ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЛИК ИНТЕГРИРОВАННОЙ АСУ КАК ОБЪЕКТ ЕЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Информационный облик интегрированной АСУ как объект ее проектирования

Informational appearance of integrated ACS as a subject for its design

<

0.

0 ©

1

УДК 330.46-004

С. А. Алексеев

профессор Санкт-Петербургской государственной академии театрального искусства, кандидат технических наук 191028 Санкт-Петербург, ул. Моховая, д. 34

S. A. Alexeyev

191028 Saint-Petersburg, ul. Mokhovaya, 34

Представлен комплексный подход к разработке проекта интегрированной автоматизированной системы управления (АСУ) социальной организационно-технической системы на основе ее трехуровневого информационного облика.

The article present a complex approach to the development project of social organizational and technical system automated control system based on its three-level information appearance.

Ключевые слова: проектирование, автоматизированная система управления, информационный облик, социальная организационно-техническая система

Keywords: design, automated control system, information appearance, social organization and technical system

Утвержденная правительством РФ в 2000 г. «Доктрина информационной безопасности Российской Федерации» поставила принципиально новые задачи в совершенствовании как общегосударственной системы управления (министерств, ведомств и подчиненных им структур федерального уровня), так и управления на уровне субъектов Федерации.

Сложилось так, что в состав администраций субъектов Федерации, как правило, входят такие структурные подразделения, как управления, комитеты, агентства, департаменты, центры и т. д., каждое из которых может состоять из отделов и секторов. Руководящий персонал многих отделов и секторов, включая пресс-секретаря и сотрудников администрации субъекта Федерации, часто не имеет технического образования, хотя их рабочие места оснащены средствами вычислительной техники различной конфигурации, функционирующей при поддержке определенного программного и информационного обеспечения. В современных условиях технических инноваций каждое структурное подразделение администраций субъектов Федерации в ходе своей организационно-административной деятельности осуществляет управление многочисленными объектами учреждений и организаций. Почти все рабочие места начальников отделов, секторов, их заместителей и юрисконсульта в подчиненных организациях автоматизированы, оснащены средствами вычислительной техники с соответствующим программным и информационным обеспечением в виде набора стандартных пакетов и программ. Следовательно, можно считать, что любое региональное управление, ведомство или учрежде-

ние — это социальная организационно-техническая система (СОТС), относящаяся к классу сложных, иерархических, самоорганизующихся и самоадаптирующихся человеко-машинных систем.

Поскольку руководитель подразделения любого уровня обладает определенным образованием и знаниями (интеллектом), которые он может эффективно использовать в технике управления только при наличии полной и достоверной информации о сложившейся ситуации — будем рассматривать его как лицо, принимающее решение (ЛПР). При этом возникает проблема интеграции интеллектуальных и информационных основ управления СОТС, которая должна рассматриваться в рамках создания информационно-расчетного обеспечения всех процессов планирования, принятия и исполнения решений.

К сожалению, слаженной и законченной теории создания и применения АСУ, включая формализацию процесса проектирования и оценку эффективности функционирования, пока не существует. Тем не менее на основании практического опыта наиболее устойчивая последовательность стадий проектирования АСУ нашла отражение в двух группах ГОСТ Первая группа (ГОСТ 2.102-68, 2.103-68, 2.106-96, 2.119-73, 2.120-73) предполагает выполнение работы по созданию АСУ в форме опытно-конструкторской работы (ОКР), но не предъявляет к АСУ никаких специфических требований, рассматривая их наравне с другими объектами технического проектирования. Вторая группа (ГОСТ 24.003-84, 24.104-85, 24.601-86, 24.701-86) предъявляет более четкие требования к стадиям и этапам создания АСУ с учетом их специфики. Однако эти ГОСТы ориентированы на регламентацию проектирования относительно простых АСУ и не учитывают ряда особенностей тех, которые строятся на принципах корпоративных сетей (КС) и общего информационного ресурса (ОИР).

В сложившейся ситуации одна из главных задач при решении данной проблемы состоит в разработке и внедрении интегрированных АСУ (ИАСУ), построенных с учетом принципов создания ОИР, норм и требований эргономики, а также интенсификации информатизации процессов управления. Именно поэтому форма и содержание процессов управления определяют и будут определять в будущем облик и требования к АСУ, методы и способы подготовки органов управления и ЛПР, состав и структуру информационных ресурсов (ИР) и информационных технологий (ИТ), необходимых для управления СОТС.

