Информационная структура предприятия

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  И  НАУКИ  РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ 
 

СИБИРСКИЙ  ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Д. В. Капулин, А. С. Кузнецов, Е. Е. Носкова 
 
 
ИНФОРМАЦИОННАЯ   
СТРУКТУРА  ПРЕДПРИЯТИЯ 
 
 
Рекомендовано федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования 
«Московский государственный технический университет имени 
Н. Э. Баумана» в качестве учебного пособия для студентов высших 
учебных заведений, обучающихся по направлению «Управление 
в технических системах», рег. номер 2815 от 17 июня 2014 г. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Красноярск 

СФУ 
2014 

 

УДК 658.511(07) 
ББК 65.30-21я73 
К20 
 
 
 
Р е ц е н з е н т ы: 
А. В. Мурыгин, д-р техн. наук, проф. каф. информационноуправляющих систем ГБОУ ВПО «Сибирский государственный аэрокосмический университет им. акад. М. Ф. Решетнева»; 
В. А. Раевский, д-р техн. наук, проф., главный специалист отделения 
900 ОАО «Информационные спутниковые системы им. акад. М. Ф. Решетнева» 
 
 
Капулин, Д. В. 
К20 
 
Информационная структура предприятия : учеб. пособие / 
Д. В. Капулин, А. С. Кузнецов, Е. Е. Носкова. – Красноярск : Сиб. 
федер. ун-т, 2014. – 186 с. 
ISBN 978-5-7638-3128-3 
 
 
Приведены сведения об информационной структуре предприятия с точки зрения взаимодействия информационных и информационно-телекоммуникационных систем и сетей поддержки производственных процессов на нескольких уровнях управления: административно-хозяйственном, производственном, технологическом. Рассмотрены анализ информационной структуры 
предприятия относительно производственной и организационной структур 
в рамках его деятельности; вопросы проектирования информационноуправляющих систем и инфокоммуникационной сетей при построении сетевой инфраструктуры предприятия.  
Предназначено для студентов-магистрантов укрупненной группы 
27.00.00 «Управление в технических системах», обучающихся по направлению 27.04.04 «Управление в технических системах» программы 27.04.04.01 
«Интегрированные системы управления производством». 
 

Электронный вариант издания см.: 
УДК 658.511(07) 

http://catalog.sfu-kras.ru 
ББК 65.30-21я73 
 
 
 
 
ISBN 978-5-7638-3128-3 
© Сибирский федеральный 
университет, 2014 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
 
Список основных понятий, определений и сокращений ....................  
4 
 
Введение ........................................................................................................  10 
 
Рекомендации по использованию литературы .....................................  11 
 
Глава 1. Информационные системы управления предприятием .....  13 
1.1. Структура управления современным предприятием ................  13 
1.2. Информационные системы и уровни управления 
предприятием ................................................................................  21 
1.3. Интеграция информационных систем управления 
предприятием ................................................................................  41 
Контрольные вопросы и задания ........................................................  46 
 
Глава 2. Проектирование информационно-управляющих  
систем предприятия ....................................................................  47 
2.1. Принципы создания информационно-управляющих систем ...  47 
2.2. Структурный анализ и проектирование  
информационно-управляющих систем предприятия ................  55 
2.3. Проектирование информационно-управляющих  
систем с использованием унифицированного языка 
моделирования UML .....................................................................  71 
2.4. Анализ требований .......................................................................  86 
2.5. SCADA-система как часть информационно-управляющей 
системы предприятия ...................................................................  90 
2.6. Технология OPC для управления объектами автоматизации ......  109 
Контрольные вопросы и задания ........................................................  118 
 
Глава 3. Инфокоммуникационная инфраструктура предприятия ..  120 
3.1. Задачи построения сетевой инфраструктуры предприятий .....  120 
3.2. Типы корпоративных сетей при администрировании ..............  123 
3.3. Промышленный стек протоколов TCP/IP ..................................  126 
3.4. Типы связей в корпоративных сетях ...........................................  129 
3.5. Моделирование компьютерных сетей ........................................  135 
3.6. Мониторинг компьютерных сетей ..............................................  147 
3.7. Виртуальные частные сети ..........................................................  175 
Контрольные вопросы и задания ........................................................  180 
 
Заключение ...................................................................................................  181 
 
Библиографический список ......................................................................  182 
 

