Учебно-методический комплекс дисциплины «Автоматизированные системы управления

Обработка материалов исследования и получения необходимых данных для последую­щего анализа документооборота выполняется с помощью вычислительных машин. Анализ материалов исследования позволяет получить необходимые сведения для разработки общих контуров модели системы управления и требований к комплексу технических средств АСУП.

Отчет о предпроектном обследовании предприятия и результатах анализа материалов обследования содержит следующие разделы:

1. цель обследования.

2. снование для обследования.

3. объект обследования.

4. организация обследования и состав исполнителей.

5. программа обследования.

6. характеристика предприятия.

7. выводы по анализу организационной структуры предприятия.

8. результаты обработки опросных листов и других материалов.

9. выводы по анализу функциональной структуры.

10. результаты анализа потоков информации м представлением загрузки информацией отдельных категорий работников, данные об объемах информации и т.д.

11. выводы по анализу схемы материальных потоков.

12. выводы по анализу методов планирования и учета.

13. выводы по анализу уровня механизации управленческих работ.

14. предложения по:

совершенствованию организации структуры;

совершенствованию функциональной структуры;

совершенствованию потоков информации и форм документов с учетом требований АСУП;

совершенствованию методов планирования и учета.

15. выбор и обоснование объектов автоматизации (конкретных подразделений, функ­ций, задач).

16. общие рекомендации по улучшению управления.

17. выбор технико-экономических показателей, отражающих воздействие автоматизи­рованной системы на объект управления (ритмичность, себестоимость продукции, рентабельность и т.д.).

18. обоснование очередности разработки задач АСУП.

1.Виды методик АСУ.

2.Виды анализа АСУ.
Рекомендуемая литература:

1.Кобдиков М.А., Мустапаева А.Д. Работа в автоматизированной системе оперативного управления перевозочным процессом. - Алматы.: КазАТК, 1998 г. - 140 с.Мустапаева А.Д.

2.Основы расчетов автоматизированных систем управления на железнодорожном транспорте: Уч. пос. -Алматы: КазАТК, 1999. - 38 с.
Лекция 5. Определение и назначение АСУ
Содержание лекционного занятия:

• 
  Определение и назначение
  

Исследования в области создания АСУ, проведенные за последние годы в различных организациях, определили - возможность разработки АСУ путем расчленения ее на отдельные элементы, из которых по мере необходимости компонуется конкретная АСУ, т. е. путем формирования типовых элементов, пригодных для многократного использования. Эти типовые элементы после их апробирования на ряде предприятий были выбраны в качестве типовых проектных решений (ТПР). Опыт использования ИГР на целом ряде предприятий приборостроения, станкостроения, сельхозмашиностроения, автомобилестроения показал, что сокращение сроков разработок и снижение затрат на создание АСУ составляют 15 - 30%. Степень использования ТПР по отдельным задачам и подсистемам АСУ может составить от 30. до 70%. Использование ТПР по подсистемам технико-экономического планирования, оперативного управления основным производством, управления материально-техническим снабжением. управление технической подготовкой производства, бухгалтерского учета, управления сбытом и реализацией продукции возможно не только при создании новых АСУ, но и для развития действующих систем. Под ИГР понимается типовая проектная документация по экономическому, математическому и техническому обеспечению АСУ, позволяющая осуществлять проектирование АСУ по методу агрегатирования ее с оригинальной проектной документацией, отражающей специфику объекта.

ТПР предназначены для использования при разработке разделов проекта АСУ: постановок задач и их математического обеспечения, документации по организации и функционированию ИВЦ и применению периферийных средств для сбора оперативных данных. Основной целью при разработке ТПР и их документации является обеспечение возможности комплектования документации АСУ на базе документации ТПР с минимальными ее переделками.

Состав и содержание остальных проектных документов (например, должностные инструкции, сметно-финансовая документация, расчет экономической эффективности и др.) зависят от специфики объекта, состава и структуры конкретной АСУ и разрабатывается как оригинальная часть проектной документации.

Область применения TПP определяется степенью типичности модели задачи и гибкостью построения ее алгоритмов и программ. Модульное построение алгоритма решения задачи и наличие нескольких вариантов модулей для расчета одних и тех же показателей дают возможность использования различных методик расчета, учитывающих специфические свойства моделей на различных предприятиях.

Независимость алгоритмов и программ от структуры шифров позволяет расширить область применения ТПР.

