Управл ення автоматиз і рова сист е ма (АСУ), сукупність економіко-математичних методів, технічних засобів (ЕОМ, засобів зв'язку, пристроїв відображення інформації, передачі даних і т.д.) і організаційних комплексів, що забезпечують раціональне управління складним об'єктом (наприклад , підприємством, технологічним процесом). Найбільш важлива мета побудови будь-якої АСУ - різке підвищення ефективності управління об'єктом (виробничим, адміністративним і т.д.) на основі зростання продуктивності управлінської праці і вдосконалення методів планування і гнучкого регулювання керованого процесу. В СРСР АСУ створюються на основі державних планів розвитку народного господарства.
Принцип нових завдань. АСУ повинні забезпечувати рішення якісно нових управлінських проблем, а не механізувати прийоми управління, які реалізуються неавтоматизованими метолами. На практиці це призводить до необхідності вирішення різноманітних оптимізаційних задач на базі економіко-математичних моделей великого обсягу (масштабу). Конкретний склад подібних завдань залежить від характеру керованого об'єкта. Наприклад, для машинобудівних і приладобудівних підприємств зазвичай найбільш важливими виявляються завдання оперативно-календарного і об'ємно-календарного планування. Вирішальний ефект досягається в тому випадку, коли здійснюється точне узгодження в часі всіх змінних завдань як виробничих, так і забезпечують (наприклад, на матеріально-технічне постачання та ін.), Визначаються оптимальні обсяги партій продукції і проводиться оптимізація завантаження устаткування. Аналогічні завдання виникають в будівництві. У ряді випадків на перший план висуваються завдання техніч. підготовки виробництва, управління проектно-конструкторськими роботами. На транспорті найважливіше значення набувають оптимізація маршрутів і розкладів руху, а також вантажно-розвантажувальних робіт. У системах управління галуззю першорядне значення мають оптимальне планування роботи підприємств, точне узгодження термінів взаємних поставок, а також проблеми перспективного розвитку галузі та завдання прогнозування.
Принцип системного підходу до проектування А З У. Проектування АСУ повинно ґрунтуватися на системному аналізі як об'єкта, так і процесів управління ім. Це означає необхідність визначення цілей і критеріїв ефективності функціонування об'єкта (разом з системою управління), аналізу структури процесу управління, що розкриває весь комплекс питань, які необхідно вирішити для того, щоб проектована система найкращим чином відповідала встановленим цілям і критеріям. Цей комплекс охоплює питання не тільки технічного, але також економічного і організаційного характеру. Тому впровадження АСУ дає принципово нові можливості для корінного вдосконалення системи економічних показників і економічного стимулювання.
Принцип першого керівника. Розробка вимог до системи, а також створення і впровадження АСУ очолюються основним керівником відповідного об'єкта (наприклад, директором заводу, начальником главку, міністром).
Принцип безперервного розвитку системи. Основні ідеї побудови, структура і конкретні рішення АСУ повинні дозволяти відносно просто налаштовувати систему на вирішення завдань, що виникають уже в процесі експлуатації АСУ в результаті підключення нових ділянок керованого об'єкта, розширення і модернізації технічних засобів системи, її інформаційно-математичного забезпечення і т.д. математичне забезпечення АСУ будується таким чином, щоб у разі необхідності можна було легко міняти не тільки окремі програми, а й критерії, за якими ведеться управління.
Принцип єдності інформаційної бази. на машинних носіях інформації накопичується (і постійно оновлюється) інформація, необхідна для вирішення не якоїсь однієї або декількох завдань, а всіх завдань управління. При цьому в т. Н. основних (генеральних) масивах виключається невиправдане дублювання інформації. яке неминуче виникає, якщо первинні інформаційні масиви створюються для кожного завдання окремо. Основні масиви утворюють інформаційну модель об'єкта управління. Наприклад, на рівні підприємств основні масиви повинні містити найдетальнішу інформацію про всі елементи виробництва: кадрові дані на всіх працюючих; відомості про основні фонди (землі, приміщенні, обладнанні з усіма характеристиками, необхідними для прийняття рішень щодо їх використання, перерозподілу і т.п.); дані про запаси, включаючи запаси на проміжних складах і незавершене виробництво; інформацію про стан устаткування; нормативи (трудові і матеріальні) і технологічні маршрути (послідовності виробничих операцій, необхідних для виготовлення деталей, вузлів і готових виробів); плани (включаючи заявки на матеріально-технічне постачання); ціни і розцінки; відомості про поточний стан банківських рахунків підприємства та ін. Система обробки первинних документів, а також система автоматичних датчиків повинні бути організовані таким чином, щоб дані про будь-яку зміну, що відбувається на підприємстві, в мінімально короткий термін вводилися в ЕОМ, а потім автоматично або за вказівкою оператора періодично розподілялися по основним масивам та при цьому щоб зберігалося стан готовності видати будь-яку інформацію про об'єкт. У разі необхідності з основних масивів оперативно формуються похідні масиви, орієнтовані на ті чи інші виробництва, вироби або комплекси задач. Похідні масиви в такому випадку є вторинними.