Список основных понятий, определений и сокращений 

4 

СПИСОК  ОСНОВНЫХ  ПОНЯТИЙ,  
ОПРЕДЕЛЕНИЙ  И  СОКРАЩЕНИЙ 
 
 
АС, АСУ – автоматизированная система, автоматизированная система управления – совокупность экономико-математических методов, технических средств и организационных комплексов, обеспечивающих рациональное управление предприятием или технологическим процессом. 
АСУП – комплексная автоматизированная система управления 
предприятием. 
АСТПП – автоматизированная система технологической подготовки 
производства. 
АСУТП – автоматизированная система управления технологическим 
процессом. 
Информационная структура предприятия – совокупность информационных и информационно-телекоммуникационных систем и сетей, которые функционируют на основе единых принципов и по общим правилам, 
обеспечивающим защищенное информационное взаимодействие всех участников производственного процесса. 
Интегрированная САПР (CAE/CAD/CAM-система) – информационная система поддержки процесса проектирования на функциональном, 
конструкторском и технологическом этапах. 
ИУС – информационно-управляющая система. 
ПО – программное обеспечение. 
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. 
ОС – операционная система. 
Организационная структура (организационная система управления) предприятия – совокупность подразделений и должностей, связанных отношениями и подчинением. 
САПР – система автоматизированного проектирования. 
Структура предприятия – состав и соотношение его внутренних 
звеньев (цехов, отделов, лабораторий и других компонентов), образующих 
единый хозяйственный объект. 
СКС – структурированная кабельная система – физическая основа 
инфраструктуры здания, позволяющая свести в единую систему множество сетевых информационных сервисов разного целевого назначения. 
СУБД – система управления базой данных. 
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) – модемная технология, 
в которой доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком асимметрично. 

Список основных понятий, определений и сокращений 

5 

ANSI/TIA/EIA-568-A – американский стандарт, описывающий телекоммуникационные кабельные системы общего назначения (СКС). 
API (Application Program Interface) – прикладной программный 
интерфейс. 
APS (Advanced Planning & Scheduling) – концепция синхронного производственного планирования (оптимальное календарное планирование). 
ARP (Address Resolution Protocol) – протокол определения адреса. 
ASN.1 (Abstract Syntax Notation One) – язык для описания абстрактного синтаксиса данных, используемый OSI в области телекоммуникаций 
и компьютерных сетей. 
ATM (Asynchronous Transfer Mode) – высокопроизводительная сетевая технология коммутации и мультиплексирования, основанная на передаче данных в виде ячеек фиксированного размера. 
BGP (Border Gateway Protocol) – протокол граничного шлюза.  
CAD (Computer Aided Design) – система автоматизированного проектирования. 
CAE (Computer Aided Engineering) – система автоматизации инженерных расчетов. 
CAM (Computer Aided Manufacturing) – информационная система 
подготовки производства. 
CASE (Computer Aided Software Engineering) – методы, технологии и средства поддержки, создания и сопровождения информационных 
систем. 
CS (Communication System) – коммуникационная система (каналы 
связи). 
CRM (Customer Relationship Management) – методология управления отношениями с клиентами, а также информационные системы (CRMсистемы), построенные на такой методологии. 
DCCP (Datagram Congestion Control Protocol) – протокол управления дейтаграммами с контролем плотности трафика.  
DDE (Dynamic Data Exchange) – механизм взаимодействия приложений в операционных системах MS Windows. 
DLL (Dynamic-Link Library) – динамически подключаемая библиотека, обеспечивает многократное использование различными приложениями. 
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) – сетевой протокол, 
позволяющий устройствам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. 
DNS (Domain Name System) – система доменных имен. 
Е1 – цифровой поток передачи данных. 
EEI (External Environment Interface) – интерфейс взаимодействия 
с внешней средой. 

