Лекции. Конспект лекций по дисциплине вгипу, 2009 Конспект лекций по дисциплине Автоматизированные системы управления на автомобильном транспорте
 Скачать 163.32 Kb.
|
|
Тема 2 Понятия, цели и функции АСУ План Система, управление, информация. Основные функции управления. Классификация информационных технологий. 1. В настоящее время существует множество определений системы, однако в них можно выделить следующее: - система включает множество элементов, каждому из которых присущи определенные свойства; - все элементы системы взаимосвязаны. - совокупность элементов представляет единое целое, обладающее новым свойством. - функционирование системы целенаправленно; - каждый отдельный элемент системы сам может являться сложной системой; - система, выделенная по какому либо признаку, может быть элементом системы более высокого уровня. Таким образом, каждая система может быть рассмотрено с разных позиций. Элементами системы являются объекты, входящие в состав рассматриваемой системы, которые с точки зрения ее структуры не подлежат дальнейшему разбиению на части, хотя с другой стороны они в свою очередь могут рассматриваться как самостоятельные и отдельные системы. Можно выделить следующие виды систем: - планетарные (вселенная, солнечная система, планеты и т.д.); - биологические (человек, животные и другие организмы); - социальные (некоторая общность людей, племена, государства, профсоюзы, партии, клубы и другие группы людей); -производственные (предприятия, организации). В современном понятии система – это упорядоченная совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих объектов (элементов), предназначенная для достижения определенной цели или выполнения определенных функций. Система включает объект управления и соответствующий управляющий орган (систему управления). Управляемый объект (предприятие, экономический, финансовый. технологический и т.п. процесс) выполняет совокупность операций по преобразованию входных потоков (сырья, материалов) в входной продукт (готовая продукция, услуги и т.д.). Система управления выполняет совокупность операций, необходимых для организации работы управляемого объекта в процессе достижения поставленной цели. Совокупность структурных органов управления, методов управления, управляемого объекта представляет собой систему организационного управления. Функционирование системы управления осуществляется на базе информации о состоянии объекта, его входов, выходов в соответствии с поставленной целью. Управление объектом осуществляется путем подачи управляющих воздействий. Связь системы управления с внешней средой показана как директивные указания и представляемые отчеты. Основным принципом управления является принцип обратной связи –управление по замкнутому циклу. Таким образом, управление – это процесс воздействия на систему в целях перевода ее в новое состояние или поддержание в установившемся режиме. Организационные системы имеют следующие особенности: 1. Основным элементом является человек – сложная, активная система. Составить формализованные модели, описывающие различные аспекты поведения человека, крайне трудно, а порой просто невозможно. В тоже время человек в организационных системах является лицом, принимающим решение. 2. Многоцелевой характер функционирования, то есть эффективность работы социально-экономической системы в целом и составляющих ее подсистем и элементов определяется не везде одинаковыми показателями. Такая многокритериальность оценок эффективности приводит к необходимости организации управления по отдельным взаимосвязанным уровням. 3. Непрерывное развитие организационных систем связанное с изменением структуры организации, появление новых функций управления, внутренних и внешних условий и связей). Для эффективного управления любой системой необходима достаточная информация о состоянии системы и окружающей среде, с которой она взаимодействует. Информация с точки зрения управления: информация – сообщения, сведения, знания, необходимые для принятия решения. Информация характеризуется следующими свойствами: - в основе информации лежат материальные процессы. - передача, в том числе хищение, информации не уменьшает ее количество; информация не исчезает от постоянного ее употребления; - информация способна накапливаться и этому процессу нет предела; - информация имеет количественные и качественные характеристики (бит, байт и т. д., полнота, достоверность, дискретность, актуальность); - существование информации определяется ее использованием (передача, накопление, обработка и т.