litceysel.ru
добавить свой файл
1

Лекция 3

Принципы разработки АСУ. Принципиальные особенности проектирования АСУ. Методология построения АСУ. Методы оценки экономической эффективности АСУ.

Ключевые слова: принцип системности, принцип открытости, принцип совместимости, принцип унификации, принцип эффективности, принцип первого руководителя, принцип новых задач, принцип автоматизации документооборота, принцип единства информационной базы.

Принципы разработки АСУ


Новизна и необычность АСУ, огромная масштабность и сложность, большая стоимость, трудоемкость и продолжительность работ, многоплановость возникающих в процессе ее построении проблем требуют регламентации и упорядочения этого процесса в соответствии с определенной системой принципов построения АСУ. Для АСУ организационного типа в стандарте РД 50–680–88 выделены следующие принципы построения АСУ:

  • системности;

  • развития (открытости);

  • совместимости;

  • стан­дартизации (унификации);

  • эффективности.

Принцип системности заключается в том, что при декомпозиции должны быть установлены такие связи между структурными элементами системы, которые обеспечивают цельность АС и ее взаимодействие с другими системами. Системный анализ является научно-методической основой разработки АСУ, охватывающей как управляющую и управляемую части системы, так и ее внешнюю среду. Системный подход должен применяться при проектировании как объекта, так и органа управления в процессе их совместного функционирования. Принцип системного подхода должен проявляться при разработке всех видов обеспечения. В математическом обеспечении используется совокупность взаимосвязанных моделей. В программном обеспечении необходимо применять единообразную структуру построения, программную совместимость, наличие операционных систем, стандартизацию программ, использовать общие пакты прикладных программ. В техническом обеспечении обеспечивается взаимосвязь ЭВМ и периферийных устройств. В информационном обеспечении обеспечивается единство информационной базы, единой системы классификации и кодирования технико-экономической информации, использование унифицированной системы документации.

Принцип развития (открытости) заключается в том, что исходя из перспектив развития объекта автоматизации, АС должна создаваться с учетом возможности пополнения и обновления функций и состава системы без нарушения ее функционирования. Принцип предусматривает возможность ввода новых и совершенствования решаемых задач как при поэтапном вводе системы в действие, так и при дальнейшем ее развитии, сохраняя при этом целостность системы и взаимосвязи между задачами. Этот принцип связан с гибкостью, адаптацией системы к изменениям во внешней среде. При разработке АСУ следует обеспечить согласованность пропускной способности отдельных частей системы. В простейшем случае для последовательных участков добиваются, чтобы пропускная способность каждого последующего участка была не меньше, чем у предшествующего. При разработке АСУ, для которой существуют аналоги, следует использовать опыт предыдущих разработок. Каждый раз, когда в проекте используется иное решение, его необходимо обосновать соответствующим системным анализом. Для объекта нового типа на основе анализа группы объектов разработку АСУ ведут таким образом, чтобы ее можно было использовать в дальнейшем для аналогичных систем. Разрабатываемые АСУ должны обладать повышенной живучестью, то есть способностью некоторой компенсации нарушений функций отдельных частей и устройств. Система должна продолжать выполнение основных функций при таких нарушениях, хотя эффективность ее может оказаться пониженной. Один из путей повышения живучести системы - обеспечение возможности автономной работы ее подсистем, которые выполняют свои функции, хотя и с ухудшенной эффективностью, в течение некоторого времени без связи с вышестоящей подсистемой. Другим способом является возможность временного выполнения всех или части функций одной подсистемы другой (специфическая форма резервирования). С самого начала разработки АСУ важно предусмотреть поэтапный ввод ее в эксплуатацию. Это позволяет при ограниченных ресурсах быстрее получить реальный эффект, обеспечивает более плавный переход сотрудников к работе в новых условиях, улучшает отработку и опробование отдельных частей системы, повышает уверенность в ее будущей успешной работе.


