Информационное обеспечение АСУП

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизированная система управления (АСУ) — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин автоматизированная, в отличие от термина автоматическая подчеркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации.

Автоматизированная система управления предприятием (АСУП) — комплекс программных, технических, информационных, лингвистических, организационно-технологических средств и действий квалифицированного персонала, предназначенный для решения задач планирования и управления различными видами деятельности предприятия, частный случай автоматизированной системы управления (АСУ).

АСУП - автоматизированная система управления предприятием или информационная система управления предприятием, то, что сейчас называется по-английски ERP.

Внедрение автоматизированной системы управления предприятием, как и любое серьезное преобразование на предприятии, является сложным и зачастую болезненным процессом.

Тем не менее, некоторые проблемы, возникающие при внедрении системы, достаточно хорошо изучены, формализованы и имеют эффективные методологии решения.

Заблаговременное изучение этих проблем и подготовка к ним значительно облегчают процесс внедрения и повышают эффективность дальнейшего использования системы.

1 СУЩНОСТЬ, СОСТАВ И ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ

1.1 Понятие автоматизированных  систем управления предприятием  и принципы их построения

Автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП) обычно представляют собой интегрированные системы. АСУП по характеру производства делят на следующие типы: непрерывного, дискретного (единичное, мелкосерийное, среднесерийное производство) и непрерывно-дискретного типа (поточно-массовое и крупносерийное производство).

Обычно выделяют следующие подсистемы АСУ предприятий:

• перспективного развития предприятия;
• технико-экономического планирования;
• оперативного управления;
• управления сбытом продукции;
• управления финансовой деятельностью;
• планирования, учета, анализа труда и заработной платы;
• управления материально-техническим снабжением;
• планирования и учета кадров;
• управления научно-исследовательскими работами;
• управления капитальным строительством;
• бухгалтерского учета;
• научно-технической информации.

Практика создания АСУП различного класса и назначения подтвердила эффективность использования ряда методологических принципов создания АСУП, сформулированных академиком В.М. Глушковым еще в 70-х годах, к основным из них относятся следующие:

1. принцип новых задач, но – это задачи оптимального управления, которые можно решать, используя возможности вычислительной техники;
2. принцип комплексного, или системного подхода при разработке АСУП, в соответствии с которым необходимо комплексно решать вопросы технического, экономического и организационного характера;
3. принцип первого руководителя предполагает, что разработка АСУП должна проводится при участии и под руководством директора предприятия (для всей АСУП) или руководителей функциональных служб (для подсистем АСУП);
4. принцип непрерывного развития системы, в соответствии с которым количество решаемых задач непрерывно увеличивается, причем новые задачи не заменяют уже внедренные;
5. принцип модульности и типизации, заключающийся в выделении и разработке независимых частей системы и использовании их в различных подсистемах;
6. принцип согласованности пропускных способностей отдельных частей системы, для обеспечения максимальной производительности системы в целом;
7. принцип автоматизации документооборота и единой информационной базы.

1.2 Состав автоматизированных систем  управления предприятием

Промышленное предприятие с его сложной структурой и многочисленными производственно-экономическими внутренними связями представляет собой наиболее сложный объект управления.

Сложность объекта управления приводит к необходимости автоматизации функций управления, то есть к созданию на предприятии АСУП.

Как было сказано выше, АСУП – организационно-технический комплекс, обеспечивающий организацию управления предприятием на базе использования экономико-математических методов и ЭВМ. Согласно ГОСТ 19675-74 «АСУП представляет собой человеко-машинную систему, обеспечивающую автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления предприятием как автономно, так и в составе АСУ производственным объединением».

АСУП предназначена для достижения следующих основных целей:

• рациональное использование производственных мощностей, трудовых, материальных и денежных ресурсов;
• сокращение сроков подготовки производства к выпуску новых изделий;
• сокращение запасов незавершенного производства;
• освобождение управленческого персонала от трудоемких расчетных работ;
• улучшение качества принимаемых решений и обеспечение оперативности руководства предприятием.

