Основные направления автоматизации управления

В диалектике развития человечества постоянно развивались и совершенствовались приемы и методы управления. На первом этапе общественного развития человек накапливал опыт управления и учился на собственных ошибках. Затем он обучался на основе опыта предыдущих поколений. При обучении стали использоваться здравый смысл и логические подходы. Тем не менее они находились вне среды точных наук, которых в свое время практически не было.

Объективная необходимость повышения эффективности систем управления, с одной стороны, появление средств вычислительной техники (СВТ) и других технических средств, с одновременным развитием таких наук как кибернетика, исследование операций, теории массового обслуживания, теории игр, математического программирования, экономико-математического моделирования, с другой стороны, создали определенные предпосылки автоматизации процессов управления.

Автоматизация управления заключается в замене физического и умственного труда человека, затрачиваемого на управление механизмами и машинами, обеспечивающих выполнение определенных управленческих работ с заданной производительностью и качеством, а также созданием систем автоматического управления. В настоящее время сложились три направления автоматизации управления.

Первое направление связано с созданием систем автоматического управления (САУ), которые без участия человека выполняют измерение, контроль, регулирование и управление работой машин и технологических процессов. Такими САУ являются:

• информационно-измерительные системы;

• автоматического контроля;

• автоматического управления машинами и технологическими процессами.

Второе направление характеризуется созданием автоматизированных информационных систем управления (АИСУ), в которых процесс получения информации из внешней и внутренней среды объекта управления, ее переработки, принятия решений и выработки управляющих воздействий невозможен без участия человека. При создании АИСУ одной из главных задач является правильное распределение функций между человеком и техническими средствами. Окончательное принятие решения в таких системах управления остается за человеком. Совместное участие человека и технических средств в АИСУ приводит к тому, что их нельзя разрабатывать ни как технические системы, ни как организационные, состоящие только из людей.

АИСУ – человеко-машинная система управления, обеспечивающая автоматизированный процесс получения и переработки информации, выработки управляющих воздействий, необходимых для оптимизации управления в различных сферах деятельности человека. Такие системы управления всегда создаются для конкретных управляемых объектов и носят на себе отпечаток их индивидуальности.

К третьему направлению относится создание интегрированных автоматизированных информационных систем управления (ИАИСУ). ИАИСУ – человеко-машинные системы управления, реализующие комплексы задач на основе единого организационного, информационного, технического, математического и программного обеспечения для достижения поставленных целей.

Теоретической основой автоматизации управления является совокупность базовых научных теорий, которые используются в той или иной мере при создании автоматических или автоматизированных информационных систем управления. В первую очередь к ним относятся кибернетика во всех ее видах и соприкасающиеся с ней математические теории.

Наряду с применением кибернетики, математических и экономических методов, определяющим фактором создания эффективных автоматических и автоматизированных систем управления является этапность развития СВТ и автоматизированных информационных технологий. В нашей стране реальные попытки использовать СВТ и экономико-математические методы для автоматизации отдельных задач планирования и управления в промышленности относятся к 1956 г., когда начался процесс автоматизации отдельных задач планирования и учета.

Классификация АИСУ

Важной частью теоретических и практических основ создания АИСУ является их классификация. Классификация АИСУ представляет собой по существу систематику будущих систем управления, в которых выделяются основные определяющие звенья. Большая разноплановость управляемых объектов в государстве, народном хозяйстве и видов процессов управления делают задачу распределения АИСУ по классам достаточно сложной. Тем не менее построение стройной классификации АИСУ позволяет определить методы проектирования будущей системы управления, решения задач и их комплексов.

Под задачей понимается предписанная работа, совокупность работ или часть работы, которые должны быть выполнены заранее установленным способом в установленные сроки. Задачи традиционно делятся на три категории. Первая категория – работа с людьми. Например, мастер на производственном участке управляет подчиненными ему людьми, используя плановые задания. Вторая – работа с предметами труда, машинами, инструментами. Рабочий в этом случае из сырья и материалов с помощью энергии под воздействием организации его труда осуществляет изготовление деталей и узлов будущей конечной продукции. Третья – работа с информацией. Например бухгалтер в своем отделе занимается переработкой финансовой информации.

Комплексы задач – совокупность информационно взаимоувязанных задач, сгруппированных по определенному признаку и направленных на достижение поставленных целей.

Приведем классификацию АИСУ в зависимости от следующих признаков (рис. 3.1):

• уровень иерархии управления;

• объектуправления;

• процесс управления;

• уровень автоматизации управления.

По признаку «иерархия управления» АИСУ могут быть на уровне государства, народного хозяйства, территорий, отраслей, различных организаций, в том числе производственных.

Рис. 3.1. Классификация АИСУ

Государственная АИСУ– автоматизированная информационная система управления народным хозяйством, обороноспособностью страны, экосистемами. Ее создание связано с перспективой развития систем управления в отдаленном будущем.

АИСУ народным хозяйством– автоматизированная система сбора и переработки информации в целях управления территориями и отраслями на основе единой автоматизированной системы связи страны. Такая система управления в настоящее время существует пока в неявном виде. В то же время создание такой системы управления в законченном виде сомнений не вызывает.

Территориальные АИСУ– предназначены для управления административно-территориальными районами (округа, края, области, районы, города) как в автономном режиме, так и в составе народного хозяйства.

Отраслевые АИСУ– АИСУ министерств или ведомств, предназначением которых является управление подведомственными организациями в составе территорий и народного хозяйства в целом.

