Повышение эффективности решения поставленных перед автоматизированными системами управления производством (АСУП) задач, а также расширение круга решаемых АСУП задач приводит к возникновению различных результатов от внедрения АСУ (как положительных, так и отрицательных). Результаты внедрения АСУП могут оказывать влияние на экономические показатели работы автоматизированного производства, перспективы его дальнейшего развития, рабочий коллектив автоматизируемого объекта. Внедрение АСУП влечёт за собой целый ряд социально-экономических последствий для автоматизируемого объекта и региона в котором он находится.
В этих условиях особенно актуальным становится вопрос оценки эффективности внедрения АСУП и проработки методологических подходов к оценке комплексной эффективности мероприятий автоматизации.
Основной экономический эффект от применения АСУП определяется повышением эффективности автоматизируемого производства, повышением качества и надежности управления, сопровождаемым снижением потерь, повышением производительности, снижением аритмии и т.п.
Годовой экономический эффект от разработки и внедрения АСУП, определяемый как отношение годовой экономией (годовым приростом прибыли) к приведенным единовременным затратам на разработку и внедрение АСУП, утвержденный в установленном порядке и зафиксированный в акте приемки в промышленную эксплуатацию, подтвержденный заказчиком (пользователем системы) на основе фактических данных опытной эксплуатации, представляет собой фактический годовой экономический эффект :
где К - капитальные вложения на создание АСУ;
П - годовая прибыль, обеспечиваемая этими капитальными вложениями.
Капитальные затраты на разработку, внедрение АСУП включают: затраты на разработку АСУП (т.н. предпроизводственные затраты); капитальные затраты на приобретение (изготовление), транспортирование, монтаж и наладку вычислительной техники, периферийных устройств, средств связи, программных средств, вспомогательного оборудования, оргтехники, производственно-хозяйственного инвентаря; затраты на строительство (реконструкцию) зданий, сооружений, необходимых для функционирования АСУП; изменение оборотных средств в связи с разработкой и внедрением АСУП; затраты на подготовку (переподготовку) кадров.
Согласно ГОСТ «Эффективность автоматизированных систем управления» годовая экономия (годовой прирост прибыли) от разработки и внедрения АСУ включает в себя:
1. годовой прирост прибыли, вызванный увеличением объема хозяйственной деятельности (производства, услуг или работ) при разработке и внедрении АСУ;
2. годовой прирост прибыли за счет сокращения сроков строительства, а также ускорения освоения новой продукции (услуг) в результате разработки и внедрения АСУ;
3. экономию текущих затрат на производство продукции, услуг или работ в условиях функционирования АСУ;
4. экономию прочих затрат, не входящих в себестоимость производства или работ, обеспечиваемую функционированием АСУ как непосредственно на объекте внедрения, так и в сопряженных сферах и отраслях.
АСУП не может автоматизировать все процессы на 100%. Теоретически такая возможность допускается, но стоимость системы была бы слишком большой. Поэтому следует выбрать наиболее экономически эффективные направления автоматизации. Рассмотрим решение этой задачи.
Пусть автоматизация управления по одному i-му направлению имеет определенную стоимость , причем эта стоимость зависит от уровня У автоматизации управления в этом направлении:
Доходы от автоматизации управления по одному i-му направлению также зависят от :
При решении только этой задачи необходимо соблюдать условия
,
где - коэффициент, выражающий отношение затрат и доходов, т.е. срок окупаемости:
Пусть – функция обратная , тогда ее можно определить как
.
При решении этой задачи возможен выбор оптимальных решений.
Для системы, решающей многие задачи, следует перейти к суммам по всем решаемым функциям от і=1 до n:
.
При этом уровень автоматизации производства может меняться. Задача выбора У - это задача обеспечения соответствия между экономией и доходами от использования АСУП (Д) и затратами на ее создание (Ц). В этом заключается принцип соответствия между экономией и доходами от использования АСУП и затратами на ее создание. Тем самым определяется целесообразный уровень автоматизации управления производством.
Если рассматривать капитальные вложения в мероприятия, являющиеся усовершенствованием АСУ, то, во-первых, прибыль от введенного мероприятия представляет собой разность между прибылью от усовершенствованного объекта и прибылью, обеспечиваемой им до введения усовершенствования; во-вторых, в общем случае вводимое усовершенствование может оказать влияние как на стоимость, так и на себестоимость годового выпуска продукции. В связи с этим коэффициент экономической эффективности:
где П1 и П2, Ц1 и Ц2, С1 и С2 - годовая прибыль, стоимость и себестоимость годового выпуска продукции объекта соответственно до и после введения усовершенствования.
Оценка экономической эффективности АСУ на ранних этапах ее разработки значительно важнее, чем на этапе внедрения, поскольку здесь решаются такие вопросы, как целесообразность вообще разрабатывать данную систему, выбор варианта ее структуры, компоновки и комплектации.
Литература ГОСТ 24.702-85. Эффективность автоматизированных систем управления. Основные положения.[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rgost.ru/ Пославский, М.А. Экономическая эффективность автоматизации управления производством в цветной металлургии [Текст]: Дисс... канд. эк. наук: 08.00.05 / Максим Александрович Пославский. - Санкт-Петербург, 2006. - 176 с. Справочник проектировщика систем автоматизации управления производством. / Под ред. канд. техн. наук Г.С.Симлянского. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1976. - 590 с. Экономическая эффективность и надёжность АСУ // Лекции по теории надежности [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://reliability-theory.ru/topics/t6.html
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 декабря 1985 г.№ 4686
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 декабря 1985 г. № 4686 срок введения установлен
с 01.01.87
Настоящий стандарт распространяется на автоматизированные системы управления (далее - АСУ) всех видов и назначений и их части, вводимые в эксплуатацию для всех уровней управления, кроме общегосударственного, и устанавливает основные положения по определению эффективности АСУ и принципы оценки экономической эффективности АСУ.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Для каждой конкретной АСУ цель ее создания состоит в обеспечении наиболее полного использования потенциальных возможностей объекта управления для решения поставленных перед ним задач.
