Информационно-управляющая система определяется как формальная система для выдачи администрации информации, необходимой для принятия решений.
ИУС должна выдавать информацию о прошлом, настоящем и предполагаемом будущем. Она должна отслеживать все относящиеся к делу события внутри организации и вне ее. Общей целью ИУС является облегчение эффективного выполнения функций планирования, контроля, производственной деятельности и процесса управления в целом. Самой важной ее задачей является выдача нужной информации нужным людям в нужное время.
Необходимо отметить, что ИУС не является единственной всеобъемлющей интегрированной системой для удовлетворения всех потребностей администрации в информации. Поскольку может возникнуть желание получить систему такого характера, нужно оговорить этот аспект, что из-за больших сложностей вероятность создания ее мала. ИУС ЗАО «Компания Тверитекс» состоит из ряда информационных систем, каждая из которых служит для принятия решений в некоторой конкретной области. Нельзя упустить тот факт, что ИУС неизменно предполагает применение компьютеров. Действительно, последние достижения в области технологии обработки данных внесли огромный вклад в создание информационно-управляющих систем. Некоторые типы ИУС были бы невозможны без той скорости и точности обработки данных, которые дают компьютеры.
Компьютерная революция привела к существенным изменениям в обработке информации в организациях. Одно из исследований в области практики управления показало, что электронная обработка данных и информационно-управляющие системы - это два наиболее широко применяемые в управлении инструмента. Широкое распространение компьютеров в организациях позволяет управляющим всех уровней использовать в своей деятельности большие объемы информации.
Благодаря компьютерной технике, отдельные управляющие могут теперь принимать решения, основываясь на информации, подготавливаемой внутри их компаний. Внутрифирменные базы данных позволяют руководителю получать сведения о его бизнесе, о рынках, конкуренции, ценах и прогнозах всего за несколько часов.
Компьютеры могут давать управляющим информацию, необходимую для контроля любого типа, которая помогает им сравнивать плановые и фактические результаты, рано обнаруживать расхождения в них и вносить коррективы для разрешения возникших проблем. Однако, как и все инструменты управления, компьютеризированные информационные системы работают так, как они спроектированы, и не могут оказаться лучше. Следовательно, на мой взгляд, необходимо рассмотреть вопросы проектирования ИУС и способы повышения их эффективности.
Не будет преувеличением сказать, что цель ИУС состоит не только в том, чтобы просто выдать и обработать некоторую информацию. ИУС должна быть ориентирована на пользователя, то есть информация, которую она обрабатывает, должна служить потребностям тех управляющих, которые ее получают.
При проектировании информационной системы нужно иметь в виду, что информационные потребности управляющих различны и зависят от их уровня в иерархии и функциональных обязанностей.
Информационно-управляющие системы и управленческая деятельность
Изучая различия в информационных потребностях управляющих, можно условно разделить виды управленческой деятельности на три категории.
Эти категории деятельности примерно соответствуют обязанностям управляющих высшего, среднего и низового звена. ИУС должна давать информацию, соответствующую различным требованиям, предъявляемым к каждой из категорий.
Например, деятельность управляющих высшего звена по стратегическому планированию включает, в первую очередь, вопросы будущего взаимодействия между организацией и окружающей средой. Таким образом, управляющим высшего звена, требуется информация из внешних источников. Эта информация не должна быть очень детальной и должна иметь достаточно широкие границы, чтобы были ясны тенденции. Не требуется также и очень большой точности.
Информация для управленческого контроля необходима управляющим и высшего, и среднего звена. Естественно, она должна поступать как из внутренних, так и из внешних источников. Например, руководители высшего звена нуждаются в информации о работе основных подразделений своей компании и о деятельности конкурирующих организаций. Руководителю среднего звена требуется информация о производительности, затратах, обороте и, возможно, об изменениях в требованиях потребителя или в области технологии. Эта информация должна быть более детальной, иметь более узкие границы и быть более точной, чем та, что требуется для стратегического планирования. Она также должна поступать через более короткие промежутки времени, так как временные рамки принимаемых решений здесь меньше [7].
Информация для целей оперативного контроля, которая касается повседневной деятельности, должна быть очень точной, узкой и самой последней. Она должна поступать почти исключительно из внутренних источников. Например, управляющий непосредственно на производстве должен точно знать сколько часов в день работает каждый работник, каков дневной или недельный объем выпуска, а также сколько материала использовано и ушло в отходы.
Кроме того, руководителям нужна специфическая информация, относящаяся к области их конкретной профессиональной деятельности. Так, управляющему по сбыту требуется информация о торговых сделках, о вкусах потребителя, о конкурентоспособности новых товаров и т.д. Детальная информация о технических условиях на новое изделие, которая принципиально важна для начальника Технического отдела, не является существенной для принятия решений, касающихся сбыта. Действительно, если ИУС будет регулярно выдавать такую информацию управляющему по сбыту, то это будет лишь мешать ему в работе и отнимать время.
infomanagement.ru
СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра автоматики и промышленной электроники
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовому проекту на тему: “ Построение информационно-управляющей системы с элементами искусственного интеллекта.”
По дисциплине: “Элементы систем автоматического контроля и управления.”
Проектировал: студент группы ПЭЗ-51 Симоненко А.В.
Проверил: Володченко Г.С.
Сумы 2000 г.
СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
1.СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫМ ОБЪЕКТОМ.
1.1 Построение информационной управляющей системы с элементами самонастройки.
1.2 Построение логарифмических АЧХ и ФЧХ и нескорректированной системы
1.3. Построение желаемых ЛАЧХ и ФЧХ скорректированной квазистационарной системы.
1.4. Построение ЛАЧХ корректирующего звена системы.
2.СИНТЕЗ ИНФОРМАЦИОННО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕСТАЦИОНАРНОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.
2.1. Выбор метода синтеза системы.
2.2. Поиск минимизированного функционала качества.
3.ПОСТРОЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ.
3.1. Синтез адаптивной системы управления нестационарным объектом с элементами искусственного интеллекта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
ВВЕДЕНИЕ.
При современном уровне развития науки и техники все большее распространение получают информационно-управляющие системы с элементами искусственного интеллекта на производстве, в быту, военной технике, а также там, где присутствие человека невозможно.Их особенностью является наличие в самой системе подсистем анализа и контроля состояния как самой системы управления так и состояния объекта управления с целью своевременного принятия решения и реагирования на внешние воздействия и изменения в самой системе.
Системы автоматического контроля и управления должны обеспечить требуемую точность регулирования и устойчивость работы в широком диапазоне изменения параметров.
