Основные стадии создания АИС

Стадия создания автоматизированной системы — часть процесса создания АС, установленная нормативными документами и заканчивающаяся выпуском документации на АС, которая должна содержать модель системы на уровне данной стадии, изготовление несерийных компонентов или приемку АС в эксплуатацию.

Каждая стадия выделена по соображениям рационального планирования и организации работ и обязательно должна заканчиваться определенным результатом. Содержание документации на каждой стадии определяется составом и спецификой работ.

В ГОСТ 34.601-90 определено восемь стадий создания автоматизированных систем:

1. Формирование требований к АС.

2. Разработка концепции АС.

3. Техническое задание.

4. Эскизный проект.

5. Технический проект.

6. Рабочая документация.

7. Ввод в действие.

8. Сопровождение АС.

Можно выделить три периода создания системы: предпроектный, проектирование, ввод в эксплуатацию.

Стадии 1, 2, 3 относятся к первому периоду, стадии 4, 5, 6 — ко второму периоду, стадии 7, 8 — к третьему.

В предпроектный период разрабатывают технико-экономическое обоснование (ТЭО) и техническое задание (ТЗ) на проектирование системы. В этот период на стадии формирования требований к АС проводят три этапа работ:

• обследование объекта предметной области и обоснование необходимости создания системы;
• формирование требований пользователей к системе;
• составление отчета о выполненной работе и заявки на разработку системы.

На стадии разработки концепции АС проводят четыре этапа работ:

• изучение объекта;
• проведение научно-исследовательских работ;
• выбор варианта концепции системы из нескольких разработанных;
• составление отчета о выполненной работе.

На 3-й стадии разрабатывают и утверждают техническое задание на создание АС.

Техническое задание (ТЗ) — это перечень основных эксплуатационных, технологических экономических и других требований, которым должен удовлетворять проектируемый объект на всех этапах его существования.

После утверждения ТЗ начинается второй период создания АС — период проектирования системы.

Проектирование — процесс обоснованного выбора характеристик системы, формирования логико-математических и экономико-математических моделей, разработки документации.

В начале проектирования разрабатывают документацию, достаточную для утверждения намеченных затрат, доходов, дополнительной численности персонала, дополнительных площадей и организационно-технических решений, а при дальнейшем проектировании — для заказа и комплектации оборудования и материалов, его монтажа и наладки, для организации работы АСУ и ее внедрения.

Проектирование АС должна выполнять специализированная организация — проектировщик АС, соисполнителем может быть генпроектировщик отрасли.

На стадии создания эскизного проекта на 1-м этапе разрабатывают предварительные проектные решения по системе и ее частям, на 2-м — документацию на АС и ее части.

На 5-й стадии при создании технического проекта в четыре этапа проводят разработку:

• проектных решений по системе и ее частям;
• документации на АС и ее части;
• документации на поставку изделий для комплектования АС и ТЗ на их разработку;
• заданий н# проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации.

Технический и рабочий проекты должны пройти экспертизу и утверждение, т. е. оценку экономической эффективности проекта высококвалифицированными специалистами различных организаций с целью сведения к минимуму всех видов потерь. После утверждения проекта предприятие получает средства для финансирования.

Экспертизу и утверждение проекта выполняют генпроекти-ровщик и автоматизируемое предприятие, специализированная проектная организация.
На 6-й стадии выполняется разработка рабочей документации. На 1 -м этапе создают рабочую документацию на систему и ее части. На 2-м этапе осуществляют разработку или адаптацию программ.

Третий период — ввод в эксплуатацию АС. Обеспечивают разработку нестандартного оборудования, комплектацию оборудования, материалов, покупных изделий, монтаж, наладку, внедрение.

Разработка нестандартного оборудования — задание и выполнение НИР (научно-исследовательских работ) и ОКР (опытно-конструкторских работ) на необходимое нестандартное оборудование, включая программное обеспечение.