С точки зрения технологии функционирования АСУП решает три основные проблемы, а именно:

• получение и передача информации об управляемом объекте;
• переработка этой информации в соответствии с заданной целью;
• выдача управляющих воздействий на данный объект управления.

В составе АСУП принято выделять функциональную и обеспечивающую части. Функциональная часть подразделяется на подсистемы, выполняющие основные функции служб управления предприятием.

Обеспечивающая часть АСУП представляет собой комплекс средств и методов, объединенных в соответствии с их спецификой и обеспечивающих решение задач во всех функциональных подсистемах. Выделим информационное, техническое и математическое (в том числе программное) обеспечение АСУП. Информационное обеспечение представляет собой совокупность динамической информационной модели предприятия и средств ее формирования и ведения. Ядром информационного обеспечения АСУП является база данных предприятия. Техническое обеспечение – это комплекс технических средств, обеспечивающих функционирование АСУП. В его состав входят средства сбора информации, средства обработки, хранения и отображения информации. Математическое обеспечение – это совокупность алгоритмов, программ и математических моделей, позволяющих реализовать функциональные и обеспечивающие задачи АСУП.

1.3 История автоматизированных  систем управления предприятиями (АСУП)

Задача планирования и управления промышленными предприятиями — одна из основных областей применения универсальных цифровых вычислительных машин. Исходя из потребности решения таких задач для нужд народного хозяйства определялось, сколько машин надо выпускать, каковы должны быть архитектура и программное обеспечение ЭВМ (чтобы эффективно программировать алгоритмы обработки данных в этом классе задач).

Прежде чем восстанавливать историю создания и внедрения АСУП в России (бывшем СССР), необходимо уточнить, о чем идет речь с точки зрения современных понятий об информатике и информационных технологиях. Когда-то расхожий термин «АСУП — автоматизированная система управления предприятием» сейчас почти не употребляется. Дело здесь в том, что смысл понятия «автоматизированная система управления», предполагавшего непременное присутствие человека как звена системы управления (в отличие от понятия «автоматическая система управления») был потерян. Многократное использование понятия АСУП привело к тому, что, говоря АСУП, перестали замечать содержащееся в нем противоречие. В действительности именно функция управления предприятием никогда не была реализована в АСУП, которые лишь предоставляли информацию лицам, принимавшим решения по управлению предприятием, но находившимся вне системы.

В рамках направления, называвшегося тогда «экономической кибернетикой» не была создана цельная теория, которая позволяла бы рассматривать предприятие в целом как систему управления.

Удалось разработать набор методов решения задач сбора и обработки данных, учета, оптимизации оперативно-календарного планирования и других практически важных алгоритмов, нашедших широкое применение при создании АСУП.

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. А в 1970 г., когда система уже успешно эксплуатировалась, ее создатели — В. М. Глушков, В. И. Скурихин, А. А. Морозов, Т. П. Подчасова, В. К. Кузнецов, В. В. Шкурба и др. — были награждены Государственной премией Украины. Решение задачи, поставленной В. М. Глушковым, — создать не индивидуальную для данного предприятия, а типовую для машинно- 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.

Еще в 1965 г. 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 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.

В конце 60-х — начале 70-х годов после завершения работ по АСУП «Львов» под руководством В. М. Глушкова была создана типовая система «Кунцево», внедренная на Кунцевском радиозаводе. Благодаря инициативе, настойчивости и авторитету В. М. Глушкова были приняты решения о том, чтобы 600 систем, разрабатывавшихся для машиностроительных и приборостроительных предприятий девяти оборонных министерств СССР (в частности, предприятий министерств машиностроения, промышленности средств связи, радиопромышленности) были построены на основе типовой АСУП «Кунцево».

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». В 1981 г. группа ученых Института кибернетики АН УССР (В. С. Михалевич, А. А. Бакаев, Ю. М. Ермольев, Т. М. Марьянович, И. В. Сергиенко, В. Л. Волкович, Б. Н. Пшеничный, В. В. Шкурба, Н. З. Шор) за разработку комплекса методов оптимизации получила Государственную премию Украины.

