Проекты. Автоматизированные системы

Основная терминология

Информация: а) сведения, являющиеся объектом хранения, передачи, преобразования; б) содержание (смысл) сообщения (сигнала), сведения о чем-либо, рассматриваемые в процессе их передачи и в момент восприятия.
Информация полезная — информация, которая снимает или уменьшает неопределенность на приемной стороне в отношении состояния источника сообщений — передающей стороны.
Количество информации — мера уменьшения неопределенности ситуации (случайной величины) X в результате того, что стано
вится известным исход другой ситуации (случайной величины) Y, усредненная по X и Y. Энтропия - мера неопределенности ситуации (случайной величины) X с конечным или счетным числом исходов; мера неопределенности состояния системы; численно равна количеству информации.
Данные — любая информация, представленная символами (цифрами, буквами или специальными знаками) или их последовательностями.
Алфавит — установленный соглашением упорядоченный список различимых символов, из которых путем их комбинации строятся сообщения данного языка.
Символ — элемент из заданного множества п элементов. Символ может быть представлен знаком или реализован технически в виде комбинаций перфораций, последовательности импульсов, плоских геометрических фигур и т. п. Если л = 2, то символ называют двоичным.
Знак — реально различимый получателем материальный объект: буква, цифра, график, предмет, символ.
Импульс — кратковременный сигнал. Сигнал - изменяющаяся физическая величина, отображающая сообщение и являющаяся, таким образом, носителем информации; природа сигнала может быть любой (колебания электромагнитного поля, изменение давления, цвета и т. п.) - см. гл. IX. Слово - последовательность символов или сигналов, представляющих эти символы. Слово кодовое — комбинация символов некоторого алфавита с оговоренным числом символов (разрядов) в слове. (»)

Это научное направление связано с разработкой совокупности философских, методологических, научных и прикладных проблем анализа и синтеза сложных систем произвольной природы. Считается, что общая теория систем должна представлять собой область научных знаний, позволяющую изучать поведение' систем любой сложности и любого назначения.
С философской точки зрения реальные системы неисчерпаемы в своих свойствах, и для познания действительности необходимы различные уровни абстрагирования. В данной теории используются следующие уровни: символический, или лингвистический; теоретико-множественный; абстрактно-алгебраический; топологический; логико-математический ; теоретико-информационный; динамический; эвристический.
Формулировка термина «система» зависит от принятого уровня абстрагирования и не является единственной.
Рассмотрение задач на каком-либо одном Уровне абстрагирования позволяет дать ответы на определенную группу вопросов, а для получения ответов на другие вопросы необходимо провести исследование уже на Другом уровне абстракции.
В настоящее время общая теория систем е1ме далека от завершения. Однако ее полезность подтверждается практическими применениями, в частности, на ее основе развивается теория многоуровневых иерархиче-ких систем, к которым относится большинство АСУ ТП.
Системотехника. Данная наука представляет собой направление в кибернетике, вопросы планирования, проектиро
вания и поведения сложных информационных систем. Это определение системотехники не является строгим. В настоящее время существует множество определений этой науки, что свидетельствует о ее развивающемся характере.
Нет единого определения и сложной системы. Р. Е. Макол сформулировал следующие семь признаков, которые, по его мнению, ограничивают класс систем, рассматриваемых в системотехнике: (»)

Основная цель декомпозиции — разделение системы на части, имеющие меньшую сложность, с целью обеспечения условий для анализа и синтеза подсистем, для проектирования, построения, внедрения, эксплуатации и совершенствования систем управления.
Первой проблемой декомпозиции систем управления является разделение системы на части с меньшим числом элементов и связей — с меньшим числом переменных величин. Обычно систему разделяют таким образом, чтобы подсистемы поддавались какой-либо классификации, например, по функциям управления, по иерархии управления и др. Это обеспечивает унификацию подходов к подсистемам. Линии разрезов следует выбирать таким образом, чтобы связи расчленялись как можно меньше. Это правило облегчает работу с подсистемами, упрощает увязку подсистем между собой.
Необходимо учитывать естественную декомпозицию, которая находит свое выражение в существующей структуре управления, обязанностях должностных лиц, действующей документации и т. п. Это упрощает работу, подсказывает естественные пути декомпозиции системы, однако следует критически оценивать ситуацию с учетом своих целей Плодотворным способом является прове дение многократной декомпозиции по не скольким разным направлениям. Это позволяет отнести каждый элемент системы одновременно к нескольким подсистемам каждой декомпозиции элемент попадает в разные подсистемы). Такой подход позволяет лучше изучить систему, ибо каждая i композиция освещает ее со своего направления, и воспользоваться знаниями для строения более полноценной системы. (»)

Автоматизация управления основывается на принципах организации управления без автоматизации и частично или полностью использует основные принципы организации производственного процесса. Эта группа принципов отвечает на вопрос: «Как упра­влять?»
В условиях автоматизированного упра­вления производством действуют также спе­цифические принципы, определяющие орга­низацию и функционирование АСУ. Эта группа принципов отвечает на во­прос: «Как организовать автоматизирован­ное управление!»

