Контрольные вопросы

1. Назовите основные этапы жизненного цикла ИС.

2. Чем должно заканчиваться решение задачи в ИС?

3. В чем состоит отличие в истории развития ИС в СССР и за рубежом?

4. Назовите основные принципы разработки ИС.

5. Перечислите проблемы, возникающие в процессе разработки ИС.

6. В чем состоит содержание работ предпроектной стадии?

7. Какая из групп проблем разработки ИС решается наиболее сложно?

8. В каких ситуациях возникает необходимость выполнения эскизного проекта ИС?

9. В чем состоит основное содержание технического проекта ИС?

10. В чем состоит основное содержание рабочего проекта ИС?

11. Как можно обосновать выбор критерия оптимальности?

12. Почему на ваш взгляд отсутствует математическое обоснование выбора критерия оптимальности?

13. В чем причина небольшой доли задач, решаемых с использованием методов моделирования в общем количестве задач КИС?

Глава 2. Современные корпоративные информационные системы

1. Идеология и структура кис

В первой главе учебного пособия были изложены понятия и концепции автоматизации управления производством, сформулированные ещё в 60 - 80-ых годах ХХ века в СССР, но не потерявшие актуальность и в настоящее время. Параллельно с отечественным развитием ИС, шло развитие ИС и за рубежом. Принципиальным отличием «западного» подхода к построению ИС является формирование некоторых стандартов управления производством и разработка на их основе типовых корпоративных информационных систем (КИС). Подробно история и особенности современных КИС изложены в [5,6].

Основные стандарты, на базе которых разрабатываются КИС – это стандарты MRP и ERP. Развитие стандарта MRP/ERP показано в табл. 2.1.

Таблица 2.1.

Развитие стандартов управления

Годы	Обозначение	Характеристика
1945	«30 glorieuses»	Принципы организации производства, заложенные Тейлором (F.W.Tayle – H.Ford).
1965	MRP 0	Планирование потребностей в материалах (O.Wight- J.Orlicky), расчет потребностей нетто.
1975	MRP I	Планирование потребностей в материалах по замкнутому циклу (Cloosed Loop Material Requirment Planning), включая составление производственной программы и контроль ее исполнения на цеховом уровне (Miller – Sprague).
1980	MRP II	Планирование производственных ресурсов на основе данных, полученных от поставщиков и потребителей, ведение прогнозирования, планирования и контроля за производством.
1985	MRP II +	Появление идеологии JIT (Just in Time - точно в срок), комбинация с элементами «Канбан системы» (S.Shingo – M.Ohno). Добавление системы OPT (E.Goldratt) – оптимизация «узких мест».
1990	ERP	Планирование ресурсов предприятия. Добавление DRP (Distribution Resource Planning - планирование ресурсов для распределения) и FRP (Financial Resource Planning – финансовое планирование).
1996	Extend ERP	Supply Chain – управление цепочками поставок, позволяющее направлять и контролировать движение материальных и информационных потоков от поставщика к потребителю.
2001	ERP II	Customers Relationship Management (CRM) – управление отношениями с покупателями

На сегодня модель MRP/ERP включает в себя следующие подсистемы, которые часто называют также блоками или сериями (рис.2.1.):

Рис.2.1. Подсистемы модели MRP/ERP

Рассмотрим более подробно, какие функции выполняются в каждой из перечисленных подсистем:

Подсистема Управления запасами обеспечивает реализацию функций мониторинга запасов и регулирования и инвентаризация складских остатков.

Подсистема Управления снабжением реализует следующие функции заказы на закупку, график поставок, планирование потребности в материалах, понимаемое как управление заявками на закупку.

Базовыми функциями подсистемы Управления сбытом являются:

– квотирование продаж,

– заказы на продажу (счета фактуры),

– график продаж потребителям,

– конфигурирование продуктов,

– анализ продаж,

– управления ресурсами распределения.

В подсистеме Управления производством реализуются следующие функции, соответствующие различным типам производственных процессов:

– спецификация изделий, определяющая, какие материалы и комплектующие используются в производимом изделии,

– операции/центры переработки, включает в себя описание цехов, участков, рабочих мест,

– технологические процессы производства продукции с маршрутизацией по рабочим центрам для объемного (процессного) производства,

– наряд-задание (сменное задание) на производство работ для позаказного и мелкосерийного производства,

– управление трудозатратами (диспетчирование),

– поточное производство (для серийного и массового производства),

– управление качеством, то есть описание различных проверок изделий во время производственного процесса.

В модели MRP/ERP предусматривается сквозное планирование, согласование и оперативная корректировка планов и действий снабженческих, производственных и сбытовых звеньев предприятия.

Подсистема Планирования реализует следующие функции:

– финансовое планирование товарно-номенклатурных групп (ТНГ),

– главный календарный график или объемно календарное планирование,

– планирование распределения ресурсов,

– планирование потребности материалов,

– планирование потребления мощностей.

