### 3. Информационные системы управления предприятиями (ИСУП)

Структурные подсистемы ИС

Функциональная часть ИС

Порядок решения задач по созданию функциональных подсистем: организационный аспект

Информационное обеспечение ИС

Техническое обеспечение ИС

Требования к КТС при создании технического обеспечения ИС

Математическое обеспечение ИС

Контрольные вопросы

### Структурные подсистемы ИС

Подсистемой ИС называют часть информационной системы, выделенную по функциональному или структурному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам управления. Принято при проектировании ИС различать функциональную и обеспечивающую части системы (см. рис 3.1).

Функциональная часть ИС состоит из комплекса административных, организационных и экономико-математических методов, обеспечивающих решение задач учета, планирования, прогнозирования и анализа показателей производства для принятия управленческих решений в подсистемах и системе в целом. Подсистемы, входящие в функциональную часть ИС называются функциональными подсистемами ИС.

Обеспечивающая часть ИС состоит из информационного, лингвистического, технического, математического и программного обеспечения. Подсистемы, входящие в обеспечивающую часть ИС, называются обеспечивающими подсистемами ИС.

Информационное обеспечение ИС – совокупность единой системы классификаций и кодирования технико-экономической информации, унифицированных систем документации и массивов информации, используемых в ИСУП.

Лингвистическое обеспечение ИС – совокупность научно-технических терминов и других языковых средств, используемых в ИС, а также правил формализации естественного языка, включая методы сжатия и развертывания текстов в целях повышения эффективности машинной обработки информации и облегчения общения человека с машиной.

Техническое обеспечение ИС – комплекс технических средств (КТС), предназначенных для обеспечения работы ИС, включая Internet.

Математическое обеспечение ИС – совокупность математических методов, математических моделей и алгоритмов для решения задач и обработки информации с применением вычислительной техники в ИС.

Программное обеспечение ИС – совокупность программ для различных целей и задач ИС и обеспечения функционирования комплекса технических средств ИС, включая Internet.

Обычно лингвистическое обеспечение входит в состав информационного обеспечения, а программное обеспечение – в математическое, поэтому принято при проектировании компьютерных информационных систем создавать информационное, математическое и техническое обеспечения.

### Функциональная часть ИС

Непосредственно связана с объектом информатизации. Предполагает реализацию функциональных требований, сформулированных заказчиком к разрабатываемой ИС. Рассмотрим ФЧ ИС на примере ИС машиностроительного предприятия.

Функциональная часть предприятия машиностроительного типа включает следующие типовые функциональные подсистемы:

1. Портфель заказов.

2. Техническая подготовка производства.

3. Оперативное планирование и управление производством.

4. Логистическое управление запасами (материально-техническое снабжение).

5. Бухгалтерский учет.

6. Финансовое обеспечение и сбыт продукции.

7. Учет кадров.

В данных подсистемах решаются следующие задачи:

Наименование задачи (автоматизированной функции) | Класс
Подсистема «Портфель заказов» |
1. Разработка годовой программы выпуска изделий с разделением ее по кварталам. | И
2. Расчет объема производства и реализации продукции. | В
3. Расчет производственной мощности подразделений и всего предприятия. | В
4. Расчет плана по труду и заработной плате. | В
5. Расчет себестоимости по элементам калькуляции продукции и элементам затрат по подразделениям и предприятию в целом. | В
6. Расчет сметы затрат на производство. | В
7. Расчет фондов экономического стимулирования. | В
8. Расчет фактической прибыли и рентабельности производства. | В
9. Расчет финансового плана. | В
10. Расчет нормальных оборотных средств предприятия. | В
Подсистема «Техническая подготовка производства» |
1. Планирование технической подготовки производства (конструкторской и технологической) и учет выполнения плана. | И
2. Разработка сетевого графика подготовки производства новых изделий. | И
3. Планирование и учет обеспечения производства технологической оснасткой и инструментом. | И
4. Расчет экономической эффективности изготовления изделий. | В
5. Проектирование и конструирование изделий. | У
6. Проектирование комплекса инженерных ресурсов. | У
7. Расчет производственной мощности технологического оборудования. | В
8. Проектирование технологических процессов изготовления изделий основного производства. | У
9. Разработка спецификаций изделий и сборочных единиц. | У
10. Расчеты сводной трудоемкости изготовления изделий по видам работ и профессиям, по подразделениям и предприятию. | В
11. Расчет материалов на изделие по предприятию и его подразделениям. | В
Подсистема «Оперативное планирование и управление производством». |
1. Расчет календарно-плановых нормативов. | В
2. Распределение квартальной программы изготовления изделий по месяцам. | И
3. Формирование месячных производственных программ для цехов и участков | У
4. Разработка сменно-суточных программ для производственных цехов и участков | У
5. Расчеты ресурсов, необходимых для выполнения плановых заданий. | В
6. Определение очередности выполнения работ и формирования сменно-суточных заданий производственным подразделениям и отдельным рабочим местам. | И
7. Оперативный учет хода выполнения плана производства. | И
8. Расчет и регулирование величины нормативных заделов деталей и объема незавершенного производства. | В
9. Оперативный учет обеспеченности производства материалами и анализ их использования. | И
10. Оперативный учет, регулирование производства и анализ использования оборудования. | И
11. Оперативный технико-экономический анализ итогов работы подразделений и всего предприятия в целом. | В
Подсистема «Материально-техническое снабжение». |
1. Расчет потребности в материалах и комплектующих на годовую программу и планируемые периоды. | В
2. Расчет нормативных запасов материалов и комплектующих (складских и в незавершенном производстве) и их регулирование. | В
3. Оперативный учет поставок материалов, комплектующих и учет обеспеченности ими производства. | И
4. Определение очередности поставок новых партий материалов и комплектующих | И
5. Анализ использования материалов и комплектующих на производстве | И
6. Анализ активности и надежности поставщиков и заказчиков | И
Подсистема «Бухгалтерский учет». |
1. Учет основных средств. | И
2. Учет поступления и использования материалов. | И
3. Учет движения материальных ценностей. | И
4. Начисление заработной платы работникам предприятия и ее учет. | В
5. Учет затрат на производство. | И
6. Учет готовой продукции. | И
7. Учет подотчетных лиц. | И
8. Составление отчетной калькуляции себестоимости продукции. | И
9. Учет транспортных затрат. | И
10. Учет денежных, расчетных и кредитных операций. | И
11. Составление сводного баланса основной деятельности предприятия. | В
Подсистема «Финансовое обеспечение и сбыт продукции». |
1. Расчет прибыли и рентабельности производства. | В
2. Расчеты с бюджетом. | В
3. Составление кассового плана на определенный период | И
4. Составление баланса доходов, расходов и других расчетов финансового плана. | В
5. Расчет плана реализации готовой продукции | В
6. Разработка плана отгрузки готовой продукции и учет хода его выполнения. | В
7. Расчет потребности в транспортных средствах. | В
8. Составление отчетной документации о выполнении плана реализации продукции и финансового плана. | И
9. Учет выполнения договоров с заказчиками. | И
Подсистема «Учет кадров» |
1. Ведение учета состава работающих в цехах, отделах по возрасту, стажу работы, образованию, профессиям и разрядам. | И
2. Ведение учета состава ушедших с работы по причинам увольнения. | И
3. Формирование данных об отпусках, больничных и медосмотрах | И
4. Формирование данных о повышении квалификации | И
5. Прогнозирование движения кадров и подготовка кадров. | И
6. Формирование данных о составе работающих по подразделениям предприятия. | И

Рисунок 3.1 – Функциональная и обеспечивающая части АСУП машиностроительного предприятия

### Порядок решения задач по созданию функциональных подсистем: организационный аспект.

1. Заключение договора на выполнение работ по информатизации.

2. Изучение объекта информатизации (выделение функциональных подсистем и автоматизированных функций в этих подсистемах).

3. Разработка технического задания на выполнения одной задачи (крупная), на несколько задач или на функциональную подсистему, систему (согласно договору).

4. Постановка задачи:

выполняется словесная формулировка задачи;

устанавливается входная (текущая) информация;

представляются формы выходной информации;

определяется нормативно-справочная (условно-постоянная) информация, которая затем образует основу информационного банка данных;

определяется частота решения задачи.

5. Формализованное описание задач: выбирается математический метод и разрабатывается математическая модель решения задачи.

6. Разработка макро- и микро-алгоритмов решения задачи.

