Мы также разработали схемно-программный аппарат разделения времени. Он управляется программой-диспетчером и позволяет совместить непрерывный обмен оперативной информацией с процессами решения основных задач управления и обработки данных. Фактически, можно утверждать, что нам удалось частично реализовать в разработанном программно-аппаратном комплексе режим многозадачности. (Реальная история, см. статью 'Система 'Львов' — принципы, структура, функции' http://ogas.kiev.ua/library/systema-lvov-pryntsypy-struktura-funktsyy-534)
— Минуточку, — остановил его Руднев. — Вы хотите сказать, что ваша система может одновременно собирать информацию с датчиков и обсчитывать текущую задачу управления производством?
— Именно так, — подтвердил Глушков. — Хотя быстродействие ЭВМ 'Минск' совсем не рекордное, за счёт продуманной системы прерываний и разделения процессорного времени между задачами машина успевает получать информацию от ЭВМ УМ-1НХ, опрашивающей датчики, и одновременно считать текущую задачу. При этом разработанная для нашей АСУ совокупность устройств обеспечивает дистанционный ввод в основной вычислитель оперативной производственной информации от различных источников непосредственно в момент её возникновения, а также вывод необходимых сообщений в различные производственные подразделения и службы аппарата управления предприятием.
— Но датчики всё же опрашивает отдельная ЭВМ? — уточнил Руднев.
— Да, поскольку время отклика датчиков значительно превышает время опроса, выделяемое системой прерываний. Но если раньше пришлось бы делать многопроцессорную машину, работающую с общим полем памяти, то сейчас у нас одновременно работают две ЭВМ, общающиеся между собой по сети. — пояснил академик. — Это позволяет разнести их по разным помещениям, УМ-1НХ установлена в здании цеха, в отдельной комнате, ближе к датчикам, а 'Минск' — в основном помещении ВЦ.
До этого описанный Глушковым режим работы был невозможен. ЭВМ, работающие в пакетном режиме, считывали программу и информацию с носителя, 'перемалывали' её, как арифмометр, и выдавали результат. Для системы ПРО в 1959-60 гг пришлось строить двухмашинный комплекс из ЭВМ М-40 и М-50, работающих с общим полем памяти. При этом М-40 считала основную задачу, а М-50 обеспечивала ввод данных и получение их по радиоканалу, (кстати сказать, обеспечивавшему скорость 1 Мбит/с на расстоянии около 300 км). Аналогичная схема использовалась в американском суперкомпьютере Cray CDC-6600, только процессоров ввода-вывода, работавших с общим полем памяти, у него было 10, плюс центральный процессор, считающий основную задачу.
ЭВМ БЭСМ-3М8 и БЭСМ-4М12, работавшие в системе 'Посылторга', АСУ 'Транспорт', системе дистанционной продажи билетов тоже представляли собой сложные комплексы с 8 или 12 наборами основных регистров, опрашиваемых по очереди.
(по сути, аналог hypertreading, по похожей схеме работали компьютеры-мэйнфреймы CDC серии Cyber-170 https://en.wikipedia.org/wiki/CDC_Cyber)
— Этот режим работы у нас называется 'системным', и он является основным для АСУ, — продолжил Глушков. — В системном режиме график решения задач управления на центральной ЭВМ синхронизирован в реальном масштабе времени с графиком производственного процесса, который, собственно, и определяет очерёдность решения задач.
Системный режим работы АСУ обеспечивается специально разработанным для этой задачи программно-математическим обеспечением. Оно позволяет автоматизировать процессы централизованного информационного обслуживания, оперативного ввода и систематизации производственной информации, а также оперативного контроля и управления режимом работы АСУ и производства в целом непосредственно в процессе управления предприятием. Разработанный специалистами Института кибернетики комплект служебных программ обеспечивает взаимосвязанное системное функционирование технического комплекса, процессы сбора, передачи и накопления данных, контроль, анализ и обработку принятой информации.
В комплекте используется два основных вида программ: диспетчеризации вычислительного процесса в системе; обмена и оперативной обработки первичных данных. В процессе разработки АСУ мы проводили обширное статистическое исследование, — продолжил академик. — Собранные разработчиками системы данные, полученные в результате предварительных обследований промышленных предприятий, позволили установить, что на первичную подготовку информации для её последующей обработки на ЭВМ затрачивается до 40% ручного труда работников аппарата управления предприятием. Поэтому мы решаем эту задачу с помощью автоматизации процессов оперативной обработки первичных данных.
— Я правильно понял, что система сама определяет очерёдность решения задач? — уточнил Руднев.
