Введение в специальность

2.АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.

АСУ/ERP

Приведем определения основных понятий этой темы.

Системы обработки данных (СОД) – системы, включающие вычислительное оборудование и необходимый обслуживающий персонал и выполняющие функции ввода, обработки, запоминания, вывода и управления для осуществления последовательности операции над данными. (ИСО 2383/1-84)

СОД – это система, выполняющая автоматизированную обработку данных и включающая технические средства обработки данных, методы и процедуры, программное обеспечение и соответствующий персонал. (ГОСТ 15971-84)

Данные – события, понятия или команды, которые присваиваются данным посредством соглашений, распространяющихся на эти данные. (ИСО 2382/1-84).

Для уяснения понятия автоматизированной системы управления (АСУ) обратимся к стандартам бывшего СССР. Заметим, что в Республике Беларусь государственные стандарты бывшего

СССР (ГОСТ) имеют статус государственных стандартов Республики Беларусь (Постановление Госстандарта РБ №3 от 17.12.1992г.).

Государственный стандарт бывшего СССР ГОСТ 34.003-90

"Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы.

Термины и определения" дает такое определение автоматизированной системы (АС).

«АС: Система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функции.

Примечания:

1.В зависимости от вида деятельности выделяют, например следующие виды АС: автоматизированные системы управления (АСУ), системы автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) и др.

2.В зависимости от вида управляемого объекта (процесса) АСУ делят, например, на АСУ технологическими процессами (АСУТП), АСУ предприятиями (АСУП) и т. д.».

Заметим, что, несмотря на то, что ГОСТ 34.003-90 является действующим, термин АСУ в настоящее время практически вытеснен термином ERP (Enterprise Resource Planning — планирование ресурсов предприятия); а вместо термина АС специалисты обычно употребляют термин ИТ-система. ERP по сути то же, что и АСУП, но

12

АСУП, в отличие ERP, которые ориентированы на рыночную экономику, разрабатывались применительно к плановой социалистической экономике, Финансирование развития методологии АСУ прекратилось с распадом СССР.

Рассмотрим обобщенную схему АСУ промышленного предприятия (АСУП) концепции 70-х годов прошлого столетия (рис. 2).

Рис. 2. Обобщенная схема АСУП (концепция 70 гг.)

АСУП является сложной человеко-машинной системой, состоящей из двух основных частей: функциональной части (функциональный базис) и обеспечивающей части (системный базис).

Функциональная часть АСУП, которая связана с целевой деятельностью предприятия, включает следующие основные подсистемы:

•Технико-экономическое планирование.

•Техническая поддержка производства.

•Оперативное управление основным производством.

•Управление финансами.

•Бухгалтерский учет.

•Управление кадрами.

•Управление сбытом, экспортными поставками.

Обеспечивающая часть АСУП, которая необходима для автоматизации технологии управления предприятием, включает следующие подсистемы:

13

•информационное обеспечение;

•программное обеспечение;

•техническое обеспечение;

•организационное обеспечение;

•методическое обеспечение;

•лингвистическое обеспечение;

•эргономическое обеспечение;

ГОСТ 34.003-90 дает	следующие определения названным
обеспечивающим подсистемам:

Информационное обеспечение АС – совокупность форм документов, классификаторов, нормативной базы и реализованных решений по объему, размещению и формам существующей информации, применяемой в АС при ее функционировании.

Программное обеспечение АС – совокупность программ на носителях данных и прочих документах, представленных для отладки, функционирования и проверки работоспособности АС.

Техническое обеспечение – совокупность всех технических средств, используемых при функционировании АС.

Организационное обеспечение АС – совокупность документов,

устанавливающих организационную структуру, права и обязанности пользователя и эксплуатационного персонала АС в условиях функционирования, проверки и обеспечения работоспособности АС.

Методическое обеспечение АС – совокупность документов,

описывающих технологию функционирования АС методы выбора и применения пользователями технологических приемов для получения конкретных результатов при функционировании АС.

Лингвистическое обеспечение АС – совокупность средств и правил для формализации естественного языка, используемых при общении пользователей и эксплуатационного персонала АС с комплексом средств автоматизации при функционировании АС.

