АКТУАЛЬНОСТЬ. В современных условиях любое действующее предприятие выступает как самостоятельная единица, которую можно назвать экономическим объектом (ЭО), обладающим материальными, трудовыми, энергетическими, финансовыми и информационными ресурсами. Современная автоматизированная информационная система (АИС) проектируется на базе вычислительной системы (ВС), является элементом ЭО и соответственно обладает определенной частью его информационных, трудовых и технико-энергетических ресурсов.
При разработке отечественных автоматизированных систем большее внимание уделялось автоматизации управления и технологических процессов и улучшению технических характеристик АИС, в том числе и ВС. Значительный вклад в разработку основ построения таких АС внесли В. М. Глушков, А. Г. Мамиконов, Д. А. Поспелов, Советов Б. Я., И. Ю. Юсупов и др.
Применение АИС на большинстве предприятий не привело к ожидаемому эффекту. Выявлено, что причины неудач использования систем, прежде всего, скрываются в несоответствии АИС на базе ВС с одной стороны и объекта с другой. Поэтому ВС должна быть спроектирована под объект с заранее заданными свойствами соответствия.
В современных условиях на эффективность ВС промышленных предприятий сильно влияет динамика изменений параметров внутренней и внешней сред. Как отмечается в работах Первозванского A.A., информационное запаздывание играет точно такую же роль в формировании издержек, как и транспортное. Влияние внешней среды является существенным и может быть определяющим фактором для производства. Для обеспечения соответствия ВС предприятию, она должна обрабатывать информационные потоки внешней и внутренней сред. Поэтому работы по повышению эффективности ВС предприятия становятся актуальными.
ВС промышленных предприятий обладают большой сложностью, обусловленной включением в ее контур людей и ЭВМ. Они служат для получения определенного вида полезного выходного эффекта. С целью повышения эффективности функционирования ВС необходимо с учетом динамики рабочей нагрузки непрерывно проводить оценку состава и параметров ее модулей с учетом условий работы, которые могут быть и неопределенными. Необходимо учитывать тот факт, что производственная информация, переданная, хранимая и обрабатываемая ВС, в современных условиях, превратилась в реальную производительную силу. ВС стала одной из основных частей АИС и производства, а ее полезный выходной эффектчастью полезного выходного эффекта действующего предприятия.
На этом основании ВС рассматривается как система для обработки информации с использованием современных математических методов и информационных технологий. ВС промышленных предприятий должна создавать полезный выходной эффект, который, по крайней мере, должен компенсировать все затраты на ее создание и использование. При ограниченности затрат на ВС необходимо выбрать наиболее эффективный вариант самой ВС и обеспечить ее функционирование (действие) в условиях изменения сред, количества, объемов и сложности решаемых задач. Для этой цели необходимо сформировать показатели и оценить основные параметры и характеристики ВС как базу ее усовершенствования.
Таким образом, разработка и выбор обобщенных показателей, методов и алгоритмов повышения эффективности ВС промышленного предприятия актуальны.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
.
Цель работы состоит в научно-обоснованном формировании и выборе обобщенных показателей и разработке методов и алгоритмов повышения эффективности ВС промышленного предприятия.
Поставленная цель определяет следующие задачи исследования:
1) проведение анализа роли и места ВС в структуре предприятия и стратегий развития ВС;
2) исследование, формирование и выбор обобщенных показателей и алгоритмов повышения эффективности ВС предприятия;
3) исследование и разработка методов обработки деловой видеоинформации в целях повышения быстродействия и повышения эффективности ВС предприятия;
4) проведение анализа ВС конкретного предприятия и разработка программных средств его поддержки.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА.
