2014-02-02
7909
Свойства, структура и классификация автоматизированных информационных технологий управления
ТЕМА 5. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Под автоматизированной информационной технологией управления (АИТУ) понимается система методов и способов сбора, накопления, хранения, поиска, обработки и защиты управленческой информации на основе применения развитого программного обеспечения, средств вычислительной техники и связи, а также способов, с помощью которых эта информация предоставляется пользователям.
В АИТУ поступает информация, которая перерабатывается, и полученные результаты также представляются в виде информации. При создании единой системы обработки информации проектировщик обязан стремиться обеспечить целостность системы, используя для этого специальные системообразующие компоненты. Свойство целостности состоит в создании новых функций, присущих системе, в формировании новых знаний. Преодоление организованной сложности (присущей любой системе) состоит в упрощении, оптимизации и многоуровневом и многоаспектном моделировании. При этом не следует забывать о свойстве целостности, так как каждый специалист-функционер создает свою аспектную модель (бухгалтер – одну, технолог – другую и т. п.).
Применение автоматизированных информационных технологий управления позволило представить в формализованном виде, пригодном для практического использования, концентрированное выражение научных знаний и практического опыта для реализации и организации социальных процессов. При этом предполагается экономия затрат труда, времени и других материальных ресурсов, необходимых для осуществления этих процессов. Поэтому АИТУ играют важную стратегическую роль, которая постоянно возрастает. Это объясняется рядом свойств, присущих автоматизированным информационным технологиям, которые:
· позволяют активизировать и эффективно использовать информационные ресурсы общества, что экономит другие виды ресурсов;
· реализуют наиболее важные, интеллектуальные функции социальных и экономических процессов;
· позволяют оптимизировать и во многих случаях автоматизировать информационные процессы в период становления информационного общества;
· обеспечивают информационное взаимодействие людей, что способствует распространению массовой информации. Информационные технологии быстро ассимилируются культурой общества, снимают многие социальные, бытовые и производственные проблемы, расширяют внутренние и международные экономические и культурные связи, влияют на миграцию населения по планете;
· занимают центральное место в процессе интеллектуализации общества, в развитии системы образования, культуры и новых (экранных) форм искусства, популяризации шедевров мировой культуры и истории развития человечества;
· играют ключевую роль в процессах получения, накопления, распространения новых знаний;
· позволяют реализовать методы информационного моделирования глобальных процессов, что обеспечивает возможность прогнозирования многих природных ситуаций в регионах повышенной социальной и политической напряженности, экологических катастроф, крупных технологических аварий.
Структура конкретной автоматизированной информационной технологии управления для своей реализации предполагает наличие трех компонент:
· комплекса технических средств, состоящего из средств вычислительной, коммуникационной и организационной техники;
· системы программных средств, состоящей из системного (общего) и прикладного программного обеспечения;
· системы организационно-методического обеспечения, включающей инструктивные и нормативно-методические материалы по организации работы управленческого и технического персонала в рамках конкретной АИТУ обеспечения управленческой деятельности.
Структура АИТУ может быть представлена следующей обобщенной схемой (см. рис. 5.1-5.3).
Рис. 5.1. Структура автоматизированной информационной технологии
Рис. 5.2. Структура комплекса технических средств автоматизированной информационной технологии
Автоматизированные информационные технологии по способу реализации в автоматизированной информационной системе делятся на традиционные и новые. Традиционные АИТУ существовали в условиях централизованной обработки данных и до массового использования персональных компьютеров были ориентированы главным образом на снижение трудоемкости процессов формирования регулярной отчетности.
Новые информационные технологии связаны с информационным обеспечением процесса управления в режиме реального времени.
По степени охвата задач управления автоматизированные информационные технологии подразделяются на следующие группы:
· электронная обработка данных;
· автоматизация функций управления;
· электронный офис;
· экспертная поддержка.
По классу реализуемых технологических операций АИТУ можно разделить:
- на системы с текстовым редактором;
- системы с табличным процессором;
- системы управления базами данных;
- системы с графическими объектами;
- мультимедийные системы;
- гипертекстовые системы.
Рис. 5.3. Структура системы программных средств автоматизированной информационной технологии
По типу пользовательского интерфейса автоматизированные информационные технологии делятся:
- на пакетные (централизованная обработка);
- диалоговые;
- сетевые (многопользовательские).
По способу построения сети АИТУ можно разделить:
- на локальные;
- многоуровневые;
- распределенные.
По обслуживаемым предметным областям автоматизированные информационные технологии подразделяются на технологии:
- бухгалтерского учета;
- банковской деятельности;
- налоговой деятельности;
- страховой деятельности и т. д.
В многоуровневых и распределенных АИТУ одинаково успешно могут быть решены как проблемы оперативной работы с информацией, так и проблемы анализа экономических ситуаций при выработке и принятии управленческих решений. Потребность в аналитической работе при переходе к рынку, в условиях образования новых организационных структур, функционирующих на основе различных форм собственности, неизмеримо возрастает. Эта задача решается путем совершенствования интегрированной обработки информации, когда новая информационная технология начинает включать в работу базы знаний.