Структура интегрированной АСУ СОТС технологически может быть представлена в виде КС, в состав которой должны входить локальные вычислительные сети (ЛВС) управляемых подразделений. Один из общих изъянов известных методов анализа, проектирования и оценки качества процессов функционирования СОТС, КС и АСУ заключается в недостаточном внимании к исследованию влияния на весь процесс управления как отдельных ЛПР, так и групп специалистов-управленцев. Российский и зарубежный опыт

<

S I

ж

ш I-

о; <

-Û с; ш

с; о s

J-!û m

Рис. 1. Связь понятия «организация СОТС» с компонентами морфологических структур

работы в области эргономики показывает, что решение вопросов организации требуемого взаимодействия человека-оператора и/или группы операторов с вычислительными средствами СОТС (КС, АСУ) таит в себе большие резервы повышения эффективности функционирования названных объектов.

По нашему мнению, модель организации СОТС может быть представлена в виде комплекса морфологических структур [1], компонентами которых являются множества целей функционирования системы, условий, задач, функций, планов, средств, технологий, законов управления ее функционированием. Логическая связь понятия «организация СОТС» с названными компонентами представлена на рис. 1.

Обобщенная модель организации СОТС может быть представлена в виде кортежа

О(Ы) = {Тт(Ы), Те(Ы), Р1 (Ы), Тс(Ы), МС(Щ,

где Тт (Ы) — множество имен целей функционирования, Тэ(Ы) — множество имен решаемых системой задач для достижения целей, Р1 (Ы) — множество имен планов (совокупностей функций) решения задач, Тс(Ы) — множество имен технологий выполнения функций, МС (Ы) — множество имен фрагментов управления (организационного, оперативного) СОТС.

Исходя из номенклатуры решаемых в КС информационных задач, под информационным обликом интегрированной АСУ СОТС следует понимать совокупность описаний и конструкторских решений по:

• перечню решаемых управленческих задач и номенклатуре автоматизируемых процессов и функций управления;

• составу и формам использования, воспроизводства и хранения информационных ресурсов (ИР);

• составу информационных технологий (ИТ) и прикладных платформ.

Основное назначение информационного облика интегрированной АСУ СОТС состоит, во-первых, в идентификации функций, функционального окружения и информационных потребностей пользователей; во-вторых — в идентификации стандартов, соглашений и правил как взаимодействия внутренних компонент проектируемой интегрированной АСУ, так и ее взаимодействия с внешними системами; в-третьих — в идентификации прикладных платформ, необходимых для обеспечения функционирования интегрированной АСУ СОТС.

Формирование информационного облика интегрированной АСУ СОТС должно осуществляться с использованием ряда концептуальных моделей [2].

1. Модели структуры СОТС.

2. Модели ИР ОИР СОТС.

3. Модели процесса управления подразделениями и учреждениями СОТС (должны специально разрабатываться на основе номенклатуры выполняемых функций управления в каждом органе управления СОТС).

4. Модели цикла управления.

5. Модели функций управления, определяемые на множестве ИР и вырабатываемые для управления свойствами и состояниями объекта управления, его задачами и действиями, а также выработкой собственно управляющих воздействий.

Сам по себе информационный облик ИАСУ СОТС должен формироваться с учетом трех уровней его представления:

1) функционального, определяющего информационные функции системы, которые она должна выполнять для удовлетворения потребностей пользователей КС СОТС;

2) системного, определяющего совместимость и взаимодействие компонент интегрированной АСУ как между собой (внутри системы), так и с внешними системами;

3) технического, определяющего структуру и основные свойства технических средств интегрированной АСУ.

Функциональный уровень идентифицирует информационные потребности пользователей КС СОТС, которые могут быть удовлетворены за счет использования ОИР, включающего ИР и ИТ. Этот уровень характеризует логику построения и работы интегрированной АСУ СОТС и определяет требования к системному и техническому уровням ее реализации. Функциональный уровень может быть декомпозирован на четыре подуровня. На первом подуровне должны быть разработаны модели структуры целей и задач, возлагаемых на проектируемую АСУ Для разработки модели необходимо использовать перечень процессов и функций управления, которые подлежат автоматизации, сформированный в техническое задание (ТЗ) на систему. На втором подуровне разрабатывается модель, представляющая собой перечень входящих в интегрированную АСУ функциональных подсис-