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.

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» (Enterprize Resource Planning Systems — ERP-системы). 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.

На рынке информационных технологий России действуют разработчики ERP-систем и системные интеграторы, предлагающие как собственные разработки («Галактика», «Парус», «1С», «Цефей» и др.), так и решения мировых поставщиков ERP-систем (SAPR/3, Baan, Scala).

Серьезное развитие получили методология и инструментальные средства моделирования бизнес-процессов современных предприятий, функционирующих в условиях рыночной экономики, реинжиниринга бизнес-процессов, процессно-ориентированных методов анализа и проектирования систем.

2 Информационное обеспечение АСУП

2.1. Понятие информационного  обеспечения

Информационное обеспечение (ИО) - совокупность форм документов, классификаторов, нормативной базы и реализованных решений по объемам, размещению и формам существования информации, применяемой в автоматизированных системах при ее функционировании. ИО  регламентирует потоки и подготовку информации в АСУП, организацию выполнения информационных процессов в ИВЦ предприятий и организаций. При разработке ТЗ для информационного обеспечения системы приводят требования:

• к составу, структуре и способам организации данных в системе;
• к информационному обмену между компонентами системы;
• к информационной совместимости со смежными системами;
• по использованию общесоюзных и зарегистрированных республиканских, отраслевых классификаторов, унифицированных документов и классификаторов, действующих на данном предприятии;
• по применению систем управления базами данных;
• к структуре процесса сбора, обработки, передачи данных в системе и представлению данных;
• к защите данных от разрушений при авариях и сбоях в электропитании системы;
• к контролю, хранению, обновлению и восстановлению данных;
• к процедуре придания юридической силы документам, продуцируемым техническими средствами АС (в соответствии с ГОСТ 6.10.4).

Важнейшая особенность процесса управления заключается в его информационной природе. В управляющей системе на основе тщательного изучения и анализа информации о задачах, которые ставит перед собой организация, о состоянии управляемого объекта, тенденциях его развития, о смежных производствах, научно-технических разработках о составе коллектива, формах организации его труда и т. д. создается информационная модель будущего состояния объекта и обосновываются условия и этапы ее реализации, т. е. принимаются решения по преобразованию объекта. Организация реализации принятых решений проводится через систему методов воздействия на работников с использованием информации о ходе выполнения принятых решений (обратная информация). Чем точнее и объективнее информация, находящаяся в распоряжении системы управления, чем полнее она отражает действительное состояние и взаимосвязи в объекте управления, тем обоснованнее поставленные цели и реальные меры, направленные на их достижение.

Так как руководитель в своей работе опирается на информацию о состоянии объекта и создает в результате своей деятельности новую командную информацию с целью перевода управляемого объекта из фактического состояния в желаемое, то информацию условно считают предметом и продуктом управленческого труда.

Информация как элемент управления и предмет управленческого труда должна обеспечить качественное представление о задачах и состоянии управляемой и управляющей систем и обеспечить разработку идеальных моделей желаемого их состояния.

2.2. Характеристика  информационного обеспечения

Информационное обеспечение - это часть системы управления, которая представляет собой совокупность данных о фактическом и возможном состоянии элементов производства и внешних условий функционирования производственного процесса и о логике изменения и преобразования элементов производства. При характеристике информации в системе управления выделяются две ее части:

1. Первичные элементы  информации (данные), которые могут  быть присущи всем объектам  определенного класса и различаются  лишь количественным выражением;

2. Схемы классификационных  связей, которые отражают логику  изменений в производственном  процессе и обосновывают направления  преобразования информации (информационной  модели).

Они в большей мере связаны со спецификой объекта. Это позволяет выделить два уровня характеристик информационного обеспечения:

-  элементный, т. е. совокупность данных, характеристик, признаков;

- системный, т.е. воспроизводящий взаимосвязи и зависимости между классификационными группами информации, реализуемый в виде информационных моделей.

