Автоматизированные системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте

* оценку значимости отклонений от планового режима процессов.

Только на основе реализации перечисленных процедур может быть осуществлена функция регулирования в следующей последовательности: принятие управленческого решения, доведение управляющим органом принятого решения до исполнителя, исполнение решения, проверка достоверности исполнения.

Переработка информации в данном случае не самоцель, а лишь необходимая предпосылка осуществления оптимального регулирования. Именно с этой точки зрения должны быть решены вопросы о темпе движения, полноте информации, скорости ее обработки, длительности хранения в системе и т.д. Система информации предприятия должна быть оптимальной.

Особенности каждого элемента контроля и регулирования, различный характер ограничений, которые при этом необходимо учитывать, разная целевая установка -- все это обусловливает разнообразие алгоритмов и методов решения отдельных оптимальных задач. Это разнообразие усиливается еще и спецификой каждой функциональной подсистемы управления.

В различных подсистемах оказывается разным удельный вес детерминированных (не учитывающих случайных факторов) и стохастических (принимающих в расчет элементы случайности) методов регулирования. В подсистеме перевозок, в частности, преобладает стохастический метод регулирования.

1.3 СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Информационное обеспечение, информационный фонд, информационная база, автоматический банк данных, система информации -- далеко не полный перечень терминов, под которыми подразумевается информационная система (ИС). Анализ работ, посвященных теоретическим и практическим разработкам в области информационных систем, позволяет выделить два варианта определения сущности и назначения информационных систем в управлении.

Одна группа авторов придерживается мнения, что ИС представляет собой совокупность средств и методов сбора, регистрации, передачи и преобразования информации. Такой подход по существу отождествляет ИС с системой обработки данных. В этом случае на первый план выдвигаются работы по совершенствованию техники сбора и регистрации данных, увеличению скорости их преобразования и получения конечного результата, т. е. совершенствуется техническое обеспечение системы обработки данных, технологический процесс и процедуры их преобразования.

Другая группа авторов определяет ИС как совокупность средств и методов совершенствования непосредственно системы управления производственными объектами, рационализации управленческих процессов, эффективности принятия решений.

Сложность объекта исследования, по-видимому, является главной причиной того, что в настоящее время нет однозначного и общепризнанного определения понятия «информационная система». Многие трактовки этого понятия построены в зависимости от совокупности используемых методов и средств создания информационной системы, ее состава и структуры, условий функционирования. В определенной степени ряд таких определений для частных случаев может оказаться верным и полезным.

ИС можно понимать как совокупность средств и методов, позволяющих собирать, перемещать, обрабатывать и передавать пользователю отобранную информацию. В общем случае понятие ИС включает в себя организационно-техническую подсистему, представляющую собой комплекс методов и средств удовлетворения информационной потребности пользователей, а также своевременной выдачи информации, полученной в результате ее сбора и обработки. Данное определение можно было бы принять как наиболее полное, однако необходимо заметить, что главный элемент -- пользователь -- здесь выделен из понятия ИС.

Основное назначение ИС -- удовлетворение информационных потребностей пользователей. Только пользователь в процессе управления и принятия решений может определить, выполняет ли ИС свое назначение.

Параметры и особенности ИС весьма индивидуальны для каждого предприятия. Являясь относительно стабильными по составу элементов, ИС требуют достаточной точности измерений и фиксации различных множеств параметров, высокой надежности обработки данных. На них накладываются сравнительно жесткие ограничения, диктуемые характером технологических процессов, нормативными актами, инструкциями и приказами вышестоящих органов, установленными формами документации и документооборота на предприятии. Следовательно, создание каждой конкретной ИС управления должно рассматриваться комплексно, в нескольких аспектах:

* организационном (принципы организации ИС и взаимодействия ее элементов);

« технологическом (методы обработки информации и технология реализации этих методов);

* техническом (возможности современных средств вычислительной и организационной техники).

ИС управления производственными объектами (предприятиями, объединениями) характеризуются специфическими признаками. Такие системы характеризуются непосредственным взаимодействием с пользователями различных рангов, функционированием режима реального времени.

Если в основу определения понятия информационной системы положить ресурсный подход, то ИС может трактоваться как совокупность средств и методов производства, накопления, преобразования и использования информационных ресурсов предприятия в целях осуществления пользователями основных функций управления. ИС определяют и как методологию, организацию, элементы технического и программного обеспечения, необходимые для ввода и получения определенной информации в соответствии с требованиями пользователя.

При создании ИС большое внимание уделяется технике ввода информации, обеспечивающей связь производственного процесса с информационной системой. Главной же задачей при отработке этого взаимодействия является анализ того, каким образом выходные данные ИС могут обеспечить эффективность функционирования системы управления.

В последнее время получают развитие многофункциональные интегральные информационные системы (корпоративные ИС), предназначенные для работы в любых режимах, т. е. объединяющие свойства и особенности различных систем.

Автоматизация обработки данных с помощью ЭВМ требует построения рациональных потоков информации, формализации ее представления и создания специальных методов организации и обработки данных. Если в неавтоматизированных системах информационные процессы характеризуются большой трудоемкостью и дублированием процедур, что приводит к нарушению преемственности потоков информации и снижению достоверности получаемых данных, то применение ЭВМ обеспечивает их синтез, единую информационную базу и многоцелевое использование данных в процессе решения функциональных задач.

