Понятие автоматизированных систем и их классификация.

Понятие автоматизированных систем и их классификация.

Автоматизированная система – это человеко-машинная система, в которой человек выступает соавтором в выборе решений (здесь участие человека обязательно в качестве составной системы).

АСУ (АСУТП, АСУП, АСИ (испытаний), АСОУ(орг. упр.)). АСУ предназначена для автоматизированной обработки информации и частичной подготовки управленческих решений с целью увеличения эффективности деятельности специалистов и руководителей за счет повышения уровня оперативности и обоснованности принимаемых решений.

Различают 2 вида таких систем:

-АСУТП и -АС ОрганизУправления

АСУТП (тех. процессов) – это человеко-машинная система, предназначенная для управления технологическими процессами, для того чтобы осуществить эффективное управление необходимо выявить все параметры, влияющие на данных тех. процесс.

АСОУ как правило создаются для решения комплекса взаимосвязанных осн задач упр-я произв хоз деят-ю.

АСУП – это человеко-машинная система управления предприятием на самом верхнем уровне. АСУП включает в себя системы бухучета, документооборота, советующие системы и т.д.

АСУП предназначена для формирования управляющих воздействий, связанных не с конкретными ТП, а с изменением качества функционирования предприятия в целом.

ПРИМЕРОМ может служить СУ качеством. Отделы предприятия, относящие к этой системе собирают информацию с помощью средств АСУТП, анализируют ее и выдают рекомендацию, например по замене какого-либо технологического оборудования или маршрута обработки.

АСОДУ (ОператДиспетчУпр-я ) - упр-е сложн человеко-машинными системами в реальном масштабе времени, к ним относят сист дисптеч упр-я в энергосистемах на железодорожном и воздушном транспорте. Задачами этой сист явл измерение и фиксация значений параметров характериз-ующих состояние контролир-го оборуд-я и сравнение этих значений с заданными границами и информир об отклонениях

АСИ(испытаний) – это комплекс оборудования, предназначенный для проведения заключительного этапа производства некоторой продукции, путем испытания ее на соответствие требуемым параметрам.

АСНИ(научных исследований) – в настоящее время используется как правило для развития научных исследований, в наиболее сложных областях физики, химии, механики и др.

В первую очередь – это система для измерения регистрации накопления и обработки опытных данных, получаемых при проведении экспериментальных исследований, а также ходом проведения эксперимента, регистрирующий аппаратуру и т.д. Во многих случаях для таких систем важной является функция планирования эксперимента. Целью планирования является уменьшение затрат ресурсов и времени на получение необходимого результата.

Как разновидность задачи автоматического эксперимента, можно рассматривать задачу автоматизации испытания.

Отличием от Аси является то, что управляющее воздействие, влияющее на условие эксперимента направлено на создание наихудших условий функционирования управляемого объекта. Не исключая случаи необходимости и аварийной ситуации.

Технологическая схема эксперимента состоит из нескольких циклически повторяемых этапов:

1. Построение мат. модели

2. Разработка алгоритма решения

3. Программная реализация алгоритма

4. Проведение расчетов

5. Анализ результатов

САПР(проектирования) – предназначен для проектирования определенного вида изделий или процессов. Они используются для подготовки и обработки проектных данных, выбора рациональных данных, тех. решений, выполнения расчетных работ, подготовки проектной документации.

В процессе функционирования могут использоваться накапливаемые в ней библиотек стандартов, нормативов, тепловых элементов и модулей, а так же оптимизационные процедуры.

Результатом работы САПР явл соотв стандартам и нормативам комплект проектной документации, в кот зафиксированы проектные решения по созданию нового или модернизации существующего технич обьекта.

Как видно из рисунка детализация любого обьекта имеет иеархический вид, а каждый уровень детализации явл уровнем проектирования или аспектом проектирования.

Ур-и детализации выбираются т.о.чтобы они были обозримы 1м чел-ом.

Различ 2 вида проектирования:

1) проектирование сверху вниз

2)проектирование снизу вверх

Ни один из этих видов проектирования не приминяют на практике в чистом виде. Недостатком проект-я сверху вниз явл то что технич задание может быть не реализуемо из=за отсутсвия соотв компонентов или узлов, а проектирование снизу вверх имеет тот недостаток что можно не получить требуемого кач-ва сис-ы из имеющихся компонентов и узлов.

АИС предназначен для накопления, хранения, актуализации и обработки систиматизированной инфы в какких-либо предметных областях и представления инфы по запросам пользователей.