При элементной характеристике информации изучаются состав информации, форма и виды носителей, их номенклатура. При характеристике информационной системы исследуются движение информационных потоков, их интенсивность и устойчивость, алгоритмы преобразования информации и соответствующая этим объективным условиям схема документооборота.

Совокупность информации, регистрируемой, передающейся и перерабатывающейся в системе управления, должна отражать все разнообразие фактических и возможных состояний, наблюдаемых и регулируемых системой управления.

Характеризуя информацию как предмет труда в процессе управления, необходимо учесть ряд ее особенностей. Прежде всего, информация--это предмет труда длительного пользования. При использовании она не теряет своих потребительских свойств, хотя и входит в состав готового продукта (управленческого решения), составляя его субстанцию. Такая особенность информации предлагает определенную специфику ее формирования. Наибольший объем работ и затрат связан с первоначальным созданием информационных массивов -- банков данных. В последующем данные этих банков периодически обновляются, корректируются, но продолжают использоваться.

Поскольку содержание банков данных может быть использовано для разных подсистем и даже разных объектов управления, они могут быть в значительной мере централизованы.

Информация относится к предметам труда особого рода также потому, что она способна к саморазвитию. Количественное накопление информации дает возможность более четко установить тенденцию развития управляемого объекта и выявить новые связи между отдельными классификационными группами информации. Это позволило в качестве одного из важнейших принципов построения информационной системы сформулировать получение максимума производной при минимуме исходной информации.

Старение информации в ряде случаев связано с потерей ее ценности для конкретных условий и целей, но она может быть омоложена и вновь приобретает ценность с изменением условий. Определенную полезность сохраняет даже ретроспективная информация как база для анализа динамики.

Информация должна быть подготовлена к использованию. В зависимости от степени ее подготовленности может быть выделена:

-  первичная информация как набор данных, показателей, описывающих отдельные стороны процесса и его элементов;

- вторичная информация, прошедшая определенное упорядочение и классификацию для получения целесообразной производственной информации;

- информационные модели отдельных элементов и локальных процессов, описывающие статическое состояние объекта;

- информационные модели динамики, характеризующие изменение отдельных элементов и процессов;

- интегрированные информационные модели, описывающие определенные решения и имеющие активную направленность.

Первые две степени являются прерогативой информационной службы; третья и четвертая связаны с деятельностью определенных функциональных подразделений; последняя группа моделей пользуется руководителем.

Решения являются идеальным описанием желаемого состояния объекта и методов достижения этого состояния. Они представляют собой продукт ограниченного применения, так как направлены на конкретный объект в четко описываемых условиях. Качество решения как готового продукта проявляется опосредованно, в деятельности объекта, на который данное решение направлено.

Для анализа информационного обеспечения наибольшее значение имеет выделение следующих разновидностей информации:

-  в зависимости от описываемых процессов - производственно-гномическую, технико-технологическую, организационную, социальную, информацию о внешних хозяйственных связях;

- по отношению к управляемому объекту - внешнюю и внутрипроизводственную;

- по роли в процессе управления - директивную, нормативную, плановую, аналитическую;

- по степени обновляемости и порядку поступления - постоянную и переменную, длительного хранения, оперативную, циклическую, периодическую;

- по степени агрегирования - простую, интегрированную, усредненную и т. п.;

- по степени преобразования - первичную, производную, обобщенную;

- по степени обработки - бухгалтерскую, статистическую, оперативно-производственную и т. п.

При организации информационного обеспечения принципиальное значение имеет распределение информации на прямую, т. е. командную, исходящую от управляющей системы, и обратную, отражающую реакцию управляемого объекта на происходящие изменения и реализуемые решения.