7. Выбор языка программирования и разработка программ решения задачи.

8. Отладка программы и тестирование.

9. Создание (модификация) технической платформы для автоматизированного решения задачи (КТС).

10. Интеграция аппаратной и программной частей и решение контрольного примера.

11. Внедрение подсистемы ИС решения задачи в эксплуатацию.

12. Разработка инструкции пользователю (заказчику) по решению задачи с использованием ИС.

13. Сдача-приемка подсистемы ИС пользователю исполнителем согласно договору (см.п.1).

14. Постоянная эксплуатация – решение задач при помощи разработанной подсистемы на постоянной основе.

15. Обслуживание и поддержка согласно договору (см.п.1).

В случае корректировки или расширения решенной задачи заказчик заключает с исполнителем дополнительный договор и выплачивает определенную сумму исполнителю по договоренности.

### Информационное обеспечение ИС

В хозяйственно-экономической деятельности под информацией в широком смысле слова понимают сведения об окружающем мире, которые могут быть получены от взаимодействия с ним, приспособления к нему и изменения его в процессе взаимодействия. В административно-хозяйственной сфере информация всегда отражает соотношение между корреспондентом и адресатом, между ее создателем и потребителем. Информационный процесс всегда направлен.

Информацию можно измерять количественно. Единицей количества информации считают такое количество, которое содержится в некотором стандартном сообщении. Моделью такого сообщения является элементарная система, имеющая вполне определенное число возможных состояний, не менее двух, так как возможное состояние не несет никакой информации. Если элементарная система имеет два возможных состояния, то единицей информации считают бит. Количество информации также измеряют в байтах, килобайтах, мегабайтах.

При создании ИС необходимо знать не только суммарное количество информации, обращающейся в системе, но и скорость ее обращения и обработки. В связи с этим вводится понятие интенсивности потока информации, что представляет собой объем информации, передаваемой (обрабатываемой) за определенную единицу времени.

Основными источниками информации на предприятии являются различного рода документы. Документация, необходимая для управления предприятием, классифицируется по таким признакам:

по способу получения;

по стабильности реквизитов документов;

по содержанию;

по назначению.

Указанная классификация позволяет наиболее полно изучить инфопотоки на предприятии и выработать меры по их сокращению и упорядочиванию.

Документооборот определяет последовательность прохождения документов с момента их составления или получения до момента их обработки и использования. В основу правильной организации документооборота должны быть положены следующие принципы:

рациональное и своевременное составление документов;

последовательность охвата документами всех процессов хозяйственной деятельности предприятия;

взаимосвязанность документов;

сокращение (оптимизация) путей прохождения документов;

систематическое изучение и совершенствование документооборота.

Рациональное составление документов предусматривает:

сокращение числа заполняемых документов;

расположение показателей в логической последовательности, удобной для дальнейшей компьютерной обработки;

уменьшение количества документов.

Такой рациональный подход в конечном итоге упрощает документацию, сокращает документооборот за счет уменьшения трудоемкости ее заполнения, сокращения цикла обработки, а также упрощения компьютерной обработки.

В условиях информатизации производства прохождение основных документов разбивается на три части:

1. движение документов до обработки (входная информация);

2. в процессе обработки (внутрисистемная информация);

3. после обработки (выходная информация – результат).

Анализ инфопотоков является частью комплекса работ при проектировании ИС. При изучении инфопотоков принимают во внимание только те из них, которые связывают различные производственные и управленческие подразделения. Сообщения, циркулирующие внутри подразделений, не являются в данном случае основным предметом рассмотрения. Выдаются только сообщения, являющиеся входящими или исходящими из подразделений.

Совместно все инфопотоки образуют сеть потоков информации предприятия, которая формализуется в виде схемы инфопотоков. Задачей аналитика является определение этой сети и ее ветвей. Каждый из информационных потоков определяется количественными, качественными и временными характеристиками.

После анализа документооборота предприятия составляется информационная модель производства, которая наиболее полно отражает места возникновения документов, их количественные и качественные характеристики, направления движения, процесс обработки и передачи потребителю. Такая модель необходима для упорядочения структуры документооборота и определения оптимального пути следования, а также для устранения избыточности информации.