д.). Мощным инструментом, позволяющим резко повысить эффективность как производства, так и управления является информатизация производства и управления в различных аспектах. Информационной будем называть систему, помогающую различным категориям работников эффективно выполнять свои функции с использованием современных технологических средств, и прежде всего, вычислительной техники. Информационная система управления – это совокупность коллектива людей, административных и экономико-математических методов, информационной базы, средств вычислительной техники, позволяющая осуществлять оптимальное управление в различных сферах человеческой деятельности. 2. Функция управления - особый вид человеческой деятельности, продукт процесса разделения труда и специализации, отличающийся относительной самостоятельностью. С точки зрения информатизации управлении выделяются следующие функции: 1. Прогнозирование – научное предвидение будущих процессов и явлений на основе всестороннего анализа текущего состояния системы, расчетов и моделирования многовариантных решений. Различают два вида прогноза: поисковый (исследовательский) и нормативный. При поисковом прогнозе определяются возможные состояния системы в будущем с расчетом вероятности того или иного исхода. При нормативном прогнозе рассматривается, как правило, один вариант, рассчитываемый на усредненных нормативах. Качество прогноза зависит от применяемых методов прогнозирования, среди которых можно выделить следующие методы: экстраполяции, аналогии, экспертных оценок, математического моделирования. 2. Планирование – постановка цели и выработка программы для ее достижения. При планировании реализуются следующие принципы: обоснованность, оптимальность, комплексность. Основным методом планирования является балансовый метод, который может быть реализован при помощи соответствующей экономико-математической модели. Он позволяет согласовать объем выпуска продукции с объемами потребления, ресурсы и потребности в них и т.д. 3. Регулирование – обеспечение нормальной деятельности и развития системы, поддержание ее функционирования в заданном режиме, компенсируя внутренние и внешние возмущения. 4. Контроль – система наблюдения за состоянием объекта управления и выявление отклонений в процессе функционирования. 5. Учет – сбор и обработка исходных данных в системе и внешней среде. 3. Информационные технологии можно классифицировать по следующим признакам. По степени централизации технологического процесса ИТ в системах управления делят на: централизованные, децентрализованные, и комбинированные технологии: Централизованные технологии характеризуются тем, что обработка информации и решение основных функциональных задач экономического объекта производятся в центре обработки ИТ – центральном сервере, организованной на предприятии вычислительной сети, либо в отраслевом или территориальном информационно-вычислительном центре. Децентрализованные технологии основываются на локальном применении средств вычислительной техники, установленных на рабочих местах пользователей для решения конкретной задачи специалиста. Децентрализованные технологии не имеют централизованного хранилища данных, но обеспечивают пользователей средствами коммуникации для обмена данными между узлами сети. Комбинированные технологии характеризуются интеграцией процессов решения функциональных задач на местах с использованием совместных баз данных и концентрацией всей информационной системы в автоматизированном банке данных. По видам процессов управления: - информационные системы управления (ИСУ) технологическими процессами; это человеко-машинные системы, обеспечивающие управление технологическими устройствами, станками, автоматическими линиями; - ИСУ организационного управления; для них объектом управления служат производственно-хозяйственные и социально-экономические процессы, банковские, ИСУ фондового рынка, финансовые ИСУ, страховые ИСУ, налоговые ИСУ, ИСУ таможенной службы, ИСУ государственной статистики, ИСУ промышленных и торговых предприятий, ИСУ учебных заведений и т.д. По территориальному признаку: - государственная информационная система (ИС) управления, включающая ИС государственной статистики, ИС финансовых расчетов, отраслевые информационные системы управления, ИС научных исследований, ИС налоговой службы, ИС МВД и т.д. - окружные информационные системы федерального уровня; - региональные информационные системы управления; - информационные системы управления городским хозяйством. В зависимости от меры участия человека в функционировании ИСУ различаются как автоматические и автоматизированные. Под автоматической понимается такая система управления, которая после монтажа и ее наладки может функционировать без непосредственного участия человека. Роль человека сводится к контролю, профилактике и ремонту. Автоматизированные системы информационного управления включают человеческое звено (обслуживающий персонал, административный аппарат управления) в качестве органической составной части. Это связано с тем, что ряд функций управления не может быть полностью формализован (описан математически) и всегда могут возникнуть