104981 (Базовые сведения о надежности информационных технологий управления), страница 4

В результате может быть найдено соотношение величин ресурсов, которые следует направить на автоматизацию технологических процессов и организационного управления.

Изложенный подход может быть положен в основу принимаемых решений на этапах технико-экономического (ТЭО) и технического задания (ТЗ) при создании АСУОТ и других классов интегрированных систем.

В рассмотренном случае база интеграции включает комплекс надежностных характеристик элементов АСУП и комплекс надежностных характеристик элементов АСУТП (К_г, Р_о, Р_s), при которых энтропия распределения параметров этих систем не превышает заданных величин. Такие характеристики отражают физическую реализуемость АСУОТ.

В случае соответствия требованиям базы интеграции организационно-технологическая АСУ будет интегрированной относительно параметров максимального эффекта _Б, превышающего сумму эффектов, которые могут быть получены при локальном функционировании АСУП и АСУТП.

Динамическое обновление допустимых значений параметров АСУП и АСУТП путем установления нормативов надежности в результате решения рассмотренной задачи оптимизации распределения ресурсов обеспечивает обновление (актуализацию) базы интеграции.

Таким образом, важнейшим разделом базы данных интегрированных АСУ (ИАСУ) должна стать база интеграции, формируемая на основе комплекса оптимизационных надежностных расчетов, выполненных на разных этапах разработки и функционирования ИАСУ, отражающих реализуемость (достижимость) целей управления.

Экономико-математические методы и модели не нашли бы широкого применения в практике, если бы не были разработаны и применены надежные методологии создания и организации функционирования прикладных систем обработки данных АСУ как их разновидности. Применение надежных методологий создания АСУ и практические их использование повлияло на повышение продуктивности производства посредством систематического внедрения надежных компьютерных технологий, которое потребовало совершенствования методов, анализа и передачи информации.

Информационные технологии создания надежных систем управления

В конкретных системах, к которым относится система человек-машина, необходимо оценить элементную надежность и надежность структурных процессов по обработке данных так, чтобы с учетом ненадежности реальных элементов можно было бы осуществлять надежную и устойчивую работу системы. Это может быть достигнуто рациональным структурированием процессов, разделением на процедуры, операции (блоки, дуги) с тем, чтобы в нужных местах проводить резервирование, синхронизировать действия и исключать влияние ненадежных элементов. При этом должен быть обеспечен непрерывный и эффективный поток (Workflow). Это создает условия для формализации процессов надежного функционирования систем управления и упреждающих воздействий менеджера на процессы в управляемых системах путем их моделирования. На основе моделирования проводится реструктуризация процесса, формируются упреждающие действия к функциональному элементу в целях повышения надежности, а элементы, не отвечающие требованиям надежности, выбывают из системы.

В данном разделе эти менеджерские проблемы обеспечения надежного функционирования рассматриваются на примерах широко распространенных технологий структурирования, моделирования основных элементов, а также технологии организации надежных информационных потоков Workflow.

Методология структурного анализа и проектирования

Под словом “система” можно понимать совокупность взаимодействующих компонент и взаимосвязей между ними. Мир, в котором мы живем, можно рассматривать как сложную взаимосвязанную совокупность естественных и искусственных систем. Это могут быть достаточно сложные системы (планеты Солнечной системы), системы средней сложности (космический корабль) или сверхсложные системы (системы молекулярных взаимодействий в живых организмах). Искусственные системы, как правило, по своей сложности занимают среднее положение. Например, всемирная телефонная сеть содержит десятки или даже сотни тысяч переключателей, однако количество взаимодействий этих переключателей не идет в сравнение с количеством взаимодействий молекул в небольшом стакане воды. С точки зрения теории систем такие системы рассматриваются как системы средней сложности.

Под термином “моделирование” понимают процесс создания точного описания системы. Особенно трудным является описание системы средней сложности, таких, как системы коммутаций в телефонных сетях, управление аэровоздушными перевозками или движением подводной лодки, сборка автомобилей, челночные космические рейсы, функционирование перерабатывающих предприятий. Эти системы описать достаточно трудно, потому что невозможно перечислить все их компоненты со своими взаимосвязями. Неспособность дать простое описание, обеспечить понимание таких систем делает их проектирование и создание дорогостоящим и трудоемким процессом и повышает степень их ненадежности. С ростом технического прогресса адекватное описание систем становится все более актуальной проблемой.

Для того, чтобы облегчить описание и понимание искусственных систем, попадающих в разряд средней сложности, в 1969 году была создана и опробована на практике методология SADT.

SADT — аббревиатура слов Structured Analysis and Design Technique (Технология структурного анализа и проектирования) . С 1973 года сфера использования этой методологии существенно расширяется для решения задач, связанных с большими системами. Примерами могут служить проектирование телефонных коммуникаций реального времени, автоматизация производства, создание программного обеспечения для командных и управляющих систем, поддержка боеготовности. Она с успехом применялась для описания большого количества сложных искусственных систем из широкого спектра областей (банковское дело, очистка нефти, планирование промышленного производства, системы наведения ракет, организация материально-технического снабжения, методология планирования, технология программирования). Причина такого успеха заключается в том, что SADT является полной методологией для создания описания систем, основанной на концепциях системного моделирования.