Теоретические исследования и практический опыт внедрения АСУ показывают, что разработки ИС должны базироваться на ряде основных организационно-методических принципов и положений. К ним относятся:

* методологическое единство проектирования ИС (на основе системного подхода определяются совокупность объектов управления, состав информационной базы и ее взаимность с решаемыми задачами);

* системность и совместимость элементов ИС (реализация этого принципа означает создание взаимоувязанной совокупности форм обмена информацией, классификаторов, кодов, обеспечивающих обмен информацией на всех звеньях АСУ;

* унификация и структуризация форм обмена информацией, включая унификацию и сокращение числа форм входных и выходных документов;

* интеграция обработки данных, обеспечивающая одноразовость ввода информации при многократном ее использовании.

Итак, проектирование ИС управления как совокупности методов и средств организации, обработки и выдачи необходимой пользователю информации должно рассматриваться и с точки зрения определения состава, структуры и закономерностей преобразования информации, характеристик движения и методик получения необходимых данных.

Информационные ресурсы -- это совокупность данных, имеющих смысловую нагрузку, отражающих всю производственно-хозяйственную деятельность предприятия и документально зафиксированных на различного вида носителях. Они могут быть использованы в управлении как фактор увеличения объема производства и повышения его эффективности. В качестве особого фактора производства информационные ресурсы почти не исследованы. В общем виде информационные ресурсы по содержанию представляют собой отображение реальных процессов производства, зафиксированных в проектно-конструкторской документации, плановых и отчетных документах, нормативных, инструктивных материалах и т.п. При этом качество информационных ресурсов определяется адекватностью даваемого ими отображения действительности, возможностями их использования в практической деятельности. Концентрируются они, как правило, в совокупности различных по своему назначению и методам формирования управленческих документов, в системах обработки данных, информационных системах управления. Информационные ресурсы относятся к числу воспроизводимых, процесс их воспроизводства имеет важные особенности по сравнению с другими видами производственных ресурсов: он состоит из фаз производства, распространения и использования.

Фаза производства информационных ресурсов представляет собой процесс познания состояния производственно-хозяйственной деятельности объекта управления. Регистрация, сбор и передача информации -- первая стадия в процессе производства информационных ресурсов. Следующая стадия -- обработка данных наблюдения и их анализ, назначением которых является обобщение факторов и установление существенных связей между явлениями.

Фаза распространения специфична для информационных ресурсов. Необходимость ее связана с особым свойством информации: она не расходуется при использовании, а передача информации от источника к пользователю не означает, что источник их лишается. Одни и те же данные могут быть использованы много раз для решения различных задач. Основным ограничением при этом является время, в течение которого они сохраняют актуальность. Отсюда следует, что объем имеющихся информационных ресурсов предприятия зависит не только от масштабов их производства, но и от того, насколько широка сфера их использования, до какого числа пользователей доводится информация. Важным аспектом распространения информации является обеспечение накопления, хранения и быстрого доступа пользователей к конкретным данным, необходимым для решения основных задач управления. Именно для этих целей и создаются АС обработки информации на базе использования современных средств вычислительной техники.

Использование информационных ресурсов происходит, как правило, в сфере управления. Наиболее важным его результатом являются принимаемые управленческие решения. Заметим, что для различных элементов информационных ресурсов характерны разные периоды сохранения актуальности или сроки использования. Наибольшие сроки использования в условиях управления предприятием имеют данные, необходимые для перспективного и текущего управления, наиболее коротки они для оперативной производственной информации. Данные с длительными сроками использования имеют много общего с основными фондами: они многократно используются в различных функциональных задачах подготовки и принятия управленческих решений. В сущности их можно назвать информационными основными фондами. Информационные основные фонды -- это информационные ресурсы, отражающие относительно постоянные данные (например, нормативы трудоемкости и расхода материалов, технология изготовления деталей, узлов и т.д.). Правомерно полагать, что информация с периодом полуобновления больше года может быть отнесена к основным фондам.

По аналогии сведения и данные, используемые на небольших интервалах времени (например, не более квартала, месяца), можно рассматривать как информационные оборотные фонды. Они включают информацию о квартальных и месячных планах, учетную информацию, сводную аналитическую квартальную и годовую информацию и т.д. Как правило, информационные оборотные фонды -- это производная информация, полученная в результате преобразования данных.

При проектировании и функционировании различных производственных и управляющих систем их информационные основные и оборотные фонды должны рассматриваться наравне с обеспечением их материальными ресурсами.

Особенностью информационных ресурсов является то, что информационное воздействие в экономике выступает как взаимозаменяемый ресурс по отношению к таким ресурсам, как труд, сырье, энергия, фонды. Чем лучше используются информационные фонды, тем меньше неопределенности о ходе производственного процесса и больше возможностей в рациональном использовании производственных ресурсов предприятия.

В то же время процесс использования информационных ресурсов существенно отличается от расхода производственных ресурсов. Основной его особенностью является возможность многократного использования информационных ресурсов. Однако при длительном хранении и использовании информационные ресурсы стареют и подлежат постоянному обновлению, период которого определяется условиями и параметрами функционирования основного производства.

