книги из ГПНТБ / Экономическое моделирование автоматизированной техники

Автоматизация — этот длительный процесс дальней­ шего развития техники — одно из основных, главных на­ правлений научно-технической революции.

Совершенствование четырехзвенной системы машин как единого целого, изменение каждого эвена с учетом изменений других звеньев создает возможность поднять автоматизацию на качественно новый этап, применять прогрессивные методы автоматизации производства и управления, наиболее эффективно развивать все общест­

венное производство.

Роль и значение управляющего устройства неизмери­ мо возрастают, изменяются его содержание и функции. Рассматривая содержание четвертого органа системы машин, необходимо иметь в виду, что электронно-вычис­ лительная машина и управляющее звано — понятия не равнозначные. При развитии управляющее звено в даль­ нейшем превращается в управляющую систему, в кото­

рую ЭВМ входит составной частью.

В общем виде модель развития управляющего устрой­ ства в системе машин схематично можно представить следующим образом. Процесс постепенной передачи функций человека управляющим устройствам привел к созданию трехзвенной системы машин, состоящей из трех составных частей — А, В, С (машины-двигателя, пе­ редаточного устройства, рабочей машины). В каждом звене происходит количественное накопление элементов автоматизма, совершенствование которых постепенно приводит к качественным изменениям в системе, к необ­ ходимости и возможности создания устройства, управ­ ляющего в совокупности всей системой. Трехзвенная си­ стема превращается в четырехзвенную. Четырехзвенная система — это уже единый комплекс четырех частей А, В, С, D, каждая из которых развивается в зависимости от других и в то же время согласно своим закономерно­

стям (см. рис. 1).

В четырехзвенном комплексе происходит как бы обо­ собление управляющего устройства (D), которому чело­ век постепенно передает функции управления системой машин. Качественный скачок в развитии системы машин, превращение ее в автоматическую означает и коренное

78

элементами легче оперировать и конструировать их, чем целым.

Автоматическая система получает дальнейшее разви­ тие как единое целое. Вместе с тем отдельные части мо­ гут функционировать обособленно, превращаясь в свою очередь в совокупность машин, образуя автоматизиро­ ванные комплексы высшего порядка. Эти комплексы уже

Рис. 1.

развиваются относительно самостоятельно в единой си­ стеме народного хозяйства. Они объединяются в обще­

сколько направлений развития: а) как составная часть автоматической системы машин; б) как составная часть автоматизированных технологических- и производствен­ ных систем; в) как автоматизированная система управ­ ления. Несмотря на различия, все эти системы имеют общий, основной объединяющий их элемент'— устройст­ во переработки информации — электронно-вычислитель­ ную машину.

В настоящее время существуют два основных класса ЭВМ — аналоговые и цифровые. Аналоговые машины ис­ пользуются в основном в научной работе и промышлен­ ности для решения дифференциальных уравнений, выра­ жающих физические процессы, протекающие в опреде­ ленный промежуток времени. Им присущи высокая быстрота действия, простота программирования, но срав­ нительно низкая точность вычислений. Гораздо более широкое применение находят цифровые вычислительные машины, которые используются в тех областях, где необ­ ходимо производить арифметические операции, хранить

79

С I Машины

машин

О вт ом ат иаесние си ст ем ы м аш и н

О бщ егосудар­

ст венны е авт омат изи­

рованны е си с­ т емы

_______________ { ___________

О бщ егосударст венны й авт ом ат изированны й ком пленс или нам лленсь/

Рис. 2.

в «памяти» и обрабатывать различные данные. Их досто­ инствами являются высокая точность вычислений, полная автоматизация операций ввода и вывода данных реше­ ния задачи, а также большие возможности запоминания и логической обработки информации. К недостаткам этих машин относится прежде всего сравнительно большое время выполнения операций.

Каждый тип ЭВМ отличается структурой, составом основных и периферийных устройств, но принципы общей функциональной системы машин сохраняются. В состав почти любой цифровой вычислительной машины входит арифметическое, запоминающее устройства, орган управ­ ления, подготовки и ввода информации. Таким образом, ЭВМ сама представляет фактически четырехзвенную си­

стему.

Общие закономерности прогресса системы машин, очевидно, характерны и для ЭВМ. Поэтому при опреде­ лении тенденций развития ЭВМ необходимо также учи­ тывать закономерности совершенствования автоматиче­ ской системы машин как таковой.

2. НЕКОТОРЫЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Для определения реальных перспектив развития управ­ ляющих систем и ЭВМ необходимо учитывать помимо общих закономерностей развития и социально-экономи­ ческие условия, границы их производства и применения.

Рассмотрим сначала темпы распространения ЭВМ. В настоящее время они применяются более чем в 500 раз­ личных областях человеческого труда.

Парк электронно-вычислительных машин из года в год увеличивается. К началу 1972 г. парк вычислитель­ ных машин в капиталистических странах достигал при­ мерно 150 тыс. единиц, а в 1980 г. превысит 500 тыс. еди­ ниц. При этом предполагается, что число устанавливае­ мых машин будет распределяться между США, Запад­ ной Европой и Японией как 2:2: 11.

Темпы выпуска ЭВМ в нашей стране постепенно воз­ растают. Электронно-вычислительные машины широко

1 «Forecast 1968—2000 of computer and applications». Coordina­ ted by A. B. Christen, Copengagen, 1968, p. 2,

82

Используются как составная часть автоматизированных систем управления технологическими процессами и про­ изводством, при выполнении учетно-статистических ра­ бот, механизированной обработке документации центра­ лизованных бухгалтерий, предприятий, учреждений и организаций.

По темпам роста количества ЭВМ СССР в настоящее время опережает США. Даже по самым оптимистиче­ ским оценкам американских экономистов, число дейст­ вующих ЭВМ в США за 1971—1975 гг. увеличится на 78%, т. е. среднегодовые темпы прироста составят 12,2%. За этот же период в СССР количество ЭВМ возрастет в 2,6 раза, среднегодовой темп прироста будет равен 21%.

Наряду с количественным ростом повышается и каче­ ственный уровень электронно-вычислительной техники. По сравнению с 1966 г. средняя быстрота действия ма­ шин возросла более чем в 4,5 раза, емкость оперативной памяти — в 8, а внешней — в 4 раза. В 1972 г. в нашей стране были освоены новые электронные цифровые вычислительные машины на единой структурной и хмикроэлектронной технологической базе с совместимыми си­ стемами программирования. В девятой пятилетке осваи­ вается серийное производство нового комплекса элек­ тронно-вычислительных машин на базе интегральных схем, создается комплекс технических средств, обеспечи­ вающих автоматизацию процессов регистрации, сбора, хранения, передачи и обработки информации, новые тех­ нические средства для единой автоматизированной сети связи страны ‘.

Целесообразное использование этих машин в управ­ лении позволяет повысить оперативность а обоснован­ ность решений, принимаемых руководителями производ­ ства. Быстрота действия ЭВМ, возможность делать мно­ говариантные расчеты, обеспечение альтернативности выбора позволяют значительно расширить сферу приме­ нения и использования математических моделей в эко­ номике, способствуют эффективному поиску, анализу и выдаче информации, необходимой для принятия решений. Отсюда возникает ряд проблем эффективного использо­ вания электронно-вычислительных машин в системе уп­ равления.1

Мощность и возможности ЭВМ возрастают, поэтому применение их требует дальнейшей концентрации, цен­ трализации, изменения в определенной степени структу­ ры производства. Технические возможности ЭВМ в отно­ шении сбора и использования информации как основы для принятия решений позволяют применять для управ­ ления многими сторонами деятельности предприятия (объединения) автоматизированную систему управления. Это может послужить основой внесения больших измене­ ний в организационную структуру объединений, отрас­ лей, которые станут более централизованными. Вместе с тем централизация должна осуществляться рациональ­ но. Структура крупного объединения, предприятия доста­ точно сложна, поэтому возникают трудности в эконо­ мическом и техническом аспекте разработки систем и программ, которые бы способствовали оптимальной мно­ госторонней деятельности крупного производственного подразделения. Так как различные подразделения ре­ шают самые разнообразные производственные проблемы, то использование централизованной системы управления и контроля, например, для нескольких крупных подраз­ делений становится затруднительным.

Таким образом, с одной стороны, более совершенные, универсальные ЭВМ создают возможность осуществлять основные расчеты для управления централизованно, в кустовых вычислительных центрах, обслуживающих несколько производственных подразделений. С другой — усложнение процессов управления и концентрация про­ изводства требуют определенной децентрализации управ­ ления, предоставления в рамках единой централизован­ ной системы определенной самостоятельности отдельным автоматизированным системам, учитывающим специфику и требования конкретных производств.

