ПРОЕКТУВАННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ УПРАВЛЯЮЧИХ СИСТЕМ

В результаті вивчення четвертого розділу учні повинні:

знати

• • значення автоматизованої системи управління (АСУ) як інструменту оптимізації процесів управління в транспортних системах;
• • структуру та рівні сервісів (функції АСУ) в інтелектуальних транспортних системах (ІТС);
• • організацію технічного та інформаційного забезпечення АСУ;
• • можливості АСУ при організації взаємодії різних видів транспорту;

вміти

• • розробляти вимоги до АСУ на автомобільному транспорті;
• • використовувати АСУ як інструмент оптимізації процесів управління в транспортних системах;

володіти

• • методами побудови структури, рівнів і визначення функцій АСУ на транспорті;
• • методами розробки алгоритмів ефективного прийняття оперативних рішень;
• • навиком організації технічного та інформаційного забезпечення АСУ;
• • методами оцінки ефективності використання АСУ на транспорті.

Розробка і впровадження інформаційних систем

Підвищення ефективності систем управління в сучасних умовах нерозривно пов'язане з підвищенням ефективності обробки використовуваної в процесі управління інформації. Це досягається за рахунок застосування відповідних економіко-математичних методів, а також використання технічних засобів збору, передачі, зберігання і обробки інформації.

У технічних системах джерелом інформації про стан керованого процесу або об'єкта є, як правило, технічні засоби - вимірювальні прилади, датчики та перетворювачі. У соціальнотехніческіх системах, до яких відносяться практично всі транспортні системи, крім повністю автоматичних, джерелом такої інформації є і людина, а її носієм - документ. Це вимагає при створенні інформаційної системи вирішення низки специфічних питань, пов'язаних, зокрема, з достовірністю інформації, що повідомляється людиною інформації, створенням машиночитаємих документів, правовою відповідальністю співробітників системи і т.д.

Підвищення складності завдань управління зумовлює необхідність технічного переозброєння процесів управління. Використання інформаційних управляючих систем дозволяє підвищити якість і можливості управління, при цьому зміст процесів управління залишається незмінним. Функції апарату управління, його структура, методи управління і інші елементи системи управління залежать від особливостей виробничого процесу. Виробничий процес буде визначати і необхідну матеріально-технічну структуру виробництва (для АТО це рухомий склад, обладнання, персонал і т.д.). Різниця в матеріально-технічної структурі виробництва буде визначати відмінність організаційних структур. Організаційна структура висловлює поділ праці між людьми у виробництві, їх конкретні трудові зв'язку, послідовність робіт, поділ і поєднання процесів праці.

Структура інформаційної керуючої системи буде тісно корелювати з організаційною структурою системи, для якої вона розробляється, а її зміст буде визначатися матеріально-технічною структурою виробництва.

Удосконалення систем управління може грунтуватися на двох підходах: нормативному та адаптаційний.

Адаптаційний підхід заснований на модернізації існуючих систем управління з використанням можливостей самонастроювання з самими мінімальними змінами в звичних методах роботи і формах документації.

Нормативний підхід був запропонований академіком В. М. Глушковим ^[1] і заснований на конструюванні ідеальної (з точки зору існуючих уявлень) системи управління і відповідної переробки всього сформованого механізму управління. Основний недолік цього підходу полягає в необхідності подолання потужної інерції працівників.

Для успішної розробки ефективно функціонуючої інформаційної системи управління слід дотримуватися ряду принципів, що випливають з визначення змісту і специфіки таких систем.

