Головна Інформатика
ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ В ПРОФЕСІЙНІЙ ДІЯЛЬНОСТІ (АВТОМОБІЛЬНИЙ ТРАНСПОРТ)
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ПРОЕКТУВАННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ УПРАВЛЯЮЧИХ СИСТЕМВ результаті вивчення четвертого розділу учні повинні: знати
вміти
володіти
Розробка і впровадження інформаційних системПідвищення 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.
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:
Для багаторівневих розподілених інформаційних систем управління допоміжні процеси можуть включати в себе:
![]() 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:
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:
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:
Розділ «Характеристика об'єкта та існуючої системи управління» повинен містити:
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:
Цілі і критерії створення АСУ повинні бути задані у вигляді зміни значень відповідних показників. Розділ «Функції і завдання створюваної АСУ» повинен містити:
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:
У розділі вказують тільки ті показники діяльності об'єкта, які будуть зазнавати зміни в результаті створення АСУ. Розділ « Висновки і пропозиції» повинен містити:
принципове рішення питання про створення АСУ (позитивне чи негативне);
При позитивному вирішенні питання про створення АСУ даний розділ завершується наступними рекомендаціями:
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:
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:
Розділ «Призначення і цілі створення ( розвитку ) системи» містить:
У розділі «Характеристики об'єкта автоматизації» приводять:
Розділ « Вимоги до системи» включає в себе:
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 персоналу (користувачам) на АСУ повинні пред'являтися такі вимоги:
У вимогах до показників призначення АСУ вказуються значення параметрів, що характеризують ступінь відповідності системи її призначенню:
У вимогах до надійності містяться наступні дані:
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:
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:
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:
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:
У вимогах до метрологічного забезпечення призводять:
Для організаційного забезпечення призводять вимоги:
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:
У розділі «Порядок контролю і приймання системи» вказують:
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:
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:
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:
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.
|
<< | ЗМІСТ | >> |
---|