В условиях использования средств ВТ информационные ресурсы предприятия представляют собой совокупность данных (зафиксированных в первичных документах) информационного фонда (массивы нормативных, справочных, плановых и учетных данных на машинных носителях) и информации, выдаваемой пользователям ИС.

Стоимость создания, хранения и использования информационных ресурсов достаточно высока и переносится на стоимость управления в целом. Поэтому эффективность использования информационных ресурсов всецело обусловливает действенность управления процессом производства на предприятиях. Чем качественнее управление, тем рациональнее используются информационные ресурсы. Особенно большую стоимость имеют основные информационные фонды, так как на их создание в условиях использования ВТ уходит много средств и времени.

Практически реализация производства информационных ресурсов находит отражение в создании и поддержании рабочего состояния основных массивов в ИС управления (банка данных). При этом сформированные массивы нормативной информации представляют собой основные информационные фонды. Массивы плановой информации и данные, отражающие ход производственного процесса, можно отнести к оборотным информационным фондам. Таким образом, банк данных ИС состоит из основных и оборотных информационных фондов, средств и методов их производства, преобразования и подготовки к использованию.

Создание ИС как основы автоматизации управленческих решений -- это разработка форм и методов использования информационных ресурсов, отображающих производственно-хозяйственную деятельность управляемых объектов и процессов. Практическая реализация такой системы может быть конкретизирована в различных аспектах: в методах и формах классификации информационных ресурсов, в принципах структурной организации массивов и их состава, в языках описания данных и пр.

1.4 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОТРЕБНОСТИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ

Значительное влияние на процесс дифференциации и интеграции управленческого труда оказывает возрастание сложности и масштабов решаемых управленческих задач, что связано с образованием разнообразных по содержанию и чрезвычайно значительных по объему потоков информации. Только в процессе оперативного управления современным объединением перерабатывается информация, содержащая несколько тысяч показателей, сотни тысяч трудовых и материальных нормативов. Эта информация передается с помощью нескольких сотен документов.

Пока человек был единственным элементом системы управления, указанная цель достигалась путем увеличения численности управленческих работников и их специализации на все более и более узких функциях, увязка которых по мере дифференциации резко усложнялась. Это обусловливало фрагментарность потребностей в информации, выполняемых в режиме информационных запросов, выбор нетребовательных к исходным данным и малотрудоемких методов решения задач, ограничение числа линий увязки различных решений и, что особенно важно, порождало большое количество небольших информационных подразделений, создаваемых у себя каждым пользователем. Естественно, возникало многократное дублирование данных в процессах сбора и обработки информации.

Происходящие изменения в современном обществе вызывают необходимость совершенствования систем управления, переключения основного внимания с оперативного на стратегическое управление, ориентированное в будущее. Это соответствует перемещению центра тяжести к вершине информационной пирамиды (рис. 1.4).

В настоящее время на первый план выдвинулась проблема интеграции систем управления на содержательном уровне. Задача состоит в том, чтобы фиксировалось всякое заметное изменение в состоянии объекта управления или в управленческих решениях, а информация о нем оперативно доводилась до лиц, решения и действия которых принимаются под влиянием подобных изменений.

Решение поставленной задачи возможно только при наличии ИС, которая, по определению, представляет собой систему, реально отражающую функционирование управляемого объекта и удовлетворяющую разнообразные информационные потребности ее пользователей.

Известные трудности представляет определение критериев выбора пользователей ИС. Некоторые авторы при разработке ИС предлагают рассматривать несколько вариантов отбора будущих пользователей. В одном случае к ним относятся все сотрудники организации, в другом -- только руководители соответствующих подразделений, в третьем -- все сотрудники некоторых подразделений. Указанный подход к выбору пользователей применяется на практике, однако он, как правило, не приводит к удовлетворительным результатам. Целесообразно при определении круга пользователей считать критерием степень участия конкретных сотрудников в принятии управленческих решений, т. е. величину их информационной потребности в процессе реализации задач управления.

Структура и состав ИС зависят от принятых на предприятии методов организации управления, структуры его аппарата управления. Последняя и определяет состав пользователей, их участие в принятии управленческих решений и ответственность за их реализацию. В качестве пользователей могут быть приняты различные лица, имеющие непосредственное отношение к информационной системе. Это программисты и системотехники, разрабатывающие

ИС, работники, непосредственно принимающие управленческие решения, для которых, как для конечных пользователей, собственно и проектируется ИС.

Таким образом, говоря о внутрифирменной ИС под «пользователем» будем понимать любое подразделение, откуда поступает или куда передается информация, или конкретное лицо, ответственное за функционирование работ по планированию производственных процессов, учету и анализу их протекания, а также регулированию в случае возникновения недопустимых отклонений. В связи с этим объем информации, необходимый пользователю для реализации основных функций управления и принятия управленческих решений, будем называть ИПП соответствующего ранга. Естественно, что на разных уровнях принятия управленческих решений требуется различная информация (по объему, содержанию и форме). Следовательно, в зависимости от рангов пользователей определяются и соответствующие ИПП. В связи с этим, вопросы анализа и определения информационных потребностей являются одними из главных при проектировании ИС и систем управления в целом.

Необходимо отметить, что от правильности определения ИПП в полной мере зависит и выбор технических средств сбора, регистрации данных, технологические процессы их преобразования и формирования итоговой информации, методы и сроки ее использования, проектирование математического и ПО ИС.