• 1. Принцип системного підходу - науково-методичною основою розробки інформаційної системи управління є системний аналіз, що охоплює як керуючу і керовану частини системи, так і її зовнішнє середовище.
• 2. Розробка і впровадження інформаційної системи управління повинні перебувати у віданні вищого керівника тієї організації, для якої вона розробляється.
• 3. Принцип нових задач - висока ефективність створюваної інформаційної системи управління в значній мірі забезпечується введенням принципово нових завдань, як правило, оптимізаційних, які в існуючій системі при ручній технології не наважувалися або вирішувалися частково через відсутність адекватної моделі, неможливості переробити великий обсяг інформації і домогтися потрібної точності, детальності і швидкості розрахунків.
• 4. Принцип безперервного розвитку системи передбачає можливість введення нових і вдосконалення вирішуваних завдань як при поетапному введенні системи в дію, так і при подальшому її розвитку, зберігаючи при цьому цілісність системи і взаємозв'язки між завданнями. Цей принцип пов'язаний з гнучкістю, адаптацією системи до змін у зовнішньому середовищі.
• 5. Принцип узгодженості - при розробці інформаційної системи управління слід забезпечити узгодженість пропускної здатності окремих частин системи. У найпростішому випадку для послідовних ділянок домагаються, щоб пропускна здатність кожного наступного ділянки була не меншою, ніж у попереднього.
• 6. Принцип типізації - при розробці інформаційної системи управління, для якої існують аналоги, слід використовувати досвід попередніх розробок. Кожен раз, коли в проекті використовується інше рішення, його необхідно обгрунтувати відповідним системним аналізом. Для об'єкта нового типу на основі аналізу групи об'єктів розробку інформаційної системи управління ведуть таким чином, щоб її можна було використовувати в подальшому для аналогічних систем. Рівень типізації може бути різним: від рівня підсистем і виконуваних ними функцій до типових програм вирішення спеціальних завдань. Типізація має велике значення для автоматизації проектування інформаційної системи управління.
• 7. Принцип автоматизації документообігу - в інформаційній системі управління недостатньо тільки виконувати на ЕОМ розрахунки з тих чи інших моделей. Необхідно автоматизувати всі інші процеси, пов'язані з рухом інформації, - збір, зберігання, передачу, обробку даних і видачу їх для використання у вигляді підготовлених машиною документів або в іншій зручній формі.
• 8. Принцип єдиної інформаційної бази (або принцип одноразового введення даних) - означає, що незалежно від кількості завдань, в яких використовуються будь-які відомості, кількості звернень до них, введення їх в ЕОМ повинен здійснюватися тільки один раз з подальшою видачею у міру необхідності з пам'яті машини.
• 9. Розробляються інформаційні системи управління повинні володіти підвищеною живучістю, тобто здатністю деякої компенсації порушень функцій окремих частин і пристроїв. Система повинна продовжувати виконання основних функцій при таких порушеннях, хоча ефективність її може виявитися зниженою. Один із шляхів підвищення живучості системи - забезпечення можливості автономної роботи її підсистем, які виконують свої функції, хоча і з погіршеної ефективністю, протягом деякого часу без зв'язку з вищестоящої підсистемою. Іншим способом є можливість тимчасового виконання всіх або частини функцій однієї підсистеми інший підсистемою (специфічна форма резервування).
• 10. З самого початку розробки інформаційної системи управління важливо передбачити її поетапне введення в експлуатацію. Це дозволяє при обмежених ресурсах швидше отримати реальний ефект, обеснечівает більш плавний перехід співробітників до роботи в нових умовах, покращує відпрацювання та випробування окремих частин системи, підвищує впевненість у її майбутньої успішної роботи.

Стандартизацією процесів створення та використання інформаційних систем управління займаються Міжнародна організація по стандартизації - ISO ( International Organization for Standardization) і Міжнародна комісія із зв'язку і електротехніці - IEC ( International Electrotechnical Commission). Основоположним документом цих організацій в області інформаційних систем управління є міжнародний стандарт ISO / IEC 12207: 2008. System and software engineering - Software life cycle processes (Інформаційні системи і технології - процеси життєвого циклу). Аналогічний російський стандарт ДСТУ ISO / IEC 12207-2010. Інформаційна технологія. Системна і програмна інженерія. Процеси життєвого циклу програмних засобів ідентичний версії стандарту ISO / IEC 12207: 2008.

Для будь-якої інформаційної системи управління при її використанні можна виділити три процеси: основний, організаційний і допоміжний, взаємозв'язок і зміст яких зображені на рис. 4.1.

Основні процеси безпосередньо пов'язані з використанням інформаційної системи управління і включають в себе розробку, придбання, поставку, експлуатацію та супровід системи. Виконання кожного зазначеного процесу має свою специфіку і зачіпає інженерний аспект щодо розробника і його служби супроводу, договірної аспект щодо постачальника і аспект експлуатації щодо користувачів системи.

Організаційні процеси зачіпають аспект управління використанням системи і включають в себе дії, пов'язані з управлінням системою, її удосконаленням, створенням забезпечує інфраструктури (апаратного та матеріально-технічного забезпечення), навчання користувачів і персоналу.

Допоміжні процеси зачіпають аспект підтримки використання системи:

• • документування використання системи, реалізованих змін і доповнень;
• • управління конфігурацією системи для користувачів для розмежування доступу до даних і прав на їх зміну;
• • вирішення проблем, що з'являються при використанні системи.

Для багаторівневих розподілених інформаційних систем управління допоміжні процеси можуть включати в себе:

• • забезпечення якості рішень, підготовлених аналітичними модулями, і оптимізаційних моделей за встановленими критеріями;
• • верифікацію - процеси підтвердження достовірності даних;
• • атестацію і аудит системи при наявності до цього нормативних вимог або внутрішніх стандартів організації;
• • спільну оцінку ефективності роботи інформаційної системи управління з користувачами, персоналом і менеджерами.

Мал. 4.1. Процеси життєвого циклу інформаційної системи

СО

СО

У РФ в області інформаційних систем управління діють дві групи стандартів: ГОСТ24. ... Єдина система стандартів автоматизованої системи управління і ГОСТ34. Інформаційні технології. Компоненти інформаційної системи управління повинні відповідати стандартам, технічним регламентам та технічним умовам на ці компоненти. У зв'язку з тим що в цих серіях стандартів історично використовується термін « автоматизована система управління» (АСУ), ми в подальшому будемо використовувати його як ідентичний терміну « інформаційна система управління».