тем (ФП) с детализацией состава ИР, используемого каждой из них на этапах цикла управления. На третьем подуровне строится модель, представляющая собой структурированное описание состава ИТ, а также основную и обеспечивающую части ИР функциональных систем. На четвертом подуровне строится модель взаимодействия функциональных систем, входящих в интегрированную АСУ, т. е. разрабатывается структурированное описание состава ИР по функциональным подсистемам с выделением типов связей. При этом выделяются типы функций управления, процессов управления, функциональных систем и их частей. Это должно быть определено на стадии разработки технического задания (ТЗ), а на стадии эскизного проектирования следует определить типы задач, ИР и ИТ, обеспечивающие их решение, а также типы связей между функциональными системами (стандарт IDEF).

Системный уровень призван структурировать проектируемую интегрированную АСУ с детализацией до составляющих ее подсистем, определять стандарты функционирования и взаимодействия подсистем, а также основные положения по совместимости интегрированной АСУ с внешними системами. На системном уровне должны быть идентифицированы технологические стандарты, протоколы, правила и соглашения по взаимодействию основных подсистем интегрированной АСУ СОТС. Из сказанного следует, что особенностью системного уровня разработки интегрированной АСУ является преимущественная стандартизация услуг, а не объектов. В основу системного проектирования должны быть положены модели открытых систем (ISO) и модели среды открытых систем (OSE). На системном уровне должны быть разработаны прикладные платформы, реализующие специализированные и базовые ИТ, поддерживающие функциональные подсистемы интегрированной АСУ. При этом ИТ реализуются с помощью:

• прикладной платформы комплекса средств автоматизации (КСА) с использованием ее базовых ИТ;

• базовых ИТ, не входящих в состав прикладной платформы КСА;

• специализированных ИТ функциональных систем, включающих отдельные базовые ИТ. Прикладная платформа КСА органа управления любого уровня КС СОТС должна включать стандарты формирования и доступа к ИР и услугам, стандарты и протоколы взаимодействия прикладных платформ. В свою очередь, стандарты и спецификации, составляющие системный уровень проектируемой интегрированной АСУ, должны обладать следующими свойствами:

1) совместимости и взаимодействия (обеспечивающими взаимодействие и совместимость функциональных подсистем, использующих соответствующие стандарты);

2) завершенности (т. е. стандарты не должны видоизменяться);

3) реальности (т. е. стандарты должны реализоваться на современном оборудовании);

4) доступности (т. е. стандарты должны быть доступны всем пользователям КС);

5) согласованности с руководящими документами (т. е. стандарты должны соответствовать существующему законодательству и действующим нормативным актам СОТС).

На техническом уровне необходимо специфицировать унифицированные аппаратно-программные средства, входящие в системный уровень, и опреде-

лять технические стандарты, правила и соглашения 2 построения, функционирования, размещения и инте- ¡Е грации указанных средств. Технический уровень должен ^ обеспечивать разработку таких устройств, как: д

1) каналы передачи данных между абонентами КС; ©

2) узлы КС; х

3) средства организации КС (коммутаторы и марш- х рутизаторы);

4) средства управления КС; ^

5) средства защиты КС [3]. ^ При проектировании КСА органа управления СОТС к

следует разработать, во-первых, функционально-техническую модель КСА, содержащую описание типовых ^ функциональных компонент; во-вторых — комплекс ^ моделей видов обеспечения КСА, включающий модель ^ аппаратных средств, программного и информационно- ^ лингвистического обеспечения и модель протоколов и з служб КСА. Декомпозиция информационного облика т интегрированной АСУ по трем уровням позволяет обоснованно сформулировать требования к объекту проектирования и эффективно планировать работы на каждом этапе (шаге) разработки. В табл. 1, 2 и 3 показана взаимосвязь проектных мероприятий, которые должны реализоваться на каждом из уровней в целом применительно к установленным ГОСТом стадиям проектирования АСУ (разработки аванпро-екта, эскизного и технического проектирования и разработки опытного образца).

Представленные три уровня этапов проектирования информационного облика позволяют использовать для проектирования интегрированной АСУ СОТС готовую систему автоматизированного проектирования (САПР). Возможности применения САПР зависят от существа задачи и могут найти применение в ряде случаев [4, 5].

