Автоматизированные системы управления являются инструментом, предназначенным для непрерывного повышения эффективности управления производственными процессами, производственными единицами, объединениями и отраслью в целом. Кроме того, АСУ создаются как самостоятельные сложные системы, функционирующие параллельно с традиционными системами управления, имеющими установившиеся структуру, информационные и организационные связи. АСУ при проектировании должна учитывать особенности существующей структуры управления корректировать и совершенствовать ее в направлении снижения трудоемкости управленческих работ, повышения эффективности принимаемых решений, результаты которых отражаются в росте технико-экономических показателей (рост объемов производства, снижение себестоимости и др.). Автоматизированная система управления представляет многоплановый объект, состоящий из технической, математической, программной и информационной частей, объединенных в единый взаимосвязанный организационно-технологический комплекс, для формирования которого требуются различные ресурсы (технические, материальные, энергетические, трудовые и финансовые).
Создание АСУ предусматривает следующие стадии работ: предпроектную, включающую обследование объектов управления (производственной единицы, объединения, министерства) и разработку технического задания на создание АСУ; разработку технического проекта; разработку рабочего проекта; внедрение. На предпроектной стадии осуществляется ряд важных работ.
1. Анализируется организационная структура объекта управления и разрабатываются рекомендации по ее совершенство¬ванию, а также анализируется функциональная структура и вырабатываются рекомендации по упорядочению последовательности выполнения функций управления и взаимосвязей в структурных подразделениях.
2. Анализируются материальные потоки, вырабатываются рекомендации по их совершенствованию и упорядочению, а также выявляются их особенности, влияющие на формирование и функционирование АСУ.
3. Анализируются потоки и состав информации и вырабатываются рекомендации па устранению избыточной информации, структуре рациональных информационных потоков и структуре документированной информации.
4. Анализируются методы планирования и учета и определяются способы их реализации в АСУ.
5. Составляется краткая характеристика объекта, для которого создается АСУ, разрабатываются общие рекомендации по улучшению, системы управления, в том числе без применения ЭВМ, математических методов, других средств автоматизации, а также определяются объекты (и выполняемые функции), управление которыми целесообразно автоматизировать и, технико-экономические показатели, отражающие влияние автоматизации.
6. Предварительно выбираются основные технические средства АСУ, необходимые для автоматизации выбранных процессов управления, разрабатывается укрупненный перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению АСУ, а также определяются возможные затраты на создание АСУ и выявляются основные технико-экономические показатели, которые могут быть достигнуты при функционировании АСУ.
7. Составляется отчет о проведении обследования, разрабатывается и утверждается техническое задание на создание АСУ.
В техническом задании приводятся основные данные, необходимые для разработки АСУ; требования к задачам, решаемым в АСУ; требования к техническому, информационному, математическому и другим видам обеспечения. В задании устанавливаются очередность создания АСУ, определяется перечень подсистем и задач, предусматриваемых к реализации в каждой очереди, а также указываются перечень предварительно выбранных технических средств, намечаемые затраты на создание АСУ и укрупненный расчет экономической эффективности.
В техническом проекте АСУ решаются следующие вопросы. Выбираются общая структура системы (с указанием подсистем, состава персонала управления) и общие принципы ее функционирования, определяется перечень задач, решаемых каждой подсистемой и функциональным подразделением аппарата управления. Разрабатываются схема документооборота в рамках подразделений и подсистем, принципы построения, структура и состав математического обеспечения. Определяется структура комплекса технических средств в целом по системе и в отдельных звеньях — периферийных информационных пунктах, информационном и главном вычислительных центрах, определяется и составляется спецификация потребности в оборудовании с учетом его серийного производств, решаются вопросы строительства ИВЦ, сооружения или аренды каналов связи, формирования сети периферийных информационных пунктов, разрабатываются важнейшие мероприятия по подготовке объекта управления к внедрению АСУ, производятся расчеты затрат и экономической эффективности, составляется укрупненный график разработки и внедрения системы.
