АВТОМАТИЗА́ЦИЯ

АВТОМАТИЗА́ЦИЯ, при­ме­не­ние тех­нич. и про­грамм­ных средств для по­лу­че­ния, пе­ре­да­чи, хра­не­ния, рас­пре­де­ле­ния и пре­об­ра­зо­ва­ния ин­фор­ма­ции о со­стоя­нии объ­ек­тов, а так­же для управ­ле­ния объ­ек­та­ми, на­прав­лен­ное на дос­ти­же­ние за­дан­ных це­лей.

Объ­ек­том А. мо­жет быть в прин­ци­пе лю­бой пред­мет по­зна­ния и прак­тич. дея­тель­но­сти че­ло­ве­ка. Напр., про­це­ду­ры на­уч. ис­сле­до­ва­ний и про­ек­ти­рова­ния; сис­те­мы свя­зи; про­из­водств. ком­плек­сы ма­ши­но­строе­ния, транс­пор­та, энер­ге­ти­ки, до­бы­ваю­щей пром-сти, хи­мии, ме­тал­лур­гии и т. п. Гл. тре­бо­ва­ние к объ­ек­там А. – на­блю­дае­мость и управ­ляе­мость про­цес­сов в них (дос­та­точ­ность то­чек по­лу­че­ния ин­фор­ма­ции и при­ло­же­ния управ­ляю­щих воз­дей­ст­вий для дос­ти­же­ния за­дан­ной це­ли). Наи­бо­лее ха­рак­тер­ны­ми це­ля­ми А. яв­ля­ют­ся:

1. Час­тич­ное или пол­ное ос­во­бо­ж­де­ние че­ло­ве­ка от уча­стия в ин­фор­мац. и/или управ­ленч. про­цес­сах. Обыч­но эта цель ста­вит­ся по эко­но­мич. со­об­ра­же­ни­ям, в слу­чае боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва ру­тин­ных опе­ра­ций, ог­ра­нич. дос­ту­па к объ­ек­там, в опас­ных для жиз­ни че­ло­века ус­ло­ви­ях ра­бо­ты, при на­ли­чии в объ­ек­тах про­цес­сов, не со­от­вет­ст­вую­щих фи­зио­ло­гич. воз­мож­но­стям че­ло­века.

2. Обес­пе­че­ние тре­буе­мо­го ха­рак­те­ра про­те­ка­ния про­цес­сов в объ­ек­те, напр. за­дан­но­го ви­да тра­ек­то­рий из­ме­не­ния вы­де­лен­ных ко­ор­ди­нат, вре­мен­ных или ин­те­граль­ных по­ка­за­те­лей про­цес­сов. Та­кие це­ли пре­об­ла­да­ют при А. тех­но­ло­гич. про­цес­сов.

3. Обес­пе­че­ние ко­ор­ди­на­ции ра­бо­ты со­во­куп­но­сти объ­ек­тов, вы­пол­няю­щих об­щие за­да­чи. В технике – это про­из­водств. ком­плек­сы; в экономике – под­раз­де­ле­ния и служ­бы ор­га­ни­за­ций и пред­при­ятий; в воо­руж. силах – струк­тур­ные еди­ни­цы ар­мии и ви­ды воо­ру­же­ния; в ре­гио­наль­ных подразделениях – функ­цио­наль­ные служ­бы об­лас­тей, го­ро­дов, рай­онов и т. п.

4. Кор­рек­ция ди­на­мич. свойств объ­ек­тов для улуч­ше­ния их управ­ляе­мо­сти. Для это­го при­ме­ня­ют ди­на­ми­че­ские кор­рек­ти­рую­щие уст­рой­ст­ва и про­це­дуры. Т. о., напр., ко­ле­ба­тель­ные про­цес­сы пе­ре­во­дят­ся в апе­рио­ди­че­ские, неустойчивые – в ус­той­чи­вые. Не­об­хо­ди­мость кор­рек­ции воз­ни­ка­ет при соз­да­нии мн. ви­дов под­виж­ных объ­ек­тов, в ча­ст­но­сти ле­тательных ап­па­ра­тов (ра­кет, эк­ра­но­пла­нов).

