Лекция 1
ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

1. Базовая информационная технология в управлении предприятием.
2. Понятие и требования к проектированию ИС.
3. Обследование объекта автоматизации. Технический и рабочий проект.
4. Порядок внедрения ИС. Экономическая эффективность ИС.
5. Эскизное проектирование и его этапы. CASE-технологии.

1 Базовая информационная технология в управлении предприятием

Информационная технология на предприятии должна учитывать сложившиеся информационные потоки и их содержание в его организационной структуре.

Во главе предприятия стоит директор, решения которого реализуются в производстве администрацией. Обычно в администрации состоят заместитель директора по экономике, руководящий планово-экономическим отделом (ПЭО) и бухгалтерией; служба главных специалистов (ГС), включающая и главного инженера, под чьим руководством находится служба технической подготовки производства (СТТП), и заместителя директора по общим вопросам, в функции которого входит решение различных вопросов, не отнесенных к перечисленным службам, а также руководство службой хранения и сбыта продукции. Администрация со своими службами управления организует, планирует и регулирует основное производство, которое состоит из производственных подразделений таких, как производственные бригады, участки, цеха. Именно в подразделениях основного производства модель продукции воплощается в готовый продукт.
В контур автоматизированного организационного управления предприятием может быть включен контур АСУТП - автоматизированной системы управления технологическими процессами, охватывающий основное производство и службы главных специалистов (СА, СЗ, СТПП).
При автоматизированном управлении предприятием выполняется несколько основных фаз управления, позволяющих выдерживать траекторию достижения цели - производства запланированной продукции.

Производство организуется в соответствии с планом, разработанным в фазе планирования и отражающим модель выпускаемой продукции. В процессе функционирования производства на него оказывают влияние внешние возмущающие воздействия (U), что приводит к отклонению от параметров, заданных планом.
Фиксация текущего состояния производства производится в фазе учета. В фазе анализа, определяется степень отклонения производства от заданного плана и вырабатывается стратегия устранения возникшего отклонения. Непосредственное воздействие на производство, регулирование его параметров, осуществляется в фазе регулирования, которая и позволяет вернуть производство на заданную траекторию движения.
На разных фазах управления производством приходится решать многочисленные функциональные задачи управления, которые агрегируются в комплексы функциональных задач (КФЗ) При решении функциональных задач средствами информационной технологии (СИТ), они должны быть преобразованы в вычислительные задачи, алгоритмизированы и введены в ЭВМ.
2 Понятия и требования к проектированию ИС.

Под проектированием автоматизированных экономических информационных систем (ЭИС) понимается процесс разработки технической документации, связанный с организацией системы получения и преобразования исходной информации в результатную, то есть с организацией автоматизированной информационной технологии.
Целью проектирования является подбор технического и формирование информационного, математического, программного и организационно–правового обеспечения.
Подбор технического обеспечения должен быть таким, чтобы обеспечить своевременный сбор, регистрацию, передачу, хранение, наполнение и обработку информации.
Основными задачами проектирования являются:
• оказание влияния на улучшение организации учётной, плановой и аналитической работы;
• выбор оборудования и разработка рациональной технологии решения задач и получения результатной информации;
• составление графиков прохождения информации как внутри, так и между производственными и функциональными подразделениями;
• создание БД, обеспечивающего оптимальное использование информации планирования, учёта и анализа хозяйственной деятельности;
• создание нормативно–справочной информации.
Разработка и внедрение системы автоматизированной обработки информации осуществляется в очерёдности, установленной техническим заданием. При создании первой очереди ЭИС техническое задание разрабатывается на всю систему, а технический и рабочий проекты на задачи и подсистемы, входящие в состав первой очереди системы.

3 Обследование объекта автоматизации. Технический и рабочий проект.