Как правило, при проектировании ИС и АСУ в целом традиционно допускается серьезный методологический просчет. Исследование информационных процессов, определение необходимых объемов информации нередко основывается на изучении документооборота и состава функционирующих документов на предприятии. Определение общих объемов данных, изучение потоков информации на предприятии занимает много времени, достаточно трудоемко и чаще всего не приводит к желаемым результатам.

Не отрицая возможностей проведения таких исследований, на первый план при проектировании ИС все же должны выдвигаться такие факторы, как роль, ответственность и функции каждого пользователя в процессе принятия им управленческих решений. Это позволит выявлять ИПП для реализации этих функций, регламентировать необходимые потоки информации и определяющие их документы. Не от документов к ИПП, а от ИПП к ним -- в этом сегодня видится рациональный путь создания ИС. Определение потребностей в информации может быть осуществлено различными методами.

Первый подход заключается в попытке определения объективных информационных потребностей управления в целом, исходя из анализа целей и функций системы. При этом основное внимание должно быть уделено изучению внешней среды и места, которое исследуемая система занимает в этой среде. На основе такого анализа и необходимо выявлять информационные потребности, определяя задачи ИС в целом.

Второй подход сводится к выяснению тех задач, которые, по мнению основных пользователей проектируемой ИС, должны в ней решаться, а также информационных услуг, которые они хотели бы получать от системы. Ясно, что предложенные подходы не являются объективным основанием для создания эффективных систем управления. Первый из них страдает абстрактностью и схематичностью, второй -- достаточно субъективен, т.е. во многом зависит от опыта, знаний и интуиции пользователей.

Критерием определения ИПП может служить лишь глубокий анализ задач управления, проводимый в ходе интервьюирования ведущих сотрудников, специалистов и рядовых исполнителей, являющихся потенциальными пользователями создаваемой ИС. На базе такого анализа и должна выявляться информация, необходимая для управления, а также оцениваться участие конкретных пользователей в принятии управленческих решений. Именно анализ задач управления должен лечь в основу определения главных элементов и характеристик ИПП. Естественно, что в зависимости от ранга пользователя и уровня управления меняется и диапазон ИПП.

Следовательно, информационная потребность лица, принимающего решение, может быть определена как минимально необходимый и достаточный объем информации. Тогда ИПП определяют по существу не только контуры информационной системы, но и ее структуру, состав, а также, в какой-то мере, процедуры преобразования данных.

Рассмотрим более подробно некоторые основные функции, присущие практически всем системам управления.

Функция планирования, будучи специфической функцией управления, решает ряд конкретных задач. Первая из них -- это прогнозирование событий. Прогнозирование может выполнить стоящую перед ним задачу в том случае, если будет создана модель системы, поведение которой прослеживается в различных ситуациях на протяжении всего планируемого периода. Отсюда естественным образом возникает вторая задача планирования -- моделирование системы и ситуаций, в которых она будет находиться.

Моделирование позволяет проводить эксперимент, наблюдать за поведением будущей системы, подвергать анализу ее взаимодействие со средой, делать соответствующие обобщения и на этой основе создавать научно обоснованные прогнозы.

Жизнедеятельность системы возможна лишь при условии, когда совершающиеся в ней процессы будут находиться в рамках заданной программы. Но поскольку в системе непрерывно совершаются самые разнородные процессы, действующие в различных направлениях, а первоначально установленные связи между элементами не остаются неизменными, то не только отдельные процессы, но и вся система при определенных условиях могут отклониться от заданных параметров. Чтобы этого не происходило, в действие вступают функции контроля и регулирования. Посредством этих функций действующие в системе процессы удерживаются в границах установленной для системы программы.

Контрольно-регулирующие функции имеют непрерывный характер. Но чтобы обеспечить эту непрерывность, необходима база для разработки последующей программы, а это объективно обусловливает необходимость учета итогов действия управляемой системы. Отсюда следует, что процесс управления как непрерывно возобновляющийся процесс возможен при условии нормального действия функции учета.

В отличие от контрольно-регулирующих функций учетная функция дискретна. Она осуществляется лишь по итогам действия управленческого цикла, когда завершается выполнение программы или же конкретной задачи. Для начала очередного управленческого цикла необходим анализ конечного результата выполненной программы или задачи, т.е. проявляется новая функция управления -- функция анализа.

Таким образом, определение состава и содержания функций управления является основополагающим и наиболее сложным этапом работы по совершенствованию системы управления.

При выполнении автотранспортных перевозок активность таких функций в системе управления, как планирование, контроль и регулирование, достаточно высока. Кроме того, необходимо учитывать особенности системы, когда две основные службы: техническая и эксплуатационная функционируют как бы обособленно. Первая призвана обеспечивать высокую техническую готовность ПС, вторая -- высокопроизводительное его использование. Все остальные службы должны способствовать достижению этих целей. При этом общие направления и принципы развития управленческого процесса во всех службах должны быть едины.

При протекании управленческого процесса, когда отдельные функциональные подсистемы, отличающиеся друг от друга по функциональным признакам, вынуждены тесно взаимодействовать, причем выход одной подсистемы является входом для другой, в результате обеспечивается единство и непрерывность процесса управления во времени.

