Чем отличается автоматизированная система от автоматической?
Автоматизированная система – это система, выполняющая действия с участием машины и человека-оператора.
Автоматическая система – это система, выполняющая действия без участия человека-оператора.
Под машиной в данном контексте следует понимать любую электромеханическую систему (промышленный манипулятор, антропоморфный робот, сварочный полуавтомат и т.д.), а также виртуальный системы (компьютерные программы), которые по сути также являются электромеханическими устройствами, потому как без компьютера работать не могут.
Возьмём к примеру САПР, многие часто путают и говорят – Система Автоматического Проектирования, что является неверным в большинстве случаев, правильно эта аббревиатура расшифровывается как Система Автоматизированного Проектирования. Но в некоторых случаях (пока крайне редко), может быть и Система Автоматического Проектирования, если речь идёт о системе проектирования методом программирования правил изменения параметров с клиентским приложением, которая выполняет все действия без оператора по средством выбора или изменения параметров базовой информационной модели клиентом.
Подробнее об автоматических системах проектирования
Томас Б. Шеридан, которого по праву можно считать пионером в области робототехники и человеком, внёсшим огромный вклад в развитее систем автоматизации, предположительно в 1978 году в массачусетский технологический институте, сформулировал понятие “levels of automation (LOA)” – уровни автоматизации.
10 уровней автоматизации
- Оператор формулирует задачу и использует машину для её реализации.
- Машина помогает оператору при определении вариантов реализации задачи.
- Машина предлагает варианты решения задачи. Человек выбирает варианты решения задачи.
- Машина выбирает действие, и оператор решает, должно ли оно быть выпалено.
- Машина выбирает действие и реализует его, если оператор одобряет действие.
- Машина выбирает действие и информирует оператора в случае, если оператор хочет отменить действие.
- Машина выполняет действие и сообщает оператору, что она сделала.
- Машина выполняет действие и сообщает оператору, только если оператор спрашивает.
- Машина выполняет действие по требованию, и сообщает оператору, только если машина решает, что оператор должен быть проинформирован.
- Машина выполняет действие, если она решит, что оно должно быть сделано. Машина сообщает оператору только тогда, когда он решает, что оператор должен быть проинформирован.
Автоматические системы
Автоматические системы делятся на четыре уровня:
- Автоматические системы первого уровня – это простые автоматы, некомпьютеризированные автоматические системы, работающие без участия человека.
- Машина управляет автоматической системой без участия человека в соответствии с заранее разработанным алгоритмом автоматической системы. Полная автономность автоматической системы, система программируется человеком, но совершает действия без участия оператора.
- Машина самообучается копируя действия человека или другой машины.
- Искусственный интеллект – творчество. Машина разрабатывает уникальные алгоритмы без копирования и подбора вариантов действий и их комбинаций, машина создаёт новые уникальны системы без участия человека.
Автоматические системы второго уровня – это электромеханические компьютеризированные системы которые работают автономно (без оператора) и могут взаимодействовать с окружающем миром. К автоматическим системам второго уровня относятся: автопилоты, системы безопасности автомобилей, автоматические системы регулирования давления в трубопроводах и т.д.
Автоматические системы третьего уровня – это адаптивные когнитивные системы. Это системы способные создавать алгоритмы действий без участия человека методом самообучения, копирования действий других систем, людей, животных, насекомых и т.д. Адаптивные когнитивные системы (АКС) принято называть искусственным интеллектом, но на мой взгляд, ИИ не может считается таковым без творческого начала, которого в АКС нет.
АКС – это не фантастика, пока это область науки, но уже в обозримом будущем АКС будут доступными прикладными автоматическими системами.
Наилучших результатов в области адаптивных когнитивных систем достигла группа учёных: Yiannis Aloimonos, Cornelia Fermüller, Yezhou Yang, Yi Li. Промышленное использование АКС станет началом пятой индустриальной революции.
Подробнее об автоматических адаптивных когнитивных системах
Автоматические системы четвёртого уровня – пока научная фантастика. Когда появятся автоматические системы способные к творчеству, мир кардинально изменится. Машины способные создавать новации можно себе представить путём провидения мыслительного эксперимента, получившего название “Демон Лапласа”, только вместо бесконечной вселенной от её основания, нужно представлять детерминированную, например, производственную систему. Машина сама изобретает совершенно новый объект для удовлетворения каких-то потребностей и систему действий для создания этого объекта. Это кажется невероятным, но ещё каких-то 10 лет назад невероятным казалась и роботизированная адаптивная когнитивная система.