Обследование – это изучение и диагностический анализ существующей системы обработки информации. Материалы, полученные в результате обследования, используются:
• для обоснования разработки и поэтапного внедрения систем;
• для составления технического задания на разработку систем;
• для разработки технического и рабочего проектов систем.
Обследование начинается с изучения производственно-экономических характеристик объекта, затем анализируют функции подразделений и руководителей, организационную структуру, объем работы в каждом отделе, количество проходящих документов, алгоритмы их обработки, периодичность их поступления, трудоемкость решения задач.
В результате обследования составляется технико-экономическое обоснование разработки и внедрения ИС, в котором обосновывается необходимость внедрения ИС, перечень задач, решение которых целесообразно автоматизировать, очередность их разработки.
Следующим этапом проектирования информационной системы на предприятии является разработка технического задания.
Техническое задание - это документ, утверждённый в установленном порядке, определяющий цели, требования и основные исходные данные, необходимые для разработки автоматизированной системы управления и содержащей предварительную оценку экономической эффективности системы. Утверждённое техническое задание является документом, которым разработчики должны руководствоваться на всех этапах создания системы и проектировании задач.
В техническом задании устанавливается цель создания ИС, состав подсистем и задач, требования к подсистемам, информационной базе, техническому и программному обеспечению, этапы создания, перечень исполнителей, предварительный расчет затрат, сроки окупаемости и уровень экономической эффективности создаваемой ИС.
На следующем этапе разрабатывают технический и рабочий проекты.
Технический проект системы – это техническая документация, утверждённая в установленном порядке, содержащая общесистемные проектные решения, алгоритм и решения задач, а также оценку экономической эффективности автоматизированной системы управления и перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.
Технический проект состоит из четырёх основных частей: экономико-организационная, информационная, математическая, техническая.
В экономико-организационном разделе даётся обоснование выделяемых подсистем, их перечень и назначения; перечень задач, решаемых в каждой подсистеме с краткой характеристикой их содержания; схема информационных связей между подсистемами и между задачами в рамках каждой подсистемы.
В информационном разделе отражаются источники поступления информации и способы ее передачи для решения задач, совокупность показателей, используемых в системе, состав документов, сроки и периодичность их поступления, основные проектные решения по организации фонда нормативно-справочной информации.
Математический раздел содержит обоснование структуры математического обеспечения, обоснование выбора системы программирования.
Технический раздел включает описание и обоснование схемы технического процесса обработки данных, обоснование требований к разработке нестандартного оборудования, обоснование и выбор комплекса технических средств, комплекс мероприятий по обеспечению надежности функционирования технических средств.
Технический проект оформляется пакетом документов.
Рабочее проектирование заключается в разработке материалов, обеспечивающих эксплуатацию автоматизированной системы обработки информации.
Рабочий проект – это техническая документация, утверждённая в установленном порядке, содержащая уточнённые данные и детализированные общесистемные проектные решения, программы и инструкции по решению задач, а также уточнённую оценку экономической эффективности автоматизированной системы управления и уточнённый перечень мероприятий по подготовке объекта к внедрению.
Рабочий проект разрабатывается на основе технического проекта, утверждённого заказчиком.
Рабочий проект также состоит из четырёх основных частей: экономико-организационная, информационная, математическая, техническая.
Каждый из разделов рабочего проекта содержит уточненные данные разделов технического проекта.
Рабочий проект также оформляется соответствующей документацией и служит основой для внедрения системы.

4 Порядок внедрения ИС. Экономическая эффективность ИС.