Принцип совместимости заключается в том, что при создании систем должны быть реализованы информационные интерфейсы, благодаря которым она может взаимодействовать с другими системами в соответствии с установленными прави­лами. В соответствии с ГОСТ 34.003-90 совместимость АС – это комплексное свойство двух или более АС, характеризуемое их способностью взаимодействовать при функционировании. Совместимость АС включает техническую, программную, информационную; организационную, лингвистическую и, при необходимости, метрологическую совместимость. Техническая совместимость АС характеризуется возможностью взаимодействия технических средств этих систем. Программная совместимость АС характеризуется возможностью работы программ одной системы в другой и обмена программами, необходимыми при взаимодействии АС. Информационная совместимость АС характеризуется возможностью использования в них одних и тех же данных и обмена данными между ними. Организационная совместимость АС характеризуется согласованностью правил действия их персонала, регламентирующих взаимодействие этих АС. Лингвистическая совместимость АС характеризуется возможностью использования одних и тех же языковых средств общения персонала с комплексом средств автоматизации этих АС. Метрологическая совместимость АС характеризуется тем, что точность результатов измерений, полученных в одной АС, позволяет использовать их в другой системе.

Принцип стандартизации (разумной типизации, типовых проектных решений, унификации) заключается в том, что при создании систем должны быть рационально применены типовые, унифицированные и стандартизованные элементы проектные решения, пакеты прикладных программ, комплексы компоненты. Это особенно важно при создании АСУ высоких уровней управления, для которых трудоемкость работ достигает несколько тысяч человеко-лет. Принцип типовых проектных решений при разработке АСУ не предполагает максимальную типизацию. Приспособление типовых проектных решений к конкретным условиям требует много усилий, средств и времени, и кроме того многие типовые решения могут морально устареть. Поэтому типизация должна быть разумной. Уровень типизации может быть различным: от уровня подсистем и выполняемых ими функций до типовых программ решения специальных задач.


Принцип эффективности заключается в достижении рационального соотношения между затратами на создание АС и целевыми эффектами, включая конечные результаты, получаемые в результате автоматизации.

Выделяют ряд дополнительных принципов, применение которых позволяет повысить эффективность разработки и внедрения АСУ:


  • первого руководителя;

  • новых задач;

  • автоматизации документооборота;

  • единства информационной базы.

Принцип первого руководителя (человеко-машинный принцип) подразумевает непосредственное участие первого руководителя, как человека, глубоко понимающего сущность и важность внедрения АСУ, в перестройке организационной структуры в условиях АСУ, в перераспределении функций и задач коллективов, их обучением, формированием нового отношения персонала к своим обязанностям и стилю работы. Т.е., разработка и внедрение АСУ должны находиться в ведении высшего руководителя той организации, для которой она разрабатывается.

Принцип новых задач предполагает при проектировании АС поиск задач таких, что их решение позволяет обеспечивать высокую эффективность АСУ. Этот принцип требует анализа управленческих задач и выявления потерь, происходящих в объектах управления. Высокая эффективность создаваемой АСУ в значительной степени обеспечивается введением принципиально новых задач, как правило, оптимизационных. Такие задачи в существующей системе при ручной технологии не решались или решались частично из-за отсутствия адекватной модели, невозможности переработать большой объем информации и добиться нужной точности, детальности и скорости расчетов.

Непосредственным следствием принципа системного подхода являются принципы автоматизации документооборота и единства информационной базы. В АСУ недостаточно лишь выполнять на ЭВМ расчеты по тем или иным моделям. Необходимо автоматизировать все остальные процессы, связанные с движением информации - сбор, хранение, передачу, обработку данных и выдачу их для использования в виде подготовленных машиной документов или в иной удобной форме. Принцип автоматизации документооборота предполагает, что весь поток документов, которыми обмениваются орган и объект управления, в условиях АСУ, проходит через один информационный центр. Принцип единства информационной базы исключает дублирование информации.


Принципиальные особенности проектирования и внедрения АСУ


В стандарте РД 50–680–88 выделены следующие особенности проектирования АСУ:

  • проектирование АСУ ведется для конкретного предприятия;

  • АСУ создается в единственном экземпляре (это повышает роль математических методов на этапе системного проектирования);

  • при проектировании закладывается возможность дальнейшего развития АСУ, т.е. предусматривается возможность постепенного добавления новых функций, что еще больше усиливает роль первых этапов проектирования;

  • ввод АСУ в эксплуатацию производится поэтапно в течение ряда лет эксплуатации;

  • значительное количество решений в АСУ принимает человек, поэтому необходимо при проектировании предусматривать переработку информации людьми;

  • объект управления, представляющий собой элемент многоуровневой иерархической системы управления, функционирует в условиях стохастических воздействий внешней среды;

  • затраты на разработку ПО и ИО АСУ значительно превышают стоимость технических средств.

Работы по созданию и внедрению АСУ должен возглавить первый руководитель. Приказом по предприятию создается специальное структурное подразделение, занимающееся разработкой АСУ, независимо от того, ведется разработка сторонней организацией или силами самого предприятия.