Математическое обеспечение АС – совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, применяемых в АС.

Эргономическое обеспечение АС – совокупность реализованных решений в АС по согласованию психологических, психофизиологических, антропометрических, физиологических характеристик и возможностей пользователей АС с техническими характеристиками комплекса средств автоматизации АС и параметрами рабочей среды на рабочих местах персонала АС.

Системы ERP (Enterprise Resource Planning — планирование ресурсов предприятия) «выросли» из систем класса MRP II (Manufacturing Resource Planning — планирование ресурсов

14

предприятия). Системы класса ERP базируются на принципе единого хранилища корпоративной бизнес-информации и обеспечивают следующие (основные) функции:

•Ведение конструкторских и технологических спецификаций изготовляемых изделий.

•Формирование планов продаж и производства.

•Планирование потребностей в материалах и комплектующих, сроков и объемов поставок.

•Управление запасами и закупками: ведение договоров, реализация централизованных закупок, обеспечение учета и оптимизации складских и цеховых запасов.

•Планирование производственных мощностей.

•Оперативное управление финансами, включая составление финансового плана и осуществление контроля его исполнения; финансовый и управленческий учет.

•Управления проектами, включая планирование этапов и ресурсов, необходимых для их реализации.

Становление Интернет (Web-технологий) привело к созданию

ERP II (Enterprise Resource and Relationship Processing - управление ресурсами и внешними отношениями предприятия). ERP II имеет два контура: традиционный внутренний, управляющий внутренними бизнес процессами предприятия; и внешний – обеспечивающий взаимодействие с контрагентами и покупателями продукции.

Повышение эффективности бизнес-процессов современного предприятия предполагает интеграцию системы электронной коммерции В2В (Business-to-Business) с ERP/ACY предприятия. В2В — это портал, который предназначен для взаимодействия с фирмамипартнерами, поставщиками, потребителями и инвесторами. В2Впортал, как и любой другой корпоративный Web-портал, представляют собой единую Web-точку доступа к информации, сервисам и приложениям доступную как для внешних, так и для внутренних пользователей. При этом портал, являясь интегратором данных и приложений, не заменяет другие ИТ-системы и приложения. Кроме В2В находят применение и другие виды порталов: В2C (Business-to- Consumer: для потребителя), В2E (Business-to-Employee: для служащих)

Автоматизированные банки информации

Под автоматизированным банком информации понимают человекомашинную систему, которая предназначена для поддержания динамической информационной модели некоторой предметной области с целью обеспечения информационных запросов пользователя.

15

Различают три концепции построения банков информации: банки документов, банки данных, банки знаний.

Банки документов — исторически первые автоматизированные банки информации (под названием ИПС - информационно-поисковая система, появилась в конце 50-х годов прошлого века).

Автоматизированные банки данных появились в начале 70-х годов, банкизнаний— вначале90-хгодов.

Автоматизированные банки информации позволяют решать самые разнообразные задачи. На основе их строятся:

•электронные библиотеки, каталоги, архивы;

•справочные бюро по патентам;

•службы учета торговых операций;

•службы бронирования билетов;

•службы политической информации о событиях в мире;

•электронные финансовые сберегательные банки;

ит.д.

Автоматизированные банки информации находят применение практически во всех сферах человеческой деятельности. Всевозрастающую роль играют они и в деятельности современных предприятий. Стоимость самой информации современного предприятия превышает средств обработки информации, а расходы на поддержку информации составляют половину расходов на информационную технологию.

Информация является важнейшим ресурсом современного предприятия. Состояние данного ресурса и доступность к нему аналитиков и руководителей предприятия в современных рыночных условиях напрямую связаны с конкурентоспособностью продукции предприятия. В этой связи получили распространение так называемые хранилища данных.

Хранилище данных (Data Warehouse) ориентированны на технологию OLAP (On-Line Analytical Processing: оперативный анализ информации). В основе этой технологии лежит идея многомерной модели данных. OLAP представляет собой удобное и быстродействующее средство анализа и просмотра информации, основанное на естественной и интуитивно понятной модели данных в виде многомерного куба, осями координат которого служат параметры анализируемого процесса. Технология OLAP применяется для анализа тенденций и закономерностей, а также принятия управленческих решений.