При проектировании ИС информационная модель должна представлять системное информационное обеспечение по комплексу выбранных задач. В связи с этим к документам разрабатываются специальные требования, в соответствии с которыми они должны быть пригодными для компьютерной обработки. Для задач оперативно-диспетчерского управления периодичность формирования информации определяется интервалом времени, за который может быть восстановлен запланированный режим работы после получения информации о фактическом состоянии объекта. Для задач текущего и перспективного экономического управления эта периодичность определяется с учетом влияния результатов решения задач на ритмичность работы предприятия.

Следует иметь в виду то, что подсистемы управления производственно-хозяйственной деятельностью предприятия базируются на информации, поступающей как от аппарата управления (планы, различные задания, наряды и другая информация организационного характера), так и от технологических датчиков и локальных автоматических и автоматизированных систем управления технологическими процессами. Диспетчерская информация должна формироваться, в основном, с помощью автоматических устройств.

Необходимо учитывать, что при формировании информационного обеспечения для ИСУП предусматривается:

- установление совокупности показателей, используемых в системе;

- однократность записи показателей во входной информации, используемой при решении задач (в исключительных случаях разрешается дублирование показателей в различных документах при условии обеспечения контроля их соответствия);

- межотраслевой обмен информацией на определенных уровнях управления;

- регламентация информационных связей между задачами;

- разработка единых форм документов, используемых в системе;

- разработка способов хранения, поиска и внесения изменений информации (создание информационной базы данных);

- разработка способов контроля формирования и обработки информации;

- разработка классификаторов и словарей наименований отдельных показателей.

Вновь разрабатываемые для ИС формы документов должны обеспечивать:

- использование существующих форм документов, пригодных для компьютерной обработки;

- унификацию документации;

- соответствие документации требованиям государственных органов управления, которые являются обязательными для предприятий и организаций экономики страны.

### Техническое обеспечение ИС

Разработка ТО ИС сводится к формированию комплекса технических средств (КТС). КТС ИС называется совокупность взаимосвязанных технических устройств регистрации, накопления, обработки, отображения, передачи и приема информации, предназначенных для переработки производственно-экономических сведений о функционировании объекта с целью управления им.

В состав КТС развитой ИС включают следующие классы устройств:

1. регистрации и сбора данных на объекте управления;

2. накопления, частичной обработки и передачи информации;

3. оборудование информационно-вычислительного центра (ИВЦ);

4. отображения информации у руководителей предприятия (подразделений) или получателей информации;

5. приема и передачи информации.

Взаимная связь устройств комплекса технических средств представлена на рис. 3.2.

Рассмотрим взаимодействие устройств комплекса технических средств ИС.

Устройства регистрации информации устанавливаются в местах возникновения информации (производственные участки, цеха, службы завода) и предназначены для механизированной фиксации информации о результатах и изменениях в производственном процессе (движение деталей по технологическим маршрутам, наличие страховых запасов, запуск деталей в производство, учет рабочего времени и т.д.). Результатом функционирования средств регистрации и сбора данных является их согласование и преобразование к виду, удобному для поступления по каналам связи или получения машинного носителя для передачи в персональный компьютер (сервер) информационно-вычислительного центра.

Рисунок 3.2 – Взаимная связь устройств комплекса технических средств ИС предприятия

Средства накопления, частичной обработки и передачи информации выполняют функции решения задач оперативного управления производством на уровне цеха (подразделения), а также связи по каналам с устройствами сбора данных и с ИВЦ.

ИВЦ предназначен для обработки производственно-экономической информации в больших объемах. Комплектуется оборудованием различных классов:

средств вычислительной техники,

комплекта устройств приема-передачи информации,

архивной техники для хранения информационных массивов,

сервисной аппаратуры,

средств питания,

устройств для комфортных условий работы техники, персонала;

другого оборудования.

После обработки информации на ИВЦ данные поступают на устройства отображения, установленные у руководителей предприятия (директор, главный инженер, диспетчер и т.д.), которые на основании полученной информации принимают решения об изменении хода производственного процесса и выдают при необходимости соответствующие управляющие воздействия на объект. Указанные инфопотоки обеспечиваются устройствами класса 5.

С точки зрения функционирования КТС, система управления должна быть информационно-замкнутой, поэтому отдельные устройства комплекса объединены между собой линиями прямых и обратных связей, что позволяет повысить оперативность и надежность управления.