— Да, конечно, в соответствии с заданным графиком. После окончания работы очередной программы управления производством, резидентная программа-диспетчер выбирает из списка задач, подлежащих решению в текущий интервал времени, очередную задачу, руководствуясь графиком решения задач и присвоенным задаче приоритетом. Эта же программа-диспетчер подготавливает и загружает отдельные программы для вычисления и массивы исходных данных, для решения очередной задачи.
Программа-диспетчер также управляет комплексом устройств ввода-вывода данных, организует выдачу информации по поступившим в систему запросам, а также отслеживает возможные сбои вычислительного процесса и информирует о них оператора.
— И какие конкретно целевые задачи ваша система уже решает? — председателя ГКНТ интересовали не столько технические подробности реализации, сколько достигнутые результаты.
— Управление производством, планирование материально-технического обеспечения производства, и учёт, — ответил Петровский. — Это если опустить подробности.
— Опыт мне подсказывает, что самое интересное как раз скрывается в подробностях, — усмехнулся Руднев.
— Это точно, — Степан Остапович почувствовал интерес руководителя и рассказал немного более подробно. — Сейчас машина умеет рассчитывать величины партий деталей и периодичность их запуска в производство; строить и корректировать календарные план-графики работы цехов серийного производства; проводить расчёты незавершенного производства в заготовительных цехах; осуществляет оперативное управление цехом сборки телевизоров; комплектовочно-заготовительным участком и инструментальным производством. Автоматизированное решение этих задач обеспечивает взаимоувязанное управление всеми основными цехами завода и службами комплектации.
В результате система определяет общий ритм работы предприятия, размеры партий обрабатываемых деталей в цехах серийного производства; стандартный план работы предприятия в этом ритме; ритмы работы сборочных поточных линий; уровни страховых запасов на поточных линиях; календарные план-графики работы основных цехов; сменные задания по цехам и участкам; график поставок материалов и комплектующих изделий для обеспечения производства; графики потребления и производства оснастки и инструмента, — закончил Петровский.
(Все перечисленные задачи АСУ 'Львов' решала в реальной истории, см. http://ogas.kiev.ua/library/systema-lvov-pryntsypy-struktura-funktsyy-534)
— Впечатляет, — признал Руднев. — Как вам это удалось?
— Это вам Виктор Михайлович лучше объяснит, — увильнул от сложного вопроса Петровский.
Глушков тут же подхватил инициативу:
— При разработке системы была высказана идея определения общего ритма работы предприятия, организации работы всего предприятия по циклическому план-графику. Это облегчает учёт и планирование, повторяемость процесса, показывает общую картину, помогая повышать производительность труда и снижать себестоимости продукции. На основе этой идеи Институтом кибернетики был разработан единый комплексный подход к построению общей методики организации и планирования работы предприятий массового и крупносерийного производства дискретного типа.
В процессе разработки системы мы исследовали различные схемы и методы решения задач календарного планирования производства. В результате этих исследований мы выяснили, что решения, основанные на приведении задач календарного планирования к задачам линейного программирования, для целей АСУ практически неприменимы. В процессе разработки были построены схемы точного и приближенного решения задач календарного планирования с использованием рандомизированных функций предпочтения. Фактически, АСУ постоянно решает ряд типовых задач оптимизации.
— По каким критериям? — тут же уточнил Руднев.
— Основным критерием для определения оптимального ритма работы предприятия выбран критерий минимизации производственного цикла, — вставил Петровский. — Эту задачу можно решать также по критерию минимума затрат.
— Разумно. А материально техническое обеспечение производства как планируется?
— Система строит календарный план-график обеспечения и локального регулирования, — ответил директор. — Он является исходным пунктом построения календарного план-графика обеспечения производства, с учётом 'опережения' поставок для запуска деталей в производство. На комплектовочно-заготовительном участке оценивается показатель 'обеспеченность' во времени сборочного производства деталями по каждому наименованию, в соответствии с общей потребностью сборки. АСУ периодически делает прямой расчёт этого показателя. Опыт показывает, что такое прогнозирование, как правило, достаточно для управления снабжением.
— Задача локального регулирования обеспечением сводится к применению уже отработанных методов теории регулирования запасов, — добавил Глушков. — В системе для решения этих задач предусмотрены специализированные программы: планирования потребности материалов для цехов основного производства; слежения за запасами на складах завода; расчёта дефицита материалов на складах завода, идущих на товарный выпуск. Также в системе имеются программы статистического прогнозирования расходования запасов на складах, определения точки и партий заказа материалов для комплектующих изделий.
Решение этих задач обеспечивает комплексное планирование и регулирование материально-технического обеспечения на предприятии, контроль запасов материалов на предприятии. Результаты расчётов используются службами материально-технического обеспечения в их ежедневной работе.
