Глава 7. Основы проектирования технологических процессов обработки данных

 

 

4. По типу технического обеспечения

I—

Т

Локальная сеть ЭВМ

Локальная обработка на ЭВМ   1

Распределенная сеть ЭВМ

 

 

5. По типу режима обработки

I           1          1          1

Пакетная      Диалоговая (интерактивная) Смешанная     Удаленная (телеобработка)

По типу орг. информационногообеспечения

I           1          1

Локальные файлы ИБ      Локальная БД         Распределенная БД

По типу специального программного обеспечения

I           1          1

Профессионально -

ориентированные Методо-ориентированные Функционально-ориентированные

ППП (MS Office)      ППП (Statistics, Matcad) ППП (банковские, бухгалтерские,

финансовые и др)

Рис. 7.1. Схема классификации технологических процессов обработки данных в ЭИС

По типу обрабатываемой информации можно выделить процессы обработки цифровой, графической, текстовой, мультимедийной информации, знаний для экспертных систем.

По типу используемой аппаратно-программной платформы технологические процессы выполняются на: персональных ЭВМ, в локальных, региональных, глобальных вычислительных сетях.

По режиму обработки выделяют технологические процессы обработки данных, выполняемые в пакетном режиме, интерактивной (диалоговой) обработки, в режиме раз­деления времени, в реальном масштабе времени, и технологии со смешанным режимом.

По типу информационного обеспечения выделяют технологические процессы, обрабатывающие локальные файлы, локальные и распределенные БД.

По типу специального программного обеспечения технологические процессы подразделяются на применяющие функционально - ориентированные пакеты, используе­мые для автоматизации решения задач функциональных подсистем, методо- ориентированные ППП, применяемые для решения задач класса СППР, профессионально- ориентированные ППП, предназначенные для обработки различных типов данных.

Технологический процесс состоит из совокупности технологических операций.

Под технологической операцией будем понимать совокупность функционально связанных действий по преобразованию данных, выполняемых непрерывно на одном ра­бочем месте. Технологические операции можно классифицировать по следующим при­знакам (см. рис 7.2.):

По цели и месту выполнения можно выделить три класса операций, отличающие­ся трудовыми и стоимостными затратами, связанными с их реализацией, и распределени­ем ошибок, вносимых в технологический процесс. Первый класс характеризуется тем, что операции, входящие в него, имеют своей целью получение первичной информации, отра­жающей содержание процессов, проходящих в цехах, на складах, участках производст­венной деятельности. К нему относятся следующие технологические операции:

съем первичной информации, то есть получение количественной характеристики показателей (например, количество отпущенных материалов, количество изготовленных деталей и т.д.);

регистрация первичной информации - нанесение всех реквизитов оснований (ко­личественных характеристик) и признаков на какой-либо носитель;

сбор первичной информации - получение пакета сообщений, «пачки» документов или файла на машинных носителях;

передача первичной информации от места возникновения к месту обработки.

Операции данного класса выполняются, в основном, на рабочих местах (вне пунк­тов обработки информации), являются самыми трудоемкими (трудовые затраты на его выполнение составляют до 50 % от всех работ), дорогостоящими и дают наибольший про­цент ошибок в получаемых данных.

Второй класс операций имеет своей целью ввод данных в ЭВМ, возможное перене­сение первичной информации на промежуточные машинные носители, загрузку данных в ИБ. В состав класса входят операции: приема, контроля и регистрации информации в пунк­те обработки первичной информации в случае пакетного характера поступления на обра­ботку данных; ввод данных в ЭВМ, контроль ошибок и загрузку в ИБ, ведение ИБ. Данный класс отличается высокой трудоемкостью (до 40 % от трудоемкости всего процесса) и так­же отличается множеством допускаемых ошибок. В современных системах обработки дан­ных операции первого и второго классов совмещаются, когда в процессе съема и регистра­ции первичной информации одновременно осуществляется ввод данных в ЭВМ.

Третий класс, предназначен для выполнения обработки данных ИБ по алгоритмам и получения результатной информации. Данный класс характеризуется наибольшей сте­пенью автоматизации процессов, наименьшей трудоемкостью (5 % от трудоемкости всех процессов) и наименьшим количеством допускаемых ошибок. В случаях оперативной об­работки данных выполнение операции регистрации, ввода данных в ЭВМ и формирования результатной информации объединяются в один технологический процесс.

