Автоматизированные системы управления

               1 Автоматизированные информационные системы

     Автоматизированная  информационная система (АИС) — совокупность программно-аппаратных средств, предназначенных  для автоматизации деятельности, связанной с хранением, передачей  и обработкой информации.

     АИС являются, с одной стороны, разновидностью информационных систем (ИС), с другой — автоматизированных систем (АС), вследствие чего их часто называют ИС или АС.

     АИС может быть определена как комплекс автоматизированных информационных технологий, предназначенных для информационного обслуживания – организованного непрерывного технологического процесса подготовки и выдачи потребителям научной, управленческой и другой информации, используемой для принятия решений, в соответствии с нуждами для поддержания эффективной деятельности.

     Классическими примерами автоматизированных информационных систем являются банковские системы, автоматизированные системы управления предприятиями, системы резервирования авиационных  или железнодорожных билетов  и другие.

     В АИС за хранение информации отвечают:

     - на физическом уровне;

     - встроенные устройства памяти (RAM);

     - внешние накопители;

     - дисковые массивы;

     - на программном уровне;

     - файловая система ОС;

     - СУБД;

     - системы хранения документов, мультимедиа. 

                                     1.2 Назначение АИС

     Информационная  система (ИС) – система хранения, обработки и передачи информации, представленной в определенной форме. В вычислительной технике информационная система представляет собой программный  комплекс, который предоставляет  возможность надежного хранения данных в памяти, выполнение преобразований информации и вычислений, предоставление пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса. Таким образом, использование информационных систем позволяет:

     - работать с большим объемом данных (причем прослеживается преобладание логической обработки над математической);

     - хранить данные в течение длительного  временного периода;

     - связать несколько компонентов,  имеющих свои локальные цели, задачи и приемы функционирования, в единую систему для работы с информацией;

     - значительно снизить затраты  на хранение и доступ к необходимым  данным;

     - достаточно быстро находить требуемую информацию.

     Основной  причиной создания и развития АИС  является необходимость ведения  учёта информации о состоянии  и динамике объекта, которому посвящена система. На основании информационной картины, создаваемой системой, руководители различного звена могут принимать решения об управляющих воздействиях с целью решения текущих проблем.

     Учётные данные системы могут быть подвергнуты автоматической обработке для последующего тактического и стратегического анализа с целью принятия управленческих решений большего горизонта действия.

     Побочными, возможными, но не гарантированными эффектами  от использования системы могут  выступать:

     - повышение производительности работы персонала;

     - улучшение качества обслуживания клиентов;

     - снижение трудоемкости и напряженности труда персонала;

     - снижение количества ошибок в его действиях.

     Классическими примерами информационных систем являются банковские системы, автоматизированные системы управления предприятиями, системы резервирования авиационных или железнодорожных билетов и т. д. Современные СУБД обладают широкими возможностями резервного копирования и архивации данных, параллельной обработки информации, особенно в случае использования многопроцессорных компьютеров в качестве сервера базы данных.

     Таким образом, можно сделать вывод  о том, что в общем виде автоматизированная информационная система – совокупность аппаратных (технических) средств, математических средств (математические модели, алгоритмические способы обработки информации, методы поиска и описания объектов программирования), телекоммуникационных средств, средств сбора и хранения информации. 

            1.2 Типы автоматизированных  информационных систем

       Какая-либо однозначная и общепринятая классификация  АИС отсутствует, однако в науке  и индустрии по крайней мере выделяют следующие типы систем по назначению:

     - АСУ — Автоматизированные системы управления;

     - ГИС — Геоинформационные системы;

     - ИУС — Информационно-управляющие системы;

     - ИИС — Информационно-измерительные системы;

     - ИИС — Интеллектуальные информационные системы;

     - ИПС — Информационно-поисковые системы;

     - ИАС — Информационно-аналитические  системы;

     - ИСС — Информационно-справочные системы;

     - ЛИС — Лабораторная информационная  система;

     - СИИ — Системы искусственного  интеллекта;

     - СКД, СКУД — Система контроля (и управления) доступом.

     В зависимости от уровня обслуживания производственных процессов на предприятии сама АИС или его составная часть (подсистемы) могут быть

отнесены  к различным классам:

      - класс A: системы (подсистемы) управления технологическими объектами и/или процессами;

     - класс B: системы (подсистемы) подготовки и учета производственной деятельности предприятия;

     - класс C: системы (подсистемы) планирования и анализа производственной деятельности предприятия.

     Системы (подсистемы) класса A - системы (подсистемы) контроля и управления технологическими объектами и/или процессами. Эти  системы, как правило, характеризуются  следующими свойствами:

     - достаточно высоким уровнем автоматизации  выполняемых функций; 

     - наличием явно выраженной функции  контроля за текущим состоянием  объекта управления;

     - наличием контура обратной связи;

     - малым временным интервалом обработки  данных ( интервалом времени между получением данных о текущем состоянии объекта управления и выдачей управляющего воздействия на него);

     - слабой (несущественной) временной  зависимостью (корреляцией) между  динамически изменяющимися состояниями  объектов управления и системы (подсистемы) управления.

