Система "Львов" – первый определяющий шаг

Кузнецов Владимир Константинович – кандидат технических наук, ст. н. сотр.
Института кибернетики им. В.М.Глушкова НАН Украины

В начале 60-х годов прошлого столетия уже серийно производились ЭВМ на полупроводниковой элементной базе. На основе этих ЭВМ на ряде предприятий страны были созданы вычислительные центры для автоматизации планово-экономических расчетов.

Но В.М. Глушков считал, что такие вычислительные центры должны выполнять более широкие функции. А именно, на основе обработки планово-экономической информации они должны решать задачи управления предприятием, т.е. быть автоматизированными системами управления (АСУ). Далее объединение АСУ отдельных предприятий некоторой отрасли промышленности средствами передачи данных позволяло создать отраслевую автоматизированную систему в интересах данного отраслевого министерства. И, наконец, объединение отраслевых АСУ открывало путь для реализации заветной мечты Виктора Михайловича Глушкова – созданию Общегосударственной автоматизированной системы (ОГАС), обслуживающей Госплан, ЦСУ и другие государственные органы.

Но до этого было еще далеко. Вначале необходимо было сделать первый шаг – создать действующую АСУ предприятием.

В 1961 г. в Институте кибернетики АН УССР под его научным руководством был разработан эскизный проект ОГАС, который предусматривал создание сети вычислительных центров, объединяемых сетью передачи данных. Но ни вычислительные машины, ни системы передачи данных того времени по своим техническим возможностям были мало пригодны для такой интеграции. Тем не менее, В.М. Глушков решил разработать и на практике подтвердить работоспособность и эффективность фрагмента такой сети.

В силу удачно сложившихся обстоятельств промышленным объектом для создания АСУ стал Львовский телевизионный завод, а разрабатываемая автоматизированная система оперативного управления производственным процессом получила название АСУ "Львов".

В 1962 г. мне и коллеге В.В. Шкурбе поручили разработать эскизный проект такой системы. Я отвечал за вычислительный комплекс системы, а Шкурба – за разработку и внедрение алгоритмов и программ объемно-календарного планирования. Разработанный эскизный проект был одобрен руководством завода, и между заводом и Институтом кибернетики в 1963 г. был подписан договор на разработку и внедрение на заводе АСУ. В качестве базового вычислителя системы была выбрана серийно производимая в СССР ЭВМ "Минск-2", а в качестве конечных терминалов для ввода-вывода оперативной информации – серийно производимые в стране телетайпные аппараты. Следует иметь ввиду, что в те времена еще не было широко распространенных в настоящее время мониторов.

Для ввода-вывода оперативной информации проект предусматривал установку 32 телетайпов. Их связь с ЭВМ осуществлялась посредством специально разработанных устройств сопряжения, а также коммутаторов связи последних с ЭВМ. Для управления этими устройствами и процессами ввода-вывода информации мы усовершенствовали устройство управления ЭВМ, разработали систему прерывания программ, ввели ряд новых команд, что позволило ЭВМ работать в мультипрограммном режиме, в режиме реального времени.

Программы ввода-вывода оперативной информации и программа управления вычислительным процессом в АСУ, получившие название программы "Диспетчер", представляли собой прообраз операционной системы современных ЭВМ.

Автоматизированная система "Львов" была первой в СССР системой, работающей в режиме реального времени, обеспечивающей оперативную связь с 32 абонентами (диспетчерами производственных цехов и складов). Это позволило повысить ритмичность работы сборочного конвейера за счет сокращения времени непроизводительных его простоев.

В 1967 г. АСУ "Львов" была сдана государственной комиссии, которая рекомендовала ее для широкого применения на предприятиях с массовым характером производства.

Создание системы "Львов" послужило не только первым шагом на пути автоматизации управления производством, но и впервые выдвинуло такие требования к ЭВМ, как режим разделения времени, мультипрограммная работа, обработка информации в реальном масштабе времени.

