Структура информационной системы

Сотрудник отдела снабжения и сбыта, подтверждающий получение заказа, технический директор, определяющий техническую политику предприятия, любой металлургический агрегат, «выдающий продукцию», — все это является источником информации.

Последствия поведения или функционирования каждого из них в соответствующей сфере деятельности (заказ, принятие решения о техническом перевооружении, состав получаемого материала и т. п.) порождают то, что принято называть событием в самом широком смысле этого слова.

События по-разному отражаются на функционировании предприятия: одни остаются без внимания, другие представляются на усмотрение профессионально компетентных лиц, которые располагают большой свободой действий для локального управляющего воздействия в соответствии с полученной информацией; информация о третьей разновидности событий используется в соответствии с установленными правилами, что в определенный момент времени вызывает управляющее воздействие на уровне основных ресурсов, участвующих в рассматриваемом процессе.

Подобно термину «событие», термин «управляющее воздействие» здесь понимается в самом широком смысле: он может означать поставку сырья, изъятие изделия из каталога выпускаемой продукции, составление отчета, перестановку оборудования, ремонт металлургического агрегата, управление технологическим режимом данного конкретного металлургического агрегата и т. п. Таким образом, в общем случае под управлением понимается совокупность воздействий на систему, переводящих ее в требуемое целевое состояние.

Эти управляющие воздействия влияют на ход событий и сами в соответствующие моменты времени проявляются через другие события, так что цикл замыкается.

Таким образом, мы имеем здесь дело с тем, что принято называть системой информации. Из этой системы мы рассмотрим лишь установившийся информационный цикл (рис. 1.1). Событие генерирует информацию, которая затем используется с промежуточной обработкой или без нее; это использование вызывает управляющее воздействие.

С этим процессом мы встречаемся во всех системах управления. Система информации представляет собой информационную среду, которая позволяет определить: где, когда, при каких обстоятельствах произошло событие? Каким образом его воспринять, уловить, зафиксировать? Где, когда и как следует применить управляющее воздействие?

Использование информации подразумевает ряд воздействий, выполняемых искусственно созданной автоматизированной информационной системой. Следовательно, автоматизированная информационная система создается человеком искусственным путем. В дальнейшем уточним это понятие.

Рассмотрим основные процессы в информационной системе.

Автоматизированная информационная система в общем случае осуществляет следующие операции (рис. 1.1):

• 1) сбор, первичная обработка и оценка достоверности информации;
• 2) преобразование информации, т. е. возможное преобразование информации (перекодирование, перезапись), когда способ представления информации или ее носитель не совместимы с блоком ее использования;
• 3) передача информации в пункт хранения;
• 4) хранение информации;
• 5) возможная вторичная обработка, когда полученную информацию нельзя использовать непосредственно, т. е. когда она в том виде, в каком есть, не может вызвать требуемого управляющего воздействия;
• 6) передача информации и выдача информации пользователю (представление информации);
• 7) компьютерная поддержка принятия решений;
• 8) использование информации лицом, принимающим решение, для осуществления задач управления.

Следует отметить особую роль моделей разного класса и вида на всех этапах. Известный русский академик А. Н. Крылов в 1937 г. еще в период зарождения вычислительной техники и информатики предупреждал, «что если в вычислительное устройство загрузить информационный мусор, то на выходе вычислителя получим также мусор». Последующий опыт показывает, что только использование адекватных моделей разного класса (математических моделей технологических процессов, моделей знаний, моделей данных и т. п.) может обеспечить успешность и эффективность функционирования информационных систем.

В дальнейшем мы будем рассматривать преимущественно автоматизированные информационные системы, а предметом нашего рассмотрения является бурно развивающийся раздел информатики — компьютерная информатика, на наш взгляд, в большинстве случаев неоправданно отождествляемая с самой информатикой.

Под компьютерной информатикой мы будем понимать естественнонаучную дисциплину, занимающуюся вопросами сбора, обработки, передачи, хранения, отображения и использования информации с применением средств вычислительной техники.

Особо отметим, что на всех этапах, указанных на рис. 1.1, современные информационные системы предусматривают широкое использование компьютерной техники.

Конкретизируем понятие автоматизированной информационной системы.