На основе анализа места ВС в структуре предприятия и стратегии ее развития сформулированы подходы к формированию и выбору обобщенных показателей эффективности ВС промышленного предприятия. Предложены обобщенный показатель, сформированный с помощью операции импликации, критерий неизбыточности ВС предприятия, обобщенный показатель надежности с учетом эффективного возраста системы и затратный показатель с учетом временной зависимости. Адаптированы алгоритмы обработки информации применительно к внешней среде предприятия. В рамках повышения эффективности ВС разработаны и исследованы методы обработки видеоинформации по технологии сечений. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.
Основные научные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 29-ой научной конференции ВлГТУ (Владимир, 29 января — 2 февраля 1996 г.) — на 2-ой международной научно-технической конференции «Перспективные технологии в средствах передачи информации» (Владимир, 25 — 27 июня 1997 г.) — на 3 -ей международной конференции студентов и аспирантов «Наука молодая» «Предпринимательство и реформы в России» имени Л. В. Канторовича (Санкт-Петербург, 18−21 ноября 1997) — на 3 — ей международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и биотехнологии ФРЭМБ'98» (г. Владимир, 17−19 июня 1998 г.).
Отдельные вопросы диссертации исследовались в рамках грантов: «Исследование и разработка методов поиска опорных точек, формирования, получения и обработки их изображений на основе технологии сечений» (СПб., ГААП, 1995) — «Исследование и разработка методов поиска объектов, формирования, получения и обработки их изображений на основе технологии сечений» (СПб., ЛЭТИ, 1995). ПУБЛИКАЦИИ ПО РАБОТЕ.
По результатам диссертации опубликовано 8 работ, поданы 4 заявки на патенты РФ.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность темы, цели и задачи исследования, формулируется научная новизна и практическая ценность полученных результатов, дается структура диссертации.
В первой главе дается анализ предприятия с точки зрения места ВС в его структуре, определяются основные понятия эффективности, используемые в работе, формулируются цель и задачи исследования.
Отмечается, что базой для оценки степени участия ВС в работе предприятия, а также зависимости принимаемых решений от информации, сформированной ВС, служит эффективность функционирования системы в рамках промышленного предприятия, которая может быть определена с помощью основных показателей эффективности. В главе формулируются методы формирования и выбора основных показателей как критериев эффективности ВС.
В главе определена стратегия развития ВС на основе «Открытых систем», в рамках которой рассмотрены подходы к программному обеспечению либо покупкой, либо разработкой необходимых модулей. В виде таблиц приведены данные по международным пакетам программ для промышленных предприятий среднего класса, альтернативные варианты и этапы внедрения их. Рассмотрен вопрос программного и аппаратного обеспечения систем на основе «Открытых систем». Сформулированы основные задачи модификации ВС предприятия в процессе ее функционирования. Отмечена роль ВС в управлении предприятием с учетом динамики различных изменений в функционировании.
В главе определены влияния и изменения внутренней и внешней сред на информацию, отражающую работу предприятия. С целью усовершенствования существующей на предприятии ВС в главе предлагаются адаптированные алгоритмы обработки информации к быстроизменяющимся условиям внешней среды, рассмотренные во второй главе.
Обоснована необходимость разработки методов, алгоритмов повышения эффективности ВС предприятия с учетом выявления ее «скрытых «резервов.
Вторая глава посвящена показателям и алгоритмам повышения эффективности ВС предприятия. На основе системного подхода выделяются глобальный, обобщенные и частные показатели эффективности. Исследованы методы, принципы и подходы к формированию обобщенных показателей эффективности ВС предприятия и выявлены их недостатки. В главе предлагается критерий неизбыточности ВС предприятия, обобщенный показатель, сформированный на основе операции импликации, а также исследуются такие обобщенные показатели как надежность, затратный, быстродействие, качество и производительность. Обобщенный показатель надежности предложено формировать с учетом эффективного возраста ВС, временного резервирования и зон с повышенной вероятностью принятия ложного решения.
Для оценки свойств ВС в процессе ее функционирования в условиях действующих предприятий используют обобщенный показатель качества, отражающий назначение ВС и соответствующий целевой функции, наиболее полно отражающей получаемый полезный выходной эффект.
