Главная цель информатизации – повышение эффективности общественного производства все видов продукции и услуг для улучшения социально-экономических условий жизни населения.

Объектами процессов информатизации являются: машинообрабатываемая информация, существующая в виде сообщений, документов или массивов баз данных в устройствах памяти любой конструкции; информационные технологии; программные средства; информационно-вычислительные системы и сети; информационные услуги.

Информация – сведения об активно существующих объектах и процессах, а также их связях и взаимодействии, доступные для практического использования в деятельности людей.

Задача информатизации состоит в сокращении различных видов материальных, энергетических, финансовых и других потоков за счет их частичной замены и компенсации информационными потоками. Для этих целей применяются информационные системы, реализующие соответствующие информационные технологии (ИТ).

1.1. Основные понятия.

Информационную модель любой системы управления можно представить как совокупность двух основных компонентов: объекта управления и управляющей части.

Объект управления – четко выделенная ограниченная сущность с точно зафиксированным составом и спецификацией входящих в эту сущность элементов и с точно установленными отношениями между элементами этой сущности. Объектом управления может быть любой объект: завод, магазин, территория, город, район, государство, макроэкономика в целом, любое управляемое техническое устройство или какой-либо технологический процесс.

Предполагается, что объект управления может функционировать автономно до тех пор, пока не меняются некоторые условия.

Другим принципиально важным компонентом системы управления является управляющая часть. Управлением называется сознательное целенаправленное информационное воздействие посредством управляющей части с целью перевода объекта управления из одного состояния в другое.

Взаимодействующие управляющая часть и объект управления образуют систему управления.

Управляющая часть должна располагать данными о внешней среде и внутреннем состоянии объекта управления и в соответствии с параметрами внешней среды и параметрами состояния объекта управления управляющая часть вырабатывает управляющее воздействие на объект управления.

1.2. Параметры управления.

Можно выделить три основные группы параметров управления:

· критерии эффективности управления – сложное, часто математическое понятие, определяемое управляющей частью и задающее общую (функциональную) стратегию управления;

· норматив управления – позволяющий сравнивать текущее состояние объекта управления с некоторым заранее определенным идеализированным состояние (образцом) и определяющий корректность (законность) управляющих воздействий;

· внешние задающие воздействия – позволяющие целенаправленно переводить объект управления из одного стабильного (устойчивого) состояния в другое.

Перевод объекта управления в нестабильное состояние приводит к дестабилизации объекта управления. Состояние дестабилизации характеризуется потерей управляемости объектом управления, что может привести к саморазрушению и утрате объекта управления.

Взаимодействие управляющей части и управляемого объекта двойственно: оно осуществляется посредством прямой и обратной связи.

По прямой связи осуществляется непосредственная передача управляющих воздействий от управляющей части к объекту управления.

По обратной связи осуществляется передача информации о фактических (текущих) параметрах состояния объекта управления от объекта управления к управляющей части.

Обратная связь (обратное воздействие результатов процесса на его протекание или управляемого процесса на управляющий орган. Обратная связь характеризует системы регулирования и управления в живой природе, обществе и технике) – фундаментальное понятие кибернетики, теории управления и теории информации. Различают также отрицательную и положительную обратные связи.

Отрицательная обратная связь широко используется в замкнутых автоматических системах с целью повышения устойчивости (стабилизации), улучшения переходных процессов (явления, возникающие в системе при переходе из одного состояния в другое), понижения чувствительности (под чувствительностью понимается отношение бесконечно малого изменения выходного воздействия к вызвавшему его бесконечно малому входному воздействию).

Положительная обратная связь усиливает выходное воздействие звена (или системы), приводит к повышению чувствительности и, как правило, к понижению устойчивости (часто к незатухающим и расходящимся колебаниям), ухудшению переходных процессов и динамических свойств.

1.3. Понятие о системах управления.

Для осуществления различных технологических, производственных, организационных и экономических процессов необходимо, чтобы величины, которые характеризуют эти процессы, удовлетворяли определенным условиям.

Так, например, в энергосистемах должны поддерживаться на постоянном уровне величины напряжения и частоты, в космонавтике необходимо обеспечить движение космического корабля в пространстве по заданной траектории. В экономике необходимо обеспечивать устойчивый равновесный рост.

Создание условий, обеспечивающих требуемое протекание процесса, называется управлением. Управление направлено на достижение определенной цели.

В 40-х годах ХХ столетия теория управления сформировалась в качестве самостоятельной научной дисциплины, изучающей методы анализа и синтеза систем автоматического управления в технике независимо от их физической природы.

В эти же годы возникла новая научная дисциплина – кибернетика. Слово «кибернетика» происходит от двух греческих слов: «кибер» (в переводе – «над») и «наутис» (моряк), т.е. «кибернаутис» - старший над моряками. Греческий философ Платон использовал термин «кибернетика» для названия искусства управления обществом. В 1948 г. американский ученый Норберт Винер снова ввел этот термин, определив кибернетику как науку об управлении и связи в живой и неживой природе.

Одно из основных положений кибернетики состоит в том, что управление – это процесс переработки информации. Методы кибернетики находят применение не только при исследованиях процессов управления в неживой природе, но и при исследовании процессов управления в живых организмах и в обществе, поэтому автоматику рассматривают как раздел кибернетики, посвященный изучению систем автоматического управления в технике (техническая кибернетика).

Агрегат, машина, аппарат, комплекс машин или аппаратов, коллектив предприятия и т.д., в которых протекает процесс, подлежащий управлению, называется объектом управления.

В процессе управления можно выделить следующие элементы:

· получение информации о цели (задаче) управления;

· получение информации о состоянии объекта управления, т.е. о результатах управления;

· анализ полученной информации и принятие решений о требуемых управляемых действиях. Это задача лица, принимающего решение (ЛПР);

· исполнение принятого решения.

 

1.4. Роль информации в управлении.

В общем случае процесс управления состоит из получения информации о цели управления, получения информации о результатах управления (поведении управляемого объекта), анализа полученной информации и выработки решения и, наконец, исполнения принятого решения. Для осуществления процесса управления необходимо иметь источники информации о цели и результатах управления, устройство для анализа информации и принятия решения, устройство, реализующее принятое решение (исполнительное устройство).

В целом ряде случаев человек не в состоянии управлять процессом. Так, при помощи своих органов чувств он не всегда может получать информацию, необходимую для управления. Человек без приборов не может измерять напряжение электрического тока, температуру расплавленного металла, интенсивность радиоактивного излучения, высоту летящего самолета, параметры экономики и другие величины, поэтому для получения информационных ресурсов для достижения результатов управления необходимо использовать специальные технические устройства (датчики, измерительные приборы и др.) и управленческий персонал для получения данных, выбора из них актуальной информации, привлечения профессиональных знаний, образующих информационные ресурсы (ИР) для разрешения проблемных ситуаций (ПС).

 

1.5. Определение, основные понятия и тенденции в развитии информационных технологий.

Информационная технология - это совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распространение (транспортировку) и отображение информации с целью снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса, а также повышение их надежности и оперативности.

Информация воспринимается от окружающей среды, выдается в нее, преобразуется или сохраняется внутри некоторой системы и передается с помощью носителей какой-либо физической природы в виде графических, звуковых и световых сигналов, энергетических и нервных импульсов.

Информационный процесс – совокупность процессов получения, накопления, обработки и передачи информации. Функция информационной технологии – совокупность действий, направленных на реализацию определенной части информационного процесса. Функции могут реализовываться человеком, полуавтоматическими, автоматическими и другими средствами.

Информационное пространство – совокупность информационных ресурсов, информационных систем и коммуникационной среды.

Информационный ресурс – совокупность информации, содержащейся в различных источниках.

Информационная система – организованная совокупность информационных технологий, объектов и отношений между ними, образующая единое целое. Информационная система может включать в качестве объектов персонал, информационные, материально-технические и другие ресурсы, необходимые для реализации конкретного информационного процесса.

Коммуникационная среда – совокупность способов и средств, обеспечивающих передачу (обмен) информации.

Информационный продукт – информация, полученная в результате реализации информационной технологии.

Входная информация – информация, получаемая из окружающей среды.

Внутренняя информация – информация, сохраняемая в некоторой системе.

Выходная информация – информация, передаваемая в окружающую среду.

Документированная информация – информация, оформленная в установленном порядке и закрепленная на материальном носителе, обеспечивающем ее передачу во времени и пространстве.

Информационный массив – совокупность документированной информации, упорядоченной по определенным признакам.

Можно выделить две тенденции в развитии информационных технологий и САПР:

Во-первых, усиливается интеграция систем, в чем не последнюю роль играет внедрение систем управления документооборотом в масштабах организации (Product Data Management, PDM). Такой подход обеспечивает централизованное хранение документов в электронном виде в единой базе данных. Это дает пользователям возможность оперативно получать нужные документы и данные (например, спецификации) и одновременно обеспечивает защиту от несанкционированного доступа. При этом можно контролировать сроки выполнения работ и степень загруженности специалистов.

Во-вторых, на современном этапе развития информационных технологий в промышленности повышается роль CALS-технологий (информационная поддержка жизненного цикла процесса управления объектом), предусматривающих использование единого информационного пространства на протяжении всего жизненного цикла процесса управления объектом — от идеи создания объекта и до его ликвидации. Это предполагает представление в электронном виде описания всех процессов, связанных с управлением объектом на уровне требований международных стандартов ISO 9000. Выполнение этих требований позволяет эффективно, в едином ключе решать проблемы обеспечения качества процесса управления объектом.