1.2. Эффективность АСУ определяют сопоставлением результатов от функционирования АСУ и затрат всех видов ресурсов, необходимых для ее создания и развития.
Критерий эффективности АСУ определяют на множестве (системе) показателей, каждый из которых описывает одну из сторон рассматриваемой системы. В зависимости от используемого математического аппарата критерий может быть выражен в виде целевой функции или порядковой меры, устанавливающей упорядоченную последовательность сочетаний показателей.
1.3. При определении результатов от функционирования АСУ задают универсальную систему обобщенных показателей, таких, как оперативность (своевременность), устойчивость, качество управления и др. Используемые показатели должны быть развернуты применительно к характеристикам конкретной АСУ (например: оперативность - вероятностно-временные характеристики элементов процесса управления; устойчивость - показатели надежности, помехозащищенности и т. п.).
1.4. К показателям затрат ресурсов относят материальные, людские, финансовые, временные и др. затраты.
1.5. Оценку эффективности АСУ проводят при:
формировании требований, предъявляемых к АСУ;
анализе создаваемых и функционирующих АСУ на соответствие заданным требованиям;
выборе наилучшего варианта создания, функционирования и развития АСУ;
синтезе (формировании) наиболее целесообразного варианта построения АСУ по критерию «эффективность - затраты».
1.6. Целесообразные варианты построения АСУ выбирают путем балансирования показателей приращения эффективности Э , получаемой за счет создания или совершенствования АСУ, и затрат Q .
Математически эту задачу формируют в виде:
max Э при Q =const
или в виде обратной задачи:
min Q при Э =const.
В тех случаях, когда приращение эффекта представлено в денежном выражении, определяют экономическую эффективность АСУ.
2. ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
2.1. Оценку (определение) экономической эффективности АСУ проводят для:
анализа и обоснования целесообразности создания функционирования и развития АСУ;
установления основных направлений применения АСУ;
выбора наиболее экономически эффективного варианта разработки и внедрения АСУ;
отражения показателей экономической эффективности АСУ в нормах, нормативах и планах предприятий, объединений, министерств;
формирования соответствующих показателей государственной статистической отчетности;
определения размеров отчислений в фонды экономического стимулирования за создание АСУ.
2.2. Выбор наиболее экономически эффективного варианта создания АСУ проводят по максимуму народнохозяйственного экономического эффекта, представляющего собой разность между результатами деятельности и затратами за установленный для данного мероприятия расчетный период, с учетом народнохозяйственных экономических нормативов и других (социальных, экологических и пр.) установленных ограничений. В качестве начала расчетного периода, в пределах которого учитывают затраты, принимают год начала разработки АСУ. Конец расчетного периода определяют в соответствии со сроком морального старения технических средств и проектных решений АСУ.
2.2.1. Интегральные народнохозяйственные затраты З на объекте создания АСУ определяют по формуле
где Т t - длительность расчетного периода;
И t - текущие издержки (себестоимость), включая затраты на эксплуатацию АСУ в году t ;
К t - все виды единовременных затрат на создание АСУ в году I;
Л t - остаточная стоимость выбывающих в год t основных фондов (при невозможности их использования - их ликвидационная стоимость);
a t - коэффициент, используемый для приведения разновременных результатов и затрат к базисному году.
2.2.2. Народнохозяйственный экономический эффект Э при тождественности конечных результатов по сравниваемым вариантам определяют по формуле
Э=З 1 - З 2 ,
где З 1 , З 2 - общие интегральные народнохозяйственные затраты в производстве и потреблении по базовому и новому вариантам на весь объем производимой продукции (работы) соответственно.
2.2.3. При нетождественности сравниваемых вариантов по результатам, которые могут быть приведены к стоимостной форме, изменение этих результатов должно быть дополнительно учтено в расчетах народнохозяйственного экономического эффекта в виде дополнительных экономических результатов.
2.3. За базу сравнения при определении экономической эффективности АСУ принимают:
при расчете народнохозяйственного экономического эффекта на этапе выбора наилучшего варианта - технико-экономические показатели наиболее прогрессивных способов производства продукции (работ) в действующем производстве или по имеющимся проектам (в том числе с использованием зарубежной техники, которая может быть закуплена в необходимом количестве или произведена в СССР на основе лицензий или патентов);
при расчете показателей годовой экономической эффективности - технико-экономические показатели заменяемых способов производства продукции (работ). При этом за базовый вариант принимают:
плановые показатели производственно-хозяйственной деятельности объекта внедрения (без учета результатов функционирования АСУ) на год, следующий за годом ввода АСУ в промышленную эксплуатацию, если внедрение происходит на действующем объекте. В случае отсутствия названных плановых данных, принимаемых в качестве базового варианта, показатели последнего года перед внедрением АСУ приводят на год расчета с учетом их изменения за счет текущего совершенствования деятельности объекта применения в условиях отсутствия АСУ;
проектные технико-экономические показатели, если АСУ создают на строящемся объекте, в проекте которого не было предусмотрено ее применение;
фактические показатели объекта-аналога с лучшими показателями хозяйственной деятельности и наименьшей величиной потерь и упущений, если мероприятия по внедрению АСУ разрабатывают для проектируемого объекта.
Если заменяемый вариант исчерпал свои ресурсные возможности по совершенствованию объекта управления, то за базовый вариант принимают технико-экономические показатели других (помимо АСУ) технологически равноценных направлений достижения цели.
2.4. Обязательным условием определения экономической эффективности АСУ является следующая сопоставимость всех показателей:
во времени;
по ценам и тарифным ставкам заработной платы;
по элементам затрат;
по объемам производства и номенклатуре выпускаемой продукции или услуг;
по сокращению ручного труда за счет автоматизации;
по методам исчисления стоимостных показателей.
Оптовые цены, тарифы и ставки заработной платы определяют на основе действующих на момент расчета.
2.5. Источниками экономической эффективности являются сокращение потерь и реализация резервов улучшения деятельности объекта в результате создания, функционирования и развития АСУ.