Принцип комплексності завдань і робочих програм. Більшість процесів управління взаємопов'язані і тому не можуть бути зведені до простого незалежного набору окремих завдань. Наприклад, завдання матеріально-технічного постачання органічно пов'язані з усім комплексом завдань оперативно-календарного і об'ємно-календарного планування; завдання на матеріально-технічне постачання складається виходячи із завдань планування виробництва, а при зриви в постачанні (по термінах і по номенклатурі) виникає необхідність трансформації планів. Роздільне рішення задач планування і матеріально-технічного постачання може значно знизити ефективність АСУ. Принцип комплексності завдань і робочих програм характерний практично для всіх класів автоматизованих систем обробки даних (проектування, випробувань і ін.).
Принцип узгодження пропускної спроможності різних ланок системи. Швидкість обробки даних в різних сполучених контурах системи повинна бути узгоджена таким чином, щоб уникнути інформаційних заторів (коли виникає об'єктивна можливість втрати даних) або великих інформаційних прогалин (призводять до неефективного використання деяких елементів АСУ). Наприклад, не має сенсу збільшувати швидкість виконань арифметичних операцій ЦВМ, якщо при вирішенні конкретних завдань АСУ «вузьким місцем» в системі є введення даних або обмін інформацією між зовнішньою пам'яттю і центральним процесором .
Принцип типів. Розробляючи технічний комплекс, системне математичне забезпечення, робочі програми та пов'язані з ними форми і склад інформаційних масивів, виконавець зобов'язаний прагнути до того, щоб пропоновані ним рішення підходили якомога ширшого кола замовників. Необхідно в кожному випадку визначати розумну ступінь типізації, при якій прагнення до широкого охоплення споживачів не призведе до суттєвого ускладнення типових рішень. Типізація рішень сприяє концентрації сил, що необхідно для створення комплексних АСУ.
Залежно від цільового призначення АСУ можна розділити на два великі класи: АСУ об'єктами, що передбачають управління об'єктом в цілому (за всіма функціями), і функціональні АСУ, що забезпечують автоматизацію тієї або іншої функції управління для широкого класу об'єктів. АСУ об'єктами за типом керованого об'єкта діляться на АСУ технологічними процесами, АСУ цехами, АСУ підприємствами (наприклад, заводами, НДІ, КБ) - АСУП, АСУ галузями народного господарства (наприклад, промисловістю, зв'язком, транспортом) - ОАСУ і т.д. До функціональних АСУ відносять, наприклад, автоматизовану систему планових розрахунків, автоматизовану систему матеріально-технічного постачання, автоматизовану систему статистич. обліку і т.д.
склад Асу
АСУ складається з про снів и і функціональної частини. Узагальнена структурна схема АСУ (на прикладі АСУП) представлена на рис.
Основу Асу складають інформаційна база, технічна база, математичне забезпечення, організаційно-економічна база. Основа - загальна частина для всіх завдань, що вирішуються АСУ.
