Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Анализ методов типового проектирования АСУ и опыта их применения 17
1.1. Опыт типового проектирования АСУ энергосистем 17
1.2. Анализ методов типового проектирования АСУ промышленных предприятий 45
ГЛАВА 2. Основные теоретические и методические положения типового проектирования АСУ энергосистем 65
2.1. Теоретические основы типового проектирования АСУ энергосистем 65
2.2. Методические рекомендации по типовому проектированию АСУ энергосистем 95
ГЛАВА 3. Повышение эффективности типового проектирования АСУ энергосистем 133
3.1. Совершенствование организаций типового проектирования задач 133
3.2. Оценка экономической эффективности типового проектирования АСУ энергосистем . 157
Выводы 196
Список литературы 205
Приложения 218
- Опыт типового проектирования АСУ энергосистем
- Теоретические основы типового проектирования АСУ энергосистем
- Методические рекомендации по типовому проектированию АСУ энергосистем
- Совершенствование организаций типового проектирования задач
Введение к работе
С самого начала становления социалистического способа хозяйствования в нашей стране уделяется постоянное внимание совершенствованию системы управления экономикой на основе научно-технических достижений в этой области. Блестящим примером разработки долгосрочной целевой программы служит Государственный план электрификации России (ГОЭЛРО) - первая попытка такого рода не только в отечественной, но и в мировой практике. Логическим продолжением ГОЭЛРО явились пятилетние планы развития народного хозяйства СССР, воплотившие в себе теоретические положения перспективного планирования в масштабе страны. В это же время были сформулированы и реализованы основные принципы научной организации труды в сфере управления на базе механизации трудоемких вычислительных работ с использованием счетно-клавишной и перфорационной техники. Появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) ознаменовало переход к принципиально новому использованию технических средств в этой сфере й созданию автоматизированных систем управления (АСУ).
С учетом новых возможностей была разработана долгосрочная программа совершенствования руководства промышленностью на основе планомерного внедрения АСУ на государственном, отраслевом, территориальном уровнях, в объединениях и на предприятиях, а также автоматизации управления технологическими процессами. За прошедший период создано несколько тысяч автоматизированных систем, в том числе 1378 АСУ предприятиями и объединениями (АСУЇЇ), 297 АСУ министерствами и ведомствами (ОАСУ), 2505 АСУ технологическими процессами (АСУ ТЇЇ) /130/.
Во всех государственных органах управления созданы автоматизированные системы (АСПР Госплана СССР, ACIC ЦЗУ СССР, АСУ МТС Госснаба СССР и др.).
Последовательно развивая эту линию, ХХЛ съезд КПСС признал необходимым обеспечить дальнейшее развитие и повышение эффективности автоматизированных систем различного назначения /5/. В соответствий с принятыми решениями сделаны практические шаги к созданию государственной сети ВЦ (ГСВЦ) и общегосударственной системы передачи данных (0ІСПД). Во все более широких масштабах продолжается внедрение АСУ технологическими процессами, предприятиями, объединениями и отраслями, происходит интеграция автоматизированных систем, обслуживающих разные уровни управления, на практике воплощая концепцию общегосударственной автоматизированной системы сбора и обработки информации для учета, планирования и управления (ОГАС).
Большое значение использованию вычислительной техники придается и в Министерстве энергетики и электрификации СССР. За период, прошедший после выхода постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР "Об улучшении организации работ по созданию и внедрению в народное хозяйство средств вычислительной техники и автоматизированных систем управления", в электроэнергетике внедрено около 300 АСУ различного назначения (Приложение I). В частности, автоматизированные системы созданы в Минэнерго СССР, во всех республиканских органах управления энергетикой и в 60 энергосистемах. В результате более 9С$ электроэнергии, производимой в стране, вырабатывается в энергосистемах, в которых функционируют АСУ. На начало ХП пятилетки общее количество автоматизированных систем планируется до-
вести до 524.
Особое внимание в отрасли уделяется повышению научно--технического уровня проводимых работ. Б основу разработки автоматизированных систем положен принцип типизации. В энергетике на практике реализуется концепция ВЦ коллективного пользования - АСУ энергосистемы и АСУ входящих в нее предприятий создаются на базе одного управляющего вычислительного центра (УВД). Кроме того, в УВД проводятся расчеты для других предприятий энергосистемы, в которых автоматизированные системы еще не внедрены. На обслуживание абонентов в среднем расходуется 25% машинного времени УВД, а в ряде энергосистем эта величина превышает 40$. В дальнейшем намечается создать от-раслевую сеть ВД, которая станет неотъемлемой частью ГСВЦ и ОГСЦД. Все более широко используется информация, полученная в АСУ энергосистем, в республиканских и отраслевой АСУ, непосредственно органами областного, республиканского и государственного уровней управления народным хозяйством.