У серії стандартів ГОСТ 34 основоположним є стандарт ГОСТ 34.003-90. Інформаційна технологія. Комплекс стандартів па автоматизовані системи. Автоматизовані системи. Терміни та визначення. Відповідно до цього стандарту АСУ - це система, що складається з персоналу і комплексу засобів автоматизації його діяльності, що реалізує інформаційну технологію виконання встановлених функцій. Серед автоматизованих систем управління виділяють такі АСУ:

• • технологічними процесами, в якій об'єкт управління включає в себе технологічне обладнання і реалізований в ньому технологічний процес;
• • підприємством, в якій об'єкт управління включає в себе персонал і технічні засоби виробничого процесу.

Додатково виділяють і систему автоматизованого проектування (САПР), в якій об'єкт управління включає в себе документацію на проект.

Система, що включає в себе всі три перераховані складові, представлятиме інтегровану АСУ.

Побудова АСУ відповідно до вимог ГОСТ 34.601-90: Автоматизовані системи. Стадії створення проходить стадії і етапи, наведені в табл. 4.1.

Таблиця 4.1

Стадії і етапи створення автоматизованих систем управління

Виконання першого етапу на першій стадії створення АСУ є для замовника - транспортної організації найбільш важливим завданням, тому що саме на стадії обґрунтування необхідності створення інформаційної системи приймаються рішення про інвестиції та ефективності їх вкладення. На цій стадії виконується:

• • збір даних про об'єкт управління і здійснюваних видах діяльності;
• • оцінка якості функціонування об'єкта і здійснюваних видах діяльності, виявлення проблем, вирішення яких можливе засобами автоматизації;
• • оцінка (техніко-економічна, соціальна і т.д.) доцільності створення АСУ;
• • підготовка вихідних даних для формування вимог до АСУ (характеристика об'єкта автоматизації, опис вимог до системи, обмеження допустимих витрат на розробку, введення в дію та експлуатацію, ефект, очікуваний від системи, умови створення і функціонування системи);
• • формулювання і оформлення вимог користувача до АСУ.

Вимоги до змісту робіт на цій стадії сформульовані

в ГОСТ24.202-80. Вимоги до змісту документа « Техніка-зкономі чеський обгрунтування створення АСУ». Відповідно до цих вимог техніко-економічне обгрунтування (ТЕО) створення автоматизованої системи управління повинно включати в себе наступні рубрики.

Введення, в якому зазначаються:

• • підстава для проведення робіт;
• • найменування організації-замовника;
• • найменування організацій - учасників робіт;
• • терміни початку і закінчення робіт;
• • джерела, обсяги, порядок фінансування робіт;
• • перелік нормативно-технічних документів, методичних матеріалів, використаних при проведенні ТЕО.

Розділ «Характеристика об'єкта та існуючої системи управління» повинен містити:

• • загальну характеристику об'єкта;
• • характеристику виробничо-господарської діяльності, організаційної та виробничої структури об'єкта;
• • характеристику існуючої системи управління та її структурних елементів із зазначенням розподілу функцій управління між елементами організаційної структури;
• • характеристику функцій управління, використовуваних методів і засобів управління;
• • перелік і характеристику недоліків в організації та управлінні об'єктом (в методах управління, організаційну структуру управління, виконання функцій управління, забезпеченні інформацією і т.д.);
• • оцінку виробничих втрат, що виникають через недоліки в організації та управлінні по об'єкту в цілому і його частинах (погіршення техніко-економічних і соціальних показників діяльності об'єкта і його частин);
• • характеристику готовності об'єкта до створення АСУ.

Як приклад аналізу функціонування об'єкта управління розглянемо схему впливу чинників на роботу вантажного АТО, яка приведена на рис. 4.2.

Мал. 4.2. Вплив факторів на роботу вантажний автотранспортної організації

На роботу системи особливо сильне і складно враховується вплив надають активні фактори, серед яких виділяють стабільні, циклічні, детерміновані і імовірнісні.

Основні стадії дослідження факторів на прикладі аналізу процесу перевезення вантажів наведені в табл. 4.2.

Таблиця 4.2

Аналіз перевізного процесу

Розділ «Цілі, критерії та обмеження створення АСУ» повинен містити:

• • формулювання виробничо-господарських, науково-технічних і економічних цілей і критеріїв створення АСУ;
• • характеристику обмежень по створенню АСУ.

Цілі і критерії створення АСУ повинні бути задані у вигляді зміни значень відповідних показників.

Розділ «Функції і завдання створюваної АСУ» повинен містити:

• • обґрунтування вибору переліку автоматизованих функцій і комплексів задач управління із зазначенням черговості впровадження;
• • вимоги до характеристик реалізації функцій і завдань управління відповідно до діючих нормативно-технічних документів, що визначають загальні технічні вимоги до АСУ конкретного виду;
• • додаткові вимоги до АСУ в цілому і її частинам, що враховують специфіку об'єкта управління і створюваної АСУ.

Слід зазначити, що функція автоматизованої системи - це сукупність дій інформаційної системи, спрямованих на досягнення певної мети, а завдання АСУ - це функція або частина функції інформаційної системи, що представляє собою формалізовану сукупність автоматичних дій, виконання яких призводить до результату заданого виду.