Для каждой из таких подсистем с учетом объекта управления характерны внешние и внутрипроизводственные связи, внешние входы и выходы, свой круг задач, свои методы планирования, контроля и регулирования. Главными из этих функциональных подсистем являются служба организации перевозочного процесса (управление перевозками грузов и пассажиров) и техническая (управление технического обслуживания и ремонта ПС).

Большая часть информации для указанных выше пользователей должна выдаваться по регламенту в конкретные сроки. Под «регламентной информацией» будем понимать информацию, выдаваемую пользователям для принятия управленческих решений, координируемых во времени. На практике выдача такой информации предусматривается календарным графиком обработки и использования данных.

Как правило, документация, в которой зафиксирована регламентная информация, имеет типовое содержание и формируется в конкретные сроки. При формировании регламентной информации, представляемой пользователю либо в виде машинных документов, либо заполнением полей в базе данных, определение сроков их подготовки не представляет особой сложности (они заранее обусловлены условиями производства). Намного сложнее выделить временные параметры представления информации при возникающих отклонениях в производственном процессе. В этом случае многое определяется характером отклонений, анализом его причин и, как следствие, сложностью управленческого решения по их устранению.

Большое значение имеют квалификация сотрудников, их опыт и интуиция, умение четко определить необходимые количественные и качественные характеристики требуемой информации.

Управленческие решения для устранения наиболее часто возникающих сбойных ситуаций в производственной системе определяются как стандартные и могут накапливаться в ИС в библиотеке стандартных решений. К таким решениям относятся действия пользователя в случаях выхода из строя оборудования, нарушения графика работы, необходимость изменения количества или сроков выпуска ПС. Совокупность информации по каждому объекту на всех стадиях выполнения перевозок, необходимая пользователю для управления ими, и представляет ИПП.

ИПП, например, диспетчера (пользователь соответствующего ранга) в функциональном аспекте должны включать следующую информацию:

* в области планирования -- информация о плане заказов автотранспорта (на следующий день, декаду, месяц) не только количественно, но и с учетом типажа ПС для составления сменно-суточных заданий водителям; информация об обеспеченности исправным ПС, срокам начала и окончания плановых ремонтов по каждому автомобилю, график выхода водителей на работу (посменно);

* в области оперативного учета -- информация о выполненных сменно-суточных заданиях за прошедшие сутки (смены) о простоях ПС и причинах этого, информация о возможных отклонениях по выполнению заявок на перевозки.

Часть информации диспетчер должен получать из ИС в регламентном режиме и документальном отражении (графики выпуска, перечень клиентов и сроки выполнения заказов). Другую необходимую информацию диспетчер должен иметь возможность получить в требуемое время в виде запросов или путем прямого диалога в режиме реального времени. Располагая указанными объемами информации, он получает возможность принимать решения по формированию сменно-суточных заданий на сутки, о переносе выполнения тех или иных позиций плана, конкретизировать функциональные обязанности каждого водителя, выявить полный состав и структуру информации для управления производственным процессом на всех его стадиях, рационально спроектировать соответствующие формы выдачи информации, определить сроки обработки данных в ИС и получение итоговой информации.

Аналогично детализируется состав ИПП всех пользователей ИС. Такой подход к определению информационных потребностей позволяет исключить дублирование в управленческой деятельности.

Анализ ряда ИС, функционирующих на автомобильном транспорте, позволил выявить ряд недостатков, снижающих эффективность их функционирования:

* пользователи различных рангов (управленческие работники предприятия) получают информацию в большем объеме, чем это требуется для принятия решений;

* нет четкой регламентации по адресности и срокам представления детальной и агрегированной информации; не изучены и не определены ИПП всех рангов управления (виды и объемы представляемой им информации);

* пользователи, не всегда четко представляя возможности функционирующих И С, чаще всего прибегают к эвристическим методам формирования необходимой им информации;

* отсутствует должная связь пользователей в ИС.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ АСУ

2.1.СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

Своевременно получать информацию о ходе перевозочного процесса, расходе горючесмазочных материалов (ГСМ) и запчастей, об объемах перевезенных грузов (пассажиров), а также отклонениях от запланированного хода этого процесса необходимо для эффективной организации перевозочного процесса. Для построения и исследования моделей объектов управления в их временной взаимосвязи целесообразно выделение следующих трех основных стадий перевозочного процесса: начальной, центральной и заключительной (рис. 2.1).

Модель существующей системы управления является основой разработки АСУ, а в случае, когда объект управления -- предприятие (в том числе автотранспортное), можно говорить об АСУ предприятием (АСУП). Процесс разработки модели системы управления сводится к изучению и формализованному описанию процесса функционирования рассматриваемого предприятия. Получение необходимых сведений и построение модели системы управления осуществляются в результате реализации диагностического анализа функционирования служб предприятия и детального изучения существующей системы обработки данных.

Диагностический анализ -- это комплекс исследований, проводимых с целью выявления общих тенденций развития производства и управления, изучения и анализа характеристик типовых задач и модулей, разработки требований и мероприятий по улучшению системы управления предприятием. Основной целью детального анализа этой системы является: изучение существующих алгоритмов принятия решений, системы обработки данных и документооборота. Основными источниками сведений о существующей системе служат нормативно-правовые и другие первичные документы, беседы и опросы специалистов действующей системы, непосредственные наблюдения системотехников за процессом нормальной деятельности системы.