5. Ком­пен­са­ция влия­ния не­же­лат. внут­рен­них и внеш­них воз­му­ще­ний на про­цес­сы в объ­ек­тах. Раз­ли­ча­ют ко­ор­ди­нат­ные, па­ра­мет­рич. и струк­тур­ные воз­му­ще­ния. Ко­ор­ди­нат­ные вы­зы­ва­ют из­ме­не­ния зна­че­ний ко­ор­ди­нат (пе­ре­мен­ных ве­ли­чин) про­цес­сов в объ­ек­те, напр. по­ме­хи в ка­на­лах свя­зи, воз­дей­ст­вие кли­ма­тич. фак­то­ров на тех­нич. ком­плек­сы, не­нор­ма­тив­ные из­ме­не­ния ус­ло­вий ра­бо­ты ор­га­ни­зац. сис­тем и т. п. Па­ра­мет­рич. воз­му­ще­ния при­во­дят к из­ме­не­нию зна­че­ний па­ра­мет­ров ди­на­мич. свойств объ­ек­та. Напр., из­ме­не­ние эф­фек­тив­но­сти ру­лей са­мо­лё­та в за­ви­си­мо­сти от вы­со­ты по­лё­та, ухуд­ше­ние те­п­ло­об­ме­на по ме­ре экс­плуа­та­ции в те­п­ло­вых ус­та­нов­ках и т. п. Струк­тур­ные воз­му­ще­ния вы­зы­ва­ют из­ме­не­ние пре­ду­смот­рен­ных про­ек­том свя­зей про­цес­сов в объ­ек­те. Напр., от­ка­зы в ра­бо­те отд. эле­мен­тов объ­ек­та из-за скры­тых де­фек­тов, слу­чай­но­го или пред­на­мер. воз­дей­ст­вия внеш­них сил (по­ра­жаю­щих средств про­тив­ни­ка, уда­ров мол­нии, зем­ле­тря­се­ний и т. п.).

Об­щее свой­ст­во ко­ор­ди­нат­ных, па­рамет­рич. и струк­тур­ных воз­му­ще­ний со­сто­ит в том, что они спо­соб­ны ухуд­шать ка­че­ст­во функ­цио­ни­ро­ва­ния объ­ек­та вплоть до пол­ной по­те­ри им ра­бо­то­спо­соб­но­сти. Ком­пен­са­ция влия­ния возмущений – это од­на из гл. про­блем А., сти­му­ли­рую­щая раз­ви­тие тео­рий управ­ле­ния, на­дёж­но­сти, жи­ву­че­сти и без­опас­но­сти ав­то­ма­ти­зи­руе­мых объ­ек­тов.

Сред­ст­ва А. при­ня­то раз­де­лять на два клас­са: про­грамм­ные и ап­па­рат­ные. Про­грамм­ное средство – про­грам­ма реа­ли­за­ции ал­го­рит­ма об­ра­бот­ки ин­фор­ма­ции и/или управ­ле­ния, за­пи­сан­ная на не­ко­то­ром но­си­те­ле. Реа­ли­зу­ет­ся с по­мо­щью ап­па­рат­ных средств, как пра­ви­ло, уни­вер­саль­но­го ти­па (мик­ро­про­цес­со­ры, за­по­ми­наю­щие уст­рой­ст­ва и др. циф­ро­вая тех­ни­ка). На­ря­ду с уни­вер­саль­ны­ми при­ме­ня­ют­ся и спе­циа­ли­зир. сред­ст­ва. К ним от­но­сят­ся устрой­ства (ав­то­ма­ты), в ко­торых ал­го­рит­мы или про­грам­мы пре­об­ра­зо­ва­ния ин­фор­ма­ции реа­ли­зу­ют­ся по­сред­ст­вом ис­поль­зо­ва­ния свойств физич. про­цес­сов и/или из­ме­не­ния струк­ту­ры, при­су­щей при­ро­де дан­но­го сред­ст­ва как но­си­те­ля ин­фор­ма­ции. В осн. к это­му клас­су от­но­сят пер­вич­ные пре­об­ра­зо­ва­те­ли (дат­чи­ки) и ис­пол­нит. уст­рой­ст­ва, т. е. тех­нич. сред­ст­ва, не­по­сред­ст­вен­но свя­зан­ные с объ­ек­том А.

Тех­но­ло­гия А. оп­ре­де­ля­ет­ся на­зна­че­ни­ем ко­неч­но­го про­дук­та (ин­фор­мац. или управ­ляю­щих сис­тем, обес­пе­чи­ваю­щих дос­ти­же­ние це­ли А. и удов­ле­тво­ряю­щих за­дан­ным ус­ло­ви­ям экс­плуа­та­ции). Ор­га­ни­за­ци­он­но по­строе­ние тех­но­ло­гии вклю­ча­ет в се­бя сле­дую­щие эта­пы: раз­ра­бот­ку тех­нич. за­да­ния, соз­да­ние эс­киз­но­го, тех­нич. и ра­бо­че­го про­ек­тов, про­из­вод­ст­во, ис­пы­та­ния и сда­чу ко­неч­но­го про­дук­та за­каз­чи­ку. Со­дер­жа­ние ка­ж­до­го эта­па де­таль­но оп­ре­де­ля­ет­ся со­от­вет­ст­вую­щи­ми нор­ма­тив­ны­ми до­ку­мен­та­ми.