АИСУ организациямиосуществляют автоматизацию процессов управления в организациях различного целевого назначения. В соответствии с Гражданским кодексом (часть первая), независимо от форм собственности, введенном в действие с 1 января 1995 г., юридическим лицом признается организация, в том числе предприятия, акционерные общества, компании, товарищества, коммерческие и некоммерческие организации.

В зависимости от признака «объект управления», то есть принадлежности к той или иной сфере народного хозяйства АИСУ подразделяются на следующие виды:

· промышленность (производственные организации независимо от форм собственности, фабрики);

· сельское хозяйство (общества с ограниченной ответственностью, колхозы);

· транспорт (организации железнодорожного транспорта, аэрофлота, автомобильного хозяйства, морского и речного флота);

· строительство (акционерные общества, общества с ограниченной ответственностью, хозяйственные товарищества) ;

· социальные объекты (организации здравоохранения, образования).

В зависимости от признака «процесс управления» АИСУ классифицируются следующим образом:

· научными исследованиями;

· проектированием;

· организационного управления;

· технологическими процессами;

· проектами.

АИСУ научными исследованиямисоздаются и используются для обеспечения высококачественных теоретических расчетов, моделирования будущих ситуаций, проведения научных экспериментов. Такие системы управления в основном применяются в научно-исследовательских организациях, занимающихся проведением исследований в определенной области науки.

АИСУ проектированием (САПР) –автоматизированные информационные системы управления, предназначенные для проектирования отдельных деталей, узлов технических объектов, проведения расчетов при разработке гидравлических, кинематических и электрических схем будущих изделий. Они применяются в опытно-конструкторских организациях (ОКО), конструкторских бюро (КБ) и других организациях, занимающихся проектированием технических объектов. АИСУ проектированием иногда входят в контур АИСУ научными исследованиями.

АИС организационного управления (АИС ОУ)предназначены для управления коллективами людей в социально-экономических системах, включающих государство, народное хозяйство, территории, организации различного целевого назначения и т. п. Управляющая информация в таких системах передается непосредственно людям. В таких системах человек обязательно принимает участие в управлении. Это объясняется тем, что не все операции по управлению коллективом людей могут быть формализованы, а значит переданы машинам. Другой причиной является то, что социально-экономические цели и задачи развития коллектива и общества могут быть поставлены только человеком, а не машиной.

АИСУ технологическими процессами (АИСУ ТП) –разновидность систем управления, включающие технические средства, которые обеспечивают замену физического и умственного туда человека работой машин для сбора, переработки и вывода информации, требующих тем не менее затрат труда операторов для своего обслуживания и выполнения функций управления. Такие системы управления применяются для автоматизированных технологических процессов обработки деталей и узлов изделий, маршрутов передвижения деталей и узлов по операциям, режимов резания, термообработки.

АИСУ проектами– человеко-машинная система управления с автоматизированной технологией получения и переработки информации для обслуживания менеджеров и специалистов в области управления проектами. Автоматизированная технология получения информации состоит из процессов сбора, передачи, переработки, хранения и доведения до пользователей информации, реализуемой с помощью СВТ. Это достигается с помощью современных информационных технологий в рамках системы управления проектами. Проект – некоторая задача с определенными исходными данными и требуемыми результатами (целями), обуславливающими способ ее решения («Кодекс знаний по управлению проектами» – Институт управления проектами, США).

По признаку «уровень автоматизации управления» в зависимости от роли человека в процессе управления, форм связи и взаимодействия «человек - машина» все АИСУ можно разделить на пять видов: информационно-справочные; информационно-советующие; информационно-управляющие; самонастраивающиеся, самообучающиеся.

Информационно-справочные АИСУобеспечивают сбор и частичную переработку информации для ее использования человеком. Такие системы характерны для самого начального развития АИСУ. Основной функцией системы в таком виде является выдача информации человеку, а оценка получаемой информации и принятие решения остается за управленческим персоналом.

Информационно-советующие АИСУвыдают информацию о ходе происходящих процессов, затем подготавливают определенные предложения и рекомендации по регулированию происходящих процессов в случае их отклонения от заранее запланированного графика в определенной ситуации. Окончательное принятие решения в данном случае остается за человеком.

Промежуточным классом между рассмотренными системами могут считаться информационно-управляющие АИСУ.В таких системах автоматизированы операции сбора, передачи, обработки информации и вырабатываются по заранее разработанному алгоритму большей части управляющих решений. За человеком остается функция контроля и принятие самого ответственного решения.

Высшим классом управляющих АИСУ являются самонастраивающиеся и самообучающиесясистемы. В таких системах имеются в наличии управляющие устройства. Для самонастраивающихся систем характерно изменение только лишь числовых параметров алгоритма, а в самообучающихся – идет процесс изменения структуры самого алгоритма. Роль человека в данном случае сводится к выполнению функции контроля над поведением всей системы. Самонастраивающиеся и самообучающиеся системы управления находятся на первоначальном этапе своего развития, что не позволяет их рассмотреть достаточно подробно.

Основным показателем, с помощью которого можно охарактеризовать целесообразность разработки и реализации определенных АИСУ, является их эффективность. Вместе с тем достаточно большое значение имеют такие показатели, как оперативность работы системы, скорость реакции на возмущающие внешние и внутренние воздействия, надежность, высвобождение человека от выполнения тяжелых и опасных для его здоровья работ.

Поиск по сайту: