Референсная модель автоматизированной системы
Назначение референсной модели
Референсная модель представляет собой последовательное сжатое изложение понятийного аппарата, составляющего основу Комплекса стандартов на автоматизированные системы (КСАС). Она объясняет, что такое автоматизированная система, из чего такая система состоит, и каким образом функционирует. Референсная модель выражает общее представление об автоматизированной системе, отвлеченное от конкретных методологий проектирования, технологических тенденций и, тем более, продуктовых линеек.
Основная сфера применения референсной модели — документирование автоматизированных систем. Эта деятельность не исчерпывается разработкой технической документации. В нее обязательно входит «ответная часть»: согласование и утверждение технической документации заказчиком, всевозможными регуляторами, другими заинтересованными сторонами. Все они вынуждены обмениваться между собой информацией об автоматизированной системе, участвовать в относящихся к ней переговорах, наконец, вырабатывать и принимать решения. Вместе с тем, различия в опыте и квалификации сторон часто приводят к тому, что они понимают друг друга неправильно. В результате их разногласия могут оказаться иллюзорными. Еще хуже, если таковым оказывается согласие.
Всем, кто вовлечен в создание и функционирование автоматизированной системы, здесь предложен общий язык, устраняющий разрыв между ее заказчиком, который слишком хорошо владеет предметной областью, и разработчиком, который слишком хорошо владеет технологиями. Таким образом, референсная модель должна обеспечивать успешную коммуникацию между ними. Использование референсной модели в качестве руководства по проектированию автоматизированных систем не предполагается.
Цели автоматизации
В отличие от обычной закупки (заказной разработки) средств вычислительной техники автоматизация предполагает целенаправленное улучшение показателей определенной деятельности либо создание технической возможности ее ведения. Сегодня автоматизацию обычно противопоставляют не столько работе вручную, сколько бессистемному использованию компьютеров и программ, при котором сотрудники организации применяют их, как умеют. По сравнению с таким положением дел автоматизированная деятельность обладает следующими преимуществами:
- качество: отклонение действий персонала от порядка, предусмотренного информационной моделью, технически исключено, поэтому результаты деятельности приобретают устойчивое качество, становятся повторяемыми и предсказуемыми;
- скорость: персонал перестает выполнять многократно повторяемые операции вручную, перекладывая их на используемую технику, что позволяет выполнять больше таких операций в единицу времени;
- развитие: технология открывает принципиально новые возможности, позволяя вооружить массового пользователя научно-техническими достижениями, которые до этого были доступны только инженерам и ученым.
Таким образом, автоматизация носит, прежде всего, организационный, а не технический характер. Формулируя цели автоматизации, следует всегда выражать их в терминах предметной области. Создание сколь угодно совершенной автоматизированной системы само по себе.
ПРИМЕЧАНИЕ. Целью автоматизации часто считают снижение затрат на ведение деятельности. Автоматизация нередко удешевляет работу, однако, намного важнее ее способность сделать достижимым то, что раньше было недостижимо.
Компромисс автоматизированной системы
Референсная модель предлагает две точки зрения на автоматизированную систему: как она себя ведет, и как она устроена. Эти точки зрения равноценны, но не равнозначны.
Поведение автоматизированной системы, интересует, в первую очередь ее заказчика. Обычно автоматизированную систему заказывают в расчете на определенные внешние по отношению к ней эффекты. Они могут заключаться в том, что какая-то важная для заказчика деятельность становится возможной, или показатели уже осуществляемой им деятельности улучшаются в том или ином смысле. Идеальный заказчик проявлял бы интерес лишь к функциональности системы и качеству ее работы, оставляя разработчику полную свободу выбора средств ее технической реализации.
Устройство автоматизированной системы — это ответ разработчика на потребности заказчика. Оно должно обеспечивать решение проблем, сформулированных заказчиком в терминах предметной области. Идеальный разработчик предложил бы заказчику такое решение, не докучая техническими деталями.
В реальности заказчик и разработчик вынуждены мириться с ограничениями, которые сопутствуют их существованию. Заказчика связывает бюджет, а разработчика — возможности доступных в рамках этого бюджета технологий. Поэтому проектирование автоматизированной системы всегда направлено на достижение компромисса: ожидаемый результат должен быть одновременно и приемлемым для заказчика, и посильным для разработчика. Техническая документация на автоматизированную систему во многом носит характер двустороннего соглашения: разработчик принимает требования заказчика, а заказчик — предложенные способы их реализации, включая связанные с ними ограничения.