Отличительной особенностью нынешнего этапа создания и развития АСУ в энергетике является внедрение качественно новых многоуровневых организационно-технологических АСУ (ОТ АСУ), сочетающих функции систем организационно-экономического и технологического управления. В текущей пятилетке многоуровневые ОТ АСУ создаются в одиннадцати энергосистемах, а в XII пятилетке - почти в половине энергосистем и в масштабе Минэнерго СССР в целом. Проводимые в Министерстве мероприятия по совершенствованию руководства отраслью, созданию производственных объединений и переходу на трехзвенную структуру управления неразрывно связаны с эффективным функционированием и дальнейшим развитием АСУ на всех уровнях управления энергетическим производством.
Можно констатировать, что автоматизация управления на i практике стала важнейшей частью комплекса мер по совершенствованию руководства народным хозяйством, причем этот процесс носит все более интенсивный характер. За последние десять лет значительно увеличился объем капитальных вложений на эти цели, резко возрос выпуск ЭВМ, увеличилась численность персонала, занимающегося разработкой и эксплуатацией АСУ. Однако анализ тенденции изменения этих показателей свидетельствует, что ассигнования на создание автоматизированных систем, по-видимому, в ближайшее время достигнут своего предела, а численность проектировщиков АСУ сократится. Дальнейшее развитие автоматизации управления, следовательно, будет происходить в условиях ограниченных финансовых и трудовых ресурсов. Поэтому выполнение намеченной программы возможно лишь при снижении затрат на создание одной системы. По разным причинам эти затраты в среднем по стране с 1970 по 1980 г.г. значительно возросли: капитальные вложения - с 750 до 1500 тыс.руб-лей, или в два раза; численность разработчиков - с 60 до 100 человек, то есть более, чем в полтора раза; стоимость разработки-с 500 до 700 тыс»рублей, или почти в полтора раза. Трудоемкость разработки АСУ составила более 500 человеко-лет /81,96/. Сохранение этой тенденции приведет к сокращению количества внедряемых и совершенствуемых автоматизированных систем.
Одной из причин такого положения является недостаточно широкое и эффективное применение типового проектирования, удельный вес которого в ЗХ пятилетке не превышал 14$, а в X пятилетке - 5С$ /39,96/. Первоначально индивидуальное проек-тирование было связано с отсутствием общепринятой методологии, научно обоснованной методики и практического опыта в этой об-
ласти. Необходимость проведения определенных теоретических исследований, решения методических вопросов и разработки проектной документации для каждой АСУ обусловили высокую стоимость индивидуальных проектов и в конечном итоге снижение их экономической эффективности. С ростом потребности в автоматизированных системах различного назначения этот фактор стал тормозом на пути широкого внедрения АСУ во всех звеньях народного хозяйства.
В качестве альтернативы была выдвинута концепция типового проектирования, базирующаяся на выводе, что "широкое внедрение АСУ в народное хозяйство невозможно без применения индустриальных методов их создания" /115/. В решении проблемы повышения эффективности создания АСУ на основе типового проектирования принимают участие несколько сот отраслевых научно--исследовательских и проектных организаций, академических институтов, высших учебных заведений, большое количество предприятий и организаций. За прошедший период сама концепция типового проектирования претерпела значительные изменения, породившие целую гамму методов ее реализации, однако далеко не все из них выдержали проверку практикой.
Анализ специальной литературы показывает, что методы типового проектирования АСУ базируются на значительно отличающейся теоретической и методической оонове. Это касается не только собственно процесса проектирования, но и таких вопросов, как место и роль АСУ в системе управления, структура построения автоматизированной системы, выделение подсистем и задач, определение "типовости" проекта и др. Даже в общеотраслевых руководящих методических материалах по ОАСУ и АСУП назначение автоматизированной системы трактуется по-разному. Так, отрас-
левая АСУ рассматривается как совокупность административных и экономико-математических методов, средств вычислительной техники и связи, позволяющих органам управления осуществлять оптимальное управление; другими словами, ОАСУ сводится к автоматизированной обработке данных в рамках системы управления. В то же время АСУ предприятием понимается как система управления, основанная на применении ЭВМ и экономико-математических методов для решения основных задач управления. Некоторые исследователи противопоставляют АСУ традиционной системе управления, приписывая шановне функции и задачи управления, другие, наоборот, неоправданно сужают возможности автоматизированных систем.