Внедрение системы представляет собой процесс, включающий подготовку объекта, опытную эксплуатацию и приёмку автоматизированной системы в промышленную эксплуатацию.
Внедрение системы является процессом постепенного перехода от существующей системы учёта и анализа к новой, предусмотренной документацией рабочего проекта на всю систему.
Основными этапами внедрения системы являются:
• подготовка объекта к внедрению системы;
• сдача задач и подсистем в опытную эксплуатацию;
• проведение опытной эксплуатации;
• сдача задач, подсистем, системы в целом в промышленную эксплуатацию.
Опытная эксплуатация задач заключается в проверке алгоритмов, программ и звеньев технологического процесса обработки данных в реальных условиях. Она проводится для окончательной отладки программ и отработки технологического процесса решения задач; проверки подготовленности информационной базы; отработки взаимосвязи задач системы, приобретения навыков работы персоналом предприятия. По окончании опытной эксплуатации составляется отчет о внедрении.
В ходе промышленной эксплуатации ЭИС проводится анализ функционирования системы. Целью анализа функционирования системы является проверка эффективности реализованных проектных решений в условиях её промышленной эксплуатации, выработка рекомендаций по дальнейшему развитию системы и формирование типовых решений.
Анализ функционирования системы предусматривает проверку:
• функционирования технических средств;
• функционирования задач и подсистем в условиях автоматизированной обработки;
• действие персонала в условиях функционирования системы.
Результаты анализа используются для оценки качества системы и её реальной экономической эффективности.
По результатам анализа функционирования системы разрабатываются предложения для дальнейшего развития ИС.
Под эффективностью создания ИС понимают целесообразность применения средств вычислительной и организационной техники при формировании, передаче и обработке данных. Различают расчётную и фактическую эффективность. Первую определяют на стадии проектирования автоматизации информационных работ, т.е. разработки техно-рабочего проекта; вторую (фактическую) – по результатам внедрения техно-рабочего проекта.
Обобщённым критерием экономической эффективности является минимум затрат живого и овеществлённого труда.
Экономический эффект от внедрения вычислительной и организационной техники подразделяют на прямой и косвенный.
Под прямой экономической эффективностью понимают экономию материально–трудовых ресурсов и денежных средств, полученную в результате сокращения численности управленческого персонала, фонда заработной платы, расхода основных и вспомогательных материалов вследствие автоматизации конкретных видов планово-учётных и аналитических работ.
Под косвенной экономической эффективностью понимают сокращение сроков составления сводок, повышение качества планово-учетных и аналитических работ, сокращение документооборота, повышение культуры и производительности труда и т.д.
Определяют экономическую эффективность с помощью трудовых и стоимостных показателей. Основным при расчётах является метод сопоставления данных базисного и отчётного периода, то есть до и после автоматизации.
Срок окупаемости затрат на создание и внедрение ИС определяется по формуле:
, где
Зо – затраты на техническое обеспечение;
По – затраты на программное обеспечение;
Кэф – коэффициент эффективности;
С0 и С1 – стоимость затрат на обработку информации в базисном и отчетном периодах.

5 Эскизное проектирование и его этапы. CASE-технологии.

Каждый специалист, работающий на предприятии, должен уметь определить возможность и целесообразность применения автоматизированной информационной технологии в своей профессиональной деятельности. Для этого он должен уметь проводить упрощенное эскизное проектирование информационной технологии, автоматизирующей выполняемые им функции.
На специалиста возлагается обязанность решения частных задач управления, входящих в состав функционального комплекса. (Например, задачи учета основных средств входят в состав комплекса учетных задач системы управления предприятием). Тем не менее, при эскизном проектировании нужно учитывать, что информационная технология - это система, все её элементы взаимосвязаны, и решение частных задач должно увязываться с целями и критериями задач, решаемых на соседних уровнях управления. При эскизном проектировании такой частной информационной технологии выполняются те же стандартизированные этапы проектирования автоматизированных систем, только в упрощенном виде.
Этапы эскизного проектирования:
1) Элементы предпроектного анализа
- анализ организационной структуры существующей системы управления и определение места специалиста;
- анализ функциональной структуры системы управления и определение места и структурных связей автоматизируемых функций;
- анализ информационных потоков (документооборота), их маршрутов, узлов пересечения, содержания, периодичности, объемов.
2) Элементы технического проектирования
- выбор хранимых данных (показателей);
- определение функциональных (алгоритмических) зависимостей показателей;
- организация информационной базы;
- определение форм входных и выходных документов.
3) Элементы рабочего проектирования
- выбор технических средств реализации частной информационной технологии;
- выбор базовых и функциональных программных средств.
4) Элементы внедрения
- приобретение и установка технических и базовых программных средств;
- приобретение, адаптация и настройка функционального программного обеспечения;
- создание внутримашинного информационного фонда (заполнение базы данных).

Автоматизированные системы появились практически с первыми ЭВМ и прошли достаточно долгий путь развития. Опыт их создания показал, что все стадии проектирования являются чрезвычайно трудоемкими. Поэтому, естественно, не прекращаются работы по созданию методов и средств автоматизации проектирования ЭИС. Сформировались четыре подхода к автоматизации процессов создания проектных решений: элементный, подсистемный, объектный и модельный.
Элементный подход предполагает использование типовых проектных решений по отдельным функциональным задачам управления.
Подсистемный подход использует накопленный опыт разработок по проектированию функциональных подсистем (планирования, учета, анализа и т.д.).
При объектном подходе используются типовые решения для целого класса объектов (например, ЭИС консервным комбинатом, ЭИС предприятием).
К сожалению, перечисленные подходы оказались малоэффективными, т.к. требуют значительных доработок, связанных с непохожестью конкретного реального предприятия на „типовое“, к которому привязаны типовые проектные решения. Кроме того, первые три подхода позволяют ускорить только третью стадию создания ЭИС - рабочее проектирование. Самыми же трудоемкими стадиями являются предпроектный анализ и техническое проектирование.
В настоящее время наиболее перспективным является модельный подход к автоматизации проектирования информационных систем. Сутью модельного подхода является последовательное преобразование управления: от общей математической модели управления до алгоритмической модели решаемой функциональной задачи.
Модельный подход нашел отражение в технологиях проектирования, называемых CASE-технологиями. Они поддерживают проектирование, выбор технологии, архитектуры и написание программного обеспечения.
CASE (Computed Aided Software Enginering) - система конструирования программ с помощью компьютера. Разработчик с её помощью описывает предметную область; входящие в нее объекты, их свойства; связи между объектами и их свойствами. В результате формируется модель, описывающая основных участников системы, из полномочия, потоки финансовых и иных документов между ними. В ходе описания создается электронная версия проекта, которая распечатывается и оперативно передается для согласования всем участникам проекта как рабочая документация.
В процессе создания проекта выделяют следующие этапы:
- формирование требований, разработка и выбор варианта концепции системы;
- разработка и утверждение технического задания на систему;
- „эскизный“ и технический проекты с описанием всех компонентов и архитектуры системы;
- рабочее проектирование, в процессе которого разрабатываются и отлаживаются программы; описание структуры базы данных; создание документации на поставку и установку технических средств;
- ввод в действие, включающий установку и включение аппаратных средств, инсталлирование программного обеспечения, загрузку баз данных, тестирование системы, обучение персонала;
- эксплуатация системы, включающая сопровождение программных средств и всего проекта, поддержку и замену аппаратных средств.
В настоящее время существует множество CASE-систем, различающихся по степени компьютерной поддержки этапов разработки проектов. Часть из них обеспечивает только графическое представление функций подразделений учреждения и потоков информации между ними, в других автоматизирован процесс описания баз данных и составления некоторых программ или их частей.
Основные достоинства CASE-технологии: повышение производительности труда программистов на несколько порядков, возможность формализовать документирование и администрирование проектов, минимизация ошибок и несовершенства программного обеспечения конечных пользователей, ускорение обучения персонала и использования программного обеспечения в полном объеме, постоянное обновление и модернизации пользовательских программ.
Наиболее известной в России в настоящее время является CASE-система Oracle, позволяющая создавать приложения на базе одноименной СУБД.