Необходимо отметить, что основным видом информации, циркулирующей на предприятиях (объединениях), является информация, организующая производственные и технологические процессы и реализующая методы управления этими процессами. Разработка конструкторской и технологической документации, создание и поддержание в актуальном состоянии нормативной базы, планирование, учет и оперативное управление производственными процессами создают на предприятиях (объединениях) мощный поток производственно-экономической информации. Она может быть директивной или распорядительной, производственно-экономической или общественно-воспитательной и т. п.

Под экономической информацией понимают информацию, которая возникает при подготовке и в процессе производственно-хозяйственной деятельности предприятия (объединения) и управления этой деятельностью.

Экономическая информация обладает рядом особенностей:

1. В основной массе  она имеет дискретную форму  преставления; выражается в цифровом  или алфавитно-цифровом виде;

2. Отражается на материальных  носителях (документах, перфолентах, перфокартах, магнитных лентах, дисках и т.д.);

3. Ее большие объемы  обрабатываются в установленных  временных пределах, зависящих от  ее конкретных функций, чаще всего - это циклическая регулярная  обработка;

4. Исходная информация, возникающая  в одном месте, находит свое  отражение в различных функциях  управления и в связи с этим  подвергается различной обработке  несколько раз, что требует многократной  перегруппировки данных;

5. Объемы исходной информации  достигают больших размеров при  относительно малом числе операций  ее обработки;

6. Исходные данные и  результаты расчета, а иногда  и промежуточные результаты подлежат  длительному хранению.

7. Исключительно важными  требованиями к экономической  информации в системах управления  производством являются требования  своевременности, полноты и достоверности, которые следует неукоснительно  выполнять при организации обработки  экономической информации.

При создании информационного обеспечения ориентируются на усредненную, выровненную потребность в информации руководителей и специалистов. Особое место здесь занимает информация об управлении, в которой отражаются прогрессивные приемы и методы организации управления.

В процессе организации информации принципиальное значение имеет расчленение ее на условно-постоянную, играющую роль нормативно-справочной, и переменную. Оба эти вида информации на основе анализа классификационных связей организуются во взаимосвязанные блоки (модели), которые могут быть описывающими, т. е. характеризующими процесс в статике или динамике, компонентами, отражающими определенную типовую ситуацию.

Процесс формирования информационного обеспечения включает несколько этапов:

1) Описание состояния  объекта, т. е. физическая фотография. Это предполагает набор технико-экономических  показателей и параметров, характеризующих  управляющую и управляемую системы, с соответствующей классификацией  этих показателей;

2) Моделирование классификационных  связей в информационных массивах  с выделением причинно-следственных  зависимостей, т. е. формирование частных  статических моделей;

3) Отражение в информационных  моделях динамики отдельных элементов  и процессов, т. е. обоснование тенденций  количественного и качественного  изменения в производстве. При этом количественное изменение предполагает корректировку информации, а качественное изменение -- ее частичную или полную перестройку;

4) Интегрированная информационная  модель процесса производства, отражающая  взаимосвязь и динамику локальных  процессов и всего производства.

Порядок формирования определяет подход к анализу состава информации. Организация информации в значительной степени предопределяет порядок ее хранения, регистрации, обновления, передачи и использования. Четкая организация банков данных позволяет более полно обосновать направления движения, интенсивность потоков, закономерности ее преобразования, методику запросов и получения.

Таким образом, система информационного обеспечения - это совокупность данных о целях, состоянии, направлениях развития объекта и окружающей его среды, организованная во взаимосвязанных потоках сведений. Эта система включает методы получения, хранения, поиска, обработки данных и выдачи их пользователю.

Необходимо отметить, что важнейшим направлением является исследование движения информации, то есть анализ информационного потока, обеспечивающего связи, необходимые в производственной системе (между структурными подразделениями аппарата управления), и ее контакты с внешней средой (учреждениями и организациями). Обеспечение рациональных связей между источниками и приемниками информации и путей ее циркулирования является одним из непременных условий эффективного функционирования системы управления. Относительное постоянство взаимозависимостей структурных подразделений позволяет выбирать рациональную структуру путей движения информации и наиболее эффективные технические средства для каждого канала связи.