16

3. ИНТЕГРИРОВАННЫЕ АСУ

Логическая структура интегрированной АСУ (ИАСУ) концепции конца 80-х гг. прошлого столетия приведена на рис. 3.

Рис. 3. Логическая структура ИАСУ.

На рис. 3 обозначены:

АСУП — автоматизированная система управления организационно-экономической деятельностью всех подразделений предприятия.

АСНИ — автоматизированная система управления научными исследованиями, охватывает деятельность научных подразделений, входящих в состав предприятия.

САПР — система автоматизированного проектирования, обеспечивает деятельность проектно-конструкторских подразделений предприятия.

АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства, обеспечивает основную деятельность технологических подразделений предприятия.

АСУ ГПС — автоматизированная система управления гибкой производственной системой (ГПС), обеспечивает основную производственную деятельность предприятия.

АСКК — автоматизированная система контроля качества продукции, обеспечивает основную деятельность служб технического контроля.

Последующее развитие интегрированных АСУ связано с концепцией CALS.

17

Концепция CALS (Computer Aided Logistics Support —

компьютерная поддержка процесса поставок) возникла в 80-х годах в оборонном комплексе США. Она совершенствовалась, дополнялась и, сохранив существующую аббревиатуру (CALS), получила более широкую трактовку: Continuous Acquisition and Life cycle Support —

непрерывные поставки и информационная поддержка жизненного цикла продукции

Под непрерывными поставками (Continuous Acquisition)

понимается постоянное взаимодействие с заказчиком в процессе формализации его требований, формирования заказа и процесса поставки. Поддержка жизненного цикла изделия (Life Cycle Support) отражает системность подхода к информационной поддержке всех процессов жизненного цикла изделия, включая процессы эксплуатации, обслуживания, ремонта и утилизации.

В руководстве по применению CALS в НАТО CALS определяется как «…совместная стратегия государства и промышленности, направленная на совершенствование существующих процессов в промышленности, путем их преобразования в информационноинтегрированную систему управления жизненным циклом изделий». Русскоязычное наименование этой концепции и стратегии — ИПИ (Информационная Поддержка жизненного цикла Изделий).

Поскольку термин CALS имеет военную окраску, то в гражданской сфере используются также термины PLCS (Product Life Support поддержка жизненного цикла изделия) или PLM (Product Life Management -- управление жизненным циклом изделия).

CALS-технологии сложны и имеют высокую стоимость, но их внедрение позволяет резко сократить сроки разработки и изготовления сложных изделий, например, срок разработки аэробуса А-360 был сокращен до 3-х лет против обычных 10-12 лет. Представление о стоимости CALS-технологий можно составить на примере разработки виртуального предприятия (1990-1995 гг.), на разработку программного обеспечения которого General Motors затратила 3 млрд. долларов. Поэтому внедрение CALS-технологии является делом государственной политики.

Виртуальное предприятие (ВП) представляет собой группу производств объединенных единым информационным пространством, организующим весь жизненный цикл продукта или услуги. Концепция ВП появилась в литературе около 10 лет назад. Термин «виртуальное предприятие» был предложен по аналогии с понятием виртуальной машины. Существуют различные интерпретации термина ВП.

18

4. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ Классификация информационных сетей

Информационные сети классифицируются по многочисленным признакам: по масштабности, по особенностям архитектуры, по

целевому назначению, по способам коммутации и т.д.

Упрощенная схема классификации информационных сетей приведена на рис. 4.

Информационные сети

Масштабы				Особенности архитектуры					Целевое назначение
	Глобальные				Коммуникационные					Общего назначения
	Городские				Компьютерные					Специального
										назначения
	Локальные

Рис. 4. Упрощенная классификация информационных сетей.

По масштабности в настоящее время информационные сети принято делить на глобальные (широкомасштабные), городские и

локальные сети.

Глобальные сети (WAN -- Wide Area Network). Скорости передачи данных в WAN лежат в диапазоне от десятков Кбит/с до сотен Гбит/с. WAN сеть содержит сложные маршрутизаторы пакетов, которые вводят значительные паузы при маршрутизации трафика. Глобальная сеть не имеет единого хозяина: ее участки принадлежат разным хозяевам.