2.6. Под факторами экономической эффективности АСУ понимают средства реализации источников эффективности. К ним относят совершенствование перспективного, годового, текущего планирования и оперативного регулирования, совершенствование управления технологическими процессами, улучшение условии труда работников предприятия (организации) и др.
2.7. В целях планирования, учета, отчетности и материального стимулирования мероприятий по созданию АСУ используют показатели годовой экономической эффективности.
2.8. Расчеты экономической эффективности АСУ выполняют на стадиях, определенных соответствующими государственными стандартами, и утверждают на предприятии (в организации) заказчика АСУ.
3. ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АСУ
3.1. При оценке экономической эффективности АСУ используют обобщающие и частные показатели.
3.1.1. Основные обобщающие показатели экономической эффективности АСУ следующие:
годовой экономический эффект;
расчетный коэффициент эффективности капитальных затрат на разработку и внедрение АСУ;
срок окупаемости капитальных затрат на разработку и внедрение АСУ.
3.1.2. К основным частным показателям, характеризующим экономическую эффективность АСУ, относят:
годовую экономию (годовой прирост прибыли);
снижение издержек производственно-хозяйственной деятельности на объекте управления в результате разработки и внедрения АСУ;
повышение производительности труда;
экономию по видам ресурсов;
высвобождение работающих;
повышение качества выпускаемой продукции.
3.2. Годовой экономический эффект от разработки и внедрения АСУ, определяемый как разность между расчетной годовой экономией и расчетными приведенными затратами на разработку и внедрение АСУ, представляет собой расчетный годовой экономический эффект.
3.3. Годовой экономический эффект от разработки и внедрения АСУ, определяемый как разность между годовой экономией (годовым приростом прибыли) и приведенными единовременными затратами на разработку и внедрение АСУ, утвержденный в установленном порядке и зафиксированный в акте приемки в промышленную эксплуатацию, подтвержденный заказчиком (пользователем системы) на основе фактических данных опытной эксплуатации, представляет собой фактический годовой экономический эффект.
3.4. Расчетный коэффициент экономической эффективности капитальных затрат на разработку и внедрение АСУ представляет собой отношение расчетной годовой экономии (годового прироста прибыли) к капитальным затратам на разработку и внедрение АСУ.
3.5. Срок окупаемости представляет собой отношение капитальных затрат на разработку и внедрение АСУ к годовой экономии (к годовому приросту прибыли).
3.6. Годовая экономия (годовой прирост прибыли) от разработки и внедрения АСУ включает в себя:
годовой прирост прибыли, вызванный увеличением объема хозяйственной деятельности (производства, услуг или работ) при разработке и внедрении АСУ;
годовой прирост прибыли за счет сокращения сроков строительства, а также ускорения освоения новой продукции (услуг) в результате разработки и внедрения АСУ;
экономию, текущих затрат на производство продукции, услуг или работ в условиях функционирования АСУ;
экономию прочих затрат, не входящих в себестоимость производства или работ, обеспечиваемую функционированием АСУ как непосредственно на объекте внедрения, так и в сопряженных сферах и отраслях.
3.7. Единовременные затраты на разработку и внедрение АСУ включают в себя:
затраты на разработку АСУ (предпроизводственные затраты);
капитальные затраты на приобретение (изготовление), транспортирование, монтаж и наладку вычислительной техники, периферийных устройств, средств связи, программных средств, вспомогательного оборудования, оргтехники, производственно-хозяйственного инвентаря;
затраты на строительство (реконструкцию) зданий, сооружений, необходимых для функционирования АСУ;
изменение оборотных средств в связи с разработкой и внедрением АСУ;
затраты на подготовку (переподготовку) кадров.
Примечание. Если автоматизированные системы управления или отдельные их элементы поставляют как продукцию производственно-технического назначения, то затраты на их разработку и приобретение определяют, исходя из действующих прейскурантных и договорных цен.
НАУКА И ВОЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ № 2/2007, стр. 49-53
Полковник С.В. КРУГЛИКОВ ,
начальник научно-исследовательской лаборатории управления,
АСУ и связи Военной академии Республики Беларусь,
кандидат технических наук
Подполковник Ю.А. ЛЕОНОВЕЦ ,
начальник научно-исследовательской лаборатории
Военно-воздушных сил Военной академии Республики Беларусь,
кандидат технических наук
Авторами предлагается подход к оценке эффективности автоматизированной системы управления ВВС и войсками ПВО, применение которого позволяет проводить исследования по оценке влияния качества функционирования системы управления на эффективность боевого применения войск
На всех этапах жизненного цикла автоматизированных систем управления (АСУ) войсками и оружием, начиная от этапа разработки и принятия на вооружение и заканчивая эксплуатацией в войсках, приходится решать задачу оценки их эффективности, целью которой является определение степени пригодности системы к выполнению поставленных перед ней задач в различных условиях боевого применения.
В общем случае под эффективностью понимается свойство АСУ, характеризующее степень достижения ею целей, поставленных при ее создании . Количественно эффективность системы может быть оценена с использованием показателя (показателей) эффективности - численной меры, характеризующей степень выполнения системой поставленных перед ней задач с различных точек зрения. Сравнение количественных показателей систем позволяет говорить о том, насколько (или во сколько раз) одна система лучше (или хуже) другой по тому или иному показателю, либо насколько одна система эффективнее другой.
Вопросам исследования эффективности сложных автоматизированных систем посвящены многочисленные публикации. Их анализ показывает, что в качестве методической основы при проведении исследований сложных систем в настоящее время применяется методология системного анализа, использующая понятия, концепции и формально-математический аппарат кибернетики и теории сложных систем. Анализ литературы и исследований по данному вопросу показал, что оценка эффективности АСУ ВВС и войсками ПВО должна осуществляться на основе положений опытно-теоретического метода (ОТМ). Сущность данного метода заключается в том, что он позволяет получить оценки показателей качества функционирования АСУ в условиях, не воспроизводимых или трудновоспроизводимых при натурных экспериментах, с помощью имитационно-тренажных средств реальных АСУ либо математических моделей, откалиброванных по результатам натурных испытаний в допустимой области факторного пространства входных воздействий. Исследование эффективности АСУ ВВС и войсками ПВО в соответствии с выбранным подходом предполагает выполнение ряда задач, представленных на рисунке 1.
Анализ показывает, что в настоящее время при проведении испытаний и исследований, связанных с оценкой эффективности АСУ, применение положений ОТМ носит ограниченный характер. В первую очередь это связано с отсутствием системного подхода к проведению содержательного анализа процесса функционирования АСУ ВВС и войсками ПВО и выбору показателей эффективности.
Содержательный анализ процесса функционирования АСУ является одной из центральных задач исследования эффективности, направленной на получение формализованного описания алгоритмов боевого управления. На практике использование формализованного описания процесса функционирования производится лишь на этапах разработки и отладки математического обеспечения АСУ в типовых условиях боевого применения группировки ВВС и войск ПВО при жестко заданном сценарии боевых действий. В дальнейшем при оценке эффективности уже принятых на вооружение АСУ в новых условиях применения средств воздушного нападения и группировки ВВС и войск ПВО такие исследования, как правило, не проводятся.
Одной из главных задач при оценке эффективности сложных систем является формирование и постоянное совершенствование системы показателей, адекватно отражающих основные свойства оцениваемых изделий.
Выбор и определение показателей эффективности АСУ является достаточно сложной теоретической и практической задачей. На практике, в ходе решения задач, связанных с оценкой боевых возможностей АСУ, стремятся использовать один обобщенный показатель, интегрально оценивающий влияние системы управления на эффективность применения (боевых действий) войск. Однако использование обобщенного показателя связано с различного рода трудностями, обусловленными как сложностью учета в структуре такого показателя всей совокупности влияющих на него факторов, так и возможностью его получения в ходе экспериментальных исследований.
Объективные трудности, связанные с выбором одного, основного и полного показателя эффективности АСУ, приводят к тому, что при комплексном исследовании эффективности боевых действий группировки ВВС и войск ПВО, оснащенной АСУ, используется совокупность показателей, выбор которых определяется решаемыми задачами.
Анализ существующих методик оценки эффективности АСУ войсками и оружием показывает, что в настоящее время существует несколько подходов к исследованию и оценке эффективности АСУ ВВС и войсками ПВО. Первый подход заключается в оценке эффективности боевого применения группировки ВВС и войск ПВО с учетом использования АСУ. Во втором случае, оценка эффективности АСУ осуществляется исходя из анализа эффективности функционирования системы управления, в ходе решения задач по управлению группировкой ВВС и войск ПВО в заданном диапазоне условий применения. Показатели, оценивающие эффективность системы управления на основе анализа эффективности применения (боевых действий) ВВС и войск ПВО в процессе отражения ударов воздушного противника, принято называть показателями боевой эффективности АСУ. Соответственно показатели, оценивающие способность АСУ осуществлять решение задач по обработке информации и управлению с требуемым качеством подчиненными силами (средствами), называют показателями функциональной эффективности АСУ .
В качестве показателей боевой эффективности АСУ обычно используются обобщенные показатели качества управления (ПКУ), основные из которых приведены на рисунке 2. При этом считается, что ПКУ является функцией от состояния управляемых объектов, воздушных целей, параметров, характеризующих обороняемые объекты, и параметров управления, описывающих распределение сил (средств) группировки ВВС и войск ПВО по воздушным целям.
Традиционно в обобщенном аналитическом виде ПКУ оценивается как величина предотвращенного ущерба, наносимого объектам обороны
где - важность r-отдельного объекта, обороняемого группировкой ВВС и войск ПВО;
Номера отдельных объектов, обороняемых группировкой ВВС и войск ПВО;
Исследование эффективности с использованием показателя предотвращенного ущерба позволяет получить итоговую оценку качества управления ВВС и войсками ПВО и упростить сравнительную оценку эффективности АСУ с одинаковым целевым назначением. Однако получение количественных значений показателей эффективности с использованием выражения (1) является достаточно сложной задачей, связанной с необходимостью определения параметров, характеризующих состояние обороняемых объектов и воздушных целей На практике величину предотвращенного ущерба определяют путем математического моделирования боевых действий группировки ВВС и войск ПВО.
Для оценки возможностей АСУ по управлению боевыми действиями группировки ВВС и войск ПВО ряд методик использует в качестве ПКУ математическое ожидание числа уничтоженных целей
- количество ракет на огневом средстве заданного типа группировки ВВС и войск ПВО (зенитном ракетном комплексе (ЗРК) или истребителе-перехватчике (ИП)) и ракет, пускаемых ими в одной атаке;
Расчетная вероятность реализации k-й атаки, зависящая от запаса топлива, надежности и выживаемости ИП (возможностей ЗРК);
- расчетная вероятность поражения цели при пуске одной ракеты каждым типом огневого средства (ЗРК или ИП);
Расчетная вероятность наведения ракеты ЗРК (ИП) на цель в k-й атаке;
- расчетный коэффициент боеготовности огневых средств группировки ВВС и войск ПВО;
- расчетный коэффициент управления, учитывающий повышение (снижение) эффективности применения группировки ВВС и войск ПВО за счет качества управления;
- количество огневых средств (ЗРК или ИП) в составе группировки ВВС и войск ПВО.
Параметры, непосредственно характеризующие эффективность функционирования АСУ отождествляются только с показателем качества целераспределения, что, вообще говоря, недопустимо. Управление боевыми действиями с использованием АСУ не сводится лишь к целераспределению, а представляет собой целый комплекс мероприятий, включающий вопросы планирования, организации и управления подчиненными силами (средствами) группировки ВВС и войск ПВО.