     В качестве классических примеров систем класса A можно считать:

     - SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition (диспетчерский контроль и накопление данных);

     - DCS - Distributed Control Systems (распределенные системы управления);

     - Batch Control - системы последовательного управления;

     - АСУ ТП - Автоматизированные Системы  Управления Технологическими Процессами.

     Системы класса B - это системы (подсистемы) подготовки и учета производственной деятельности предприятия. Системы класса B предназначены для выполнения класса задач, требующих непосредственного участия человека для принятия оперативных (тактических) решений, оказывающих влияние на ограниченный круг видов деятельности или небольшой период работы предприятия.

     В некотором смысле к таким системам принято относить те, которые находятся  на уровне технологического процесса, но с технологией напрямую не связаны.  
 В перечень основных функций систем (подсистем) данного класса можно включить:

     - выполнение учетных задач, возникающих в деятельности предприятия;

     - сбор, предварительную подготовку  данных, поступающих в КИС из  систем класса A, и их передачу  в системы класса C;

     - подготовку данных и заданий  для автоматического исполнения  задач системами класса A;

     - управление производственными и человеческими ресурсами в рамках принятого технологического процесса;

     - планирование и контроль последовательности  операций единого технологического  процесса;

     - управление качеством продукции;

     - управление хранением исходных  материалов и произведенной продукции по технологическим подразделениям;

     - управление техническим обслуживанием  и ремонтом.

       Эти системы, как правило, имеют следующие  характерные признаки и свойства:

       - наличие взаимодействия с управляющим  субъектом (персоналом), при выполнении стоящих перед ними задач;

       - интерактивность обработки информации;

       - небольшой длительностью обработки данных, колеблющейся от нескольких минут до несколько часов или суток;

       - наличием существенных временной и параметрической зависимостей (корреляций) между обрабатываемыми данными;

       - система оказывает влияние на ограниченный круг работ и видов деятельности предприятия;

     - система оказывает влияние на  небольшой период работы предприятия  (в пределах от месяца до  полугода);

     - наличием сопряжения с системами  класса A и/или C.

     Классическими примерами систем класса B можно  считать:

     - MES - Manufacturing Execution Systems (системы управления производством);

     - MRP - Material Requirements Planning (системы планирования потребностей в материалах);

     - MRP II - Manufacturing Resource Planning (системы планирования ресурсов производства);

     - CRP - C Resource Planning (система планирования производственных мощностей);

     - CAD - Computing Aided Design (автоматизированные системы проектирования - САПР);

     - CAM - Computing Aided Manufacturing (автоматизированные системы поддержки производства);

     - CAE - Computing Aided Engineering (автоматизированные системы инженерного проектирования - САПР);

     - PDM - Product Data Management (автоматизированные системы управления данными);

     - SRM - Customer Relationship Management (системы управления взаимоотношениями с клиентами);

     - всевозможные учетные системы.

     Одна  из причин возникновения подобных систем - необходимость выделить отдельные  задачи управления на уровне технологического подразделения предприятия.

     Системы класса C - это системы (подсистемы) планирования и анализа производственной деятельности предприятия. Системы класса C предназначены  для выполнения класса задач, требующих  непосредственного участия человека для принятия стратегических решений, оказывающих влияние на деятельность предприятия в целом.

     В круг задач решаемых системами (подсистемами) данного класса можно включить:

     - анализ деятельности предприятия на основе данных и информации, поступающей из систем класса B;

     - планирование деятельности предприятия; 

     - регулирование глобальных параметров  работы предприятия;

     - планирование и распределение  ресурсов предприятия;

     - подготовку производственных заданий  и контроль их исполнения;

     - наличие взаимодействия с управляющим субъектом (персоналом), при выполнении стоящих перед ними задач;

     - интерактивность обработки информации;

     - повышенной длительностью обработки  данных, колеблющейся от нескольких  минут до несколько часов или суток;

     - длительным периодом принятия управляющего решения;

     - наличием существенных временной  и параметрической зависимостей (корреляций) между обрабатываемыми  данными;

     - система оказывает влияние на  деятельность предприятия в целом;

     - система оказывает влияние на  значительный период работы предприятия (от полугода до нескольких лет);

     - наличием непосредственного сопряжения  с системами класса B.

     Классическими названиями системы класса С можно  считать:

     - Enterprise Resource Planning (Планирование Ресурсов Предприятия);

     - IRP - Intelligent Resource Planning (системами интеллектуального планирования);

     - АСУП;

     - EIS.  