***АИС (информации)*** может функционировать самостоятельно, либо является компонентом АСУ или САПР. По характеру информационных ресурсовАИС делится на 2 вида:

1. Фактографический

2. Документальный

Фактографический характеризующийся тем, что они оперируют фактическими сведениями,, представленными в виде специальным образом организованных совокупностей формализованных записей денных.

Документированные оперируют не формализованные док-ты произв. структуры с исп-м естеств. языка. Наиболее распр явл информ поисковые сист-ы, кот включают программные средства для организации ввода и хранения инфы, поддержки общения с пользователями, обработки запросов и поисковый массив док-ов.

***АОС(обучающиеся)*** – это система для разработки, модификации и использования обучающих программ, управление учебным процессом в диалоге с обучаемым, сбор и обработка информации. Такая система предназначена для выполнения функции. Этих функций несколько:

1. Передача нового учебного материала от преподавателя к ученику.

2. Обучение решению задач под руководством преподавателя.

3. Проверка знаний, контроль умений по решению задач

-------------------------------------------------------------------------------------

Классификация систем по масштабу применения систем:

1. Локальные (в рамках 1 рабочего места)

2. Местные (в рамках организации)

3. территориальные (в рамках административной тер-ии)

4. Отраслевые (в рамках отрасли)

Классификация по режиму использования:

1. Системы пакетной обработки (АОС - обучающиеся)

2. Запрос на ответные системы (информационно-поисковые)

3. Диалоговые системы (САПР – проектирования, АСНИ – научных исследований)

4. Системы реального времени.

Понятие функции системы

Функция – это действия или поведение или деятельность системы
Функция элемента возникает, как реализация его системоопределённых свойств и при формировании элемента и его связи в системе.

Функция системы или набор функции и дисфункции элементов её составляющие.
Любой элемент обладает огромным кол-вом свойств. Один из этих свойств, при формировании связей подавляется, а другое приобретают ярко выраженный характер. Однако, степень подавления систематизирующих свойств элементов, как правило, не бывает полной. В связи с этим, при формировании сис-мы, возникают не только полезные функции, обеспечивающие сохранность сис-мы и её качественной особенности, но и дисфункции, негативно влияющие на функционирование сис-мы.
Основными системными характеристиками функции является
1) совместимость на элементном уровне

2) изменчивость

3) возможность активизации на свойствах элементов

4) интенсивность (выраженность)

5) степень детерминированности

Управление как процесс. Понятие системы управления

Управление – это целенаправленное воздействие на объект для достижения ими желаемого состояния.

Объект управления – это та часть окружающего мира, состояние которой представляет интерес для субъекта в данной ситуации и на к-рую он может воздействовать целенаправленно.

Под целями будем понимать желаемые результаты такие как:

1) взаимодействие субъектов с внешней средой

2) удовлетворение их потребностей

3) поддержание состояния или направленного развития тесно связанных субъектов множеств объектов.

Обобщенно цель можно рассматривать как модель будущего т.к. для того чтобы объекты достигли осуществлять управляющее воздействия, приводящие к планируемым изменениям управляющих параметров в объектах обусловленных цепями или заданных программой.

Система управления – системы любого вида, предназнач для таких воздействий на процессы и объекты которые направлены на достижение определенной цели или совокупности целей.

По характеру объектов процессы управления в сложных системах разделяют на след типы:

1) технологические

2) организационные

3) организационно-технические

к 1му типу относят технологическое оборудование и процессы такие как автоматические линии, транспортные средства цехов. Включая автоматизированные и роботизированные системы.

К 2му типу относят объекты управления рассматриваемые как производственные комплексы и подразделения предприятия – цеха, участки.

Организационная структура управления

Выделяют несколько видов связей, которые присутствуют м\у элементами в структурах управления.

1) линейные связи. Это связи. м\у элементами чисто административными.

2) Функциональные связи в рамках выполнения определен. Ф-ии.

3) Информационные связи. Связи по обмену инф. По одному уровню.

Выделяют несколько видов структуры управления:

1) Линейная структура

Данная структура яв-ся самой простой из всех, когда присутствуют только административные связи. Такая структура еще называется иерархической. Когда у каждого элемента нижнего уровня есть только одна связь с элементами верхнего уровня.

А у элементов верхнего уровня как минимум 2 связи с элементами нижнего уровня.

