Interested Article - Автоматизация

Автоматизация — применение технических средств , экономико-математических методов и систем управления , освобождающих человека частично или полностью от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии , материалов или информации .

Термин «автоматизация», основанный на более раннем слове «автоматический» (поступающий с автомата), не был широко использован до 1947 года, когда Форд создал отдел автоматизации . Именно в это время индустрия быстро принимала контроллеры обратной связи, которые были введены в 1930-х годах .

Автоматизация позволяет повысить производительность труда , улучшить качество продукции , оптимизировать процессы управления, отстранить человека от производств, опасных для здоровья. Автоматизация, за исключением простейших случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи. Применяемые методы вычислений иногда копируют нервные и мыслительные функции человека.

История

Особой заботой средневековых греков и арабов (в период между III — XIII вв.) был точный счёт текущего времени . В птолемеевском Египте , около 270 г. н. э., учёный-изобретатель Ктесибий придумал и описал специальный регулятор для водяных часов , — устройство, напоминающее контроллер уровня воды в туалетном бачке. Это было первое устройство с функцией обратного контроля . Появление механических часов в XIV веке перевело водяные часы, с их передовым устройством автоматического контроля, в разряд устаревших.

Выдающиеся персидские учёные, братья Мухаммед, Ахмед и Хасан, известные как « сыновья Мусы », в своей « » (850 г. н. э.), описали сразу несколько устройств с функцией автоматического контроля . Одно из них обеспечивало уже двухфазный контроль уровня жидкости, являясь, по сути, первым устройством автоматического управления непрерывным процессом с переменной структурой . Братья описали также и типичный контроллер обратной связи .

Компьютерный век

С наступлением космической эры в 1957 году разработка средств управления, особенно в Соединённых Штатах, отошла от методов классической теории управления в частотной области ^{[

источник не указан 546 дней

]} и вернулась к методам дифференциальных уравнений конца XIX века, которые были сформулированы во временной области. В 40-е — 50-е годы немецкий математик ( ) разработал теорию прерывистого автоматического управления, которая получила широкое применение в гистерезисных системах управления, таких как навигационные системы , системы управления огнём и электроника . Благодаря Флюгге-Лотцу и другим, современная эпоха увидела проектирование во временной области для нелинейных систем (1961), навигации (1960), теории оптимального управления и оценки (1962), (1969), теории цифрового управления и фильтрации (1974) и персонального компьютера (1983).

Области применения

Автоматизируются:

производственные процессы;
проектирование ;
организация , планирование и управление ;
научные исследования ;
обучение ;
бизнес-процессы ;

и другие сферы человеческой деятельности.

Уровень автоматизации может быть различным .

Основные виды систем автоматизации

(АСП)
автоматизированная система научных исследований (АСНИ)
система автоматизированного проектирования ( САПР )
( )
(ГАП) и автоматизированная система управления технологическим процессом ( АСУТП )
автоматизированная система управления эксплуатацией ( АСУ ) и система автоматического управления (САУ).

Современные системы автоматизации могут быть весьма сложными. В состав систем автоматизации входят датчики ( сенсоры ), устройства ввода , управляющие устройства ( контроллеры ), исполнительные устройства , устройства вывода , компьютеры, серверы , рабочие станции .

Основная тенденция развития систем автоматизации идёт в направлении создания автоматических систем , которые способны выполнять заданные функции или процедуры без участия человека. Роль человека заключается в подготовке исходных данных, выборе алгоритма (метода решения) и анализе полученных результатов. Также в подобных системах предусматривается постепенно наращиваемая защита от нестандартных событий (аварий) или способы их обхода (с точки зрения науки катастроф это не одно и то же).

Однако присутствие в решаемых задачах эвристических или сложно программируемых процедур объясняет широкое распространение автоматизированных систем (также, в зависимости от терминологии некоторых исследований, — полуавтоматических систем ). Здесь человек участвует в процессе решения, например, управляя им, вводя промежуточные данные. В таких случаях принципиально экономят на защите от редких и сложных нестандартных событий, отводя её роль человеку.

На влияют вероятность и разнообразность нестандартных событий (аварий), продолжительность времени, отведённого на решение задачи, и её вид — типовая или нет. Так, при срочном поиске решения нестандартной задачи следует полагаться только на самого себя.

Гиперавтоматизация

Гиперавтоматизация ( англ. Hyperautomation ) — совокупность трёх составляющих: машинного обучения , программного обеспечения и классической автоматизации при выполнении определенных работ. Гиперавтоматизация относится к передовым технологическим тенденциям по версии Gartner .

Гиперавтоматизация расширяет возможности автоматизации рабочих процессов, делая их значительно более эффективными, чем возможности традиционной автоматизации. Предполагается, что гиперавтоматизация заменит человеческое участие в физических и цифровых задачах, в том числе в процессах, требующих принятия решений .

См. также

В Викисловаре есть статья « »

Примечания

Автоматизация // Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. А. М. Прохоров . — 1-е изд. — М. : Большая российская энциклопедия , 1991. — ISBN 5-85270-160-2 .
Rifkin, Jeremy. . — Putnam Publishing Group, 1995. — С. , 75. — ISBN 0-87477-779-8 .
Bennett, S. A History of Control Engineering 1930-1955. — London: Peter Peregrinus Ltd., 1993. — ISBN 0-86341-280-7 ..
Цит. по: от 5 сентября 2017 на Wayback Machine
Guarnieri, M. The Roots of Automation Before Mechatronics (неопр.) // IEEE Ind. Electron. M.. — 2010. — Т. 4 , № 2 . — С. 42—43 . — doi : .
, 18 февраля 2008 года.
J. Adamy & A. Flemming (November 2004), "Soft variable-structure controls: a survey", Automatica , Elsevier , 40 (11): 1821—1844, doi :
(1970). The Origins of Feedback Control , MIT Press .
, «Mechanical Engineering in the Medieval Near East», Scientific American , May 1991, p. 64-69.
Кузьмин Ю. Б. Моделирование степени автоматизации иерархических систем управления на примере АСУ ТП предприятия. // Промышленные АСУ и контроллеры, 2017. № 6
Peter High. (англ.) . Forbes . Дата обращения: 25 мая 2020. 7 августа 2021 года.
(англ.) . www.gigabitmagazine.com. Дата обращения: 25 мая 2020. 3 декабря 2019 года.

Литература

Капустин, Н. М. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: Учеб. для вузов / Под ред. Н. М. Капустина. — М. : Высшая школа, 2004. — 415 с. — ISBN 5-06-004583-8 .
Белькинд, Л. Д., Конфедератов, И. Я., Шнейберг, Я. А. История техники. — М. , Л.: Госэнергоиздат, 1956. — 484 с.
Бердяев Н. Человек и машина // Вопросы философии. — № 2. — 1989.
Прохоров, А. М. Большая советская энциклопедия / Под ред. А. М. Прохорова. — 3-е изд. — М. : Большая советская энциклопедия, 1974. — Т. 1.
Вергинский, В. С. Очерки истории науки и технологии XVI—XIX в. (до 70-х гг. XIX в.). — М. : Просвещение , 1984. — 287 с.
Воройский, Ф. С. Информатика. Энциклопедический систематизированный словарь-справочник. (Введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах). — М. : Физматлит, 2007. — 760 с. — ISBN 5-9221-0426-8 .
Гэтленд, К. Космическая техника: Иллюстрированная энциклопедия. — М. : Мир , 1986. — 294 с.
Данилевский, В. В. Русская техника. — Л. : Ленинградское газетно-журнальное и книжное издательство, 1947. — 545 с.
Дильс, Г. Античная техника. — М. , Л.: ОНТИ-ГТТИ, 1934. — 216 с.
Зайцев, Г. Н., Федюкин, В. К., Атрошенко, С. А. История техники и технологий. — М. : Политехника, 2007. — 416 с. — ISBN 978-5-7325-0605-1 .
Мелещенко, Ю. С. Техника и закономерности её развития. — Л. : Лениздат, 1970. — 248 с.
Мещеряков В. Устрашали не одним видом… // Техника — молодежи. — № 10. — 1979.
Миткевич, В. Ф. Очерки истории техники докапиталистических формаций / Под общ. ред. В. Ф. Миткевича. — М. , Л.: Издательство АН СССР, 1936. — 463 с.
Миронов, В. В. Современные философские проблемы естественных, технических и социально-гуманитарных наук: учебник для аспирантов и соискателей ученой степени кандидата наук / Под общ. ред. В. В. Миронова. — М. : Гардарики, 2006. — 636 с. — ISBN 5-8297-0235-5 .
Шухардин, С. В. Техника в её историческом развитии (70-е годы XIX — начало XX в.) / Отв. ред. С. В. Шухардин. — М. : Наука , 1982. — 511 с.
Юревич, Е. И. Основы робототехники. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб. : БХВ-Петербург, 2005. — 416 с. — ISBN 5-94157-473-8 .