Сущность методологии SADT

Использование экспертных систем, систем автоматизированного производства постоянно расширяется. Успех этих систем непосредственно зависит от возможности предварить их разработку и внедрение описанием всего комплекса проблем, которые необходимо разрешить, указанием того, какие функции системы должны быть автоматизированы, определением точек интерфейса человек-машина и того, как взаимодействует система со своим окружением. Иными словами, этап проектирования системы является критическим для создания высококачественных систем. Системное проектирование определяет подсистемы, компоненты и способы их соединения, задает ограничения, при которых система должна функционировать, выбирает наиболее эффективное сочетание людей, машин и программного обеспечения для реализации системы. SADT — одна из самых известных и широко используемых систем проектирования. Программное обеспечение телефонных сетей, системные поддержка и диагностика, долгосрочное и стратегическое планирование, автоматизированное производство и проектирование, конфигурация компьютерных систем, обучение персонала, встроенное программное обеспечение для оборонных систем, управление финансами и материально-техническим снабжением — вот некоторые из областей эффективного применения SADT. Широкий спектр областей указывает на универсальность и мощь методологии SADT, что привело к стандартизации и публикации ее части, называемой IDEF0.

Использование методологии IDEF при проектировании и анализе бизнес - процессов

Изменение либо нарушение привычных производственных связей, структурная перестройка экономики, ограничения в дополнительных капиталовложениях, развитие информационных технологий - все это требует совершенствования бизнес - процессов (СБП). Концепция СБП включает непрерывное совершенствование существующих бизнес - процессов, их перестройку и управление качеством (стандарт ISO 9000). Необходимо отметить как достоинства, так и недостатки упомянутой методологии: управляется большими транснациональными консалтинговыми компаниями, которые разрабатывают методологии и программные средства для совершенствования бизнес - процессов; они “сильны” в управлении проектами, имеют большой консалтинговый опыт, однако “слабы” в моделировании и анализе; большая часть поступающих на рынок программных продуктов не соответствует требованиям в области моделирования и анализа.

Основные сферы использования СБП:

1. Управление информационными потоками компании;

2. Программные средства поддержки закупок/поставок и материально-технического снабжения.

3. Проектирование одновременно происходящих бизнес-процессов и их взаимодействий.

Принципы системного анализа применяются для реорганизации и анализа работы компании с целью оптимизации уже существующих технологий и операций, “открытия” и “изобретения” принципиально новых возможностей и подходов. Для того, чтобы создать модель компании “как она есть”, используют методологию IDEF. Чтобы получить информацию о возможных путях совершенствования бизнес – процессов используется методология функционально-стоимостного анализа АВС (Activity-Based Costing), а имитационное моделирование используется для выбора наилучшего решения.

Определение системы и модели при проектировании бизнес - процессов

Система — это множество взаимодействующих компонент и связи между ними. При проектировании, модификации или проверке работы системы можно работать непосредственно с системой или моделью системы.

Модель — это символическое представление системы, позволяющее получить информацию и ответить на вопросы относительно системы. Для простых систем работа с моделью проще и дешевле, чем с самой системой, для больших и/или сложных систем — это единственный реальный подход, для некоторых систем (например, управление воздушными перевозками) — это единственная возможность.

Парадигма³ моделирования — множество абстракций, которые позволяют “схватить” и выразить суть моделируемой системы. Парадигма статического моделирования представляет структуру системы, но не ее поведение во времени. Парадигма динамического моделирования представляет как структуру, так и поведение во времени.

Основные принципы моделирования позволяют:

1. Четко сформулировать цель моделирования;

2. Создавать модель не большего размера, чем это необходимо для ответа на поставленные вопросы.

Модель не должна отображать все аспекты моделируемой системы, а лишь те которые необходимы для достижения цели моделирования.

Идеальная модель – это модель, которая полностью отвечает цели моделирования при минимальной стоимости ее создания.

Модель, которая соответствует ясно сформулированной цели, использует соответствующую парадигму, базируется на адекватной информации и создана квалифицированными разработчиками, с большой вероятностью будет успешной.

Методологии IDEF

При моделировании систем, содержащих дискретно выполняемые функции, используется методология IDEF, посредством которой преобразуется некоторая входная информация (объекты) в выходную.

Методологии IDEF (ICAM DEFinition):

1. ICAM (Integrated Computer-Aided Manufacturing);

2. IDEF0 — методология создания функциональной модели, которая является структурированным изображением функций производственной системы или среды, а также информации и объектов, связывающих эти функции;

3. lDEF1 — методология создания информационной модели, которая представляет структуру и семантику информации, необходимой для поддержки функций в производственной среде или системе;

4. IDEF2 — методология, позволяющая построить динамическую модель меняющегося во времени поведения функций, информации и ресурсов производственной системы или среды.

Основа IDEF0 – метод SADT, предназначенный для представления функций системы и анализа системных требований.