ситуации, не предусмотренные самой сложной моделью. Решение в этом случае принимает человек. По качественному уровню управления ИСУ различаются на: Информационно-справочные системы (ИСС) осуществляют сбор, хранение, предварительная обработка и выдача по запросу пользователей информации о ходе производственно-хозяйственной деятельности предприятия, организации без влияния на сущность принимаемых аппаратом управления решений. ИСС ориентированы на автоматизацию рутинных, нетворческих процессов обработки (учет, инженерно-технические и аналитические расчеты), их еще называют информационно-поисковые. Информационно-советующие системы в автоматизируемом режиме формируют варианты допустимых в данной конкретной ситуации управленческих решений. Данные варианты решений оцениваются по заданным критериям. Эти рекомендации оцениваются специалистами и используются для принятия решений. В основу советующих автоматизированных систем должны быть заложены математические модели, адекватные процессам, протекающим в объекте или системе управления. Информационно-управляющие системы функционируют в реальном масштабе времени и синхронно с управляемыми объектами. По типу предметной области выделяют функциональные классы задач соответствующих предприятий и организаций, решение которых производится с использованием современной автоматизированной информационной технологии. К ним относятся задачи бухгалтерского учета и аудита, банковской сферы, страховой и налоговой деятельности и др. По классам реализуемых технологических операций ИТ рассматриваются в соответствии с решением задач прикладного характера и имеющимся прикладным программным обеспечением, таки, каким текстовые и графические редакторы, табличные процессоры, системы управления базами данных, мультимедийные системы, гипертекстовые системы и др. По типу пользовательского интерфейса автоматизированные информационные технологии подразделяются в зависимости от возможностей доступа пользователя к информационным, вычислительным и программным ресурсам, соответствующей используемой на экономическом объекте автоматизированной информационной технологии. Пакетная информационная технология не предоставляет возможности пользователю влиять на обработку данных, в то время как диалоговая технология позволяет ему взаимодействовать с вычислительными средствами в интерактивном режиме, оперативно получая информацию для принятия управленческих решений. Интерфейс сетевой автоматизированной информационной технологии предоставляет пользователю телекоммуникационные средства доступа к территориально удаленным информационным и вычислительным ресурсам. Способ построения сети зависит от требований управленческого аппарата к оперативности информационного обмена и управления всеми структурными подразделениями фирмы. Повышение запросов к оперативности информации в управлении экономическим объектом привело к созданию сетевых технологий, которые развиваются в соответствии с требованиями современных условий функционирования организации. Это влечет за собой организацию не только локальных вычислительных систем, но многоуровневых (иерархических) и распределенных информационных технологий в ИС организационного управления. Все они ориентированы на технологическое взаимодействие, которое организуется за счет средств передачи, обработки, накопления, хранения и защиты информации. Глава 3. Стадии создания ИСУ 3.1 Общие положения Разработка информационной системы управления представляет собой комплекс научно-исследовательских, проектных, инженерно-технических и организационных работ, направленных на совершенствование существующей системы управления на базе современных методов управления и использования вычислительной техники. Независимо от специфических условий и требований к конкретным ИСУ существует некоторая типовая последовательность разработки информационных систем и общие рекомендации по организации работ. Последовательность разработки ИСУ установлена в виде стадий создания: обследование объекта информатизации и обоснование создания ИСУ, техническое задание; эскизный проект, технический проект, рабочий проект, изготовление несерийных комплектов комплекса средств информатизации, ввод в действие. Выделение отдельных стадий создания ИСУ и определение содержания работ по каждой стадии имеет существенное значение для более четкого планирования, оперативного контроля и управления деятельностью коллектива разработчиков и отдельных исполнителей. Разработка проекта сопровождается по каждой стадии соответствующей проектной технической документацией. Её цель - формальное представление проектных решений для последующего использования при их реализации. 