Методика определения научно-технического уровня АСУП

Назначение и область применения методики

Цель применения методики заключается в получении показателя научно- технического уровня (НТУ) АСУП, который представляет интегральную оценку степени соответствия качества создаваемой или действующей АСУП поставленным задачам ее функционирования или выявленным тенденциям научно- технического прогресса. Он определяется следующими взаимосвязанными показателями: уровнем организации производства и труда предприятия — объекта автоматизации; системотехническим уровнем обработки данных; уровнем охвата автоматизацией задач управления и уровнем экономического потенциала системы.

В соответствии с методикой производится оценка НТУ систем на стадиях планирования, разработки, внедрения и функционирования АСУП.

На стадии планирования работ по созданию АСУП плановый НТУ создаваемых систем должен определяться на основании анализа тенденций изменения частных показателей научно-технического уровня, отражающих состав подсистем и задач управления в прошлом периоде, и их экстраполяции на планируемый период с учетом выделенных ресурсов.

На проектной стадии создания АСУП оценка НТУ может использоваться для выбора направлений проведения научно-исследовательских работ, связанных с повышением НТУ АСУП, уточнения проектного уровня системы, осуществления экспертизы проектов на соответствие заданному проектному уровню, выбора методов проектирования, обеспечивающих создание АСУП заданного уровня. Проектный НТУ АСУП устанавливается на основании оценки тенденций развития отраслей народного хозяйства, учета влияния научно-технического прогресса на технологию производства и управление.

Шкалы оценки частных показателей НТУ построены таким образом, чтобы стимулировать выбор наиболее перспективных проектных решений в соответствии с основными тенденциями развития вычислительной техники.

На стадии внедрения и анализа функционирования АСУП оценка достигнутого НТУ может использоваться для определения направлений дальнейшего развития созданной и функционирующей системы, оценки затрат времени и материальных затрат на развитие АСУП, а также для определения соответствия условий функционирования системы проектным условиям.

Показатель НТУ АСУП выражается функцией

У =f(x_ia,₁),

где x_i—частные значения показателей оцениваемой системы, достигнутые в рассматриваемый момент; а_i1 —коэффициенты важности показателя х_i.

В соответствии со стадиями создания и функционирования АСУП могут иметь место потенциальный, прогнозируемый, проектный и достигнутый научно-технические уровни АСУП.

Потенциальный НТУ (У_и) —уровень, когда функция У достигает экстремального значения. Определение значений x_i, при которых достигается идеальный уровень, позволяет оценить перспективы и потенциальные возможности развития АСУП.

Для создания АСУП достаточно высокого уровня в условиях ограничений по времени и материальным ресурсам определяется прогнозируемый НТУ (У_б), получаемый путем подстановки в функцию для оценки НТУ значений показателей возможных вариантов АСУП. Сравнение У_б и У_и будет характеризовать приближение к потенциальному уровню вариантов, которые могут быть разработаны в данном периоде.

Проектный НТУ (У_п)—уровень, определяемый условиями создания и функционирования конкретной АСУП и являющийся минимально необходимым для возмещения затрат на разработку и эксплуатацию системы. Как правило, соблюдается следующее условие:

Достигнутый НТУ (У_д) —уровень, Определяемый значениями показателей элементов и условиями работы АСУП, выявленными в результате анализа функционирования системы в производственных условиях.

Оценка НТУ, таким образом, является частью процесса создания АСУП и позволяет определять предпочтительность различных характеристик АСУП, ее подсистем или отдельных элементов.

Для оценки НТУ АСУП необходимо определить частные показатели НТУ, их численные значения, а также комплексный показатель НТУ, учитывающий коэффициенты важности отдельных частных показателей для конкретного варианта АСУП на определенном этапе ее создания.

Оценка НТУ АСУП может осуществляться с использованием экспертных методов и таблиц, характеризующих предпочтительность показателей различных ресурсов, используемых для автоматизированного решения задач управления, а также уровень экономической эффективности, методологии проектирования АСУ и уровень организации производства и труда предприятия — объекта автоматизации [1, 8, 13].