Отсюда вытекает ключевое требование к технической документации на автоматизированную систему: ее содержательная часть должна быть полностью понятна разработчику, а техническая — заказчику.
Автоматизируемая деятельность и ее участники
Деятельность. Деятельностью будем называть работу, выполняемую более или менее регулярно ради получения результатов определенного вида. Деятельность, которую планируют начать или улучшить за счет внедрения предназначенной для этого автоматизированной системы, будем называть автоматизируемой деятельностью. Также будем говорить, что эту деятельность предполагается обеспечивать внедряемой автоматизированной системой.
Оператор. Оператором деятельности (кратко оператором) будем называть лицо, которое эту деятельность осуществляет и несет ответственность за ее результаты. Обычно в роли оператора выступает какая-либо организация или ее структурное подразделение. Оператор автоматизируемой деятельности становится также оператором обеспечивающей ее автоматизированной системы.
Потребитель. Потребителем называется контрагент оператора, взаимодействующий с ним на тех или иных основаниях и непосредственно заинтересованный в результатах деятельности. Не находясь у оператора в подчинении, потребитель часто бывает вовлечен в его деятельность. Например, он может предоставлять оператору необходимую для ведения деятельности информацию, проводить с ним финансовые транзакции и т. п.
Результаты. Результатами деятельности будем называть ее измеримые выходы. Предполагается, что потребитель запрашивает результаты деятельности у оператора, рассчитывает получить их в разумные сроки, способен оценить их качество. Обычно потребитель также вправе принять или отвергнуть предложенные ему результаты. Таким образом, разговор о результате имеет смысл, только если заданы критерии его достижения и, возможно, качества.
Результаты могут быть выражены любыми предметами, возможностями или эффектами, лишь бы они отвечали приведенному выше критерию.
Предмет — это физический объект либо электронный набор данных, отвечающий предъявляемым к нему требованиям. Таким результатом может быть напечатанная на 3D-принтере модель, электронный билет на самолет, финансовый отчет или иной артефакт.
Возможность — это ситуация, в которой оператор делится своими ресурсами с потребителем в оговоренном объеме и режиме. Например, он может обеспечивать посетителям кафе доступ в Интернет по протоколу WiFi.
Эффект — это набор воздействий, направленных на внешнюю по отношению к оператору и потребителю среду либо на третьих лиц. Типичный пример такого результата — рекламная кампания, предполагающая автоматическую доставку сообщений в той или иной форме целевой аудитории.
Персонал. Физические лица, например, штатные сотрудники оператора, силами которых он осуществляет свою деятельность, называются оперативным персоналом. Если деятельность автоматизируется, этот персонал становится также оперативным персоналом создаваемой автоматизированной системы.
Физические лица, не участвующие в автоматизируемой деятельности напрямую, но поддерживающие работоспособность обеспечивающей ее системы, называются эксплуатационным персоналом последней.
ПРИМЕЧАНИЕ. На практике граница между эксплуатационным и оперативным персоналом часто получается размытой. Во-первых, никто не мешает оператору вменить в обязанность одному и тому же сотруднику разные задачи. Во-вторых, сами задачи могут носить переходный характер. Так, ввод нормативно-справочной информации в базу данных в большинстве систем не приводит к получению результатов непосредственно, то есть, относится к обслуживанию системы, но и не является чисто технической задачей вроде создания резервных копий или обновления программного обеспечения. Поэтому решение о конкретном способе деления персонала автоматизированной системы на эксплуатационный и оперативный принимает оператор по своему усмотрению.
Функциональные роли. Обычно каждый представитель персонала занят на ограниченном участке деятельности. Набор присущих ему обязанностей и полномочий принято сводить в определенную функциональную роль. Название функциональной роли может совпадать должностью или профессией ее носителя, а может вытекать из характера его участия в автоматизируемой деятельности. Например, одному и тому же человеку в рамках одной деятельности назначают роль врач-рентгенолог, а в рамках другой — участник электронного документооборота.
Выделение функциональных ролей потребителей целесообразно, если они могут быть заинтересованы в разных результатах деятельности, и эти группы не пересекаются.
Объект. Объектом ведения деятельности назовем организационную единицу, в которую включен оперативный персонал, а также локацию, занимаемую им физически: здание, сооружение, участок. Например, говоря о бухгалтерии, часто имеют в виду и функциональное подразделение, и помещение где занимаются бухгалтерским учетом. В современных условиях возможны территориально-распределенные объекты, не имеющие конкретной географической привязки. Объект, на котором планируется осуществлять автоматизируемую деятельность, называется объектом автоматизации.