Если раньше теория автоматического управления носила в основном линейный и детерминированный характер, решаемость теоретических задач определялась простотой решения, которое стремились получить в виде замкнутой конечной формы, то в настоящее время решающее значение приобретает четкая аналитическая формулировка алгоритма решения задачи и реализация его с помощью ЭВМ.
1.СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫМ ОБЪЕКТОМ
1.1Построение информационной управляющей системы с элементами самонастройки.
Для нестационарного динамического объекта управления, поведение которого описывается нестационарными дифференциальными уравнениями вида (1.1):
введем условие квазистационарности на интервале
(1.2)
(1.3)
Для решения задачи представим объект управления в пространстве состояний, разрешив систему (1.1) относительно старшей производной:
(1.4)
Полученная система уравнений описывает структуру объекта управления в пространстве состояний. Соответствующая структурная схема представлена на рисунке 1.
Рис.1
Представим схему переменных состояний в форме Коши. Для этого введем переобозначение через z.
Пусть (1.5) :
Система (1.5)-математическая модель объекта управления в форме Коши. Представим (1.5) в векторной форме:
(1.6)
где
вектор состояний (1.7)
производная вектора состояний (1.8)
динамическая матрица о/у (1.9)
матрица управления о/у (1.10)
вектор управляющих воздействий (1.11)
матрица измерений (1.12)
Определяем переходную матрицу состояний в виде:
Находим передаточные функции звеньев системы управления, для чего представляем систему дифференциальных уравнений (1.1) в операторной форме:
(1.13)
(1.14)
Вынесем общий множитель за скобки
(1.15)
Передаточная функция первого звена
где
тогда
(1.16)
Подставляем численные значения(см.т/з):
Передаточная функция второго звена:
где
тогда
(1.17)
Подставляем численные значения:
Используя заданный коэффициент ошибки по скорости, находим требуемый коэффициент усиления на низких частотах:
(1.18)
Для обеспечения требуемого коэффициента усиления вводим пропорциональное звено с коэффициентом усиления , равным
Передаточная функция системы численно равна:
(1.19)
1.2 Построение логарифмических АЧХ и ФЧХ нескорректированной системы.
Заменив в выражении (1.19) , получим комплексную амплитудно-фазочастотную функцию разомкнутой системы:
(1.20)
Представим (1.20) в экспоненциальной форме:
(1.21)
Здесь
(1.22)
(1.23)
Логарифмируем выражение (1.22):
(1.24)
Слагаемые на частотах
равны нулю, а на частотах принимают значения .
Соответственно, тогда логарифмическая амплитудно-частотная характеристика определяется выражением:
(1.25)
Определим частоты сопряжения:
(1.26)
Для построения логарифмических частотных характеристик выбираем следующие масштабы:
-одна декада по оси абсцисс-10 см;
-10 дб по оси ординат-2 см;
-90° по оси ординат-4.5 см.
В этих масштабах откладываем:
-по оси частот-сопрягающие частоты;
-по оси ординат-значение
Через точку проводим прямую с наклоном -40 дб/дек, до частоты сопряжения
на частоте сопрягается следующая прямая с наклоном -20 дб/дек по отношению к предыдущей прямой.Эта прямая проводится до частоты сопряжения
на частоте сопрягается третья прямая с наклоном -20 дб/дек по отношению ко второй прямой.
Третья прямая проводится до частоты сопряжения
Полученная таким образом ломаная кривая представляет собой ЛАЧХ разомкнутой нескорректированной квазистационарной системы, первая прямая проходит с наклоном к оси частот-40 дб/дек; вторая-20 дб/дек; третья0 дб/дек;
четвертая-20 дб/дек.
Фазочастотная характеристика нескорректированной разомкнутой системы строится в тех же координатах согласно выражения (1.24), где
-первое слагаемое -это прямая, проходящая параллельно оси частот на расстоянии ;
-второе-четвертое слагаемые-тангенсоиды с точками перегиба на частотах сопряжения; в области высоких частот асимптотически приближаются к , а при
Алгебраическая сумма ординат всех четырех характеристик дает фазочастотную характеристику нескорректированной разомкнутой системы..
Для определения запасов устойчивости не скорректированной системы по амплитуде и по фазе необходимо:
-точку пересечения суммарной ФЧХ с линией спроектировать на ЛАЧХ, тогда расстояние проекции этой точки до оси частот будет величиной запаса устойчивости по амплитуде в дб. Если же проекция этой точки окажется выше оси частот, то запаса устойчивости по амплитуде нет.
-проекция частоты среза на суммарную ФЧХ относительно линии определяет величину запаса устойчивости по фазе в градусах, если проекция точки находится выше линии .
Произведенные построения показывают, что рассматриваемая система неустойчива как по амплитуде, так и по фазе. С целью достижения заданных показателей качества строим корректирующее звено.
1.3. Построение желаемых ЛАЧХ и ФЧХ скорректированной квазистационарной системы.
1.3.1. Определяется частота среза.
(1.27)
где -время регулирования квазистационарной системы, т.е. один из заданных в условии показателей качества;
-коэффициент, зависящий от величины перерегулирования , определяемый по графику зависимости [1],
1.3.2. Через точку проводится участок ЛАЧХ на средних частотах с наклоном –20дб/дек.
1.3.3. Определяются сопрягающие частоты
(1.28)
(1.29)
1.3.4. По частоте графически находится величина амплитуды в децибелах на низких частотах и через точку проводится участок ЛАЧХ с наклоном -40 или –60 дб/дек. до ее пересечения на сопрягающей частоте с участком ЛАЧХ на низких частотах с наклоном дб/дек.
1.3.5. По частоте графически определяется величина амплитуды в децибелах и через точку
проводится прямая с наклоном –40 или –60 дб/дек, которая определяет характер желаемой ЛАЧХ в области высоких частот.
По виду желаемой ЛАЧХ построена желаемая ФЧХ и определены запасы устойчивости по амплитуде и по фазе.
Произведенные построения показывают, что запасы устойчивости удовлетворяют заданным в техническом задании на проект.
1.4. Построение ЛАЧХ корректирующего звена системы.
Учитывая то, что передаточная функция разомкнутой скорректированной системы определяется выражением
или
где — передаточная амплитудно-фазочастотная функция корректирующего звена, имеем
Логарифмируя, получим
(1.31)
Из выражения (1.31) следует, что ЛАЧХ корректирующего устройства квазистационарной системы равна разности ЛАЧХ скорректированной и нескорректированной ЛАЧХ соответственно.
Таким образом, вычитая ординаты ЛАЧХ нескорректированной системы из ординат желаемой ЛАЧХ на частотах сопряжения, получим ординаты ЛАЧХ корректирующего устройства, к-рая построена на той же схеме путем соединения частот сопряжения прямымыи с наклонами, соответствующими разностям.