Четвертый класс имеет целью обеспечение достоверности и высокого качества ре­зультатной информации. К основным операциям данного класса относятся: анализ и кон­троль полученных результатных документов; выявление и исправление ошибок по причи­не неправильности введенных исходных данных, сбоев в работе машины, ошибок пользователя, оператора или программиста. Трудоемкость данного этапа составляет до 5 % от трудоемкости всех процессов. Обычно этот класс операций выполняется при слож­ной аналитической обработке данных.

По степени автоматизации все технологические операции можно разделить на следующие классы: операции, выполняемые вручную, машинно-ручным способом, полу­автоматическим и автоматическим способом.

По стадии выполнения операции делятся на подготовительные, основные, заклю­чительные операции.

Основные технологические операции по выполняемой функции в технологиче­ском процессе можно разделить на: рабочие операции и контрольные. В свою очередь, среди рабочих технологических операций по характеру обработки выделяют активные (связанные с логическим или арифметическим преобразованием информации) и пассив­ные (например, операции ввода-вывода).

Технологические операции обработки данных

По цели и месту исполнения

Получение первичной Создание и      Обработка КонтролЬ достоверности

информации           ведение ИБ данных результатной информации

По степени автоматизации

I           1          1          1

Ручные Машинно-ручные Полуавтоматические Автоматические

3. По стадии выполнения

I           1          1

Подготовительная Основная Заключительная

стадия           стадия           стадия

4. По функции в технологическом процессе

I           1

Рабочие       Контрольные

I           1          I           1          1

Активные     Пассивные  Предварительный контроль Текущий контроль Заключительный контроль

6. По степени охвата рабочих операций

I           1

Пооперационный контроль        Контурный контроль

7. По принципу организации

I           1          1

Дублирование информации Информационная Логическая и арифметическая

избыточность          увязка показателей

Рис. 7.2. Схема классификации технологических операций обработки данных

Контрольные операции могут принадлежать к определенному методу организации контроля, которые в свою очередь объединяются в группы по следующим признакам:

по времени выполнения: предварительный контроль, текущий контроль, заключи­тельный контроль;

по степени охвата контролем рабочих операций: пооперационный контроль и кон­турный контроль, охватывающий несколько рабочих операций;

по принципам организации выделяют контроль, организованный по принципу дублирования работ (например, метод двойного файла, верификации и др.), принципу ин­формационной избыточности (метод контрольных сумм, модульный метод и др.), прин­ципу логической или арифметической увязки показателей (например, балансовый метод).

7.2. Показатели оценки эффективности и выбор организации технологических процессов

В процессе проектирования системы обработки данных проектировщик может ори­ентироваться на несколько вариантов аппаратной платформы и разработать несколько ва­риантов технологических процессов, среди которых ему необходимо выбрать наилучший вариант. К основным требованиям, предъявляемым к выбираемому технологическому процессу, относятся:

обеспечение пользователя своевременной информацией;

обеспечение высокой степени достоверности полученной информации;

обеспечение минимальности трудовых и стоимостных затрат, связанных с обработкой данных.

При выборе технологического процесса обработки экономической информации ис­пользуют две группы показателей оценки эффективности: показатели достоверности по­лучения и обработки информации и показатели трудовых и стоимостных затрат на проек­тирование системы и обработку информации.

Для обеспечения выполнения этих требований необходимо в первую очередь вы­брать высокопроизводительную и надежную техническую базу, разработать состав основ­ных операций и методы их реализации. Однако для достижения высокой достоверности об­работки и получения результатной информации проектировщик должен помимо этого организовать систему контроля достоверности обработки информации. Для разработки та­кой системы проектировщик обязан проанализировать частоту возникновения ошибок по типам решаемых задач, по классам операций технологического процесса, по видам ошибок и по причинам их возникновения. С этой целью необходимо собрать статистику ошибок и получить распределение частоты их возникновения по следующим направлениям:

по видам решаемых задач: например, аналитические, плановые, статистические, учетные;

по классам операций технологического процесса;

по видам ошибок: связанных с состоянием первичных документов, с переносом данных на машинные носители, с обработкой в ЭВМ, с контролем и выпуском результат­ных окументов;

по причинам возникновения ошибок: небрежность пользователей и плохое освое­ние операций по вводу информации в ЭВМ, вина исполнителя документов, ошибки в про­екте (вина проектировщиков) и др.