В рабочем проекте дается обоснование дополнительным проектным решениям. Разрабатывается технология ввода и регистрации информации. Составляются исходные и выходные формы и маршруты движения документов по кругу решаемых задач на выбранном этапе. Для каждого должностного лица, участвующего в функционировании АСУ, составляются должностные инструкции. Разрабатываются альбом шифров, а также программы и инструкции для решения выбранных задач на ЭВМ. Приводятся уточненная характеристика и схемы размещения комплекса технических средств в производственных помещениях. Даются чертежи по строительной, энергетической и другим (например, сеть связи) частям проекта и монтажу технических средств.
Внедрение АСУ представляет процесс постепенного перехода от старой системы управления к новой. Перед внедрением АСУ осуществляется подготовка предприятия к новым организационным формам управления.
Реализация АСУ начинается с монтажа и наладки технических средств, предусмотренных проектом. Затем осуществляется опытная эксплуатация задач или подсистем заказчиком совместно с разработчиками. Заготовляются новые формы документов, и проводится подготовка работников аппарата управления к функционированию АСУ. После проведения подготовительных работ, предусмотренных проектом, АСУ сдается в промышленную эксплуатацию (принимается комиссией).
Так как АСУ является особым объектом, развитие и совершенствование которого начинается с момента пуска и продолжается непрерывно в процессе эксплуатации, то проектирование АСУ следует рассматривать как непрерывный процесс, начинающийся с момента зарождения технических решений, продолжающийся в процессе освоения и эксплуатации системы. В связи с этим имеют место проектные решения для пускового комплекса АСУ, решения на реконструкцию и развитие АСУ, решения по наращиванию мощности функционирующей АСУ. Если разработка проекта пускового комплекса АСУ осуществляется на базе исходных данных, получаемых от объекта, управляемого без применения средств вычислительной техники и математических методов и приспособленного к традиционным технологическим процессам обработки данных, то последующие проектные решения базируются на данных, получаемых в процессе функционирования объекта с АСУ.
Опыт проектирования и создания АСУ в различных отраслях промышленности показал, что при использовании традиционных методов проектирования, когда все основывается на опыте и квалификации разработчиков, требуются значительные затраты времени с привлечением больших коллективов, включающих специалистов различных направлений (технологов, математиков, программистов, экономистов, электронщиков и т.д.). Так, на разработку первой очереди АСУ производственного объединения Карагандауголь (всех стадий: предпроектная, техническое задание, рабочие чертежи и опытно-промышленное внедрение) потребовалось более трех лет.
Поэтому в последнее время уделяется большое внимание вопросам типизации, механизации и автоматизации процессов проектирования АСУ. Типизация решений в проектировании АСУ может осуществляться за счет разработки и применения часто повторяемых и стандартных модулей.
Основные тенденций механизации и автоматизации проектирования АСУ заключаются в следующем:
переход на машинный метод обработки (с помощью СПМ и ЭВМ) исходных материалов для анализа существующей структуры управления по проектируемому объекту (установление информационных связей, установление характеристик информационных потоков, выявление дублирующей информации, оценка документооборота и его параметров и т. п.);
применение экономико-математических моделей объектов управления в сочетании с ЭВМ с целью определения их режимов работы, сбоев, важности и номенклатуры информации для управления этими объектами;
применение методов моделирования на ЭВМ информационной загрузки АСУ с целью определения рациональных технологических схем и выбора структуры технических средств, входящих в технологическую цепочку;
применение блочного, пакетного и модульного принципов разработки математического и программного обеспечения;
разработка и применение локальных программ для выполнения отдельных расчетов и задач на ЭВМ по ряду разделов проектов АСУ (составление кабельных журналов и сметной документации, определение места размещения ИВЦ и направлений каналов связи в производственном объединении и др.).
При разработке и организации функционирования АСУ могут использоваться различные методы и принципы, выбираемые применительно к конкретно рассматриваемой группе вопросов (или части системы). Основными вопросами являются: общесистемные (системотехнические); организационные вопросы создания и функционирования АСУ; структура и экономико-математическое обеспечение, включая организационную структуру управления объектом и структуру АСУ, взаимосвязь АСУ с объектами управления, комплекс экономико-математических моделей, алгоритмы и их программную реализацию и т. п.; техническое обеспечение, включающее технологические процессы сбора, передачи, обработки, хранения и представления информации, а также выбор и обоснование структуры комплекса технических средств, типа и количества их; информационное обеспечение, включающее характеристики информационных потоков, способы организации массивов информации, информационные связи, виды и структуры кодов и .т. д.