книги / Проектирование систем управления технологическими процессами и производствами
..pdf►- материальный поток
-управляющий поток
хранилища данных
Разработчики проектов СУ могут использовать все вышеприве денные методы, но также вправе использовать свои методы описания операционных диаграмм. Однако в любом случае особое внимание необходимо уделять наименованию потоков данных и операций. Следует по-разному обозначать информационные, материальные и управленческие потоки. На протяжение всего проекта необходимо использовать единые правила составления операционных диаграмм, то есть пользоваться одними графическими изображениями и правилами нанесения пояснительных надписей.
Документирование операций производится при помощи специ альных бланков операций, включающих следующие реквизиты:
-имя операции;
-кем используется операция;
-когда совершается операция;
-место совершения операции;
-входные потоки данных;
-выходные потоки данных;
-какие ресурсы (технические, программные, человеческие) используются операцией;
-какие изменения происходят за счет совершения операции;
-производительность операции;
-кто осуществляет контроль операции и методика его осущест
вления.
Для каждой конкретной операции определяются пути возможной автоматизации.
При определении входных и выходных данных в существующей системе необходимо провести их обобщенный логический анализ, в основе которого лежат операции и операционные диаграммы. На этой основе разрабатывается логическая схема данных, в которой больший упор делается не на конкретную обработку данных операцией, а на сами входные и выходные данные, а также на их взаимосвязь с другими операциями. Сама операция (на данном этапе) рассмат ривается специалистом по системному анализу в виде “черного ящика” (рис. 4. 4):
Рис. 4.4. Логическая схема данных
Выявление недостатков существующей системы является слож ным этапом работы специалистов по системному анализу, так как помощи от пользователя или заказчика ждать не приходится. Заказчик новой системы обычно считает, что все организационные вопросы, а в месте с ними и все операции, описывающие технологический (производственный) процесс, оптимальны и удобны для работы. Поэтому вся нагрузка по выявлению недостатков в существующей системе ложится на специалистов по системному анализу. При выявлении недостатков следует наибольшее внимание уделять:
-дублированию в организации функций и информации;
-адекватности процедур контроля информации;
-неточностям и ошибкам в описаниях функциональных обязанностей конкретных специалистов или подразделений сущес твующим реалиям;
-перегрузкам или недогрузкам в потоках информации по операциям;
-выявленным “узким” местам.
В процессе обследования существующей системы постоянно ведется документирование всех этапов работы, а по завершении об следования проверяется комплектность документации и ее непроти воречивость.
На основании подготовленной документации совместно с пользо вателем (заказчиком) проводится критический анализ результатов обследования существующей системы. Уточняются границы иссле дования, функции выявленных операций и операционных диаграмм, определяется степень соответствия операционных диаграмм реалиям производственного процесса.
4.3. Определение требований к системе управления
Определение требований к системе управления является наибо лее ответственной задачей в структурном анализе, так как от этого зависит качество создаваемой СУ. Алгоритм определения детальных требований к новой системе на основе критического анализа тре бований с учетом их влияния на существующую систему приведен на рис. 4.5.
Определение детальных требований осуществляется разработ чиком непосредственно с пользователем (заказчиком) автоматизиро ванной системы. Совместно уточняются ключевые факторы эффек тивности системы. После проведения анализа и количественной оценки они сопоставляются с характеристиками и КФЭ существую щей системы (которые были выявлены на этапе реализуемости разработки системы).
Оценка ключевых факторов эффективности разрабатываемой СУ проводится с учетом:
-оперативности поставки информации;
-точности и своевременности информации;
-возможности накопления и проведения анализа информации;
-графика работы персонала организации;
-использования целевых установок, позволяющих полностью автоматизировать выполнение всех операций;
-возможностью создания отчетных форм.
Определение детальных требований к проектируемой СУ прово дится по двум основным направлениям:
1) определение возможных изменений в функционировании производства;
2)определение новых системных интерфейсов.
Впроцессе определения возможных изменений в новой системе выявляются особенности существующей системы, препятствующие достижению поставленных целей (определенных на этапе постановки задачи на проектирование системы управления). Операции сопостав ляются с системными задачами, а результаты этого сопоставления отражаются в матрице. Пример матрицы сопоставления приведен в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Матрица сопоставления операций с системными задачами
Цели системы ч ^ (системные задачи)
Основные ^ ч . операции Чч^
Операциям, которым необходимы изменения при переходе со старой системы (неавтоматизированной) на новую (автоматизи рованную), в столбцах матрицы ставится После того как таблица составлена, специалист в области системного анализа делает вывод по тем операциям, которым требуются изменения при построении новой системы. Новая система должна включать все операции, кото рые подвергаются изменениям и тем самым переводят систему в новое состояние.
Прирешении задачи определения новых системных интерфейсов
выявляются все потоки данных между измененными и неизме ненными операциями, определяются потоки данных к внешним объ ектам и хранилищам данных. Потоки данных делятся на входные и
выходные и проверяются с целью определения точной структуры данных и требований по их актуализации. Определяются способы реализации системных интерфейсов и потоков данных.
Скоординированное взаимодействие между всеми подразде лениями, оперативная обработка и анализ получаемых данных, долговременное планирование и прогнозирование состояния рынка - вот далеко не полный перечень условий, которые позволят решить задачу разработки и внедрения современной автоматизированной системы.
4.4. Анализ информационных потоков производства. Анализ данных объекта автоматизации
Анализ информационных потоков и данных позволяет избежать неточностей, а значит и соответствующих корректировок проекта на стадии детального проектирования системы.