Основным недостатком рассмотренных подходов к построению и выбору показателей боевой эффективности АСУ ВВС и войсками ПВО является отсутствие связи между боевой эффективностью АСУ и ее структурой (структурой и характером решаемых задач, уровнем математического, технического и информационного обеспечения). Более того, показатели, по которым оценивается эффективность АСУ, как правило, носят системный характер, то есть отражают работу не только системы управления, но и источников информации, огневых средств, подчиненных КП (ПУ). Поэтому их использование не позволяет проводить оценку качества функционирования АСУ в ходе решения задач по управлению группировкой ВВС и войск ПВО, а также определить долю, вносимую средствами автоматизации в общую эффективность боевых действий.
Устранить отмеченные недостатки возможно путем использования методов анализа функциональных характеристик АСУ ВВС и войсками ПВО и построения системы показателей в соответствии с функциями (решаемыми задачами) объекта оснащения. Для решения данной задачи в качестве формальной математической конструкции используется дерево целей системы. Дерево целей отражает иерархию задач, стоящих перед системой управления, и определяет взаимосвязь между элементами (задачами) различных уровней управления. Иерархическая структура дерева целей позволяет формализовать процесс выбора и построения системы показателей для оценки функциональной эффективности АСУ .
Построение дерева целей и соответствующей ему иерархической системы показателей эффективности осуществляется на основе декомпозиции основной цели функционирования АСУ ВВС и войск ПВО. При этом первый уровень дерева целей соответствует обобщенной цели функционирования системы управления, которая состоит в повышении эффективности боевого применения войск (сил) и средств, управление которыми осуществляется с использованием АСУ, второй - перечню процессов, протекающих на объектах автоматизации в ходе решения задач управления, третий - составу задач, решаемых с применением средств автоматизации.
На рисунке 3 представлен процесс формирования иерархической структуры дерева целей применительно к оценке эффективности функционирования комплексов средств автоматизации (КСА) КП ВВС и войск ПВО.
Первый уровень дерева целей (рис.3, цель 1.1) определяет назначение КСА, т.е. возможности системы по своевременному и качественному решению задач управления силами (средствами) группировки ВВС и войск ПВО. В соответствии с характером задач, решаемых на КП ВВС и войск ПВО на различных этапах цикла управления войсками, в составе КСА выделяют две функциональные подсистемы: информационную подсистему (рис.3, цель 2.1), решающую задачи сбора и обработки информации о воздушной обстановке, и управляющую подсистему (рис.3, цель 2.2), предназначенную для решения задач управления силами (средствами) ВВС и войск ПВО.
Полученные цели 2-го уровня декомпозируются на цели 3-го уровня, определяющие задачи, стоящие перед выделенными подсистемами КСА.
Проведенные исследования показали, что оценка качества функционирования информационной подсистемы КСА КП ВВС и войск ПВО должна осуществляться на основе анализа задач, решаемых подсистемой в ходе третичной обработки радиолокационной информации (РЛИ) :
отождествление траекторией информации о воздушных
объектах, поступающей в КСА от источников РЛИ;
осреднение координат воздушных объектов при их сопро
вождении несколькими источниками РЛИ с целью получения более точных координат;
обновление информации по сопровождаемым информационной подсистемой КСА трассам воздушных объектов. Оценка качества функционирования управляющей подсистемы КСА КП осуществляется на основе анализа эффективности решения подсистемой задач управления подчиненными силами и средствами группировки ВВС и войск ПВО в ходе отражения воздушного удара.
Каждая из сформированных таким образом целей (подсистем) описывается количественными показателями, характеризующими соответствие КСА функциональному назначению, такими, как производительность (пропускная способность), оперативность и качество решения задач управления. При этом показатели нижних уровней необходимо использовать в обобщенном (агрегированном) виде при вычислении показателей, находящихся на верхних уровнях.
В этом случае задача оценки эффективности функционирования АСУ (КСА) сводится к задаче принятия решений с несколькими показателями, характеризующими качество реализации функций исследуемой системой. Однако реализация данного подхода к исследованию и оценке эффективности АСУ требует установления зависимости результирующего (комплексного) показателя от множества частных, характеризующих соответствие системы управления своему назначению. Анализ литературы показывает, что решение данной задачи можно получить путем построения функции агрегирования показателей, задавая вектор приоритетов а = (а1,а2,..,ап) частных задач. При этом взаимосвязь между элементами (задачами) различных уровней иерархической системы основных функциональных характеристик устанавливается на основе принципа аддитивной полезности с использованием следующих соотношений :
Где Ki - комплексный показатель эффективности функционирования КСА l -го уровня;
αij - вектор весовых коэффициентов;
l - количество уровней декомпозиции;
п - количество i-х элементов (показателей) на l -м уровне;
- нормированный вектор частных показателей качества функционирования КСА (l + 1)-го уровня, каждый элемент которого определяется в соответствии с выражением
где - i-й частный показатель (l + 1)-го уровня;
- максимально возможное (требуемое) значение i -го частного показателя (l +1)-го уровня.
Таким образом, комплексный показатель (Ki) эффективности решения системой всех возложенных на нее функциональных задач рассчитывается как взвешенная сумма с учетом важности задач и определяется точностными, временными или вероятностными характеристиками правильного решения системой отдельных задач по отношению к максимально необходимым (требуемым) значениям, гарантирующим требуемое выполнение системой соответствующих функций.
В соответствии с предложенным подходом (рис. 1) для проведения оценки эффективности АСУ и исследования влияния автоматизации процессов управления на эффективность боевого применения группировки ВВС и войск ПВО необходимо решить следующие задачи:
провести формализацию тактической обстановки для оценки эффективности боевого применения группировки ВВС и войск ПВО, оснащенной АСУ;
спланировать и провести полунатурные эксперименты для получения количественных значений показателей эффективности АСУ.
