АВТОМАТИЗИ́РОВАННОЕ УПРАВ­ЛЕ́НИЕ

АВТОМАТИЗИ́РОВАННОЕ УПРАВ­ЛЕ́НИЕ, осу­ще­ст­в­ля­ет­ся ап­па­рат­но-про­грамм­ны­ми сред­ст­ва­ми при не­пос­ред­ст­вен­ном уча­стии че­ло­ве­ка. При А. у. ор­га­ни­за­ци­он­ны­ми и эко­но­мич. си­сте­ма­ми на че­ло­ве­ка в осн. воз­ла­га­ют­ся функ­ции при­ня­тия ре­ше­ний; при уп­рав­ле­нии тех­нич. объ­ек­та­ми – пре­им. функ­ции конт­ро­ля, тех­нич. об­слу­жи­ва­ния и ре­мон­та тех­нич. средств ав­то­ма­ти­за­ции, а так­же их ре­зер­ви­ро­ва­ния при от­ка­зах. Для оцен­ки це­лесо­об­раз­но­сти и воз­мож­но­сти уча­стия че­ло­ве­ка-опе­ра­то­ра в уп­равле­нии не­об­хо­ди­мо взве­ши­вать его по­ло­жит. и от­ри­цат. свой­ст­ва как зве­на пе­ре­да­чи, хра­не­ния и пе­ре­ра­бот­ки ин­фор­ма­ции. К по­ло­жит. свой­ст­вам че­ло­ве­ка-опе­ра­то­ра от­но­сят­ся его спо­соб­но­сти: при­ни­мать ре­ше­ния на ос­но­ве кос­вен­ных, не­фор­ма­ли­зуе­мых при­зна­ков ана­ли­зи­руе­мых вход­ных со­бы­тий и ана­ло­гий с при­зна­ка­ми др. по­доб­ных со­бы­тий; гиб­ко из­ме­нять це­ли управ­ле­ния в за­ви­си­мо­сти от вход­ной ин­фор­ма­ции; ис­прав­лять собств. ошиб­ки и воз­вра­щать про­цесс при­ня­тия ре­ше­ния к пред­ше­ст­вую­щим его ста­ди­ям (пе­ре­во­дить ошиб­ки-от­ка­зы в ошиб­ки-сбои). От­ри­цат. свой­ст­ва че­ло­ве­ка-опе­ра­то­ра: вы­со­кая ве­ро­ят­ность оши­боч­ных дей­ст­вий, осо­бен­но в на­пря­жён­ных и стрес­со­вых си­туа­ци­ях; не­ста­биль­ное вре­мя ре­ак­ции на по­сту­паю­щую ин­фор­ма­цию; за­ви­симость ра­бо­то­спо­соб­но­сти от вре­ме­ни не­пре­рыв­ной ра­бо­ты, внеш­ней об­ста­нов­ки, взаи­мо­от­но­ше­ний в кол­лек­ти­ве; стрем­ле­ние вы­дви­гать и реа­ли­зо­вы­вать собств. це­ли, не сов­па­даю­щие с осн. целя­ми сис­те­мы. Кро­ме то­го, дея­тель­ность че­ло­ве­ка-опе­ра­то­ра свя­за­на с вы­со­ки­ми фи­нан­со­выми за­тра­та­ми на обу­че­ние, тре­нинг, ор­га­ни­за­цию ра­бо­че­го мес­та и обес­пе­че­ние жиз­не­дея­тель­но­сти. Од­на из осн. про­блем ор­га­ни­за­ции А. у. со­сто­ит в на­хо­ж­де­нии спо­со­бов и средств сти­му­ли­ро­ва­ния по­ло­жит. свойств че­ло­ве­ка-опе­ра­то­ра и умень­ше­ния влия­ния от­ри­ца­тель­ных.