В связи с бурным развитием телекоммуникационного сервиса и возможностью доступа к удаленным информационным ресурсам всех стран и континентов произошло смещение акцентов в формулировании критериев эффективности автоматизированных систем и технологий. Если в условиях административно-командной системы основной упор делался на выявление затрат на машинную обработку информации, то в настоящее время актуальны прежде всего:
- оперативное принятие решений;
- степень адекватности аналитических данных реальным процессам;
· возможность использования экономико-математических методов и моделей для анализа конкретных финансово-производственных ситуаций.
Такая постановка вопросов привносит в практику предпринимательства и хозяйствования научно-исследовательский аспект, требует новых научно обоснованных решений, подходов и квалифицированных кадров.
Зарубежные специалисты выделяют пять основных тенденций развития информационных технологий управления:
· к изменению характеристик информационного продукта, который все больше превращается в гибрид между результатом расчетно-аналитической работы и специфической услугой, предоставляемой индивидуальному пользователю персонального компьютера;
· к параллельному взаимодействию логических АИТУ, совмещению всех типов информации (текста, графики, цифр, звуков) с ориентацией на одновременное восприятие человеком посредством органов чувств;
· к ликвидации всех промежуточных звеньев на пути от источника информации к ее потребителю (например, становится возможным непосредственное общение автора и читателя, продавца и покупателя, певца и слушателя, ученых между собой, преподавателя и обучающегося, специалистов через систему видеоконференций, электронную почту и т. п.);
· к глобализации информационных технологий в результате использования спутниковой связи и всемирной сети Internet, благодаря чему люди смогут общаться между собой и с общей базой данных, находясь в любой точке планеты (ведущая тенденция);
· к конвергенции, рассматриваемой как последняя черта современного процесса развития АИТУ, которая заключается в стирании различий между сферами материального производства и информационного бизнеса, в максимальной диверсификации деятельности фирм, взаимопроникновении различных отраслей промышленности, финансового сектора и сферы услуг.
В настоящее время сложилось два направления автоматизации управленческой деятельности, связанных с применением автоматических и автоматизированных систем. Они различаются характером объектов управления: если в первом случае объектами управления являются технологические процессы и работа оборудования и человек не принимает участия в процессе управления, то во втором – коллективы людей, занятых в сфере материального производства и сфере обслуживания, где роль человека остается определяющей.
В зависимости от роли человека в процессе управления, форм связи и функционирования звена «человек-машина», распределения информационных и управляющих функций между оператором и ЭВМ, между ЭВМ и средствами контроля и управления все технологии можно разделить на информационные и управляющие. Информационные технологии, обеспечивающие сбор и выдачу в удобном для обозрения виде измерительную информацию о ходе технологического или производственного процесса, в результате соответствующих расчетов определяют, какие управляющие воздействия следует произвести, чтобы управляемый процесс протекал наилучшим образом. Выработанная управляющая информация служит рекомендацией оператору, причем основная роль принадлежит человеку, а машина играет вспомогательную роль, выдавая для него необходимую информацию.
Информационные технологии должны, с одной стороны, представлять отчеты о нормальном ходе производственного процесса и, с другой – информацию о ситуациях, вызванных любыми отклонениями от нормального процесса. Различают два вида информационных технологий:
· информационно-справочные (пассивные), которые поставляют информацию оператору после его связи с системой по соответствующему запросу. В них ЭВМ необходима только для сбора и обработки информации об управляемом объекте. На основе информации, переработанной ЭВМ и представленной в удобной для восприятия форме, оператор принимает решения относительно способа управления объектом. ЭВМ предоставляет широкие возможности для математической обработки данных (сравнение текущих значений параметров с их максимально и минимально допустимыми значениями, прогнозирование характера изменения контролируемых параметров). В математическое обеспечение ЭВМ входят библиотека рабочих программ, каждая из которых выполняет одну или несколько функций централизованного контроля, и программа-диспетчер, выбирающая для выполнения ту или иную рабочую программу. Общение между оператором и ЭВМ ведется в режиме «запрос-ответ»;
· информационно-советующие (активные), которые сами выдают абоненту предназначенную для него информацию периодически или через определенные промежутки времени. В этих системах, наряду со сбором и обработкой информации, выполняются следующие функции: определение рационального технологического режима функционирования по отдельным технологическим параметрам процесса, определение управляющих воздействий по всем или отдельным управляемым параметрам процесса и т. п.
Эти технологии применяют в тех случаях, когда требуется осторожный подход к решениям, выработанным формальными методами. Это связано с неопределенностью в математическом описании управляемого процесса: математическая модель недостаточно полно описывает технологический (производственный) процесс, так как учитывает лишь часть управляющих и управляемых параметров; математическая модель адекватна управляемому процессу лишь в узком интервале технологических параметров; критерии управления носят качественный характер и существенно изменяются в зависимости от большого числа внешних факторов. Неопределенность описания может быть связана с недостаточной изученностью технологического процесса, и реализация адекватной модели потребует применения дорогостоящей ЭВМ. При большом разнообразии и объеме дополнительных данных общение оператора с ЭВМ строится в виде диалога.
