Управление в технических системах

Применение технических средств для облегчения физического труда человека называется механизацией. Механизация повышает эффективность физического труда человека. По мере роста механизации возрастает значимость интеллектуального труда человека.

Содержанием интеллектуального труда является обработка информации, анализ процессов и явлений окружающего мира, создание нового знания.

Появление вычислительных машин положило начало автоматизации интеллектуального труда человека. Автоматизация является продолжением механизации. Механизация охватывает процессы получения, передачи, преобразования и использования энергии. Автоматизация – процессы получения, передачи, преобразования, накопления и использования информации.

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.

Автоматизация - последовательная передача функций управления от человека к техническим средствам (исполнительным устройствам).

Первоначально автоматизация охватывала управление техническими системами. Например, автопилоты, автоматические системы коммутации и т.п.

В таких системах допустима самая высокая степень автоматизации управления. Они могут функционировать без участия человека, не считая запуска, контроля и ремонта. Такие системы управления называются автоматическими.

Разработка автоматических система управления явилась стимулом для проведения фундаментальных исследований и построения строгой теории автоматического управления (ТАУ). Понятия и представления, рожденные при разработке ТАУ, стали основополагающими в теории управления.

Потребности промышленного производства ставили задачи управления все более сложными процессами и системами, что явилось серьезным толчком развития представлений о системности, системном подходе.

В рамках классической теории управления выделяется совокупность процессов и структурных элементов обеспечивающих процесс управления. Эта совокупность называют система управления. Функционирование системы управления отождествляется с процессом управления и описывается следующим образом.

Система управления получает:

- информацию I_c о текущем состоянии объекта управления (ОУ);

- информацию I_ц о том, в каком состоянии должен находиться ОУ.

Отклонения ОУ от заданного состояния происходят под воздействием внешних возмущений V.

В результате сравнения информации I_c и I_ц в управляющем органе (УО) вырабатывается управляющая информация I_у, которая передается на исполнительный орган (ИО).

ИО вырабатывает управляющее воздействие U, которое ликвидирует отклонение состояния ОУ.

Рис 1. Управление с точки зрения теории автоматического управления

Организационное управление

С развитием вычислительной техники и математических методов автоматизация распространилась на управление объектами социальной природы.

Управления этого типа принципиально не может быть автоматическими. Объясняется это рядом причин:

· сложность объектов социальной природы не позволяет разработать формальные процедуры вывода параметров управляющего воздействия;

· субъект управления является составным элементом объекта управления;

· исполнительные орган не является техническим устройством, он также является элементом объекта управления;

· социальный объект имеет очень разносторонние связи и отношения, что иногда трудно его выделить из внешней среды, однозначно описать границы объекта и внешней среды;

· время становится во многих случаях основным фактором оценки результатов управляющих воздействий.

Управление объектами социальной природы является автоматизированным.

Автоматизированное управление это процесс, при котором формальные процедуры выполняются людьми с использованием средств вычислительной техники (сбор, хранение, обработка информации, ведение документооборота, вычисления, анализ, моделирование сценариев развития), а принятие решения о способах, форме, динамике поведения выполняется уполномоченными людьми или группами людей. Они при этом самым непосредственным образом участвуют в процессе реализации принятого решения.

Целью автоматизации управления является эффективное использование всех видов «ресурсов». При этом достигается:

Повышение оперативности управления за счёт использования следующих базовых информационных процессов:

· сбор информации,

· поиск информации,

· предварительная обработка информации

· передача информации, шифрование и дешифрование информации,

· производство расчётов,

· решение логических задач,

Снижение трудовых затрат на выполнение различных вспомогательных процессов. При управлении, трудовые затраты распределяются примерно следующим образом, как показано на рис. 2.

Повышение формализованности принимаемых решений. Принятие решений проходит на основе анализа и последующего имитационного моделирования развития ситуации с применением современного математического аппарата.

Эффект от автоматизации управления достигается не за счет уменьшения численности людей в системе управления, а за счет перераспределение специалистов:

· сокращается численность должностных лиц, занятых непосредственно управлением,

· увеличивается инженерный и технический персонал, обслуживающий технические средства.

Эффект автоматизации достигается за счёт своевременности и рациональности принимаемых решений.

рис. 2.