Системы управления в составе комплексных автоматизированных систем

Системы управления в промышленности, как и любые сложные системы, имеют иерархическую структуру. Если рассматривать предприятие как систему верхнего уровня, то следующими уровнями по нисходящей линии будут уровни завода, цеха, производственного участка, производственного оборудования. Автоматизация управления реализуется с помощью автоматизированной системы управления (АСУ).

Среди АСУ различают автоматизированные системы управления предприятием (АСУП) и автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП). АСУП охватывает уровни от предприятия до цеха, АСУТП — от цеха и ниже (на уровне цеха могут быть средства и АСУП, и АСУТП).

 

В АСУП выделяют подсистемы, выполняющие определенные функции (рис. 1.2), типичными среди них являются:

• календарное планирование производства, потребностей в мощностях и материалах;

• оперативное управление производством; сетевое планирование проектов;

• управление проектированием изделий; учет и нормирование трудозатрат;

• учет основных фондов;

• управление финансами;

• управление запасами (складским хозяйством);

• управление снабжением (статистика закупок, контракты на закупку);

• маркетинг (статистика и анализ реализации, контракты на реализацию, прогноз, реклама).

Существуют разновидности АСУП со своими англоязычными названиями. Наиболее общую систему с перечисленными выше функциями называют ERP (Enterprise Resource Planning). Системы, направленные на управление информацией о материалах, производстве, контроле и т. п. изделий, называют MRP-2 (Manufacturing Resource Planning). В ERP, как и в САПР, важная роль отводится системам управления данными PDM. Если PDM обеспечивает управление конфигурацией проектов и относится в большей мере к проектированию, то MRP-2 управляет данными, относящимися к производству. Для таких систем иногда используют также название MES (Manufacturing Execution System).

Характерные особенности современных АСУП.

1. Открытость по отношению к ведущим платформам (UNIX, Windows, OS/2) и различным СУБД и прежде всего мощным СУБД типа Oracle, Ingres, Informix, Sybase; поддержка технологий типа ODBC (Open Data Base Connection), OLE (Object Linking and Embedding), DDE (Dynamic Data Exchange); поддержка архитектур клиент-сервер. Важная характеристика — возможность работы в среде распределенных вычислений.

Возможность сквозного выполнения всех допустимых бизнес-функций или их части, что обеспечивается модульным построением (количество функций может превышать 100).

3. Адаптируемость к конкретным заказчикам и условиям рынка.

4. Наличие инструментальных средств, в том числе языка расширения или 4GL (языка четвертого поколения). Так, в R3 используется язык ABAP/L, в Elite Series — язык Informix-4GL.

5. Техническое обеспечение АСУП — компьютерная сеть, узлы которой расположены как в административных отделах предприятия, так и в цехах.

Очевидно, что для создания и развития виртуальных предприятий необходимы распространение CALS-технологии не только на САПР, но и на АСУ, их интеграция в комплексные системы информационной поддержки всех этапов жизненного цикла промышленной продукции.

Функциями АСУТП на уровнях цеха и участка являются сбор и обработка данных о состоянии оборудования и протекании производственных процессов для принятия решений по загрузке станков, выполнению технологических маршрутов.

Программное обеспечение АСУТП на этих уровнях представлено системой диспетчерского управления и сбора данных, называемой SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), а техническое обеспечение — персональными ЭВМ и микрокомпьютерами, связанными локальной вычислительной сетью. Кроме диспетчерских функций, SCADA выполняет роль инструментальной системы разработки программного обеспечения для промышленных систем компьютерной автоматизации, т. е. роль специфической CASE-системы. Для систем АСУТП характерно использование программируемых контроллеров (ПЛК или PLC — Programmed Logic Controller), — компьютеров, встроенных в технологическое оборудование.

Функции SCADA:

• сбор первичной информации от датчиков;

• хранение, обработка и визуализация данных;

• управление и регистрация аварийных сигналов;

• связь с корпоративной информационной сетью;

• автоматизированная разработка прикладного ПО.

К разработке программ для программируемых контроллеров обычно привлекаются не профессиональные программисты, а заводские технологи. Поэтому языки программирования должны быть достаточно простыми, обычно построенными на визуальных изображениях ситуаций. Например, используются различные схемные языки. Ряд языков стандартизован и представлен в международном стандарте IEC 1131-3.

На уровне управления технологическим оборудованием в АСУТП выполняются запуск, тестирование, выключение станков, сигнализация о неисправностях, выработка управляющих воздействий для рабочих органов программно управляемого оборудования. Для этого в составе технологического оборудования используются системы управления на базе встроенных контроллеров.

7. Примеры автоматизированных систем делопроизводства

Информационные технологии и автоматизированные системы управления документами и документооборотом пользуются все возрастающим вниманием среди предприятий и фирм различного профиля, поскольку организация работы с документами существенно влияет на эффективность производственных и бизнес-процессов. Такие системы имеют как самостоятельное значение, так и играют важную роль в интегрированных автоматизированных системах управления и проектирования.

Автоматизированные системы делопроизводства (АСД) по своему назначению подразделяют на системы управления документами (СУД), управления документооборотом (СДО), управления знаниями (в сфере делопроизводства) и инструментальные среды делопроизводства. В соответствии с другими критериями классификации системы делопроизводства подразделяют на специализированные и комплексные, локальные и распределенные, фактографические и документографические (полнотекстовые), заказные и тиражируемые.

Системы управления документами предназначены для обеспечения санкционированного доступа к документам. Характерные функции СУД:

• ввод документов, в частности, с помощью средств их автоматического распознавания;

• индексирование документов, например, оформление регистрационных карточек с полями для атрибутов; возможно атрибутивное индексирование — к атрибутам относятся автор документа, дата создания и ключевые слова или полнотекстовое индексирование — в индекс заносят весь текст, но без предлогов и окончаний некоторых слов;

• хранение документов;

• поиск нужных данных, который может быть атрибутивным в фактографических БД или полнотекстовым в случае слабоструктурированных документов;

• поддержка групповой работы над документами;

• разграничение прав доступа к документам;

• контроль и управление версиями документов, регламентирующие внесение в них изменений;

• сбор и анализ статистических данных по параметрам документов и функционированию системы;

подготовка отчетов.

Системы управления документооборотом служат для управления деловыми процессами прохождения и обработки документов в соответствующих подразделениях и службах организации. Характерные функции СДО:

• регистрация документов при их вхождении в систему;

• маршрутизация документов, учет их движения (маршрутизация может быть жесткой при фиксированных маршрутах или свободной); управление потоками документов обеспечивает прохождение документов по заданному маршруту с контролем внесения в них резолюций; управление внесением изменений включает систему приоритетов, средства протоколирования изменений;

• контроль исполнения предписываемых документами действий;

• защита информации при ее передаче между пунктами распределенной системы;

• автоматическое уведомление соответствующих лиц о состоянии документов и содержащихся в них директив и рекомендаций;

• планирование работ, связанных с прохождением документов.

К системам управления знаниями в области делопроизводства относят системы, выполняющие функции, характерные для интеллектуальных систем. Примеры таких функций:

• классификация документов по тем или иным признакам;

• взаимное связывание документов, например, с помощью гипер­текста;

• тематический отбор документов;

• интеграция данных, поступающих из различных источников;

• аналитическая обработка данных;

• моделирование деловых процессов.

Инструментальные среды в системах делопроизводства служат для формирования систем делопроизводства, адаптированных к условиям конкретных предприятий и фирм. Часто такое формирование производится путем дополнения некоторого базового компонента; в состав системы входит соответствующий язык расширения.

Кроме перечня решаемых задач, выделяют следующие свойства и характеристики систем делопроизводства:

• открытость, программные интерфейсы и форматы данных для обмена с другими информационными системами;

• мобильность для инсталляции на ведущих платформах;

• модульное построение, что обеспечивает масштабируемость — возможность эволюционного развития, адаптируемость, возможность внедрения на предприятиях по частям;

• пользовательский интерфейс;

• быстродействие, временные затраты на выполнение задач;

• уровень защиты информации;

• соответствие стандартам информационных технологий;

• операционные среды и используемые СУБД, требования к аппаратным ресурсам;

• перенос документов по мере их устаревания на более дешевые носители.

В крупных АСД предусматривается распределенное хранение с доступом в режимах как off-line, так и on-line. В первом случае пользователь формирует запрос в виде совокупности ключевых слов и направляет его средствами электронной почты (E-mail), СДО выдает список релевантных документов, пользователь выбирает из списка нужные документы и посылает вторичный более конкретный запрос, получая по E-mail запрошенные документы. Во втором случае используется связь в реальном времени, документ вызывается на экран компьютера и пользователь может непосредственно его просматривать и редактировать.

Современные корпоративные системы делопроизводства являются распределенными, имеющими архитектуру клиент-сервер. На серверной стороне находят применение серверы баз данных, полнотекстовых документов, электронной почты, приложений, SQL- и Web-серверы. На клиентской стороне могут выделяться рабочие места пользователей, администратора и разработчиков баз данных, информационно-поисковых систем, форм документов и т. п. В частности, применяются трехзвенные распределенные системы.