Автоматизированная система

Автоматизированная система (АС) — это совокупность управляемого объекта (процесса) и автоматических управляющих устройств, в которой часть функций управления выполняет человек-оператор. В отличие от полностью автоматических систем, АС предполагает активное участие человека в контуре управления, принятии решений или контроле. Ключевым отличием является то, что автоматизация направлена не на полное замещение человека, а на освобождение его от рутинных операций и предоставление инструментов для более эффективного управления сложными процессами.

История развития

Концепция автоматизированных систем управления начала формироваться в середине XX века, с появлением первых электронных вычислительных машин (ЭВМ). Первоначально ЭВМ использовались для выполнения отдельных вычислительных задач, но быстро стало очевидно, что их потенциал шире.

Ранние этапы (1950–1960-е годы)

В этот период в промышленности и военном деле начали внедряться первые системы, сочетающие вычислительную технику и человека. В СССР в 1950-х годах под руководством академика В. М. Глушкова была разработана концепция Автоматизированной системы управления (АСУ). Первые АСУ создавались для управления технологическими процессами на заводах (например, на металлургических комбинатах) и для планирования в масштабах предприятий. Они базировались на больших ЭВМ серии «Урал», «Минск» и требовали значительного штата операторов, программистов и математиков.

Эра АСУ (1970–1980-е годы)

В СССР и странах Восточной Европы АСУ стали массово внедряться в народное хозяйство. Были разработаны типовые проекты АСУ для разных отраслей: АСУП (управление предприятием), АСУТП (управление технологическим процессом), ОГАС (общегосударственная автоматизированная система учёта и обработки информации). В этот период человек (диспетчер, оператор, технолог) оставался центральным звеном, принимающим окончательные решения на основе данных, предоставленных машиной.

Современный этап (1990-е — настоящее время)

С развитием персональных компьютеров, локальных и глобальных сетей (Интернет), а также микропроцессорной техники, автоматизированные системы стали повсеместными. Появились классы систем:

ERP (Enterprise Resource Planning) — планирование ресурсов предприятия;
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) — диспетчерское управление и сбор данных;
CRM (Customer Relationship Management) — управление взаимоотношениями с клиентами.

Современные АС отличаются высокой степенью интеграции, распределённостью (клиент-серверная архитектура, облачные технологии) и использованием искусственного интеллекта для поддержки принятия решений, но роль человека в критических ситуациях и при стратегическом планировании остаётся определяющей.

Классификация

Автоматизированные системы классифицируются по различным признакам. Наиболее распространённые классификации:

По сфере применения

АСУП (Автоматизированная система управления предприятием) — предназначена для управления производственными, финансовыми, кадровыми и логистическими процессами.
АСУТП (Автоматизированная система управления технологическим процессом) — управляет ходом технологического процесса (например, на нефтеперерабатывающем заводе, электростанции). Человек-оператор контролирует параметры и вмешивается при отклонениях.
АСУ ВС (Автоматизированная система управления вооружёнными силами) — системы управления войсками, разведкой, ПВО.
АСНИ (Автоматизированная система научных исследований) — автоматизирует сбор, обработку и анализ экспериментальных данных.
САПР (Система автоматизированного проектирования) — автоматизирует проектные работы (например, AutoCAD, SolidWorks). Человек-проектировщик задаёт параметры и контролирует результат.
АСУ ДК (Автоматизированная система управления дорожным движением) — управляет светофорами, информационными табло, контролирует транспортные потоки.
ГИС (Геоинформационная система) — автоматизирует сбор, хранение, анализ и отображение пространственных данных.

По уровню управления

Локальные (объектовые) — управляют отдельным агрегатом, станком, установкой.
Цеховые (участковые) — координируют работу нескольких объектов в пределах цеха или участка.
Заводские (корпоративные) — охватывают всё предприятие.
Отраслевые — управляют процессами в масштабах отрасли.

По степени автоматизации

Информационно-справочные — только собирают и отображают информацию, все решения принимает человек.
Советующие — система предлагает варианты решений, человек выбирает и утверждает.
Управляющие — система автоматически реализует выбранные решения, но человек может вмешаться в любой момент.