Затем следует выбрать определенный метод контроля для каждой операции или для группы операций и выполнить оценку степени достоверности получаемой после обработ­ки результатной информации.

Показатель достоверности обработки информации (Б) может быть рассчитан по следующей формуле:

Б = 1 - Р,       (1)

где Б - величина достоверности процесса обработки,

Р - вероятность появления ошибки, которую можно рассчитать по формуле :

Р = N / 0,       (2)

где N - количество ошибочных действий, допущенных на множестве 0, 0 - общее количество действий.

Поскольку проектировщики, как правило, владеют ограниченной выборкой по вели­чинам 0 и N то для оценки достоверности технологических процессов они используют по­казатель частоты появления ошибок (1), который рассчитывается по следующей формуле:

1 = ДN /ДО,   (3)

где { - частота возникновения ошибок,

ДN - число ошибок, допущенное на множестве ДО,

ДО - величина доступной выборки общего количества действий.

Для практической оценки степени достоверности вариантов технологических про­цессов разработано несколько методик, например, в работе [ ] приводится методика для оценки величины, обратной величине достоверности - степени недостоверности техноло­гического процесса, заданного для множества п-рабочих и т- контрольных операций не­которого технологического процесса и представленного в виде схемы (см. рис. 7.3):

Каждая рабочая операция (О1) характеризуется некоторым количеством выполняе­мых на ней действий или количеством знаков (01) и частотой появления ошибок (й). Каж­дая контрольная операция характеризуется применением некоторого ] -го метода контроля и показателем эффективности использования данного метода (Щ) для контроля 1-ой опе­рации, который можно рассчитать по формуле (4):

Ьу = М           (4)

Д№

где Ьу - коэффициент эффективности ] - го метода контроля по 1-ой операции,

Д№ - общее количество ошибок, допущенных на 1-ой операции и проверяемых ]-м методом контроля, которое включает в себя две величины:

Д№ = Коу + Шу,       (5)

где Коу - число обнаруженных ошибок, Кпу - число пропущенных ошибок.

 

Рис. 7.3. Схема технологического процесса обработки данных

 

Для характеристики данной системы контроля используются следующие показатели: - коэффициент исходной недостоверности технологического процесса, характе­ризующий надежность используемой техники и квалификацию работников, показываю­щий количество ошибок, приходящееся на одно действие (Кинд):

I 01*й

Кинд = ^        ,           (6)

IО

1=1

где - количество действий на 1-ой операции

коэффициент контролируемости технологического процесса (Ккон), характери­зующий качество системы контроля и определяющий количество обнаруженных ошибок, приходящееся на одно действие:

п 2

Ккон = ^         > 1,    (7)

2 М

1=1

интегральный коэффициент конечной недостоверности (Ккнд), характеризую­щий количество пропущенных ошибок при заданной системе контроля, приходящееся на одно действие:

2 В1*й*(1-Щ) Ккнд =           > 0      (8)

2 м

1=1

При выборе наилучшего технологического процесса обработки экономической ин­формации помимо использования показателей достоверности, применяют оценку, сравне­ние и выбор по соотношению уровня производительности того или иного варианта про­цесса и значению величин показателей трудовых и стоимостных затрат.

В этом комплексе рассчитывают абсолютные и относительные показатели эф­фективности технологических процессов.

К группе абсолютных показателей относят:

показатели, оценивающие величину трудоемкости обработки информации за год по базовому (т.е. тому варианту, который берется за основу для сравнения) и предлагае­мому варианту (То) и (Т|);

показатели, оценивающие величину эксплуатационных стоимостных затрат за год по базовому и предлагаемому варианту (Со) и (С]);

показатель оценки снижения трудовых затрат за год (ДТ), который рассчитывает­ся по формуле:

ДТ = То - Т    (9)

показатель снижения стоимостных затрат за год (ДС), который можно рассчитать по формуле:

ДС = Со - С] (10)

Группа относительных показателей оценки эффективности технологических про­цессов включает:

коэффициент снижения трудовых затрат за год (Кт), показывающий на какую до­лю или какой процент снижаются затраты предлагаемого варианта по сравнению с базо­вым, который рассчитывается по формуле:

Кт = ДТ/То    (11);

индекс снижения трудовых затрат (1т), показывающий во сколько раз снижаются трудовые затраты предлагаемого ]-го варианта по сравнению с базовым и рассчитываемый по формуле:

1т = То/Т]      (12)

коэффициент снижения стоимостных затрат за год (Кс), который рассчитывается по формуле:

Кс = Со - С]   (13)

индекс снижения стоимостных затрат (1с), рассчитываемый по формуле:

1с = Со/С]     (14)

В свою очередь, показатель трудовых затрат на ]-й технологический процесс (Т]) рассчитывается по формуле:

Т] = 2 *У         (15)

І=1

где 1 І - показатель трудовых затрат на і-ю операцию ]-го технологического процесса, ко­торый можно рассчитать по формуле:

1 і]= Оі] / №і  (16)

где Оі] - объем работ, выполненных на і- ой операции по ]-му технологическому процессу; № - норма выработки на і-ой операции.

Показатель стоимостных затрат на ]-й технологический процесс (С]) представляет собой сумму затрат на ]-ый технологический процесс по следующим статьям затрат:

на заработную плату;

на амортизацию;

на материалы;

на оплату машинного времени;

на ведение информационной базы;

накладные расходы.

Этот показатель рассчитывается по формуле:

С] = 2 Су       (17)

І=1

где Сі] - показатель стоимостных затрат на і-ю операцию ]-го технологического процесса, в состав которого включаются следующие компоненты:

Сі] = Сз/п + Снр + Са + Смв + См + Сиб,         (18)

где Сз/п - затраты на заработную плату оператора, которые можно рассчитать по формуле:

Сз/п = 1 і]*г і,            (19)

где 1 і] - трудоемкость выполнения і-ю операции ]-го технологического процесса; г і - тарифная ставка і-й операции.

Снр - затраты на накладные расходы, рассчитываемые как производная величина от затрат на заработную плату:

Снр = С з/п * Кнр,   (20)

где Кнр - величина коэффициента накладных расходов, принимаемая, как правило в раз­мере 0,6 -0,7 от величины С з/п;

Са - величина амортизационных отчислений на используемую технику, рассчиты­ваемая по формуле:

Са = 1 і] * а і,            (21)

где а і - норма амортизационных отчислений;

Смв - стоимость машинного времени на ввод информации в ЭВМ, обработку дан­ных и выдачу результатной информации:

Смв = 1 м] * с,          (22)

где с - стоимость машинного часа,

1 м] - длительность выполнения м-й машинной операции ] -го технологического про­цесса, включающая в себя следующие компоненты:

1 м = 11+ 12+ 13,    (23)

- длительность выполнения операции ввода исходной информации в ЭВМ, рас­считываемая по формуле:

11= Овв/ №вв,        (24)

где Овв -объем вводимой информации в символах (байтах),

№вв - норма вводимой информации с клавиатуры ЭВМ в час;

- длительность обработки информации при решении задачи (в час.), определяе­мая экспертным путем, если задача сдана в эксплуатацию, или рассчитываемая гипотети­чески, например, по следующей формуле:

12 = Ооп/ Уоб,         (25)

где Уоб - быстродействие работы ЭВМ;

Ооп - объем операций, выполняемых ЭВМ по обработке данных при решении задачи, определяемый различными способами, например, в работе [ ] предлагается эту величину рассчитывать как произведение объема вводимой информации на предполагаемое количество операторов, реализуемых алгоритмом определен­ного класса задач, т. е.

Ооп = Овв* Я,          (26)

где Я - число операторов, приходящееся на один байт вводимой информации, характер­ное для определенного класса задач.

При этом выделяют три класса задач: задачи, связанные с актуализацией данных в ЭВМ, для которых характерно приблизительно 500 операторов на один байт вводимой ин­формации; задачи, связанные с оперативной обработки данных, для которых на один байт вводимой информации приходится выполнение 5000 операторов и задачи сложной анали­тической обработки данных или связанные с применением экономико-математических ме­тодов и моделей, в которых эта величина составляет 20000 операторов на один байт вводи­мой информации.

- время вывода результатной информации пользователю на печать или по кана­лам связи, рассчитываемое по формуле:

13 = Овыв/ Увыв,   (27)

где Овыв - объем выводимой информации (в строках или байтах),

Увыв - скорость работы печатающего устройства (стр./час.) или канала связи (байт/час).

См - затраты на материалы за год (например, на бумагу). Сиб - годовые затраты на ведение информационной базы.