Организация и проведение работ по созданию и внедрению АСУ определяются следующими возможными условиями:

  • АСУ создается для действующего предприятия без проведения его реконструкции, наращивания мощностей по выпуску продукции и расширения номенклатуры выпускаемых изделий;

  • АСУ создается одновременно с реконструкцией предприятия и расширением производства;

  • АСУ создается для вновь строящегося предприятия.

Последние два условия позволяют получить максимальный эффект о внедрения системы.

Технология проектирования АСУ


Технология проектирования АСУ- это совокупность средств и методов проектирования, организационных приемов, используемых технических средств, имеющихся людских ресурсов и их квалификации.

Разделение процесса создания АСУ на стадии определяется спецификой работ, выполняемых на каждом этапе, и технологией их выполнения. ГОСТ 50-680-88 регламентирует основные положения по созданию и функционированию автоматизированных систем. В соответствии с этим документом выделены следующие стадии создания автоматизированных систем:

  • предпроектный анализ (включающий обследование предприятия и разработку ТЗ на проектирование);

  • разработка технического задания (ТЗ) на АС;

  • разработка технического проекта (ТП) на АС;

  • разработка рабочего проекта (РП) на АС;

  • ввод в эксплуатацию.

ТЗ на АС – это документ, оформленный в установленном порядке и определяющий цели создания АС, требования к АС и основные исходные данные, необходимые для ее разработки, а также план-график создания АС.

Технический проект AC- комплект проектных документов на АС, разрабатываемый на стадии «Технический проект», утвержденный в установленном порядке, содержащий основные проектные решения по системе в целом, ее функциям и всем видам обеспечения АС и достаточный для разработки рабочей документации на АС.

Рабочий проект на АС- комплект проектных документов на АС, содержащий взаимоувязанные решения по системе в целом, ее функциям, всем видам обеспечения АС, достаточные для комплектации, монтажа, наладки и функционирования АС, ее проверки и обеспечения работоспособности.

Эксплуатационная документация на АС- часть рабочей документации на АС, предназначенная для использования при эксплуатации системы, определяющая правила действия персонала и пользователей системы при ее функционировании, проверке и обеспечении ее работоспособности


При разработке проектов АСУ должны быть решены вопросы взаимодействия ее с отраслевыми АСУ (ОАСУ) и АСУТП, существующими на предприятиями.

Методы оценки экономической эффективности АСУ


Основной источник экономической эффективности АСУ – сокращение производственных потерь, обеспечиваемое функциями системы. При этом учитываются производственные потери, влияющие на использование основных производственных фондов вследствие неполной загрузки и простоев технологического оборудования. Расчет экономической эффективности производится в соответствии с «Методикой определения экономической эффективности АСУП и АСУПО».

Годовой экономический эффект от внедрения АСУ определяется по формуле


, (3.1)


где

, - полная себестоимость годового товарного выпуска продукции соответственно до и после внедрения АСУ;

, - среднегодовая стоимость производственных фондов (сумма основных фондов и оборотных средств, с которых взимается плата за фонды) до и после внедрения АСУ;

, - годовой объем товарной продукции до и после внедрения АСУ;

- отраслевой нормативный коэффициент эффективности капиталовложений.

Все стоимостные показатели определяются по действующим в момент расчёта оптовым ценам, тарифами ставкам заработанной платы.


Величина, вычисленная по выражению (2.1), представляет собой разность приведённых затрат до и после внедрения АСУ. Исходными данными для определения годового экономического эффекта являются существующие в момент расчёта величины потерь на производстве. При разработке АСУ для вновь строящихся и проектируемых предприятий в качестве исходных данных используются показатели предприятия-аналога с наименьшей величиной производственных потерь.

Наряду с расчётом годового экономического эффекта проводится расчёт коэффициента экономической эффективности и срока окупаемости . Коэффициент экономической эффективности АСУ определяется по формуле


, (3.2)


где

– капитальные затраты на систему.

Срок окупаемости затрат на создание АСУ5:


, (3.3)


Полученные значения и сравнивают с их нормативными величинами по соответствующей отрасли.

Расчёт экономической эффективности АСУ других уровней управления может производиться с использованием «Методики определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений».

Расчёт годового экономического эффекта производится на всех стадиях разработки АСУ с необходимым уточнением данных и оформляется в виде самостоятельного документа.