РАЗДЕЛ 2
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ЧЕЛОВЕК-
МАШИНА
2.1. Задачи решаемые системой контроля и управления в составе АС
Анализируя сущность АУС (рис 2.1) в составе АСУ, чаще всего их можно определить
как профессионально-ориентированные малые вычислительные системы, расположенные
непосредственно на рабочих местах специалистов и предназначенные поддержки
принятия решений оператором АСУ. В качестве принципов создания АУС можно
выделить: системность, гибкость, устойчивость, эффективность.
Рис. 2.1. Структурно- функциональная схема АУС
Организация АС организмического типа [128] характеризуется способностью
адаптироваться к изменениям внешней среды с сохранением своих свойств и
функций. Такая способность формируется не столько подавлением отклонений
состояния системы (статическая стабильность), сколько возможностью его
изменения в некотором диапазоне (динамическая стабильность).
Динамическая стабильность иногда отождествляется с понятием гибкости систем,
т.е. приспособляемость системы к возможным перестройкам, как правило, это
достигается за счет модульности построения всех подсистем и стандартизации их
элементов, однако гибкостью можно считать и произвольные изменения состояния
или поведения системы в результате определенного воздействия на нее
(нормативная гибкость).
Понятию гибкость сопутствуют следующие основные признаки – воздействие на
систему; изменение свойств или поведения, включая адаптацию; наличие пределов
изменения, превышение которых ведет к ее качественной перестройке. Совокупность
таких признаков позволяет определить гибкость как способность системы,
подвергнутой некоторому воздействию, нормативно или адаптивно изменять свое
состояние в пределах, обусловленных критическими значениями параметров
системы.
Гибкость отражает степень управляемости АСУ при изменении режима работы, ПФС
оператора, факторами окружающей среды, выпускаемой продукции и д.р.
Количественная оценка технологической гибкости, как правило, основывается на
использовании коэффициента готовности производственной системы , где – время
работы системы; – время адаптации системы (перестройки).
На основании такой зависимости среднее значение коэффициента гибкости АУС,
после перестройки календарных планов вследствие изменения ритма рабочего места
АСУ определяется выражением [170]
где - суммарное время цикла обработки всей номенклатуры изделий; - суммарное
время переналадки технической системы; -коэффициент, учитывающий объем
номенклатуры выпускаемых в технической системе изделий n различных
наименований.
Поскольку гибкость обеспечивает переход динамической технической системы из
одного устойчивого состояния в другое, то можно выделить динамические
показатели АУС, характеризующиеся показателями переходного процесса при
изменении цели в управлении. К таким показателям относятся время, скорость и
точность перехода АСУ в новое устойчивое состояние. В отличие от статических
динамические показатели АУС характеризуют предельные возможности изменения того
или иного параметра и число технологических различимых состояний.
Таким образом, анализ гибкости АУС затрагивает совокупность факторов, среди
которых цель и характер взаимодействия АСУ с внешней средой, эффективность
реакции на функциональные запросы, принципы построения технологического
оборудования, функционирование ЭС.
Эффективность АУС следует рассматривать как интегральный показатель уровня
реализации приведенных выше принципов гибкости, отнесенного к затратам по
созданию и эксплуатации системы. Существующие методы определения области
эффективной эксплуатации посредством поэлементного расчета эксплуатационных
расходов по каждому варианту АУС характеризуются относительной трудоемкостью,
обусловленной необходимостью наличия множества исходных данных, которые не
всегда представляется возможным иметь на стадии эскизного проектирования.
Устойчивость является следующим принципом создания АУС, которая заключается в
том, что система АУС должна выполнять основные функции независимо от
воздействия на нее возможных внутренних и внешних факторов. Это значит, что
неполадки в отдельных ее частях должны быть легко устранимы, а
работоспособность системы - быстро восстановима.
АУС характеризуется входом хвх, выходом хвых, внешним возмущением , временем
функционирования . Передаточная функция по цели отражает интенсивность
изменения выходной характеристики системы в зависимости от изменения цели.
Передаточная функция по внешним воздействиям характеризует устойчивость или
запас устойчивости системы к внешним возмущениям в установившемся режиме, т.е.
при каких границах типизации и группирования изделий их изготовление
(обработка, сборка) возможны в системе без переналадки и дополнительной
настройки. Этот показатель гибкости является важным, так как характеризует
качество проведения одного из основных этапов технологической подготовки
гибкого производства - типизации и группирования объектов.
При переходе АУС из одного функционального устойчивого состояния в другое
позволяет рассматривать способность системы обеспечить наилучшее качество
переходного процесса и поддержания нового состояния при изменении ПФС
оператора, различных фактором внешней среды, номенклатуры изготовляемых
изделий, или в случаях выхода из строя какого-либо функционального элемента
системы - все это должно быть заложено при формировании производственной
системы (рис. 2.2).Результатом устойчивости системы является, прежде всего,
существенное сокращение времени отклика АУС
- Київ+380960830922