Показатели оценки НТУ АСУП должны удовлетворять следующим требованиям:

каждый показатель должен характеризовать совокупность элементов, от которых зависит уровень АСУП. Совокупность показателей должна характеризовать уровень АСУП в целом, который, в свою очередь, должен быть чувствительным к изменению каждого показателя;

каждый показатель должен содержать количественную оценку; число показателей должно быть ограничено, чтобы обеспечить сбор и их обработку достаточно простыми и нетрудоемкими способами;

для измерения значений показателей применима безразмерная шкала; показатели должны стимулировать применение наиболее перспективных вариантов АСУП.

Определение значений показателей НТУ АСУП

Показатель оценки уровня АСУП определяется в баллах в результате получения показателя системотехнического уровня путем последовательного суммирования балльных оценок факторов, взятых с соответствующими весами, умножения его на показатель, оценивающий экономический уровень системы, и суммирования с показателями уровня охвата автоматизацией задач управления и уровня организации производства и труда. Схема образования показателя оценки научно-технического уровня АСУП приведена на рис. 22.1.

Уровень АСУП — Уасуп — может быть определен по формуле

У_асуп=k_эсУ_эУ_с+k_заУ_за+k_оптУ_опт.

k_эс+0,1k_за+0,1k_опт=1;

k_эс=0,4; k_за=k_опт=3;

Возможно и целесообразно применение качественных и количественных шкал балльных оценок. При отнесении фактора к определенной градации возможны два случая:

все значения некоторого фактора для различных частей оцениваемой АСУП относятся к одной и той же градации. Например, все задачи программируются на алгоритмических языках. При этом данный фактор в целом по оцениваемой АСУП относится к этой же градации;

значения некоторого фактора для разных частей оцениваемой АСУП относятся к различным градациям. В этом случае фактор в целом по оцениваемой АСУП относится к той градации, к которой принадлежит наибольшее количество частей АСУП.

Градации качественных показателей фактора могут быть определены на основе проектной документации АСУП или фактических результатов внедрения. По результатам определения показателей заполняется таблица (табл. 22.1). Для оценки НТУ АСУП необходимы: процедура образования показателей уровня АСУП;

фиксированные коэффициенты важности (веса) факторов, которые предполагаются независящими от типа предприятия (табл, 22.2—22.11);

Качественная характеристика факторов

фиксированные коэффициенты важности (веса) компонент АСУП в зависимости от типа предприятия (табл. 22.12);

фиксированные шкалы балльных оценок факторов (табл. 22.13); оценка методов проектирования (табл. 22.14); сроки окупаемости АСУП.

Экономический уровень АСУП — У_э — может быть определен по формуле

где Т_н — нормативный срок окупаемости;

Т —срок окупаемости рассматриваемой системы.

Уровень охвата автоматизацией задач управления — У_за — может быть определен по формуле

где N_а — количество задач управления, решаемых автоматизированным способом;

N_ст — число задач, которые принципиально возможно автоматизировать для данного класса предприятия.

Для более точных расчетов, учитывающих особенности отдельных задач управления, может быть введена оценка сложности задач, учитывающая состав планируемых и отчетных показателей в задаче и их важность для реализации определенной функции управления предприятием.

Показатель уровня охвата автоматизацией задач управления может быть определен по формуле

где П_р — количество плановых показателей в выходных документах, полученных на основе алгоритма, отображающего традиционные методы планирования;

П_э — количество плановых показателей в выходных документах, полученных в результате использования методов оптимизации;

П_м —количество плановых показателей в выходных документах, полученных при использовании алгоритма, предусматривающего выдачу

Схема образования показателя уровня АСУП

нескольких вариантов планов и выбор одного из них управленческим персоналом в зависимости от конкретной производственной ситуации; П₀, 0₀ — общее количество соответственно плановых и отчетных показателей предприятия, определяемое в результате анализа документооборота предприятия на стадии проектного обследования; п, т, k — количество задач, решаемых в АСУП для получения соответственно показателей П_р, П_э, П_м;

О_м — количество отчетных показателей, полученных в выходных формах документов с месячной периодичностью;

О_г — количество отчетных показателей, полученных в выходных формах документов с периодичностью более суток;

I, f, s — количество задач, решаемых в АСУП для получения соответственно показателей О_м, О_с, О_г.