Ни один из указанных источников в отдельности не может обеспечить необходимой полноты и достоверности сведений о работе системы: документы сравнительно быстро устаревают и не всегда отражают действительное состояние дел, специалисты могут непреднамеренно, а иногда и умышленно исказить существующее положение. На всех стадиях изучения необходимы проверка и сопоставление сведений, полученных из разных источников. Сопоставление сведений и выявление истинного состояния дел существенно облегчаются при систематизации и группировке полученных сведений, формализации их представления.

Подготовка документов, содержащих результаты анализа, требует значительных затрат времени и труда. Поэтому эффективность использования стандартных бланков документов возрастает с масштабами разработки.

Основные этапы процесса изучения и анализа существующей системы управления представлены на рис. 2.2.

Первый этап -- изучение структуры, целей и ограничений в существующей системе управления (описание подразделений, структурная схема организации, таблица функций исполнителей, характеристика задач организации, структурная схема каждого подразделения, описание функций подразделения, описание информационных потоков внутри и между подразделениями, обобщенная структурно-информационно-временная схема. На этапе изучения существующей системы управления должны быть выявлены такие общие характеристики организации, как правовое положение, основные взаимосвязи ее с другими организациями, ограничения на функционирование, деление ее на подразделения (отделы).

Структурная схема организации представляет собой модель организации в виде графа, вершинами которого являются отдельные подразделения или руководители. Ориентированные ребра графа отражают административные и функциональные связи в организации. При построении структурной схемы сначала строится граф административных связей, который в случае иерархической системы управления имеет вид направленного сверху вниз дерева.

Затем на схему наносят функциональные связи.

Таблица функций организации представляет собой прямоугольную матрицу, по строкам которой записаны функции, реализуемые организацией, а по столбцам ее подразделения и подчиненные организации. В клетках матрицы, которые находятся на пересечении строки, соответствующей определенной функции, и столбцов, соответствующих участвующим в выполнении этой функции подразделениям, можно указывать количество сотрудников, реализующих соответствующие функции или трудозатраты. Учитывая большую трудоемкость заполнения документов, следует критически оценивать степень детализации сведений, вносимых в бланки документации. После получения информации о всей системе в целом и отображения ее в формах последовательно изучают функциональные подразделения для более детального исследования реализации каждой из функций.

Цель исследования -- выявление существующего положения в системе, а также определение требований и условий функционирования каждого подразделения в АСУП. Результаты, полученные при исследовании подразделений, должны быть представлены в бланках описаний функций и информационных потоков подразделений. К этим бланкам прилагаются структурные схемы подразделений, таблицы реализации функций подразделениями и обобщенная структурно-информационно-временная схема, которая служит для наглядного представления этапов решения основных задач, их последовательности, движения информации во времени и по структурным подразделениям.

На схеме по горизонтали откладывается масштаб времени в днях, неделях, месяцах -- в зависимости от общей продолжительности решения рассматриваемых задач. По вертикали схема разбивается на ряд горизонтальных полос, каждая из которых соответствует организации или структурному подразделению. На полученную сетку наносят этапы решения задач и движение информации, используя условные обозначения, внутри которых можно описывать шифры документов, массивов и т.п., что облегчает пользование схемой. В прямоугольнике, означающем операцию или алгоритм, дают краткое наименование алгоритма или решаемой задачи. Движение информации обозначают на схеме прямыми линиями, соединяющими соответствующие обозначения. На схему дополнительно наносят необходимые количественные характеристики по усмотрению разработчика. Например, у линий, обозначающих передачу документов, записывают количественную характеристику этого потока в виде дроби, в числителе которой проставляют средний объем передаваемых данных, выраженный в алфавитно-цифровых знаках или в количестве документов, а в знаменателе -- среднюю частоту передачи.

Второй этап -- изучение и анализ информационных потоков и алгоритмов переработки данных в существующей системе управления: характеристика документов, описание документов, характеристики массивов, характеристики процедур (задач), описание процедур (задач), схема детального анализа процедур.

Для выполнения анализа частично обработанные сведения, полученные на этом этапе, должны быть представлены в бланках: «Документы», «Массивы», «Процедуры».

При анализе существующих систем управления следует обращать внимание на процессы принятия решений и на документооборот. Ориентация на процессы принятия решений позволяет правильно выбрать потоки информации, необходимые для подсистем различного уровня. Следует выявить функциональное назначение каждого документа, информацию, необходимую для его подготовки, алгоритмы подготовки и его последовательное использование. При этом должны быть раскрыты содержание, способы получения и представления не только документа в целом, но и показателей (элементов) каждого из них с соответствующими пределами изменения.

Проектируемые информационные потоки могут существенно отличаться от существующих. При этом процесс формирования, передачи и переработки информации разбивается на ряд элементарных операций, под которыми понимается неделимая логически завершенная часть всего комплекса операций данного процесса. Элементарная операция характеризуется средствами и способами ее выполнения и отражается на схеме отдельным прямоугольником. Последовательность операций во времени и в пространстве указывается стрелками, соединяющими элементарные операции. Операции, происходящие нерегулярно, соединяют пунктирными стрелками.