Кроме того, КТС ИС имеет такие внешние связи:

с другой техникой на предприятии (со стороны ОИ) посредством устройств класса 1 и 5;

с управляющей надсистемой и организацией межотраслевого обмена (со стороны ИВЦ).

Эти внешние связи характеризуют открытость ИСУП и определяют ее границы в абстракции от других производственных задач.

### Требования к КТС при создании технического обеспечения ИС.

При выборе состава технических средств ИСУП следует руководствоваться следующими требованиями:

1. Весь комплекс технических средств должен представлять собой не произвольный, а взаимосвязанный набор устройств, т.е. все устройства должны представлять техническую систему;

2. Устройства располагаются последовательно, по этапам технологии обработки информации;

3. КТС должен быть агрегатируемым, что позволяет гибко перестраивать и наращивать технические средства для получения заданной производительности;

4. Вся информация, поступающая в технический комплекс, должна быть формализована;

5. Устройства в технологической цепи преобразования информации должны быть согласованы по производительности;

6. Надежность, как самих технических средств, так и всей структуры КТС, должна отвечать требованиям функционирования системы управления;

7. Рекомендуемые проектом технические средства должны выпускаться серийно.

При выборе КТС необходимо учитывать, что ИСУП является сложной человеко-машинной системой и экономический эффект применения технических средств достигается, в основном, не за счет сокращения управленческого персонала, а непосредственно в производстве. Поэтому затраты на совершенствование техники управления должны соизмерятся с экономическими результатами в производстве.

При построении КТС необходимо стремиться к выполнению основного принципа информационного обеспечения ИС: одноразовости ввода информации в систему и многократности ее использования.

Выбор состава КТС производится на предпроектной стадии (определение общей стратегии построения КТС и предварительный выбор технических средств), а также на стадии технического проектирования (определение структуры КТС, номенклатуры и количества технических средств). В рабочем проекте осуществляется, как правило, некоторая корректировка решений технического проекта.

При разработке технического обеспечения ИС необходимо на основании анализа объекта управления, функциональной структуры ИС и комплекса задач, решаемых в системе, выполнить следующие работы:

1. определить организационно-технические требования к КТС ИС и разработать ТЗ на выбор КТС;

2. определить критерий выбора и ограничения на КТС ИС;

3. провести анализ технологии обработки информации и номенклатуры серийно выпускаемых технических средств в соответствии с допустимыми вариантами структур отдельных подсистем КТС;

4. определить номенклатуру и количество устройств обработки данных, реализующих допустимые структурные варианты отдельных подсистем КТС;

5. определить возможные варианты КТС для данного типа ИС и на основе выбранных критериев эффективности и ограничений выделить оптимальный вариант КТС. В тех случаях, если номенклатура серийно выпускаемых технических средств не отвечает требованиям ИС, разрабатывается техническое задание на проектирование новых устройств.

При распределении затрат на КТС, включая затраты на обслуживание и эксплуатацию, необходимо также учитывать возможные изменения числа управленческих работников, размеры их оплаты и прочие дополнительные затраты, связанные с автоматизацией управления.

На основании значений обобщенных параметров КТС и в соответствии с критерием эффективности автоматизации управления определяются количественные характеристики эффективности для каждого варианта КТС по формуле:

П=С+ЕнК,

где

П – приведенные затраты на КТС;

С – годовые эксплуатационные расходы на КТС;

Ен – отраслевой нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

К – капитальные затраты на создание КТС.

По наименьшему значению приведенных затрат выбирается КТС для требуемой ИС. Кроме минимизации затрат на КТС при выборе оборудования системы следует учитывать специфику производственного процесса предприятия и выполнение ИС целей и задач управления.

В качестве примера рассмотрим сеть персональных компьютеров (ПК) для управления предприятием. В данном случае вычислительная сеть имеет три уровня управления. На первом уровне располагаются АРМы пользователей системы. На втором уровне расположен ИВЦ, где устанавливаются сервер или несколько серверов с банками данных (показателей), характеризующих работу предприятия. В памяти других ПК всех уровней создаются базы данных, образуя сеть распределенных баз данных. Возможна установка серверов (или нескольких серверов) на каждом уровне управления. Организация распределенных баз данных осуществляется с использованием программ системного программного обеспечения, а решение задач функциональной части управления производится с помощью программ специального (прикладного) программного обеспечения. Конфигурация сети ПК ИС в конкретном случае определяется функциональной (организационной) структурой предприятия, топологией расположения отделов, служб, производственных подразделений, номенклатурой выпускаемой продукции, численностью работающих и другими требованиями.