Разработку нестандартного оборудования выполняют СКБ (специальные конструкторские бюро), ОКБ и НИИ Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления, комплектацию — предприятие через государственные и частные фирмы.

Монтаж начинается после изготовления нестандартного оборудования и комплектации стандартного. Проводит его специализированная монтажная организация.

Наладка — приведение в рабочее состояние всех технических средств и обеспечение готовности их работы в процессе опробования испытаний и принадлежностей.

Внедрение — процесс перехода к практическому применению решений проекта, когда технические средства системы используются для управления производством по новой технологии, разработанной в проекте.

На 7-й стадии система вводится в эксплуатацию в восемь этапов:

• подготовка объекта автоматизации к вводу АС;
• подготовка персонала;
• комплектация АС программными, техническими, информационными средствами и изделиями;
• строительно-монтажные работы;
• пусконаладочные работы;
• предварительные испытания;
• опытная эксплуатация;
• приемочные испытания.

На 8-й стадии: на 1-м этапе предусматриваются работы по обязательствам гарантийного обслуживания и на 2-м — послегарантийного обслуживания. Осуществляется авторский надзор генеральным проектировщиком АС (специализированная проектная организация), генеральным проектировщиком отрасли и разработчиком нестандартного оборудования.

Содержание этапов создания АС на различных стадиях

С целью улучшения управления ходом проектирования каждая стадия детализируется, т. е. разбивается на этапы.

Этап создания автоматизированной системы — часть стадии создания АС, определяемая по характеру работ, его результату или специализации исполнителей.

Содержание этапов создания АС регламентировано в Приложении 1 ГОСТ 34.601-90.

На 1-й стадии «Формирование требований к АС» на 1-м этапе «Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС» проводят сбор данных об объекте и видах его деятельности. Оценивают качество функционирования объекта и его составляющих. Выявляют проблемы и задачи, которые можно решать с помощью средств автоматизации. Дают технико-экономическую, социальную и другие виды оценок целесообразности создания системы.

На 2-м этапе «Формирование требований пользователей к АС» готовят исходные данные для формирования требований к АС, формулируют и оформляют требования пользователей. Готовят такие документы как характеристика объекта автоматизации, допустимые затраты на разработку, ввод в действие и эксплуатацию системы, ожидаемый эффект, условия создания и функционирования системы.

На 3-м этапе «Составление отчета о выполненной работе и заявки на разработку системы (тактико-технического задания — ТТЗ)» оформляют отчет о выполненных на 1-й стадии работах и заявку на разработку ТТЗ или аналогичного по содержанию другого документа.

На 2-й стадии «Разработка концепции АС» на 1-м этапе «Изучение объекта» детально изучают объект автоматизации.

На 2-м этапе «Проведение необходимых научно-исследовательских работ» (НИР) выполняют поиск путей и оценки возможности реализации всех требований пользователей, оформляют и утверждают отчеты по НИР.

На 3-м этапе «Разработка вариантов концепции АС и выбор варианта концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользователя» проводят разработку альтернативных вариантов концепции АС, планов и ресурсов их реализации, оценку достоинств и недостатков и выбирают из нескольких разработанных оптимальный вариант. Определяют порядок и условия приемки системы, ее эффективность.

На 4-м этапе «Оформление отчета о выполненной работе» составляют и оформляют отчет, в котором содержится описание выполненных работ на данной стадии, обоснование и описание выбранного варианта концепции системы.

На 3-й стадии «Разработка и утверждение технического задания на создание АС» разрабатывают, оформляют, согласовывают и утверждают техническое задание на создание АС, при необходимости — и на части системы.