Системотехнический уровень АСУП Ус, отражающий уровни организационного (У]), технического (У₂), математического (Уз) обеспечения и методологию проектирования, может быть определен по формуле

где Pj — весовые коэффициенты важности показателей У₁ , У₂, У_з для оценки НТУ АСУ разных классов предприятий (j=1, 2, 3).

Значения Р в зависимости от класса предприятия приведены в табл. 22.12.

Показатель уровня организационного обеспечения У₁ может быть определен по формуле

Значение У_П1 определяется в зависимости от принятой методики проектирования организационного обеспечения АСУП. Значения Рн отражают веса влияния основных факторов организационного обеспечения на уровень АСУП и определяются по табл. 22.13.

Показатель уровня технического обеспечения У₂ может быть рассчитан по формуле

Значение У_П2 определяется по табл. 22.14. Значения Р₂; отражают веса влияния основных факторов технического обеспечения на уровень АСУП и определяются по табл. 22.13.

Показатель уровня математического обеспечения Уз может быть рассчитан по формуле

Значение У_пз находится по табл. 22.14. Значения Р_з; отражают веса влияния основных факторов математического обеспечения на уровень АСУП и определяются по табл. 22.13.

Для определения уровня организации производства и труда может применяться действующая в отраслях методика, предназначенная для оценки достигнутого уровня развития организации производства и труда. Уровень организации производства и труда определяется в зависимости от уровня использования трудовых ресурсов, основных фондов, оборотных средств и уровня выпуска продукции надлежащего качества.

Уровень организации производства и труда по предприятию в целом У₀пт определяется как отношение уровня использования переменных и постоянных расходов предприятия с учетом нормативного коэффициента эффективности и затрат, связанных с уровнем выпуска качественной продукции, к обшим затратам предприятия по формуле

Шкала измерения У_0пт безмерная с наибольшим значением — единица. При этом для оценки различных сфер деятельности предприятия используются аналитические показатели: коэффициент ритмичности, коэффициент нормирования труда, коэффициент поточности производства, коэффициент охвата механизированным трудом, коэффициент специализации производства, коэффициент освоения норм проектной трудоемкости, коэффициент отношения роста производительности труда к росту заработной платы, коэффициент условий труда.

Схема образования и расчета этих показателей приведена на рис. 22.2.

Диапазон возможных значений оценки НТУ АСУП — 0, +10 баллов; наивысшее значение— 10 баллов.

Шкалы балльных оценок и таблицы весов. Фиксированные шкалы балльных оценок, используемые для определения НТУ АСУП, приведены в табл. 22.2. После каждой шкалы даются необходимые пояснения. Все шкалы балльных оценок получены экспертным путем.

Подготовка исходных данных У_if

Под индивидуальной подготовкой исходных данных подразумевается подготовка данных перед машинной обработкой для каждой задачи отдельно.

Централизованная подготовка — это способ формирования данных для решения задач, при котором предварительно производится анализ задач на информационную общность, после чего формируются значения показателей, необходимых для решения всех задач.

Комбинированная подготовка — это такая подготовка, при которой информационная увязка не производится, но данные готовятся по единичным формам документов для всех задач совместно.

Регламентация использования документа в целом —это предписание к каждому выходному документу с указанием общих правил использования документа данного вида, Регламентация использования отдельных показателей — это

Схема образования показателен уровня организации производства и труда

правила использования каждого показателя в составе документа, полученного в результате решения задач в АСУП.

Использование данных —У₁₂

Устойчивость системы — У₁₃

Устойчивость системы определяется степенью резервирования основных частей комплекса технических средств, устройств сбора данных, передачи данных на ЭВМ. В случае если автоматизированные функции резервированы средствами автоматизации и АСУП функционирует при всех видах отказов, устойчивость системы считается наиболее высокой. При резервировании автоматизированных функций за счет персонала, например при отказе средств сбора, устойчивость системы снижается по сравнению с первым случаем.

Доля задач с оптимизацией среди задач планирования и регулирования — У₁₄

Среднесуточная загрузка ЭВМ (в часах) — У₂₁

Способ связи периферийных средств сбора с вычислительным центром — У₂₂

При неавтоматической связи исходные данные для решения задач поступают в ВЦ в виде документов, где осуществляется их перевод на машинные носители записи.

При полуавтоматической связи исходные данные для решения задач подготавливаются в подразделениях предприятия на машинных носителях записи и передаются в ВЦ регламентно, с использованием традиционных средств связи.