Отметим, что при оценке эффективности ВС нельзя ограничиться учетом только технических параметров системы. Получаемый эффект зависит не только от этих параметров, но и в большей степени может определяться показателями ВС как единицы оборудования предприятия. Для систем, функционирующих в составе действующего предприятия, для оценки эффективности ВС целесообразно использовать затратный показатель, выражающий отношение величины полезного эффекта к величине затрат 3 с учетом временных зависимостей.
В условиях больших затрат на развитие ВС поставлена задача выявления «скрытых» резервов системы, т. е. повышение эффективности функционирования, связанной с улучшением технических параметров и характеристик на базе производительных алгоритмов в предположении, что они потребуют меньше затрат. В этом случае в качестве модели внешней и внутренней среды для системы используется совокупность некоторых элементов, осуществляющих преобразование потока информации как одно общее целое. В этом случае становится возможным осуществлять параллельную обработку информации автоматически. Способ усреднения результатов параллельной обработки имеет принципиальное преимущество, поскольку он позволяет проводить обработку в условиях быстроизменяющихся факторов. Особенно это важно при распределении элементов по большой территории. В случае последовательной обработки это возможно только при постоянстве параметров во времени. В главе предлагается адаптация алгоритмов (линейного, нелинейного и быстрого) параллельной обработки информации к быстроизменяющимся условиям предприятия.
Предложенные в главе подходы, показатели и алгоритмы используются при оценке эффективности функционирования ВС конкретного предприятия.
В третьей главе разрабатываются методы обработки деловой видеоинформации по технологии сечений, позволяющие повысить эффективность ВС предприятия.
В предложенной работе разрабатываются и исследуются методы и модели формирования и обработки массивов видеоинформации по технологии сечений, позволяющих значительно уменьшить требуемый объем памяти. Это достигается новым представлением информации в виде двух массивов, один из которых информационный, а другой — управляющий. Такое представление позволяет использовать групповые операции, параллельную обработку и производительные алгоритмы преобразования массивов, что дополнительно повышает эффективность ВС предприятия.
В главе рассмотрены методы: чередующихся сечений, базовый интегральный, равновесного сечения и наложения зон. Выведены расчетные соотношения для определения эффективности их использования. Результаты исследований представлены на графиках и рисунках.
Четвертая глава посвящена анализу эффективности действующей на предприятии ВС с помощью обобщенных показателей и разработанным программным средствам поддержки метода экспертных оценок при формировании и выборе приоритетных показателей эффективности.
В заключении приведены основные результаты работы и подведены итоги исследований.
Результаты исследования проводились из учета восьмилетнего срока службы каждого компьютера. Учитывая указ Президента РФ о снижении нормативов списания оборудования до 4 лет, остаточный срок службы ВС АО «ВТЗ» снизиться до 2 лет.
В 1998 году на ВТЗ был куплен только один новый Репйит по сравнению с 22 в 1996 г. и 18 в 1997 гг. Такая тенденция не только не способствует развитию и совершенствованию существующей ВС, но и ведет к полному ее.
13 j 12 -11 -ю -¦
9 -8 ¦¦ 7 -6 -¦ 5 -4 -3 -¦ 2 -1 -0 ;
S 1шт В 1шт О 2шт ЕЭ2ШТ В 2шт ЕЭЗшт В Зшт.
4шт ¦ 5шт В 6шт.
7шт 08 шт H 8шт В 9шт В 12шт В 13шт.
1988 1989.
1992 1993.
1994 1995 1996 1997.
Рис. 4.2 уничтожению. По прогнозам (рис. 4.3.) компьютерный парк к 2000 году сократится в два раза по отношению к 1997 году.
На АО «ВТЗ» в период с 1988 по 1998 г. были переданы сторонним организациям 35 компьютеров. Т.к. данных по годам их передачи найти не удалось, в диаграмме сделано допущение их передачи в 1998 г. Следовательно, по обобщенному критерию производительность системы снизилась до 45% и в результате обработки статистического материала выявлена тенденция к дальнейшему сокращению парка ПК.