Розділ «Очікувані техніко-економічні результати створення АСУ» повинен містити:

• • перелік основних джерел економічної ефективності, одержуваних в результаті створення АСУ (в тому числі економія виробничих ресурсів, поліпшення якості продукції, підвищення продуктивності праці і т.д.), і оцінку очікуваних змін основних техніко-економічних і соціальних показників виробничо-господарської діяльності об'єкта (наприклад , показників по номенклатурі і обсягами перевезень, собівартість продукції, рентабельність, прибутки, рівнем соціального розвитку);
• • оцінку очікуваних витрат на створення АСУ з розподілом їх по чергах створення АСУ і по роках;
• • очікувані узагальнюючі показники економічної ефективності АСУ.

У розділі вказують тільки ті показники діяльності об'єкта, які будуть зазнавати зміни в результаті створення АСУ.

Розділ « Висновки і пропозиції» повинен містити:

• • висновки про виробничо-господарської необхідності та техніко-економічної доцільності створення АСУ:
• - зіставлення очікуваних результатів створення АСУ із заданими цілями і критеріями створення АСУ (за цільовими показниками і нормативним вимогам);

принципове рішення питання про створення АСУ (позитивне чи негативне);

• • пропозиції щодо вдосконалення:
• - виробничо-господарської діяльності;
• - організаційної та функціональної структур системи управління, методів управління, з розвитку видів забезпечення АСУ і т.д.

При позитивному вирішенні питання про створення АСУ даний розділ завершується наступними рекомендаціями:

• • виду створюваної АСУ, її сумісності з іншими АСУ і неавто- матізіруемой частиною існуючої системи управління;
• • організаційної та функціональної структури створюваної АСУ;
• • складу і характеристикам підсистем і видів забезпечення АСУ;
• • організації використання наявних і придбання додаткових засобів обчислювальної техніки;
• • складу організацій-розробників, яких необхідно залучити до створення АСУ;
• • раціональної організації розробки і впровадження АСУ;
• • визначення основних і додаткових, зовнішніх і внутрішніх джерел і видів обсягів фінансування та матеріального забезпечення розробок АСУ;
• • забезпечення виробничих умов створення АСУ.

Як правило, ТЕО автоматизованої системи управління включає в себе другу стадію «Розробка концепції АСУ» по ГОСТ 34.601-90. При цьому необхідні науково-дослідні роботи виконуються як окремі частини ТЕО.

Виконання третьої стадії створення АСУ регламентує ГОСТ 34.602-80. Інформаційна технологія. Комплекс стандартів на автоматизовані системи. Технічне завдання на створення автоматизованої системи.

Технічне завдання (ТЗ) па АСУ є основним документом, що визначає вимоги та порядок створення, розвитку або її модернізації, відповідно до якого проводиться розробка АСУ та її приймання при введенні в дію. Технічне завдання на АСУ розробляють на систему в цілому, призначену для роботи самостійно або в складі іншої системи. Наприклад, при проектуванні автомобільної дороги технічне завдання на АСУ дорожнім рухом може бути частиною ТЗ на будівництво дороги.

Додатково можуть бути розроблені технічні завдання на частини АСУ:

• • на підсистеми АСУ, комплекси задач АСУ і т.зв .;
• • комплектуючі засоби технічного забезпечення і программнотехніческіе комплекси;
• • програмні та інформаційні засоби відповідно до ГОСТ 19.201-78. Єдина система програмної документації. Технічне завдання. Вимоги до змісту та оформлення і нормативно-технічною документацією замовника АСУ.

Включаються до ТЗ вимоги повинні відповідати сучасному рівню розвитку науки і техніки і не поступатися аналогічним вимогам, що пред'являються до найкращим сучасним вітчизняним і зарубіжним аналогам. Задаються в ТЗ вимоги не повинні обмежувати розробника системи в пошуку і реалізації найбільш ефективних технічних, техніко-економічних та інших рішень.

Зміни до техзаданию на АСУ оформляють доповненням або підписаним замовником і розробником протоколом. Доповнення або вказаний протокол є невід'ємною частиною ТЗ.

Технічне завдання на АСУ повинно включати наступні розділи.

У розділі «Загальні відомості» вказують:

• • повне найменування системи та її умовне позначення;
• • шифр теми або шифр (номер) договору;
• • найменування підприємств (об'єднань) розробника і замовника (користувача) системи та їх реквізити;
• • перелік документів, на підставі яких створюється система, ким і коли затверджені ці документи;
• • планові терміни початку і закінчення роботи зі створення системи;
• • відомості про джерела і порядок фінансування робіт;
• • порядок оформлення і пред'явлення замовнику результатів робіт зі створення системи (її частин), виготовлення та налагодження окремих засобів (технічних, програмних, інформаційних) і програмно-технічних (програмно-методичних) комплексів системи.

Розділ «Призначення і цілі створення ( розвитку ) системи» містить:

• • призначення системи (вид автоматизируемой діяльності: управління, проектування і т.зв.) і перелік об'єктів автоматизації, на яких передбачається використовувати АСУ;
• • цілі створення системи (найменування і необхідні значення технічних, технологічних, виробничо-економічних чи інших показників об'єкта автоматизації, які повинні бути досягнуті в результаті створення АСУ) і критерії оцінки досягнення цілей створення системи.

