Базовые сведения о надежности информационных технологий управления

Базовые сведения о надежности информационных технологий управления

Содержание

Надежность как ключевой фактор развития и применения информационных технологий в управлении

Надежность автоматизированных систем управления

Основные понятия надежности

Показатели надежности АСУ

Создание надежной АСУ

Общий порядок оценки надежности АСУ

Обеспечение надежности разрабатываемой (модернизируемой) АСУ

Системная надежность компьютерных технологий управления

Информационные технологии создания надежных систем управления

Методология структурного анализа и проектирования

Сущность методологии SADT

Использование методологии IDEF при проектировании и анализе бизнес - процессов

Определение системы и модели при проектировании бизнес - процессов

Методологии IDEF

Методология IDEF и анализ стоимостных характеристик

Примеры использования надежных технологий управления

Программное обеспечение как надежная система технологий управления

Надежность программ. Разные подходы

Технологии повышения безошибочности программ

надежность информация технология управление

Надежность как ключевой фактор развития и применения информационных технологий в управлении

На протяжении всего периода применения компьютеров и компьютерных систем существует тенденция создания высоконадежных управляющих комплексов, ориентированных на получение и использование информационных ресурсов. Эта тенденция выразилась в мощном процессе создания различных видов автоматизированных систем как встроенных в уникальные объекты информационно-технологических комплексов. Это направление является важнейшим в проведении крупных мероприятий по совершенствованию технической и технологической базы систем управления, а также использовании новых методов организации управления, создания автоматизированных производств, основанных на широком применении современного программно-управляемого технологического оборудования, микропроцессорных управляющих вычислительных средств, роботов и промышленных робототехнических систем, средств автоматизации проектно-кострукторских, технологических, организационных и планово-производственных работ.

В научно-техническом отношении на этом этапе для достижения показателей надежности осуществляется синтез ряда разрозненно развивающихся направлений, таких как АСУП (системы автоматизации организационного управления предприятием), САПР (автоматизация проектирования и конструирования), iПУ (системы числового программного управления), АСУ ГПС (автоматизированная система управления гибкими производственными системами).

Применение вычислительной техники и средств автоматизации организационных и технологических процессов достигло такого уровня, что был поставлен вопрос о надежной крупномасштабной системной автоматизации на основе компьютерных систем. В этот период были созданы АСУП на базовых предприятиях ведущих отраслей.

При этом, поскольку проблемы надежности функционирования еще не стали основой разработки АСУ, нельзя было точно ответить, где именно и в какой степени проявится наибольший эффект от внедрения новых информационно-технологических средств тАФ в самой технологии или в областях, связанных с организацией, технологией и управлением производства или с проектно - конструкторской и исследовательской деятельностью.

Ориентация на надежность потребовала изучения специфики автономного развития следующих направлений автоматизации: автоматизация обработки информации тАФ автоматизированные системы управления организационными процессами (АСУП), системы автоматизированного проектирования и конструирования (САПР), автоматизация производства на базе использования технологического оборудования с компьютерным управлением (АСУ ГПС), автоматизированные системы управления технологическими процессами в дискретном производстве (АСУ ТП).

Переход к созданию интегрированных систем поставил ряд сложных проблем, связанных прежде всего с тем, что такие системы должны обеспечивать надежное согласованное функционирование территориально рассредоточенных автоматизированных систем с разными показателями надежности различного функционального назначения, базирующихся на разнородной вычислительной технике и взаимодействующих между собой средствами коммуникации.

Организационной основой информатизации управления стало развитие специализации и кооперации производства, гарантирующее надежность элементов АС и их сопряжение в новых перспективных технологиях, создание интегрированной системы управления, охватывающей все стадии жизненного цикла продукции: от формирования заказа на изделие до его поставки и обслуживания у потребителя.

Создание ИАСУ следует рассматривать как новый этап в надежной информатизации технологий управления, основанный на использовании достижений в создании надежных компонент, накопленного опыта разработки и внедрения надежных и эффективных автономных автоматизированных систем, предназначенных для различных видов производственно-хозяйственной деятельности объектов.

Анализ опыта создания надежных АСУ как этапа на пути к информационным ресурсам, формирование которых возможно лишь в рамках надежных компонентов и системных технологий, позволяет сделать вывод о том, что на их основе сложился начальный рынок относительно надежных технологий информационных компонентов (базы данных, комплексы вычислительной техники, типовые проектные решения). Однако с системных позиций теории информационных ресурсов, этот этап может быть отнесен по качественным результатам к процессам натурных исследований проблемных ситуаций. Тогда информация о состояниях параметров надежности альтернатив, которая концентрировалась и обрабатывалась в АСУ, могла рассматриваться лишь как компонент проектного и исследовательского информационного ресурса.

