Проектирование автоматизированных систем на микроуровне
3
При подходе "снизу вверх" сначала рассматривают нижний уровень – непосредственное управление технологическим процессом, и определяют возможность и целесообразность его автоматизации, а затем переходят к оперативному управлению и т.д. В остальном подход аналогичен описанному выше.
Возможен принципиально иной подход, когда рассматривается в качестве самостоятельного объекта одна или несколько функциональных подсистем, например управление капитальным строительством, .материально-техническим снабжением, бухгалтерский учет и к ним применяется один из описанных выше подходов. Таким же образом можно рассматривать комплексы задач внутри функциональных подсистем: составление сетевых графиков строительства, снабжение изделиями определенного профиля, расчет зарплаты и др. Подход является довольно распространенным и дает известный экономический эффект, однако он заведомо ниже, чем мог бы быть при включении данного комплекса задач в подсистему. Кроме того, в этом случае совершенно необходимо предусмотреть возможность последующей стыковки выделенного комплекса задач с другими, иначе его придется практически разрабатывать заново. Избежать серьезной доработки удается лишь очень опытным разработчикам и только при условии предварительной проработки всей подсистемы в целом. Поэтому такая последовательность автоматизации отдельных функций должна иметь достаточно весомое обоснование.
В полученном тем или иным способом перечне функций, подлежащих автоматизации, их располагают по приоритету, обычно в порядке убывания экономической эффективности их автоматизации. Из этого перечня выбирают первые функции в том объеме, который определяется ограничениями на выделенные ресурсы – количество разработчиков, технические средства, директивные сроки и т.п.
В большинстве случаев в состав очередей включают не функции целиком, а отдельные комплексы задач. Такой подход при ограниченных ресурсах вполне оправдан, однако необходимо помнить, что выделенные комплексы задач должны составлять единую систему, а не просто набор независимых задач. Это удается сделать, если вначале составить укрупненную схему будущей системы в разрезе очередей. При этом для каждой очереди должны быть определены взаимосвязи комплексов задач – последовательность решения и выдачи результатов, использования одними комплексами выходной информации других, обработка данных на общих технических средствах, единая информационная база и т.п. Одновременно определяют внешние связи подсистемы по входной и выходной информации в сопоставлении со входами и выходами комплексов задач. Дополнительно проводят анализ воздействия выделенных комплексов задач на управляемую систему, определяя целостность, системность этих воздействий.
При выборе комплексов задач управления оценивают возможность существенного улучшения методов управления по сравнению с применяемыми в "ручной" системе, введения более четкого контроля за основными параметрами хода производства, снижения трудоемкости сбора и обработки информации, повышения оперативности и достоверности используемой при управлении информации.
Постановка задачи. Одной из серьезных трудностей, стоящих перед разработчиками АСУ, является определение перечня задач, реализующих некоторую функцию управления, и их формальная постановка. Трудность заключается в том, что надо сначала понять, как эта функция реализуется в "ручной" системе, какие для этого решают задачи и какие методы используют, а затем постараться выявить иные задачи и найти более эффективные методы. Психологические свойства человека таковы, что чем привычнее становится существующая система, тем труднее представить себе иные способы достижения конечного результата. Однако поиск новых задач и методов совершенно необходим, иначе будет создана система, автоматизирующая все недостатки "ручной".
Как и при выявлении подлежащих автоматизации функций, решению этой проблемы помогает концепция материальных и информационных потоков. Дискретизируя во времени и в пространстве движение материальных потоков, для каждой точки, в которой возможны существенные изменения состояния этих потоков, определяют их чувствительность к управлению и необходимые управляющие воздействия исходя из набора технологических операций, выполняемых до и после этого состояния. Получив набор управляющих воздействий, определяют возможность их группирования по функциям управления. Таким образом выявляют, по каким функциям управления или подсистемам, какие должны выдаваться управляющие воздействия, в какие моменты времени и в каких точках производственного процесса. Далее определяют, какими методами, путем решения каких задач могут быть получены необходимые управляющие воздействия, желательно оптимальные.
В дальнейшем, сопоставляя определенные на содержательном уровне новые задачи с аналогичными решаемыми в "ручной" системе, оценивают преимущества и недостатки предлагаемых задач и методов относительно существующих. Здесь важно избежать как переоценки, так и недооценки замечаний квалифицированных представителей заказчика, поэтому в процессе обсуждения нужно стремиться к выяснению истинных причин, по которым заказчик не принимает те или иные предложения разработчика.
После уточнения перечня и содержательной постановки задач по каждой функции переходят к формальным постановкам отдельных задач. Суть ее – в формальной записи целевой функции и ограничений для оптимизационных задач или в записи формул и уравнений для задач прямого счета, или в любом ином виде формальной записи содержания задачи.
Формальная постановка задачи сопровождается изложением ее организационно-экономической сущности (описанием задачи на содержательном уровне), с указанием круга объектов, для которых она предназначена; обоснованием необходимости ее решения; описанием исходных данных и получаемых результатов. Определяются связи данной задачи с другими; требования к решению задачи: периодичность решения, предельные сроки получения результатов, необходимая точность расчета и другие специфические условия.
Для каждой задачи должен быть определен метод решения, позволяющий получить требуемые результаты наиболее эффективным путем с наименьшими затратами ресурсов ЭВМ, простотой ввода данных, если это требуется делать вручную, наглядностью получаемых результатов, удобством их использования. Далее необходимо составить алгоритм расчета в виде схемы с пояснениями: порядок и последовательность ввода исходной информации, ее источник (массив данных или ввод с пульта); порядок расчетов, выдача данных на дисплей или печать, или запись на машинный носитель. Следует предусмотреть методы контроля достоверности входной и выходной информации, а при необходимости – меры защиты от несанкционированного доступа.
Для проверки задачи, охватывающей ее постановку, алгоритмизацию, программирование и проведение расчетов на ЭВМ, подготавливается контрольный пример. Он включает исходные данные, которые могут быть как реальными, так и специально подобранными. Объем их может быть меньшим или равным тем объемам, которые реально ожидаются в системе. Подбор исходных данных не является отладочным тестом для программ, он предназначен для проверки правильности решения данной задачи, с точки зрения пользователя, т.е. реализации некоторой функции управления. Поэтому должен быть предусмотрен метод проверки правильности получаемых результатов. Результаты постановки задач целесообразно представить в виде системных спецификаций.
Скачать реферат