69

Введение

В нашей стране накоплен огромный опыт использования ав­томатизированных систем управления (АИС) в различных сфе­рах народного хозяйства.

Сформировались четыре поколения АИС. Для первого поко­ления характерной чертой являлась автоматизация планово-эко­номических расчетов с ориентацией на традиционные методы управления производством. Реализация АИС осуществлялась на ЭВМ второго поколения (М-222, «Минск-32» и др.) с пакетной обработкой информации и программированием в машинных ко­дах. Решаемые функциональные задачи имели локальный характер и не были увязаны между собой. Отсутствие стандартных периферийных устройств затрудняло внедрение АИС, заставля­ло проектировщиков создавать оригинальные, но зачастую не­перспективные устройства. АИС первого поколения копировали ручные методы управления, имели разомкнутый характер и были ориентированы на конкретный объект. В этих системах исполь­зовались простые неоптимизационные алгоритмы. Хранение ин­формации осуществлялось в виде независимых линейных файлов, отсутствовали банки данных и алгоритмические языки высокого уровня.

В АИС второго поколения автоматизировались комплексы за­дач. Самостоятельное развитие получили АИС конкретного назна­чения: АСУП, АСУ ТП, САПР. Часть функциональных задач ре­шалась с оптимизацией. Возник информационно-советующий способ управления производством с решением оперативных за­дач в диалоговом режиме. В качестве технических средств АИС стали применяться вычислительные комплексы второго поколе­ния (ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ и др.), базирующиеся на диалоговых операционных системах (ОС ЕС, ОС РВ) с использованием функциональных пакетов прикладных программ и систем уп­равления базами данных. Совершенствовалась и технология программирования, стали применяться библиотеки типовых про­ектных решений, пакеты прикладных программ. Получила раз­витие система автоматизации проектирования АИС с использо­ванием алгоритмических языков высокого уровня. Были разра­ботаны общеотраслевые методические материалы по созданию АИС. При организации вычислительного процесса получил при­менение многопрограммный режим работы вычислительной системы с использованием банков данных, реализованных на основе СУБД и накопителей прямого доступа на магнитных дисках. Однако АИС различных уровней управления имели разобщен­ный характер, слабо использовались инструментальные средства автоматизации проектирования АИС, недостаточно развивались АИС технологического типа.

Современные АИС можно отнести к АИС третьего поколения. По содержанию решаемых задач и структуре построения они являются интегрированными системами, охватывают стадии создания изделий от возникновения идеи до серийного производства, а также уровни управления от организационно-экономиче­ского до технологического. При решении функциональных задач широко применяются методы оптимизации, имитационного моде­лирования, экспертных систем.

В качестве технических средств получили использование мно­гомашинные, многопроцессорные комплексы на ЭВМ третьего поколения, образующие с помощью информационно-вычисли­тельных сетей распределенные системы обработки информации. В основе функционирования этих систем и обслуживания поль­зователей лежат стандартные сетевые протоколы взаимодейст­вия.

При создании АИС получили распространение программно-технологические комплексы, позволяющие автоматизировать про­цесс проектирования АИС и ее обеспечивающих подсистем. Раз­работке АИС предшествовало совершенствование организацион­ных и технологических основ производства и хозяйственного механизма предприятия. При реализации АИС стали применять­ся АРМ на базе персональных ЭВМ, распределенные базы дан­ных, алгоритмические и программные средства высокого уровня, ориентированные на конечного пользователя. Таким образом, уже в АИС третьего поколения нашли отражение элементы но­вой информационной технологии.

АИС четвертого поколения—это гибкие, адаптивные интег­рированные системы с элементами искусственного интеллекта. Они должны реализовать безбумажное, безлюдное управление объектом с подстройкой к изменяющимся внешним условиям и ресурсам. Эти системы должны обладать значительной долей универсальности с настройкой на класс управляемых объектов. Их реализация возможна на супер-ЭВМ четвертого поколения, объединенных сетью с мини- и микроЭВМ. В АИС четвертого поколения должно происходить накопление знаний. В их струк­туре должны найти программную реализацию экспертные сис­темы, системы управления банками знаний и инструментальные на основе языков высокого уровня, позволяющие развивать и на­ращивать возможности АИС в зависимости от целей их приме­нения и условий использования. Необходимо совершенствовать и технологию создания программно-технических комплексов на основе интеллектуальных систем автоматизированного проекти­рования. АИС четвертого поколения при создании и функционировании должны базироваться на новой информационной технологии.

Новые поколения АИС немыслимы также без информационной технологии принятия управленческого решения. Поэтому формирование инженера по автоматизированным системам управления, прежде всего, означает подготовку специалиста широ­кого профиля, что обусловлено необходимостью его глубоких зна­ний и большим разнообразием объектов управления: производ­ство с различными особенностями технологического процесса, в том числе с гибкой технологией, интегрированные производст­венные комплексы, системы управления в социальной сфере. Специалист в области АИС должен, прежде всего, знать систем­ный подход, уметь ставить и решать задачи управления с уче­том специфики управляемого объекта. Необходима быстрая адаптация выпускника вуза к условиям производства, т. е. целе­вая ориентация.