Важ­ней­ший прин­цип А.: мак­си­маль­но со­гла­со­ван­ное про­ек­ти­ро­ва­ние объ­ек­та А. и не­об­хо­ди­мых для его управ­ле­ния ин­фор­ма­ци­он­ных и управ­ляю­щих сис­тем. Слож­ная и важ­ная опе­ра­ция технологии – оцен­ка ка­че­ст­ва А.

Ка­че­ст­во А. оце­ни­ва­ет­ся гл. обр. груп­па­ми по­ка­за­те­лей, ха­рак­те­ри­зую­щих функ­ци­он. и экс­плуа­тац. ра­бо­то­спо­соб­ность ин­фор­ма­ци­он­ных и/или управ­ляю­щих сис­тем. Функ­ци­он. ра­бо­то­спо­соб­ность сис­тем оп­ре­де­ля­ет­ся по­ка­за­те­ля­ми ди­на­ми­ки (ус­той­чи­во­стью, бы­ст­ро­дей­ст­ви­ем и др.) и точ­но­сти, оце­ни­ва­ет­ся рас­чёт­ны­ми ме­то­да­ми и под­твер­жда­ет­ся экс­пе­ри­мен­таль­но на эта­пах ис­пы­та­ний и сда­чи сис­тем. Экс­плуа­тац. ра­бо­то­спо­соб­ность оп­ре­де­ля­ет­ся по­ка­за­те­ля­ми на­дёж­но­сти, жи­ву­че­сти, без­опас­но­сти; оце­ни­ва­ет­ся на уров­не отд. устройств – посред­ст­вом рас­чё­тов и экс­пе­ри­мен­таль­но; на уров­не систем – как пра­ви­ло, по­сред­ст­вом рас­чё­тов.

Для оцен­ки ка­че­ст­ва при­ме­ня­ют два под­хо­да: на ос­но­ве ана­ли­за со­во­куп­но­сти по­ка­за­те­лей функ­ци­он. и экс­плуа­тац. ра­бо­то­спо­соб­но­сти; на ос­но­ве свод­ных (обоб­щаю­щих) по­ка­за­те­лей ти­па тех­нич. или эко­но­мич. эф­фек­тив­но­сти. Пред­поч­ти­тель­ней вто­рой под­ход, т. к. он не­по­сред­ст­вен­но от­ра­жа­ет по­лез­ность дан­ной сис­те­мы А. Сре­ди мн. опре­де­лений эф­фек­тив­но­сти кон­ст­рук­тив­ны­ми мож­но счи­тать сле­дую­щие. 1. Эффективность – ме­ра ис­поль­зо­ва­ния по­тен­ци­аль­ных воз­мож­но­стей объ­ек­та А.; напр., эф­фек­тив­ность экс­плуа­та­ции спе­циа­ли­зир. вы­чис­лит. сис­те­мы мож­но оп­ре­де­лять как от­но­ше­ние чис­ла пра­виль­но ре­шён­ных за­дач к об­ще­му чис­лу ре­шён­ных. 2. Эффективность – ме­ра, от­ра­жаю­щая связь при­ра­ще­ния це­ле­вой функ­ции от­да­чи А. (при­ме­не­ния но­вых ин­фор­ма­ци­он­ных или управ­ляю­щих сис­тем) и за­трат на А. Оп­ре­де­ле­ния вто­ро­го ви­да ба­зи­ру­ют­ся на прин­ци­пе «затраты – ре­зуль­та­ты», при этом ис­поль­зу­ют­ся по­ка­за­те­ли и тех­нич., и эко­но­мич. эф­фек­тив­но­сти. Тех­нич. эф­фек­тив­ность оп­ре­де­ля­ет­ся как от­но­ше­ние ре­зуль­та­та (дос­ти­же­ния це­ли А.), вы­ра­жен­но­го в на­ту­раль­ных еди­ни­цах, к пол­ным за­тра­там на дос­ти­же­ние это­го ре­зуль­та­та (дис­кон­ти­ро­ван­ным ка­питаль­ным и те­ку­щим), вы­ра­жен­ным в еди­ни­цах из­ме­ре­ния за­тра­чен­ных ре­сур­сов или в стои­мо­ст­ном вы­ра­же­нии. Для эко­но­мич. эф­фек­тив­но­сти при­ме­ня­ют два ви­да оце­нок: срав­ни­тель­ную и аб­со­лют­ную. Срав­нит. оцен­ка (эко­но­мич. эф­фект) оп­ре­де­ля­ет­ся как раз­ность це­ле­вой от­да­чи и пол­ных за­трат на А. К этой ка­те­го­рии оце­нок от­но­сит­ся, напр., «вре­мя оку­пае­мо­сти за­трат». Срав­нит. оцен­ка эко­но­мич. эф­фек­тив­но­сти по­зво­ля­ет вы­брать луч­ший ва­ри­ант средств А. из чис­ла кон­ку­ри­рую­щих. Аб­со­лют­ная оцен­ка (эко­но­мич. рен­та­бель­ность) оп­ре­де­ля­ет­ся как от­но­ше­ние ре­зуль­та­та дос­ти­же­ния це­ли к пол­ным за­тра­там. Её на­зна­че­ние – ус­та­но­вить эко­но­мич. це­ле­со­об­раз­ность вло­же­ния средств фир­мы в реа­ли­за­цию вы­бран­но­го ва­ри­ан­та А. в срав­не­нии с нор­ма­тив­ной рен­та­бель­но­стью вло­же­ния средств, со­гла­со­ван­ной с фирмой-ин­ве­сто­ром.