Согласно выполненных построений передаточная функция корректирующего устройства :
(1.32)
(1.33)
Разомкнутая система управления квазистационарным объектом, состоящая из трех звеньев, представлена на рис.2.
рис.2
2.СИНТЕЗ ИНФОРМАЦИОННО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕСТАЦИОНАРНОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.
2.1. Выбор метода синтеза системы.
При снятии наложенных ограничений квазистационарности параметры объекта управления становятся функциями времени. Для выработки управляющих воздействий, близких к оптимальным, необходима информация о параметрическом состоянии объекта управления. Для этого необходимо решение задачи синтеза информационно-параметрической системы идентификации, т.е. нахождение ее структуры и алгоритма функционирования. Для решения поставленной задачи выбирается метод подстраиваемой модели объекта управления с параллельным включением. А в качестве процесса функционирования-итерационный процесс поиска минимизируемого функционала качества , т.е. отделение процесса определения величины и направления изменения параметра от процесса перестройки параметра. Такой процесс позволяет производить оценку параметра при нулевых начальных условиях на каждом итеративном шаге, что сводит ошибку оценки параметра к и независящей от переходных процессов системы, вызванных перестройкой параметров модели.
2.2. Поиск минимизированного функционала качества.
В качестве минимизированного функционала целесообразно выбрать интегральный среднеквадратический критерий качества вида:
(2.1)
сводящий к рассогласования между выходными сигналами объекта и его модели к параметрам объекта управления.
где -изменение вектора параметров модели, равное
-реакция объекта управления на управляющее воздействие
-реакция модели объекта управления на управляющее воздействие . Тогда
и функционал качества приобретает вид
(2.2)
Для нахождения структуры информационно-параметрической системы идентификации и ее алгоритма функционирования необходимо осуществить минимизацию функционала качества (2.2) по настраиваемым параметрам модели объекта управления. Взяв частную производную от минимизируемого функционала по настраиваемым параметрам на интервале времени
, получим
(2.3)
где
тогда
(2.4)
Полученная система интегро-дифференциальных уравнений (2.3,2.4) описывает структуру контура самонастройки информационно-параметрической системы идентификации по параметру и его алгоритм функционирования. Поступая аналогично, найдем структуру и алгоритм функционирования контура самонастройки информационно-параметрической системы идентификации по параметрам .
(2.5)
(2.6)
Здесь
-коэффициенты передачи контуров самонастройки по параметрам соответственно.
Полученная система интегродифференциальных уравнений (2.5-2.6) описывают структуру контуров самонастройки информационно-параметрической системы по параметру .
В целом система интегродифференциальных уравнений (2.3-2.6) описывает структуру информационно-параметрической системы идентификации и ее алгоритм функционирования.
Циклограмма работоспособности информационно-параметрической системы идентификации, поясняющая принцип ее работы, приведена на рис.3
3.ПОСТРОЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ.
Полученная структура системы управления квазистационарным объектом (рис.2) обеспечивает устойчивость и заданные показатели качества на интервале квазистационарности при условии постоянства параметров объекта управления на этом интервале времени. При наличии изменений параметров объекта управления управляющее воздействие , вырабатываемое регулятором (управляющим устройством) с жесткой отрицательной обратной связью, не обеспечивает устойчивости и заданных показателей качества квазистационарной системы. В работу вступает гибкая параметрическая обратная связь, т. к. управляющему устройству в этом случае необходима информация о параметрическом состоянии нестационарного объекта управления.
Выработанное управляющим устройством воздействие с учетом информации о параметрическом состоянии нестационарного объекта управления будет сводить кошибку рассогласования регулируемого процесса
, где -изменение вектора параметров управляющего устройства.
3.1. Синтез адаптивной системы управления нестационарным объектом с элементами искусственного интеллекта.
Для оценки качества регулируемого процесса нестационарного объекта управления выберем интегральный критерий минимума среднеквадратической ошибки регулируемого процесса, зависящего от изменения параметров объекта управления , изменения параметров управляющего устройства , и задающего воздействия
.
(3.1.1)
где
(3.1.2)
(3.1.3)
здесь
Решив выражение (3.1.2) относительно с учетом (3.1.3), получим
(3.1.4)
где -вектор настраиваемых параметров регулятора (управляющего устройства), обеспечивающий качество регулируемого процесса.
Учитывая то, что на состояние нестационарного объекта управления в каждом -том цикле может указать самонастраивающаяся модель объекта, положим в уравнении (3.1.4)
(3.1.5)
Тогда выражение сигнала ошибки регулируемого процесса для каждого -го цикла будет иметь вид
(3.1.6)
Подставляя значение выражения (3.1.6) в (3.1.1) имеем:
(3.1.7)
Минимизируя функционал качества (3.1.7) по вектору настраиваемых параметров регулятора на интервале
, получим
(3.1.8)
где
(3.1.9)
(3.1.10)
(3.1.11)
Полученные выражения (3.1.8-3.1.11) описывают структуру и алгоритм функционирования системы анализа параметрического состояния нестационарного объекта управления в векторно-матричной форме.
Подставляя значения в (3.1.7), получим
(3.1.12)
Взяв частные производные от минимизируемого функционала качества по настраиваемым параметрам регулятора , с учетом выражения (3.1.8) получим:
(3.1.13)
(3.1.14)
Тогда
(3.1.15)
Полученные выражения (3.1.13-3.1.15) описывают контур самонастройки системы анализа параметрического состояния и принятия решения по параметру .
Поступая аналогично тому, как это было выполнено по параметру , найдем структуру и алгоритм функционирования контура самонастройки анализа параметрического состояния и принятия решений по параметрам :
(3.1.16)
где
(3.1.17)
Тогда
(3.1.18)
Полученная система уравнений (3.1.16-3.1.18) описывает структуру и алгоритм функционирования системы анализа параметрического состояния и принятия решения по параметру .
Аналогично
(3.1.19)
(3.1.20)
где
(3.1.21)
Тогда
(3.1.22)
Полученная система интегродифференциальных уравнений (3.1.8-3.1.22) описывает структуру и алгоритм функционирования системы анализа параметрического состояния и принятия решений по параметрам .
Пользуясь полученным алгоритмом функционирования, строим адаптивную систему оптимального управления нестационарным объектом управления с элементами искусственного интеллекта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Построенная адаптивная система управления нестационарным объектом полностью соответствует заданной математической модели и удовлетворяет условиям технического задания.
Соответствующие структурные схемы информационно-параметрической системы идентификации и адаптивной системы управления могут быть реализованы с помощью современной элементной базы и использоваться в промышленности, военно-промышленном комплексе и научных исследованиях.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1.Г.С.Володченко, А.И.Новгородцев. Методические указания к комплексной курсовой работе.С.: СГУ,1996г.
2. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы.М.: Высш.шк.,1989-263 с.
3. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. 3-е изд., испр. М.: Физматгиз, 1975.-768 с.
4. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления / под ред. В.А. Бесекерского. М.: Наука,1978-512 с.
5.Ту Ю. Т. Цифровые и импульсные системы автоматического управления. М.: Машиностроение,1964.-703 с.
www.ronl.ru
Формула специальности:
Научная специальность "Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)" соответствует области науки, занимающейся:
-исследованием теоретических и практических проблем, методов и технических средств информационно-измерительных и управляющих систем, их метрологического обеспечения, контроля и испытаний;
-созданием и совершенствованием сложных информационно-измерительных и управляющих систем, комплексов их контроля и испытания.
Научные и технические проблемы специальности определяют эффективность внедрения новейших достижений науки и техники в практику создания, отработки и испытаний образцов информационно-измерительных и управляющих систем.
^ Область исследования:
1. Научное обоснование перспективных информационно-измерительных и управляющих систем, систем их контроля, испытаний и метрологического обеспечения, повышение эффективности существующих систем.
2. Новые методы и технические средства контроля и испытаний образцов информационно-измерительных и управляющих систем.
3. Методы и технические средства метрологического обеспечения информационно-измерительных и управляющих систем, метрологического обеспечения испытаний и контроля, метрологического сопровождения и метрологической экспертизы информационно-измерительных и управляющих систем, методы проведения их метрологической аттестации.
4. Методы и системы программного и информационного обеспечения процессов отработки и испытаний образцов информационно-измерительных и управляющих систем.
5. Методы анализа технического состояния, диагностики и идентификации информационно-измерительных и управляющих систем.
6. Исследование возможностей и путей совершенствования существующих и создания новых элементов, частей, образцов информационно-измерительных и управляющих систем, улучшение их технических, эксплуатационных, экономических и эргономических характеристик, разработка новых принципов построения и технических решений.
^ Отрасль наук:
технические науки
____________
*) информация для соискателей, представляющих диссертации по специальности 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (промышленность) для защиты в совете Д212.181.07 при ГОУ ОГУ
Современные информационно-управляющие системы — крупнейший раздел технической кибернетики, изучающей общие закономерности процессов получения и преобразования информации и целесообразного управления в технических системах.
Подавляющую и наиболее важную часть этих систем составляет информационно-измерительная и управляющая техника, совокупность которой (то есть, система) позволяет получать количественно опытным путем определенную информацию о разнообразных объектах материального мира. Подобные системы решают огромный круг задач, связанных, главным образом, с выделением, сбором, переработкой, передачей, хранением, поиском и выдачей разнообразной информации человеку.
Несмотря на общие закономерности получения знаний в этой области, исторический опыт исследований предопределил следующие разделы знаний в области информационно-измерительных и управляющих систем (ИИУС), обусловленные основными процессами получения количественной информации об исследуемом объекте: обнаружение событий, распознавание образов, измерение физических величин, процесс счета, контроль и техническая диагностика.
В информационно-измерительных и управляющих системах применяется узкое толкование этих терминов, вытекающее из того, что основные процессы – процессы измерения реализуются опытным путем с использованием технических средств и служат для получения количественной оценки состояния материального объекта в конкретной отрасли промышленности.
^ Область науки, занимающейся исследованием проблем, разработкой методов и технических средств информационно-измерительных и управляющих систем, их метрологического обеспечения, контроля и испытаний, созданием новых и совершенствованием известных – составляет научную специальность 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в промышленности). Ниже приведены рекомендуемые отрасли промышленности с объектами исследования и уточненные области исследования в рамках паспорта научной специальности 05.11.15.
Отрасли промышленности, где ИИУС представлены в качестве объекта исследования
Области исследования в рамках паспорта специальности 05.11.16, которым должна соответствовать тематика диссертации
1) энергетика;
2) транспорт;
3) нефтегазовая промышленность;
4) строительная промышленность;
5) горно-обогатительная промышленность;
6) сельское хозяйство;
7) коммунальное хозяйство.
1) научное обоснование перспективных ИИУС, а также систем их контроля, испытаний и метрологического обеспечения;
2) разработка методов и технических решений, позволяющих повысить эффективность существующих ИИУС, улучшить их технические, эксплуатационные и экономические характеристики;
3) разработка новых методов и технических средств контроля и испытаний образцов ИИУС;
4) разработка методов и систем программного и информационного обеспечения процессов отработки и испытаний образцов ИИУС;
5) разработка методов и технических средств метрологического обеспечения ИИУС, их испытаний и контроля, метрологического сопровождения и метрологической экспертизы, а также их метрологической аттестации;
6) разработка методов анализа технического состояния, диагностики и идентификации ИИУС;
7) исследование возможностей создания новых элементов и частей ИИУС, разработка новых принципов их построения и технических решений.
www.ronl.ru
СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра автоматики и промышленной электроники
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовому проекту на тему: “ Построение информационно-управляющей системы с элементами искусственного интеллекта.”
По дисциплине: “Элементы систем автоматического контроля и управления.”
Проектировал:студент группы ПЭЗ-51 Симоненко А.В.
Проверил: Володченко Г.С.
Сумы 2000 г.
СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
1.СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫМ ОБЪЕКТОМ.
1.1 Построение информационной управляющей системы с элементами самонастройки.
1.2 Построение логарифмических АЧХ и ФЧХ и нескорректированной системы
1.3. Построение желаемых ЛАЧХ и ФЧХ скорректированной квазистационарной системы.
1.4. Построение ЛАЧХ корректирующего звена системы.
2.СИНТЕЗ ИНФОРМАЦИОННО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕСТАЦИОНАРНОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.
2.1. Выбор метода синтеза системы.
2.2. Поиск минимизированного функционала качества.
3.ПОСТРОЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ.
3.1. Синтез адаптивной системы управления нестационарным объектом с элементами искусственного интеллекта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
ВВЕДЕНИЕ.
При современном уровне развития науки и техники все большее распространение получают информационно-управляющие системы с элементами искусственного интеллекта на производстве, в быту, военной технике, а также там , где присутствие человека невозможно.Их особенностью является наличие в самой системе подсистем анализа и контроля состояния как самой системы управления так и состояния объекта управления с целью своевременного принятия решения и реагирования на внешние воздействия и изменения в самой системе.
Системы автоматического контроля и управления должны обеспечить требуемую точность регулирования и устойчивость работы в широком диапазоне изменения параметров.