В ходе формализации тактической обстановки для оценки эффективности боевого применения группировки ВВС и войск ПВО, оснащенной АСУ, определяются исходные данные по ударам СВН и вариантам построения и применения группировки ВВС и войск ПВО . При этом осуществляется: разработка вариантов ударов СВН по объектам обороны и элементам группировки ВВС и войск ПВО; определение количественного и качественного состава СВН в каждом ударе, определение вариантов построения боевых порядков и параметров движения СВН; уточнение вариантов построения и режимов функционирования АСУ группировки ВВС и войск ПВО. При планировании и проведении полунатурных экспериментов для оценки степени влияния качества функционирования АСУ на потенциальную эффективность боевого применения группировки ВВС и войск ПВО осуществляется:
определение необходимого количества экспериментов для расчета показателей качества функционирования АСУ; реализация схемы сопряжения исследуемых АСУ с источниками и потребителями информации в соответствии с выбранным вариантом построения АСУ ВВС и группировки войск ПВО;
ввод данных о запланированных вариантах ударов СВН по объектам обороны и элементам группировки ВВС и войск ПВО с использованием штатных имитационных средств АСУ;
проведение полунатурных экспериментов на КП ВВС и войск ПВО при неавтоматизированном и автоматизированном способах управления силами (средствами) группировки ВВС и войск ПВО.
Следует отметить, что планирование и выбор необходимого числа экспериментов должно осуществляться с учетом достижения требуемой точности и достоверности при определенных ограничениях на материальные и временные затраты.
Последним этапом исследований является определение количественных значений показателей эффективности системы управления и их последующий анализ в целях получения объективных оценок качества функционирования АСУ в ходе решения задач по управлению силами (средствами) ВВС и войск ПВО.
Применение предлагаемого подхода позволит осуществлять обоснованный выбор наилучших вариантов построения АСУ уже на этапе разработки, сравнивать различные технические решения, устанавливать «узкие места», а также разрабатывать предложения по повышению эффективности и улучшению характеристик АСУ ВВС и войсками ПВО. В итоге приходим к следующим выводам:
1. Анализ существующих подходов к исследованию и оценке эффективности АСУ ВВС и войсками ПВО показал, что в настоящее время для оценки качества автоматизированного управления используют большое число разнородных показателей назначения. При этом авторы стремятся объединить несколько показателей в один обобщенный, что позволяет существенно упростить сравнительную оценку автоматизированных систем управления. Вместе с тем рассмотренные подходы не позволяют определить вклад АСУ в реализуемую эффективность боевого применения группировки ВВС и войск ПВО, а также оценить качество решения задач управления с использованием средств автоматизации.
2. Применение системного подхода к оценке эффективности АСУ ВВС и войсками ПВО требует проведения содержательного анализа процесса функционирования и установления полного перечня задач, стоящих перед системой управления. На основании выделенных задач необходимо разработать систему комплексных и частных показателей, которая позволяла бы оценить эффективность выполнения задач с использованием средств автоматизации и была бы лишена отмеченных недостатков.
3. Для получения количественных значений показателей эффективности необходимо выбрать такие условия, которые позволили бы установить основные характеристики исследуемой системы, а также провести исследования по оценке влияния автоматизации процессов управления на эффективность применения ВВС и войск ПВО.
4. На основании предложенного подхода к исследованию и оценке эффективности АСУ была разработана комплексная методика оценки влияния автоматизации процессов управления на эффективность боевого применения ВВС и войск ПВО. Применение данной методики в ходе мероприятий оперативной подготовки ВВС и войск ПВО позволило впервые получить количественную оценку качества функционирования АСУ ВВС и войсками ПВО и провести исследования по оценке влияния автоматизации процессов управления на эффективность боевого применения войск. Результаты проведенных исследований показали, что применение средств автоматизации позволяет повысить эффективность управления группировкой ВВС и войск ПВО более чем на 20 процентов.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ24.702-85 «Эффективность автоматизированных систем управления». - М.,1985.
2. Эффективность и надежность в технике. Т. 3/Под общ. ред. Уткина В.Ф., Крючкова Ю.В. - М.: Машиностроение, 1988. -328 с.
3. Шаракшанэ А.С., Халецкий А.К., Морозов И.А. Оценка характеристик сложных автоматизированных систем. М.: Машиностроение, 1993. - 271 с.
4. Шпак В.Ф. Информационные технологии в системе управления силами ВМФ (теория и практика, состояние и перспективы развития). М.: Элмор, 2005. - 832с.
5. Авиация ПВО России и научно-технический прогресс: Боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра /Под ред. Е.А.Федосова - М.: Дрофа, 2001. - 816с.
6. Колесниченко В.И. Об оценке эффективности АСУ ВВС // Военная мысль. - 2004. - № 11.
7. Отчет об исследовании эффективности работы органов управления ВВС и войск ПВО с использованием КСА/ Командование ВВС и войск ПВО. - Минск, 2004. - 71 с.
8. Леоновец Ю.А. Методика многокритериальной оценки эффективности автоматизированных систем управления//Вестник Военной академии РБ. - 2004. -№!.- С. 36 - 40.
9. Оружие и технологии России. Энциклопедия XXI век. Системы управления, связи и радиоэлектронной борьбы. Том 13 / Под общей редакцией СБ. Иванова. - М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2006. - 696 с.
Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте
Структурная схема терминов
Общие положения по оценке экономической эффективности АС
Внедрение вычислительной техники в управление производством приводит к изменениям как в системе управления, так и в результатах хозяйственной деятельности предприятий. Расчеты экономической эффективности АС в любой отрасли производятся в соответствии с "Инструкцией по определению экономической эффективности автоматизированных систем управления" в отрасли.
Основными показателями экономической эффективности АСУ являются годовой прирост прибыли, годовой экономический эффект и расчетный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (срок окупаемости).