Для оцен­ки ка­че­ст­ва А. час­то при­ме­ня­ют экс­перт­ные оцен­ки ти­па «уро­вень А.» и «сте­пень А.». Уро­вень А. оп­ре­деля­ет­ся со­вер­шен­ст­вом при­ме­нён­ных ап­па­рат­но-про­грамм­ных средств. Для оцен­ки ис­поль­зу­ет­ся ка­че­ст­вен­ная шка­ла в вы­ра­же­ни­ях «низ­кий», «сред­ний», «вы­со­кий» или «совр. уро­вень», «уро­вень N-х го­дов» или «уро­вень N-го по­ко­ле­ния».

Сте­пень А. оп­ре­де­ля­ет­ся до­лей тру­до­ём­ко­сти ав­то­ма­ти­зир. опе­ра­ций от пол­ной тру­до­ём­ко­сти ин­фор­ма­ци­он­ных и/или управ­лен­че­ских опе­ра­ций, за­пла­ни­ро­ван­ных для рас­смат­ри­вае­мо­го объ­ек­та. Для оцен­ки ис­поль­зу­ют­ся ко­ли­чест­вен­ные (в диа­па­зо­не 0–100%) и ка­че­ст­вен­ные (в вы­ра­же­ни­ях «низ­кая», «вы­со­кая», «при­мер­но N про­цен­тов») шка­лы. Соз­да­ны про­из­вод­ст­ва, на ко­то­рых сте­пень А. близ­ка к 100%, напр. атом­ные элек­тро­стан­ции. АЭС пред­став­ля­ет со­бой сис­те­му, вклю­чаю­щую сот­ни разл. аг­ре­га­тов, ра­бо­та ко­торых долж­на быть стро­го ско­ор­ди­ни­ро­ва­на и под­чи­не­на тех­но­ло­гич. рег­ла­мен­там в ка­ж­дый мо­мент вре­ме­ни. От это­го за­ви­сит не толь­ко объ­ём и ка­че­ст­во вы­ра­баты­вае­мой энер­гии, но и безо­пас­ность пер­со­на­ла и ок­ру­жаю­щей тер­ри­то­рии. Пред­став­ле­ние о сте­пе­ни А. АЭС да­ют та­кие дан­ные: дат­чи­ков око­ло пя­ти ты­сяч, ис­пол­нит. уст­ройств око­ло трёх ты­сяч, кон­ту­ров ав­то­ма­тич. ре­гу­ли­ро­ва­ния ко­ор­ди­нат тех­но­ло­гич. про­цес­сов по­ряд­ка трёх­сот. Не­ко­то­рые про­цес­сы осо­бен­но слож­ны для управ­ле­ния. В их чис­ле – удер­жа­ние в ре­ак­то­ре на за­дан­ном уров­не ней­трон­но­го по­то­ка; обес­пе­че­ние ба­лан­са энер­гии в це­пи гл. энер­ге­тич. аг­ре­га­тов (реактор – парогенераторы – турбины – электрогенераторы – элек­тро­сеть); обес­пе­че­ние про­ти­во­ава­рий­ной за­щи­ты и пе­ре­во­да все­го ком­плек­са в до­пус­ти­мый (по­слеа­ва­рий­ный), без­опас­ный ре­жим ра­бо­ты.

См. так­же Ав­то­ве­де­ние по­ез­дов, Ав­то­ма­ти­за­ция по­сад­ки са­мо­лё­та, Ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ное уп­рав­ле­ние, Ав­то­ма­ти­ка, Ав­то­ма­ти­чес­кая ли­ния, Ав­то­ма­ти­чес­кое уп­рав­ле­ние, Же­ле­зно­до­рож­ная ав­то­бло­ки­ров­ка, Комплекс­ная ав­то­ма­ти­за­ция про­из­вод­ства, Ре­гу­ли­ро­ва­ние ав­то­ма­ти­чес­кое.