Если раньше теория автоматического управления носила в основном линейный и детерминированный характер, решаемость теоретических задач определялась простотой решения, которое стремились получить в виде замкнутой конечной формы, то в настоящее время решающее значение приобретает четкая аналитическая формулировка алгоритма решения задачи и реализация его с помощью ЭВМ.
1.СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫМ ОБЪЕКТОМ
1.1Построение информационной управляющей системы с элементами самонастройки.
Для нестационарного динамического объекта управления, поведение которого описывается нестационарными дифференциальными уравнениями вида (1.1):
введем условие квазистационарности на интервале
(1.2)
(1.3)
Для решения задачи представим объект управления в пространстве состояний, разрешив систему (1.1) относительно старшей производной:
(1.4)
Полученная система уравнений описывает структуру объекта управления в пространстве состояний. Соответствующая структурная схема представлена на рисунке 1.
Рис.1
 | |
 | |
|
Представим схему переменных состояний в форме Коши. Для этого введем переобозначение через z.
Пусть (1.5) :
Система (1.5)-математическая модель объекта управления в форме Коши. Представим (1.5) в векторной форме:
(1.6)
где
вектор состояний (1.7)
производная вектора состояний (1.8)
динамическая матрица о/у (1.9)
матрица управления о/у (1.10)
вектор управляющих воздействий (1.11)
матрица измерений (1.12)
Определяем переходную матрицу состояний в виде:
Находим передаточные функции звеньев системы управления, для чего представляем систему дифференциальных уравнений (1.1) в операторной форме:
(1.13)
(1.14)
Вынесем общий множитель за скобки
(1.15)
Передаточная функция первого звена
где
тогда
(1.16)
Подставляем численные значения(см.т/з):
Передаточная функция второго звена:
где
тогда
(1.17)
Подставляем численные значения:
Используя заданный коэффициент ошибки по скорости, находим требуемый коэффициент усиления на низких частотах:
(1.18)
Для обеспечения требуемого коэффициента усиления вводим пропорциональное звено с коэффициентом усиления
, равным
Передаточная функция системы численно равна:
(1.19)
1.2 Построение логарифмических АЧХ и ФЧХ нескорректированной системы.
Заменив в выражении (1.19)
, получим комплексную амплитудно-фазочастотную функцию разомкнутой системы:
(1.20)
Представим (1.20) в экспоненциальной форме:
(1.21)
Здесь
(1.22)
(1.23)
Логарифмируем выражение (1.22):
(1.24)
Слагаемые
на частотах
равны нулю, а на частотах
принимают значения
.
Соответственно, тогда логарифмическая амплитудно-частотная характеристика определяется выражением:
(1.25)
Определим частоты сопряжения:
(1.26)
Для построения логарифмических частотных характеристик выбираем следующие масштабы:
-одна декада по оси абсцисс-10 см;
-10 дб по оси ординат-2 см;
-90° по оси ординат-4.5 см.
В этих масштабах откладываем:
-по оси частот-сопрягающие частоты;
-по оси ординат-значение
Через точку
проводим прямую с наклоном -40 дб/дек, до частоты сопряжения
на частотесопрягается следующая прямая с наклоном -20 дб/дек по отношению к предыдущей прямой .Эта прямая проводится до частоты сопряжения
на частотесопрягается третья прямая с наклоном -20 дб/дек по отношению ко второй прямой.
Третья прямая проводится до частоты сопряжения
Полученная таким образом ломаная кривая представляет собой ЛАЧХ разомкнутой нескорректированной квазистационарной системы, первая прямая проходит с наклоном к оси частот-40 дб/дек;вторая-20 дб/дек;третья0 дб/дек;
четвертая-20 дб/дек.
Фазочастотная характеристика нескорректированной разомкнутой системы строится в тех же координатах согласно выражения (1.24) , где
-первое слагаемое
-это прямая, проходящая параллельно оси частот на расстоянии;
-второе-четвертое слагаемые-тангенсоиды с точками перегиба на частотах сопряжения; в области высоких частот асимптотически приближаются к
, а при
Алгебраическая сумма ординат всех четырех характеристик дает фазочастотную характеристику нескорректированной разомкнутой системы..
Для определения запасов устойчивости не скорректированной системы по амплитуде и по фазе необходимо:
-точку пересечения суммарной ФЧХ с линиейспроектировать на ЛАЧХ, тогда расстояние проекции этой точки до оси частот будет величиной запаса устойчивости по амплитуде в дб. Если же проекция этой точки окажется выше оси частот, то запаса устойчивости по амплитуде нет.
-проекция частоты среза на суммарную ФЧХ относительно линииопределяет величину запаса устойчивости по фазе в градусах, если проекция точки находится выше линии.
Произведенные построения показывают, что рассматриваемая система неустойчива как по амплитуде, так и по фазе. С целью достижения заданных показателей качества строим корректирующее звено.
1.3. Построение желаемых ЛАЧХ и ФЧХ скорректированной квазистационарной системы.
1.3.1. Определяется частота среза.
(1.27)
где
-время регулирования квазистационарной системы, т.е. один из заданных в условии показателей качества;
-коэффициент, зависящий от величины перерегулирования
, определяемый по графику зависимости [1],
1.3.2. Через точку
проводится участок ЛАЧХ на средних частотах с наклоном –20дб/дек.
1.3.3. Определяются сопрягающие частоты
(1.28)
(1.29)
1.3.4. По частоте
графически находится величина амплитуды в децибелах на низких частотах
и через точку
проводится участок ЛАЧХ с наклоном -40 или –60 дб/дек. до ее пересечения на сопрягающей частотес участком ЛАЧХ на низких частотах с наклоном
дб/дек.
1.3.5. По частоте
графически определяется величина амплитуды в децибелах
и через точку
проводится прямая с наклоном –40 или –60 дб/дек, которая определяет характер желаемой ЛАЧХ в области высоких частот.
По виду желаемой ЛАЧХ построена желаемая ФЧХ и определены запасы устойчивости по амплитуде и по фазе.
Произведенные построения показывают, что запасы устойчивости удовлетворяют заданным в техническом задании на проект.
1.4. Построение ЛАЧХ корректирующего звена системы.
Учитывая то, что передаточная функция разомкнутой скорректированной системы определяется выражением
или
где
- передаточная амплитудно-фазочастотная функция корректирующего звена, имеем
Логарифмируя, получим
(1.31)
Из выражения (1.31) следует, что ЛАЧХ корректирующего устройства квазистационарной системы равна разности ЛАЧХ скорректированной и нескорректированной ЛАЧХ соответственно.