У розділі «Характеристики об'єкта автоматизації» приводять:

• • короткі відомості про об'єкт автоматизації або посилання на документи, що містять таку інформацію;
• • відомості про умови експлуатації об'єкта автоматизації і характеристиках навколишнього середовища.

Розділ « Вимоги до системи» включає в себе:

• • вимоги до системи в цілому (до структури та функціонування системи, до чисельності та кваліфікації персоналу системи і режиму його роботи, до показників призначення, до надійності, безпеки, до ергономіки та технічної естетики, до транспортабельності для мобільних АСУ, до експлуатації, технічного обслуговування , ремонту і зберігання компонентів системи, до захисту інформації від несанкціонованого доступу, вимоги щодо збереження інформації при аваріях, до захисту від впливу зовнішніх впливів, до патентної чистоти, вимоги по стандар ізації та уніфікації і т.п.);
• • вимоги до функцій (завдань), що виконуються системою (по кожній підсистемі необхідно скласти перелік функцій, завдань або їх комплексів, в тому числі забезпечують взаємодію частин системи, що підлягають автоматизації, тимчасової регламент реалізації кожної функції або завдання, вимоги до якості реалізації кожної функції, завдання або комплексу завдань, до форми подання вихідної інформації, характеристикам необхідної точності і часу виконання, вимоги одночасності виконання групи функцій, достовірності видачі результатів, перелік і критерії відмов для кожної функції, по якій задаються вимоги по надійності);
• • вимоги до видів забезпечення (в залежності від виду системи призводять вимоги до математичного, інформаційного, лінгвістичного, програмного, технічного, метрологічного, організаційного, методичного та інші видами забезпечення системи).

У кожному підрозділі наводять посилання на діючі нормативно-технічної документи, що визначають вимоги до систем відповідного виду.

До структури та функціонування системи повинні пред'являтися такі вимоги:

• • до переліку підсистем, їх призначенням і основними характеристиками, за кількістю рівнів ієрархії і ступенів централізації системи;
• • способів і засобів зв'язку для інформаційного обміну між компонентами системи;
• • характеристикам взаємозв'язків створюваної системи з суміжними системами, до її сумісності, в тому числі вказівки по способам обміну інформацією (автоматично, пересиланням документів, по телефону і т.п.);
• • до режимам функціонування системи;
• • з діагностування системи;
• • перспективам розвитку, модернізації системи.

До персоналу (користувачам) на АСУ повинні пред'являтися такі вимоги:

• • за чисельністю;
• • кваліфікації, порядку його підготовки і контролю знань і навичок;
• • до режиму роботи.

У вимогах до показників призначення АСУ вказуються значення параметрів, що характеризують ступінь відповідності системи її призначенню:

• • ступінь пристосовності системи до зміни процесів і методів управління, до відхилень параметрів об'єкта управління;
• • допустимі межі модернізації і розвитку системи;
• • ймовірносно-часові характеристики, при яких зберігається цільове призначення системи.

У вимогах до надійності містяться наступні дані:

• • про склад і кількісних значеннях показників надійності для системи в цілому або її підсистем;
• • переліку аварійних ситуацій, за якими повинні бути регламентовані вимоги до надійності, і значеннях відповідних показників;
• • надійності технічних засобів і програмного забезпечення;
• • інформація про методи оцінки та контролю показників надійності на різних стадіях створення системи відповідно до чинних нормативно-технічних документів.

У вимоги з безпеки включають вимоги по забезпеченню безпеки при монтажі, наладці, експлуатації, обслуговуванні і ремонті технічних засобів системи (захист від впливів електричного струму, електромагнітних полів, акустичних шумів і т.п.), по допустимих рівнях освітленості, вібраційних і шумових навантажень .

За ергономіки та технічної естетики в вимоги включають показники АСУ, що задають необхідну якість взаємодії людини з машиною і комфортність умов роботи персоналу.

Для мобільних АСУ в вимоги до транспортабельності включають конструктивні вимоги, що забезпечують транспортабельність технічних засобів системи, а також вимоги до транспортних засобів.

За експлуатації, технічного обслуговування, ремонту і зберігання є вимоги до умов і регламенту (режиму) експлуатації, які повинні забезпечувати використання технічних засобів системи з заданими технічними показниками, в тому числі до видів і періодичності обслуговування технічних засобів системи або допустимості роботи без обслуговування, а також попередні вимоги до допустимих площ для розміщення персоналу і технічних засобів системи, до параметрів мереж енергопостачання і т.зв. Сюди ж можна віднести вимоги але кількістю, кваліфікації обслуговуючого персоналу і режимам його роботи, до складу, розміщення та умов зберігання комплекту запасних виробів і приладів; до регламенту обслуговування.

У комплекс вимог до захисту інформації від несанкціонованого доступу включають вимоги, встановлені в нормативно-технічної документації, що діє в галузі, до збереження інформації - перелік подій: аварій, відмов технічних засобів (в тому числі втрат харчування) і т.п., при яких повинна бути забезпечена схоронність інформації в системі.

У вимогах до засобів захисту від зовнішніх впливів призводять:

• • вимоги до радіоелектронної захисту коштів АСУ;
• • вимоги по стійкості, стійкості і міцності до зовнішніх впливів (середовищі застосування).

У вимогах щодо патентної чистоті вказують перелік країн, щодо яких повинна бути забезпечена патентна чистота системи та її частин.

Стандартизація та уніфікація передбачають встановлення вимог до показників, що встановлює потрібний ступінь використання стандартних уніфікованих методів реалізації функцій (завдань) системи, що поставляються програмних засобів, типовим математичним методам і моделям, типовими проектними рішеннями, уніфікованим формам управлінських документів, класифікаторів техніко-економічної інформації та класифікаторів інших категорій відповідно до галузі їх застосування, а також вимог до використання типових автомат зірованних робочих місць, компонентів і комплексів.

При необхідності в документацію включають такі додаткові вимоги:

• • до оснащення системи пристроями для навчання персоналу (тренажерами, іншими пристроями аналогічного призначення) і до документації на них;
• • сервісної апаратури, стендів для перевірки елементів системи;
• • системі в разі особливих умов експлуатації;
• • спеціальні вимоги, на розсуд розробника або замовника системи.

Для математичного забезпечення системи описують вимоги до складу, області застосування (обмеження) і способам використання в системі математичних методів і моделей, типових алгоритмів і алгоритмів, що підлягають розробці.

Для інформаційного забезпечення системи приводять вимоги:

• • до складу, структури і способів організації даних в системі;
• • інформаційного обміну між компонентами системи;
• • інформаційної сумісності із суміжними системами;
• • по використанню загальноросійських і галузевих класифікаторів, уніфікованих документів і класифікаторів, що діють па даному підприємстві;
• • по застосуванню систем управління БД;
• • до структури процесу збору, обробки, передачі даних в системі і представлення даних;
• • до захисту даних від руйнувань при аваріях і збоях в електроживленні системи;
• • контролю, зберігання, оновлення та відновлення даних;
• • процедуру надання юридичної сили документам, продукуються технічними засобами АСУ.

Для лінгвістичного забезпечення системи приводять вимоги до застосування в системі мов програмування високого рівня, мов взаємодії користувачів і технічних засобів системи, а також вимоги до кодування і декодування даних, до мов вводу-виводу даних, мов маніпулювання даними, засобам опису предметної області (об'єкта автоматизації ), до способів організації діалогу.

Для програмного забезпечення системи приводять перелік покупних програмних засобів.

Для технічного забезпечення системи приводять вимоги:

• • до видів технічних засобів, в тому числі до видів комплексів технічних засобів, програмно-технічних комплексів та інших комплектуючих виробів, допустимих до використання в системі;
• • функціональним, конструктивним і експлуатаційним характеристикам засобів технічного забезпечення системи.

У вимогах до метрологічного забезпечення призводять:

• • попередній перелік вимірювальних каналів;
• • вимоги до точності вимірювань параметрів і (або) до метрологічних характеристик вимірювальних каналів;
• • вимоги до метрологічної сумісності технічних засобів системи;
• • перелік керуючих і обчислювальних каналів системи, для яких необхідно оцінювати характеристики точності;
• • вимоги до метрологічного забезпечення технічних і програмних засобів, що входять до складу вимірювальних каналів системи, засобів вбудованого контролю, метрологічної придатності вимірювальних каналів і засобів вимірювань, що використовуються при налагодженні та випробуваннях системи;
• • вид метрологічної атестації (державна або відомча) із зазначенням порядку її виконання і організацій, які проводять атестацію.

Для організаційного забезпечення призводять вимоги:

• • до структури і функцій підрозділів, що беруть участь у функціонуванні системи або забезпечують експлуатацію;
• • організації функціонування системи і порядку взаємодії персоналу АСУ та персоналу об'єкта автоматизації;
• • захист від помилкових дій персоналу системи.

Для методичного забезпечення АСУ призводять вимоги до складу нормативно-технічної документації системи (перелік застосовуваних при її функціонуванні стандартів, нормативів, методик і т.п.).

Розділ «Склад і зміст робіт зі створення (розвитку) системи» повинен містити перелік стадій і етапів робіт але створення системи відповідно до ГОСТ 24.601-90, терміни їх виконання, перелік організацій - виконавців робіт, посилання на документи, що підтверджують згоду цих організацій на участь у створенні системи, або запис, що визначає відповідального (замовник або розробник) за проведення цих робіт.

В даному розділі також призводять:

• • перелік документів по ГОСТ 34.201-89, що пред'являються після закінчення відповідних стадій і етапів робіт;
• • вид і порядок проведення експертизи технічної документації (стадія, етап, обсяг документацію, що перевіряє, організація-експерт);
• • програму робіт, спрямованих на забезпечення необхідного рівня надійності системи (при необхідності);
• • перелік робіт з метрологічного забезпечення на всіх стадіях створення системи із зазначенням їх термінів виконання і організацій-виконавців (при необхідності).