3.2. Этапы проектирования Рассмотрим основные этапы проектирования. Технико-экономическое обоснование содержит следующие разделы: - общие положения; - обоснование цели создания ИСУП; - обоснование комплекса задач и средств ИСУ; - перечень организационно-технических мероприятий; - общей оценки экономической целесообразности и производственной необходимости создания ИСУ. ТЭО разрабатывается на основе предпроектного обследования предприятия. Техническое задание (ТЗ) является основным исходным для разработчика и заказчика ИСУ документом, в соответствии с которым происходит разработка ИСУ и приемка её приемочной комиссией. В состав ТЗ в обязательном порядке включаются следующие разделы: - назначение и цель, где указывается сфера функционирования объекта управления, вид управляемого процесса, органы и функции, подлежащие автоматизации; - требования к ИСУ, где излагаются требования к системе в целом, видам обеспечения, структуре ИСУ; - требования к составу, содержанию работ по подготовке объекта к вводу ИСУ вдействие; - показатели эффективности функционирования ИСУ; - стадии создания, где указывают очередность и этапы работ по созданию ИСУ, сроки их выполнения и ввода системы в действие, перечень организаций - исполнителей работ; - порядок контроля и приемки. При создании ИСУ в несколько очередей в ТЗ указывается перечень подсистем и комплексов задач, вводимых в действие в первой и последующих очередях. Технический проект (ТП) - это комплекс документов, содержащих решения. Технический проект содержат 9 разделов. 1. Пояснительная записка. 2. Решения по комплексу технических средств. 3. План мероприятий по подготовке предприятия к внедрению. 4. Расчет экономической эффективности. 5. Описание организационной структуры управления 6. Описание постановки задачи. 7. Описание программного обеспечения ИСУ. 8. Описание информационного обеспечения. 9. Описание алгоритма. Технический проект утверждается заказчиком. Разработка рабочей документации (РД) является завершающей стадией проектирования ИСУ. На этапе создания РД заказчик обязан завершить формирование и организовать ведение информационной базы или банка данных ИСУ; ввести в промышленную эксплуатацию КТС и вычислительный центр; завершить обучение управленческого персонала и работников ВЦ работе в условиях функционирования ИСУ. Разработчик подготавливает следующие документы: описание технологического процесса обработки данных; технологические инструкции; должностные инструкции; руководство программиста; руководство оператора; описание контрольного примера; текст программы. 3.2. Ввод ИСУ в эксплуатацию Ввод ИСУ в эксплуатацию осуществляется в 3 этапа: - приёмо-сдаточные испытания; опытная эксплуатация; промышленная эксплуатация; Все этапы оформляются приказом по организации, в котором указывается название ИСУ, этап, комиссия, программа проведения испытания (эксплуатации), сроки. Целью приёмо-сдаточных испытаний является проверка готовности обеспечивающих частей ИСУ. Опытная эксплуатация проводится на реальном объекте, в реальном масштабе времени, на реальной информации. При этом ИСУ функционирует параллельно с существующей системой управления. Это необходимо для сравнения, сопоставление результатов, принятия решения о готовности системы и целесообразности её внедрения. Продолжительность опытной эксплуатации от одного месяца до одного года. После успешного проведения опытной эксплуатации система сдаётся в промышленную эксплуатацию. Лингвистическое обеспечение Под лингвистическим обеспечением понимается совокупность языковых средств для формализации общения персонала ИСУ между собой и со средствами вычислительной техники (гост 24.003-84). Лингвистическое обеспечение включает терминологию обозначения и язык программирования. Термин и определения, относящихся к ИСУ закрепляются в соответствующих нормативных документах (ГОСТ, ОСТ, РММ и т.д.), что способствует выработке единого взгляда на процесс информатизации управления у специалистов различного профиля, а так же исключению возможных несоответствий на этих разработках и внедрения ИСУ. Значительное место в лингвистическом обеспечении занимают языки программирования и системы обозначений, используемых при списании объектов, схем, документаций, алгоритмов и технологий обработки информации. ГОСТ 19.002-80, ГОСТ 19.003-80. Существующие в настоящее время языки программирования подразделяются на следующие классы; машинно-ориентированные, процедурно-ориентированные, универсальные. К машинно-ориентированным языкам программирования относятся языки в которых, с одной стороны, явно выражена связь с типом ЭВМ (соответствующая структура команд, структура памяти, структура внешних устройств и т.д.), а с другой – введены элементы упрощающие и автоматизирующие процесс программирования (символьное обозначение команд, ячеек памяти, широкое использование обозначений, привычных для человека). Машинно-ориентированные языки программирования позволяют писать программы, не уступающие по эффективности программам написанным в машинных кодах. Процедурно-ориентированные языки представляют собой следующий, более высокий уровень языков программирования, предназначенных для различных сфер применения ЭВМ и учитывающих специфику этих применений. Особенностью этих языков является выделение класса объектов программирования (арифметические, текстовые выражения и т.