                    1.3 Проблемы и эффекты от внедрения АИС

     Уже давно наступило время, когда  под автоматизацией предприятий  стало подразумеваться не просто приобретение компьютеров и создание корпоративной сети, но создание информационной системы, включающей в себя и компьютеры, и сети, и программное обеспечение, а главное - организацию информационных потоков. Проанализировав опыт внедрения информационных систем (ИС) на белорусских предприятиях, можно заметить, что время от времени ИС на базе какого-либо интегрированного продукта либо внедряются не до конца, либо руководство компаний ими практически не пользуется.

       Анализ  внедрений, осуществленных на сегодняшний  день, выявляет несколько причин неудач при создании ИС:

     - первая состоит в том, что готовые западные системы ориентированы на некие идеальные бизнес-процессы, оторванные от реальной структуры конкретной компании. А реальные учреждения, компании и корпорации вовсе не идеальны, а наоборот, очень сложны с точки зрения иерархии управления. Более того, зачастую формальная иерархия причудливо переплетается с реальной.

     - вторая причина - в том, что  исторически разработкой систем  занимались программисты, в силу  чего они строились согласно теории автоматизированных систем. Получался замкнутый автоматизированный процесс, по возможности исключающий человека. В результате весь средний менеджмент такой системой отторгался.  Поэтому руководители среднего звена противятся внедрению таких систем и сознательно, и бессознательно.

     - третье - это недостаточный анализ  существующих задач на этапе  проектирования. Например, на Западе, в частности, в США, у компаний-заказчиков, как правило, есть специальные  отделы, которые планируют работы  по автоматизации и анализируют: что надо автоматизировать, что не надо, что выгодно, а что убыточно, и как вообще должна быть построена система, какие функции она должна выполнять. У отечественных компаний подобные структуры, как правило, отсутствуют.

     Опыт  показывает, что успешны, бывают те проекты, в результате внедрения которых клиент полностью владеет своей системой, понимает, как она работает. Этот, труднодостижимый при традиционных способах, результат получается тогда, когда руководство предприятия уделяет значительное внимание проекту, вникает во все его тонкости, детально разбирается в организации всех бизнес-процессов на предприятии. В противном случае руководитель с недоверием относится к цифрам, выдаваемым системой, так как не знает, откуда они берутся, и кто за них несет ответственность. Но много ли найдется руководителей, способных не только возглавить, но и, по сути, самим выполнить проект? И разве в этом функция руководителя? Конечно же, нет.

     Сегодня необходим новый подход к созданию информационных систем. Новизна заключается не в создании системы на базе какого-либо интегрированного продукта, а в тщательном проектировании системы и лишь потом реализации ее с помощью адекватных программных средств.

     Не  секрет, что зачастую подход к автоматизации  бывает таким: нужно автоматизировать все, а поэтому покупаем могучую интегрированную систему и модуль за модулем всю ее внедряем. Но уже потом выясняется, что полученный эффект весьма далек от ожидаемого и деньги потрачены впустую. На практике для решения конкретной проблемы компании бывает достаточно иметь электронную почту и Excel. Иногда бывает нужно внедрить всего лишь несколько специализированных и недорогих приложений и связать их на базе интеграционной платформы или там, где это необходимо, использовать функциональность ERP-системы. Все эти вопросы можно и нужно решать на этапе проектирования, т. е. осознанно подходить к выбору средств автоматизации, сравнивая затраты с ожидаемым эффектом.

     Нынешних  огрехов проектирования можно избежать, используя принцип, который  называется синархическим проектированием. Этот новый принцип является проявлением "закона синархии", который описал в начале ХХ века российский философ Владимир Шмаков. Если кратко, то это органичное сочетание определенной иерархии и аналогии в построении мироздания.

     Синархическое проектирование - это технология, которая позволяет создавать ИС для конкретного предприятия, холдинга или концерна с учетом реальной иерархии управления, поэтапно ее внедрять, реально планировать и получать эффект от внедрения на каждом этапе, органично встраивать в систему стандартные компоненты и оригинальные разработки. Более того, синархическое проектирование позволяет овладеть системой как инструментом управления на всех уровнях - от исполнителя до директора. При этом ответственность не перекладывается на систему, и руководителю понятно происхождение информации, в ней циркулирующей.

     В заключение необходимо подчеркнуть, что  и заказчику, и поставщику решения  еще до выбора того или иного ПО для создания ИС необходимо, прежде всего, провести анализ, что им действительно необходимо автоматизировать, после чего заняться проектированием. Другими словами, только тщательное предпроектное обследование, а затем проектирование с учетом всех особенностей реальной структуры управления конкретной компании дадут в итоге действительный эффект от внедрения автоматизированной информационной системы, к которому в конечном итоге стремятся и заказчики, и системные интеграторы.