Декомпозиция автоматизированной информационной системы управления

Современное производство - сложная система, состоящая из тысяч элементов и связей. Сложность структуры системы определяется числом элементов и связей между ними. Число элементов на предприятии можно оценить количеством персонала, номенклатурой средств и предметов труда, готовой продукции и т.п. Усложнение производства требует усложнения управления, иначе управление не будет учитывать всей сложности производства, не обеспечит высокого качества управления. Сложности производства управляющая система противопоставляет два основных направления своей деятельности:

- совершенствование и в определенной мере усложнение управления;

- упрощение производства.

Совершенствование управления включает в себя: увеличение численности аппарата управления, совершенствование его структуры, организации, подготовки, использования современных методов управления и технических средств. Совершенствование структуры и организации управления, использование современных методов - наиболее экономичные способы снижения, которыми стоит заниматься в первую очередь.

Деятельность всего персонала производства, так или иначе, направлена на снижение сложности производства. Она начинается на стадии планирования освоения новой продукции и продолжается на всех стадиях производства, пока продукция производится.

Для решения задачи управления требуется расчленение общей задачи управления. Основная цель декомпозиции - разделение системы на части, имеющие меньшую сложность. При этом обеспечиваются условия для анализа и синтеза подсистем, для проектирования, построения, внедрения, эксплуатации и совершенствования системы управления. Первой проблемой декомпозиции является разделение системы на части с меньшим числом элементов и связей. Разделение обычно производится таким образом, чтобы подсистемы подчинились какой-то классификации, например, по функциям управления, по иерархии управления и др. Это правило обеспечивает унификацию подходов к подсистемам. Линии разрезов следует выбирать таким образом, чтобы расчленялось как можно меньше связей. Это облегчает работу с подсистемами, упрощает увязку подсистем между собой.

АИС в целом должна быть спроектирована таким образом, чтобы все подсистемы ее были "заинтересованы" или "вынуждены" направлять свою деятельность в соответствии с общей целью системы. Эта общая цель и критерии функционирования системы обычно формируются в начале проектирования системы.

Второй проблемой является проблема декомпозиции критерия, нахождение критерия функционирования подсистемы. Суть проблемы состоит в том, что не всегда критерии функционирования подсистем соответствуют критериям функционирования системы в целом. Необходимо найти пути сведения их к необходимому минимуму.

Под структурой системы управления следует понимать организацию отдельных элементов системы с учетом их взаимосвязей и поставленных перед системой целей. С точки зрения роли отдельных элементов в решении задач управления систему разделяют на функциональные и обеспечивающие части. Функциональные и обеспечивающие части АИС можно подразделить на подсистемы, каждая из которых разрабатывается как самостоятельное звено с присущими только ему одному особенностями. Функциональные подсистемы отражают содержание АИС, их цели, ограничения, задачи и способы их решения. Примерный состав подсистем АИС представлен на рис. 8. Конкретное содержание этих подсистем во многом определяется

 

Рис.8. Примерный состав подсистем АИС

особенностями производства конкретного предприятия. Функциональным подсистемам АИС для предприятий машиностроения относятся подсистема технико-экономического планирования (ТЭП) (удельный вес задач подсистемы в общем объеме задач составляет 20%), технической подготовки производства (ТПП) (удельный объем задач составляет 15%), бухгалтерского учета (БУ) (удельный объем задач составляет 19%), материально-технического снабжения (МТС) (удельный вес составляет 11%), оперативное управление производством (ОУП) (удельный вес составляет 20%), управление реализацией и сбытом продукции (РСП) (удельный вес составляет 2%), управление персоналом (УП) (удельный вес составляет 3%), управление качеством продукции (УК) (удельный вес составляет 3%) [8]. Примерный перечень решаемых задач в функциональных подсистемах ИАС дан в приложении 1.

Подсистема организационно-правового обеспечения регламентирует условия деятельности человека в системе управления на основе положений и инструкций по подготовке сведений для вышестоящих органов управления, организации конструкторско-технологической и нормативной документации, установлению прав и обязанностей человека в системе управления. Подсистема определяет цели задачи, структуру, правовой статус АИС. Правовое обеспечение является основополагающим фактором при регламентировании отношений между заказчиком и разработчиками системы, а так же при определении функций на автоматизированных рабочих местах путем сбалансирования прав и обязанностей.

Подсистема кадрового обеспечения решает вопросы определения потребности в кадрах, подборе и расстановке их на этапах проектирования, внедрения и функционирования. Условия компьютерной грамотности персонала, владение особенностями информационной системы управления на уровне своего автоматизированного рабочего места (АРМ) призваны обеспечивать требования к кадровому обеспечению. Обучение персонала компьютерной грамотности, под которой мы имеем в виду, в основном, освоение компьютера, как устройства, и приобретение навыков пользования им. Владение особенностями информационной системы управления на уровне своего АРМ, включает обучение персонала работе в системе информационного управления, а также способам разработки управленческих решений использованием полученной от АРМ информации. Кроме того, в соответствии ГОСТ 24.104-85 [15] в требованиях о подготовленности персонала АСУ определено:

1. квалификация персонала должна обеспечивать эффективное функционирование системы во всех заданных режимах;

2. персонал должен быть подготовлен к выполнению своих обязанностей в соответствии с инструкциями организационного обеспечения;

3. каждое лицо, входящее в состав персонала АСУ, должно уметь применять соответствующие информационные модели и работать с используемыми им техническими средствами и документацией, определяющей порядок его деятельности.