— Вы говорили, учёт у вас в системе тоже автоматизирован? — уточнил председатель ГКНТ.
— Для решении задач учёта в системе реализованы три новых принципа: 'одноразового' ввода первичных данных, которые затем многократно используются в различных направлениях; одновременного с вводом в машину машинного синтаксическо-логического контроля и отбраковки вводимых данных; обеспечения возможности более детального и всестороннего слежения за отдельными позициями по выбору оператора, — пояснил Глушков. — То есть, достаточно один раз ввести данные в систему, а дальше машина сама проверяет правильность их ввода, заносит в общую базу данных и отслеживает на всём протяжении производственного цикла. В целом, перечень задач для системы был выбран на основании оценок возможной эффективности решения текущих задач управления предприятием.
— Система автоматически учитывает движение товарно-материальных ценностей в производстве; расчёты с поставщиками завода; реализацию готовой продукции; наличие материалов в цеховых кладовых; нормативные затраты на основное производство; расчёты с дебиторами и кредиторами; работы основного оборудования в сборочном и механо-штамповочном цехах; отклонения от нормативов; раскрой материалов; стоимость оценки незавершенного производства; труда и заработной платы; основные средства; кассовые и банковские операции, состояние других важнейших счетов бухгалтерии, — по памяти перечислил Петровский. — Автоматический контроль основного оборудования позволяет организовать действенный учёт и контроль загрузки оборудования и трудовых затрат на самых ответственных участках производства.
Председатель ГКНТ кивнул — из того, что он увидел своими глазами, можно было сделать положительный вывод как по возможностям разработанной системы, так и по уровню компетентности руководителя предприятия, свободно ориентировавшегося в этой далеко не простой 'кухне'.
— И какие результаты вы предполагаете получить от внедрения системы?
Вопрос эффективности был ключевым, какими бы впечатляющими ни были продемонстрированные высокому начальству 'кибернетические навороты'.
— Внедрение системы позволило получить экономический эффект по итогам внедрения первого этапа порядка двух миллионов рублей, — ответил Петровский, — и ещё около четырёх с половиной миллионов рублей, по предварительным расчётам, ожидаем 'поднять' со второго этапа. По расчётам экономистов, эффективность вложения средств в АСУП для завода в 3 раза превышает эффективность вложения средств в производство. Система окупилась уже за первый год опытной эксплуатации.
(Суммы указаны в дореформенных ценах, в реальной истории эффект от 1 этапа: 201 тыс. руб.; по итогам последующего совершенствования системы 464 тыс. руб. — весьма прилично для описываемого периода)
— Впечатляющая разработка, — одобрил Руднев. — Вопрос в том, насколько быстро можно будет внедрять подобные АСУ на других предприятиях. То есть, это же не типовое решение?
— Не совсем типовое, но максимально к нему приближенное, — подтвердил Глушков. — Перечень решаемых задач на большинстве предприятий сходный, но конфигурации оборудования везде свои. Везде есть какие-то особенности учёта, производственные нюансы, индивидуальные для каждого предприятия. Поэтому типовое решение каждый раз придётся 'допиливать' по месту. Иначе это не работает. В процессе развития предприятия будут постоянно возникать новые задачи. Для нормальной работы системы необходимо наличие в штате заводского ВЦ собственных программистов и постоянное обучение персонала на рабочих местах.
— А может ли ваша система передавать информацию непосредственно в ОГАС? — спросил гость. — Насколько они совместимы?
— Конечно. АСУ использует тот же формат данных и телеграфный протокол связи, что и ОГАС, — ответил академик. — Такая совместимость закладывалась нами с самого начала. Мы разработали ГОСТ на форматы данных и протоколы передачи информации. Нужно с самого начала поставить условием создания всех будущих АСУ на всех предприятиях и организациях страны соответствие требованиям совместимости по этому стандарту. Этот вопрос я буду поднимать на Госкомупре.
(В 1970-80 гг в СССР создавалось множество АСУ на предприятиях, но все они были очень слабо совместимы или вообще несовместимы между собой.)
Председатель ГКНТ остался доволен увиденным:
— Хорошо поработали, товарищи. Выглядит впечатляюще. Буду рекомендовать вашу работу на соискание Государственной премии. Когда остальные телевизионные заводы будете оснащать такими системами?
— Как только будет соответствующее решение Минрадиопрома, — ответил Глушков. — К нам уже обращался за помощью товарищ Устинов, он просит организовать АСУ на всех заводах оборонных министерств. Будем этим заниматься, конечно, но намного важнее внедрять автоматизацию управления предприятиями народного хозяйства.