Автоматизированная информационная система — это искусственно созданная человеком взаимосвязанная совокупность средств (в том числе и компьютерных), методов и персонала, используемых для получения, хранения, обработки, манипулирования и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Иными словами, информационная система — это человеко-компьютерная система для поддержки принятия решений и производства информационных продуктов, использующая компьютерную информационную технологию.

При всем многообразии информационных систем главная их цель, как следует из рис. 1.1, одна: предоставить достоверную информацию в определенное время, определенному лицу, в определенном месте и за определенную плату.

Отметим различие между компьютерными и информационными системами.

Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой для информационных систем. Информационная система включает и персонал, взаимодействующий с компьютерами.

В силу исключительной сложности большинства металлургических технологий, осуществление управления ими даже при высоком уровне компьютеризации и моделирования металлургических систем без участия человека невозможно. В связи с эти отметим важную роль человека (промышленного персонала, лица, принимающего решение) при окончательном принятии решения в металлургии. Именно поэтому участие человека в современных информационных системах, особенно при принятии решений, как мы покажем в дальнейшем, жизненно необходимо.

Различают фактографические и документальные информационные системы.

В фактографических информационных системах регистрируются факты — конкретные значения данных об объектах реального мира. Структурированность информации в фактографических информационных системах позволяет им однозначно отвечать на запросы пользователя типа: «Какой объем продукции определенного типа произведен на предприятии за последнюю рабочую смену?», «Каково тепловое состояние доменной печи, оцениваемое по тем или иным параметрам?».

Документальные информационные системы обслуживают принципиально иной класс задач, которые не предполагают однозначного ответа на поставленный вопрос. Они оперируют неструктурированными текстовыми документами (статьи, книги, тексты законов и т. д.) и снабжены тем или иным формализованным аппаратом поиска. Цель такой системы, как правило, — выдать в ответ на запрос пользователя список документов, в какой-то мере удовлетворяющих сформулированным в запросе условиям. Например, выдать список всех статей, в которых встречается слово «теплообмен».

Деятельность любого промышленного предприятия, в том числе и металлургического, можно условно разделить на две части: первая — это непосредственно производственный процесс, вторая — финансово-экономическая деятельность предприятия. Требования к информационным системам по финансово-экономической деятельности не имеют, пожалуй, особой специфики для различных областей, но производственная деятельность крупного металлургического производства, включающего множество технологических циклов и потребляющего разное сырье (как исходное, так и промежуточное), всегда ставит задачу контроля технологических цепочек на всех этапах. В металлургии сбои в технологическом цикле могут иметь как тяжелые финансовые последствия, так и приводить к крупным авариям. Соответственно контроль должен осуществляться в реальном времени и непрерывно, что выдвигает требования к производительности информационных систем, гарантии качества услуг и их надежности. Впрочем, надежность и защищенность систем не в меньшей степени требуются и для финансово-экономической деятельности, так как объем входящих и исходящих финансовых потоков, а также циркулирующих внутри предприятия весьма велик.

Любое более-менее серьезное предприятие металлургической отрасли нередко представляет собой конгломерат нескольких, в известной степени независимых друг от друга, но связанных производств. В зависимости от размеров предприятия и области металлургии, в которой оно специализируется, количество этих производств может варьироваться. Относительная автономность всех производств тем не менее подразумевает их слаженную работу и сопряженность технологических циклов. В связи с этим необходимо создание ряда независимых друг от друга информационных систем и обеспечение их интеграционного взаимодействия друг с другом.

Главная цель информационных систем в металлургии — это создание эффективной и надежной информационной структуры анализа сквозной технологии, пригодной к промышленному использованию. Под сквозной технологией в черной металлургии для предприятий с полным металлургическим циклом обычно понимают комплекс технологических операций в системе подготовка руд к плавке — доменный передел — сталь — металлопрокат. В мировой практике принято рассматривать комплексные системы автоматизации предприятий в виде 5-уровневой пирамиды. Структуру информационной системы крупного промышленного предприятия обычно представляют в виде пирамиды.

Исторически процесс информатизации проникал на производство с двух сторон — «сверху» и «снизу».

«Сверху» (самый верхний, пятый уровень) в офисах создаются информационные структуры, отвечающие за работу предприятий в целом. Это автоматизация бухгалтерского учета, управления финансами и материально-техническим снабжением, организацией документооборота, анализом и прогнозированием и др.