При определении экономической эффективности АС в условиях эксплуатационной деятельности предприятий и производственно-технических управлений (ПТУ) должны учитываться следующие факторы повышения эффективности производственной деятельности предприятий:
· повышение производительности труда производственных работников и ИТР вследствие сокращения потерь рабочего времени;
· лучшего использования средств связи и механизации производственных процессов;
· сокращение эксплуатационных расходов, снижение себестоимости единицы продукции и снижение затрат на управление;
· ускорение оборачиваемости оборотных средств, установление оптимального уровня запасов материальных ресурсов;
· прирост объема переданных сообщений (обмена) вследствие более рационального использования средств связи и соответственного увеличения суммы собственных (тарифных) доходов как результат внедрения АС;
· снижение непроизводительных расходов, устранение потерь и нерационального расходования производственных ресурсов; прочие факторы производственно-хозяйственной деятельности, не поддающиеся количественному определению: повышение качества услуг связи и качества обслуживания (надежность, достоверность, доступность, скорость, устойчивость связи и т.д.), улучшение качества управления и принятия решений, обоснованность производственных планов; оперативность работы аппарата управления; улучшение организации труда и др.
При определении экономической эффективности АС обязательным условием является сопоставимость всех показателей: во времени, по ценам и тарифным ставкам заработной платы, используемым при определении показателей, по рассматриваемым элементам затрат. Экономические показатели определяются на основе действующих на момент расчета оптовых цен, тарифов и ставок заработной платы, нормативов. Расчет экономической эффективности базируется на сопоставлении затрат ресурсов и обусловленного этими затратами эффекта (результата).
Под эффектом понимают результат, полученный от целенаправленного осуществления какого-либо мероприятия технического, технологического и организационного характера.
Эффект может проявляться через снижение себестоимости обработки данных, получение новых сведений по сравнению с ручной обработкой, улучшение качества машинограмм и т.д. Получение экономического эффекта всегда связано с затратами одного или нескольких видов ресурсов.
Отношение полученного эффекта к сделанным затратам характеризует экономическую эффективность этих расходов.
Обоснование экономической эффективности и ее расчет необходимы для того, чтобы:
1. Выявить правомерность вовлечения значительных средств на приобретение техники и разработку проектов;
2. Выбрать экономически наиболее выгодный вариант системы;
3. Определить очередность перевода комплексов задач на автоматизированное решение;
4. Оценить влияние АС на показатели функционирования средств связи.
Рассмотрим основные показатели и критерии экономической эффективности АСУ.
Годовой экономический эффект- разность между расчетной годовой экономией текущих затрат и единовременными приведенными затратами на разработку и внедрение АСУ-СВЯЗЬ. Этот эффект рассчитывается по формуле:
Э = Эг - Ен * К, где
Эг - годовая экономия средств при использовании АС;
Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,3 для отрасли связи;
К - единовременные затраты.
Расчетный коэффициент эффективности единовременных затрат - отношение расчетной годовой экономии к этим затратам
Если окажется, что расчетный коэффициент эффективности единовременных затрат больше нормативного или равен ему, то внедрение АСУ считается эффективным и оправданным. (Ер≥Ен), т.е. критерием эффективности АСУ является выполнение условия Ер≥0,3.
Срок окупаемости затрат на создание системы- величина, обратная расчетному коэффициенту эффективности. Срок окупаемости характеризует период времени (в годах), в течение которого затраты на внедрение системы возмещаются за счет экономии текущих расходов и дополнительной прибыли, обусловленной ростом собственных доходов. Нормативный срок окупаемости капитальных вложений в АСУ-СВЯЗЬ - 3,3 года, т.е. Тр≤3,3 года.
Он рассчитывается по формуле:
Т = 1/Ер = К/Эг
Выводы по теме
1. Основными показателями экономической эффективности АСУ являются ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Под эффектом понимают ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Отношение полученного эффекта к сделанным затратам характеризует __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вопросы для самоконтроля
1. Назвать факторы повышения эффективности производственной деятельности предприятий в условиях функционирования АС?
2. Что берется в качестве базы сравнения при определении экономической эффективности АС?
3. Как рассчитывается коэффициент эффективности капитальных вложений в АС?
4. Как рассчитывается годовой прирост прибыли и годовой экономический эффект, обусловленные созданием АС?
5. Каковы нормативные значения коэффициента эффективности и срока окупаемости капитальных вложений в АС?
Наиболее полную оценку эффективности системы управления можно получить по показателям эффективности выполнения боевых задач, т. е. по степени достижения силами поставленных целей в операциях (боевых действиях).
Под эффективностью управления следует понимать влияние системы управления на достижение (при прочих равных условиях) конечных целей боевых действий или на степень использования в операции (бою) потенциальных боевых возможностей группировки войск в данной конкретной обстановке” .
Эффективность АСУ принципиально оценивается так же, как и любой другой сложной системы - по степени соответствия своему назначению, полноте удовлетворения предъявляемых к АСУ требований.
Оценка эффективности системы управления (АСУ) проводится с целями:
Выявить зависимость эффективности действий сил при решении поставленных задач от возможностей системы управления;
Показать, в какой степени существующая система управления силами удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям;
Определить оперативно-тактические, организационные и технические мероприятия, необходимые для повышения эффективности её функционирования.
В результате оценки эффективности системы управления силами должны быть определены состав, структура и организация функционирования системы управления при различных вариантах обстановки.
Важное значение при оценке эффективности операций (боевых действий) имеет сравнительная характеристика своей системы управления и системы управления вероятного противника, что позволяет более объективно оценивать соотношение сил сторон, благоприятствует изысканию способов защиты своей системы и вывода из строя системы управления противника.
Следует различать абсолютную и относительную эффективность системы управления. Под абсолютной эффективностью понимается тот вклад, который вносит система управления в достижение конечных целей операции (боевых действий).
Однако количественно представить непосредственное влияние системы управления на ход и исход боевых действий, как правило, достаточно сложно. Система управления влияет на ход и исход боевых действий опосредованно, через действия подчинённых сил и средств. Прогнозируя будущие боевые действия, невозможно точно охарактеризовать числом долю в успехе, которую можно в чистом виде приписать системе управления.
В этом случае следует оценивать относительную эффективность системы управления, под которой понимается результат сопоставления количественных и качественных показателей, позволяющий судить о преимуществах и недостатках одного варианта системы управления по отношению к другому.