При автоматической связи управление сбором и передачей исходных данных для решения задачи осуществляется ВЦ по каналам связи.

Средства отображения — У₂₃

При сигнализации применяются средства отображения, позволяющие определить факт возникновения заранее выделенных событий с небольшой задержкой, определяемой свойствами электрических схем.

При регламентном отображении применяются средства, позволяющие с определенной периодичностью получать результаты решения задач в виде документов, носителей записи и т. п.

При использовании ответно-запросных устройств применяются средства отображения, обеспечивающие доступ к результатам решения задач в произвольные моменты времени.

Тип Применяемой ЭВМ в существенной мере определяет НТУ АСУП. На уровень в наибольшей степени влияют быстродействие, приспособленность к изменениям, состав общего математического обеспечения. При разнотипных ЭВМ показатели У₂ и У_зопределяются по наиболее совершенной из них.

Организация обработки данных — У₃₂

При локальном решении задач на ЭВМ вся необходимая информация (исходные показатели, нормативы, программы и т. д.) подготавливается для каждой задачи отдельно.

При наличии единого нормативного хозяйства нормативы содержатся в массивах для решения всего комплекса задач.

При наличии в составе АСУП единой информационной базы и банка данных вся информация, отражающая состояние объекта управления, содержится в памяти ЭВМ и скомпонована для наиболее целесообразного решения всего комплекса задач.

Система программирования — У₃₃

В случае когда система программирования неоднородна по составу, т. е. ее части относятся к различным градациям, следует определить, к какой градации относятся важнейшие для рассматриваемой АСУП части математического обеспечения.

Характеристика предприятия

Веса компонент верхнего яруса определяются в результате обработки мнений экспертов и зависят от класса предприятия (табл. 22.12). При этом класс предприятия определяется численностью работающих и типом производства.

Веса факторов в компонентах, принятые в данной методике, представлены в табл. 22.13.

Относительные оценки, характеризующие методы проектирования, представлены в табл. 22.14.

Веса факторов в компонентах

Относительные оценки, характеризующие методы проектирования

Автоматизированное проектирование - процесс проектирования АСУП, в котором реализованы алгоритмы генерации и выбора проектных решений, удовлетворяющих критериям создания АСУП на базе использования средств и методов автоматизации проектных работ.

Проектирование ка базе ТПР — процесс проектирования АСУП, основанный на привязке типовых проектных решений, позволяющих реализовать с помощью типовых средств требования, специфичные для конкретного предприятия — объекта автоматизации.

Проектирование на базе РТМ — процесс проектирования, организованный в соответствии с действующими РТМ и стандартами и основанный на использовании проектных решений на предприятиях-прототипах.

Проектирование индивидуального объекта — процесс проектирования, основанный на использовании результатов НИР и ОКР, имеющих ограниченную область практического применения.

В процессе разработки проекта АСУП на базе любого из перечисленных методов проектирования могут разрабатываться отдельные решения, являющиеся основой для создания РТМ, ТПР или элементов автоматизации проектирования. В этом случае оценка методов проектирования принимается с коэффициентом 1,2. Например, при проектировании АСУП на базе РТМ с созданием отдельных ТПР оценка равна 1,2 • 0,7=0,84.

Пример применения методики

В результате анализа проектной документации и процесса функционирования АСУП получены следующие данные

Данные анализа проектной документации и процесса функционирования АСУП

Подставляя эти данные в соответствующие формулы, находим частные показатели и затем общий уровень АСУП. Все промежуточные результаты округляются до десятых долей. Нормативный срок окупаемости принят равным 3 годам.

Показатели уровней организационного, технического и математического обеспечения У₁, У₂, У₃ соответственно равны

У_{1 =} 0,7 (0,3•10 + 0,4•10+0,2•10 + 0,1•3) = 6,5|

У₂ = 0,6 (0,5•10 + 0,3•2 + 0,2•7) = 4,2;

У₃ = 0,8 (0,3•5 + 0,5•10 + 0,2•5) = 6,0.

Системотехнический уровень Ус будет равен

У_с = 0,5 • 6,5 + 0,2 • 4 • 2 + 0,3 • 6,0≈6,0.

Наконец, НТУ АСУП У_АСУП будет равен (в баллах)