Каждый прямоугольник, отражающий операцию, разбивают на пять частей. В них указывают: должность лица, выполняющего данную операцию или отвечающего за ее исполнение; технические средства, используемые при ее выполнении; наименования операций, достаточно полно и однозначно определяющие ее смысловое содержание; среднее время начала операции и максимальное отклонение от него; среднюю и максимальную продолжительность выполнения операции.

С помощью таких схем легко получить самые различные количественные характеристики процесса выполнения комплекса операций и выявить противоречивость сведений, получаемых из разных источников. На схеме наглядно видны дублирующие пути и петли в движении информации, могут быть получены итоговые количественные характеристики.

Автоматизация процессов изучения и анализа существующей системы управления предприятием обусловливает необходимость применения формальных моделей процессов обработки данных. В настоящее время наиболее широко используются матричные и графовые модели.

На рис. 2.2 показаны также основные этапы проектирования ИС. В конечном счете состав и структура ИС обусловливается:

* параметрами производственного процесса;

* организационной структурой управления предприятием;

* оснащенностью средствами ВТ. Многоуровневые АСУП позволяют осуществить:

* согласование целей и задач, стоящих перед системой в целом и ее отдельными элементами;

* организацию взаимосвязи между задачами разных уровней;

* формирование рациональной структуры самой системы управления;

* выбор и проектирование технологического процесса обработки информации с учетом интеграции основных функций управления.



2.2 ТИПОВАЯ СТРУКТУРА АСУ

В составе большинства АСУ (а для АСУП это обязательно) принято выделять функциональную и обеспечивающую части (рис. 2.3).

Функциональная часть подразделяется на подсистемы, выполняющие основные функции управления объектом автоматизации (например, предприятия). Необходимость выделения функциональных подсистем определяется сложностью управления современными производственными системами.

Обеспечивающая часть представляет собой комплекс методов, объединенных в соответствии с их спецификой и обеспечивающих решение задач во всех функциональных подсистемах АСУ.

Программное обеспечение АСУ -- совокупность системных и прикладных программ, реализующих нормальное функционирование АСУ.

Информационное обеспечение АСУ -- совокупность системно-ориентированных данных, описывающих принятый в системе словарь базовых описаний (классификаторы, типовые модели, элементы автоматизации и т.д.), и актуализируемых данных о состоянии информационной модели объекта автоматизации (объекта управления) на всех этапах его жизненного цикла (ЖЦ).

Техническое обеспечение АСУ -- совокупность средств реализации управляющих воздействий, средств получения, ввода, отображения, использования и передачи данных.

Математическое обеспечение АСУ -- совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемых при функционировании системы.

Лингвистическое обеспечение АСУ -- совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания информационных единиц, используемых в АС при функционировании системы для общения с КСА.

Организационное и методическое обеспечение АСУ -- совокупность документов, определяющих организационную структуру объекта и системы автоматизации, необходимые для выполнения конкретных автоматизируемых функций, деятельность в условиях функционирования системы, а также формы представления результатов деятельности.

Правовое обеспечение АСУ -- совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при функционировании АС и юридический статус результатов ее функционирования.

Эргономическое обеспечение АСУ -- совокупность взаимосвязанных требований, направленных на согласование технических характеристик КСА, параметров рабочей среды на рабочем месте с психологическими, психофизиологическими, антропометрическими, физиологическими характеристиками и возможностями человека-оператора.

Внутреннее строение АСУ характеризуют при помощи структур, описывающих устойчивые связи между их элементами. При этом используют следующие виды структур, отличающиеся типами элементов и связей между ними:

* функциональные (элементы -- функции, задачи, процедуры; связи -- информационные);

* технические (элементы -- устройства, компоненты и комплексы; связи -- линии и каналы связи);

* организационные (элементы -- коллективы людей и отдельные исполнители; связи -- информационные, соподчинения и взаимодействия);

* документальные (элементы -- неделимые составные части и документы АС; связи -- взаимодействия);

* алгоритмические (элементы -- алгоритмы; связи -- информационные);

* программные (элементы -- программные модули и изделия; связи -- управляющие);

* информационные (элементы -- формы существования и представления информации в системе; связи -- операции преобразования информации в системе).

Исследования практики создания АСУП различного класса и назначения подтвердили эффективность использования ряда методологических принципов создания АСУП, сформулированных академиком В. М. Глушковым. К основным из них относятся следующие.

Суть принципа новых задач состоит в том, чтобы не просто перекладывать на ЭВМ традиционно сложившиеся на предприятии методы и приемы управления, а перестраивать их в соответствии с теми новыми огромными возможностями, которые обеспечивают ЭВМ и формальные экономико-математические методы и модели. Реализация таких ранее не решавшихся задач или не использовавшихся методов решения традиционных задач должна обеспечить оптимальное функционирование и развитие предприятия.

Поэтому внедрение АСУ не следует рассматривать как законченную работу по автоматизации управления. Система должна обладать свойствами адаптивности, т.е. способностью приспосабливаться к изменению внешних условий и соответственно к решению новых задач. Без этого функционирование АСУ не может быть максимально эффективным.

Принцип комплексного, или системного, подхода при разработке АСУП состоит в том, что следует решать вопросы не только технического, но и экономического, организационного характеров и другие.

