Управление и автоматизированные системы

УПРАВЛЕНИЯ

Сама постановка задачи управления некоторым объектом предполагает наличие возможности тем или иным способом воздействовать на этот объект, осуществляя при этом целенаправленный выбор из ряда альтернативных вариантов воздействия.

У п р а в л е н и е есть осуществление совокупности воздействий на управляемый объект, выбранных из множества возможных воздействий на основании программы управления и поступающей информации о поведении объекта и состоянии внешней среды для достижения заданной цели. Управляющими воздействиями следует называть те сигналы (команды), которые несут в себе информацию о требуемых воздействиях на управляемый объект. В процессе управления стремятся к некоторой заранее заданной цели или стараются реализовать некоторую предварительно заданную или вырабатываемую по ходу реализации процесса управления программу действий.

В социально-экономических системах управляющие воздействия реализуются в большинстве случаев в виде устных, телефонных, телеграфных, письменных распоряжений, приказов и т.д. При этом особенно отчетливо проявляется несоизмеримость энергии управляющих воздействий и их результатов. По словесному или письменному указанию, т.е. управляющему воздействию, сопровождающемуся ничтожным расходом физической энергии, в некоторой производственной среде могут быть приведены в действие значительные мощности, энергетические ресурсы.

Совокупность правил, по которым на основании переработки информации о цели управления, состоянии объекта управления или внешней среды вырабатывается управляющая информация о необходимой совокупности управляющих воздействий, называется алгоритмом управления. Алгоритм - это точное изложение последовательности действий над исходными данными, выполнение которых приводит к получению искомого результата.

Важнейшими свойствами алгоритма являются:

• определенность - однозначность предписываемой последовательности действий, не допускающая произвольного ее толкования;

• дискретность - расчлененность алгоритма на отдельные элементарные акты;

• результативность - возможность получения решения за конечное число шагов;

• инвариантность по отношению к вычислителю, означающая, что алгоритм может оставаться неизменным при выполнении предписываемых им вычислений человеком или машиной любого типа.

Алгоритмы могут быть записаны как в терминах русского языка, так и в виде логической блок-схемы или в виде блок-схемы.

Математическое описание процесса управления называется алгоритмизацией процесса управления. Алгоритмизация какого-либо процесса осуществляется в следующей последовательности:

• предварительный анализ задачи алгоритмизации и описания объекта;

• структурное описание процесса;

• анализ связи между его параметрами;

• определение его основных характеристик;

• моделирование процесса и проверка адекватности его математического описания реальному процессу;

• анализ модели и выработка на ее основе рекомендаций по улучшению процесса управления;

• разработка оптимальных алгоритмов;

• проверка и корректировка алгоритмов управления в условиях эксплуатации действующей системы.

На основании разработанных алгоритмов проектируется детализированная программа управления процессом, которая, например, в АСУ технологическими процессами закладывается в блоки памяти управляющих ЭВМ, реализующих ее посредством соответствующих технических и организационных подсистем.

При выполнении функций управления любой системой, любым процессом человек (или электронный автомат) на основании обработки и анализа информации, относящейся к этому процессу, принимает управленческое решение - некоторое предписание к действию (программа, приказ, комплекс физических управляющих воздействий и т.д.). Принятие управленческого решения всегда представляет собой выбор некоторой альтернативы из множества рассматриваемых. Этот процесс выбора, включающий также разработку альтернатив, называется процессом принятия управленческого решения.

Основой принятия управленческого решения является так называемый модельный или «мысленный» эксперимент, включающий построение модели объекта управления, формирование идеализированных условий, воздействующих на модель, произвольное комбинирование этих условий и их возможных воздействий на модель и мысленную оценку соответствующих ситуаций и их предполагаемых последствий.

При реализации модельного эксперимента осуществляется проверка наличия в памяти управляющего органа готового стереотипа для достижения поставленной цели. Если такой стереотип имеется, то при близости сложившейся ситуации к той, в которой этот стереотип уже применялся, вырабатывается управленческое решение.

Таким образом, процессы принятия решений в значительной степени основываются на эвристических методах, которые используют правила, приемы упрощений, обобщения прошлого опыта человека, принимающего решение.

В реальных системах управления решения принимаются в условиях некоторой неопределенности, т.е. недостаточности информации, используемой при принятии решения. Поскольку для накопления информации требуется дополнительное время, то принятие решения также смещается во времени, т.е. происходит запаздывание принятия решения. Поэтому возникает задача выбора момента времени принятия решения.