1. Для проектирования имеются все готовые компоненты подсистем, элементов. В этом случае САПР в наибольшей степени полезна для автоматизации процедур разработки проектной документации и спецификаций и решения задач выбора и оценки различных вариантов компоновки АСУ из готовых компонент.

2. Для проектирования интегрированной АСУ СОТС нет полного набора компонент, но существуют их аналоги, из которых путем изменения ряда параметров можно получить требуемые. При этом САПР дополнительно должна решать задачи выбора необходимых компонент из числа аналогов, анализа и оценки вариантов построения интегрированной АСУ из набора компонент с заданными параметрами.

3. Если не существует аналогов требуемых компонент, но известны принципы их построения, использование САПР целесообразно для математического моделирования с применением моделей, отражающих известные принципы, на основе которых принимаются проектные решения по созданию необходимых компонент интегрированной АСУ.

4. Если нет обоснованных принципов построения требуемых компонент интегрированной АСУ, САПР следует применять для моделирования физических процессов, происходящих в предметной области функционирования принципиально новой интегрированной АСУ СОТС, а также для обработки данных моделирования и управления различного вида натурных и лабораторных экспериментов. Проектирование интегрированной АСУ СОТС можно

рассматривать как информационный процесс, где САПР преобразует входную информацию о назначении АСУ, ее прототипах и аналогах в выходную — в виде

Таблица 1

Этапы процесса проектирования информационного облика ИАСУ на функциональном уровне

Определение назначения АСУ 1. Разработка структуры целей и задач 2. Определение содержания этапов и функций управления 3. Разработка структуры АСУ 4. Формулировка требований к видам обеспечения АСУ 5. Разработка модели функционирования АСУ

Формирование информационного облика АСУ 1. Разработка проектов функциональных подсистем 2. Формулировка требований к информационным технологиям, реализуемым функциональными подсистемами 3. Формулировка требований к информационному ресурсу 4. Разработка проекта информационного ресурса

Моделирование режимов функционирования АСУ 1. Разработка программного обеспечения моделирования режимов работы АСУ 2. Разработка моделируемых алгоритмов решения типовых задач 3. Выбор общесистемного программного обеспечения 4. Определение номенклатуры средств вычислительной техники для моделирования

Разработка видов обеспечения АСУ 1. Разработка прикладного и системного программного обеспечения 2. Разработка информационного обеспечения в виде баз и банка данных 3. Разработка организационного обеспечения АСУ

Таблица 2

Этапы процесса проектирования информационного облика интегрированной АСУ на системном уровне

Решение общесистемных задач проектирования АСУ 1. Разработка предложений по сопряжению компонент проектируемой АСУ 2. Выделение базовых и специализированных ИТ, реализуемых прикладными платформами 3. Разработка предложений по унификации услуг

Формирование информационного облика АСУ 1. Разработка проектов типов прикладных платформ КСА 2. Разработка проекта профиля стандартов 3. Разработка проекта информационных интерфейсов протоколов

Макетирование прикладной платформы 1. Определение общесистемной среды 2. Определение видов и регламентов связи между пользователями 3. Разработка профиля стандарта 4. Разработка протоколов сопряжения

Обеспечение стандартов построения и протоколов сопряжения 1. Апробирование и реализация прикладных платформ 2. Апробирование и внедрение профиля стандартов и протоколов сопряжения

Таблица 3

Этапы процесса проектирования информационного облика интегрированной АСУ на техническом уровне

Разработка КСА АСУ 1. Разработка функциональной модели КСА 2. Формулировка требований к архитектуре КСА 3. Разработка требований к сетевой архитектуре системы 4. Создание спецификаций АСУ, КСА

Формирование информационного облика АСУ 1. Разработка проекта сетевой архитектуры системы 2. Разработка архитектур КСА на каждом АРМ 3. Разработка проекта архитектуры организационной подсистемы управления

Макетирование АСУ 1. Разработка макета корпоративной сети 2. Разработка макетов КСА для АРМ 3. Разработка макетов технического, программного и информационного обеспечения системы

Разработка опытного образца 1. Разработка опытного образца корпоративной сети 2. Разработка опытных образцов КСА для каждого АРМ 3. Комплектование АРМ техническими и вычислительными средствами

рабочей конструкторской документации на изготовление опытного образца системы, выполненной в соответствии с требованиями ЕСКД.