При разработке видов обеспечения АСУ следует учитывать также их взаимосвязь и направленность на достижение конечной цели разрабатываемой системы, а также способность практической реализации на единых технических средствах.

Принцип первого руководителя состоит в том, что разработка и внедрение АСУП должны вестись при непосредственном участии и под руководством первого руководителя предприятия, внедряющего АСУП. Отечественная и зарубежная практика показывают, что всякая попытка передоверить создание АСУП второстепенным лицам приводит к тому, что система ориентируется на решение рутинных задач и не дает желаемого эффекта. В рамках реализации данного принципа должно быть организовано эффективное взаимодействие между разработчиками АСУП и сотрудниками предприятия, внедряющего эту систему.

Принцип непрерывного развития системы заключается в том, что по мере развития АСУП непрерывно расширяется круг решаемых задач, причем новые задачи не заменяют уже внедренные.

Принцип автоматизации документооборота и единой информационной базы означает, что следует автоматизировать не только процессы обработки данных, но и оформление выходных документов, и сбор исходных данных. При этом необходимо стремиться к однократному вводу данных в систему и многократному их использованию.

Принцип модульности и типизации сводится к выделению максимально независимых частей системы (или модулей) и максимальному их использованию в различных подсистемах.

Принцип согласованности пропускных способностей отдельных частей системы устанавливает, что требуется примерное равенство пропускных способностей последовательных звеньев АСУП, что обеспечивает их равномерное использование и максимальную производительность системы в целом.

Опыт создания АСУ убеждает, что внедрение отдельных подсистем без предварительного совершенствования организационной структуры управления, не дает желаемых результатов. Игнорирование последовательного подхода к решению этой важной проблемы, как правило, приводит к некачественным разработкам и нарушению этапности внедрения АСУ на всех уровнях автотранспортных подразделений. Из этого вытекает еще один принцип -- принцип этапности (стадийности) создания АСУ.

Использование перечисленных принципов разработки АСУ и учет особенностей их проектирования позволяют создавать эффективные АСУ. Таким образом, исходя из этих и других принципов, в процессе формирования АСУ на автомобильном транспорте выделяются четыре основных направления, которые по существу и предопределяют содержание АС:

* комплексность функционально-организационных подсистем АСУ;

* комплексность всех видов обеспечения АСУ;

* автоматизация обработки, накопления и движения информации;

* этапность разработки АСУ.

Ниже перечислены основные особенности разработки АСУП по сравнению с техническими системами.

1. Создаваемая техническая система обычно предназначена для широкого применения. Разрабатываемая АСУП, подобно разработке уникальной технической системы, предназначена для конкретного предприятия и должна отражать его конкретные особенности. Это, естественно, не препятствует широкому использованию принципа типизации при разработке, однако и при применении типовых проектных решений специфичность влияет на структуру проектируемой АСУП, и использование типовых проектных решений в АСУП существенно отличается, например, от привязки типового проекта жилого дома к местности.

2. Так как каждая АСУ является уникальной системой, ее испытание, монтаж, доводка возможны только после полного завершения проектных работ, отладки программ и монтажа технических устройств. Многие недостатки, нерациональные проектные решения проявляются лишь при попытках ввести АСУ в действие. Поэтому при разработке АСУ, в отличие от разработки технических систем, большое внимание уделяется начальным этапам, когда принимаются стратегические проектные решения (определение подсистем и задач, подлежащих автоматизации, выбор алгоритмов их решения, распределение задач по уровням и узлам системы и т.п.).

3. Новые технические системы выпускаются без значительных изменений на протяжении сравнительно долгого времени. Развитие АСУП планируется заранее, начиная с самых ранних этапов ее разработки. Постепенное плановое развитие АСУП требует тщательного исследования вопросов взаимосвязи вводимых в разное время задач; основа эффективного их взаимодействия закладывается также на ранних стадиях разработки.

4. В технических системах решающую роль играет оборудование. В АСУП главная роль принадлежит человеку, поэтому при ее разработке следует учитывать факторы, не играющие особой роли при проектировании технических систем (психологические факторы, методы морального и материального стимулирования и т. п.). При разработке АСУП доля затрат на оборудование значительно ниже, чем в технических системах, однако больше затраты на разработку, и эта разница в будущем увеличится.

АСУП должна обеспечить решение задач всех уровней с максимальной интеграцией основных этапов обработки данных. Эффективность функционирования такой системы обеспечивается соблюдением принципов организационной, технической, информационной и программной совместимости решения задач каждого уровня управления.

С точки зрения технологии обработки данных АСУП определяется как совокупность процессов сбора, регистрации и передачи необходимого минимума первичных сообщений, их преобразования, формирования отбора и выдачи нужной информации пользователям всех рангов управления. Исходя из этого, процесс проектирования АСУП можно рассматривать на трех взаимно обусловленных структурных уровнях: базовом, процедурном, функциональном. Выделение этих уровней позволяет детализировать весь процесс автоматизации обработки информации.

Базовый уровень характеризует процессы образования первичных данных, их регистрации, сбора и передачи. На этом уровне определяются характеристики движения первичных данных, формируются количественные оценки потоков, маршруты следования документов, временные характеристики источников информации, характеристики ее качества (оценки актуальности, полноты, достоверности методов получения необходимой совокупности данных (регистрации, сбора формирования) на базе средств периферийной техники).