Таким образом, вычитая ординаты ЛАЧХ нескорректированной системы из ординат желаемой ЛАЧХ на частотах сопряжения, получим ординаты ЛАЧХ корректирующего устройства, к-рая построена на той же схеме путем соединения частот сопряжения прямымыи с наклонами, соответствующими разностям.
Согласно выполненных построений передаточная функция корректирующего устройства :
(1.32)
(1.33)
Разомкнутая система управления квазистационарным объектом, состоящая из трех звеньев, представлена на рис.2.
 |
рис.2
2.СИНТЕЗ ИНФОРМАЦИОННО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕСТАЦИОНАРНОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.
2.1. Выбор метода синтеза системы.
При снятии наложенных ограничений квазистационарности параметры объекта управления становятся функциями времени. Для выработки управляющих воздействий, близких к оптимальным, необходима информация о параметрическом состоянии объекта управления. Для этого необходимо решение задачи синтеза информационно-параметрической системы идентификации, т.е. нахождение ее структуры и алгоритма функционирования. Для решения поставленной задачи выбирается метод подстраиваемой модели объекта управления с параллельным включением. А в качестве процесса функционирования-итерационный процесс поиска минимизируемого функционала качества
, т.е. отделение процесса определения величины и направления изменения параметра от процесса перестройки параметра. Такой процесс позволяет производить оценку параметра при нулевых начальных условиях на каждом итеративном шаге, что сводит ошибку оценки параметра к
и независящей от переходных процессов системы, вызванных перестройкой параметров модели.
2.2. Поиск минимизированного функционала качества.
В качестве минимизированного функционала целесообразно выбрать интегральный среднеквадратический критерий качества вида:
(2.1)
сводящий крассогласования
между выходными сигналами объекта и его модели к параметрам объекта управления.
где
-изменение вектора параметров модели, равное
-реакция объекта управления на управляющее воздействие
-реакция модели объекта управления на управляющее воздействие. Тогда
и функционал качества приобретает вид
(2.2)
Для нахождения структуры информационно-параметрической системы идентификации и ее алгоритма функционирования необходимо осуществить минимизацию функционала качества (2.2) по настраиваемым параметрам
модели объекта управления. Взяв частную производную от минимизируемого функционала по настраиваемым параметрам на интервале времени
, получим
(2.3)
где
тогда
(2.4)
Полученная система интегро-дифференциальных уравнений (2.3,2.4) описывает структуру контура самонастройки информационно-параметрической системы идентификации по параметруи его алгоритм функционирования. Поступая аналогично, найдем структуру и алгоритм функционирования контура самонастройки информационно-параметрической системы идентификации по параметрам
.
(2.5)
(2.6)
Здесь
-коэффициенты передачи контуров самонастройки по параметрам
соответственно.
Полученная система интегродифференциальных уравнений (2.5-2.6) описывают структуру контуров самонастройки информационно-параметрической системы по параметру
.
В целом система интегродифференциальных уравнений (2.3-2.6) описывает структуру информационно-параметрической системы идентификации и ее алгоритм функционирования.
Циклограмма работоспособности информационно-параметрической системы идентификации, поясняющая принцип ее работы, приведена на рис.3
3.ПОСТРОЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ.
Полученная структура системы управления квазистационарным объектом (рис.2) обеспечивает устойчивость и заданные показатели качества на интервале квазистационарности
при условии постоянства параметров объекта управления на этом интервале времени. При наличии изменений параметров объекта управления управляющее воздействие, вырабатываемое регулятором (управляющим устройством) с жесткой отрицательной обратной связью, не обеспечивает устойчивости и заданных показателей качества квазистационарной системы. В работу вступает гибкая параметрическая обратная связь, т. к. управляющему устройству в этом случае необходима информация о параметрическом состоянии нестационарного объекта управления.
Выработанное управляющим устройством воздействие с учетом информации о параметрическом состоянии нестационарного объекта управления будет сводить кошибку рассогласования регулируемого процесса
, где
-изменение вектора параметров управляющего устройства.
3.1. Синтез адаптивной системы управления нестационарным объектом с элементами искусственного интеллекта.
Для оценки качества регулируемого процесса нестационарного объекта управления выберем интегральный критерий минимума среднеквадратической ошибки регулируемого процесса, зависящего от изменения параметров объекта управления
, изменения параметров управляющего устройства, и задающего воздействия
.
(3.1.1)
где
(3.1.2)
(3.1.3)
здесь
Решив выражение (3.1.2) относительно
с учетом (3.1.3), получим
(3.1.4)
где
-вектор настраиваемых параметров регулятора (управляющего устройства), обеспечивающий качество регулируемого процесса.
Учитывая то, что на состояние нестационарного объекта управления в каждом
-том цикле может указать самонастраивающаяся модель объекта, положим в уравнении (3.1.4)
(3.1.5)
Тогда выражение сигнала ошибки регулируемого процессадля каждого
-го цикла будет иметь вид
(3.1.6)
Подставляя значениевыражения (3.1.6) в (3.1.1) имеем:
(3.1.7)
Минимизируя функционал качества (3.1.7) по вектору настраиваемых параметров регулятора на интервале
,получим
(3.1.8)
где
(3.1.9)
(3.1.10)
(3.1.11)
Полученные выражения (3.1.8-3.1.11) описывают структуру и алгоритм функционирования системы анализа параметрического состояния нестационарного объекта управления в векторно-матричной форме.
Подставляя значения
в (3.1.7), получим
(3.1.12)
Взяв частные производные от минимизируемого функционала качества
по настраиваемым параметрам регулятора
, с учетом выражения (3.1.8) получим:
(3.1.13)
(3.1.14)
Тогда
(3.1.15)
Полученные выражения (3.1.13-3.1.15) описывают контур самонастройки системы анализа параметрического состояния и принятия решения по параметру
.
Поступая аналогично тому, как это было выполнено по параметру, найдем структуру и алгоритм функционирования контура самонастройки анализа параметрического состояния и принятия решений по параметрам
:
(3.1.16)
где
(3.1.17)
Тогда
(3.1.18)
Полученная система уравнений (3.1.16-3.1.18) описывает структуру и алгоритм функционирования системы анализа параметрического состояния и принятия решения по параметру
.
Аналогично
(3.1.19)
(3.1.20)
где
(3.1.21)
Тогда
(3.1.22)
Полученная система интегродифференциальных уравнений (3.1.8-3.1.22) описывает структуру и алгоритм функционирования системы анализа параметрического состояния и принятия решений по параметрам.
Пользуясь полученным алгоритмом функционирования, строим адаптивную систему оптимального управления нестационарным объектом управления с элементами искусственного интеллекта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Построенная адаптивная система управления нестационарным объектом полностью соответствует заданной математической модели и удовлетворяет условиям технического задания.
Соответствующие структурные схемы информационно-параметрической системы идентификации и адаптивной системы управления могут быть реализованы с помощью современной элементной базы и использоваться в промышленности, военно-промышленном комплексе и научных исследованиях.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1.Г.С.Володченко,А.И.Новгородцев. Методические указания к комплексной курсовой работе.С.:СГУ,1996г.
2. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы.М.:Высш.шк.,1989-263 с.
3. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. 3-е изд., испр. М.:Физматгиз, 1975.-768 с.
4. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления / под ред. В.А. Бесекерского. М.:Наука,1978-512 с.
5.Ту Ю. Т. Цифровые и импульсные системы автоматического управления. М.: Машиностроение,1964.-703 с.
superbotanik.net
Наиболее часто встречаются проекты разового улучшения и лоскутное моделирование. Это объясняется двумя основными причинами: во-первых, большинство руководителей знакомы с процедурой реинжиниринга лишь понаслышке, это заставляет их пользоваться древней мудростью - "начав с малого, достигнешь большого" и начинать с небольших проектов, возможный провал которых не вызовет большого резонанса в компании; во-вторых, затраты финансовых ресурсов минимальные именно при проведении этих процедур реинжиниринга, поэтому в сочетании с "скрытой недоверием" к новым технологиям и это заставляет топ-менеджеров склоняться к принятию решений о реализации именно микро-проектов. Однако хочу привести контраргументы по поводу выбора проектов разового улучшения:
Реинжиниринг - процесс постоянного анализа и внедрения улучшений ,но разве возможно улучшать раздельно взаимосвязанные процессы. Это то же самое, когда человек, не зная, что именно у нее болит, лечить-то одно, очень часто нарушая другие процессы в организме. Так и на предприятии: компания, инициирует проекты разового улучшения, может столкнуться с тем, что улучшения в одной сфере приведет к нарушениям в других видах бизнеса. Успех таких проектов возможна только в компаниях с полностью обособленными бизнес-процессами, чего я, как консультант, в своей практике не встречала. Как еще один контраргумент, хочу назвать сложность стыковки "лоскутков". Когда компания проводит "лоскутный" реинжиниринг, существует риск, что созданные модели процессов, которые составляют единое целое, не сойдутся на стыках. К этой проблеме можно отнести и различные точки зрения команд, которые проводят проекты, и разорванность во времени, которая может порождать дополнительные изменения, и цепную реакцию подразделений компании в целом при изменении деятельности либо из них. О возникающих проблемах можно говорить долго, однако стоит отметить, что со многими можно столкнуться и при проведении комплексных проектов. Единственное отличие в том, что в случае комплексной процедуры найти решение гораздо проще благодаря единой, выработанной еще на начальных этапах точке зрения и большей согласованности процедур. Конечно, осторожность еще никому не вредила. "В колдобину - с головой" - также не вариант целенаправленного развития компании. Однако, если останавливать свой выбор на "лоскутной" проектах, то только со стратегической перспективой глобализации данных процедур. Так как комплексные проекты - это процедуры, растянутые во времени, и которые требуют от компании не только финансовых, но и моральных ресурсов, поэтому часто глобальный проект целесообразно разбивать на несколько "лоскутной", что позволит не только более рационально использовать ресурсы компании, но и отдельно выделить результаты мини-проектов для большего стимулирования их продолжение. Дробление глобальных проектов реинжиниринга должно проводиться на стадии разработки технического задания и принятие планов выполнения. Единственное техническое задание проекта позволит на конечном этапе связать воедино все "кусочки" и получить целостный структурированный механизм внедрения изменений. Теперь несколько слов о комплексных проектах. Данные процедуры во многом похожи: начиная от этапов проведения используемым в ходе их осуществления инструментов. Однако между ними существует глобальная разница, что проявляется еще на этапе постановки целей реинжиниринга. "
Тотальное моделирование" - это написание технического задания программистам для создания и внедрения автоматизированной системы управления, которая поможет сформировать и накапливать управленческую информацию, облегчая тем самым принятие решений на разных уровнях менеджмента. Проект "комплексного упорядочения деятельности" представляет собой более основательный подход к реинжинирингу. В данном случае ставится задача не просто сформировать механизм автоматизированного формирования и накопления информации, но и "прозрачную" структуру управления и внутреннего взаимодействия, что позволит в дальнейшем вносить изменения с целью реализации конкурентных преимуществ компании. Проекты моделирования системы управления на базе существующей проводят большинство компаний - разработчиков ИТ-комплексов управления и компаний, занимающихся продажей данных комплексов. Однако мало кто из них возьмется за проведение комплексного проекта реинжиниринга, что требует не только и даже не столько ИТ-специалистов, сколько привлечение консультантов в области управления. Что касается опыта проведения комплексного реинжиниринга, то в Украине он невелик. Некоторым компаниям не хватило "терпение" довести проект до конца, обрывая его на промежуточных результатах, которые чаще всего не столь долговечны, как хочется. Некоторые отказывались, не выдерживая финансового давления проекта.
Большая часть информации, на основании которой ежедневно принимаются решения, получается неформальным путем. Управляющий общается с подчиненными, разговаривает с коллегами и клиентами, читает газеты и деловые периодические издания. Из этих источников он узнает много полезного, но этой информации далеко недостаточно для принятия решений по управлению делами даже маленькой организации. Количество информации, появляющейся в результате деятельности некоторой организации и имеющей влияние на успех ведения дел, а также скорость, с которой эта информация изменяется, делает необходимым для руководства применение формальных методов сбора и обработки информации.
Количество информации и возникающие при управлении проблемы заметно увеличиваются с ростом размеров организации. Однако даже относительно маленькая организация должна перерабатывать гораздо больший объем информации, чем это обычно кажется. Например, если рассмотреть среднего размера сеть из 20 магазинов розничной торговли с ежегодным объемом продажи в 10 млн. долл. То такая фирма может иметь 300 служащих, работающих на основе почасовых ставок с несколькими различными уровнями заработной платы. После каждой рабочей недели администрация должна определить заработок каждого служащего, основываясь на данных об отработанном времени, количестве выписанных чеков и вычесть правильную сумму налога. Фирма может иметь дело с сотнями различных поставщиков и отрабатывать тысячи заказов в год. Текущие инвентарные ведомости могут содержать несколько сот различных видов товаров, причем количество каждого товара может постоянно изменяться и должно контролироваться. Кроме того, ежегодно с клиентами заключаются десятки тысяч сделок, в результате чего изменяется величина товарных запасов и наличных денег. Имеется кроме этого информация о внешней среде предприятия: это законы, торговые правила, правительственные документы, действия конкурентов и т.д. Таким образом, администрация даже такой относительно небольшой фирмы должна перерабатывать более миллиона единиц информации в год. Поток же информации в действительно большой организации с сотнями тысяч служащих, тысячами различных товаров и оборотными фондами в тысячи миллионов долларов уже является непостижимым.