Типизация проектирования неразрывно связана с проводимой в стране разработкой государственных стандартов в области АСУ. В последние годы, в частности, введены в действие ГОСТы на систему документации, элементы технического, информационного и программного обеспечения АСУ. Что же касается унификации и стандартизации функциональной части автоматизированных систем, то в этой области наметилось явное отставание. В результате отсутствуют стандарты на функциональные элементы АСУ, требования к подсистемам и задачам, единый подход к выделению типовых функций управления, как основы формирования типовых функциональных элементов АСУ, общепризнанные принципы типизации объектов автоматизации и их функционирования в условиях АСУ и т.д.
Нельзя не отметить также, что в само понятие "типовое" применительно к АСУ вкладывается разный смысл. Так, в /131/ подчеркивается, что типовыми могут быть в основном системные решения: принципы построения системы, модель управления предприятием, функциональная структура и структура информационного,
математического и технического обеспечения АСУ. В /98/ Утверждается, что,поскольку нет двух одинаковых предприятий, невозможно разработать рабочую документацию на уровне конкретных программ, пригодную для ряда предприятий. Высказывается также точка зрения, что типовые проекты при разработке конкретных систем сначала должны использоваться в качестве ориентиров (образцов), а в последующем - как типовые тексты по разделам проекта /131/.
В рамках того или иного метода типового проектирования удавалось решать некоторые из этих проблем, но при этом возникали новые проблемы, ранее не встречавшиеся, что приводило к снижению эффективности предлагаемого метода. Например, эффективность применяемого в Минэнерго СССР "метода аналогов" оказалась ниже предполагаемой вследствие нерешенности таких вопросов как разработка типовой функциональной .структуры АСУ, обоснование состава типовых задач, организация их проектирования и внедрения в масштабе отрасли и др. Все это привело к тому, что в среднем только 3$ задач АСУ энергосистем являются типовыми.
Конечной целью создания нового метода проектирования является повышение экономической эффективности автоматизированных систем управления. Поэтому можно принять, что при соблюдении пійнципа сопоставимости результатов, чем выше экономическая эффективность АСУ, тем более эффективным является соответствующий метод проектирования. Следует однако отметить, что проблему определения эффективности АСУ также нельзя признать окончательно решенной, несмотря на то, что этому вопросу посвящено большое количество исследований, проведены специальные конференции, выпущены межотраслевые и на их основе отрас-
левые методические материалы.
В процессе разрасотки и последующего применения указанных материалов происходили и происходят дискуссии по широкому кругу вопросов. В частности, возникли разногласия относительно методики расчета отдельных показателей эффективности. Так, в /30, 31/ при определении срока окупаемости и экономической эффективности капитальных вложений в состав последних включены также затраты на проектирование системы независимо от источника финансирования; в /83,86/ затраты на проектирование, как и другие предпроизводственше затраты, учитываются только при расчете экономической эффективности АСУ, а в расчете окупаемости капитальных вложений не участвуют. Последнее обосновывается необходимостью единого подхода для всех мероприятий, связанных с внедрением новой техники. Однако в случае капитального строительства в понятие "капитальные вложения" включаются также затраты на проектно-изыскательские работы, которые проводятся за счет сметы на строительство. Более того, при определении экономической эффективности аналогичных мероприятий по НОТ предусматривается рассчитывать окупаемость всех единовременных затрат /85/. Необходимо обратить внимание на следующий важный не только с методической, но и с практической точки зрения аспект этой проблемы. В настоящее время нормируемым является лишь коэффициент эффективности собственно капитальных вложений. Это позволяет сравнивать эффективность капвложений в различные АСУ и сопоставлять ее с нормативным значением, принятым в отрасли. В то же время затраты, связанные с проектированием АСУ, не нормируются, что не стимулирует их сокращение за счет максимального использования типовых решений.
Нерешенной проблемой является также оценка эффективно- , сти значительно возросших затрат на типовое проектирование по сравнению с индивидуальным, что связано с выявлением наиболее общих приемов и методов решения задачи, разработкой средств адаптации, проверкой типовости решения на нескольких объектах и т.п. Как показано в /115/, по объему выполнения проектных работ наиболее трудоемкой являетоя разработка типовых проектных решений, которые необходимо апробировать в нескольких базовых предприятиях. Трудоемкость привязки должна быть на порядок ниже, чем разработки. Оптимальным с экономической точки зрения предлагается считать такое положение,когда при трудоемкости разработки ТИР, равной 100, трудоемкость его доработки и повторного внедрения составит 10, а при последующем тиражировании уменьшится до I. Поскольку, по мнению авторов анализа, "такое соотношение установится не скоро", представляет безусловный интерес выявление фактического соотношения и влияние типового проектирования на экономическую эффективность АСУ.