Пользователь. Физическое лицо, взаимодействующее с компонентами автоматизированной системы, называется ее пользователем. К пользователям автоматизированной системы могут относиться как представители ее персонала, так и потребители.
ПРИМЕЧАНИЕ. Такое значение термина «пользователь» во многом продиктовано не логикой, а традицией. В буквальном смысле пользуется автоматизированной системой только потребитель, персонал же участвует в ее работе.
Обеспечение деятельности средствами автоматизации
Информационная модель деятельности. Любая деятельность, особенно сложно организованная, требует обмена информацией между ее участниками. Описание деятельности как набора операций по приему, обработке и передаче информации называется ее информационной моделью. Информационная модель позволяет формализовать рассматриваемую деятельность, что открывает возможность ее критического анализа, оптимизации (в том или ином смысле) и, наконец, автоматизации.
ПРИМЕЧАНИЕ. Выбор методической основы для информационной модели в каждом конкретном случае обусловлен особенностями решаемой задачи, предметной области и другими обстоятельствами. Так, для моделирования управленческой или административной работы часто используют представления о бизнес-процессах. В других предметных областях могут найти применение теория массового обслуживания, теория автоматического управления, другая теория или методология, позволяющая описывать объективную реальность с достаточной для достижения преследуемых целей точностью.
ПРИМЕЧАНИЕ. Если деятельность достаточно сложна, то для каждого ее участка разрабатывают свою информационная модель. Например, управление деятельностью персонала прокатного цеха на металлургическом заводе можно описать в терминах бизнес-процессов, а функционирование самого прокатного стана — соответствующей математической моделью.
Функции. Функцией называется совокупность целенаправленных действий, приводящих к получению ожидаемого результата.
С точки зрения оператора, ознакомленного с информационной моделью, его деятельность представляет собой набор функций. Их успешное выполнение входит в его формальный или подразумеваемый контракт с потребителем результатов деятельности. Даже если первоначально оператор видит реальность иначе, разработчик информационной модели помогает ему овладеть этой «оптикой».
С точки зрения потребителя, функция напоминает банкомат или автомат по продаже кафе: не имеет значения, что происходит внутри, главное, что поступает наружу. Более того, если потребителя устраивают результаты функции, то способ ее реализации ему безразличен. В частности, функция может выполняться исключительно силами оперативного персонала. При этом, говоря о результате, мы имеем в виду также существенные обстоятельства их получения: сроки, безопасность и т. п.
С точки оперативного персонала, функция — это участок работы, на котором сосредоточена его ответственность за предусмотренные результаты, хотя бы за один из них. В отличие от потребителей представители оперативного персонала нуждаются в полном понимании порядка выполнения каждой из функций.
Допускается множественное соответствие между функциями и результатами. Одна и та же функция может формировать разные результаты, и один и тот же результат может формироваться разными функциями. При этом необходимо, чтобы для каждой функции был указан хотя бы один формируемый ею результат, поскольку иное противоречило бы определению функции.
ПРИМЕЧАНИЕ. На практике функции нередко отождествляют с бизнес-процессами. Такой подход может оказаться продуктивным, но в целом функция — более широкое понятие, поскольку допускает разные способы описания.
Информационная технология. Технология, которая позволяет претворить информационную модель в жизнь, называется информационной технологией. Последний термин означает не технические решения как таковые, а системный подход к их использованию в качестве инструментов ведения определенной деятельности. Выбор конкретного способа реализации информационной технологии делается при ее внедрении.
Задачи. Внедрение информационной технологии заключается в автоматизации каждой из функций, составляющих рассматриваемую деятельность. Автоматизированная функция представляет собой набор задач, выполнение которых обеспечивает получение предусмотренного результата. При этом задачей называют формализованную последовательность автоматических действий, приводящую к результату заданного вида.
Автоматические действия. Автоматическим называется действие, выполняемое без участия человека и не требующее применения его когнитивных, социальных или физических способностей. Как правило, автоматическое действие обеспечивается реализацией того или иного алгоритма, определяющего порядок преобразования входов в выходы. Например, данные учета рабочего времени сотрудников могут быть автоматически преобразованы в зарплатные ведомости по заранее заданным формулам.
ПРИМЕЧАНИЕ. Диалог между программно-техническим комплексом и пользователем тоже будем считать задачей, во всяком случае, если сценарий этого диалога навязан пользователю и не требует от него творческой инициативы. Типичные примеры таких задач: ввод данных пользователем через одиночную экранную форму или в режиме мастера, прохождение пользователем голосового меню и т. п.