Інформаційна база АСУ - розміщена на машинних носіях інформації сукупність всіх даних, необхідних для автоматизації управління об'єктом або процесом. Зазвичай інформаційна база ділиться на три масиви: генеральний, похідний і оперативний. Конструкція масивів і їх полів (способи розміщення на носіях, особливості взаємозв'язку даних усередині масиву, конкретна компоновка даних і т.д.) визначається типом АСУ і загальними характеристиками об'єктів, для яких вона призначається. Однак доцільно зберігати типове конструктивне побудова інформаційної бази для загального класу об'єктів (наприклад, для машинобудівних підприємств). Генеральний масив об'єднує дані, які є загальними для всіх завдань, розміщення яких відповідає універсальній структурі, що не орієнтованої на виконання якої-небудь однієї функції управління. Генеральний масив для великого об'єкта містить сотні мільйонів символів, займає великі обсяги запам'ятовуючих пристроїв і не завжди зручний для використання в кожній конкретній задачі, що вимагає для свого рішення спеціалізованої інформації. Ця проблема ускладнюється при мультипрограммной обробці даних і недостатньо ємних оперативних запам'ятовуючих пристроях, які передбачають зберігання багатьох масивів в машинних архівах (лентотеках, картотеках), функціонально роз'єднаних з процесорами. У зв'язку з цим в реально функціонуючих АСУ виникає необхідність формування похідних масивів, що відображають специфіку структури об'єкта, особливості виконуваних в кожен період функцій, частоту повторюваності різних завдань і ряд ін. Чинників, пов'язаних з поточною роботою системи. Всі похідні масиви, як правило, формуються з генерального масиву. Будь-яке стійке зміна характеристик обслуговується об'єкта повинно бути відображено в генеральному масиві. Оперативний масив охоплює поточну інформацію, а також проміжні результати обчислень. У ньому ж розміщується первинна інформація про стан обслуговується об'єкта, що надходить періодично по каналах зв'язку або записана на автономних носіях (перфострічках, перфокартах, магнітних стрічках і т.д.). Оброблені і узагальнені дані можуть потім вноситися в похідний і генеральний масиви або безпосередньо видаватися споживачеві.
Технічна база АСУ включає засоби обробки, збору і реєстрації, відображення і передачі даних, а також виконавчі механізми, що безпосередньо впливають на об'єкти управління (наприклад, автоматичні регулятори, датчики і т.д.), що забезпечують збір, зберігання і переробку інформації, а також вироблення регулюючих сигналів у всіх контурах автоматизованого управління виробництвом. Основні елементи технічної бази - ЕОМ, які забезпечують накопичення, зберігання і обробку даних, що циркулюють в АСУ. ЕОМ дозволяють оптимізувати параметри управління, моделювати виробництво, готувати пропозиції для прийняття рішення. Зазвичай виділяють два класи ЕОМ, використовуваних в АСУ: інформаційно-розрахункові і обліково-регулюючі. Інформаційно-розрахункові ЕОМ знаходяться на вищому рівні ієрархії управління (наприклад, в координаційно-обчислювальному центрі заводу) і забезпечують рішення задач, пов'язаних з централізованим управлінням об'єктом по основних планово-економічним, забезпечує і звітним функцій (техніко-економічне та оперативно-виробниче планування, матеріально-технічне постачання, збут продукції і т . Д.). Вони характеризуються високою швидкодією, наявністю системи переривань, складовою обробкою даних, змінною довжиною слова, мультипрограмним режимом роботи і т.д., а також широким набором і великим об'ємом запам'ятовуючих пристроїв (оперативних, буферних, зовнішніх, односторонніх і двосторонніх, з довільним і послідовним доступом). В СРСР в 70-х рр. в якості типових інформаційно-розрахункових ЕОМ для АСУ прийнята єдина система ЕОМ (ЄС ЕОМ). Обліково-регулюючі ЕОМ, як правило, відносяться до нижнього рівня управління. Вони розміщуються зазвичай в цехах або на ділянках і забезпечують збір інформації від об'єктів управління (верстатів, складів і т.д.), первинну переробку цієї інформації, передачу даних в інформаційно-розрахункову ЕОМ і отримання від неї директивно-планової інформації, здійснення локальних розрахунків (наприклад, розкладу роботи кожного верстата і робітника, графіка подачі комплектуючих виробів і матеріалів, угруповання деталей в партії, режимів обробки і т.д.) і вироблення керуючих впливів на об'єкти управління при відхиленні режимів їх функціонування від розрахункових. Особливість обліково-регулюючих ЕОМ - добре розвинена система автоматичного сполучення з великим числом джерел інформації (датчиків, реєстраторів) і регулюючих пристроїв. Їх обчислювальна частина менш розвинена, оскільки первинно оброблена інформація передається в ЕОМ верхнього рівня для подальшого використання і тривалого зберігання. Приклади обліково-регулюючих ЦВМ - «Дніпро» і М-6000.
Засоби збору і реєстрації даних за участю людини включають різні реєстратори виробництва, за допомогою яких здійснюються збір і реєстрація даних безпосередньо на робочих місцях (наприклад, в цеху, на ділянці, верстаті), а також датчики (температури, кількості виготовлених деталей, часу роботи обладнання і т.д.), фіксатори порушень встановленого технологічного і організаційного ритму (відсутність заготівель, інструменту, матеріалів, неправильна наладка верстатів, відсутність транспортних засобів для відправки гот овой продукції і т.д.). Наприклад, типовими реєстраторами виробництва є пристрої РИ-7501 (цеховий реєстратор) і РИ-7401 (складський реєстратор).