В Минэнерго СССР затраты ведущих энергосистем, на базе которых осуществляются типовые разработки, и прочих энергосистем, внедряющих типовые задачи, резко отличаются. В соответствии с методикой определения экономической эффективности АСУ энергосистем /86/ в предпроизводственше затраты включаются лишь расходы на привязку типовых проектных решений к конкретным условиям, в то время как ведущие энергосистемы включают все свои расходы, связанные с разработкой типовой задачи. Это влечет за собой уменьшение величины годового экономического эффекта у ведущих энергосистем и, следовательно, ставит их в худшее положение по сравнению с другими энергосистемами. Нере-
шенность этой проблемы приводит к нежелательным последствиям. Например, Харьковский филиал ЦНИИКА - генпроектировщик АСУ Полтавского турбомеханического завода Минэнерго СССР отказался от разработки второй очереди системы на том основании, что не обеспечивалась необходимая эффективность затрат на проектирование, определяемая как отношение годового экономического эффекта АСУ к стоимости проекта. В данном случав на базе завода разрабатывались типовые проектные решения для аналогичных предприятий отрасли, и естественно, что дополнительные затраты не могли быть оправданы эффективностью АСУ одного предприятия. В определенной степени это проявилось в Белглавэнерго, Днепроэяерго и ряде других энергосистем, осуществляющих финансирование разработки отраслевых типовых задач.
Как показал анализ специальной литературы, несмотря на большое внимание, уделяемое проблеме типового проектирования и эффективности АСУ, целый ряд принципиальных и методических вопросов не решен или нуждается в дополнительной проработке. Перейдем теперь непосредственно к уточнению объекта исследования и определению круга вопросов, подлежащих рассмотрению в диссертации.
Объектом исследования являются АСУ энергосистем, применительно к которым необходимо рассмотреть проблему повышения эффективности типового проектирования. Учитывая все возрастающие масштабы разработки и внедрения в отрасли многоуровневых организационно-технологических АСУ и ту роль, которую они будут играть в ХП пятилетке, исследование должно ориентироваться на возможность использования его результатов в практике создания систем этого класса.
Проблему повышения эффективности типового проектирования
АСУ предлагается рассматривать в двух аспектах: техническом и экономическом. Первый аспект заключается в обеспечении более высокого научно-технического уровня (НГУ), а второй -в разработке экономических показателей, характеризующих эффективность типового проектирования.
Поскольку в ограниченной по объему работе невозможно осуществить детализированное исследование всех вопросов, связанных с типизацией проектирования АСУ энергосистем, ее функциональных и обеспечивающих элементов, основное внимание уделено функциональной части АСУ. При этом мы исходим из того,что, во-первых, на повышение экономической эффективности АСУ в большей степени влияют функциональные возможности системы,во-вторых, функции системы оказывают активное влияние на выбор методов и средств их реализации и, в-третьих, элементы обеспечивающей части АСУ в большинстве своем типизированы и стандартизированы. Как отмечается в /96/, "функционирование АСУ осуществляется на основе органического синтеза всех образующих ее элементов, однако примат принадлежит требованиям и особенностям функциональной части системы". При всем разнообразий в подходах к проектированию функциональной части АСУ /76, 98, 99/ все исследователи признают наиболее важной задачей этого этапа разработку типовой функциональной структуры системы.
Для построения научно- обоснованной типовой функциональной структуры АСУ необходимы выделение и классификация типовых функций управления и определение их взаимосвязей. То положительное влияние на обеспечение единого методического подхода к типизации функциональной структуры ОАСУ-Энергия и АСУ энергосистем, которое оказали методические материалы по классификации и кодированию подсистем и задач АСУ в энергетике /61/, их
широкое распространение и опыт применения в отрасли убедительно доказывают правильность подхода и целесообразность совершенствования типовой функциональной структуры АСУ на базе предложенного классификатора. Вопрос разработки типовой функциональной структуры, единой для всех АСУ в энергетике, приобрел еще большую остроту в связи с планами создания многоуровневой автоматизированной системы управления в масштабе отрасли. Все возрастающее количество типовых разработок, стремление энергосистем обмениваться своими разработками, развитие отраслевого фонда алгоритмов и задач и, наконец, создание отраслевой сети вычислительных центров обусловили необходимость единой классификации,единого кодирования подсистем и задач. К этому следует добавить, что переход в дальнейшем на автоматизированное проектирование АСУ предполагает предварительную классификацию и кодирование проектируемых функциональных элементов, что создаст благоприятные условия для формализованного представления исходных данных и результатов.
В рамках типовой функциональной структуры АСУ появляется возможность уточнить границы функциональных фрагментов системы, определить их оптимальные размеры, сфордуяировать условия разработки пакетов прикладных програш, реализующих определенные функциональные возможности в пределах одного или нескольких комплексов задач, подсистемы и системы в целом. Поскольку эффективность типового проектирования АСУ во многом зависит
от типовости соответствующего объекта автоматизации, исследования также должны коснуться вопроса классификации и выделения
типовых энергосистем.
