Вопросы совершенствования организации вычислительных систем коллективного пользования

Одним из важных направлений научно-технического прогресса на современном этапе является создание автоматизированных систем управления разных уровней и назначений, интенсификация внедрения электронной вычислительной техники (ЭВТ) и переход к новьм перспективным формам ее использования.

В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года», принятых ХХУ1 съездом КПСС, определяется, что в одиннадцатой пятилетке развитие науки и техники должно быть еще в большей степени подчинено решению экономических и социальных задач советского общества, ускорению перевода экономики на путь интенсивного развития, повышению эффективности общественного производства. К числу мероприятий, направленных на решение данных задач, относится дальнейшее развитие и повышение эффективности сети автоматизированных систем управления, вычислительных центров коллективного пользования (ВЦКП) и других перспективных направлений 5, б] .

В этих условиях актуальной является проблема совершенствования организационных форм применения вычислительной техники — коллективное использование ЭВМ, создание ВЦКПобъединение действующи и вновь создаваемых ВЦ в Государственную сеть вычислительных центров (ГСЩ). Наименее охваченным звеном в этой структуре являются мелкие и средние предприятия, составляющие низовой уровень ГСЩ, где образуется значительный объем общего информационного потока. Решение данной проблемы просматривается в организации вычислительных систем коллективного пользования (ВСКП), ориентированных на обеспечение вычислительными ресурсами ряда АСУ предприятиями и объединениями. фактическая реализация ВСКП подразумевает необходимость решения ряда вопросов: организационно-правовые принципы создания, включающие общую задачу, структуру и функции системы, а также комплекс вопросов, регламентирующих взаимоотношения пользователейобеспечение системы вычислительными ресурсамиобеспечение системы трудовыми ресурсамиобцая структуризация технического обеспечения системыорганизация технологического процесса обработки информацииобеспечение структурной надежности и связиорганизация эксплуатации и обслуживания системы в целом и др. Каждый из вышеприведенных вопросов является в общесистемном плане предметом самостоятельного исследования. В этой связи в работе уделено основное внимание ключевым вопросам: обеспечению вычислительными и трудовыми ресурсами и функционально-структурной реализации ВСКП.

Рассмотрение вопросов организации ВСКП в части обеспечения потребности пользователей в вычислительных и трудовых ресурсах и функционально-структурной реализации системы на ранних стадиях разработки, к которым отнесены предпроектный этап создания автоматизированной системы управления и этап проектирования самого объекта управления, составляют предметную область совершенствования. Решение вопросов в рамках данного направления создает реальные предпосылки сокращения капитальных затрат на создание технической базы систем обработки информации, позволяет существенно сократить сроки разработки и уменьшить их трудоемкость, а также открывает определенные перспективы типизации решений и автоматизации проектирования.

Рациональная организация использования ЭВТ в низовых звеньях должна явиться хорошей базой для осуществления наметившейся широкой программы создания ГСВЦ, в рамках которой планируется к 1990 г. охватить 22,5 тыс. индивидуальных Щ, 2,5 тыс. кустовых вычислительных центров (КВЦ), 200 крупных ВЦКП и более 200 тыс. абонентских пунктов (АП) с терминальным оборудованием 27. Кроме того, в наметившейся тенденции создания в народаом хозяйстве интегрированных и комплексных АСУ (ИАСУ, КАСУ) одной из основных и актуальных проблем является обеспечение вычислительными ресурсами определенного множества рассредоточенных пользователей — представителей составляющих функциональных систем (АСУП, САПР, АСУТП, АСНИ, АСАД) во] .

Анализ зарубежных и отечественных систем обработки информации, ориентированных на коллективное использование вычислительных ресурсов, свидетельствует о преимуществах их организации и функционирования, в сравнении с индивидуальными (локальными) системами, и снижении общих расходов на создание таких систем почти в 2−3 раза 25, 48, 61, бб] .

Эффективность организации и функционирования ВСКП во многом зависит от технических решений, принимаемых на стадии как проектных, так и предпроектных разработок. Одной из главных причин замедленных темпов разработки таких систем является несовершенство методов как с точки зрения возможности автоматизации проектирования, так и проведения прогнозной оценки в условиях недостаточности исходных данных и в короткие сроки. Данное обстоятельство приводит к недопустимой длительности разработки систем, соизмеримой со сроками морального старения технических средств и решений, принимаемых в проектных решениях, что в целом отрицательно сказывается на конечных результатах разработок.

Решение этой проблемы возможно при наличии достаточно формализованных методов синтеза подобных систем, разработке которых уделяется большое внимание со стороны советских и зарубежных ученых [25, 31, 50, 66, 67, 77, 9з]. В настоящее время еще недостаточно решены задачи параметрической оптимизации систем в отдельных направлениях, требующих предварительного определения большого спектра параметров, что характерно и возможно только для поздних стадий создания систем. Недостаточно также рассмотрены во взаимосвязи вопросы обеспечения таких систем вычислительными и трудовыми ресурсами.

Актуальность проводимых исследований определяется основными задачами по внедрению ЭВТ и автоматизированных систем управления в практику социалистического строительства, настоятельной необходимостью разработки и внедрения методов и подходов, позволяющих сокращать сроки проектирования, трудовые и капитальные затраты, повышать производительность труда проектировщиков, улучшить использование ЭВТ в условиях массового создания АСУ и использования ВСКП в качестве их технической базы.

Целью диссертационной работы является проведение исследований по совершенствованию теоретических положений, развитию подходов и экономико-математических методов, позволяющих осуществлять прогнозирование целесообразности создания индивидуального Щ или включения в состав абонентов ВСКП конкретного пользователя (предприятия), выбор требуемых трудовых и вычислительных ресурсов в условиях создания индивидуального ВЦ или организации ВСКП на ранних стадиях разработки. Проведение исследований основывается на накоплением теоретическом и практическом опыте разработки и проектирования автоматизированных систем управления, ВЦ коллективного пользования и применении отдельных положений современных методов анализа и синтеза сложных систем.

Исследования по теме диссертационной работы связаны с планом научно-исследовательских работ:

Всесоюзного объединения «Союзсистемпром» Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления по темам СГО-РТМ № ГР 78 006 685, СТО-ТПР № ГР 79 026 916, выполняемых на основании постановлений ГКНТ СМ СССР № 227 от 18.06.70 г., № 311 от 18.11.77 г.;

Института кибернетики имени В. М. Глушкова Академии наук УССР по теме С.Г.М.700.08 № ГР 0I829000I5I, выполняемой на основании постановления ГКНТ и Госплана СССР № 272/248 от 12.12.1980 г.

Объектом исследования является рассмотрение взаимосвязей комплекса основных технико-экономических характеристик (показателей) предприятий и объединений приборостроения с информационно-временными параметрами функционирующих автоматизированных систем организационного управления. В качестве предмета исследования рассматриваются методы определения вычислительных и трудовых ресурсов и возможные альтернативные варианты их реализации в рамках организации ВСКП.

Основными задачами, рассматриваемыми в диссертационной работе, являются: исследование информационной структуры объекта управления с выделением его основных параметров и формализация задачи определения информационно-временных (отождествляемым в дальнейшем с объемно-временными) параметров системы управленияисследование и выбор метода решения задачи определения объемно-временных параметров системы управления по укрупненным параметрам объекта управленияисследование и разработка экономико-математических (параметрических) моделей определения трудовых и вычислительных ресурсоввыявление аналитических зависимостей определения потребности в вычислительных и трудовых ресурсах в условиях минимума исходных данныхразработка номограммной интерпретации выбора вычислительных ресурсов и комплексной увязки выбора основных компонент организуемой системы с использованием параметров, рассчитываемых на предпроектной стадии создания системы управления или этапе проектирования объекта управленияисследование и разработка основных направлений функционально-структурной реализации ВСКП на предпроектной стадии создания систем управления.

Научная новизна состоит в разработке основных положений методологического подхода и совершенствования использования анали-тико-статистического метода определения основных параметров системы управления на основании базисных параметров объекта управления с последующим представлением результатов в виде экономико-математических (параметрических) моделей с синтезированной сущностью «средней* задачи в разрезе функциональных подсистем или системы в целом. На основании рассмотрения данных моделей в статическом виде получены графо-аналитические зависимости (номограммы) взаимосвязи расчетных значений основных параметров системы управления и значений определенного вида ресурса, удовлетворяющих требованиям системы в достижении поставленной цели. Предложенный подход функционально-структурной реализации ВСКП позволяет произвести упрощенное рассмотрение целевой функции, выделить основные варианты организационно-функционального взаимодействия и использовать аналитический метод выбора режимов функционирования. Предложенные подходы позволяют определить стратегию принятия решений по рациональному и экономному использованию вычислительных и трудовых ресурсов применительно к организации ВСКП в условиях минимума исходных данных, способствует повышению эффективности создания системы в целом.

Методологической основой исследований являются труды классиков марксизма-ленинизма, решения съездов и пленумов ЦК КПСС, постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР по вопросам совершенствования управления народным хозяйством и его отраслями. Уделено внимание изучению и анализу работ советских и зарубежных ученых в области применения математических методов в экономических исследования, создания систем обработки информации, анализа и синтеза сложных систем. В работе использованы руководящие, методические, нормативно-технические материалы, аппарат математической статистики (корреляционно-регрессионный анализ) и ЭВМ, методы теории множеств, теории графов и элементы специальных функций.

Разработанные методы и подходы определения необходимых вычислительных, трудовых ресурсов и функционально-структурной реализации ВСКП нашли практическое применение в ряде методических руководящих материалов, в том числе: PTM25−2I2−5-76, дополнение — «Определение организационной структуры и расчет штатов вычислительных центров (отделов АСУ)» — «Выбор КТС на предпроектной стадии создания АСУП (тема «Разработка руководящих технических материалов по проектированию комплексов технических средств АСУ и исследование методов оптимизации проектирования», № ГР 78 006 685, инв.№ 045 Отраслевого фонда методических материалов Минприбора) — «Методика проектирования технического обеспечения систем коллективного пользования с применением средств телеобработки (тема «Проведение исследований, разработка типовых проектных решений и методических материалов по проектированию КТС АСУ», № ГР 79 026 916, инв. № 059 Отраслевого фонда методических материалов Минприбора) — внедрены в учебный процесс — изданы в виде учебного пособия для студентов старших курсов по специальности 0646- включены в программы курса лекций, практических и семинарских занятий, а также в учебном пособии «Методика выбора комплекса технических средств АСУП по параметрам объекта и системы управления» Киевского филиала Московского института повышения квалификации руководящих работников и специалистов.

Основные положения работы и результаты проведенных исследований одобрены научно-методическим советом Всесоюзного объединения «Союзсистемпром» по направлению НИР «Совершенствование структур технических средств АСУ» — докладывались на пяти республиканских конференциях, семинарахопубликованы в 8 работахапробированы при разработке комплекса технического обеспечения ПО «Терно-польский комбайновый завод им. ХХУ съезда КПСС», а также ряда других объектов из числа разработок в Центральном научно-исследовательском и проектно-технологическом институте организации и техники управления (ЦНИИТУ). Проведенная апробация дала положительные результаты и подтвердила достаточную точность и эффективность разработанных методов.

Основные выводы по работе:

1. Конструктивным подходом к решению задачи совершенствования организации ВСКП на ранних стадиях разработки является декомпозиция общей задачи на совокупность взаимосвязанных частных задач, что позволяет снизить размерность общей задачи и решать ее упроченными методами.

2. Использование аналитико-статистического метода или использование номограмм укрупненного определения необходимых вычислительных ресурсов, применительно индивидуальной системы или ВСКП, позволяет осуществить прогноз плановой потребности в средствах вычислительной техники для соответствующей отрасли народного хозяйства.

3. Предложенные методы позволяют на ранних стадиях разработки произвести анализ целесообразности создания индивидуального Щ или включения объекта в ВСКП в качестве абонента.

4. Разработанные методы определения потребности в вычислительных и трудовых ресурсах позволяют решить проблемы снижения капитальных и эксплуатационных затрат и сокращения сроков разработки. Для каждого отдельного объекта управления (абонента), при внедрении предлагаемых методов в практику разработки ВСКП, средняя величина экономии затрат составит: на комплекс технических средств 200 914 руб.- на эксплуатационные затраты на трудовые ресурсы 26 145 руб.- на затраты на проектные разработки 10 620 руб.

5. Средний годовой экономический эффект от внедрения в практику разработок предлагаемых методов для одной системы управления объектом (абонента ВСКП) составит 66 902,1 руб.

6. Структура методов ориентирована на возможность автоматизировать процесс проектирования технического и организационного обеспечения ВСКП, что позволит существенно снизить затраты на выполнение проектных работ и сократить сроки разработки.

7. Поставленные и решенные в настоящей работе задачи относятся к актуальной проблеме развития общественного производства и повышения его эффективности, что свидетельствует о перспективности и важности развития данного научного направления и его совершенствования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Диссертация содержит систематизированные результаты, полученные автором при исследовании, разработке и внедрении в практику проектирования методов и методических положений, отражающих суть анализа и определения трудовых ресурсов, широкого спектра технических средств и организации технологических процессов обработки информации. Все результаты основываются на фактическом материале по разработке и внедрению автоматизированных систем управления информационного типа с соблюдением возможности перехода на использование принципа автоматизированного проектирования и типовых решений.