Подсистема научного и экономического обеспечения призваны выполнять задачи, связанные с разработкой критериев оптимальности и эффективности АИС, а также определением основных направлений дальнейшего развития и совершенствования системы.

Подсистема технического обеспечения осуществляет регистрацию, передачу, хранение и обработку данных. Она включает разнообразные технические средства для автоматизации информационных процессов. Данная подсистема более подробно рассмотрена в разделе 2.5.

Программно-математическое обеспечение включает в себя набор программ, методов и алгоритмов обработки информации, реализующих решение задач функциональных подсистем АИС. При условии наличия соответствующих общего (функции операционной системы) и прикладного (функции автоматизации управления) программного обеспечения, обоснованного выбора языка программирования для создания информационной системы и управления базами данных реализуются требования к программно-математическому обеспечению.

В требования к операционной системе включают ресурсные требования к серверу и к АРМ, которые определяются требованиями конкретной операционной системы и решаемых задач на каждом АРМ.

В требования к прикладному программному обеспечению согласно ГОСТ 24.104.85 включаются функциональная достаточность, надежность, адаптируемость, модифицируемость, модульность построения и удобство эксплуатации. Прикладное программное обеспечение информационных систем должно быть совместимым между прикладным и общим программным обеспечением как внутри самой системы, так и автоматизированными системами вышестоящих уровней. При разработке, поставке и обслуживании программного обеспечения должны быть соблюдены требования ИСО 9000-3-1991.

Информационное обеспечение – это совокупность единых методов сбора, обработки и хранения информации. К информационной подсистеме относится система классификация и кодирование данных. При условии согласованности форматов данных и форм представления информации, обеспечивающих возможность поиска, целостность, безопасность и сохранность данных реализуются требования к информационному обеспечению. Требование к информационному обеспечению предполагает создание нормативной базы, которая включает в себя создание различных классификаторов, в том числе всероссийских, отраслевых и локальных. Создание интегрированных информационных систем различного уровня управления требует решения следующих проблем на глобальном уровне:

1. Необходимость согласованности системы кодирования информации АСУ различных уровней. Поэтому в соответствии с ГОСТ 24.104-85 в АСУ выходной информацией, используемой на вышестоящем уровне, должны быть применены классификаторы вышестоящих систем управления, кроме специально оговоренных случаев.

2. Необходимость совместимости информационного обеспечения АСУ различных уровней. В соответствии с ГОСТ 24.104-85 согласование информационного обеспечения, выдаваемого и получаемого АСУ, производится на уровне совместимости по содержанию информационного обеспечения, методам адресования, форматам данных, форме представления информации.

Существуют различные способы реализации организации баз данных и множество систем управления базами данных (СУБД) и, естественно, между ними есть различия, иногда доходящие до полного противоречия, начиная от понятий и терминов, до внутренней организации баз данных. Так, например, принято делить СУБД на локальные СУБД и сетевые СУБД. Основное отличие между ними состоит в том, что локальные СУБД, открывая таблицу, организуют к ней монопольный доступ и, если какая-то система работает с таблицей, то никакая другая программа не может получить доступ к ней до завершения работы данной системы. Хотя, в основном, локальные системы могут работать с удаленными БД. Примерами локальных СУБД могут служить такие СУБД как Paradox (Corel), Dbase (dBase,Inc), FoxPro (Fox Software), Clipper (Nаntusket), Microsoft Data Engine (Microsoft) и др[46]. При выборе средств и методов организации базы данных можно руководствоваться принципами, сформулированными Дж. Мартином [56]: возможность представления внутренней структуры данных, производительность, минимальные затраты, минимальная избыточность, возможность поиска, целостность, безопасность и сохранность данных, связь с будущим и прошлым, перемещаемость данных, простота, эффективность языка пользователя.

Лингвистическое обеспечение – это совокупность информационных языковых средств, облегчающих создание системы с целью повышения уровня работы и упрощения общения людей с ЭВМ. При условии соответствия средств организации диалога в информационной среде целям, задачам и возможностям субъектов образовательной системы и современным требованиям ввода-вывода и манипулирования данными реализуются требования к лингвистическому обеспечению. Требования клингвистическому обеспечению включают в себя:

- Требования к языкам программирования;

- Требования к организации диалога пользователя с информационной системой. Обеспечить удобное, однозначное и устойчивое общение пользователей с информационной системой. Предусмотрены средства исправления ошибок, возникающих при общении пользователей с информационной системой.

- Требования к языкам ввода- вывода данных;

- Требования к языкам манипулирования данными.

Подсистемы АИС могут быть выделены на более мелкие структурные единицы (комплексы задач, задачи, алгоритмы, блок алгоритма). Схема декомпозиции АИС представлена на рис.9.

 

 

Рис.9. Схема декомпозиции АИС

 

Под задачей обычно понимается совокупность алгоритмов, выделяемых в АИС по соображениям конкретной целесообразности, исходя из:

- удобства формирования исходных данных, либо выходных документов;

- организации процесса обработки данных;

- единства вычислительных процедур.

Выделение подсистем позволяет проанализировать их внутреннюю структуру. Конкретные наборы отдельных задач могут значительно отличаться друг от друга в разных системах и подсистемах управления. Поэтому общность структур подсистем, необходимая для их анализа, может быть выяснена лишь путем соответствующей классификации задач.