Решение этих вопросов позволит перейти к следующему, тес-
но с ним связанному, а именно: повышению эффективности органи-
защи отраслевой системы типового проектирования АСУ. Необходимость создания такой системы объясняется тем, что разработка задач в энергетике осуществляется с одной стороны научно-исследовательскими и проектными институтами, а с другой -самостоятельно самими энергосистемами. В этих условиях весьма актуальным становится выбор типовых задач, определение очередности разработки и организация последующего распространения в отрасли.
Организация эффективного типового проектирования АСУ невозможна без разработки соответствующих показателей экономической эффективности. Эти показатели должны охватывать выбор наиболее эффективного варианта типовой задачи, процесс ее разработки, создание АСУ на базе типовых проектных решений и, следовательно, характеризовать различные стороны типового проектирования АСУ энергосистем. Кроме того, должны быть рассмотрены и даны практические рекомендации по отдельным нерешенным вопросам методики определения экономической эффективности АСУ в энергетике (влияние типового проектирования на показатели эффективности АСУ, разработка нормативов капитальных вложений в вычислительную технику и др.).
Таким образом, проблема повышения эффективности типового проектирования АСУ является сложной и многоплановой. Каждый из изложенных выше аспектов этой проблемы может служить темой самостоятельного исследования, однако, учитывая тесную их взаимосвязь, предпринята попытка кошлексного рассмотрения. Вместе с тем мы отдаем себе отчет в том, что изложенным не исчерпывается круг вопросов, связанных с рассматриваемой проблемой.
Методологическую основу проведения настоящего исследования составляют труды классиков марксизма-ленинизма, а также круп-
нейших советских теоретиков в области автоматизированных систем управления. В работе использованы отечественные и зарубежные литературные источники по проблеме типового проектирования и эффективности АСУ, материалы ЦЦУ ЕЭС СССР и отраслевых институтов, а также опыт создания АСУ энергосистем, в организации разработки которых и в решении целого ряда методических и практических вопросов автор принимал непосредственное участие.
Из вышеизложенного следует, что данная тема является перспективной, недостаточно исследованной, требующей уточнения ряда принципиальных положений, решения методических вопросов и разработки практических рекомендаций по совершенствованию типового проектирования АСУ энергосистем и повышению его эффективности.
Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Первая глава содержит анализ методов типового проектирования АСУ в энергетике ( I.I) и других отраслях промышленности ( 1.2). Вторая глава посвящена основным теоретическим и методическим положениям типового проектирования АСУ энергосистем, включая теоретические основы типового проектирования АСУ ( 2.1) и методические рекомендации по типовому проектированию АСУ энергосистем (2.2). Третья глава посвящена повышению эффективности типового проектирования АСУ энергосистем и включает вопросы повышения эффективности организации типового проектирования АСУ энергосистем ( 3.1) и методичеокие вопросы оценки экономической эффективности типового проектирования АСУ энергосистем ( 3.2). В заклю-чение изложены выводы и даны рекомендации по дальнейшему повышению эффективности типового проектирования АСУ энергосистем. Слисок литературы включает 155 наименований.
Опыт типового проектирования АСУ энергосистем
В основу разработки АСУ в Минэнерго СССР с самого начала положен принцип типизации. С этой целью назначена головная научно-исследовательская и проектная организация - институт "Энергосетьпроект", в составе которого создано Московское отделение по АСУ. На другие отделения института возложена разработка проектов АСУ энергетических предприятий и объединений по территориальному принципу. В дальнейшем отделения были специализированы по подсистемам, что позволило повысить эффективность типового проектирования. Кроме того, определены ведущие организации и соисполнители по каждому типу АСУ: отраслевой АСУ, автоматизированным системам диспетчерского управления (АСДУ), АСУ энергосистем, АСУ тепловых, гидравлических и атомных станций, АСУ предприятий электрических сетей (приложение 2). Всего в разработке АСУ в энергетике принимают участие более двадцати организаций отрасли, имеющих большой опыт в области решения сложнейших режимных и электротехнических задач и выполнения на ЭВМ экономических расчетов, в том числе научно-исследовательские институты (ВНИИ электроэнергетики, Сибирский институт энергетики и др»), проектные институты (Энергосетьпроект, Теплоатомэлектропроект и др.), производственные организации (Южтехэнерго, Уралтехэнерго и др.), монтажные организаций (Электроцентрмоятаж, Электроюжмонтаж).
