Функционирование современных промышленных предприятий невозможно без технологий информационной поддержки производственных процессов, осуществляемых с помощью автоматизированных систем управления (АСУ). В классическом определении АСУ – это «совокупность экономико-математических методов, технических средств и организационных комплексов, обеспечивающих рациональное управление предприятием или технологическим процессом» [17].

Наиболее важная цель построения всякой АСУ – резкое повышение эффективности управления объектом (производственным, административным и т. д.) на основе роста производительности управленческого труда и совершенствования методов планирования и гибкого регулирования управляемого процесса. Разработка АСУ, порядок их создания и направления эффективного использования базируются на следующих принципах (впервые сформулированных В. М. Глушковым) [17]:

1. Принцип новых задач. АСУ должны обеспечивать решение качественно новых управленческих проблем, а не механизировать приемы управления, реализуемые неавтоматизированными методами. На практике это приводит к необходимости решения многовариантных оптимизационных задач на базе экономико-математических моделей большого объема (масштаба). Конкретный состав подобных задач зависит от характера управляемого объекта. Например, для машино- и приборостроительных предприятий обычно наиболее важными оказываются задачи оперативно-календарного и объемно-календарного планирования. Максимальный эффект достигается в том случае, когда осуществляется точное согласование во времени всех сменных заданий, как производственных, так и обеспечивающих (например, материально-техническое снабжение и др.), определяются оптимальные объемы партий продукции и производится оптимизация загрузки оборудования. В ряде случаев на первый план выдвигаются задачи подготовки производства, управления проектно-конструкторскими работами. На транспорте важнейшее значение приобретает оптимизация маршрутов и расписаний движения, а также погрузочно-разгрузочных работ. В системах управления отраслью первостепенное значение имеют оптимальное планирование работы предприятий, точное согласование сроков взаимных поставок, а также проблемы перспективного развития отрасли и задачи прогнозирования.

2. Принцип системного подхода. Проектирование АСУ должно основываться на системном анализе как объекта, так и процессов управления им. Это означает необходимость определения целей и критериев эффективности функционирования объекта (вместе с системой управления), анализа структуры процесса управления, вскрывающего весь комплекс вопросов, которые необходимо решить для того, чтобы проектируемая система наилучшим образом соответствовала установленным целям и критериям. Этот комплекс охватывает вопросы не только технического, но также экономического и организационного характера. Поэтому внедрение АСУ дает принципиально новые возможности для коренного усовершенствования системы экономических показателей и экономического стимулирования.

3. Принцип непрерывного развития системы. Основные идеи построения, структура и конкретные решения АСУ должны позволять относительно просто настраивать систему на решение задач, возникающих уже в процессе ее эксплуатации в результате подключения новых участков управляемого объекта, расширения и модернизации технических средств системы, ее информационно-математического обеспечения и т. д. Математическое обеспечение АСУ строится таким образом, чтобы в случае необходимости можно было легко менять не только отдельные программы, но и критерии, по которым ведется управление.

4. Принцип единства информационной базы. Необходимая информация накапливается (и постоянно обновляется) для решения не какой-то одной или нескольких задач, а всех задач управления. При этом в так называемых основных (генеральных) массивах исключается неоправданное дублирование информации, которое неизбежно возникает, если первичные информационные массивы создаются для каждой задачи отдельно. На уровне предприятий основные массивы должны содержать самую подробную информацию обо всех элементах производства: кадровые данные на всех работающих; сведения об основных фондах (земля, помещения, оборудование со всеми характеристиками, необходимыми для принятия решений по их использованию, перераспределению и т. п.); данные о запасах, включая запасы на промежуточных складах и незавершенное производство; информацию о состоянии оборудования; нормативы (трудовые и материальные) и технологические маршруты (последовательности производственных операций, необходимых для изготовления деталей, узлов и готовых изделий); планы (включая заявки на материально-техническое снабжение); цены и расценки; сведения о текущем состоянии банковских счетов предприятия и др. Система обработки первичных документов, а также система автоматических датчиков должны быть организованы таким образом, чтобы данные о любом изменении, происходящем на предприятии, в минимально короткий срок вводились, а затем автоматически или по указанию оператора периодически распределялись по основным массивам. При этом также необходимо сохранение состояния готовности системы выдать любую информацию об объекте.

5. Принцип комплексности задач и рабочих программ. Большинство процессов управления взаимосвязаны и поэтому не могут быть сведены к простому независимому набору отдельных задач. Например, задачи материально-технического снабжения органически связаны со всем комплексом задач оперативно-календарного и объемно-календарного планирования; задание на материально-техническое снабжение составляется исходя из задач планирования производства, а при срывах в снабжении (по срокам и по номенклатуре) возникает необходимость в трансформации планов.

Функциональный состав АСУ включает информационное, техническое, математическое, программное, организационное обеспечение.

В настоящее время в мировой практике для обозначения АСУ, используемых предприятиями, применяют следующие названия [16]:

• MRP (Material Requirement Planning) – планирование материальных потребностей;

• MRP II (Manufacturing Resource Planning) – планирование производственных ресурсов;

• ERP-система (Enterprise Resource Planning) – планирование ресурсов предприятия;

• ERP II и CSRP (Customer Synchronized Relationship Planning) – планирование ресурсов, синхронизированное с потребителем продукции;

• APS (Advanced Planning & Scheduling) – концепция синхронного производственного планирования (оптимальное календарное планирование).

Какая-либо однозначная и общепринятая общая классификация информационных технологий предприятий отсутствует. Возможный вариант обобщенной структуры современных информационных технологий, внедряемых на промышленных производствах различного типа, показан на рис. 1.3, на котором приведены следующие общепринятые сокращения (часть из них представлена выше) [16]:

• MES (Manufacturing Execution System) – производственная исполнительная система;

• САПР – системы автоматизированного проектирования / изготовления (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing – CAD/CAM);

• АСТПП – автоматизированные системы технологической подготовки производства (Computer Aided Engineering – CAE);

• АСУТП – автоматизированные системы управления технологическими процессами (Supervisory Control And Data Acquisition – SCADA);

• АСУП – комплексная автоматизированная система управления предприятием (Enterprise Resource Planning – ERP);

• LAN – локальные вычислительные сети (Local Area Net);

• WAN – глобальные (внешние) сети и телекоммуникации (Wide Area Net).

Системы классов ERP, APS и MES являются общепризнанными решениями в области управления производством. При построении системы автоматизации процессов управления предприятием должны быть идентифицированы и проанализированы проблемы и задачи, подлежащие автоматизации. С точки зрения внедрения информационных систем все предприятия можно разделить на два больших класса: с дискретным типом производства (дискретное производство) и с непрерывным производством (непрерывное производство).