Использование САПР позволяет: 1) построить процесс проектирования в виде решения многоуровневой задачи с выбором оптимальных

решений как по АСУ в целом, так и по ее компонентам;

2) разделить весь процесс проектирования на две стадии вместо традиционных четырех (в соответствии с ЕСКД): системное и конструкторское проектирование. Системное проектирование охва-

тывает предпроектную стадию (аванпроект), эскизное и частично техническое проектирование, а конструкторское проектирование включает в себя основную часть технического, создание опытного образца и разработку рабочей конструкторской документации.

При этом следует осуществлять последовательное сочетание декомпозиции, анализа проектных задач и проектирования вариантов интегрированной АСУ СО-ТС, а также оценку принятых проектных решений. При необходимости по результатам оценки можно вносить коррективы, а затем выполнять повторное проектирование и оценивать его результаты на конкретном шаге (этапе, стадии). Этот итеративный процесс должен протекать до того момента, когда проектируемая интегрированная АСУ СОТС достигнет заданного качества (совокупности заданных в проекте свойств).

Сделаем вывод. При решении задач автоматизации управления любое региональное управление, ведомство или учреждение может быть представлено как СОТС, специалисты-управленцы которой не имеют технического образования. Поэтому интегрированная АСУ СОТС должна проектироваться с учетом принци-

пов построения ее информационного облика, норм и 2

требований эргономики. Декомпозиция информаци- ¡Е

онного облика интегрированной АСУ по трем уровням ^

позволяет обоснованно сформулировать требования д

к объекту проектирования и эффективно планировать ©

работы на каждом этапе ее создания. Проектирование х

интегрированной АСУ СОТС на основе трехуровневой х

модели ее информационного облика позволяет ис- ^

пользовать готовые САПР, что значительно повышает ^

' х

качество и эффективность работ. ^

Литература ^

ш

1. Антонов А. В. Проектирование систем. Обнинск: Изд-во х ИАГЭ, 1996. ^

2. Волкова В. Н., Денисов А. А. Основы теории систем и сис- х темного анализа. СПб.: Изд-во СПб ГПУ, 2003. ^

3. Мамиконов В. Г. Основы построения АСУ. М.: Высш. шк., т 1981.

4. ДжонсДж. К. Методы проектирования / Пер. с англ. М.: Мир, 1986.

5. Норенков И. П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: Высш. шк., 1980.

Стратегическое планирование деятельности предприятия на основе анализа волн Р. Эллиотта

Enterprise activity strategic planning based on the R. Elliott wave analysis

УДК 658.1

В. Д. Дорофеев

заведующий кафедрой Пензенского регионального центра высшей школы — филиала Российского государственного университета инновационных технологий и предпринимательства (Москва), доктор технических наук, профессор 440026 г Пенза, ул. Красная, д. 38

V. D. Dorofeyev

440026 Penza, ul. Krasnaya, 38

А. В. Казанцев

аспирант Пензенского государственного университета

440026 г. Пенза, ул. Красная, д. 40

A. V. Kazantsev

440026 Penza, ul. Krasnaya, 40

Авторы анализируют влияние конъюнктурных колебаний на функционирование предприятия (фирмы) и рассматривают возможности стратегического планирования его деятельности на основе анализа волн Р. Эллиотта.

The authors analyze the impact of volatile oscillation on enterprise (firm) functioning and review opportunities of its activity strategic planning based on the R. Elliott wave analysis.

Ключевые слова: стратегическое планирование. волновая теория Эллиотта. эталонные стратегии, инновационный план

Keywords: strategic planning, wave theory of Elliott, benchmark strategies, innovations plan

Под цикличностью экономического развития понимаются обусловленные изменениями рыночной конъюнктуры закономерные колебания динамики ры-

ночной экономики, когда рост производства со временем сменяется спадом, а повышение деловой активности — понижением. Периоды повышения экономической активности характеризуются преимущественно интенсивным развитием, а периоды понижения экономической активности — началом преимущественно экстенсивного развития. Следовательно, цикл является постоянной повторяющейся характеристикой динамики рыночной экономики. Боле того, цикличность — это форма ее движения и развития.

В современных общественных науках рассматриваются различные типы цикличности. В экономической же науке основное внимание исследователей привлекали четыре основных типа цикличности [1]: • циклы Китчина продолжительностью от 2 до 4 лет.

Главные особенности этих циклов состоят в коле-