д.). Одной из важных сфер применения является использование этих языков для манипуляций над информацией (символьная обработка информации, использование в текстовых редакторах и табличных процессорах, СУБД). Расширение сфер использования ЭВМ привело к необходимости решать задачи, которые выходят за рамки одного процедурно-ориентированного языка. Отсюда возникла необходимость создания универсальных языков, удобных для описания процессов обработки данных при решении различных задач. К ним относится ПL/1, Фортран, Бейсик, Pascal, Cu. Правовое обеспечение Под правовым обеспечением понимается совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при разработке, внедрении и функционировании ИСУ, а также юридический статус результата ее функционирования. В более широком смысле правовое обеспечение информационных систем управления – совокупность норм, выраженных в нормативных актах, устанавливающих и закрепляющих организацию этих систем, их цели, задачи, структуру и функции, правовой статус ИСУ и всех ее звеньев, и регламентирующих процессы создания и функционирования ИСУ. ИСУ, комплексные и сложные системы не могут регулироваться какой-либо одной отраслью права. Правоотношение, возникающие в процессе проектирования, внедрение и функционирования, ИСУ, регулируются нормами государственного, административного, хозяйственного, гражданского, трудового и уголовного права. Четкая регламентация в этой области – особо важные условия внедрения и эффективного ИСУ. Сам принцип автоматизации управления предполагает исключительно четкое определение – кто, что и когда делает при функционировании ИСУ. Правовое обеспечение ИСУ рассматривается как комплексный юридический институт, который охватывает следующие направления: - регулирование правового статуса ИСУ; - правовое регулирование функциональных подсистем; - правовое регулирование информационного обеспечения охватывает; - правовое регулирование технического обеспечения охватывает; - правовое обеспечение математического обеспечения охватывает; - правовое регулирование взаимоотношений участников разработки, внедрения и эксплуатации ИСУ. С развитием ИСУ важное значение приобретает вопрос о юридической силе информации на машинных носителей и передаваемой по каналам связи. В этом случае юридическую ответственность за качество и достоверность информации передаваемой на машинных носителях и по каналам связи несет передаваемая сторона. Особенности юридической ответственности в условиях ИСУ: - повышение ответственности управленца; - гуманизация ответственности, проявляющаяся в том, что ЭВМ позволяет получить специалистам управленцам (менеджерам) необходимую информацию для наиболее объективной оценки ситуации, что способствует уменьшению субъективизма при принятии управленческих решений. С точки зрения ответственности человека за качество решения, можно говорить о «презумпции достоверности» информации, выданной ЭВМ. Это означает, что человек, принимая решение, предполагает, что информация, выданная ЭВМ, достоверна. Таким образом, построение ИСУ – сложный, длительный и ответственный процесс, в котором участвует множество коллективов. Поэтому процесс разработки и внедрения ИСУ требует четкого правового регулирования их взаимодействия. Организационное обеспечение Организационное обеспечение в себя включает положения, инструкции, приказы, штатные расписания и другие документы, регламентирующие работу персонала в условиях ИСУ. К организационному обеспечению относится: 1) Рабочая документация по разработки ИСУ (утвержденные техническое задание, технический проект, рабочий проект; все изменения в эти документы должны оформляться соответствующими протоколами, являющиеся неотъемлемой частью этих документов). 2) Технологические инструкции по сбору, регистрации, предварительной обработке, контролю и передаче информации; инструкции по ведению первичной документации; инструкции по созданию и ведению баз данных, архивов; инструкции оформляются в виде стандартов предприятия и должны быть связаны с должностными инструкциями. 3) Должностные инструкции разрабатываются для вновь вводимых должностей и дорабатываются для тех должностных лиц, у которых изменяются функции, вызванные внедрением ИСУ. 4) Организационная структура управления, включающая должности, вводящие в связи с внедрением ИСУ. 5) Различные акты, оформляемые при завершении очередной стадии создания ИСУ, приема-передачи документации. 6) Документация, устанавливающая ответственность заказчика и исполнителя на этапах создания и внедрения ИСУ. |