Достоинством данной структуры яв-ся легкая управляемость, т.у. у каждого подчиненного только один руководитель, а недостатком то что каждый вышестоящий элемент должен быть в курсе всех событий яв-ся специалистом во всех областях касающихся его деятельности

2) Линейно-Штабная структура

Штаб советует специалистов по разным узким областям, они всего лишь советники и ответственности не несут. В данной структуре у каждого элемента верхнего уровня появляется соотв. орган(штаб) преимуществами такой структуры яв-ся возможность принятия более квалифицированных решений, а так же вопросы субординации так же легко как и в линейной структуре, и недостатком яв-ся то что советующий орган(штаб) не за что ответственности не несет ни перед кем.

3) Линейно функциональная

Данная структура является наиболее распространенной при управлении сложными системами.

Достоинства: появление возможности закрепить персональную ответственности с низу до верху в рамках выполнения командной функции.

Недостатки: у нижестоящих элементов в рамках разных ф-ий появилось много начальников и вопросы субординации усложнились. Присутствует высокая загрузка персонала и оборудования.

4) матричная структура

Апрель	конст	Расчетч	Копиров	Машинист
Рук-ль А				+
Рук-ль Б	+	+	+
Рук-ль В				+
Рук-ль Г	+

Данная структура позволяет объединять бюро различных специалистов, у которых свой непосредственный начальник группы, как представлено на рисунке для решения определенной задачи.

Знаком + здесь отмечены те специалисты, кот требуют для выполнения поставленных задач определнному начальнику на данное число.

Достоинством данной структуры можно отнести максимальное использование трудовых ресурсов, а

к недостаткам чрезвычайно сложные вопросы субординации.

Особенностью данной структуры яв-ся то что система может сущь-ть только в НИИ, конструкторских бюро и тд.

Системы управления организационного типа

СУ орг. Типа функционируют в различных сферах человеческой деятельности и предназначены для управления коллективами людей, объединенных в рамках определенных орг. структур (производственных, учебных, социальных и т.д.), предназначенных для достижения каких-либо целей.

В процессе управления осуществляемом СУ орг. типа выделяют 2 стадии:

1. Планирование

2. Управление

Планирование - это процесс заблаговременной подготовки решений о том, что, где, когда и сколько должно быть выполнено, включая обоснование и формирование цели.

Функция планирования является первичной, наиболее сложной и ответственной функцией орг. управления. Включает обоснование целей, их декомпозицию, сроков и средств их достижения и определение оптимальных взаимосвязанных совокупностей работ и планов.

Состав функции планирования определяется след. компонентами:

1. Определение целевого назначения и функциональных обязанностей, а также характера работ на перспективе.

2. Прогнозирование выполнения работ

3. Постановка целей

4. Разработка алгоритма или формирование плана действий по достижению целей.

5. Разработка графика в виде временной последовательности работ по достижению цели.

6. Составление бюджета (расчет объемов затрат и распределение ресурсов по работам)

7. Формирование общих правил действий

8. Формирование целесообразных систематизированных методов выполнения работы.

Управление - возникает на стадии реализации решения при этом могут возникают ситуации, требующие корректировки планового решения. Выявление и устранение таких ситуации называются оперативным управлением.

Общая схема управления имеет вид:

Дальнейшая детализация стадии управления и планирования позволяет выделить внутри них ряд компонент, позволяющих описать «жизненный цикл» управленческого решения, включающий цели выявления, выработку решения и его исполнение.

Структура «жизненного цикла» может быть представлена в виде:

Указанные на схеме элементы опер. управление ОУ образуют последовательную цепочку от выявления ситуаций, требующих корректировок плановых решений до их осуществления.

Они выполняют следующие функции:

1. Функция учета – фиксация результатов реализаций плановых решений.

2. Функция контроля – сопоставление зафиксированных результатов управления и текущего состояния управляемой системы.

3. Функция анализа – изучение и использование результатов контроля для определения необходимости и степени коррекции плановых решений.

4. Функция регулирования – осуществление на основе результатов анализа изменений решения, применяемых на разных стадиях планирования.

Наличие памяти и модели объекта управления позволяет анализировать поведение системы за длительный период времени, включающий ряд циклов управления. Такой анализ дает возможность уточнить определение цели и критериев эффек-ти.

АСУ как сложная организационная система.

АСУ – это СУ, в которой применяются современные автоматические средства обработки данных и экономико-математические методы для решения основных задач управления производственно-хозяйственной деятельности.

1. Установка и корректировка целей и критериев управления.

2. Внесение творческого элемента в поиске наилучшего пути достижения поставленного пути. Решительное изменение технологии или автоматизации

3. Окончательный отбор вырабатываемых систем решений

4. Снабжение систем первичной информацией, сбор которой невозможно или нерационально полностью автоматизировать.