У розділі «Порядок контролю і приймання системи» вказують:

• • види, склад, обсяг і методи випробувань системи та її складових частин (види випробувань відповідно до діючих норм, що поширюються па розробляється);
• • загальні вимоги до приймання робіт по стадіях (перелік беруть участь підприємств і організацій, місце і терміни проведення), порядок узгодження і затвердження приймальної документації;
• • статус приймальної комісії (державна, міжвідомча, відомча).

У розділі « Вимоги до складу та змісту робіт з підготовки об'єкта автоматизації до введення системи в дію» необхідно привести перелік основних заходів і їх виконавців, які слід виконати при підготовці об'єкта автоматизації до введення АСУ в дію.

До переліку основних включають такі заходи:

• • приведення надходить в систему інформації (відповідно до вимог до інформаційного та лінгвістичного забезпечення) до вигляду, придатного для обробки за допомогою ЕОМ;
• • зміни, які необхідно здійснити в об'єкті автоматизації;
• • створення умов функціонування об'єкта автоматизації, при яких гарантується відповідність створюваної системи вимогам, які містяться в ТЗ;
• • створення необхідних для функціонування системи підрозділів і служб;
• • терміни і порядок комплектування штату і навчання персоналу.

Наприклад, для АСУ призводять зміни застосовуваних методів управління, створення умов для роботи компонентів АСУ, при яких гарантується відповідність системи вимогам, які містяться в ТЗ.

У розділі « Вимоги до документування» наводять узгоджений розробником і замовником системи перелік які підлягають розробці комплектів і видів документів, які відповідають вимогам ГОСТ 34.201-89 і нормативно-технічної документації галузі замовника, а також вимоги щодо документування комплектуючих елементів міжгалузевого застосування відповідно до норм ЕСКД і ЕСГ1Д, при відсутності державних стандартів, що визначають вимоги до документування елементів системи, додатково включають вимоги до сост аву і змістом таких документів.

У розділі «Джерела розробки » повинні бути перераховані документи та інформаційні матеріали (ТЕО, звіти про закінчені науково-дослідні роботи, інформаційні матеріали на вітчизняні, закордонні системи-аналоги та ін.), На підставі яких розроблялося ТЗ і які повинні бути використані при створенні системи.

До складу техзавдання на АСУ при наявності затверджених методик включають додатки, що містять розрахунок очікуваної ефективності системи і оцінку науково-технічного рівня системи.

Програми включають до складу техзавдання на АСУ за погодженням між розробником і замовником системи.

На стадії робочого проектування уточнюється склад робіт для впровадження інформаційної системи; здається в промислову експлуатацію комплекс технічних засобів; завершується формування інформаційної бази за допомогою розробленого програмного забезпечення; проводиться поетапне впровадження окремих робочих місць і підсистем.

Для виявлення стану і потенційних можливостей об'єкта управління слід виконати діагностичний аналіз системи. Метою діагностичного аналізу є уточнення цільової функції і розробка заходів щодо обмеження несприятливих для системи тенденцій управління. Наприклад, якщо цільовою функцією системи управління перевезеннями є обсяг перевезеного вантажу, то перевантаження ПС буде приводити до поліпшення значення цільової функції. Однак такий підхід не може виявитися ефективним в довгостроковій стратегії.

Для діагностичного аналізу інформаційної керуючої системи можуть використовуватися методи експертних оцінок і аналіз чутливості використовуваних математичних моделей. Для аналізу чутливості використовують функціональні залежності вихідних показників моделі від її параметрів:

Завдання полягає у визначенні приросту вихідного параметра при зміні вихідних даних:

Перед запуском в експлуатацію АСУ на стадії «Введення в дію» необхідно виконати перевірку правильності функціонування її складових частин і системи в цілому. Вимоги до такої перевірки сформульовані в ГОСТ 34.603-92. Інформаційна технологія. Види випробувань автоматизованих систем.

Випробування АСУ є процес перевірки виконання заданих функцій системи, визначення і перевірки відповідності вимогам ТЗ кількісних і (або) якісних характеристик системи, виявлення та усунення недоліків в діях системи, в розробленій документації.

Для АСУ ГОСТ 34.603-92 встановлює наступні основні види випробувань:

• • попередні;
• • дослідну експлуатацію;
• • приймальні.

У техзавданні може обумовлюватися проведення додаткових видів випробувань відповідно до специфіки АСУ або умов її експлуатації.

Залежно від взаємозв'язків випробовуваних в АСУ об'єктів випробування можуть бути автономні або комплексні. Автономні випробування охоплюють частини АСУ. Їх проводять у міру готовності частин до здачі в дослідну експлуатацію. Комплексні випробування проводять для груп, взаємозв'язаних частин АСУ або для АСУ в цілому.

Для планування проведення всіх видів випробувань розробляють документ «Програма і методика випробувань». Програма і методика випробувань повинні встановлювати необхідний і достатній обсяг випробувань, що забезпечує задану достовірність отриманих результатів. Програма і методика випробувань може розроблятися на АСУ в цілому або на її частині. Як додаток можуть включатися тести (контрольні приклади).

Попередні випробування АСУ проводять для визначення її працездатності і вирішення питання про можливість приймання АСУ в дослідну експлуатацію. Попередні випробування слід виконувати після проведення розробником налагодження і тестування поставляються програмних і технічних засобів системи і подання ним відповідних документів про їх готовність до випробувань, а також після ознайомлення персоналу АСУ до експлуатаційної документації.

При проведенні автономних випробувань повинні бути підготовлені і узгоджені програма, графік проведення та тести (контрольні приклади). Тести на етапі автономних випробувань повинні забезпечити:

• • повну перевірку функцій і процедур за переліком, погодженим із замовником;
• • необхідну точність обчислень, встановлену в ТЗ;
• • перевірку основних тимчасових характеристик функціонування програмних засобів (в тих випадках, коли це суттєво, наприклад при роботі АСУ в режимі реального часу);
• • перевірку надійності та стійкості функціонування програмних і технічних засобів.

В якості вихідної інформації для тесту рекомендується використовувати фрагмент реальної інформації організації-замовника в обсязі, достатньому для забезпечення необхідної достовірності випробувань.

Результати автономних випробувань частин АСУ слід фіксувати в протоколах випробувань. Протокол повинен містити висновок про можливість (неможливість) допуску частини АСУ до комплексних випробувань.

Комплексні випробування АСУ проводять шляхом виконання комплексних тестів. Результати випробувань відображають у протоколі. Роботу завершують оформленням акту приймання в дослідну експлуатацію. Комплексний тест повинен бути логічно зв'язаним, забезпечувати перевірку виконання функцій частин АСУ у всіх режимах функціонування, встановлених в техзавданні на АСУ, в тому числі всіх зв'язків між ними, і забезпечувати перевірку реакції системи на некоректну інформацію і аварійні ситуації.

Дослідну експлуатацію АСУ проводять з метою визначення фактичних значень кількісних і якісних характеристик АСУ та готовності персоналу до роботи в умовах функціонування АСУ, визначення фактичної ефективності АСУ, коригування (при необхідності) документації. Під час дослідної експлуатації АСУ ведуть робочий журнал, в який заносять відомості про тривалості функціонування АСУ, відмовах, збої, аварійних ситуаціях, зміни параметрів об'єкта автоматизації, що проводяться коригування документації та програмних засобів, налагодження технічних засобів. Відомості фіксують в журналі з зазначенням дати і відповідальної особи. У журнал можуть бути внесені зауваження персоналу по зручності експлуатації АСУ.

За результатами дослідної експлуатації приймають рішення про можливість (або неможливість) пред'явлення частин АСУ та системи в цілому на приймальні випробування.

Приймальні випробування АСУ проводять для визначення відповідності АСУ з технічним завданням, оцінки якості дослідної експлуатації і вирішення питання про можливість приймання АСУ в постійну експлуатацію. Приймальних випробувань повинна передувати дослідна експлуатація АСУ на об'єкті.

Залежно від виду вимог, що пред'являються до АСУ на випробуваннях, перевірці або атестації в ній піддають: комплекс програмних і технічних засобів; персонал; експлуатаційну документацію, що регламентує діяльність персоналу при функціонуванні АСУ; АСУ в цілому.

При випробуваннях АСУ перевіряють: якість виконання комплексом програмних і технічних засобів автоматичних функцій у всіх режимах функціонування згідно техзаданию; знання персоналом експлуатаційної документації та наявність у нього навичок, необхідних для виконання встановлених функцій у всіх режимах функціонування, согласно ТЗ на створення АСУ; повноту містяться в експлуатаційній документації вказівок персоналу щодо виконання ним функцій у всіх режимах функціонування; кількісні і (або) якісні характеристики виконання автоматичних і автоматизованих функцій відповідно до техзаданием; інші властивості АСУ, яким вона повинна відповідати за ТЗ.

Випробування АСУ слід проводити на об'єкті замовника. За погодженням між замовником і розробником попередні випробування і приймання програмних засобів АСУ допускається проводити на технічних засобах розробника при створенні умов отримання достовірних результатів випробувань.

Допускається послідовне проведення випробувань і здача частин АСУ в дослідну та постійну експлуатацію при дотриманні встановленої в техзавданні черговості введення АСУ в дію.

Після введення системи в експлуатацію єдиним джерелом витрат є експлуатаційні витрати на підтримку працездатності системи. Нерідко ці витрати істотно перевищують витрати на створення системи і продовжують стрімко рости в процесі експлуатації. В цьому випадку посилаються на помилки, допущені при реалізації системи. Однак дослідження показали, що найбільший відсоток помилок в системі виникає в процесі аналізу і проектування, а вартість виявлення і виправлення помилок різко зростає на більш пізніх стадіях проекту. Наприклад, виправлення помилки на стадії проектування варто в два рази, на стадії тестування - в 10 разів, а на стадії експлуатації системи - в 100 разів дорожче, ніж на стадії аналізу. Таким чином, спроба скоротити витрати за рахунок ранніх стадій робіт є основною причиною збільшення сумарних витрат на створення і реалізацію системи.

• [1] Глушков В. М. Введення в АСУ. Київ: Техніка, 1972.