Система – Автоматизация - Управление и как «Я» их понимаю …
Продолжение …
Начало здесь: //infostart.ru/public/57950/ …
Статью рассматриваю как некое дополнение и критику статьи: anig99 Обзор систем управления (теория) или сказ о множестве страшных слов из 3х букв....
Находящуюся тут: //infostart.ru/public/59554/
Выражаю огромную благодарность Арчибальду, nikresh, Моха и anig99 за их содержательные высказывания а также всем написавшим комментарии в предыдущих моих статьях на тему БУ …
|
Система |
Автоматизация |
Управление |
|
Предмет |
||
|
Взаимосвязанные объекты |
Саморегулирующие технические средства |
Взаимодействие социальной среды |
|
объекты |
механизмы |
люди |
|
|
|
|
|
Задача |
||
|
Равновесие воздействие - приспособление |
Авторегулирование вход-выход |
Соответствие цель-действие |
|
1. Удержание – подобъектов и ограничение системы |
1. Воссоздание процесса |
1. Единство - Способ выживания |
|
2. Расширение, вовлечение новых объектов, реорганизация |
2. Регулирование отклонений |
2. Равенство – единые Возможности |
|
3. Качество, минимизация, эфективность |
3. Постоянство соответствий |
3. Братство – Поддержка, Обучение, наказание |
|
|
|
|
|
Способ |
||
|
1. стандартизация обмена |
||
|
2. единое управление |
||
|
3. рациональное распределение ресурсов |
||
|
4. информационная взаимосвязь |
||
|
5 функциональное взаимодействие |
||
|
|
|
|
|
Решение |
||
|
1. АП – автоматизация процессов (система в целом контролируется человеком) |
||
|
2. АСУ - автоматизированные системы управления (участие человека на этапе контроля) |
||
|
3. САУ - система автоматического управления (без участия человека, саморегулирование) |
||
|
|
|
|
|
САУ |
АП, АСУ |
Социальный строй (АП, АСУ, САУ) |
|
Хаотическое или организованное |
Передача части управления авторегуляторам |
Создание или разрушение систем выживания |
Системы
одномерные — системы с одним входом и одним выходом.
многомерные — системы с несколькими входами и выходами.
Автоматизированная система (АС) — система, состоящая из персонала и комплексасредств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций.
Автоматизированная система (АС) — это организованная совокупность средств, методов и мероприятий, используемых для регулярной обработки информации для решения задачи.
Если автоматизируемый процесс связан в основном с обработкой информации, то такая система называется автоматизированной информационной системой.
Главной целью создания АС является не упрощение, но категоризация и стандартизация автоматизируемого процесса, что позволяет обеспечивать стабильность работы системы, прозрачность её контроля и анализа слабых мест и основания для её развития либо свёртывания (списания, замены).
Как правило, автоматизация повышает требования к квалификации исполняющего персонала, в том числе повышая их ответственность.
В случае правильной автоматизации деятельности организаций, она упрощает принятие решений и уменьшает требуемое время для решения проблем для руководителей любого уровня.
Виды обратных связей
Отрицательная обратная связь (ООС) — тип обратной связи, при котором входной сигнал системы изменяется таким образом, чтобы противодействовать изменению выходного сигнала.
Положительная обратная связь (ПОС) - ускоряет реакцию системы на изменение входного сигнала, поэтому её используют в определённых ситуациях, когда требуется быстрая реакция в ответ на изменение внешних параметров.
В зависимости от того в какой фазе (в самом широком смысле слова) приходит на вход сигнал с выхода, он может приводит к усилению результирующего сигнала (положительная обратная связь) или ослаблению его (отрицательная обратная связь).
Управление по принципу отклонения управляемой переменной: — обратная связь образует замкнутый контур. На управляемый объект подается воздействие пропорциональное сумме(разности) между выходной переменной и заданным значением так, чтобы эта сумма (разность) уменьшалась.
Управление по принципу компенсации возмущений: — на вход регулятора попадает сигнал, пропорциональный возмущающему воздействию. Отсутствует зависимость между управляющим воздействием и результатом этого действия на объект.
Управление по принципу комбинированного регулирования: — используется одновременно регулирования по возмущению и по отклонению, что обеспечивает наиболее высокую точность управления.
Регуляторы
Регулятор — в теории управления устройство, которое следит за работой объекта управления как системы и вырабатывает для неё управляющие сигналы.
Регуляторы следят за изменением некоторых параметров объекта управления (непосредственно, либо с помощью наблюдателей) и реагируют на их изменение с помощью некоторых алгоритмов управления в соответствии с заданным качеством управления.
Регуляторы в подавляющем большинстве работают по принципу отрицательной обратной связи с целью компенсировать внешние возмущения, действующие на объект управления и отработать заданный извне или заложенный в системе закон управления.
Нас интересует СистемыУправления
Система управления — систематизированный набор средств влияния на подконтрольный объект для достижения определённых целей данным объектом. Объектом системы управления могут быть как технические объекты так и люди. Объект системы управления может состоять из других объектов, которые могут иметь постоянную структуру взаимосвязей.
САУ - Система автоматического управления, как правило, состоит из двух основных элементов — объекта управления и управляющего устройства и информационные процессы их связывающие.
Типовая схема САУ см. картинки схема1.
Вся функциональность этой схемы заключается в её универсальности. Данную схему можно накладывать на любые процессы как механические, физические или социальные процессы. Например, если убрать все обратные связи и оставить один регулятор и один исполняющий механизм мы получим в механике – рычаг, в социологии – первобытное племя с вождём и прямым управлением и так далее …
Управляемость, наблюдаемость САУ
САУ управляема (полностью управляема), если она может быть переведена из любого начального состояния x0(t) в другое произвольное состояние x1(t) в произвольный момент времени путём приложения кусочно-непрерывного воздействия U(t)=[t0;t1].
Управляемость — одно из важнейших свойств системы управления, описывающее возможность перевести систему из одного состояния в другое. Исследование системы управления на управляемость является одним из важных шагов в синтезе управляющих контроллеров.
В теории управления, наблюдаемость является свойством системы, показывающим, можно ли по выходу полностью восстановить информацию о состояниях системы.
Устойчивость — свойство САУ возвращаться в заданный или близкий к нему установившийся режим после какого-либо возмущения.
Запас устойчивости САУ – аналог точки БезУбыточности …
Классификация систем:
1. По виду информации в управляющем устройстве
Замкнутые САУ
В замкнутых системах автоматического регулирования управляющее воздействие формируется в непосредственной зависимости от управляемой величины. Связь входа системы с его выходом называется обратной связью. Сигнал обратной связи вычитается из задающего воздействия. Такая обратная связь называется отрицательной.
Разомкнутые САУ
Сущность принципа разомкнутого управления заключается в жестко заданной задающим устройством программы управления, то есть не учитывается управлением влияние возмущений на характеристики процесса и осуществляется без контроля результата.
2. По сложности структуры
Простая система – свойство системы не отличается от свойств объектов в неё входящих.
Сложная система состоит из множества взаимодействующих составляющих (подсистем), вследствие чего сложная система приобретает новые свойства, которые отсутствуют на подсистемном уровне и не могут быть сведены к свойствам подсистемного уровня.
Системный подход.
Системный подход — направление методологии исследования, в основе которого лежит рассмотрение объекта как целостного множества элементов в совокупности отношений и связей между ними, то есть рассмотрение объекта как системы.
Говоря о системном подходе, можно говорить о некотором способе организации наших действий, таком, который охватывает любой род деятельности, выявляя закономерности и взаимосвязи с целью их более эффективного использования. При этом системный подход является не столько методом решения задач, сколько методом постановки задач. Как говорится, «Правильно заданный вопрос — половина ответа». Это качественно более высокий, нежели просто предметный, способ познания.
Основные принципы системного подхода
1. Целостность, позволяющая рассматривать одновременно систему как единое целое и в то же время как подсистему для вышестоящих уровней.
2. Иерархичность строения, то есть наличие множества (по крайней мере, двух) элементов, расположенных на основе подчинения элементов низшего уровня элементам высшего уровня. Пример, любая организация представляет собой взаимодействие двух подсистем: управляющей и управляемой. Одна подчиняется другой.
3. Структуризация, позволяющая анализировать элементы системы и их взаимосвязи в рамках конкретной организационной структуры. Как правило, процесс функционирования системы обусловлен не столько свойствами её отдельных элементов, сколько свойствами самой структуры.
4. Множественность, позволяющая использовать множество кибернетических, экономических и математических моделей для описания отдельных элементов и системы в целом.
Основные определения системного подхода
Система — совокупность элементов и связей между ними.
Структура — устойчивая картина взаимоотношений между элементами.
Процесс — динамическое изменение системы во времени.
Функция — работа элемента в системе.
Состояние — положение системы относительно других её положений.
Аспекты системного подхода
Системный подход — это подход, при котором любая система (объект) рассматривается как совокупность взаимосвязанных элементов (компонентов), имеющая выход (цель), вход (ресурсы), связь с внешней средой, обратную связь.
Принцип МЕСЕ позволяет структурировать любую информацию с максимальной полнотой и ясностью.
Информация должна быть:
Mutually exclusive — взаимно исключающая;
Collectively exhaustive — совместно исчерпывающая.
Главное свойство система это её адаптация ...
Адаптивная система
Адаптивная система (самоприспосабливающаяся система) — система, автоматически изменяющая алгоритмы своего функционирования и (иногда) свою структуру с целью сохранения или достижения оптимального состояния при изменении внешних условий.
Адаптивная система может приспосабливаться к изменениям как внутренних, так и внешних условий.
Различают пассивную адаптацию (реагирование системы на изменение окружающей среды) и активную (воздействие системы на окружающую среду).
Адаптивные системы подразделяются на самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы. В первом случае в соответствии с изменениями внешней среды меняется способ функционирования системы, а во втором — меняется структура, организация системы.
Наиболее простые формы адаптивного поведения обнаруживаются у регуляторов в технических системах с обратной связью, если объект регулирования (управляемую систему) рассматривать как (окружающую) среду функционирования регулятора. Система в целом при этом может быть и неадаптивной.
Самоорганизующиеся и высокоорганизованные адаптивные системы обладают, кроме того, способностью так изменять внешнюю среду, чтобы изменение собственного поведения системы не являлось необходимым. Они в состоянии изменять (адаптировать) внешние условия для достижения собственных целей.
Если управляемая система и (окружающая) среда стационарны, то адаптивная управляющая система по истечении определенного периода времени накапливает необходимую информацию, устраняет неопределенность, и качество адаптивного управления приближается к качеству оптимального управления в условиях полной информации.
В самоорганизующихся системах характеристики объекта управления меняются во времени и устранить неопределенность полностью не удается. Однако в тех случаях, когда процесс адаптации быстро сходиться к оптимальному процессу, качество адаптивного управления может мало отличаться от оптимального.
Поведение адаптивных систем является дуальным. С одной стороны, невозможно осуществить эффективное управление, не зная характеристик управляемой системы, с другой — можно изучать эти характеристики в процессе управления и тем самым улучшать управление, стремясь к оптимальному. В этом случае управляющие воздействия носят двойственный характер: они служат средством как активного изучения, познания управляемой системы для будущего, так и непосредственного управления в текущий момент. В адаптивных системах (управления) всегда существует известное противоречие между познавательной и направляющей функциями управляющих воздействий.
Адаптивное управление
Адаптивное управление — совокупность методов теории управления, позволяющих синтезировать системы управления, которые имеют возможность изменять параметры регулятора или структуру регулятора в зависимости от изменения параметров объекта управления или внешних возмущений, действующих на объект управления. Подобные системы управления называются адаптивными. Адаптивное управление широко используется во многих приложениях теории управления.
По характеру изменений в управляющем устройстве адаптивные системы делят на две большие группы:
- самонастраивающиеся (изменяются только значения параметров регулятора)
- самоорганизующиеся (изменяется структура самого регулятора).
Открытые системы
Открытые системы могут сохранять высокий уровень организованности и развиваться в сторону увеличения порядка и сложности, что является одной из наиболее важных особенностей процессов самоорганизации.
Типы открытых систем
Понятие открытой системы является одним из основных в синергетике, неравновесной термодинамике, в статистической физике и в квантовой механике.
Открытые системы имеют важное значение не только в физике, но и в общей теории систем, биологии, кибернетике, информатике, экономике. Биологические, социальные и экономические системы необходимо рассматривать как открытые, поскольку их связи со средой имеют первостепенное значение при их моделировании и описании.
Только открытые системы способны к расширенному воспроизводству.
Физика
Открытая система в физике — физическая система, которую нельзя считать закрытой по отношению окружающей среде в каком-либо аспекте — информационном, вещественном, энергетическом и т. д. Открытые системы могут обмениваться веществом, энергией, информацией с окружающей средой. Открытые системы активно взаимодействуют с внешней средой, причем наблюдатель прослеживает это взаимодействие не полностью. Взаимодействие с окружающей средой, характеризуется высокой неопределенностью.
Открытая система в квантовой механике — квантовая система, которая может обмениваться энергией и веществом с внешней средой. В определенном смысле всякая квантовая система может рассматриваться как открытая система, поскольку измерение любой динамической величины (наблюдаемой) связано с конечным необратимым изменением квантового состояния системы. Поэтому в отличие от классической механики, в которой измерения не играют существенной роли, теория открытых квантовых систем должна включает в себя теорию квантовых измерений.
Открытая система в статистической механике — механическая система, которую может обмениваться веществом и энергией с окружающей средой. Открытые системы взаимодействуют с внешней средой, причем нельзя полностью описать это взаимодействие и для его нельзя задать некоторым гамильтонианом. Открытая система в равновесной статистической механике — это механическая система, число частиц в которой не остается постоянным.
В теории управления возможна постановка всего двух задач:
Первая задача - это задача управления: мы хотим управлять объектом в процессе его функционирования сами непосредственно. Это задача управления.
Вторая задача - это задача самоуправления: мы хотим, чтобы объект
— без нашего непосредственного вмешательства в процесс
— самоуправлялся в приемлемом для нас режиме.
Эффективное управление или самоуправление предполагает наличие обратной связи, то есть передачу информации о протекании процесса, на основании которой вырабатывается управляющее (изменяющее) воздействие.
Послесловие …
... давайте придерживаться рамок давно существующих определений и понятий, а не подсовывать своё понимание расплывчатого перевода иностранных, красивых слов ...
математика: 1=1
бла-бла-бла: 1марковЬка НЕ= 1марковЬке
и вопрос является ли БУ (или УПП, ERP, MES, WMS, CRM, SCM, MRP, KPI) системой управления, ответ может быть только один – по уровню обратной связи можно определить, что БУ – это учётная система (статистика) на базе ПК и ПО, автоматизированная система - АСУ или же это уже САМОрганизующая система - САУ …
Система – это НЕ группа объектов под «одной крышей» … это тогда когда свойство системы больше суммы свойств объектов её составляющих …
... отсутствие стандартов приводит к отсутствию взаимодействия и, в конечном счете, к хаосу ...
Россия – это не проблема жизни или выживания … Россия это проблема смысла …
... вот …