Промежуточным классом между информационной и управляющей технологиями можно считать информационно-управляющую систему, которая предоставляет оператору достоверную информацию о прошлом, настоящем и будущем состоянии производственной системы. Следовательно, кроме программ сбора и обработки производственной информации, необходима реализация ряда дополнительных программ статистики, прогнозирования, моделирования, планирования и др.
Управляющая технология осуществляет функции управления по определенным программам, заранее предусматривающим действия, которые должны быть предприняты в той или иной производственной ситуации. За человеком остается общий контроль или вмешательство в тех случаях, когда возникают непредвиденные алгоритмами управления обстоятельства.
В сфере промышленного производства с позиций управления можно выделить следующие основные классы структур автоматизированных информационных технологий: децентрализованную, централизованную, централизованную рассредоточенную и иерархическую. Использование технологии с децентрализованной структурой эффективно при автоматизации технологически независимых объектов управления по материальным, энергетическим, информационным и другим ресурсам. Такая технология представляет собой совокупность нескольких независимых систем со своей информационной и алгоритмической базой. Для выработки управляющего воздействия на каждый объект управления необходима информация о состоянии только этого объекта.
Централизованная структура осуществляет реализацию всех процессов управления объектами в едином органе управления, который осуществляет сбор и обработку информации об управляемых объектах и на основе их анализа, в соответствии с критериями системы, вырабатывает управляющие сигналы.
Основная особенность централизованной рассредоточенной структуры – сохранение принципа централизованного управления, т. е. выработка управляющих воздействий на каждый объект управления на основе информации о состоянии совокупности объектов управления. Некоторые функциональные устройства технологии управления являются общими для всех каналов системы. Алгоритм управления в данном случае состоит из совокупности взаимосвязанных алгоритмов управления объектами, которые реализуются совокупностью взаимосвязанных органов управления. Для реализации функции управления каждый локальный орган по мере необходимости вступает в процесс информационного взаимодействия с другими органами управления.
С ростом числа задач управления в сложных системах значительно увеличивается объем переработанной информации и повышается сложность алгоритмов управления. В результате осуществлять управление централизованно невозможно, так как имеет место несоответствие между сложностью управляемого объекта и способностью любого управляющего органа получать и перерабатывать информацию. Кроме того, в таких АИТУ можно выделить следующие группы задач, каждая из которых характеризуется соответствующими требованиями по времени реакции на события, происходящие в управляемом процессе:
· задачи сбора данных с объекта управления (время реакции – секунды, доли секунды);
· задачи экстремального управления, связанные с расчетами желаемых параметров управляемого процесса (время реакции – секунды, минуты);
· задачи оптимизации и адаптивного управления процессами (время реакции – несколько секунд);
· информационные задачи, задачи диспетчеризации и координации в масштабах цеха или предприятия, задачи планирования и др. (время реакции – часы).
Очевидно, что иерархия задач управления приводит к необходимости создания иерархической системы средств управления. Такое разделение, позволяя справиться с информационными трудностями для каждого местного органа управления, порождает необходимость согласования принимаемых этими органами решений, т. е. создания над ними нового управляющего органа. Кроме того, многие производственные структуры имеют собственную иерархию. Чаще всего иерархическая структура объекта управления не совпадает с иерархией системы управления. Следовательно, по мере усложнения систем выстраивается иерархическая пирамида управления.
В многоуровневой иерархической системе управления (например, в гибкой производственной системе) выделяют обычно три уровня: уровень управления работой оборудования и технологическими процессами, уровень оперативного управления ходом производственного процесса и уровень планирования работ. В функции низшего уровня входят [5]:
· сбор и обработка информации и непосредственное управление работой оборудования и технологическими процессами с учетом команд, поступающих с вышестоящего уровни; фиксация времени простоя оборудования с учетом причин простоя;
· контроль за состоянием инструмента и учет его использования; учет числа обработанных деталей;
· передача информации на уровень оперативного управления.
Функциями уровня оперативного управления ходом производственного процесса являются:
· анализ наличия ресурсов для выполнения сформированных заданий;
· оперативная корректировка режимов отдельных технологических процессов и выдача заданий по коррекции технических устройств низшего уровня; контроль качества изделий;
· прием и систематизация информации с управляющих устройств низшего уровня;
· координация работы всех элементов системы в соответствии с полученным заданием; передача информации на верхний уровень управления.
Функциями уровня планирования работ являются:
· решение комплекса задач, связанных с управлением и контролем за работой уровня оперативного управления;
· управление библиотекой управляющих программ для оборудования и технологических процессов;
· сбор, обработка и выдача информации о ходе производственного процесса в системе.
Комплексная автоматизация охватывает проектирование и производство изделий и обеспечивается совокупностью автоматизированных систем. В эту совокупность входят автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), системы автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСУ ПП), автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), автоматизированные системы управления производством (АСУП) и автоматизированные информационные технологии управления гибкой производственной системой (АИТУ ГПС).