Список основных понятий, определений и сокращений 

6 

EN 50173:1995 – европейский стандарт, описывающий телекоммуникационные кабельные системы общего назначения. 
ERP (Enterprise Resource Planning) – планирование ресурсов предприятия. 
ERP-система – информационная система управления производственной деятельностью предприятия, используемая для планирования 
и идентификации всех материальных/нематериальных ресурсов производственного предприятия в целом, необходимых для осуществления производственно-хозяйственной деятельности. 
ERP II, CSRP (Customer Synchronized Relationship Planning) – планирование ресурсов, синхронизированное с покупателем. 
ESX Server – программный продукт для виртуализации уровня предприятия. 
FTP (File Transfer Protocol) – протокол передачи файлов. 
HDLC (High-Level Data Link Control) – бит-ориентированный сетевой протокол, производный от более раннего аналогичного решения – протокола SDLC. 
HMI/ММI (Human/Man-Machine Interface) – человеко-машинный 
интерфейс. 
HTTP (HyperText Transfer Protocol) – протокол передачи гипертекста. 
ICMP (Internet Control Message Protocol) – протокол межсетевых 
управляющих сообщений. 
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) – институт 
инженеров по электротехнике и электронике.  
IEEE 802.1Q – стандарт, описывающий процедуру тегирования трафика для передачи информации о принадлежности к VLAN. 
IDEF (Integrated Computer Automated Manufacturing DEFinition) – 
семейство методов и технологий для создания моделей сложных систем 
и проектирования компьютерных систем. 
IGMP (Internet Group Management Protocol) – протокол управления 
групповой передачи данных по IP-сетям.  
IP (Internet Protocol) – межсетевой протокол.  
IPC – один из ранних стандартов канального уровня сетевой модели OSI. 
ISO/IEC 11801 – международный стандарт, описывающий телекоммуникационные кабельные системы общего назначения (СКС), которые 
подходят для различных сервисов. 
ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunication 
sector) – Международный консультационный комитет по телефонии и телеграфии. 
LAN (Local Area Net) – локальная вычислительная сеть. 

Список основных понятий, определений и сокращений 

7 

LLC (Logical Link Control) – подуровень управления логической связью модели OSI. 
MAC (Media Access Control) – подуровень доступа к среде передачи 
в модели OSI. 
MES (Manufacturing Execution System) – производственная исполнительная система – информационная система управления производственной деятельностью предприятия, предназначенная для формирования расписаний работы оборудования и оперативного управления производственными процессами цехового уровня, координации, анализа и оптимизации 
выпуска продукции в рамках какого-либо производства. 
MIB (Management Information Base) – база управляющей информации (как правило, протокола SNMP). 
MPLS (Multiprotocol Label Switching) – сетевой мультипротокольный механизм коммутации, позволяющий осуществлять передачу данных 
от одного узла сети к другому с помощью меток.  
MRP (Material Requirement Planning) – методология планирования 
материальных потребностей. 
MRP II (Manufacturing Resource Planning) – методология планирования производственных ресурсов. 
MTU (Master Terminal Unit) – диспетчерский пункт управления 
(главный терминал). 
OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information 
Standards) – консорциум, который управляет разработкой, конвергенцией 
и принятием промышленных стандартов в области информационных тех-
нологий. 
OLAP (On-Line Analytical Processing) – анализ многомерных данных, технология обработки данных, заключающаяся в подготовке суммарной (агрегированной) информации на основе больших массивов данных, 
структурированных по многомерному принципу. 
OLE (Object Linking and Embedding) – технология связывания и внедрения объектов в другие документы и объекты, разработанная корпорацией «Майкрософт». 
OPC (OLE for Process Control) – протокол обмена информацией 
в реальном времени. 
OSI (Open Systems Interconnection) – взаимодействие открытых систем.  
OSPF (Open Shortest Path First) – протокол динамической маршрутизации, основанный на технологии отслеживания состояния канала и использующий для нахождения кратчайшего пути алгоритм Дейкстры.  
PPP (Point-to-Point Protocol) – двухточечный сетевой протокол.  
PLC (Programmable Logical Controller) – программируемый логический контроллер. 

Список основных понятий, определений и сокращений 

8 

PLM (Product Lifecycle Management) – управление жизненным циклом продукции (характерно для дискретного производства). 
RIP (Routing Information Protocol) – протокол маршрутизации информации.  
RJ (Registered Jack) – стандартизированный физический сетевой интерфейс включающий описание конструкции обоих разъемов и схемы их 
коммутации, например, RJ11, RJ14, RJ25, RJ45. 
RTP (Real-time Transport Protocol) – транспортный протокол реального времени.  
RTU (Remote Terminal Unit) – удаленный терминал, осуществляющий обработку задачи (управление) в режиме реального времени (компонент SCADA-системы). 
RTX (Real Time Extension) – подсистемы жесткого реального времени. 
SADT (Structured Analysis and Design Technique) – методология 
структурного анализа и проектирования, основа стандарта IDEF0. 
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) – информационная система контроля и управления производственным процессом. 
SCTP (Stream Control Transmission Protocol) – протокол передачи 
с управлением потоком.  
SDLC (Synchronous Data-Link Control) – один из ранних протоколов 
управления синхронным каналом передачи данных.  
SLIP (Serial Line Internet Protocol) – устаревший сетевой протокол 
канального уровня эталонной сетевой модели OSI для доступа к сетям стека TCP/IP через низкоскоростные линии связи на основе инкапсуляции пакетов протокола IP. 
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – простой протокол передачи 
электронной почты.  
SNMP (Simple Network Management Protocol) – простой протокол 
сетевого управления.  
SSH (Secure SHell) – сетевой протокол, позволяющий производить 
удаленное управление операционной системой и туннелирование сетевых 
соединений.  
SSL (Secure Sockets Layer) – асимметричный криптографический 
протокол, который обеспечивает безопасность связи.  
Т1 – дуплексные цифровые каналы, спроектированные специально 
для передачи цифровых сигналов. 
TCP (Transmission Control Protocol) – протокол управления переносом информации. 
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) – набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия. 