### Математическое обеспечение ИС

Под математическим обеспечением ИС понимают совокупность математических методов, математических моделей, алгоритмов и программ регулярного применения, предназначенных для выполнения следующих функций:

1. Эффективного составления программ, включенных в систему математического обеспечения;

2. Организации вычислительного процесса в ЭВМ;

3. Эксплуатации комплекса технических средств;

4. Эффективного программирования задач, решаемых в ИС;

5. Функционирования ИС во времени, обусловленного использованием ее в управлении;

6. Решения задач, для выполнения которых предназначена система;

7. Обеспечения работы локальных и глобальных вычислительных сетей, включая выход в Internet и др.

Математическое обеспечение делится на две части: общесистемное математическое обеспечение (внутреннее) и специальное (внешнее или прикладное).

Общесистемное математическое обеспечение – совокупность средств автоматизации программирования и стандартных программ регулярного применения, используемых как программная база при составлении специальных программ решения производственно-экономических задач и для обеспечения функционирования системы в целом. Общесистемное математическое обеспечение предназначено для решения программных проблем, возникающих в системе, включая локальные, глобальные вычислительные системы и Internet. Иногда сетевые программы выделяют в самостоятельную часть математического обеспечения. В комплекс программ общесистемного математического обеспечения входят:

1. Программы испытания, контроля, наладки ЭВМ и выявления неисправностей работы;

2. Программы-диспетчеры для организации вычислительного процесса;

3. Программы-мониторы, осуществляющие распределение машинного ресурса времени и других ресурсов;

4. Программы обработки заданий при подготовке данных;

5. Программы обслуживания коммуникаций и защиты информации;

6. Программы контроля документированной информации;

7. Различные стандартные, управляющие, обслуживающие программы и т.д.

Общесистемное математическое обеспечение у современных ЭВМ весьма развито, оно определяет класс вычислительной машины.

Специальное математическое обеспечение – совокупность программ, предназначенных для решения по типовым схемам задач функциональных подсистем в областях: учета; отчетности; оперативного, текущего и календарного планирования развития производства; распределения ресурсов; материально-технического снабжения; кадрового учета; бухгалтерской, финансовой деятельности и т.д.

Специальное математическое обеспечение содержит: алгоритмические языки, на которых потребитель записывает свою задачу для ввода в машину; компиляторы и трансляторы программ, которые осуществляют автоматический перевод записи задачи на алгоритмическом языке в машинную программу; библиотеку стандартных программ для решения типовых задач, встречающихся у различных потребителей; специальные программы, создаваемые каждым потребителем для решения отдельных задач.

Алгоритмы специального математического обеспечения определяются производственно-экономическими факторами, однако их программная реализация во многом зависит от особенностей обработки информации на ЭВМ. Во многих системах до 90% программы специального экономического обеспечения могут быть скомпонованы из программ общесистемного математического обеспечения.

В курсовом проекте (в дипломном проекте более подробно) разрабатывается применительно к своей выбранной теме структура математического обеспечения.

### Контрольные вопросы

1. Что такое функционально-структурная схема ИС?

2. Какие функции возлагаются на человека как элемента в структуре разрабатываемой ИС?

3. Что входит в понятие «Информационное обеспечение ИС»?

4. Перечислить современные СУБД, указать их преимущества и недостатки применительно к данной предметной области.

5. С какой целью разрабатывается логическая модель данных?

6. Дать определения понятиям: база данных, сущность, связь, атрибут, сигнал, информация.

7. Перечислить и дать понятия основных компонентов МО.

8. Указать способы представления алгоритмов автоматизированных функций.

9. Дайте понятие термина «Программное обеспечение ИС»

10. Перечислить основные компоненты программного обеспечения ИС

11. Каковы отличия между сервисными программами и утилитами?

12. Какова связь компонентов ПО с компонентами ИО разрабатываемой ИС?