Историческая справка

Одной из главных функций А. у. является автоматизация производства, которая увеличивает производительность труда, позволяет при сохранении требуемого качества увеличить объёмы производства товарной продукции. Задача оперативного управления технологическими процессами и объектами в реальном времени возникла одновременно с появлением товарного производства. Первоначально эту задачу решал человек, который приблизительно оценивал ход технологического, производственного процесса, при необходимости корректировал параметры, начинал и завершал процесс. При усложнении производства стали использоваться специальные контрольно-измерительные устройства, которые позволили получать достоверные данные и объективно оценивать ход технологического процесса. Во многих отраслях промышленности при увеличении количества и качества выпускаемой продукции повысились специальные требования, связанные с напряжённостью труда и квалификацией работников. Дальнейший рост мощностей и других параметров оборудования привёл к необходимости освободить работника (который стал «слабым звеном» в производственном процессе) от утомительной задачи: находясь вблизи работающих машин и аппаратов, следить за показаниями приборов и вручную выполнять необходимые переключения, подстройки параметров. Важным техническим достижением стало создание измерительных, регулирующих и исполнительных устройств с внешними источниками энергии, механизмов с пневматическими, гидравлическими и электрическими приводами. Это позволило организовать посты дистанционного контроля и простейшие системы регулирования автоматического в технологическом процессе. С появлением контрольно-измерительных и управляющих устройств с унифицированным интерфейсом (стандартизованными входными и выходными сигналами) появилась возможность объединять местные посты в центральные пульты управления. Стали применяться мнемонические схемы, на которых в графические изображения технологических процессов встраивались приборы индикации и сигнализации, что облегчало работу оператора.

Современные тенденции

С появлением унифицированных интерфейсов, передающих и принимающих сигналы на больших расстояниях, измерительных датчиков, регулирующей и управляющей аппаратуры сбор и обработка информации была территориально отделена от процесса управления, выполняемого из центрального пункта с соответствующей аппаратурой (выключателями, ключами, пультами, регистраторами, самописцами и др.). Длительное время этих средств было достаточно для выполнения процедур контроля и управления, т. к. они позволяли автоматизировать получение, сбор и представление информации о параметрах технологических процессов, а также дистанционную передачу управляющих воздействий на исполнительные механизмы. Широкое распространение получили автоматические регуляторы, встроенные в технологический процесс; они освобождали человека-оператора от необходимости оперативно принимать решения по управлению и стабилизации множества параметров технологического процесса. Управление в целом выполнял оператор, который по-прежнему должен был принимать решения для согласованного взаимодействия множества многоуровневых технологических процессов. Для этого оператор, по показаниям измерительных приборов на основе опыта, производил необходимые оценки и вычисления, принимал решения по применению управляющих воздействий на технологический процесс.

По мере усложнения производственных процессов даже квалифицированные операторы не всегда удовлетворительно справлялись со всем комплексом управленческих задач. Возникла задача автоматизации собственно процесса управления или процесса принятия решений, которая потребовала привлечения современных математических методов и новых технических средств (быстрых, надёжных компьютеров, систем связи и коммуникации). В результате появились автоматизированные системы управления (АСУ), т. е. многоуровневые человеко-машинные системы, реализующие автоматизированный процесс сбора, хранения и переработки информации, необходимый для принятия целостных решений по управлению объектом (процессом, производством). АСУ крупных объектов (сложных систем) содержит большое количество подсистем (элементов), имеющих сложную топологию связей, в которых функцию управления осуществляет специальная управляющая подсистема, воздействующая на управляемую подсистему (см. в ст. Управление). Совокупность элементов, участвующих в управлении, называется управляющим комплексом; он состоит из аналого-цифровых датчиков (преобразование температуры, давления и других параметров в цифровой код), поставляющих информацию, средств её передачи, преобразующих и согласовывающих устройств (адаптеров, контроллеров), органов управления и управляющих элементов, в т. ч. автоматических регуляторов, созданных на базе микропроцессоров. Появились АСУ с элементами искусственного интеллекта, содержащие аппаратно-программные средства, включающие базу знаний, блоки обучения (пополнения знаний) выработки и объяснения предлагаемых решений по управлению технологическим процессом. При этом роль оператора по принятию окончательных решений в любой АСУ существенна: ряд ответственных задач в силу их сложности, многогранности, глубины и неизученности не поддаётся формализации и алгоритмизации, их выполнение не может быть полностью автоматизировано, следовательно, функции принятия ответственных решений остаются за человеком.

Управление сложной системой может быть централизованным и децентрализованным. Централизованное управление сложной системой предполагает концентрацию функций управления в одном центре. При децентрализованном управлении функции управления распределены по отдельным подсистемам. Построение системы с такой структурой возможно в случае относительной независимости объектов управления в подсистемах по информационным, материальным, энергетическим ресурсам. Современные АСУ в различных сферах человеческой деятельности, как правило, являются централизованными системами управления. Они содержат многомашинные вычислительные комплексы, встроенные микропроцессорные системы, обеспечивающие автоматизированный сбор, хранение и обработку информации, необходимой для оптимального управления, а также средства передачи управляющих воздействий на исполнительные механизмы (манипуляторы и роботы).