Поясните разницу между автоматическими и автоматизированными системами.
В связи с тем, что сложный технологический процесс представляет собой цепочку операций, возникает необходимость определить функции, которые предпочтительно следует выполнять человеку, и функции, которые предпочтительно следует выполнять компьютеру или другим техническим устройствам. В этой связи вводится термин «автоматизированная система», т.е. система, функции которой разделены между человеком и техникой. Термин автоматическая подчеркивает возможность управляющих устройств взаимодействовать с управляемым объектом самостоятельно, без участия человека.
Сформулируйте общее определение понятия «управление системой». Что такое система? В чем заключаются функции управления? Что называют системой управления? Назовите три основные сферы управления.
Управление системой– это целенаправленное воздействие на неё, переводящее систему из одного состояния в другое.
Системой управления называют систему, в которой осуществляются функции управления и в которой всегда можно выделить как минимум две подсистемы управляющую (субъект) и управляемую (объект)
– Выработка управляющей информации, соответствующей программе управления.
– Передача ее объекту управления.
– Получение и анализ информации от объекта управления, характеризующей его фактическое поведение.
– Корректировка или выработка новой управляющей информации с целью оптимизации функционирования объекта управления. Понятие «система» используется в качестве синонима совокупности, комплекса определенных реальных объектов.
Три основные сферы управления: – Управление орудиями труда, системами машин, производственными и иными процессами, происходящими при целенаправленном воздействии человека на предметы труда и процессы природы
– Управление деятельностью коллективов, решающих ту или иную задачу.
– Управление процессами
Какова цель создания АСУ? Что должна выполнять АСУ согласно существующим ГОСТам? Какие виды управления различают в зависимости от степени автоматизации? Приведите примеры.
Цель создания АСУ заключается в обеспечении наиболее полного использования потенциальных возможностей объекта управления для решения поставленных перед ним задач.
Согласно ГОСТ 24.104-85 АСУ должна выполнять:
– Сбор, обработку и анализ информации о состоянии объекта управления.
– Выработку управляющих воздействий.
– Передачу управляющих воздействий на исполнение и ее контроль.
– Реализацию и контроль выполнения управляющих воздействий.
– Обмен информацией с взаимосвязанными автоматизированными системами. В зависимости от степени автоматизации функции управления различают: ручное, автоматизированное и автоматическое управление.
Поясните разницу между простыми и сложными системами.
Простая система не имеет разветвленной структуры, содержит небольшое число взаимодействующих элементов и выполняет простейшие функции.
У сложной системы имеется разветвленная структура и значительно количество взаимосвязанных элементов (подсистем), которые объединены общими целями функционирования.
Перечислите функции АСУ технологическими процессами. Приведите примеры типовых проектов внедрения АСУ ТП.
Основными функциями АСУ технологических процессов являются следующие операции:
– Автоматизированное управление основным производственным оборудованием в процессе пуска, останова и длительной работы с поддержанием технологических параметров в заданных пределах
. – Автоматизированное управление вспомогательным оборудованием.
– Представление оперативному персоналу информации о состоянии технологического оборудования.
– Возможность задания оператором параметров автоматического режима и дистанционное управление исполнительными органами, включая аварийный дистанционный останов технологического оборудования.
– Регулирование технологических параметров с помощью программных регуляторов в соответствии с проектным заданием.
– Предупредительная и аварийная сигнализация отклонений технологических параметров и состояния задач.
– Регистрация и архивирование значений технологических параметров, действий оператора и других событий в системе, формирование и вывод протоколов на печать.
– Защита от несанкционированного доступа к параметрам настройки и сохраняемым данным.
– Измерение, расчет и архивирование валовых выбросов вредных веществ в атмосферу. Примеры типовых проектов внедрения АСУ ТП: автоматизированные системы температурного контроля генераторов, АС контроля и диспетчеризации котельных, АСУ технологической линии производства огнеупорных материалов, АСУ районных тепловых станций.
Какие основные задачи системы управления цехом вы знаете? Для каких целей используют АРМ?
Основные задачи системы управления цехом:
– Мониторинг технологического процесса
– Диагностика технологического оборудования
– Управление производством в условиях выпуска нескольких модификаций продукции.
Автоматизированные рабочие места (АРМ).
АРМ – это рабочее место специалиста, оборудованное компьютером и специальным ПО, образующими единый информационно- вычислительный комплекс.
Помимо функций визуализации состояния технологического процесса, подобные системы обеспечивают регистрацию и архивацию значений технологических параметров, и выдачу сигналов тревог, визуальных и звуковых.