Возможность изменения устройств ввода-вывода, представления исходных данных и формата логических записей, изменения средств хранения информации обуславливает гибкость программного обеспечения ТПР,

Вопросы для самоконтроля:

1.Определение АСУ.

2.Назначение АСУ.
Рекомендуемая литература:

1.Кобдиков М.А., Мустапаева А.Д. Работа в автоматизированной системе оперативного управления перевозочным процессом. - Алматы.: КазАТК, 1998 г. - 140 с.Мустапаева А.Д.

2.Основы расчетов автоматизированных систем управления на железнодорожном транспорте: Уч. пос. -Алматы: КазАТК, 1999. - 38 с.
Лекция 6. Структура ТПР
Содержание лекционного занятия:

• 
  Структура ТПР
  

ТПР включает рабочую документацию, обеспечивающую создание и функционирование выбранного состава элементов АСУ, которая может быть использована при проектировании системы или ее частей без изменения или с незначительной доработкой по привязке к конкретным условиям.

Эта документация должна удовлетворять следующим основным требованиям:

1 возможности создания комплекса АСУ по методуагрегатирования, где каждое ТПР или их комплекс являются самостоятельными блоками;

2 наличию полного комплекта документов, позволяющих включить ТПР в проект АСУ;

3 возможности пополнения новыми ТПР для расширения области их применения и выполняемых ими функции;

4 минимальной трудоемкости при использовании ТПР на конкретном предприятии.

Класс ТПР «Задача» охватывает комплекс алгоритмов и программ, реализующих определенные функции управления в АСУ. В зависимости от реализуемых функций управления TПР этого класса разделены на подклассы - функциональные подсистемы. ТПР по подсистемам представляют собой комплекс задач, содержание которых определяется опытом разработки и внедрения АСУ (в т. ч. па базе ТПР). Внутренняя структура каждого ТПР строится по модульному принципу. В зависимости от назначения различают модули алгоритма (экономическое обеспечение) и модули программ (математическое обеспечение).

Класс ТПР «Техника» определяет состав, размещение и порядок использования технических средств, предназначенных для решения задач АСУ. ТПР этого класса, в свою очередь, состоят из подклассов - ТПР по ИВЦ и ТПР по использованию периферийной техники.

Класс ТПР «Персонал» предназначен для регламентации действий персонала в нормальных условиях функционирования АСУ и в аварийных режимах; согласования основной деятельности управленческого персонала с его задачами по работе с АСУ; относительной привязки ТПР классов «Задача» и «Техника», соответствия действий персонала технологическому процессу сбора, передачи и обработки данных; регламентации обязанностей, прав и непосредственной ответственности лиц, работающих в АСУ.

В качестве объектов документации ТПР служат форма (входной и выходной информации), модуль, задача и система.

Каждое ТПР построено по модульному принципу, т. е. каждое типовое решение включает ряд блоков, реализующих определенные части задачи.

Модуль алгоритма (экономическое обеспечение) представляет собой часть алгоритма (алгоритм) задачи, характеризующуюся определенной степенью законченности и устойчивости к изменениям и обладающую возможностью как многократного самостоятельного использования, так и использования в соединении с оригинальным проектным решение при создании АСУ.

Программный модуль (математическое обеспечение) - это комплекс программ (программа), реализующий модуль алгоритма, включая процедуры ввода-вывода данных.

Обязательными условиями при выделении модуля являются единичность входа и единичность выхода. Не исключается наличие многовариантных модулей, которые путем фиксации значений управляющих параметров могут настраиваться на одну из нескольких возможных схем работы.

Документация рабочего проекта для конкретной АСУ комплектуется из отдельных частей типовых и оригинальных проектных решений.

1.Основные требования документации ТПР.

2. Структура ТПР.
Рекомендуемая литература:

1.Смехов А.А. Математические модели процесса грузовой работы. — М.: Транспорт, 1982 г. — 168 с.