Поэтому, чтобы наиболее эффективно использовать электронно-вычислительную технику, необходимо не только совершенствовать структуру и функции управле­ ния, приспосабливать ее для рационального применения ЭВМ, но и совершенствовать технические средства управ­ ления, которые бы удовлетворяли требованиям эффек­ тивного развития производства.

Эффективность применения ЭВМ зависит как от ее конструктивных особенностей, так и от области исполь­ зования. Вычислительная техника применяется как в производственной, так и непроизводственной сферах.

84

Б последнее время наряду с большими универсальными ЭВМ начинают развиваться малые ЭВМ. Их развитие обусловлено потребностями народного хозяйства, необ­ ходимостью рационального использования вычислитель­ ной техники.

Многие зарубежные авторы отмечают значительный рост малых ЭВМ. Расширение сбыта ЭВМ в США в 1971—1975 гг. зависит как от величины сбыта средних и больших ЭВМ, так и от масштабов внедрения малых ЭВМ1. Число действующих ЭВМ в США возрастет с 70 тыс. в 1969 г. до 160 тыс. в 1975 г. Наиболее быстро растет сбыт малых ЭВМ, используемых для управления не только непрерывными производственными процесса­ ми, но н дискретными. Быстрый рост сбыта малых ЭВМ сказывается л на ускорении общего роста электронновычислительного оборудования. Ожидается, что в 1975 г. из 46 тыс. ЭВМ, которые будут поставлены потребителям в США, 37,3 тыс. (81%) составят малые ЭВМ (в 1965 г. малых ЭВМ было продано 3 тыс., в 1970 г. — примерно

13 тыс.).

Расширение сферы применения малых ЭВМ обуслов­ лено многими факторами. Стоимость таких ЭВМ значи­ тельно ниже, чем больших, поэтому предприятиям и орга­ низациям, даже не очень крупным, легче их приобрести. Малые ЭВМ могут выполнять определенный круг задач, относительно простых или часто повторяющихся, когда не требуется обработка значительного потока информа­ ции. Они облегчают автоматизацию управления. Кроме того, если такие ЭВМ и выходят из строя, то это не при­ водит к большим отрицательным последствиям для всего производства, их можно быстро заменить другими. При выходе же из строя большой ЭВМ процесс производства может быть нарушен и предприятие (объединение) по­ несет большие убытки. Менее жесткие условия эксплуа­ тации малых ЭВМ я значительно меньший объем капи­ таловложений на их приобретение и освоение позволяют использовать их в более низких званьях управления, при­ менять для решения конкретных задач, при необходимо­ сти быстро демонтировать их и заменить другими.

Малые ЭВМ могут быть широко применены для осу­ ществления различных вычислений и решения не очень

85

Подразделениях Предприятия. Ими могут пользоваться самые различные специалисты, не прибегая к услугам вычислительного центра, что разгружает большую ЭВМ, освобождает ее для решения более сложных задач. Для малой ЭВМ не нужно дорогостоящего помещения со спе­ циальным оборудованием и микроклиматом. Она может работать в обычных промышленных условиях цеха. Воз­ никает возможность использования таких ЭВМ в раз­ личных пунктах производства, соединяя их непосред­ ственно с большой ЭВМ. Этим можно достигнуть наибо­ лее рационального сочетания использования больших и малых ЭВМ, решить вопросы их эффективного раз­ вития.

Следовательно, уже в настоящее время конструктив­ ные особенности развития ЭВМ определяются в большой степени экономическими факторами их применения, за­ висят от того, для какой системы, решения каких задач предназначена вычислительная техника.

Основная масса вычислительной техники использует­ ся в автоматизированных системах управления. Поэтому их эффективность определяется рационализацией приме­ нения АСУ.

Автоматизированная система управления создает воз­ можности для оптимального управления многими хозяй­ ственными процессами, ускоряет обработку большого ко­ личества информации, сокращает затраты на управление, позволяет уменьшить запасы производственных ресурсов, улучшить организацию труда и т. п., что в конечном итоге приводит к повышению эффективности всего обществен­ ного производства. Вместе с тем внедрение автоматизи­ рованных систем управления связано с большими вложе­ ниями. Примерная -стоимость систем средней сложности в нашей стране составляет 2—5 млн. руб. Причем общие затраты на создание и использование систем управления возрастают, хотя расходы в среднем «а одну систему уменьшаются.