Основой для проведения анализа данных является документация по обследованию объекта автоматизации. В результате анализа дан ных получают обобщенное представление о структуре данных, уточ няются и проверяются результаты исследований детальных требо ваний к системе, определяются элементы данных. Блок-схема алго ритма анализа данных при проектировании систем управления приведена на рис. 4.6.
Анализ данных объекта автоматизации, на этапе структурного анализа, решает следующие задачи:
-критический анализ детальных требований к новой системе управления;
-определение состава логических хранилищ данных;
-логическое проектирование данных;
-определение состава потоков данных и описание элементов данных;
-проведение критического анализа результатов;
-составление документации по анализу данных.
Критический анализ детальных требований к новой системе управления
Критический анализ детальных требований к новой системе управления проводится специалистом по системному анализу.
Рис.4.6. Блок-схема алгоритма анализа данных
Цель анализа - еще раз убедиться, что детальные требования к проекту системы управления не содержат грубых ошибок. В случае выявления неверных представлений о сфере деятельности организа ции необходимо вернуться к задаче “Определение требований к системе управления”.
В процессе критического анализа необходимо установить, что хранилища данных содержат не менее одного типа данных. В ко нечном итоге это позволит понять логику работы системы.
Параллельно с проведением критического анализа решается задача определения состава логических хранилищ данных, которые рассматриваются в качестве логических группировок элементов данных. Для каждого хранилища данных детально определяется состав элементов данных.
Логическое проектирование данных
Логическое проектирование данных ведется методом реляци онного анализа данных, который позволяет получить детальную логическую схему данных новой системы управления. Правила реляционного анализа применяются к записям и хранилищам данных, представленных в виде линейных списков элементов данных. Согласно основным правилам реляционного анализа необходимо:
-для всех типов данных определить первичные ключи;
-выделить повторяющиеся группы и в каждой указать пер вичный ключ новых типов данных (1-я нормальна форма);
-удалить элементы данных, зависящие от отдельных компо нентов первичного ключа. Эти элементы образуют новые типы данных, причем компоненты ключа, от которых они зависят; стано вятся первичными ключами новых типов данных (2-я нормальная форма);
-удалить элементы данных, связанные с другими элементами данных, и создать новые типы данных. Первичными ключами ста новятся те элементы данных, от которых зависели удаленные эле менты (3-я нормальная форма);
-проверить все ли элементы данных каждого типа данных описывают лишь полный ключ этого типа данных. Отрицательный результат свидетельствует об ошибках на ранних этапа* приведения
кнормальным формам;
-объединить все элементы данных в различных типах данных, которые зависят от общего ключа;
-каждому полученному типу данных поставить в соответствие мнемоническое имя.
Процедура логического проектирования данных предусмат ривает следующие действия:
-выбираются повторяющиеся группы элементов данных;
-повторяющиеся группы приводятся к 1-й нормальной форме, то есть каждая группа выделяется в самостоятельный тип данных с уникальным ключом;
-производится проверка на соответствие каждого элемента данных объекта идентифицируемого ключом;
-если объект данных в 1-й нормальной форме можно разло жить на две составляющие, в каждой из которых элементы данных зависят полностью от ключа, то он приводится ко 2-й нормальной форме.
Определение состава потоков и описание элементов данных
При определении состава потоков и описании элементов данных рассматриваются все потоки данных. Потоки, взаимодействующие с хранилищами данных, представляются в терминах одного или нескольких типов данных. Необходимо убедиться, что потоки данных не противоречат друг другу. Для каждого элемента данных дается полное описание, определяются формат, диапазон значений и синонимы его имени.
Критический анализ результатов
При критическом анализе результатов проверяется комплект ность и точность информации по анализу данных, ее соответствие требованиям к новой системе. Результаты критического анализа со гласуются с заказчиками и пользователями.
Документация по анализу данных включает в себя списки типов данных и описание логических записей на уровне элементов данных.
Проработка проекта новой системы управления
Проработка проекта новой системы управления базируется на требованиях к новой СУ. На этой стадии выполняется большой объем рутинных работ: завершается описание функций новой системы,
прорабатываются все детали проекта, проверяются и определяются интерфейсы между автоматизируемыми и ^автоматизируемыми компонентами системы. Блок-схема алгоритма стадии проработки проекта новой системы управления приведена на рис. 4.7.
Проработка проекта новой системы управления производством включает решение следующих задач:
-расширение операционных диаграмм;
-определение автоматических, автоматизируемых и ручных
операций;
-определение входных и выходных данных, форматов экранов терминалов;
-сопоставление операций и логической структуры данных;
-оценка ресурсов;
-критический анализ проекта новой системы.
Расширение операционных диаграмм всегда связано с необхо димостью введения дополнительных операций, характер которых определяется границей автоматизации объекта. В общем случае к этим операциям относятся процессы:
-контроля;
-исправления ошибок;
-управления пакетами и потоками заданий;
-подключения и отключения терминалов;
-доступа и шифрации;
-И др.
Эти операции представляются на логическом уровне, но отра жают технические аспекты автоматизированной системы. Для них определяются интерфейсы или разрабатывается группа интер фейсных операций.
При помощи бланков операций, разработанных на стадии анализа существующей системы, определяются все автоматизируемые и неавтоматизируемые операции. Выявляется точная логика выполнения новых процессов в проектируемой информационной системе. Автоматизируемые операции подготавливаются для преобразования в машинную форму, а на неавтоматизируемые операции составляются руководства и инструкции по их применению.
При определении входных и выходных операций следует особенно точно показать, что увидит заказчик (пользователь) как в