Кроме того, рассчитывают приведенный показатель годовой экономии (Эг) по формуле:

Эг = (Со + Ен*Ко) - (С] + Ен*К])   (28)

где К и Ко - капитальные затраты на приобретение вычислительной техники в базовом и предлагаемом варианте, включающие в себя затраты на следующие направле­ния (В случае сравнения предлагаемого варианта технологического процесса с существующим в настоящее время процессом обработки данных Ко = 0):

на приобретение вычислительной техники;

на покупку программного обеспечения;

на освоение программного обеспечения;

на проектирование и отладку проекта.

Помимо вышеприведенных показателей эффективности, проектировщики рассчи­тывают также показатель срока окупаемости капитальных затрат (Ток), представляющий собой отношение капитальных затрат к экономии стоимостных затрат:

(29)

К - Ко

Ток =

АС

Расчетный коэффициент эффективности, (Ер) является обратной величиной сроку окупаемости и рассчитывается по формуле:

Ер = 1/Ток     (30)

По совокупности вышеприведенных показателей проектировщики выбирают наи­более эффективный вариант технологического процесса обработки информации. Обобщенная технологическая сеть выбора варианта организации технологического про­цесса обработки данных в ЭИС представлена на рис. 7.4.

 

Рис. 7.4. Технологическая сеть выбора варианта технологического процесса обработки данных в ЭИС

 

Д 1.1. Постановка задачи Д 1.2. Состав основных операций

и 2.1. Универсум комплекса предварительно выбранных вариантов ТС Д 2.1. Описание выбранного КТС Д 2.2. Методы работы

и 3.1. Универсум методов контроля Д 3.1. Описание методов контроля Д 3.2 Уточненный вариант КТС Д 4.1. Варианты блок схем тех. процессов И 2.1. Универсум методик оценки Д 5.1. Показатели 1], С], Б] Д 6.1. Требования ТЗ

Д 6.2. Технологические и инструкционные карты

Вначале осуществляются работы «Определение состава основных операций» (П1) и «Уточнение состава технических средств выполнения операций» (П2). Входными докумен­тами для выполнения этой работы служат материалы обследования, «Постановка задачи» (Д1.1), «Техническое задание» (Д2.1) и множество предварительно выбранных технических средств для операций технологического процесса. В результате выполнения этих работ про­ектировщики получают перечень основных операций (Д1.2), описание технико- эксплуатационных характеристик выбранных технических средств (Д2.2) и методов работы с ними (Д2.3), которые поступает в качестве исходных данных на вход следующей операции.

На следующей операции выполняется «Выбор метода контроля и технических средств, осуществляющих контроль» (П3). На вход операции поступает универсум мето­дов контроля (Д3.1). В результате выполнения процедуры получают описание техниче­ских средств и методов выполнения контроля (Д3.2), (Д3.3).

Далее осуществляется «Разработка вариантов схем технологического процесса об­работки данных» (П4). Входными документами для данной операции являются перечни основных операций, технических характеристик средств и методик выполнения контроля (Д1.2, Д2.2, Д2.3, Д3.2). Целью выполнения данной работы является получение блок-схем нескольких вариантов технологических процессов (Д4.1).

Содержанием пятой операции является «Оценка технологических процессов по достоверности, трудовым и стоимостным показателям» (П5). Данная оценка производится на основе технического задания и методик расчета показателей (Д5.1). Результатом вы­полнения работы является получение таблиц значений показателей (Д5.2).

Заключительной операцией служит «Выбор варианта технологического процесса и разработка технологической документации» (П6). Выполнение данной работы основыва­ется на содержании технического задания, требовании ГОСТов и ОСТов на техно-рабочий проект (Д6.1). В результате получают совокупность технологических и инструкционных карт (Д6.2).

Вопросы для самопроверки:

Что такое технологический процесс и по каким признакам классифицируются технологические процессы?

Что такое технологическая операция и каковы виды технологических операций?

Каковы принципы и методы организации контроля достоверности обработки данных?

Каковы требования, предъявляемые к технологическим процессам?

Каковы основные показатели определения степени достоверности, обеспечивае­мые технологическим процессом?

Каковы абсолютные и относительные показатели оценки трудовых затрат, свя­занных с реализацией технологического процесса?

Каковы абсолютные и относительные показатели оценки стоимостных затрат, связанных с реализацией технологического процесса?