Множество информации о конкретных видах деятельности организации, является лишь небольшой частью всех информационных потребностей фирмы. В большинстве случаев здесь проблем не возникает. Настоящие трудности появляются при необходимости следить за изменениями ситуации. Ресурсы любой организации постоянно находятся в состоянии движения. В любой момент времени в наличии имеется большее или меньшее количество товарных запасов, наличных денег, приходных и расходных счетов. Организация увольняет работников и нанимает новых. Освоение новой технологии может привести к изменению скорости, с которой потребляется сырье и выпускается готовая продукция. Если внешняя Среда изменчива, то жизненно важные для организации события могут происходить с ошеломляющей скоростью. И если администрация вовремя не будет получать информацию об этих изменениях, последствия могут быть просто гибельными.
Справится с этим потоком информации так, чтобы администрация могла принимать эффективные решения и успешно вести дела компании, - в этом и состоит цель информационно-управляющей системы, сокращенно ИУС.
Информационно-управляющая система определяется как формальная система для выдачи администрации информации, необходимой для принятия решений.
ИУС должна выдавать информацию о прошлом, настоящем и предполагаемом будущем. Она должна отслеживать все относящиеся к делу события внутри организации и вне ее. Общей целью ИУС является облегчение эффективного выполнения функций планирования, контроля, производственной деятельности и процесса управления в целом. Самой важной ее задачей является выдача нужной информации нужным людям в нужное время.
Необходимо отметить, что ИУС не является единственной всеобъемлющей интегрированной системой для удовлетворения всех потребностей администрации в информации. Поскольку может возникнуть желание получить систему такого характера, нужно оговорить этот аспект, что из-за больших сложностей в реальных организациях вероятность создания ее мала. ИУС некой организации скорее состоит из ряда информационных систем, каждая из которых служит для принятия решений в некоторой конкретной области.
Нельзя упустить тот факт, что ИУС неизменно предполагает применение компьютеров. Действительно, последние достижения в области технологии обработки данных внесли огромный вклад в создание информационно-управляющих систем. Некоторые типы ИУС были бы невозможны без той скорости и точности обработки данных, которые дают компьютеры. Однако цели управления требовали и информации, и системы для ее получения задолго до изобретения компьютеров. Еженедельный отчет о продажах, изучение конъюнктуры рынка, ежедневный обзор новостей, который готовит ЦРУ для президента США, доклады инспекторов о простое машин, а также подготавливаемый с помощью ЭВМ обзор ежеквартальных продаж в основных секторах экономики, используемый высшей администрацией фирмы “Америкен Телефон энд Телеграф” - все это примеры применения ИУС.
Компьютерная революция привела к существенным изменениям в обработке информации в организациях. Одно из исследований в области практики управления показало, что электронная обработка данных и информационно-управляющие системы - это два наиболее широко применяемые в управлении инструмента. По имеющимся оценкам, к концу 90-х годов 70% рабочих мест в США будет в какой-то мере зависеть от деятельности по обработке информации. Затраты на эту деятельность, по некоторым оценкам, составляют, по крайней мере, 70% от валового национального продукта.1 Существенной частью этой тенденции явится рост использования микрокомьпьютеров, которые уже достаточно малы, чтобы располагаться на рабочем месте управляющего и цена которых - уже не дороже хорошей пишущей машинки.
Широкое распространение компьютеров в организациях позволит управляющим всех уровней использовать в своей деятельности большие объемы информации. Например управляющий современного супермаркета может получать ежедневную, еженедельную, ежеквартальную или годовую информацию о том, какие виды товаров продаются, по какой цене, в каких количествах, что нужно перезаказать, каковы текущие затраты и доходы, какими они могут быть в следующем году и т.д. Часть этой информации получается автоматически, когда контролер с помощью компьютеризированного кассового аппарата считывает записанную на упаковке, в виде бар-кода, информацию о товаре. До внедрения ИУС такого типа время и количество информации, необходимые для проведения подобного анализа, достигали астрономических величин.
Многие до сих пор технологически слабо оснащенные отрасли услуг и сфера конторского труда, связанные с переработкой больших массивов информации, представляют собой сегодня благоприятную почву для применения микроэлектроники. Банки, страховые компании, торговые предприятия все шире начинают использовать ЭВМ различного типа, терминалы, автоматы для учета чеков, автоматизированные системы расчетов, электронных счетов и т.п. Открывается перспектива создания полностью автоматизированных офисов. Американская компания “Микронет” создала в Вашингтоне подобный офис, в котором полностью исключается использование бумаги в делопроизводстве.2
Благодаря компьютерной технике, отдельные управляющие могут теперь принимать решения, основываясь на информации, подготавливаемой внутри их компаний. Внутрифирменные базы данных позволяют менеджеру получать сведения о его бизнесе, о рынках, конкуренции, ценах и прогнозах всего за несколько часов.
Компьютеры могут давать управляющим информацию, необходимую для контроля любого типа, которая помогает им сравнивать плановые и фактические результаты, рано обнаруживать расхождения в них и вносить коррективы для разрешения возникших проблем. Однако, как и все инструменты управления, компьютеризированные информационные системы работают так, как они спроектированы, и не могут оказаться лучше. Следовательно, на мой взгляд, необходимо рассмотреть вопросы проектирования ИУС и способы повышения их эффективности.
Не будет преувеличением сказать, что цель ИУС состоит не только в том, чтобы просто выдать и обработать некоторую информацию. ИУС должна быть ориентирована на пользователя, то есть информация, которую она обрабатывает, должна служить потребностям тех управляющих, которые ее получают.
При проектировании информационной системы нужно иметь в виду, что информационные потребности управляющих различны и зависят от их уровня в иерархии и функциональных обязанностей.
Изучая различия в информационных потребностях управляющих, можно условно разделить виды управленческой деятельности на три категории.
Эти категории деятельности примерно соответствуют обязанностям управляющих высшего, среднего и низового звена. ИУС должна давать информацию, соответствующую различным требованиям, предъявляемым к каждой из категорий.
Например, деятельность управляющих высшего звена по стратегическому планированию включает, в первую очередь, вопросы будущего взаимодействия между организацией и окружающей средой. Таким образом, управляющим высшего звена требуется информация из внешних источников. Эта информация не должна быть очень детальной и должна иметь достаточно широкие границы, чтобы были ясны тенденции. Не требуется также и очень большой точности.
referat911.ru