ПРИМЕЧАНИЕ. Алгоритм — не достаточная и не обязательная предпосылка автоматизации. Во-первых, при имеющемся объеме входных данных и доступных технических возможностях алгоритм должен выполняться за приемлемое время. Во-вторых, некоторые способы автоматического выполнения действий сложно с полной уверенностью отнести к алгоритмам. В частности, никто не знает, что именно происходит в нейронной сети, известны только правила работы отдельного нейрона.
ПРИМЕЧАНИЕ. По мере развития робототехники и средств искусственного интеллекта недоступная для автоматизации область деятельности постепенно сужается.
Трудовые действия. Если действие по тем или иным причинам не может быть выполнено автоматически, приходится вменять его в обязанность персоналу. В этом случае будем говорить о трудовом действии (лаконичнее, о труде) противопоставляя его задаче. Труд персонала может быть ручным или автоматизированным.
Ручной труд подразумевает выполнение персоналом работы буквально вручную или с применением примитивных средств механизации. Например, добавление бумажных документов в папку-скоросшиватель или упаковка товара в коробку для отгрузки потребителю, — это ручной труд.
Автоматизированный труд требует использования технических и программных средств, без которых получение ожидаемого результата невозможно. Например, составление договора в текстовом процессоре, создание модели в трехмерном редакторе, написание и отладка программы — это автоматизированный труд.
Отличие автоматизированного труда от автоматического действия, выполняемого в диалоговом режиме, состоит в активной роли пользователя. Пользователь сам формирует образ желаемого результата и определяет порядок действий, направленных на его достижение. В частности, будем считать автоматизированным трудом любую творческую деятельность, выполняемую квалифицированным специалистом в специализированной инструментальной среде.
В зависимости от функциональных возможностей используемых инструментов труд может быть низкоавтоматизированным или высокоавтоматизированным. Провести между ними четкую границу между этими понятиями не представляется возможным, поэтому удобнее считать их двумя крайностями с диапазоном всех промежуточных вариантов между ними.
Низкоавтоматизированным трудом будем считать применение средств, которые успели стать обыденными для большинства их грамотных современников. Сейчас это в основном файловые менеджеры, текстовые редакторы и процессоры, графические редакторы, программы для работы с электронной почтой, веб-бразузеры и т. п. Как правило, такие средства не рассчитаны на использование в какой-то конкретной предметной области. Пользователь (или тот, кто организует его работу) вынужден продумывать порядок использования таких инструментов для каждого конкретного случая.
Высокоавтоматизированный труд обычно предполагает использование специализированных инструментов, которые обеспечивают пользователю возможность автоматического выполнения значительных блоков работы, осмысленных с точки зрения той предметной области, в которой он действует. Например, создание трехмерной модели в целом требует инициативы и творческих усилий специалиста, но показ определяемого ею трехмерного объекта в заданном ракурсе выполняется программными средствами автоматически. Подчеркнем, что аналогичное изображение художник мог бы нарисовать в графическом редакторе, и это был бы низкоавтоматизированный труд, намного более утомительный и кропотливый.
ПРИМЕЧАНИЕ. Автоматизированный труд потребителя в настоящее время не типичен, но и не исключен. Так, мебельные интернет-магазины иногда предлагают потребителю сформировать заказ, попутно продумав расстановку мебели у себя в помещении. Для этого они снабжают свои веб-сайты специализированными редакторами.
Покрытие функции задачами. Результат выполнения задачи может совпадать результатом выполнения функции или быть промежуточным. В последнем случае он обычно требует обработки следующими задачами или объединения с результатами параллельных задач. Так, результаты вычислений могут быть переданы задаче формирования отчета, результаты выгрузки данных из разных источников могут быть сведены в общую базу данных и т. п. Совместно задачи образуют покрытие функции участками, на которых работа выполняется автоматически.
Уровень автоматизации. В общем случае для каждой функции можно предложить разные уровни автоматизации.
Во-первых, покрытие функции задачами бывает полным или частичным. При полном покрытии функцию удается свести к одной задаче, или задачи образуют непрерывный конвейер. При частичном покрытии автоматизируются отдельные участки работы, а сопряжение задач достигается ручным или автоматизированным трудом.
Во-вторых, варьируется качество решения задач. Так, автоматическое распознавание образов (скажем, лиц в потоке прохожих или новообразований на томограммах) характеризуется частотой ложноположительных и ложноотрицательных срабатываний.