К началу 1973 г. -в СССР в промышленности действо­ вало свыше 500 автоматизированных систем управления предприятиями. Опыт показал, что расходы находились в очень широких пределах — от 700—800 тыс. до 2—4 млн. руб. (без учета затрат на оборудование и ЭВМ). Но по­ степенно расходы на автоматизированные системы управ­ ления сокращались и сейчас не превышают 300—400 тыс. руб. Основная причина такого снижения — использова­

86

ние типовых решений из ранее введенных систем. Вместе

Высокая стоимость ЭВМ и периферийного оборудова­ ния приводит при внедрении автоматизированной систе­ мы управления к большим единовременным капиталовло­ жениям. О целесообразности затрат на автоматизирован­ ные системы управления можно судить по той экономии

Для того чтобы наиболее эффективно использовать управляющий комплекс в системе управления, необходи­ мо создавать автоматизированные системы по принципу агрегатирования отдельных элементов, конструировать блочные системы; использовать специализированные ав­ томатизированные системы управления, обслуживающие объекты определенного профиля с определенным харак­ тером и тематикой решаемых задач; создавать и исполь­ зовать типовые автоматизированные системы управле­ ния, дифференцированные по различным отраслям, типу производства и т. д.; определенным образом приспосо­ бить само производство для автоматизированной систе­ мы, сократить и упорядочить экономическую информа­ цию предприятия, отрасли; централизовать обработку программ, механизировать и автоматизировать процес­ сы программирования. А это в свою очередь требует централизации разработок автоматизированных систем управления, создания единого координирующего органа по их проектированию, изготовлению и внедрению.

3. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Достижения современной науки открывают большие пер­ спективы многосложного и быстрого прогресса управ­ ляющих устройств. Основываясь на закономерностях развития автоматизированного органа управления в си­ стеме машин, следует рассмотреть следующие составляю­ щие элементы модели прогресса вычислительной техники: потребность народного хозяйства, социальный заказ на

1 См, «Социалистическая индустрия», 15 февраля 1973 г.

87

совершенствование вычислительной техники; основные направления развития ЭВМ, исходя из запросов и оценки ситуации будущего; прогноз темпов количественного роста ЭВМ; соотношение количественного роста ЭВМ и капитальных затрат; направления технического совер­ шенствования ЭВМ.

В условиях плановой социалистической экономики развитие ЭВМ должно обеспечить решение целого ряда практических задач:

а) Создание информационных систем. При увеличе­ нии «памяти» ЭВМ возникает возможность создавать хранилища информации, так называемые банки данных национального масштаба. Обращение к таким «банкам» можно организовать по каналам связи из любого пункта страны. Причем благодаря росту быстродействия ЭВМ практически одновременно могут удовлетворяться запро­ сы многих абонентов.

б) Решение сложных задач управления экономикой страны. Сюда могут входить: задачи текущего планиро­ вания и оперативного управления, согласование работы поставщиков и потребителей, технологических графиков производств каждого продукта, планирование и управле­ ние запасами и ресурсами, правильное распределение и перераспределение плана между отдельными объектами, наращивание и обновление ресурсов для предупрежде­ ния диспропорций и т. п.

в) Организация оптимального планирования. Опти­ мальное планирование предполагает необходимость внедрения общегосударственной автоматизированной си­ стемы сбора и обработки информации для учета, плани­ рования и управления, создание которой предусмотрено Директивами XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства на 1971—1975 гг. Схема­ тично такую систему можно представить следующим образом. Ее нижним звеном является АСУП. Крупные предприятия должны иметь собственные АСУП, а мел­ кие— устройства для ввода « вывода данных в АСУП головного предприятия или же арендовать междуведом­ ственные кустовые информационно-вычислительные цент­ ры (ИВЦ). Низовые автоматизированные системы уп­ равления должны решать задачи по поиску, подборке, перекомпановке, переоборудованию и выдаче в каналы связи различного рода сведений из своих информацион­ ных массивов но требованию ИВЦ более высоких уров­

88