Система управления может оцениваться по разным показателям, но при этом всегда нужно помнить, что эффективной может быть только та система управления, которая наилучшим образом способствует реализации потенциальных возможностей сил, участвующих в операции (боевых действиях). Следовательно, эффективность функционирования системы управления целесообразно оценивать по показателю эффективности действий сил, хотя его величина зависит не только от качества системы управления, но и от других факторов.
В общем виде эту зависимость можно выразить следующим образом:
W =f [(Хп, Уп);(Хн, Ун);Z] , (1)
где W - избранный показатель эффективности решения поставленной задачи;
f - вид функции, связывающей показатели эффективности со своим аргументом;
Хп, Хн - совокупность параметров, характеризующих тактико - технические свойства противника и наших сил соответственно;
Уп, Ун - совокупность параметров, характеризующих систему управления противника и наших сил соответственно;
Z - совокупность параметров, характеризующих среду.
К сожалению эта зависимость не учитывает управленческих качеств лиц, принимающих решения (ЛПР). Следовательно оптимальная система управления при “слабом” командире не обеспечит достижения конечной цели.
Сравнивая показатели эффективности при различных вариантах построения системы управления, выбирают наиболее рациональный для решения поставленной задачи в сложившихся условиях обстановки.
При равенстве основных показателей эффективности качество системы управления оценивается по дополнительным показателям.
В общем случае эффективность системы управления и возможность её совершенствования определяются следующим образом:
На основании замысла командующего (командира) формируется модель действий сил с учётом разработанных вариантов структуры системы управления, огневого и радиоэлектронного противодействия противника, а также особенностей района боевых действий;
Определяются элементы системы управления, влияющие на эффективность решения поставленной задачи;
Выявляются параметры этих элементов, характеризующих структуру и организацию функционирования системы управления;
Производится расчёт выявленных параметров;
Осуществляется оценка эффективности рассматриваемых вариантов построения системы управления с использованием разработанных математических моделей действий сил;
Определяются возможности и направления совершенствования системы управления, если структура и организация функционирования системы управления или её отдельных элементов не удовлетворяют предъявляемым к ней требованиям.
Напомним еще раз содержание понятий показатель и критерий эффективности.
Показатель эффективности - численная мера, количественно характеризующая степень выполнения системой цели функционирования, поставленной задачи, определенной функции или количественная оценка свойства, выбранного в качестве характеристики эффективности системы.
Критерий эффективности - это правило или способ принятия какого-либо решения, выбора того или иного действия на основе анализа значения показателя эффективности системы. Часто критерий задается значением или уровнем показателя эффективности.
В зависимости от того, какое конкретное численное значение имеет показатель эффективности, мы можем принять решение о том, хорошая эта система или плохая, эта система лучше или другая, действовать таким способом или нет, соглашаться или отказать, стрелять или не стрелять, принять проект или нет.
Первой и одной из самых сложных проблем в теории и практике анализа эффективности сложных систем является проблема выбора или формулировки показателя эффективности:
С одной стороны, этот показатель должен быть один, но самый главный, самый общий и соответствующий цели;
С другой стороны, он складывается (и, возможно, очень сложным образом) из множества показателей отдельных частных свойств, которые в разной степени и часто противоположно (противоречиво) влияют на показатель эффективности;
С третьей стороны, в многофункциональных системах функций, задач и целей может быть много, и они могут существенно изменяться во времени;
Наконец, с четвертой стороны, крайне усложняет формулировку и выбор показателя эффективности реально существующая иерархичность, многоуровневость целей. Здесь, как правило, необычайно затруднен путь от легкой формулировки опосредованной цели и соответствующего показателя, который часто не вычислим, до самой нужной, практической и конструктивной непосредственной цели, а значит и выбор действительного показателя эффективности.
Объективные трудности, связанные с выбором и формулировкой одного, единственного, всеобщего и полного показателя эффективности сложной системы привели к тому, что на практике широко используют не один общий, а множество частных показателей эффективности. Эти частные показатели с достаточной полнотой и точностью характеризуют общий показатель эффективности (даже если формулировку последнего найти и не удается). В сложных случаях множества частных показателей разбивают на иерархически связанные уровни.
На рис. 3.1 изображена трехуровневая схема взаимосвязей обобщенных целей функционирования соединения (части), управляемых сил флота, органа управления и средств и систем автоматизации системы управления.
Самой конечной и опосредованной для средств и систем автоматизации управления является цель первого уровня (1). На этом уровне определяются показатели, так называемой, боевой эффективности автоматизации управления. По своему содержанию это, как правило, характеристики “приращения чего-либо за счет автоматизации”. Например:
приращение ущерба, наносимого противнику силами флота за счет автоматизации тех или иных процессов управления;
доля предотвращенного ущерба, наносимого нашим силам со стороны противника, определяемая мероприятиями по автоматизации системы управления;
ожидаемое сокращение наряда сил, назначаемых для выполнения боевой задачи, достигаемое за счет автоматизации процессов управления и т. д.
На втором уровне непосредственных целей функционирования системы управления (2) определяются показатели, так называемой, функциональной эффективности автоматизации управления. Эти показатели предназначены в основном для того, чтобы количественно оценить на сколько автоматизация управления обеспечивает выполнение требований оперативности, скрытности, непрерывности, устойчивости и обоснованности управления силами флота.
На третьем уровне (3) формулировки непосредственных целей функционирования определяются показатели, так называемой, организационно-технической эффективности автоматизации управления. Этот уровень представлен большим количеством разнообразных организационных и технических показателей средств и систем автоматизации управления силами флота. Эти показатели в совокупности должны характеризовать все стороны обеспечения эффективной работы органа управления по выработке и реализации решений на операцию или боевые действия.
В состав частных организационно-технических показателей эффективности входят характеристики надежности, живучести, помехозащищённости средств и систем автоматизации управления, а также показатели качества видов обеспечения АСУ.
Не трудно видеть, насколько важным в конкретном решении задач автоматизации управления силами флота становится уяснение непосредственных целей и формулировка непосредственных требований по обеспечению работы органов управления.
