Интегрированная система управления — система реального времени

Происходящая в течение последних двух десятилетий интенсивная разработка систем управления и контроля на базе цифровой вычислительной техники, объединение систем в информационно-управляющую сеть выдвинули новое понятие — "системы реального времени" (которое не возникало, пока создавали аналоговые системы управления).

Систему называют "системой реального времени", если ее быстродействие адекватно скорости протекания физических процессов на объектах контроля и управления.

Исходные требования к времени реакции системы и другим временным параметрам определяются динамикой функционирования управляемых объектов. Точное определение времени реакции системы может быть получено в результате анализа процессов, протекающих в объекте управления и контроля.

Принято различать системы "жесткого" и "мягкого" реального времени.

Системой жесткого реального времени называют систему, в которой неспособность обеспечить реакцию на какие-либо события в заданное время является отказом и ведет к невозможности решения поставленной задачи. Время реакции в жестких системах может быть разным и определяется динамикой объекта.

Системой мягкого реального времени называют систему, допускающую отставание процесса обработки сигнала от динамики объекта. К таким системам можно отнести системы контроля и диагностирования оборудования. Они периодически контролируют параметры состояния объекта управления, обеспечивают их обработку и представляют информацию о состоянии объекта с задержкой относительно динамики управления, но при этом обеспечивают принятие оператором решения по эксплуатации этого объекта.

При создании производственных систем управления и обработки информации существует сложность: необходимо объединить в единую систему различные по действию системы, в том числе системы жесткого и мягкого реального времени. Это, в свою очередь, выдвигает определенные требования к аппаратным средствам системы, методам обеспечения надежности и живучести и к распределению вычислительных ресурсов. Именно потому так сложно разрабатывать системы реального времени при интеграции их в единую систему, обеспечивающую одновременное решение большого количества разнородных задач. Отсюда вытекают особые требования к операционной системе реального времени, а именно:

- необходима синхронизация задач с внешними событиями;

- необходима синхронизация задач по времени;

- необходимо обеспечение упорядочения нескольких задач к разделяемым ресурсам.

Применение ИСУ производством выдвигает необходимость рассмотрения психологических и социальных аспектов автоматизации. Автоматизация производства как средство улучшения условий труда и жизни человека на судне позволяет:

- разгрузить человека от формально-логической деятельности;

- освободить его от выполнения трудоемких и сложных операций по обработке информации (освободить от напряженной умственной деятельности);

- освободить его от неблагоприятных условий окружающей среды;

- обеспечить ему оптимальные климатические условия деятельности.

В то же время автоматизация производства оказывает на человека определенное влияние и выдвигает к нему новые требования:

- трудовая деятельность переносится в область наблюдений, надзора, контроля (что вызывает определенные психологические изменения);

- увеличивается нагрузка на органы чувств человека (в особенности на зрительную и слуховую системы);

- повышаются требования к способности человека к абстрактному мышлению, а также к комбинационной и оценочной способности;

- повышаются требования к наличию интуиции;

- возникает опасность психологического насыщения и монотонности;

- существует жесткое регламентирование рабочего времени, возникает проблема свободного времени;

- происходит изменение структуры персонала, возникает проблема квалификации;

- возникает проблема руководства.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ИНТЕГРИРОВАНЫХ СИСТЕМ

Предмет – интегрированные информационные системы освещает теоретические и практические вопросы проектирования информационных систем на всех уровнях управления экономическими объектами, а также организации и управления процессом проектирования ИС с использованием различных методов и инструментальных средств.

Информационная система представляет собой совокупность организационных, технических, программных и информационных средств, объединённых в единую систему с целью сбора, хранения, обработки и выдачи необходимой информации, для выполнения функций управления.

В соответствии с характером обработки информации ИС на различных уровнях управления (оперативном, тактическом и стратегическом) выделяются

Следующие типы информационных систем:

- Системы обработки данных (СОД),

- Информационные системы управления (ИСУ),

- Системы поддержки принятия решений (СППР).

Системы обработки данных (СОД), предназначены для учёта и оперативного регулирования хозяйственных операций, подготовки стандартных документов для внешней среды.

Горизонт оперативного управления хозяйственными процессами составляет от одного до нескольких дней и реализует регистрацию и обработку событий. Например, оформление и мониторинг выполнения заказов, приход и расход материальных ценностей на складе, учет рабочего времени и т. д.

Эти задачи имеют интерактивный, регулярный характер и выполняются непосредственными исполнителями (кладовщик, табельщик и т. д.).

Информационные системы управления (ИСУ) ориентированы на тактический уровень управления: среднесрочное планирование, анализ и организацию работ в течение нескольких недель (месяцев), например, анализ и планирование поставок сбыта, составление производственных программ. Для данного класса задач характерны периодическая повторяемость формирования результатных документов и чётко определенный алгоритм решения задач, например свод заказов для формирования производственной программы и определение потребности в материалах и комплектующих изделиях. Решение подобных задач предназначено для руководителей различных служб предприятия (производственный отдел, отдел материально-технического снабжения, цехи т. д.).

Системы поддержки принятия решений (СППР) используются в основном на верхнем уровне управления и имеют стратегическое долгосрочное значение в течение года или нескольких лет.

К таким задачам относятся планирование привлечения ресурсов, источников финансирования, выбор поставщиков.

Задачи носят не регулярный характер. Для задач свойственны недостаточность имеющейся информации, слабая формализованность алгоритмов решения. Идеальной считается система, которая включает все три типа информационных систем.

В зависимости от охвата функций управления различают корпоративные (интегрированные) и локальные информационные системы.

Корпоративные (интегрированные) ИС автоматизируют все функции управления на всех уровнях управления. Такая ИС является многопользовательской, функционирует в распределённой вычислительной сети.

Локальная ИС автоматизирует отдельные функции управления на отдельных уровнях управления. Такая система может быть однопользовательской, функционирующей в отдельных подразделениях системы управления.

Для всех типов ИС одним из основных свойств является делимость на подсистемы, которые имеет ряд достоинств с точки зрения разработки и эксплуатации ИС. Основными достоинствами деления на подсистемы являются:

- Упрощение разработки и модернизации ИС в результате специализации групп проектировщиков по подсистемам;

- Упрощение внедрения и поставки готовых подсистем в соответствии с очерёдностью выполнения работ;

- Упрощение эксплуатации ИС вследствие специализации работников предметной области.

Обычно выделяются функциональные и обеспечивающие подсистемы.

Функциональные подсистемы ИС обслуживают определённые виды деятельности предприятий, характерные для структурных подразделений предприятий и функций управления.

Интеграция функциональных подсистем в единую систему достигается за счет функционирования обеспечивающих подсистем.