП, стали со временем широко распространенными и используются до сих пор в интегрированных информационных системах планирования ресурсов предприятия.
В 1965г. В.М. Глушковым было выдвинуто понятие специализированной операционной системы, предназначенной для систем с регулярным потоком задач. Универсальные операционные системы для решения случайных потоков задач в пакетном режиме в вычислительных центрах, например OS/360 фирмы IBM для семейства 360, не позволяли использовать преимущества, которые могло представить знание регулярного потока задач в АСУП. Поэтому в составе программного обеспечения АСУП "Львов и Кунцево" на базе отечественных машин второго поколения серий "Минск" и "Урал" были разработаны программные средства управления расписанием задач, предварительной подготовкой информации и мультипрограммными режимами исполнения прикладных программ. Хотя до штатных операционных систем машин "Минск" и "Урал" такие решения не были доведены.
Создание крупных АСУП потребовало использования и развития методов оптимизации. Работы в этой области проводились в Институте кибернетики АН УССР под руководством В. С. Михалевича. Они привели к созданию украинской школы методов оптимизации (В. С. Михалевич, Ю. М. Ермольев, Б. Н. Пшеничный, И. В. Сергиенко, В. В. Шкурба, Н. З. Шор), работы которой получили признание не только в СССР, но и за рубежом. В 1960-1962 гг. была предложена общая алгоритмическая схема последовательного анализа вариантов, включавшая в себя как частный случай вычислительные методы динамического программирования (В. С. Михалевич, Н. З. Шор). Эта схема была применена при решении задач проектирования автомобильных и железных дорог, электрических и газовых сетей. В.В. Шкурба развил эту схему вместе с методами имитационного моделирования для решения задач упорядочения, в частности в теории расписаний и календарном планировании. Эти результаты послужили математической основой систем "Львов" и "Кунцево".
Именно в это же время (в начале 70-х годов ХХ века) делает свой очередной прорыв А.И. Китов - разработку и внедрение первой в стране АСУ в непроизводственной сфере, что бесспорно было новаторством. А.И. Китов создаёт АСУ "Здравоохранение" и становится основоположником «медицинской кибернетики» в СССР, признанным лидером в этой области как в Советском Союзе, так и за рубежом.
Новый этап в развитии АСУП пришелся на вторую половину 70-х годов и 80-е годы. Это были комплексные АСУП, в которых органически интегрировались в единое целое задачи автоматизированного проектирования новых изделий (САПР), технологической подготовки производства (АСПП), автоматизации испытаний готовых изделий и автоматизации организационного управления предприятием (АСУП в прежнем, функциональном понимании). Техническую базу нового поколения АСУП составляли, как правило, модели ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ. Комплексные АСУП были разработаны и внедрены на Ульяновском авиационном заводе и других предприятиях оборонного комплекса под руководством В. И. Скурихина, А. А.Морозова.
На 1970-й год в стране действовало порядка 400 АСУП, а через пять лет их число достигло порядка трёх тысяч (не считая засекреченных военных и оборонных автоматизированных систем управления). В основном это происходило по типовым проектам, разработчиками которых стали такие головные институты всех девяти оборонных министерств (научный руководитель - В.М.Глушков, главный конструктор - А.И.Китов), ВНИПИОАСУ (директор - В.С.Синяк) - для ряда гражданских машиностроительных и приборостроительных отраслей (ГК - О.В. Голованов) и ряд других. Внедренные в практику ОАСУ стали информационно-интеллектуальными штабами в своих отраслях.
Одновременно комплексные АСУП создавались научно-исследовательскими институтами Всесоюзного объединения "Союзсистемпром" Минприбора СССР; ЦНИИТУ, г. Минск; ГНИПИ ВТ, г. Казань; НИИУМС, г. Пермь и др. для промышленных предприятий народно-хозяйственной сферы (Минский тракторный завод и др.).
В настоящее время вместо понятия АСУП используется более точное понятие "интегрированные системы планирования ресурсов предприятия". Под ними понимают системы, в которых функционально объединяются существовавшие ранее как автономные ("островки автоматизации") системы для решения задач автоматизации учета и управления производством, финансами, снабжением и сбытом, кадрами и информационными ресурсами. Техническую базу современных ERP-систем, использующих преимущественно распределенную архитектуру клиент-сервер, составляют серверы и рабочие места пользователей, объединенные локальными сетями.
Совершенствование управления направлено на оптимизацию хозяйственных связей. Давая наибольший экономический эффект, оно требует обработки больших объемов информации, использования экономико-математических методов, проведения многовариантных расчетов. Иерархическая структура органов управления, в свою очередь, вызывает необходимость четкой, взаимосвязанной организации всех звеньев, агрегирования информации на различных уровнях управления, отработанной системы обратных связей.
В пособии изложены общие вопросы создания автоматизированных систем управления, раскрыта функциональная часть ИС, где особое внимание уделено рассмотрению функций управления, функциональным задачам и особенностям их постановок и реализации в многоуровневой интергированной иерархической системе управления промышленным предприятием.
|