Список основных понятий, определений и сокращений 

9 

UDP (User Datagram Protocol) – протокол пользовательских дейтаграмм.  
UML (Unified Modeling Language) – унифицированный язык моделирования. 
VI API (Virtual Infrastructure Application Programming Interface) – 
прикладной программный интерфейс для фирменных технологий виртуализации компании VMware. 
VLAN (Virtual Local Area Network) – виртуальная локальная вычислительная сеть – логическая («виртуальная») локальная сеть, представляющая собой группу узлов с общим набором требований, которые взаимодействуют так, как если бы они находились в одном широковещательном домене. 
VPN (Virtual Private Network) – виртуальная частная сеть.  
WAN (Wide Area Net) – глобальные (внешние) сети и телекоммуникации.  
Wi-Fi – семейство стандартов передачи цифровых потоков данных 
по радиоканалам. 
WMI (Windows Management Instrumentation) – технология для централизованного управления и слежения за работой различных частей компьютерной инфраструктуры под управлением платформы Windows. 
WWW (World Wide Web) – распределённая система, предоставляющая доступ к связанным между собой документам, расположенным на различных интернет-узлах. 
X.25 – один из ранних стандартов канального уровня сетевой модели OSI. 
10BaseT – физический интерфейс Ethernet, позволяющий сетевым 
узлам связываться при помощи кабеля типа «витая пара». 
 
 

Информационная структура предприятия 

10 

ВВЕДЕНИЕ 
 
 
Современное развитие производственных предприятий заключается 
в повышении промышленного потенциала – модернизации фондов, установке современного технологического оборудования, внедрении новых промышленных технологий и механизмов управления. Именно последние могут 
обеспечить эффективность производства и повышение производительности 
труда, фондоотдачи технологического оборудования, качества продукции 
с одновременным уменьшением совокупных затрат на производство.  
Оптимальным является такое управление производственным предприятием, которое позволяет в сжатые сроки обрабатывать возрастающие 
потоки информации и использовать необходимое число содержащихся 
в ней показателей. Следовательно, выстраивание эффективных механизмов 
управления возможно лишь с помощью развития информационной структуры предприятия как единого информационного пространства. 
При рассмотрении деятельности современного производственного 
предприятия наряду с производственно-техническим, организационным 
и экономическим единством необходимо рассмотрение информационной 
составляющей, которая определяется общностью информационных потоков, 
поддерживающих процессы производства и финансово-хозяйственного 
управления на предприятии. Она позволяет сформировать информационную структуру предприятия и определяется общностью организационных 
форм, информационных процессов и систем. 
Основная цель пособия – дать общее системное представление об информационной структуре предприятия как комплекса взаимодействующих 
информационных и информационно-телекоммуникационных систем и сетей 
поддержки производственных процессов на нескольких уровнях управления: административно-хозяйственном, производственном, технологическом. 
Каждый уровень управления характеризуется своей интенсивностью циркулирующей информации, масштабом времени и набором функций. Рассмотрены функции основных информационных систем поддержки процесса 
производства: ERP-, MES- и SCADA-систем, методология проектирования 
информационно-управляющих систем, задачи построения и инструментальные средства разработки инфокоммуникационной структуры предприятия. 
Поскольку каждый из разделов представляет собой самостоятельную предметную область применения современных информационных систем и сетей 
на производственных предприятиях, настоящее пособие следует рассматривать в качестве общего вводного курса для соответствующих дисциплин 
учебного плана подготовки магистров направления 27.04.04 «Управление 
в технических системах» программы 27.04.04.01 «Интегрированные системы управления производством».