Структура и компоненты

Типовая автоматизированная система включает следующие основные компоненты:

Объект управления — технологический процесс, оборудование, предприятие, войска, документооборот.
Управляющая часть (вычислительная система) — серверы, рабочие станции, контроллеры, сетевое оборудование, на которых работает программное обеспечение АС.
Программное обеспечение:

Общесистемное (операционные системы, СУБД, среды разработки).
Специальное (прикладное) — реализует алгоритмы управления, обработки данных, интерфейс пользователя.

Информационное обеспечение — базы данных, классификаторы, нормативно-справочная информация, описывающая объект управления.
Техническое обеспечение — датчики, исполнительные механизмы, средства ввода/вывода, линии связи.
Человеко-машинный интерфейс (HMI/SCADA) — панели оператора, диспетчерские пульты, веб-интерфейсы, через которые человек взаимодействует с системой.
Организационное обеспечение — регламенты, инструкции, штатное расписание, определяющие порядок работы персонала с АС.
Правовое обеспечение — нормативные акты, лицензии, сертификаты, регламентирующие создание и эксплуатацию АС.

Роль человека в автоматизированной системе

Человек в АС выполняет функции, которые сложно или невозможно автоматизировать:

Стратегическое планирование — постановка целей, выбор критериев эффективности.
Принятие решений в нештатных ситуациях — когда алгоритмы не предусматривают сценарий, или когда цена ошибки высока.
Контроль и верификация — проверка корректности работы автоматики, выявление сбоев.
Творческие задачи — проектирование, разработка новых алгоритмов, адаптация системы к изменяющимся условиям.
Этический контроль — оценка последствий автоматизированных решений (например, в системах кредитного скоринга или медицинской диагностики).

Преимущества и недостатки

Преимущества

Повышение производительности — автоматизация рутинных операций ускоряет процессы.
Улучшение качества — снижение влияния человеческого фактора, точное соблюдение технологий.
Снижение затрат — оптимизация использования ресурсов (сырья, энергии, времени).
Обработка больших объёмов данных — человек не способен анализировать потоки данных в реальном времени.
Повышение безопасности — автоматизация опасных и вредных производств, удалённый контроль.

Недостатки

Высокая стоимость внедрения — разработка, закупка оборудования, обучение персонала.
Сложность и уязвимость — сбои в программном или аппаратном обеспечении могут парализовать управление.
Риск «человеческого фактора» нового типа — ошибки при настройке, неправильная интерпретация данных, потеря навыков ручного управления.
Сопротивление персонала — страх потери работы, необходимость переобучения.
Зависимость от инфраструктуры — необходимость стабильного электропитания, связи, квалифицированного обслуживания.

Примеры известных автоматизированных систем

АСУ «Сирена» (Россия) — автоматизированная система продажи авиационных и железнодорожных билетов, бронирования мест.
АСУ «Энергия» (Россия) — система управления энергоснабжением, диспетчеризация электросетей.
ГАС «Выборы» (Россия) — Государственная автоматизированная система «Выборы», предназначенная для автоматизации избирательных процессов.
SCADA-системы (например, WinCC, Simatic) — широко применяются в промышленности для управления производственными линиями, нефте- и газопроводами.
ERP-системы (SAP, 1С:ERP, Oracle) — автоматизируют управление финансами, производством, логистикой на предприятиях.
Система управления движением поездов (Россия) — автоматизированная система диспетчерского управления на железных дорогах.

Перспективы развития

Современные тенденции развития автоматизированных систем связаны с:

Интеграцией с искусственным интеллектом (ИИ) — системы становятся «советующими» и «адаптивными», способными обучаться на данных.
Переходом к киберфизическим системам (CPS) — тесная интеграция вычислительных ресурсов и физических процессов (Индустрия 4.0).
Облачными технологиями — снижение затрат на инфраструктуру, повышение доступности.
Промышленным интернетом вещей (IIoT) — миллионы датчиков и устройств, генерирующих данные для АС.
Повышением кибербезопасности — защита АС от хакерских атак становится критически важной задачей.

Источники

Глушков В. М. Основы безбумажной информатики. — М.: Наука, 1982.
ГОСТ 34.003-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения.
ГОСТ 34.601-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Стадии создания.
Острейковский В. А. Теория автоматического управления. — М.: Высшая школа, 2003.
Федоров Ю. Н. Справочник инженера по АСУТП. — М.: Инфра-Инженерия, 2016.
Управление проектами в области автоматизации: учебное пособие / под ред. В. В. Барабанова. — СПб.: Питер, 2018.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →