Курс лекций по "Автоматизированным информационно-управляющим системам"

4. ЧЕМ ОТЛИЧАЮТСЯ ИС ОТ ИУС?

Любая реальная

система одновременно является и информационной системой (ИС) и  информационно-управляющей (ИУС). Но можно выделить два крайних варианта системы, образовав, таким образом, шкалу для оценивания ее степени интеллектуальности. Первый вариант (условно обозначим ИС(min)) – идеальная техническая система, в которую поступают и в которой хранятся все первичные данные. Пользователи работают с этими данными в рамках общеинженерных инструментов (например, Excel), сами строя для себя информационную среду обитания. Система обладает предельно высокими техническими характеристиками и предельно низкими потребительскими. Обратные свойства имеет ИУС(max). В ней каждый пользователь получает ту информацию, которая адекватна его производственным функциям. ИУС(max) требует почти бесконечных интеллектуальных ресурсов на свое создание и сопровождение. Вопросы реального проекта – каково рациональное место строящейся системы на этой шкале для данного конкретного предприятия и какова ее рациональная структур. Итак, характерные отличия:

• Новые знания. Используются знания постклассических наук о больших системах и знание природы мышления человека как объекта автоматизации. Кроме того, обязательной частью ИУС является совокупность имитационных моделей производства, симулирующих отдельные стороны его жизни, важные для создания, проектирования и ПНР большой ИУС.

• Более сложная структура. В свое время САУ из единого "железного" устройства разделилась на отдельные информационные блоки – датчик, регулятор, вторичный прибор и исполнительный механизм. Сегодня история повторяется для ИУС. Она разделяется на измерительные и аналитические модули, пользовательские автономные подсистемы и общие информационные шины данных. Причем, все эти части являются интеллектуально самостоятельными (свои БД, ПО и ЧМИ, а также пользователи и администраторы).
• Большая управляемость. Она обеспечивается не только за счет использования современных ПТС, витринных баз данных и разработки специализированных программных модулей, но и за счет того, что необходимым компонентом ИУС становится регламент производства. Что, впрочем, естественно, поскольку в реальном производстве именно он отражает регулярные информационные взаимосвязи между подразделениями.
• Больша

я контактность с внешней средой. Все три вышеописанных фактора повышают эту контактность. Но главное, здесь – это измерение рационального уровня автоматизации на том предприятии, на котором ведется проект. Ведь повышение степени автоматизации может быть не только полезным, принося выгоду предприятию, но и вредным, неся ему ущерб от мало освоенных (или вовсе не освоенных) капиталовложений. Обязательным условием их максимального КПД является знание этого рационального уровня и программы его достижения.

• Больша

я жизнестойкость. Все это слагается в большую систему с нелинейной архитектурой – систему, способную к регенерации в условиях изменчивой внешней среды.

Информационно - управляющая система или субъект информационного управления представляет централизованное или распределенное подразделение, выполняющее функции информационной поддержки или информационного управления принятием решений активными субъектами организационной системы управления. При информационной поддержке используется существующая информированность субъекта о ситуации выбора решений. При информационном управлении информированность субъекта целенаправленно формируется в процессе информационного взаимодействия. При этом необходимо не только учитывать, но и повышать активность субъекта, его интеллект, знания и понимание ситуации выбора. За счет этого происходит интеллектуализации организации в целом

Информационно - управляющие  системы предназначены для обеспечения эффективности управленческих решений на основе применения информации самонаблюдения, специальных наблюдений и экспериментов, взаимодействий, сообщений и анализа, формальных методов сбора и обработки информации и компьютеров. Это в первую очередь локальные системы, которые ориентированы на решение определенной проблемы или взаимосвязанных проблем организации и зависят от их структуры и специфики. Они могут использовать комплексные информационные системы и сети организации, и могут быть интегрированы.

Хорошим примером таких  систем являются контроллинговые системы, обеспечивающие эффективность решений в управлении финансово – хозяйственной деятельностью. Интересно отметить, что  основой концепции контроллинга является согласование целей всех лиц и групп, участвующих в деятельности предприятия, особенно в процессе генерального целевого планирования. Это является подтверждением целесообразности применения принципа информационного управления, основанного на согласованной оптимизации управленческих решений.

5. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ИУС

При создании ИУС приходится сталкиваться с рядом проблем. Поставляя  информацию не исполнителям, а людям, принимающим и готовящим управляющие  решения, ИУС характеризуется повышенной сложностью. Эксплуатация MES-систем в силу сложности требует повышенных интеллектуальных ресурсов, которые менее устойчивы по сравнению с материальными. Поэтому современные ИУС строятся по модульному принципу, причем модули являются открытыми не только в аспекте используемых программно-технических средств, но и структур своих баз и витрин данных. Также используются совокупности имитационных моделей производства  на всех этапах предпроектных и проектных работ.

Известной бедой больших ИС является «грязная» информация. Поэтому в основу формирования баз данных положены следующие принципы: чистота данных обеспечивается в местах их появления, администраторы соответствующих функциональных подсистем отвечают за чистоту данных не только в своей подсистеме, но и соответствующих разделах общего хранилища данных; базы оперативных данных и их хранилища структурируются по организационно-техническому принципу с учетом свойств памяти человека и социума.

Кроме того, необходимо при разработке ИУС придерживаться концепции не предельно возможной, а рациональной автоматизации, той, которая соответствует  ресурсам, традициям и менталитету  предприятий. Периодическое проведение экспертных работ по оцениванию рационального уровня автоматизации и информатизации с последующей корректировкой действующего функционала системы и переобучением персонала с использованием тренажеров.

6. ОСОБЕННОСТИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ

Осложненные условия  эксплуатации современных технологических комплексов приводят к необходимости учета в процессе контроля и управления следующих видов неопределенности:

1. Низкая точность оперативной информации, получаемой с объектов управления, возникающая ввиду большой погрешности датчиков замера технологических параметров (расхода, давления и т.д.), их невысокой надежности, отказов каналов связи, большого запаздывания при передаче информации по уровням управления, отсутствия возможности замеров параметров во всех точках технологического процесса, необходимых для моделей. Наличие такого вида неопределенности вызывает неточность в задании переменных величин в моделях, начальных и граничных условий.
2. Неточность моделей объектов контроля и управления, вызванная неэквивалентностью решений системных многоуровневых иерархических моделей и используемых на практике отдельных локальных задач. Неточность моделей может возникать из-за неверно проведенной декомпозиции общей задачи управления, излишней идеализации модели сложного процесса, разрыва существенных связей в технологическом комплексе, линеаризации, дискретизации, замены фактических характеристик оборудования паспортными, нарушения допущений, принятых при выводе уравнений (стационарности, изотермичности, однородности и т.д.). Ввиду большой сложности объекта, существенной нелинейности, трудностей формализации, наличия различных субъективных критериев и ограничений могут применяться нечеткие модели.
3. Нечеткость в процессе принятия решений в многоуровневых иерархических системах, обусловленная тем, что наличие четких (точных) целей и координирующих решений на каждом уровне контроля и управления, и для каждого локального устройства регулирования затрудняет процесс координации и предопределяет длительный итеративный характер согласования решений.
4. Наличие диспетчера в контуре управления и ведение процесса координации в реальной производственной системе на естественном языке, приводит к необходимости учета трудностей представления знаний диспетчера в виде алгоритмов и согласованности полученного ЭВМ решения с его оценкой:
• ненадежность исходной информации, получаемой от диспетчера в режиме принятия решения, неточность оценок, недоопределенность понятий и терминов, неуверенность диспетчеров в<span class="dash041e_0431_044b_0447_043d_044b_0439_0020_0028_0432_0435_0431_0029__Char" style=" font-family: 'Times New Roman', 'Arial'; font-size: 14pt; text-decora