2.Петров А.П.,Буянов В.А., УгрюмоеГ.А. Автоматизация, вычислительная к микропроцессорная и эксплуатационной работе железных дорог: Учебник для техн. ж.-д.трансп. - М.: Транспорт, 1987 г.-245 с.
Лекция 7. Пакеты прикладных программ, как конкретное выражение ТПР в програмно-математическом обеспечении АСУ
Содержание лекционного занятия:

• 
  Пакеты прикладных программ, как конкретное выражение ТПР в програмно-математическом обеспечении АСУ
  

Рассмотрим несколько вариантов выбора базовых средств программно-математического обеспечения ТПР. Одним из наиболее кардинальных решений является ориентация на КОБОЛ как на базовый язык ТПР. Известно, что КОБОЛ является языком программирования, хорошо приспособленным для решения задач обработки экономической информации в рамках АСУ. Помимо удобочитаемости программ, сочетаемой с относительной простотой их описания и отладки, КОБОЛ обеспечивает получение достаточно эффективных машинных программ для задач этого типа,

В проблемно-ориентированном математическом обеспечении ТПР предусматривается реализация таких алгоритмов, как построение расписания запуска-выпуска для групп взаимозаменяемого оборудования, расчет оптимальных страховых запасов на всех этапах производственного процесса, расчет оптимальных размеров партий, определение оптимальной совокупности точек контроля и временного интервала управления и т. д.

Особенностью машинной реализации разрабатываемых алгоритмов является то, что они могут быть видоизменены в зависимости от классов решаемых задач, характера производства, информационных характеристик объектов управления, объемов перерабатываемой информации и ресурсов вычислительной системы. К числу особенностей машинной реализации указанной системы относится и возможность настройки программ на заданную форму документов входной и выходной информации, группировку и сортировку результатов, выдаваемых на ЭВМ, и т. д.

Гибкость ТПР обеспечивается широким изменением состава средств хранения информации и нежестким закреплением устройств ввода-вывода, переменным представлением набора данных, возможностью изменения формата логических записей, 1. е. возможностью изменения размера реквизитов, их местоположения в записях и длины записей.

Диапазон изменения параметров определяется возможностью ОС той ЭВМ, на которой предусматривается реализация ТПР.

Изменение состава хранения информации и устройств ввода-вывода является целесообразным по следующим причинам: конфигурации ЭВМ у пользователей могут быть различными, т. е. могут использоваться несколько типов устройств ввода-вывода, а в пределах одного типа - различное количество взаимозаменяемых устройств; конфигурация ЭВМ может изменятся и динамически, например, из-за отказов; при подключении программ пользователя. информационно увязанных с программами ТПР, могут возникнуть дополнительные требования к типажу и номенклатуре используемых устройств.

Математическое обеспечение, включая язык КОБОЛ и библиотеку стандартных программ, позволяет производить замену устройств, но для этого требуется изменить способ описания данных, а. при использовании языка КОБОЛ требуется предварительная перетрансляция программ, при этом закрепление устройств в рамках одного типа осуществляет сама ОС.

Переменность представления данных обеспечивается различными возможными вариантами представления данных, а именно наличием десятичного представления, представления с фиксированной запятой и представления с плавающей запятой.

Необходимость в переменности организации наборов (массивов) данных возникает при переходе от одних типов устройств к другим, в частности от магнитных лент к дискам. При наличии только лент применяется, как правило, последовательная организация данных; для эффективного решения отдельных задач при наличии магнитных дисков применяют обычно последовательно-индексированную организацию данных. Это позволяет совершенно по-иному построить процедуру поиска и группировки данных. Переход от одной системы организации данных к другой вряд ли можно обеспечить вне ОС, поскольку алгоритмы решения задач и программы строго ориентированы на заданную организацию данных.

Требование переменности формата логических записей вытекает из следующих организационных условий у пользователей: один и тот же реквизит у разных пользователей может иметь разную длину или даже разное представление; при использовании наряду с ТПГ оригинальных проектных решений может возникнуть ситуация различного расположения реквизитов внутри записи.

Следствием первого условия является изменение длины записи. При использовании языка КОБОЛ это достигается применением описания данных с трансляцией программ; при использовании машинно-ориентированного языка нужно предусмотреть построение программ на основании общего описания данных. Этот путь без дополнительных средств очень сложен при программировании. При использовании библиотеки стандартных программ указанная функция осуществляется изменением описания данных.

Переменность алгоритмов обусловлена необходимостью предусмотрена. ТПР нескольких вариантов решения одной и той же задачи и обеспечения возможности их наращивания с тем, чтобы область применения ТПР возрастала. Это может быть достигнуто за счет модульного построения алгоритмов задач, сочетаемого с параметрическим описанием отдельных вариантов счета.

При полном использовании модульного принципа обеспечивается возможность подключения и замены модулей без детального знания особенностей программы и структуры всех модулей задачи.