На промышленных предприятиях работает более 3000 авто­матизированных систем управления. В качестве объекта авто­матизации здесь выступают технологические процессы, участки, цехи производства, отделы и заводоуправления. Автоматизиро­ванные системы охватывают организационно-экономическую, технологическую, конструкторскую, научно-исследовательскую деятельность. Они проникли в сферу фундаментальных и экспе­риментальных научных исследований. С помощью автоматизи­рованных систем осуществляется всесторонняя аттестация про­мышленной продукции.

По своему содержанию автоматизированные системы нахо­дятся на стыке двух научных направлений: информатики и уп­равления. Под информатикой понимают раздел знаний, связан­ных с процессом сбора, передачи, обработки и хранения инфор­мации с использованием современных аппаратно-программных средств вычислительной техники и техники связи. Информатика как самостоятельная наука, прежде всего, необходима при пост­роении информационной модели объекта, так как методологи­ческие основы построения модели дает именно информатика. Однако построение и обоснование информационной модели объ­екта управления – задача конкретных частных наук. Развитие информатики привело к созданию новой информационной тех­нологии, базирующейся на современных ЭВМ, интеллектуаль­ных средствах доступа, сетевых протоколах взаимодействия, что позволяет по-новому построить управление производством [16]. С развитием ЭВМ информатика превращается в технологию раз­личных способов переработки, передачи, использования информа­ции. Если кибернетика изучает общие законы движения инфор­мации в целенаправленных системах любой структуры и в основе кибернетики лежит моделирование, то информатика определяет информационное содержание моделей. Перспективы развития кибернетики связаны с передачей интеллектуальных функций технической системе. Развитие информатики состоит в создании технологии использования интеллектуализированных машин и устройств, превращении «бумажной» домашинной информатики в человеко-машинную.

Ускорение научно-технического прогресса во всем мире конкретизирует требования к содержанию информатики. Они пред­ставляют собой новую информационную технологию, т. е. совокупность внедряемых (встраиваемых) в систему организа­ционного управления принципиально новых средств и методов обработки данных, представляющих собой целостные технологи­ческие системы и обеспечивающих целенаправленное создание, распределение и использование информационного продукта с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями той социальной среды, где развивается новая информационная технология. Сейчас трудно перечислить весь перечень задач, ко­торые решаются с помощью новой информационной технологии. Прежде всего, можно выделить следующие:

1. Разработка методов и средств доступа к ресурсам ЭВМ с целью упрощения технологии предоставления пользователю ин­формационно-вычислительных услуг.

2. Повышение интеллектуальности доступа пользователя к ресурсам вычислительных машин.

3. Создание новых средств информационной технологии: про­фессиональных ЭВМ, локальных и распределенных сетей ЭВМ, организационно-технических комплексов и т. д.

4. Концентрация информации в узлах принятия решения.

5. Персонализация обработки данных и совершенствование управления предприятием.

6. Создание локальных сетей персональных ЭВМ, а затем и сетей распределенных ЭВМ.

Эти задачи можно объединить в группы по следующим проб­лемам:

1. Социально-экономические проблемы, куда входит управ­ление информацией как ресурсом.

2. Проблемы интеллектуализации при обработке информа­ции как проблемы повышения интеллектуализации интерфейса пользователя с вычислительной системой.

3. Системотехнические проблемы, т. е. создание локальных и распределенных систем обработки информации на основе ин­терактивных операционных сред.

Основной проблемой создания АИС является получение вы­сокой эффективности от разрабатываемой системы. Необходимо уделять особое внимание совершенствованию организационной структуры управления предприятием» рациональному использо­ванию вычислительных ресурсов, увеличению доли решаемых оп­тимизационных задач, интегральной автоматизации производст­ва на всех уровнях управления, унификации и типизации про­ектных решений, автоматизации проектирования АИС.

Решение этих задач невозможно без подготовки высококвалифицированных специалистов в этом направлении. В Совет­ском Союзе с 1968 г. осуществляется подготовка инженеров по специальности 0646 — АИС. Использование выпускников, на производстве показало, что необходимо готовить специалиста широкого профиля, который бы легко адаптировался к различ­ным объектам автоматизации - от технологического до органи­зационно-экономического уровня. С увеличением объемов про­изводства, ростом численности сотрудников, интеграции техно­логических процессов усложняется процесс принятия решения руководителем на основе предварительно обработанной и подго­товленной информации. В этих условиях АИС может рассмат­риваться как система обработки информации. Вполне логичной явилась интеграция этой специальности 0646 со специальностью 0640 «Автоматизация и механизация процессов обработки и вы­дачи информации» и возникновение на их основе новой специ­альности 2202 «Автоматизированные системы обработки инфор­мации и управления». В рамках новой специальности подготовка инженеров должна вестись с учетом того, что автоматизирован­ные системы управления уже вступили на новый уровень своего развития, который базируется на информационной технологии. Обучение информационной технологии специалиста инженера-системотехника по АИС является залогом успешного построения, проектирования и эксплуатации автоматизированных систем управления.