Наилучшим будет решение, принятое при минимальном риске, являющемся функцией неопределенности. В понятие риска включаются потери от последствий принятого решения. Оптимизация этого параметра осуществляется с помощью специальной теории исследования операций.

???? Пропущены стр 571 – 573?????

В настоящее время практически нет сферы деятельности человека, где бы не внедрялись автоматизированные системы управления (АСУ) административно-хозяйственной деятельностью министерств и ведомств, предприятий и технологических процессов, транспортом и т.д.

Система - это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, подсистем, объединенных единством цели (замысла) функционирования. Автоматизированная система управления - это человекомашинная система управления, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления объектом.

Более высокий класс систем представляют автоматические системы управления, работающие по заданной программе без участия человека. Самый высокий класс систем это адаптивные автоматические системы управления. Участие человека в АСУ объясняется тем, что не всегда удается формализовать все операции в системе, а иногда для принятия решения необходимы элементы творчества; не всегда получаемая информация имеет машинное представление (например, речевая).

Кроме прямого экономического эффекта, внедрение АСУ позволяет получать социально-психологический эффект в результате упорядочения управленческой структуры производства, снятия психологических информационных перегрузок управленческих работников. Работники получают возможность больше уделять внимания творческому труду, перспективному развитию тех или иных проблем.

Автоматизированные системы административно-организационного управления обычно классифицируют в соответствии с организационной структурой органов управления, основными процессами управления, классами решаемых задач, сложностью и степенью автоматизации процессов управления.

По характеру решаемых задач и степени автоматизации процессов управления различают следующие АСУ, информационные, информационно-аналитические, административно-организационного управления.

Автоматизированные информационные системы (АИС) предназначены для автоматизации процессов сбора, обработки и анализа информации о состоянии управляемых объектов в условиях их функционирования, необходимой для административных работников органов управления. Основу их составляют информационно-поисковые системы, осуществляющие сбор, накопление, хранение, обновление и выдачу по запросам информации, реализуемые на ЭВМ. Такие системы повышают оперативность управления, но не решают задачи оптимизации управления и не принимают решения.

Автоматизированные информационно - аналитические системы (АИАС) предназначены для автоматизации двух важнейших процессов: сбора и анализа информации, принятия решений и планирования. В отличие от АИС, в этих системах предусматривается обработка информации для построения вариантов решений и прогнозов, повышение оперативности управления, качества принимаемых решений и планов их исполнения.

Автоматизированные системы административно - организационного управления (АСАОУ) - комплексные системы, предназначенные для автоматизации всех основных процессов управления: сбора и анализа информации, разработки вариантов решения и планов, доведения решений до исполнителей и контроля исполнения. Из этого класса систем можно выделить автоматизированные системы доведения решений (команд, распоряжений) (АСДР), предназначенные для автоматизации процесса доведения командной информации до исполнителей в условиях, требующих особой оперативности: предупреждений об авариях, пожарах и других опасных ситуациях; доведения распоряжений, требующих немедленного исполнения, и т.д. Часто в таких системах набор возможных команд и распоряжений заранее определен и формализован.

Техническую основу АСАОУ составляют универсальные ЭВМ со значительным набором устройств, включенные в единую автоматизированную систему связи. В таких системах математическое, программное, информационное и лингвистическое обеспечение позволяют решать все информационные задачи, задачи прогнозирования, математического моделирования, планирования, оптимизации решений, доведения решений до исполнителя и контроля исполнения. Другими словами, АСАОУ есть высший уровень сложных автоматизированных систем управления.

Основой АСУ являются средства вычислительной техники, объединенные в локальную сеть.

Дальнейшее совершенствование эффективности деятельности пожарной охраны невозможно без широкого внедрения АСУ. Это подтверждается зарубежным опытом, а также результатами внедрения АСУ в ряде гарнизонов пожарной охраны в России.

В крупном плане АСУ в пожарной охране представляет собой объединенную в локальную сеть совокупность автоматизированных рабочих мест (АРМ) специалистов, занимающихся вопросами административно-хозяйственной деятельности; пожарной профилактики объектов; оперативного управления силами и средствами тушения пожаров. Каждая из указанных подсистем обладает достаточной автономностью, целесообразно их поэтапное внедрение. Так как наиболее важной подсистемой является подсистема оперативного управления силами и средствами тушения пожаров, то вполне логично широкое внедрение новых информационных технологий в пожарной охране, начиная с автоматизации этих процессов. В дальнейшем будем называть данную подсистему АСОУПО - автоматизированная система оперативного управления пожарной охраной.