Средства автоматизации. Выполнение любой задачи обеспечивается применением подходящего набора средств автоматизации. Средствами автоматизации будем называть предметы, целенаправленное использование которых приводит к получению предусмотренных задачей результатов. Представим себе задачу автоматического преобразования фонограммы в текст. Для ее выполнения, вероятно, потребуются компьютер, программа распознавания устной речи, словарь языка, на котором идет записанный разговор — это и будут средства автоматизации в данном случае.
Средства автоматизации могут функционировать автономно либо выступать в качестве инструментов, предоставленных в распоряжение персонала, занятого автоматизированным трудом. Например, видеокамера наблюдения за дорожным движением действует автономно, а сканером штрих-кода пользуется сотрудник магазина или склада.
Изделия. Изделием будем называть предмет, изначально предназначенный для определенного применения и специально для этого изготовленный. Обычно от изделия ожидается отторжимость, т. е. возможность его передачи произвольному лицу и применения независимо от производителя. С этой точки зрения, программа, которую удается запустить только на компьютере у программиста, изделием не является.
К средствам автоматизации обычно относят изделия следующих видов:
- технические средства;
- программные средства;
- информационные средства.
Конкретное изделие и может быть непосредственно включено в решение той или иной задачи, а может обеспечивать ресурсы для функционирования других изделий. Скажем, сама по себе операционная система обычно не решает прикладных задач, однако, требуется для запуска прикладных программ, поэтому в контексте рассматриваемой задачи или функции тоже представляет собой средство автоматизации.
Комплексы изделий. Изделия, совместно обеспечивающие определенный набор функциональных возможностей, образуют комплекс. Обычно говорят об аппаратно-программных и программных комплексах.
Аппаратно-программный комплекс объединяет в себе технические и программные средства. Например, кассовый аппарат представляет собой аппаратно-программный комплекс, состоящий из специфического оборудования и программных средств, позволяющих использовать его в предусмотренном законодательством порядке. Применение аппаратно-программного комплекса становится возможным после его размещения на определенной площадке, монтажа и подключения.
Программный комплекс представляет собой набор совместно используемых программ. Применение программного комплекса становится возможным после его развертывания в операционной среде, соответствующей предусмотренным требованиям.
Изделия, связанные в комплекс, называются его компонентами. Комплекс, в свою очередь, тоже представляет собой изделие, но более сложное, функциональное, дорогое, чем каждый из компонентов.
ПРИМЕЧАНИЕ. В современных условиях все технические средства за исключением электронных компонентов и совсем примитивных устройств имеют программные компоненты и, следовательно, представляют собой аппаратно-программные комплексы. Таким образом, граница между техническим средством и аппаратно-программным комплексом условна и определяется, скорее, традицией, чем их объективными свойствами.
ПРИМЕЧАНИЕ. В современных условиях средства могут быть как физическими, так и виртуальными. При этом тип конкретного средства приобретает отчасти субъективный характер, поскольку зависит от точки зрения на него. Так, с точки зрения веб-мастера, виртуальный сервер — это техническое средство, на котором размещены HTTP-сервер, СУБД, сценарии, база данных и другие компоненты веб-сайта. Однако для администратора системы виртуализации тот же виртуальный сервер представляет собой набор взаимосвязанных информационных и программных средств, размещенных на каком-то другом техническом средстве, недоступном и безразличном веб-мастеру.
Программно-технические комплексы. Аппаратно-программный комплекс, размещенный на конкретной площадке, смонтированный, подключенный и применяемый (планируемый к применению) в определенных целях, называется программно-техническим комплексом (ПТК). Фактически аппаратно-программный и программно-технический комплексы могут представлять собой одно и тоже. Разница между ними состоит в точке зрения и в претерпеваемой стадии жизненного цикла. Например, для завода-изготовителя электронные весы — это аппаратно-программный комплекс, а для логистического центра, в котором они сейчас установлены, — программно-технический.
[[Автоматизированное рабочее место}Автоматизированным рабочим местом (АРМ)]] называют программно технический комплекс, предназначенный для автоматизации определенного участка рассматриваемой деятельности. На практике, автоматизированные рабочие места часто соотносят с функциональными ролями представителей оперативного персонала: АРМ администратора электронного документооборота, АРМ врача-рентгенолога и т. п.