В целях обеспечения достаточного научно-технического уровня к типовому проектированию АСУ привлечен ряд организаций других министерств и ведомств. Так, в разработке методических основ проектирования ведущую роль сыграл Московский институт управления им.С.Орджоникидзе. Существенный вклад в решение стоящих перед отраслью проблем внесли академические институты и прежде всего Институт электродинамики АН УССР, Сибирский энергетический институт СО АН СССР, а также институты ведущего в этой области Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления - ИНЭУМ и ЦНИИКА. К разработке отдельных проблем привлечены также высшие учебные заведения, среди которых следует отметить Киевский, Иркутский и Белорусский политехнические институты. Даже простой перечень организаций показывает, какой большой научный потенциал использован для решения проблем, связанных с созданием АСУ в энергетике и прежде всего их типовым проектированием.
Основой типового проектирования АСУ энергосистем явились общеотраслевые руководящие методические материалы (ОРММ) по созданию АСУЇЇ /100/. Б развитие OHflM разработаны отраслевые методические указания по АСУ энергосистем, учитывающие специфику энергетики. С целью унификации терминологии издан материал "Терминология автоматизированных систем управления в энергетике". Разработаны методические материалы по системе сбора и передачи информации, единые требования к макету информации на перфоленте, отраслевой системе классификации, типизации форм первичного учета и т.п. Выпущенная методика определения экономической эффективности АСУ энергосистем обеспечила методическое единство в оценке результатов работы многочисленных коллективов. Основные технико-экономические показатели принятых в эксплуатацию АСУ энергосистем приведены в приложениях 3 и 4. Единовре-менные затраты на создание автоматизированных систем колеблются от 200 тыс.руб. до 5,8 млн.руб., годовая экономия от 96 тыс.руб. до 2,8 млн.руб., годовой экономический эффект -от 37 до 934 тыс.руб. и срок окупаемости - от 1,7 до 2,8 года. Такой разброс технико-экономических показателей обусловлен рядом факторов, среди которых можно выделить различия энергосистем до мощности, глубине охвата автоматизацией функций управления, техническому обеспечению АСУ, выбору первоочередных задач, степени использования типового проектирования.
Типовое проектирование АСУ энергосистем осуществляется с использованием "Метода аналогов", суть которого заключается в проведении проектирования на базе ведущих энергосистем -типопредставителей и последующем применении типовых проектных решений в АСУ аналогичных энергосистемах. Отмечая в целом положительные результаты использования этого метода, нельзя не указать на недостатки его практического осуществления. В частности, отсутствуют научное обоснование и общеметодические рекомендации до дршленению метода, что привело к эмпирическим поискам и необходимости разработки частных методик в процессе проектирования. Не был решен ряд важных организационных вопросов типового проектирования АСУ энергосистем.
Теоретические основы типового проектирования АСУ энергосистем
Методологической базой проведения работ в области совершенствования управления народным хозяйством, в том числе на основе АСУ, является марксистско-ленинская теория развития общества, опирающаяся на прочный фундамент диалектического материализма. Так, закон отрицания отрицания позволяет понять закономерности развития АСУ, поступательный, стадийный характер создания системы, диалектика содержания и формы, части и целого, единичного и общего дает возможность обосновать структуру и типовые элементы автоматизированной системы управления.
Центральное место в общей иерархии принципиальных положений типизации АСУ занимает системный подход, который представляет собой основу для исследования сложных явлений, процессов, образований, рассматриваемых как целостная система, позволяет вычленить и анализировать составляющие систему компоненты. Замечательными образцами системного подхода являются труды классиков марксизма-ленинизма. Ленинская методология системных исследований исходит из приоритетаь общих вопросов перед частными, ибо "кто берется за частные вопросы без предварительного решения общих вопросов, тот неминуемо будет на каждом шагу бебоознательно для себя "натыкаться" на эти общие вопросы" /2/.
Системный подход к совершенствованию управления характерен для решений Партии и Правительства, направленных на обеспечение оптимальных форм и методов управления общественным производством. Последовательно реализуя ленинские принципы управления, эти решения не только определяют методологию подхода к повышению эффективности народного хозяйства и совершенствованию управления им, но и намечают взаимосвязанные программы, представляющие собой широкий комплекс экономических, социальных и организационных мероприятий на каждом конкретном историческом этапе развития нашего общества. В частности,программа создания автоматизированных систем управления увязана с программой совершенствования системы планирования, улучшения организационной структуры управления, осуществления действенного контроля и т.д. При этом в качестве генерального направления повышения эффективности создания АСУ принято их типовое проектирование.
Исключительно важное методологическое значение для научно обоснованного проектирования АСУ имеет вывод К.Маркса о том, что всякий реальный производственный процесс осуществляется сложной гетерогенной системой, состоящей из двух групп разнородных, но вместе с тем тесно между собой связанных компонентов - вещественных и человеческих. Игнорирование одной из этих групп неизбежно приводит к снижению эффективности создаваемых автоматизированных систем или даже к невозможности их внедрения, поскольку на практике эти компоненты существуют лишь в органическом единстве. К.Маркс внес свой вклад ив развитие типологии, как метода научного познания, выделив на основе анализа определенных производственных отношений экономико-исторические типы общества.
Существенный вклад в исследование проблемы типизации в управлении внес В.И.Ленин. Разрабатывая организационные формы управления социалистическим хозяйством, он указал на наличие общих черт, присущих структурным построениям и методам управления в различных сферах деятельности. В частности, им было замечено, что "в ведении дела разными и разнородными предприятиями, учреждениями, ведомствами много сходного и сходного в основном" /4/. Вместе с тем В.И.Ленин решительно призывал бороться против всякого "шаблонизирования и попыток установления единообразия сверху" /3/.
При использовании в процессе исследований проблемы типового проектирования АСУ общей методологии системного подхода следует иметь в виду, что особый интерес представляет тот богатый арсенал конкретных методов и средств, которые получили распространение в теории и практике системных исследований. Широкое проведение системных исследований в области управления привело к развитию традиционных и формированию новых теоретических дисциплин. Прежде всего это коснулось системного анализа, как математизированной формы системного подхода, который возник вследствие развития общей теории систем на базе методов исследования операций. Основу системного анализа составляет понимание системы как "множества элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство" /22/.
Методические рекомендации по типовому проектированию АСУ энергосистем
При разработке методики типового проектирования АСУ энергосистем учитывались следующие обстоятельства. В отрасли отсутствует достаточно мощная организация, на которую можно возложить типовое проектирование АСУ энергосистем в целом. В то же время наличие головной научно-исследовательской организации по АСУ в энергетике, значительного числа институтов, имеющих необходимый опыт и ресурсы, а также отделов АСУ энергосистем, по численности превосходящих соответствующие подразделения институтов, позволяет выполнить весь комплекс работ, связанных с типовым проектированием. То положительное влияние, которое оказал "метод аналогов" на организацию проектирования АСУ энергосистем, практические результаты его применения показывают правильность подхода и целесообразность совершенствования типового проектирования АСУ на основе этого метода. Исходя из современной тенденции развития методологии типового проектирования АСУ, метод типового проектирования АСУ энергосистем должен базироваться на комплексном подходе, позволяющем устранить недостатки и использовать достоинства проектирования АСУ в целом и отдельных элементов системы.
Основными положениями метода типового проектирования АСУ энергосистем, который условно можно назвать "методом системно-элементного типового проектирования", являются: - опережающая разработка типовых проектных решений по системе в целом; - разработка типовых проектных решений по элементам АСУ в соответствии с едиными принципами и методическими требованиями, сформированными при решении системных вопросов; - проведение типового проектирования на базе группы энергосистем, в совокупности представляющих основные специфические особенности энергосистем отрасли, с обеспечением адаптации типовых проектных решений к конкретным условиям их применения; - оформление результатов типового проектирования в виде типовых документов-аналогов, охватываюшдх основные стадии создания АСУ - технико-экономическое обоснование, составление технического задания, проектирование; - максимальное использование при разработке АСУ конкретной энергосистемы типовых документов-аналогов, сфера применения которых должна отвечать требованиям повышения научно-технического уровня и эффективности типового проектирования АСУ энергосистем.
Центральное место среди указанных положений системно-элементной типизации занимает опережающая разработка системных типовых проектных решений. К системным типовым проектным решениям относятся прежде всего ТПР класса "структура", среди которых особая роль отводится типовой функциональной структуре АСУ, определяющей состав и взаимосвязи функциональных элементов -подсистем, комплексов задач и задач, Каркас функциональной структуры АСУ промышленных предприятий составляет типовой набор функциональных подсистем, определенный общеотраслевыми руководящими методическими материалами до АСУ /101/. Дальнейшая ее детализация зачастую проводится исходя из выявленных недостатков и "узких мест"в управлении /98/. Такой подход методически не верен, поскольку, во-первых, требует перестрокйи функциональной структуры АСУ предприятия по мере устранения недостатков и выявления новых "узких мест" и, во-вторых, исключает разработку типовой функциональной структуры АСУ для широкого класса объектов.
В качестве отправной точки при выработке методики формирования типовой функциональной структуры АСУ энергосистем примем утверждение, что задача, как основной элемент функциональной части АСУ, есть эквивалент формализованной удравленческой работы, которая может выполняться с помощью ЭВМ. Первым следствием этого является исключение из рассмотрения не формализуемых на нынешнем этапе развития АСУ работ. Вторым следствием является необходимость выявления формализованных работ управления и их классификации, что создает возможность составления полного перечня задач АСУ. По данным /89/, в энергетике таких работ насчитывается порядка 10 . Рекомендуемый рядом методических материалов путь непосредственного выявления работ управления -задач с целью последующего объединения их в комплексы и подсистемы отмечается высокой трудоемкостью его реализации. Поэтому метод индуктивных обобщений для формирования функциональной структуры АСУ в таком виде практически неприменим.
Совершенствование организаций типового проектирования задач
Одной из важнейших как в методическом, так и в практическом плане, проблем повышения эффективности проектирования АСУ энергосистем является создание отраслевой системы типового проектирования, обеспечивающей не только разработку, но и распространение, внедрение, сопровождение типовых комплексов задач. Основными звеньями такой системы являются головная научно-исследовательская и проектная организация по АСУ, методические советы, организации-разработчики, энергосистемы, отраслевой Фонд алгоритмов и программ. Системный подход к решению вышеуказанной проблемы выдвигает требование определения функций каждого из звеньев, их увязки и согласования.
Решающая роль головной научно-исследовательской и проектной организации по АСУ в энергетике в обеспечении достаточного научно-технического уровня и повышения эффективности типового проектирования особенно возрастает на этапе перехода к созданию качественно новых АСУ - многоуровневых организационно-технологических автоматизированных систем управления (МОТ АСУ) энергетическими объединениями. На этом этапе необходимо разработать и апробировать новые положения и подходы к созданию МОТ АСУ, для чего требуется проведение комплекса исследований, экспериментов, вариантных проработок, которые не всегда укладываются в рамки сложившейся системы типового проектирования. Кроме общего руководства типовым проектированием, выпуска соответствующих методических материалов, на головную организацию возлагается разработка документов-аналогов: технико-экономического обоснования-аналога, технического задания-аналога и общесистемной части проекта-аналога.
Непосредственное организационно-методическое руководство типовым проектированием по функциональным подсистемам, программному, информационному и техническому обеспечению АСУ должны осуществлять соответствующие методические советы. Методические советы включают наиболее квалифицированных специалистов отрасли, представляющих заинтересованные функциональные управления Минэнерго СССР, организации-разработчики и энергосистемы-пользователи. Методические советы призваны обобщать и распространять передовой опыт разработки и применения типовых проектных решении, обеспечить совместимость автоматизированных систем различных уровней управления за счет "сквозных" решений по элементам АСУ. В частности, методические советы по функциональным подсистемам осуществляют утверждение технических заданий на типовые комплексы задач, рассмотрение типовых проектных решений; на них возложено также согласование соответствующих разделов "Программы важнейших работ Минэнерго СССР по разработке и внедрению типовых комплексов задач АСУ энергосистем", графика проведения отраслевых совещаний по передаче программ и эксплуатационной документации TKS.
Б качестве организаций-разработчиков должны быть определены научно-исследовательские и проектные организации, имеющие необходимые ресурсы и опыт в разработке и внедрении задач данного профиля. Целесообразно осуществить специализацию организаций и ориентировать их на разработку не отдельных задач и комплексов задач, а подсистем в целом. Это позволит сконцентрировать силы разработчиков и обеспечить комплексную автоматизацию соответствующих функций управления. Необходимо создать централизованный фонд финансирования типового проектирования, дозволяющий исключить дублирование и параллелизм разработок. Финансирование разработки типовых комплексов задач научно-исследовательскими и проектными организациями должно осуществляться только в соответствии с "Программой важнейших работ Минэнерго СССР". Кроме того, в качестве типовых могут быть приняты решением соответствующего методического совета отдельные задачи, выполненные энергосистемами вне указанной "Программы", а также межотраслевые типовые проектные решения (пакеты прикладных программ).
Типовое проектирование АСУ энергосистем базируется на методологической досылке "аналогичности" организации производства и управления энергосистемами отрасли- Другими словами, несмотря на многообразие форм, методов и средств управления энергосистемами, последние рассматриваются как относительно ОДНОРОДНЫЕ класс производственных объектов. При этом не исключается, а наоборот, предполагается разбиение этого класса на отдельные подклассы, отражающие те или иные специфические особенности энергосистем. Соответственно разработанные проектные решения будут типовыми для всего класса или для конкретного подкласса. Из сказанного следует, что классификация энергосистем должна быть неотъемлемой частью организации типового проектирования АСУ. Необходимость классификации энергосистем обусловлена влиянием характеристик энергосистем на специфику реализации функций управления. Кроме того, группировка энергосистем служит ориентиром при установлении очередности и размеров капитальных вложений и других ресурсов в процессе создания АСУ, а также при оценке их экономической эффективности.