АСУ подразделяются на 2 класса:

1) АС ОрганизацУправления

2)АСУТП(техпроц)

создание АСУ на предприятии не 1разовое мероприятие, а длительный процесс, причем отделные подситсемы АСУ вводятся не разом, а очередями.

Роль чел-ка в таких системах в реш-ии задач:

1) постановка и корректировка целей и критериев управления

2) несение творческого элемента, поиск наилучших путей достижения целей

3) окончательный отбор выработ системой решений и придание им юридич силы

4) снабжение системы первичной инфой, сбор кот не возможно или не рационально полностью автоматизировать.

Структура АС

Каждая автоматизированная система представляет собой комплекс технических и программных средств, имеющих определенную структуру. При этом под структурой понимается расчленение системы на части связанные между собой. Такое расчленение может иметь материальную, алгоритмическую, информационную и другие основу.

В структуре АС выделяются функциональную и обеспечивающую части: Первая это функциональная – это комплекс подсистем, каждая из которых решает некоторое подмножество информационных задач предметной области.

Функциональная часть:

к таким функциональным системам относятся

· техноэкономического планирования

· технической подготовки производства

· сбыта и реализации продукции

· оперативного управления производством

· материально-технического снабжения

· бухгалтерского учета

· управления качеством продукции

· управления кадрами

· управления вспомогательными производствами

Каждая их функциональных подсистем решает некоторые множество функциональных задач. Решение каждой такой задачи базируется на некотором математическом обеспечении, отображающим экономико-математическую или информационную модель задачи и алгоритм её решения

Обеспечивающая часть

К обеспечивающей части относятся следующие компоненты:
- тех.обеспечение (компы)

- прог. Обеспечение

- информационное обеспечение (база данных)

- организационное обеспечение (правила для выпуска продукции)

Кроме того для крупномассивных АС в качестве компонент могут рассматриваться:

- технологическое обеспечение

- эргономическое обеспечение

- правовое обеспечение

- лингвистическое обеспечение (языки программирования)

- кадровое обеспечение

Предпроектная стадия создания АСУ

Она предназначена для анализа существующей системы и разрабатывается техническое задание проектируемой системы, в которой дается характеристика объектов управления. Формулируются цели создания АСУ и критерии эффективности функционирования объекта в условиях автомат. управления. Определяется перечень выполняемых функций, необходимых для достижения цели. Выдвигаются требования качества реализации этих функций, даются технико-экономические показатели АСУ, определяется состав, содержание и организация работ, а также порядок приемки АСУ в эксплуатацию.

Разработка тех. проекта

Технический проект разрабатывается в виде документов на отдельные виды обеспечения АСУ: организационное, техническое, информационное, функциональное, математическое и программное. Документы в проектах АСУ комплектуются на системы или составные её части: подсистему, задачу, программу.

В любом техническом проекте в обязательном порядке должны быть отражены следующие разделы:

1. обоснование проектных решений

2. обоснование выбора задач, описание постановки задач и алгоритмов их реализации

3. описание организационной и функциональной структуры

4. описание информационного обеспечения АСУ, системы классификации и способов кодирования информации, состава входных и выходных документов

5. описание выбора комплекса технических средств, включающих проектную оценку надежности комплекса и структурную схему комплекса технических средств.

6. описание основных решений по программному обеспечению

7. расчет экономической эффективности

Рабочий проект разрабатывается на основании технического проекта, с заказчиком не согласовывается и не утверждается. Рабочий проект направлен на разработку технической документации необходимой для отладки и внедрения АСУ, проведения приемо-сдаточных испытаний и обеспечение нормального функционирования АСУ.

В рабочем проекте должны быть следующие разделы:
1. общее описание АСУ

2. описание решений, обеспечивающих сопровождение изготовления и в дальнейшем эксплуатацию прог.

3. инструктивные материалы по эксплуатации оборудования и выполнения операций технологического процесса данных.

4. схема монтажа и накладки комплекса технических средств.

5. расчет экономической эффективности.

ввод в эксплуатацию АСУ – это процесс перехода, существующий на предприятии системы управления к автоматизированной системе.

Ввод осуществляется поэтапно по мере готовности технических, программных и эксплуатационных средств, обеспечивающих внедрение.

На этой стадии осуществляется издание приказа по предприятию о начале эксплуатации АСУ, приема комплекса задач в промышленной эксплуатации, сдача АСУ комиссии и оформлением её актом приемки (сдача АСУ в эксплуатацию совместно с организатором разработчиком)

Дата добавления: 2015-09-30