Техническое задание (ТЗ) — основной документ для создания АС, который разрабатывается в соответствии с ГОСТ 34.602-89. В ТЗ представлены все основные технические, организационные, программные, информационно-логические и лингвистические решения. Отмечается, что требования к системе должны отвечать современному уровню развития науки и техники и быть по уровню не ниже, чем существующие аналоги. ТЗ должно содержать девять разделов:

1. общие сведения;

2. назначение и цели создания (развития) системы;

3. характеристика объектов автоматизации;

4. требования к системе;

5. состав и содержание работ по созданию системы;

6. порядок контроля и приемки системы;

7. требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие;

8. требования к документированию;

9. источники разработки.

Раздел «Общие сведения» содержит выходные данные системы (наименование, условное обозначение, шифр договора), наименование и реквизиты предприятий разработчика и заказчика. Раздел включает перечень утвержденных документов на создание системы, плановые сроки создания АС, сведения об источниках и порядке финансирования работ, порядок предъявления заказчику результатов работ по созданию системы и ее частей, включая технические, программные и информационные комплексы.

Раздел «Назначение и цели создания (развития) системы» описывает назначение системы (вид автоматизируемой деятельности, перечень объектов автоматизации), а также цели ее создания (различные показатели объекта автоматизации, которые нужно достичь).

Раздел «Характеристика объектов автоматизации» содержит краткие сведения об объекте автоматизации, сведения об условиях его эксплуатации и характеристики окружающей среды.

Раздел «Требования к системе» состоит из подразделов:

1. требования к системе в целом;

2. требования к функциям (задачам), выполняемым системой;

3. требования к видам обеспечения.

В 1 -м подразделе указывают требования к структуре и функционированию системы, численности и квалификации персонала, требования к эргономике, надежности, безопасности, эксплуатации системы. Перечисляются все требования к защите информации от несанкционированного доступа, влияния внешних воздействий и сохранности при авариях. Излагаются требования к патентной чистоте, стандартизации и унификации и т. д.

Во 2-м подразделе приводят перечень функций и задач, выполняемых в каждой подсистеме, характеристики времени (периода) и точности реализации каждой функции, задачи или комплекса задач, требования к качеству их выполнения, достоверности и форме представления выходной информации. Задают также перечень и критерии отказов для каждой функции.

В 3-м подразделе излагают требования к информационному, лингвистическому, математическому, программному, техническому, метрологическому, организационному, методическому и другим видам обеспечения АС.

В любой АИС первостепенное значение имеет информационное обеспечение, поэтому в ТЗ должны быть приведены четкие требования к составу, структуре и способам организации данных в системе, к информационному обмену между составляющими системы и совместимости со смежными системами. Использование действующих всероссийских и других классификаторов, а также унифицированных документов данного предприятия имеет особое значение. В них излагаются четкие требования к выбору СУБД, структуре сбора, обработки, передачи, представления данных, их защите, контролю, хранению, обновлению и восстановлению. Описывается процедура придания юридической силы документам, которые будут произведены системой. Требования к лингвистическому обеспечению содержат рекомендации по применению в АС языков программирования, интерфейса, кодированию и декодированию данных, средствам описания предметной области и т. д.

Для математического обеспечения приводят требования к составу и способам использования или разработки в АС методов, моделей и алгоритмов.
Для программного обеспечения приводят перечень покупных программных средств, а также требования к независимости ПО от технических средств и операционной системы, к качеству ПО и необходимости согласования разрабатываемых программ с фондом алгоритмов и программ.

Требования к техническому обеспечению содержат сведения по использованию в АС различных видов технических средств, программно-технических комплексов и других комплектующих изделий, сгруппированных по их функциональным, конструктивным и эксплуатационным характеристикам.

В стандарте излагаются также требования к другим видам обеспечения АС, которые должны быть приведены в Техническом задании.

Раздел «Состав и содержание работ по созданию (развитию) системы» включает перечень стадий и этапов работ, сроки их выполнения, перечень организаций-исполнителей работ, ссылки на документы согласования. Здесь должен быть также приведен перечень документов по ГОСТ 34.201, предъявляемых в результате работ, вид и порядок экспертизы технической документации, программа работ по обеспечению надежности системы, перечень работ по метрологическому обеспечению.

Раздел «Порядок контроля и приемки системы» содержит статус приемочной комиссии, виды, состав, объем и методы испытаний системы и ее частей в соответствии с действующими нормами, общие требования к приемке работ по стадиям, а также порядок согласования и утверждения документации, подлежащей приемке.

Раздел «Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие» включает перечень исполнителей и необходимых мероприятий для подготовки объекта автоматизации к вводу АС в действие:

• приведение поступающей в систему информации к виду, пригодному для обработки в ЭВМ;
• необходимые изменения в объекте;
• создание условий для выполнения требований ТЗ;
• создание необходимых подразделений и служб;
• сроки и порядок комплектования штатов, обучение персонала.

Раздел «Требования к документированию» содержит согласованный перечень документов по ГОСТ 34.201 и научно-техническую документацию (НТД) отрасли заказчика, перечень документов на машинных носителях, требования к микрофильмированию документов, а также требования по документированию комплектующих элементов межотраслевого применения. Все документы должны быть оформлены в соответствии с требованиями ЕСКД (Единая система конструкторской документации) и ЕСПД (Единая система программной документации).

Раздел «Источники разработки» включает перечень документов и информационных материалов, на основе которых разработано ТЗ и которые должны быть использованы при создании системы:

• технико-экономическое обоснование;
• отчеты о законченных НИР;
• материалы на отечественные и зарубежные системы-аналоги.

В качестве Приложения к ТЗ на АС обычно дают расчет ожидаемой эффективности системы и оценку ее научно-технического уровня.

На 4-й стадии «Эскизный проект» на 1-м этапе «Разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям» определяют функции АС и ее подсистем, состав решаемых в них задач, концепцию и структуру информационной базы, функции СУБД и основных программных средств, состав вычислительной системы.

На 2-м этапе «Разработка документации на АС и ее части» выполняют разработку, оформление, согласование и утверждение документации, определенной в стандарте и полностью описывающей принятые проектные решения.

На 5-й стадии «Технический проект» на 1-м этапе «Разработка проектных решений по системе и ее частям» осуществляют общие решения по системе и ее частям, разрабатывают функционально-алгоритмическую структуру системы, алгоритмы решения задач. Выбирают языки программирования и принимают решения по ведению информационной базы, системе классификации и кодирования, программному обеспечению. Определяют функции персонала АС и ее организационную структуру, комплекс технических средств.

На 2-м этапе «Разработка документации на АС и ее части» выполняют работы, аналогичные 2-му этапу предыдущей стадии.

На 3-м этапе «Разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования АС и (или) технических требований (технических заданий) на их разработку» готовят и оформляют документацию на поставку изделий для комплектования АС. Определяют технические требования и составляют ТЗ на разработку изделий, которые серийно не изготовляются.

На 4-м этапе «Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации» выполняют разработку, оформление, согласование и утверждение заданий на проектирование и выполнение работ (строительных, электротехнических, санитарно-технических и других), проектирование в смежных частях, связанных с созданием АС.

На 6-й стадии «Рабочая документации» на 1-м этапе «Разработка рабочей документации на систему и ее части» разрабатывают рабочие документы, которые содержат необходимые и достаточные сведения для выполнения работ по вводу АС в действие и ее эксплуатации. Виды документов приведены в таблицах стандарта ГОСТ 34.201. Это различные ведомости, пояснительные записки, схемы, перечни, задания, инструкции, описания, обоснования, конструкторские документы, программные документы.

На 2-м этапе «Разработка или адаптация программ» выполняют разработку программного обеспечения системы и (или) адаптацию приобретаемых программных средств. В соответствии с ГОСТ 19.101 разрабатывают программную документацию.

На 7-й стадии «Ввод в действие» на 1-м этапе «Подготовка объекта автоматизации к вводу АС в действие» осуществляют организационную подготовку, включающую реализацию решений по организационной структуре АС, обеспечение подразделений инструктивно-методическими материалами, внедрение классификаторов информации.

На 2-м этапе «Подготовка персонала» обучают персонал и проверяют его способность обеспечить функционирование АС.

На 3-м этапе «Комплектация АС поставляемыми изделиями» обеспечивают получение и входной контроль качества комплектующих изделий серийного и несерийного производства, материалов и монтажных изделий.

На 4-м этапе «Строительно-монтажные работы» строят специализированные здания (помещения) для размещения технических средств и персонала АС, сооружают кабельные каналы, осуществляют монтаж технических средств и линий связи, испытывают их и сдают для выполнения пусконаладочных работ.

На 5-м этапе «Пусконаладочные работы» выполняют автономную наладку технических и программных средств, загружают информацию в базу данных, проверяют систему ее ведения, налаживают все средства системы.

На 6-м этапе «Проведение предварительных испытаний» в соответствии с программой и методикой проводят испытания на работоспособность системы и соответствие ТЗ. Далее устраняют выявленные неисправности и вносят необходимые изменения в документацию на АС. Оформляют акт о приемке системы в опытную эксплуатацию.

На 7-м этапе «Проведение опытной эксплуатации» осуществляют эксплуатацию и ее анализ, при необходимости дорабатывают программное обеспечение, дополнительно налаживают технические средства и оформляют акт о завершении опытной эксплуатации системы.

На 8-м этапе «Проведение приемочных испытаний» в соответствии с программой и методикой выполняют испытания на соответствие ТЗ, анализируют результаты и устраняют недостатки, выявленные при испытаниях, оформляют акт о приемке системы в постоянную эксплуатацию.

На 8-й стадии «Сопровождение АС» на 1-м этапе «Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами» устраняют недостатки, выявленные при эксплуатации АС в течение гарантийных сроков, и вносят необходимые изменения в документацию.

На 2-м этапе «Послегарантийное обслуживание» осуществляют анализ работы системы, выявляют отклонения от проекта, устанавливают причины этих отклонений и устраняют их, вносят необходимые изменения в документацию на АС.

Приведенные стадии и этапы разработки систем не всегда могут быть реализованы полностью. Разработка проходит только все необходимые для конкретной системы стадии и этапы.

Например, рассматривая этапы разработки экспертных систем, выделяют следующие:

1. идентификация — определение проблемы и ее концептуальное описание, определение ресурсов, целей, экспертов;

2. концептуализация — выделение ключевых понятий системы, отношений и характеристик, достаточных для полного и детального описания объекта;

3. формализация и моделирование — описание введенных понятий на некотором формальном языке, построение модели исследуемой области;

4. рабочее проектирование — разработка документации для создания общего и функционального обеспечения системы;

5. выполнение — создание одного или нескольких прототипов системы;

6. тестирование — оценка выбранного метода представления знаний и работоспособности всей системы в целом на основе проверки прототипа;

7. опытная эксплуатация — проверка пригодности системы для конечного пользователя;

8. модификация системы — введение изменений в модель и документацию системы, полное или частичное перепрограммирование и доведение прототипа до состояния нового программного продукта.

Стандартизация и типизация, использование типовых проектных решений как составных частей или блоков при проектировании АС позволили значительно сократить трудоемкость разработки и время внедрения, получить большее разнообразие проектных решений.

Создание АС предусматривает разработку комплексов проектных решений трех классов:

1. Комплекс задач и методик обработки данных, алгоритмов и программ для информационного обслуживания и реализацию функций управления. Проектные решения могут быть здесь развиты до масштабов подсистем или информационных систем.

2. Определение структуры, состава, размещения и порядок использования ТС и ПО, предназначенных для предварительной подготовки данных, их передачи между компонентами системы для решения задач обработки данных и выдачи ее результатов потребителю.

3. Определение организационных решений и действий персонала на всех стадиях разработки, внедрения и функционирования как отдельных задач и прикладных систем, так и систем в целом.