Засоби відображення інформації призначені для представлення результатів обробки інформації в зручному для практичного використання вигляді. До них відносяться різні друкують устрою , друкарські машинки , термінали , Екрани, табло , графопостроители , індикатори і т.п. Ці пристрої, як правило, безпосередньо пов'язані з ЕОМ або з реєстраторами виробництва і видають або регулярну (регламентну), або епізодичну (за запитом або в разі аварійної ситуації) довідкову, директивну або попереджувальну інформацію.
Апаратура передачі даних здійснює обмін інформацією між різними елементами АСУ (між реєстраторами виробництва і ЕОМ, між координаційно-керуючим центром і цеховими ЕОМ і т.д.), а також між АСУ і суміжними управління рівнями (Наприклад, між АСУП і ОАСУ, між територіальними обчислювальними центрами).
До технічній базі АСУ відносять також засоби оргтехніки (Копіювально-розмножувальну техніку, картотеки, диктофони і т.д.), а також допоміжні і контрольно-вимірювальні засоби, що забезпечують нормальне функціонування основних технічних засобів в необхідних режимах.
Математичне забезпечення АСУ - комплекс програм регулярного застосування, які керують роботою технічних засобів і функціонуванням інформаційні бази і забезпечують взаємодію людини з технічними засобами АСУ. Математичне забезпечення умовно можна поділити на систему програмування, операційну систему, загальносистемний комплекс і пакети типових модулів.
Система програмування Забезпечує трансляцію програми вирішенню задачі, віраженої на зручне для людини формалізованому мовою, на машинний мову , Її налагодження, Редагування и включення в пакет програм для ОБРОБКИ. У систему програмування входять Опису мов програмування, комплекс трансляторів, бібліотека стандартних підпрограм, програми Редагування зв'язків, набори програм, Які здійснюють спадкоємність (програмна) ЕОМ різніх тіпів. Крім того, система програмування зазвичай містить в своєму складі набір програм, що полегшують взаємодію користувача з машиною і дозволяють системі програмування розвиватися в залежності від характеру завдань, що вирішуються споживачем. В якості типових мов програмування для АСУ в СРСР прийняті алгол-68, фортран, кобол, універсальна мова вищого рівня ПЛ-1, а також машинно-орієнтовані мови типу «Ассемблера».
Операційні системи забезпечують функціонування всіх пристроїв ЕОМ в необхідних режимах і виконання необхідної послідовності завдань на реалізацію різних процедур управління. Операційні системи, як правило, є невід'ємною складовою частиною тих обчислювальних засобів, які входять до складу АСУ. Однак в ряді випадків при проектуванні АСУ доводиться розширювати операційні системи для забезпечення спеціальних системних вимог (наприклад, при підключенні до системи специфічних для керованого процесу реєстраторів і систем відображення, при організації діалогових режимів між терміналами та центральним обчислювальним комплексом). У зв'язку з цим дуже важливою складовою частиною операційної системи АСУ є т. Н. генератор систем. Це - програма, яка не входить до складу активної частини керуючих програм і не пов'язана безпосередньо з процесом обчислень, але за допомогою якої можна автоматично генерувати комплекс керуючих програм для системи будь-якої конфігурації. Такий метод є особливо ефективним при використанні ЕОМ в широкому діапазоні АСУ на різних рівнях і на різних об'єктах, коли склад ЕОМ і склад вирішуваних завдань може бути суттєві розходження.
Загальносистемний комплекс охоплює набір програм, які керують роботою обчислювальної системи і периферійних пристроїв (реєстраторів, засобів відображення результатів обробки даних і т.д.). Цей комплекс містить програми спільної роботи декількох ЕОМ, комплексіруемих по різним рівням запам'ятовуючих пристроїв, програми обслуговування каналів зв'язку, дистанційні вирішення завдань в режимі поділу часу, розмежування доступу до інформаційних масивів та ін. До загальносистемних комплексам відносять також інформаційно-пошукові системи , Які здійснюють цілеспрямований пошук необхідних масивів (або формування необхідних масивів з фрагментів даних), їх редагування і видачу споживачу в заданій формі (або передачу цих масивів в пристрій для використання черговими робочими програмами). До них же відносять програми обслуговування засобів, що працюють в реальному масштабі часу, а також обслуговування термінальних пристроїв і засобів відображення інформації.