Подсистема Управления сервисным обслуживанием активно используется компаниями, которые не только производят и продают свою продукцию, как, например, производители продовольствия, но и обеспечивают послепродажное техническое обслуживание и техническую поддержку своей продукции. Подсистема обеспечивается полный спектр необходимых функций – от создания графика технического обслуживания, заказа комплектующих, учета контрактов на обслуживание и формирования счетов до учета прибыли, получаемой от послепродажного обслуживания.

Подсистема Управления цепочками поставок предназначена для обеспечения эффективного управления материальными и соответствующими им информационными потоками: от поставщика через производство к потребителю. Реализованная в подсистеме идеология «управления глобальными цепочками поставок» дает промышленным предприятиям возможность представлять свою деятельность в виде так называемых эффективных цепочек логистики: от поставщиков сырья и комплектующих до продажи готовых изделий конечному потребителю, при этом обеспечиваются широкие возможности управления транснациональными компаниями, координации распределенного между многими дочерними компаниями производства.

В соответствии с идеологией MRP/ERP, подсистема Управления финансами полностью интегрирована со всеми остальными подсистемами и позволяет оперативно получать информацию о финансовых потоках, связанных с потоками материальными, о текущем финансовом состоянии компании, и помогает находить оптимальные финансово-экономические решения. Сквозное управление материальными потоками находит свое отражение в управлении финансовыми потоками (движении денежных средств).

В подсистеме реализована функциональность:

– главная бухгалтерская книга, предназначенная для отражения финансовых транзакций и ведения бухгалтерского учета,

– мультивалютность, для ведения учета в разных валютах,

– дебиторская задолженность,

– кредиторская задолженность,

– заработная плата,

– управление себестоимостью,

– управление платежами,

– учет основных средств.

В настоящее время, несмотря на практическое исчезновение термина АСУ как системы управления предприятием, сохранились и продолжают развиваться автоматизированные системы специализированного назначения (Рис.2.2.).

Рис.2.2. Схема взаимосвязи информационных систем различного назначения и производственных процессов предприятия

К таким системам относятся:

• автоматизированные системы научных и производственных исследований и испытаний (АСНИ),

• автоматизированные системы управления отдельными производствами, цехами, участками, а также АСУ гибких производственных систем (АСУ ГПС),

• автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), которые совместно с современным высокопроизводительным комплексом основных и вспомогательных агрегатов и машин образуют автоматизированный технологический комплекс (АТК),

• системы автоматизированного проектирования конструкторского и технологического назначения (САПР),

• гибкие автоматизированные производственные системы и комплексы (ГПС).

Требования по повышению уровня организации производства, обеспечению координации деятельности всех подразделений производственного объединения и предприятия можно удовлетворить только путем интегрирования всех функций управления в единую интегрированную систему управления, которая может быть с современных позиций названа интегрированной информационной системой (ИИС).

Важными задачами создания ИИС для научно-производственных объединений являются сокращение длительности цикла от разработки до серийного выпуска промышленных изделий, повышение гибкости производства и как следствие — сокращение затрат на подготовку производства новых изделий и экономия ресурсов в ходе производства.

ИИС предприятия обеспечивает автоматизацию процессов управления технической подготовкой производства, производственно-хозяйственной деятельностью по изготовлению и реализации продукции, прогнозирование технического и экономического развития.

Включение в состав ИИС систем различного функционального назначения, имеющих существенные различия по времени реакции и периодичности работы, определяет необходимость постановки и решения сложных задач координации взаимодействия компонентов ИИС с различной периодичностью, организации информационных потоков между уровнями управления, управления взаимодействием технических средств различных уровней, объединенных в комплексы и сети.

Набор автоматизированных функций управления в ИИС существенно расширяется по сравнению с локальной ИС, охватывая дополнительно сферу вспомогательного производства, управления научно-исследовательскими работами (НИР) в едином комплексе с конструкторской и технологической подготовкой производства и управлением основным производством, сферу управления качеством, транспортом, внешними связями предприятия.

В области экономико-организационного обеспечения развитие ИИС идет по следующим направлениям:

• расширение состава (путем ввода новых подсистем и расширения состава задач в традиционных подсистемах),

• охват автоматизированным управлением всего жизненного цикла изделия — от научно-исследовательских разработок до технологических процессов, контроля и анализа функционирования и надежности изделия в эксплуатации,

• последовательная автоматизация всех уровней управления — от отрасли до технологических операций на рабочих местах,

• интеграция функций управления, реализуемых на всех функциональных и временных уровнях и по всем элементам технологического цикла,

• использование методов оптимизации,

• переход от информационно-справочных систем к системам информационно-управляющего типа, вырабатывающим предписания и управляющие команды, подготавливающие альтернативные варианты управленческих решений,

• внедрение режима диалога с ЭВМ для непосредственного участия человека в процессах решения задач управления и корректировки результатов их решения, в том числе в системах автоматизированного проектирования,

• создание робототехнических комплексов и «безлюдной технологии».

В области информационного обеспечения развитие ИИС идет за счет:

• создания единых баз данных, обеспечивающих минимизацию общего объема данных и их рациональное использование на различных уровнях управления, в том числе создания иерархических и распределённых баз данных,

• создания систем управления базами данных, обеспечивающих наиболее рациональные организацию, обслуживание и поиск информации в базах данных, информационную совместимость баз данных, логическую и физическую независимость данных, распределение баз данных между разными ЭВМ, построение реляционных баз данных,

• информационной увязки функций управления в ИС различных уровней.

В области технического обеспечения развитие ИИС идет за счет:

• применения мини- и микро-ЭВМ для автоматизации технологических процессов и организационного управления; создания многомашинных и многопроцессорных комплексов для сложных комплексных АСУ,

• создания сетей средств вычислительной техники, включая периферийные технические средства.

Одним из сложных методических вопросов является создание ИИС путем комплексирования систем различного функционального назначения, отличающихся программно-алгоритмическими и техническими особенностями, временем реакции и периодичностью выполнения функции. Для осуществления этой задачи необходимы координация взаимодействия компонентов ИИС, организация соответствующих информационных потоков между уровнями управления, обеспечение взаимодействия технических средств различных уровней, объединенных в комплексы и сети, в особенности обеспечение комплексной надежности ИИС за счет повышения надежности программного, информационного, технического и организационного обеспечения и качества методического обеспечения ИИС.

ИИС обеспечивает согласованное и координированное решение задач с учетом временной и уровневой иерархии за счет разделения общей задачи управления по фазам планирования, регулирования, учета, анализа, а также временной иерархии задач внутри каждой фазы. В ИИС обеспечиваются координация процессов исследования хода производства, оперативного и перспективного планирования и адаптация системы за счет изменения состава и взаимосвязей между задачами, а также характера взаимодействия между ее компонентами.

Можно выделить множество различных частных концепций ИИС, в которых на первый план в зависимости от целей интеграции могут выступать проблемы технической, информационной, программной, организационной совместимости и взаимодействия, функциональной интеграции, организации согласованной работы между различными видами ИС (ИС-АСУ ТП, ИС-САПР и т. д.), интеграции автоматизированной и неавтоматизированной частей системы управления, отдельных фаз цикла управления, системы автоматизированной обработки данных, а также данных, необходимых для принятия решений. Выбор преимущественного направления интеграции ИС может быть осуществлен на основе оценки функциональной структуры ИИС, эффекта, получаемого в результате совместного и согласованного функционирования локальных ИС, а также затрат на обеспечение их совместимости и взаимодействия.

Системный анализ функционирования предприятия требует рассмотрения изучаемых явлений и процессов комплексно, с учетом их внешних и внутренних связей, существенных с точки зрения целей, поставленных перед системой. Применительно к проблеме создания интегрированных ИС это требует регулярного осуществления следующего комплекса работ (Рис 2.3.):

Как показывает анализ, наибольший эффект может быть получен, когда три уровня управления — локальные функциональные подсистемы, подсистема оперативного управления и координации и подсистема планирования — будут рассматриваться как единое целое. При этом анализ внешней среды и выявление экономически оправданного набора заданий целесообразно считать функцией подсистемы более высокого уровня, которая задает подсистеме планирования производства объем и номенклатуру подлежащей изготовлению продукции.

Определение целей интегрированной системы

Выделение локальных объектов управления

Установление структуры целей и задач объекта управления

Выявление и анализ существенных внешних и внутренних связей

Переход к совместному функционированию локальных частей системы

Установление способа функционирования объекта и выделенных частей в динамике

Определение способов комплексирования задач управления

Определение направлений интеграции системы управления

Внедрение локальных систем и достижение локальных целей

Рис. 2.3. Комплекс работ создания ИИС

Такой подход позволяет создать систему, в которой интеграция информации, требуемой для принятия решений на каждом уровне («горизонтальная» интеграция), сочетается с интеграцией функций управления по уровням («вертикальная» интеграция).

Одним из важнейших направлений развития современных КИС стало использование стандартов серии ИСО 9000 в качестве базы для повышения качества Готовой Продукции. В таблице 2.2. соотнесено развитие стандартов ERP с развитием принципов управления качеством. Оба направления («организация и управление производством» и «управление качеством») неразрывно связаны между собой, и являются инструментами повышения потенциала предприятия (под потенциалом понимается перспектива получения предприятием прибыли в будущем)[6].

Таблица 2.2