Автоматизированная система управления представляет собой человеко-машинную систему управления, основанную на применении электронно-вычислительной техники, экономико-математических методов, баз данных и обеспечивающую эффективное управление сложным объектом. Основными особенностями автоматизированного управления, рассматриваемыми ниже, являются:
Ресурсное обеспечение любого предприятия составляют финансы, материальные ресурсы, штаты и информационные ресурсы. Если первые три вида ресурсов можно рассматривать обособленно, то информационные ресурсы тесно взаимосвязаны с каждым из них и по уровню иерархии стоят выше. Любое предприятие при управлении остальными ресурсами использует информационные. С другой стороны, информационные ресурсы являются исходным сырьем для АСУ, конечным же продуктом является принятое решение. Причем автоматизированное управление осуществляется всегда в условиях недостатка информации, и поэтому степень использования информационных ресурсов во многом определяет эффективность работы предприятия.
Для промышленного предприятия наиболее характерно случайное воздействие следующих факторов:
Случайные факторы могут быть разделены на две группы: статистически устойчивые и неустойчивые. Характеристики статистически устойчивых случайных величин отличаются постоянством своих средних значений на конечном временном интервале и могут быть получены с помощью адаптивной части системы. При адаптации осуществляются накопление, обработка, формирование параметров случайных воздействий и ввод в алгоритмы решаемых задач управления. Воздействие статистически неустойчивых факторов неопределенности компенсируется при оперативном управлении.
Системный подход получил применение в системотехнике в связи с необходимостью исследования сложных систем, когда сказалась недостаточность, а иногда и ошибочность принятия каких-либо частных решений. На возникновение системного подхода повлияли увеличивающееся количество исходных данных при разработке, стохастичность воздействия внешней среды на объект, сложность производственных связей на предприятии, необходимость учета социально-экономических факторов.
При использовании системного подхода разработчик должен быть поставлен на уровень более высокий, чем уровень разрабатываемой системы. Он должен рассматривать создаваемую систему как подсистему некоторой системы более высокого ранга. Если создается АСУП, то разработчик должен рассматривать ее как составную часть отраслевой АСУ либо АСУ объединением. Кроме того, исследователь должен изучать проектируемую систему не изолированно от внешней среды, а в совокупности с другими окружающими системами.
Основной чертой системного подхода является изучение проблемы управления как процесса, учитывающего взаимосвязь частей или отдельных подсистем. При таком подходе свойства АСУ определяются не просто как арифметическое сложение свойств отдельных составляющих, а возникает системный эффект, проявляются дополнительные качества системы как следствие взаимодействия отдельных подсистем.
Можно выделить две стороны системного подхода: познавательную (дескриптивную) и конструктивную. В соответствии с этим существуют разные определения системы. Дескриптивное определение в общем виде может быть следующим: система представляет собой совокупность объектов, свойства которой определяют отношения между этими объектами. Объекты, входящие в систему, называются элементами системы либо подсистемами, если в дальнейшем они рассматриваются как системы. Дескриптивный подход как познавательный дает возможность объяснить функции, выполняемые системой. Функция есть проявление взаимодействия системы с внешней средой и изучается, когда система рассматривается извне.
Работа системы и внутреннее ее устройство тесно взаимосвязаны, а поэтому с понятием функции тесно связано другое категориальное понятие: структура. Если функция вводится для того, чтобы объяснить функционирование системы извне, то понятие структуры вводится для того, чтобы объяснить функционирование системы изнутри, т. е. определить, как она устроена.
Очевидно, что для изучений функций либо структуры используют два подхода: функциональный и структурный. При одновременном анализе внутреннего устройства системы и ее взаимодействия с окружающей средой могут использоваться оба подхода и, таким образом, возникает структурно-функциональный подход. Дескриптивное описание необходимо для изучения уже созданной системы.