Полученный при создании АСУ "Львов" опыт позволил приступить к созданию АСУ более масштабными народнохозяйственными объектами. В качестве такой системы следует назвать разработку АСУ материально-техническим снабжением Украины, которая создавалась параллельно с АСУ плановыми расчетами Госплана. Интеграция этих систем с отраслевыми АСУ в комплексе должна была привести к созданию Республиканской АСУ Украины (РАСУ), как одной из важнейших подсистем ОГАС.

Создание АСУ МТС (Материально-Техническое Снабжение - МТС) УССР было направлено на повышение уровня обеспечения народного хозяйства республики всеми видами продукции производственно-технического назначения, а также на сокращение совокупных затрат на ее производство, обращение и потребление за счет повышения оперативности осуществления процессов снабжения и сбыта и нахождения оптимальных решений в планировании и управлении хозяйственными связями между поставщиками и потребителями.

Заказчиком системы был Главснаб Украины, а ее разработка выполнялась коллективом ПТО "Укрглавснабсистема" под научно-методическим руководством Института кибернетики Академии наук УССР. Это объединение осуществляло также функции ее внедрения и эксплуатации. Объединение состояло из СКБ и сети вычислительных центров, расположенных в ряде областных центров Украины.

Система создавалась в несколько этапов. Первоначально в виде отдельных задач, объединяемых затем в комплексы задач функциональных и продуктовых подсистем, интегрируемых в последующем в единую АСУ МТС УССР – составную часть республиканской автоматизированной системы (РАС) и общегосударственной автоматизированной системы (ОГАС).

Вычислительными центрами объединения в составе подсистем только первой очереди решалось более 500 задач, по которым производилось более 15 тыс. расчетов в год.

Вычислительные центры объединения были оснащены ЭВМ серий "Минск-32", "Минск-22", которые с помощью системы передачи данных были взаимосвязаны и составляли единый многомашинный комплекс технического комплекса АСУ МТС УССР. В качестве устройств передачи данных использовалась аппаратура "Аккорд-1200ПП", сопрягаемая с ЭВМ через устройства "Минск-1560". Данные, хранящиеся на магнитной ленте одной из ЭВМ, передавались по телефонным каналам связи на магнитную ленту другой. Максимальная скорость передачи данных составляла 150 байт/с.

Типовое математическое обеспечение системы включало 40 операций по обработке данных на ЭВМ, управление которыми осуществляла программа "Диспетчер" на ЭВМ "Минск-32".

Процесс расчетов начинался с решения задач территориальными вычислительными центрами определения потребности предприятий экономического района на предстоящий плановый период по все видам продукции. Эта информация затем поступала в Головной вычислительный центр объединения, который составлял материальные и территориальные балансы, а также балансы предприятий и организаций республики для Госплана УССР.

Сводная потребность предприятий и организаций республики в материально-технических ресурсах, необходимых им для производственной деятельности на предстоящий плановый период, была основой для проведения последующих планово-экономических расчетов в системе материально-технического снабжения, а именно: решения задач формирования хозяйственных связей между различными предприятиями и хозяйственными объектами. Большая роль отводилась автоматизации расчетов задач оперативного управления, которые включали в себя учет, контроль и регулирование движения продукции от производителей к потребителям по всем продуктовым подсистемам. Оптимизация хозяйственных связей достигалась за счет минимизации транспортных расходов на перевозки.

В СКБ объединения был разработан комплекс программ оптимального прикрепления потребителей к поставщикам, расположенных в любых городах сети железных дорог СССР. Расчеты проводились по таким видам продукции как лес, уголь, металл, цемент и др. АСУ материально-техническим снабжением УССР совместно с другими отраслевыми АСУ наглядно демонстрируют какими должны быть звенья задуманной В.М. Глушковым системы "ОГАС".

В 1973 г. по инициативе Киевского горисполкома из специалистов Института кибернетики и других институтов города была создана рабочая группа для разработки технико-экономического обоснования (ТЭО) создания АСУ города Киева. Мне поручили возглавить эту группу. Для дальнейшего воплощения предложенного ТЭО необходимо было получить "высочайшее благословение". Глушков доложил на заседании Политбюро наши предложения. Было принято решение о необходимости создания в г. Киеве такой АСУ. С целью интенсификации ее разработки создали специальное подразделение при Киевском горисполкоме – "Горсистематехника", которое в последующем осуществляло разработку и внедрение АСУ в Киеве.