1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006.
Рис. 4.3.
4.1.4. Прогнозируемая рабочая нагрузка ВС.
Рассматривая, трехлетний период на примере АО «ВТЗ» определим необходимую рабочую нагрузку к концу периода. По данным прогноза (таблица 4.3.и таблица 4.4) ожидается, что.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
1. На основе проведенного анализа предприятия ВС рассмотрена как основа автоматизированной информационной системы. В современных условиях степень участия ВС в оперативном, а особенно в стратегическом управлении предприятием существенна и для непрерывного его развития необходимо усовершенствование системы в части повышения ее эффективности и обеспечения соответствия предприятию. Анализ эффективности предложено проводить на основе обобщенных показателей, позволяющих определить стратегию дальнейшего развития ВС, альтернативные варианты и этапы внедрения системы.
2. Обобщенные показатели эффективности предлагается формировать с использованием затратного, рыночного, доходного и системного подходов. С учетом принципов полезности, пропорциональности, наилучшего и наиболее эффективного использования ВС, учета изменения эффективности, частного и общего, параллельности и открытости разработан обобщенный показатель следования, представляющий собой последовательность из показателей, обеспечивающий выбор наиболее эффективного варианта в пределах одной точки с учетом влияния других. Предложен критерий неизбыточности ВС и обобщенный показатель надежности, позволяющий учитывать эффективный возраст ВС, временное резервирование и зоны с повышенной вероятностью принятия ложных решений. Исследованы обобщенные показатели: качества, учитывающий некоторые функциональные особенности системы, затратный с учетом временной зависимости, производительности ВС, позволяющий прогнозировать рабочую нагрузку системы для ее совершенствования. Полученные расчетные соотношения показателей применимы при оценки эффективности вычислительной системы конкретного предприятия.
3. Исследованы алгоритмы обработки информации о внутренней и внешней средах предприятия в динамике, обеспечивающие повышение эффективности ВС. Получены количественные соотношения для расчета эффективности применения ВС.
4. В условиях больших затрат на развитие ВС стоит задача выявления резервов системы. В этом случае пути повышения эффективности ВС могут быть связаны с улучшением технических параметров и характеристик на базе производительных алгоритмов, реализующих параллельную обработку данных и методов формирования и обработки массивов информации, позволяющих уменьшить требуемый объем памяти и время передачи информации. В работе предложены и исследуются следующие методы.
Метод чередующихся сечений исследован по показателю эффективности, приведен алгоритм формирования массивов и выведены расчетные формулы и соотношения. Данный метод требует в 2^-3 раза меньше объема памяти, чем традиционный.
Разработан базовый интегральный метод (БИМ) формирования изображений деловой графики. Для нахождения его эффективности использовали аппроксимацию пирамидой и параллелограммом, выведены расчетные соотношения показателя эффективности.
Предложен метод равновесных сечений, как разновидность БИМ. Эффективность метода увеличивается в среднем в два раза по сравнению с БИМ. Разработан алгоритм дополнительной обработки и выведены расчетные формулы для определения эффективности.
Предложен метод повышения производительности ВС на основе принципов параллельной обработки информации, что в значительной степени сокращает требуемый объем памяти для записи видеоинформации, — метод наложения зон. Формирование массивов и их преобразование проводят по одним и тем же алгоритмам. Эффективность использования памяти может быть увеличена на порядок.
5. Проведение анализа эффективности вычислительной системы АО «ВТЗ» по обобщенным показателям позволил выявить несоответствие действующей ВС предприятию в настоящее время и наметить пути усовершенствования системы. Предложенные программные средства поддержки методики выбора приоритетного параметра при формировании обобщенных показателей эффективности ВС позволяют выбрать наиболее значимые параметры для конкретного предприятия.