При разработке программы модулей целесообразно оставлять так называемые точки пользователя. Под точкой пользователя понимается последовательность команд, с помощью которых осуществляется переход к оригинальной подключаемой нодлрохрамме. Наличие точек пользователя позволяет расширить возможности ТИР в сторону учета специфических требований пользователя.

При разработке алгоритма решения задачи трудно указать правила разбиения па отдельные модули. Разбиение модуля на небольшие части имеет следующие преимущества: разработка и отладка программ производится быстрее за счет уменьшения в каждом модуле количества логических связей, сокращения времени трансляции и подключения к программированию большого числа сотрудников; замена одного модуля затрагивает только незначительную часть задачи, а поэтому производится проще и с меньшими затратами; а поэтому производится проще и с меньшими затратами; увеличивается вероятность многократного использования одного и того же модуля в различных задачах и даже в подсистемах.

В то же время мелкое деление усложняет подготовку к программированию, согласование хода разработки, причем ухудшается эффективность программ и увеличивается количество операторов управления заданием, т. е. время работы за пультом ЭВМ.

Как известно, создание АСУ немыслимо без эффективного комплекса технических средств. Выше уже было весьма кратко

1. 
   указано, что в составе ТПР предусматривается наличие проектных решений класса «Техника».
   

1.Пакет прикладных программ в АСУ

2. Понятие точка пользователя
Рекомендуемая литература:

1.Смехов А.А. Математические модели процесса грузовой работы. — М.: Транспорт, 1982 г. — 168 с.

2.Петров А.П.,Буянов В.А., УгрюмоеГ.А. Автоматизация, вычислительная к микропроцессорная и эксплуатационной работе железных дорог: Учебник для техн. ж.-д.трансп. - М.: Транспорт, 1987 г.-245 с.
Лекция 8. Организация работ по использованию ТПР
Содержание лекционного занятия:

• 
  Организация работ по использованию ТПР
  

На стадии разработки технического задания выбор ТПР класса «Задача» осуществляется в такой последовательности:

На основании результатов обследования предприятия определяется первоочередной перечень задач, включаемых в АСУ. После этого осуществляется сопоставление имеющихся разработанных ТПР с перечнем задач. В случае отсутствия ШР_? эквивалентных по назначению задаче, принимается решение о разработке ОПР, Возможность использования ТПР определяется предварительно специалистами по функциям управления организации - разработчика АСУ и предприятия - заказчика. Если в комплексе ТИР есть решение, соответствующее задаче, включенной в техническое задание на создание АСУ, то ТПР используется; если в его комплексе нет решения, соответствующего требуемой задаче, но имеются проектные решения, эквивалентные ей по назначению, то используется проектная документация но ТПР для разработки ОПР; если в комплексе ТИР не имеется решения, эквивалентного по назначению задаче, включенной в техническое задание, то разрабатывается ОПР. С целью определения соответствия форм выходных документов ТПР требуемой эквивалентной ему по назначению задаче сравнивают формы выходных документов по составу реквизитов со структурой документа. Затем сопоставляют формы входных документов. При соответствии форм выходных и входных документов ТПР требуемых для решения задачи формам принимается решение об использовании ТПР без доработок.

В случае если необходимая форма выходного документа не соответствует разработанной в ТПР. но может быть получена из его выходного массива, а входные данные могут быть введены в соответствии с ТПР, принимается решение о применении ТПР с соответствием описания к егандартной ирохрамме вывода данных. В противном случае разрабатывается ОПР.

На стадии технического проекта на основании блок-схемы, содержащейся в постановке ТПР «Задача», определяется окончательное применение ТИР с точностью до модуля и осуществляется согласование с заказчиком форм входных и выходных документов. Работы выполняются специалистами по разработке постановок задач с привлечением в случае необходимости специалистов по обработке данных.

В техническом проекте возможно использование ТПР включаемых без доработок и с заменой отдельных модулей оригинальными.

Возможность использования ТПР практически определяется степенью пригодности модулей ТИР и соответствием их общим требования технического задания на создание системы управления.

Полное использование Г! IP без изменений возможно в случае пригодности всех его составляющих: входных и выходных форм документов, алгоритмов решения и системы классификации и шифровки. Если эти требования не выполняются, то для конкретного проекта могут быть использованы лишь отдельные ТПР.

В техническом проекте по задачам ТПР даются постановки задач и схемы информационной увязки ТПРи оригинальных решений. В случае использования ТПР без изменений в качестве постановки задачи берется копия их документов.