Однако наряду с познавательной частью деятельности человека, когда он обучается, весьма важна и конструктивная, отвечающая на вопрос, как строить систему, удовлетворяющую поставленной цели и обеспечивающую выполнение требуемых от нее функций. Поэтому при создании технических систем, в том числе и АСУ, весьма важным является конструктивный подход. При конструктивном подходе нам обычно известны требуемые свойства системы (функции), по которым необходимо получить структуру системы. Очевидно, что дескриптивный и конструктивный подходы взаимно дополняют друг друга. Если первый обучает проектировщика, то второй позволяет ответить на вопрос, как построить систему, которая реализует требуемую цель.
Схема построения АСУ может быть представлена как следующая последовательность:
Различают понятия формальной (или логической) и материальной структур системы. Под логической структурой понимают совокупность элементов и отношений между ними, необходимых и достаточных для достижения системой заданных целей. При этом предполагается, что независимо от нас существует некоторая наиболее целесообразная структура, которая называется формальной. Очевидно, эта структура является идеальной и к ней должен стремиться исследователь. Материальной структурой называют реальное воплощение логической (формальной) структуры при ее реализации.
При автоматизированном управлении функции распределены между человеком и техническими устройствами. Принятие решения осуществляется руководителем, ответственным за него, а АСУ вырабатывает обоснованные рекомендации и передает их человеку для выработки решения.
При автоматизированном управлении человек воспринимает не сам объект, а некоторую обобщенную информационную модель, на основе которой он принимает решение и формирует управляющие воздействия. Отсюда следует, что эффективность управления во многом зависит от информационной совместимости человека и АСУ. Поэтому при разработке АСУ осуществляют согласование с психологическими характеристиками человека программного, информационного, лингвистического, математического и технического обеспечения.
Под термином «пользователь» подразумевается любое лицо или организация, пользующиеся услугами АСУ. Пользователи обладают различными возможностями и способностями, что необходимо учитывать при организации взаимодействия.
При работе ЭВМ пользователи работают в интерактивном (диалоговом) или пакетном режиме. В первом случае они используют для взаимодействия терминалы, во втором — перфокарты, распечатки, магнитные ленты и прочие носители информации. Выбор того или иного режима работы определяется временной иерархией решаемых задач. Например, для задач оперативного управления, автоматизированного проектирования целесообразно использовать интерактивный режим, для задач долгосрочного планирования — пакетный. Интерактивный режим является наиболее характерным для АСУ и по мере развития терминальной сети и программных средств будет определяющим.
Знание языков программирования, операционных систем, технологии программирования определяет уровень подготовки пользователей. По этому признаку они могут быть разделены на две группы: пользователи-программисты и пользователи-непрограммисты. Для того чтобы неподготовленные пользователи могли создавать свои программы, должны разрабатываться специальные лингвистические средства, приближенные к естественным языкам общения.
Такое разделение пользователей на группы является условным, так как развитие средств программирования, технических средств упрощает общение с ЭВМ и позволяет вовлечь в сферу автоматизированного управления все большее число рабочих и инженерно-технических работников предприятий.
Разработка и внедрение АСУ требуют больших затрат материальных и трудовых ресурсов и, естественно, при их проектировании необходимо использовать функции саморегулирования, самообучения, самоорганизации для адаптации к изменению условий их функционирования. В противном случае затраты на модификацию и реорганизацию АСУ, связанные с появлением новых задач, совершенствованием структуры управления, развитием технических средств, могут быть сопоставимы с первоначальными. Адаптация касается всех видов обеспечения, но в большей степени информационного, математического, программного и технического.
При разработке математического обеспечения точность решений в рамках используемых оптимизационных моделей во многом зависит от наличия адаптивного звена управления, учитывающего изменение случайных факторов на основе методов математической статистики. В области программного обеспечения адаптация связана с использованием общей технологии программирования, модульной структуры пакетов прикладных программ, что позволяет с небольшими затратами приспосабливать эти пакеты к решению новых задач. При создании комплексов технических средств применение устройств, обладающих программной, информационной и конструкторской совместимостью, позволяет безболезненно осуществлять замену устаревшей техники более современной.
| Обновлено: 4.01.2011 - 14:06 | Просмотров: 1080 | распечатать