Приведенные примеры свидетельствуют о широте замыслов Виктора Михайловича. Но первый шаг на этом пути был сделан при разработке системы "Львов". Как это было сделано, хорошо видно из приведенной ниже статьи. (Скурихин В.И., Шкурба В.В., Кузнецов В.К.. Скосырев Н.А.// Кибернетика. – 1967. - №5)

Основные принципы построения системы "Львов"

При разработке технического и алгоритмического комплекса, а также комплекса организационных мероприятий системы "Львов" разработчики руководствовались следующими основными положениями.

При проектировании технического комплекса системы в максимальной степени использована стандартная аппаратура, приборы, элементы. В системе предусмотрена возможность расширения и совершенствования ее технической базы, в частности, использование параллельно работающих ЦВМ (Цифровая Вычислительная Машина – ЦВМ), средств диспетчирования и отображения информации. Конструктивно реализован режим разделения времени, обеспечивающий наиболее эффективную организацию вычислительного процесса и распределения решения задач.

Алгоритмический комплекс задач управления предприятием обеспечивает реализацию принципа цикличности организации ритмичной работы предприятия. В принятой методике планирования и контроля использования материальных ресурсов реализован принцип локального регулирования и статистического прогнозирования запасов. В организационном плане разработчики системы руководствовались практической целесообразностью централизации обработки данных на предприятии, предусмотрев создание в структуре управления предприятием специальных служб информации и информационно-вычислительного центра.

Информационно-управляющая система "Львов" разрабатывается и внедряется поэтапно.

Математическое обеспечение

В комплекс математического обеспечения первого этапа системы входят задачи управления производством, включающие оперативно-календарное планирование цехов серийного производства, оперативное управление цехом сборки телевизоров, управление комплектовочно-заготовительным участком, задачи планирования материально-технического обеспечения производства и нормативных расчетов, а также задачи организации вычислительного процесса в системе: прием и первичная обработка информации, диспетчеризация вычислительного процесса.

Задачи управления производством:

- программы расчета величин партий деталей и периодичности их запуска в производство;

- программы построения и корректировки календарных план-графиков работы цехов серийного производства;

- расчет незавершенного производства для механо-штамповочного цеха;

- оперативное управление цехом массового производства (цех сборки телевизоров);

- управление комплектовочно-заготовительным участком (КЗУ).

Решение этих задач обеспечивает координированное и взаимоувязанное управление всеми основными цехами завода и службами комплектации.

В результате решения этих задач определяются:

- общий ритм работы предприятия, размеры партий, обрабатываемых деталей в цехах серийного производства, стандарт-план работы предприятия в этом ритме;

- ритмы работы сборочных поточных линий;

- слежение за страховыми запасами на поточных линиях;

- календарные план-графики работы основных цехов;

- обработка сообщений о нарушении план-графиков и корректировка первоначальных планов;

- сменные задания по цехам и участкам;

- график поставок материалов и комплектующих изделий для обеспечения план-графика.

Задачи планирования материально-технического обеспечения производства:

- планирование потребности материалов для цехов основного производства;

- слежение за запасами на складах завода;

- расчет дефицита материалов, идущих на товарный выпуск на складах завода.

Решение этих задач обеспечивает комплексное решение задач планирования материально-технического обеспечения на предприятии, контроль запасов материалов на предприятии.

Результаты решения задач существенно используются службами материально-технического обеспечения в их практической работе.

Задачи учета:

- учет материалов и покупных изделий на складах завода;

- расчеты с поставщиками завода;

- учет материалов в цеховых кладовых;

- учет нормативных затрат на основное производство (нормативные калькуляции);

- учет работы основного оборудования в сборочном и механо-штамповочном цехах.

Результаты решения задач учета в системе используются службами финансового контроля и бухгалтерского учета при анализе экономических показателей предприятия и составлении отчетности.

Решение задачи учета основного оборудования позволяет организовать действенный учет и контроль загрузки оборудования и трудовых затрат на наиболее ответственных участках производства.

Организация вычислительного процесса в системе:

- прием и первичная обработка информации;

- диспетчеризация вычислительного процесса в системе.

Эти программы позволяют организовать эффективное координированное решение основных задач управления и учета в системе, обеспечивают одновременное с приемом данных решение задач в режиме разделения времени.

Математическое обеспечение системы "Львов" на втором этапе должно включить в себя следующий перечень программ.

Задачи управления производством:

- управление инструментальным цехом;

- управление цехом сборки футляров.

Задачи учета:

- учет движения деталей и узлов в производстве и анализ выполнения календарного план-графика выпуска продукции;

- стоимостная оценка незавершенного производства;

- комплекс программ бухгалтерского учета;

- учет труда и заработной платы.

Задачи технико-экономического планирования:

- комплекс программ обработки информации о нормативных издержках и расчета плановых показателей работы производства.

Задачи первой и второй очередей системы охватывают все методологически подготовленные для автоматизированного решения задачи производственного управления и контроля.

Технический комплекс

Технический комплекс системы "Львов" представляет средство для решения задач оперативного управления производством и предоставления службам предприятия (по запросам или в заранее установленные сроки) систематизированных данных, позволяющих анализировать результаты хозяйственной деятельности за определенный промежуток времени и принимать соответствующие решения.

Технический комплекс системы "Львов" для решения задач первого этапа состоит из:

- универсальной ЭВМ "Минск-22", доукомплектованной и модифицированной блоком прерывания программ (БПП) и блоком дополнительных команд (БДК), обеспечивающих работу ЭЦВМ в режиме разделения времени;

- устройств ввода и вывода данных в ЭВМ по телеграфным линиям связи от ТА (УУТА, УПТВ), обеспечивающих одновременную и независимую работу любого количества ТА из 30 возможных;

- устройства ввода данных от автоматических и полуавтоматических датчиков учета количества выпущенных изделий и рабочих шагов конвейерных линий сборочного цеха (БСН), позволяющего осуществить одновременный и независимый ввод от 30 точек;

- устройства ввода данных от автоматических датчиков учета рабочего состояния оборудования типа "ДА-НЕТ" (БСО), позволяющего производить учет рабочего состояния 36 единиц оборудования;

- устройства вывода информации на световое табло-индикатор (СТИ), представляющего поле из 240 люминесцентных индикаторов, на каждом из которых может быть высвечена любая из десяти цифр;

- устройство генератора текущего времени (ГТВ), позволяющего производить синхронизацию задач управления и учета с ходом производственного процесса в едином масштабе времени;

- устройства ДСЧ (датчик случайных чисел), позволяющего получить случайные числа, распределяемые по равномерному закону, параллельно с работой ЭВМ по основной программе;

- устройства сопряжения (РГЩС, РВКС) ЭВМ с аппаратурой передачи данных по телефонным каналам связи (АПД);

- устройство КВУ (коммутатор внешних устройств), обеспечивающего связь дополнительных внешних устройств, перечисленных выше, с ЭВМ "Минск-22".

Технический комплекс системы "Львов" является необходимой и достаточной технической основой системы, предназначенной для решения задач оперативного управления и учета производством, реализуемого с помощью задач первой очереди на предприятиях с массовым и крупносерийным характером производства.

В техническом комплексе системы "Львов" развиты возможности универсальной ЭВМ "Минск-22" введением режима разделения времени, управляемого программой "Диспетчер", и дополнительных устройств обмена оперативной информацией с производственным подразделением предприятия, что обеспечило ее использование в качестве базовой машины технического комплекса системы "Львов".

При включении в комплекс задач управления предприятием, решение которых предусматривается на втором этапе внедрения системы, в состав технического комплекса необходимо включить вторую ЭВМ "Минск-22".

На Львовском телевизионном заводе, кроме технических средств, необходимых для решения задач, предусмотренных ТЗ на систему "Львов", применены промышленные телевизионные установки ПТУ-102, установки передачи информации загрузки оборудования УПИ-1, установка диспетчеризации сборочного цеха и ряд других средств (пульты-датчики).

Указанная дополнительная аппаратура дает возможность оперативного контроля за выполнением принятых системой решений и своевременного вмешательства в ход производства.

Организационные мероприятия

В комплекс организационных мероприятий входит создание информационно-вычислительного центра, содержащего службы приема и контроля информации, нормативов, оперативных расчетов, технического обслуживания, а также службы разработок экономико-математического обеспечения и разработок технических средств подсистем сбора информации.

Разработаны положения и инструкции:

- по структуре и организации работы ИВЦ предприятия;

- по системе подготовки исходных данных для решения задач и оформлению документов;

- по системе мероприятий, обеспечивающих надежность хранения информации на магнитных носителях;

- по ликвидации последствий сбоев и отказов в работе оборудования;

- по составлению библиотеки массивов информации и организации работы с ними.

Разработаны методы:

- обеспечения заданного временного графика обработки данных и статистического моделирования производственных процессов;

- сбора первичных данных и предложены соответствующие средства обеспечения одновременной фиксации данных на документе и носителе информации, счета продукции, определения состояния оборудования.

Экономическая эффективность системы

Условно-годовой экономический эффект от внедрения первого этапа системы "Львов" составляет 201,5 тыс. руб. Срок окупаемости системы – 2,7 года.

Внедрение первого этапа системы позволяет заводу увеличить план выпуска телевизоров в 1968 г. без увеличения производственных мощностей на 18 тыс. штук.

Кроме того улучшается оперативность слежения за остатками товарно-материальных ценностей, что приведет к снижению нормируемых запасов материалов и ускорению оборачиваемости оборотных средств в 1967 г. на 1,3 дня (327,1 тыс. руб.) и на 1968 г. еще на 1,4 дня (426,1 тыс. руб.).

Внедрение второго этапа системы "Львов" должно повысить общую культуру экономического планирования и анализа, повысить обоснованность и объективность применяемых решений экономического характера, улучшить условия работы инженерно-технических работников и административно-управленческого аппарата.

Размер капитальных затрат при внедрении системы "Львов" на других предприятиях будет значительно ниже, чем на Львовском телевизионном заводе. Срок окупаемости также сократится.

Превращение системы "Львов" (даже на первом этапе) в реальный инструмент хозяйственного руководства способствует повышению производительности труда, росту производства, улучшению ритмичности производства, снижению себестоимости продукции, уменьшению непроизводительных расходов при сохранении производственных мощностей.

Перечисленные факторы способствуют увеличению и экономической эффективности от внедрения системы, однако отсутствие методики стоимостного учета влияния данных факторов не позволяет в полной мере отразить влияние этих факторов на экономическую эффективность системы.

Состояние разработки системы "Львов"

В настоящее время первая очередь системы "Львов" сдана комиссии.

В результате приемных испытаний системы комиссия сформулировала следующие основные выводы:

- приемо-сдаточные испытания автоматизированной системы управления промышленным предприятием с массовым и крупносерийным характером производства (система "Львов") в объеме первого этапа с учетом замечаний и рекомендаций комиссии считать удовлетворительными и рекомендовать технический комплекс к производству;

- считать возможным и целесообразным осуществить внедрение первого этапа системы "Львов" на ряде предприятий, не ожидая окончания работ по второму этапу;

- считать необходимым продолжать работу по второму этапу системы "Львов" в целях быстрейшей реализации полного комплекса системы.

Технический и алгоритмический комплекс системы "Львов" может быть использован, кроме предприятий радиотехнического профиля, в управлении машиностроительными и приборостроительными предприятиями массового производства, в частности на заводах автотранспортного и сельскохозяйственного машиностроения и др.

Эффективное внедрение системы "Львов" в автоматизированном управлении предприятием станет возможным с созданием специализированной фирмы, разрабатывающей, внедряющей и обеспечивающей функционирование автоматизированного управления предприятием.