Обеспечение функций средствами автоматизации. В идеальном мире любая функция получала бы наивысший уровень автоматизации. В реальности он обусловлен возможностями средств автоматизации, которые доступны оператору. Более того, покрытие функции задачами во многом определяется именно ими. Задачи «вырастают» на тех участках работы, для которых удается найти или изготовить приемлемые средства автоматизации, тогда как остальную работу по-прежнему проводят вручную.
ПРИМЕР. Предлагаемый пример показывает влияние доступных средств на способ автоматизации, заодно иллюстрируя связь между введенными выше понятиями.
Допустим, объект автоматизации — заводская проходная, автоматизируемая деятельность — реализация установленного на предприятии пропускного режима. Одна из функций, выделенных в составе этой деятельности, — допуск (или отказ в нем) физического лица на территорию предприятия. Оперативный персонал проходной составляют вахтеры, которые непосредственно заняты проверкой пропусков.
При проверке пропуска необходимо убедиться в соблюдении двух условий: человек предъявляет именно свой пропуск, и этот пропуск не аннулирован. Для проверки принадлежности пропуска на нем помещают фотографию обладателя. Для проверки действительности на пропуске указывают номер, и этот номер должен быть внесен в список действующих пропусков.
Каким образом такая функция может быть автоматизирована? Все зависит от того, какие средства автоматизации доступны этому предприятию.
Если предприятие готово приобретать современные средства распознавания лиц, то функцию можно свести к перечисленным ниже задачам.
| Задача | Средства автоматизации | |||
|---|---|---|---|---|
| № | Содержание задачи | Технические средства | Программные средства | Информационные средства |
| 1 | Получение изображения лица с видеокамеры | Видеокамера Сервер |
Драйвер видеокамеры Управляющий сценарий |
|
| 2 | Сравнение полученного изображения с фото в базе данных | Сервер | Средство распознавания лиц СУБД Управляющий сценарий |
БД пропусков и фото их обладателей |
| 3 | Проверка действительности пропуска по базе данных | Сервер | СУБД Управляющий сценарий |
БД пропусков и фото их обладателей |
| 4 | В случае успеха открывание заслонок турникета | Турникет Сервер |
Драйвер турникета Управляющий сценарий |
|
При этом присутствие вахтера на проходной и печать физических пропусков теряют целесообразность.
Если средства распознавания предприятию не по силам, то выполнение функции обеспечивается такими задачами.
| Задача | Средства автоматизации | |||
|---|---|---|---|---|
| № | Содержание задачи | Технические средства | Программные средства | Информационные средства |
| 1 | Ввод номера предъявленного пропуска в систему | АРМ вахтера Сервер |
АРМ вахтера Управляющий сценарий |
|
| 2 | Проверка номера пропуска по базе данных | Сервер | СУБД Управляющий сценарий |
БД пропусков |
| 3 | В случае успеха открывание заслонок турникета | Турникет Сервер |
Драйвер турникета Управляющий сценарий |
|
Сверка проверка фотографии на пропуске по-прежнему будет входить в обязанности вахтера.
Рассмотренный пример показывает, что одна и та же функция может получить разное покрытие задачами и разный уровень автоматизации в зависимости от того, какие средства автоматизации доступны оператору деятельности. Содержание функции и деятельности в целом от этого не меняется.
Системный подход к автоматизации
«Лоскутная» автоматизация. Существуют разные сценарии обеспечения деятельности средствами автоматизации. Нередко автоматизация принимает стихийный характер: технические и программные средства приобретаются по заявкам сотрудников. По их же инициативе происходит создание необходимых для работы информационных средств: файловых архивов, баз данных, веб-сайтов и т. п. При таком подходе организация через некоторое время получает набор обособленных программно-технических комплексов, позволяющих решать отдельные задачи с невысоким уровнем автоматизации. В основном же все функции по-прежнему требуют значительных объемов ручного или низкоавтоматизированного труда.
Автоматизированная система. «Лоскутной» автоматизации противопоставлено целенаправленное и планомерное создание автоматизированной системы, обеспечивающей деятельность целиком или, что случается чаще, один из ее обширных участков.
Автоматизированной системой называется система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций.
Таким образом, автоматизированная система наделена двойной природой: можно говорить о ней как о наборе функций, а можно как о наборе средств автоматизации, которыми вооружен персонал. В первом случае мы будем обсуждать состав функций, их деление на задачи и трудовые действия, результаты и входы, режим выполнения. Во втором — состав и квалификацию персонала, состав и параметры программно-технических комплексов, их расположение на объекте, режим работы и обслуживания. Описать же систему в целом — значит «пересечь» эти две «плоскости», объяснив, как именно представители персонала и средства автоматизации обеспечивают выполнение функций.