Автоматизация управления стала возможной благодаря наличию современных технических средств, математического и ор­ганизационного обеспечения, а также благо­даря экономичности автоматизации упра­вленческих процессов и гибкости производ­ственной информации. Это позволяет выделить группу принципов, определяющих воз­можность создания АСУ — основы автома­тизированного управления. Эта группа прин­ципов отвечает на вопрос: «На чем основано автоматизированное управление»
Процессы создания АСУ — от проектиро­вания до внедрения - характерны наличием своих собственных принципов. Эта группа принципов отвечает на вопрос: «Как созда­вать автоматизированное управление?»
(»)

Механизация производственного процес­са — замена физического труда человека ра­ботой механизмов, получающих энергию от какого-либо источника.
Автоматизация производственного процес­са — замена физического труда человека, зат­рачиваемого на управление механизмами и машинами, работой специальных устройств, обеспечивающих это управление (регулирова­ние различных параметров, получение задан­ной производительности и качества продукта без вмешательства человека и т. п.).
Автоматизация управления — замена физи­ческого и умственного труда человека, затра­чиваемого на управление, работой техниче­ских средств, обеспечивающих выполнение определенных управленческих работ с задан­ной производительностью и качеством без вмешательства человека, за которым остаются только функции наблюдения и подготовки технических средств к работе.
При автоматизации управления про­изводственным процессом работа техниче­ских средств управления обеспечивает авто­матический сбор и обработку данных о состоянии процесса, воздействие на про­цесс через исполнительные механизмы, вывод данных оператору или выполнение части этих функций.

Автоматизированная система — понятие, имеющее двойной смысл. С одной стороны, под автоматизированной системой пони­мается организационная система, использую­щая технические средства. С другой стороны, понятие используется для пояснения совер­шенства технической системы управления (см. автоматизированная система управления и автоматическая система управления).
В автоматизированной системе, в отличие от автоматической, технические средства не обеспечивают полной автоматизации, и для успешного функционирования системы необ­ходим труд людей — операторов, диспетче­ров и др. (»)

Сложность структуры любого объекта определяется числом элементов и связей ме­жду ними.

Число элементов на предприятии можно оценить численностью персонала, номенкла­турой средств труда, предметов труда, гото­вой продукции и т. п.

Число связей можно примерно оценить количеством информации, используемой для управления. Число связей зависит от числа элементов, и количество информации также от него зависит.

Современное производство — сложная си­стема, состоящая из тысяч элементов и свя­зей. В машиностроении и приборостроении сложность объекта управления определяется числом входных управляющих воздействий, уровнем средств технологического оснаще­ния, числом контролируемых параметров технологического процесса и другими факто­рами. Усложнение производства требует ус­ложнения управления, иначе управление не будет учитывать всей сложности производ­ства и не обеспечит качества управления.. Управление производством, как процесс, включает в себя элемент «борьбы» со слож­ностью производства. «Борьба» эта основана на естественном стремлении управленческого персонала упростить и упорядочить свою работу.

Сложности производства система управ­ления противопоставляет два основных на­правления своей деятельности: упрощение производства; совершенствование, в определенной мере усложнение управления.

Второе направление предусматривает рост численности аппарата управления, со­вершенствование его структуры, организа­ции, подготовки, использования совре­менных методов управления и технических средств.

Совершенствование структуры и органи­зации управления, использование совре­менных методов — это наиболее эконо­мичные способы совершенствования упра­вления, и ими стоит заниматься в первую очередь.
И производство, и управляющая система имеют две тенденции: усложнения и упроще­ния.
Непосредственной причиной усложнения производства являются развитие науки и техники и возрастающие потребности об­щества. (»)

Процесс управления так же, как и про­изводственный процесс, можно расчленять на отдельные операции, фазы, этапы. Управ­ление так же, как и производственный процесс, поддается формализации и может быть описано различными способами.
В качестве документа, содержащего опи­сание управления технологическим процес­сом, рекомендуется использовать технологи­ческую карту управления. Такая карта должна содержать описание ин­формации, используемой для управления, перечень ситуаций и их суть, перечень реше­ний, принимаемых оператором, технологом или диспетчером, последовательность про­цесса управления. Карта может включать также ряд справочных данных (к кому обра­щаться в случае необходимости, куда зво­нить, какое время выделяется на это и т. п.).
Технологическая карта процесса управле­ния может быть краткой или подробно разработанной с учетом многих возможных ситуаций. Однако объем ее не должен быть большим, так как это затруднит опе­ративное использование.