Городские сети (MAN -- Metropolitan Area Network) являются сравнительно новым видом сетей. Технологии MAN позволяют взаимодействовать в географических областях средних размеров (размер большого города) и работают на скоростях от средних до высоких (от десятков Кбит/с до десятков Гбит/с). MAN работают с меньшими паузами, чем WAN, но не могут обеспечить взаимодействие на таких же больших расстояниях. Типичные MAN работают со скоростями от 56 Кбит/с до 1000 Мбит/с. В технологиях MAN сеть содержит активные коммутирующие элементы, которые приводят к появлению коротких задержек.

Локальные сети (LAN -- Local Area Network). LAN обычно занимают пространство комнаты, здания, университетского городка. Работают со скоростями от 4 Мбит/с до единиц Гбит/с. В LAN каждый

19

компьютер обычно содержит сетевое интерфейсное устройство, соединяющее компьютер с сетевой средой.

По особенностям архитектуры сети делятся на коммуникационные (транспортные) и компьютерные.

Транспортные сети предназначены для обеспечения связи и информационного обмена между территориально разнесенными пользователями. Транспортные сети (аналоговые и цифровые)

подразделяются на первичные и вторичные.

Первичная сеть представляет собой совокупность типовых каналов, групповых трактов, сетевых узлов, сетевых станций.

Вторичные сети организуются на базе первичной сети и подразделяются на телефонные, телеграфные, телевизионные, звукового вещания, передачи данных.

По используемой среде линии связи подразделяются на:

•проводные (сигналы распространяются вдоль непрерывной направляющей среды): воздушные, кабельные, волноводы,

оптоволоконные, сверхпроводящие кабельные линии;

•радиолинии (сигнал распространяется посредством радиоволн

воткрытом воздушном пространстве): наземные; радиорелейные;

космические.

В настоящее время (2002 г.) по масштабности (по территориальному признаку) транспортные сети подразделяют на три категории:

1.Сетевое ядро, соединяющее города, страны и континенты. Требование по пропускной способности от единиц до сотен Гбит/c. Верхняя граница для США, Западной Европы и Японии; нижняя – для развивающихся стран).

2.Городская транспортная сеть (от сотен Мбит/с до десятков Гбит/c).

3.Сеть доступа (от единиц до сотен Мбит/с). Конечные пользователи могут подключаться к сети доступа в диапазоне скоростей от десятка Кбит/с до единиц Мбит/с.

По целевому назначению информационные сети подразделяются на: информационные сети общего назначения и

информационные сети специального назначения.

Информационные сети общего назначения. Эти сети предназначены для широкого круга пользователей. Примеры, сеть коммутации пакетов общего назначения Х25, телефонная сеть общего пользования (ТСОП), Интернет.

20

Информационные сети специального назначения. Такие сети

ориентированы либо на определенную предметную область (сети САПР, АСНИ и т.д.), либо на определенную группу пользователей (корпоративные сети, виртуальные частные сети).

Корпоративные сети. Корпоративная сеть это сеть корпорации, т.е. сеть объединения предприятий, работающих под централизованным управлением и решающих общие задачи. Как правило, корпорация представляет собой сложную структуру, имеет распределенную иерархическую систему управления.

Предприятия, отделения и административные офисы корпорации могут находиться на достаточно большом удалении друг от друга, что приводит к необходимости использования технологии не только локальных, но и глобальных и городских сетей. Современные корпоративные сети (начало 1995 г.) базируются на технологии интранет (технология интернет в рамках корпоративной сети; Интернет, Интранет, Экстранет; особенности защиты сети).

Виртуальные частные сети (Virtual Private Network – VPN). (Термин впервые применен в 1970-х годах; дешевые телефонные ререговоры). VPN позволяет частным пользователям, работающим дома или находящимся в дороге, подключаться к VPN-серверу частной сети (интрасети некоторой организации) через общедоступные сети (например, Интернет). VPN-сервер обеспечивает безопасность логических соединений. Для пользователей, не имеющих разрешение на VPN-подключение к интрасети, эта сеть недоступна и не видна в сетевом окружении.

21