Пакети типових прикладних модулів (стандартних підпрограм ) Можуть використовуватися в різних комбінаціях при вирішенні тієї пли іншої функціональної завдання. Типовими, наприклад, є прикладні модулі сортування даних, статистичної обробки інформації, обробки мережевих графіків планування і управління, моделювання реальних процесів і ін. До математичного забезпечення АСУ часто відносять також програми функціонального аналізу системи, що забезпечують зручність експлуатації і вдосконалення системи.
Під організаційно-економічною базою розуміється сукупність економічних принципів, методів організації виробництва та управління, схем взаємодії завдань управління на основі правових документів. Сюди входять організаційно-економічний склад і способи формування техніко-економічних показників керованого об'єкта, а також основні принципи підвищення ефективності його функціонування і місце АСУ в загальній системі планування, обліку і регулювання; організація виробництва, праці та управління, яка визначає раціональну структуру об'єкта (цеху, відділу і т.д.), порядок реалізації технологічних маршрутів, найбільш сприятливі умови роботи, що зберігають високу працездатність робітників і службовців, а також науково обґрунтовану систему управління об'єктом, чіткі положення про всіх підрозділах, їх підпорядкованості, обов'язки співробітників і їх відповідальності; організаційно-економічна модель, яка передбачає побудову схеми взаємодії основних завдань АСУ, структури інформаційного потоку, а також методичне забезпечення порядку реалізації завдань і використання результатів їх вирішення; організаційно-правове забезпечення (правові основи і норми створення і використання АСУ, правовий статус циркулюючої в АСУ інформації, а також права та відповідальність посадових осіб). Крім того, організаційно-економічна база включає методичні та інструктивні матеріали, що визначають вплив АСУ на основні показники функціонування об'єкта, оцінку ефективності та шляхи подальшого розвитку АСУ.
Функціональна частина АСУ складається з набору взаємозалежних програм для реалізації конкретних функцій управління (планування, фінансово-бухгалтерську діяльність і ін.). Всі завдання функціональної частини базуються на загальних для даної АСУ інформаційних масивах і на загальних технічних засобах. Включення в систему нових завдань не впливає на структуру основи і здійснюється за допомогою типового для АСУ інформаційного формату і процедурної схеми. Функціональну частину АСУ прийнято умовно ділити на підсистеми відповідно до основних функцій управління об'єктом. Підсистеми в свою чергу ділять на комплекси, що містять набори програм для вирішення конкретних завдань управління відповідно до загальної концепції системи. Склад завдань функціональної частини АСУ визначається типом керованого об'єкта, його станом і видом виконуваних ним завдань. Наприклад, в АСУ підприємством часто виділяють наступні підсистеми: технічної підготовки виробництва; управління якістю продукції; техніко-економічного планування; оперативно-виробничого планування; матеріально-технічного забезпечення; збуту продукції; фінансово-бухгалтерської діяльності; планування і розстановки кадрів; управління транспортом; управління допоміжними службами. Розподіл функціональної частини АСУ на підсистеми вельми умовно, тому що процедури всіх підсистем тісно взаємопов'язані і в ряді випадків неможливо провести чітку межу між різними функціями управління (наприклад, між техніко-економічним плануванням, оперативно-виробничим плануванням і матеріально-технічним забезпеченням). Виділення підсистем використовується для зручності розподілу робіт по створенню системи і для прив'язки до відповідних організаційних ланок об'єкта управління. Структура функціональної частини АСУ залежить від схеми процедур управління, що визначає взаємозв'язок всіх елементів управління і охоплює автоматизовані, частково механізовані і ручні процедури. Функціональна частина більш мобільна, ніж основа, і допускає зміну складу і постановки завдань за умови забезпечення стандартного сполучення з базовими елементами системи.
Перспективним напрямком розвитку АСУ є створення Загальнодержавної автоматизованої системи управління (ЗДАС), яка передбачає взаємний зв'язок управління всіма адміністративними, промисловими і ін. Об'єктами країни з метою забезпечення оптимальних пропорцій розвитку народного господарства СРСР, вироблення напружених збалансованих планових завдань і їх безумовного виконання. Технічною базою ЗДАС стане Єдина державна мережу обчислювальних центрів , Що здійснює інформаційну та функціональну координацію роботи центрів країни.
Літ .: Глушков В. М., Введення в АСУ, 2 вид., К., 1974; Жимерин Д. Г., Мясников В. А., Автоматизовані і автоматичні системи управління, М., 1975.
І. А. Данильченко.
Структурна схема автоматизованої системи управління підприємством АСУП.