Принципиальные экономические ограничения деятельности фазы натурных исследований при разрешении проблемных ситуаций привели к естественному сужению этого направления информатизации технологий управления, не поддержанного своевременно экспертно-консалтинговым и модельным методами разрешения проблемных ситуаций. Кроме того, область высокой неопределенности, в которой осуществляются операции натурных исследований, надежные альтернативы, разрешение проблемных ситуаций (ПС) было с помощью АСУ возможно лишь с высоким риском, что снижало их реальную и информационную эффективность (рис. 4.1.).

Динамика развития автоматизированных систем разных классов существенно зависит от степени решения двух важнейших аспектов надежности автоматизированных систем тАФ элементной надежности и системной надежности, включая надежность персонала АС.

Несогласованность решения этих проблем породила своеобразную динамику создания систем, отображающих общие закономерности развития надежности, включающей фазы надежной технологии, элементной и системной надежности и перехода к фазе использования нового поколения элементов.

Рис. 4.1. Схема изменения неопределенности ПС при использовании

АСУ разных классов как средств информатизации

Другое направление информатизации технологий управления связано с формированием экспертных информационных компонентов в целях получения информационных ресурсов. Это направление связано непосредственно с бумом развития экспертных систем (ЭС) в 80-90 гг. прошлого столетия как систем искусственного интеллекта, а также с решением проблем надежного функционирования персонала АС. Экспертные системы направлены на повышение надежности локального системного функционирования персонала АС.

Экспертные компьютерные системы-оболочки создали многомиллиардную нишу рынка средств искусственного интеллекта. Были созданы экспертные системы-оболочки (ГУРУ, Интерэксперт и др.), которые стимулировали создание авторских вариантов ЭС как интеллектуальной собственности. На рынке появились демонстрационные версии ЭС (50 - 100 решающих правил), отдельные промышленные версии.

Однако и здесь игнорирование методов надежного экономического, технологического и организационного синтеза информационных компонентов для формирования информационных ресурсов вело к неизбежному затуханию интенсивности работ этого содержательного, но локального этапа на пути к созданию и использованию информационных ресурсов

.

Рис. 4.2. Изменения неопределенности ПС в процессе локального применения компьютерных экспертных систем

Локальное применение ЭС без предшествующего натурного исследования вело на начальных этапах к росту неопределенности, отсутствию области конкордации (согласия) экспертных оценок по фиксированным решающим правилам, невозможности корректного осуществления остановки экспертизы и как результат - к деградации и временному сужению ниши рынка ЭС на рынке знаний.

Третье важнейшее направление развития информационных компонентов для формирования информационных ресурсов связано с созданием алгоритмических комплексов, экономико-математических моделей. На территории СНГ это направление связано, прежде всего, с деятельностью Центрального экономико-математического института АН РФ, Института проблем управления (автоматики и телемеханики) АН РФ, ЦНИИТУ и НИИ экономико-математических методов (г. Минск) и других организаций. Активно занимались моделями информатизации ведущие зарубежные центры тАФ практически все университеты, в том числе Гарвардский университет, Массачусетский технологический институт.

Были созданы комплексы впечатляющих, но локальных моделей без должных интерфейсов с системами натурного исследования проблем (планирование эксперимента) и экспертными системами. Созданные локальные модели на локальных примерах демонстрировали адекватность, однако их применение без соблюдения логической последовательности создания других надежных компонентов для формирования информационных ресурсов вело к возрастанию неопределенности на начальных этапах применения моделей, и, в силу естественных экономических и временных ограничений, привело к остановке модельных исследований конкретных ПС еще до их разрешения (рис. 4.3.).

Необходимо отметить, что анализ локального применения трех ненадежных основных информационных компонент для формирования и использования ИР указывает путь и позволяет прогнозировать новый этап информатизации, основанный на интеграции экономических и информационно-технологических предпосылок. Комплексно взаимосвязанное с надежными интерфейсами применение надежных технологий интегрированных информационных систем, обеспечивающих ограниченное, управляемое надежное осуществление натурного исследования ПС, ориентировано на согласованные надежные экспертно - консалтинговые процедуры, согласование и применение надежных моделей.