Процесс создания автоматизированной системы. Рассмотрим результаты «лоскутной» автоматизации. Поскольку они отвечают приведенному выше определению, мы формально можем назвать их автоматизированной системой. Очевидно, что последствия ранее принятых недальновидных или ошибочных решений не будут этим исправлены, и новых достоинств у новоявленной системы не возникнет. Получить автоматизированную систему с лучшими характеристиками можно было, только создавая ее целенаправленно с самого начала. Таким образом, качественная автоматизированная система — это обязательно результат тщательно спланированного процесса, направленного на ее создание.
В создании автоматизированной системы обязательно принимают участие два взаимодействующих друг с другом лица: ее заказчик и разработчик. Если заказчик и разработчик — независимые организации, то взаимодействие между ними осуществляется на договорной основе. Если они представляют собой структурные подразделения одной организации, то их взаимодействие обычно определяется положениями действующих там организационно-распорядительных документов. Кроме того, в создание автоматизированной системы могут быть вовлечены третьи лица, например, государственные или независимые организации-регуляторы, органы сертификации и т. п.
ПРИМЕЧАНИЕ. Неповторимость обстоятельств создания — место, время, причины, участники, ограничения — делают любую автоматизированную систему уникальной. Можно сравнить автоматизированные системы со зданиями: каждое здание уникально, даже если построено из типовых блоков по типовому проекту.
Заказчик автоматизированной системы. В качестве заказчика обычно выступает оператор, который стремиться автоматизировать собственную деятельность, с целью улучшить ее или сделать возможной. Иногда заказчиком автоматизированной системы становится другая организация, которая инициирует и финансирует создание автоматизированной системы, а затем передает ее в пользование оператору.
Разработчик автоматизированной системы. Разработку автоматизированной системы, как правило, поручают профильным организациям или структурным подразделениям, обладающими необходимыми для этого ресурсами и компетенциями. При создании автоматизированной системы разработчик не обязан обходиться лишь собственными силами. Обычно он имеет право приобретать готовые средства автоматизации у поставщиков и поручать различные участки работ субподрядчикам.
Стадии создания автоматизированной системы. Процесс создания автоматизированной системы представляет собой последовательность стадий, каждая из которых предполагает достижение определенных итогов. Каждая стадия непосредственно опирается на итоги предшествующей стадии и косвенно на итоги всех более ранних стадий.
Итоги стадий создания автоматизированной системы носят двоякий характер.
С инженерной точки зрения, автоматизированная система на каждой стадии получает более четкие формы и, наконец, полноценное воплощение в реальности.
С организационной точки зрения, разработчик и заказчик на каждой стадии подтверждают возможность и целесообразность продолжения работ. С одной стороны, заказчик должен убедиться, что он все еще может рассчитывать на получение ожидаемых результатов при заданных ограничениях. С другой стороны, разработчик должен убедиться, что выдвигаемые заказчиком требования и ограничения стабильны, а не эволюционируют спонтанно. При обнаружении неприемлемых разногласий относительно требований и ограничений стороны либо возвращают свои позиции к исходному состоянию (от которого отклонились), либо вносят изменения в условия выполнения работ.
Последовательность стадий создания автоматизированной системы вытекает из описанной выше взаимной зависимости между функциями, задачами и средствами автоматизации.
При делении функций на задачи и связывающие их трудовые действия учитывают не только внутреннюю логику предметной области, но и функциональные возможности доступных средств автоматизации. Доступность средств автоматизации, в свою очередь, определяется не только их существованием, но и различными ограничениями: техническими, финансовыми, юридическими и пр. Таким образом, при создании автоматизированной системы стороны, вовлеченные в этот процесс, вынуждены совместно вырабатывать такое решение, которое позволило бы разработчику удовлетворить потребности заказчика при соблюдении действующих ограничений.
| Стадия | Содержание | |
|---|---|---|
| № | Наименование | |
| 1 | Формирование требований |
|
| 2 | Разработка концепции системы | Сравнение возможных способов автоматизации функций при соблюдении ограничений. Выбор наилучшего способа |
| 3 | Техническое задание | |
| 4 | Эскизный проект |
|
| 5 | Технический проект | |
| 6 | Рабочая документация | |
| 7 | Ввод в действие | |
| 8 | Сопровождение | |
Виды обеспечения автоматизированной системы. Техническое проектирование автоматизированное системы, в частности, предполагает ., а ограничения , на стадии технического задания. Такой подход требует .... описывать характеристики технических средств до того, как эти технические средства будут выбраны или произведены. Такую возможность обеспечивает представление о видах обеспечения автоматизированной системы.