При использовании ТПР с доработками в состав постановки задачи включаются документы ТПР и в специальном разделе «Особенности решения задачи» приводятся требования по постановке задачи: перечень конкретных объектов (цехов, участков и т. д.), для которых решается задача в проекте АСУ; способ организации сбора данных; максимальное количество строк в документах: периодичность решения задачи; связь данной задачи с другими задачами, решаемыми в АСУ; другие данные общего характера, необходимые для разработки проекта. Доработка оформляется в виде отклонений и передается соответствующим специалистам для привязки рабочего проекта. Привязка дастся на уровне модулей программ и форм входных и выходных документов.

Для привязки разрабатываемы оригинальных проектных решений (ОПР) к выбранному комплексу ТПР необходимо:

Установить состав наименований реквизитов и показателей входной нормативной и оперативной информации в документах и массивах выбранного комплекса ТПР;

При разработке ОПР базироваться на входной документации выбранного комплекса ТПР, вводя в оригинальные решения лишь дополнительные данные, необходимые для реализации ОПР;

При разрыве информационных связей в комплексе ТПР вследствие выбора его части ввести в состав ОПР в виде ручных или машинных документов данные, необходимые для реализации выбранного комплекса ТПР;

Определить по каждому из дорабатываемых Till* состав работ, который должен быть выполнен на стадии технического проектирования;

Разработать документацию на оригинальные проектные решения;

Использовать в ОПР терминологию, применяемую в ТПР:

Использовать в ОПР условные обозначения и систему индексации, принятую в системе ТПР.

Содержание фонда нормативной информации зависит от состава ТПР и ОПР, включаемых в технический проекта АСУ. Состав нормативной информации для решения задач по выбранному комплексу ГОР должен быть дополнен нормативной информацией, потребной дополнительно для задач, по которым разрабатывается ОПР. Дополнительные нормативные сведения могут быть представлены в виде отдельного документа (или массива), содержащего эти сведения, поскольку преобразование массивов, разработанных для ТПР, требует корректировки имеющихся программ реализации ТПР.

По выбранному комплексу ТПР определяется состав справочников библиотеки ТПР, необходимых для включения в технический проект. Указанные проектные материалы должны быть дополнены справочниками для реализации ОПР.

Состав работ по поддержанию справочников в рабочем состоянии определяется на основании общих положений введения НСИ, принятых в системе ТПР. При этом должны быть определены обязанности служб предприятия по поддержанию справочников в рабочем состоянии.

Порядок внесения изменений в справочники, порядок согласования изменений и оповещения о принятых изменениях, формы документов по внесению изменений должны совпадать с существующими документами и инструкциями, принятыми для ТПР.

На стадии технического проекта разрабатывается контрольный пример, который служит для проверки правильности алгоритмов решения задачи, программ или отдельных ее частей (модулей). Контрольный пример содержит следующие данные:

Входные (оперативные, нормативные) документы, заполненные конкретными сведениями;

Хранимые для других задач и накапливаемые для решения данной задачи;

Выходные документы, содержащие набор сведений, полученных в соответствии с заданным алгоритмом.

Данные контрольного примера должны быть приведены для проверки всех вариантов решения задачи, которые могут быть на конкретном предприятии.

Для ТПР используемого без изменений в проекте АСУ, с заказчиком согласовывается только объем информации для контрольного примера.

При разработке проекта АСУ на базе ТПР осуществляется создание программного обеспечения путем выбора программных модулей из библиотеки программ ТПР (на исходном языке и языке загрузки) и разработки оригинальных модулей по тем алгоритмам, которые заложены в постановках задач и требуют оригинальных решений.

Организация библиотеки программ для конкретного объекта полностью определяется ОС ЭВМ (вариант алгоритмов, разрядности шифров и т. д.) по отношению к требованиям конкретного объекта. Это обстоятельство в конкретных условиях может не учитываться.

Основная трудность разработки и увязки документации -согласование всех документов по наименованиям и обозначениям, разрядности шифров и составу реквизитов. Исключение отдельных реквизитов из расчетов или ключей сортировки необходимо отражать в документах, в программах изменения проводить не всегда обязательно.

Изменение алгоритм задач к отражаются в специальном разделе «Особенности использования программных модулей», включенном в описание программ.

Математическое обеспечение ТПР и его описание могут быть использованы в конкретных АСУ, если принятые в ТПР формы входных и выходных документов полностью или частично совпадают с формами аналогичными по назначению документов, предназначенных для обработки и получаемых после обработки