К определенному виду обеспечения относятся все средства автоматизации определенного типа или реализуемые ими . Различают следующие виды обеспечения.
| Вид обеспечения | Содержание |
|---|---|
| Техническое | Технические средства, вовлеченные в функционирование автоматизированной системы. Следует проводить четкую границу между техническим обеспечением автоматизированной системы как таковой и техническими средствами той ИТ-инфраструктуры, на которую она опирается. Например, во многих случаях серверы входят в состав технического обеспечения системы, а серверные стойки и сетевые устройства не входят. Тонкость состоит в том, что эта граница носит не технический, а организационный характер. Техническое обеспечение автоматизированной системы входит в зону ответственности ее разработчика и эксплуатационного персонала, тогда как техническое обеспечение ИТ-инфраструктуры находится за ее «периметром» |
| Программное | Программные средства, вовлеченные в функционирование автоматизированной системы. Программное обеспечение подразделяется на общее и специальное. К общему программному обеспечению относят программные продукты, разработанные вне связи с конкретной автоматизированной системой и приобретаемые для включения в ее состав. Специальное программное обеспечение разрабатывают по заказу для включения в конкретную автоматизированную систему |
| Информационное | Информационные средства, принимаемые, хранимые и формируемые автоматизированной системой. К информационному обеспечению относят не только конкретные экземпляры информационных средств, но и способы получения, представления, обновления заключенной в них информации. Так, недостаточно сообщить, что система должна содержать классификатор видов животных. Следует определить достоверный источник такой информации, приемлемую периодичность ее обновления и другие свойства, которые в достаточной мере обеспечивают соответствие этого справочника действительности |
| Математическое | Формальные методы обработки информации, реализуемые с помощью средств автоматизации, включаемых в состав автоматизированной системы. Методы обработки информации здесь понимаются максимально широко. В это понятие включаются алгоритмы дискретной математики, численные методы, криптографические алгоритмы, алгоритмы потоковой обработки данных, правила работы элементов нейронных сетей и т. п. |
| Лингвистическое | Методы обработки информации, представленной на естественном языке, реализуемые с помощью средств автоматизации, включаемых в состав автоматизированной системы. Формально лингвистическое обеспечение можно было бы считать подвидом математического, но его традиционно выделяют в самостоятельный вид из-за своеобразия базового научного аппарата и необходимости привлечения лингвистов к его созданию |
| Организационное | Предписанный персоналу автоматизированной системы порядок выполнения трудовых действий, зафиксированный в организационно-распорядительной документации оператора: положениях, приказах, регламентах, описаниях деловых или технологических процессов и т. п. К организационному обеспечению также относят решения, действующие лишь на стадии внедрения автоматизированной системы. Такие решения могут быть связаны с изменениями организационной структуры оператора, внедрением новых процессов, допуском разработчика системы на определенную территорию или к определенным данным |
| Юридическое | Юридически значимые документы, в том числе, нормативно-правовые акты, позволяющие придать юридическую значимость результатам функционирования автоматизированной системы. К юридическому обеспечению автоматизированной системы могут быть отнесены как уже действующие документы, так и принятые исключительно с целью ее ввода в действие. Юридическое обеспечение часто считают подвидом организационного, однако, в настоящее время его значение сложно переоценить, поэтому здесь оно выделено в самостоятельный вид |
| Метрологическое | Совокупность средств и методов, обеспечивающих приемлемую точность измерений в автоматизированной системе. Метрологическое обеспечение приобретает особенную важность в системах промышленной автоматизации, которые формируют управляющие воздействия на основе измеренных значений физических величин (например, турбина должна быть автоматически остановлена при недопустимо высоком уровне вибрации) |
| Методическое | Любые материалы и мероприятия, направленные на освоение автоматизированной системы ее персоналом и пользователями. Это могут быть всевозможные тренинги, методические пособия, мультимедийные курсы, демонстрационные примеры, шаблоны. Эксплуатационная документация как системы в целом, так и отдельных комплектующих изделий не входит в состав методического обеспечения, а рассматривается как самостоятельная часть автоматизированной системы |
Приведенные выше список видов обеспечения не следует считать исчерпывающим. При необходимости для конкретной автоматизированной системы могут быть предложены дополнительные виды обеспечения.