Управление техническими системами

Технические системы — это искусственно созданные объекты, предназначенные для удовлетворения определенных потребностей человека (машины, аппараты, приборы, сооружения, ручные орудия, их элементы в виде узлов, блоков, агрегатов и др.)¹. Технические системы создаются для строго определенных целей использования, и свои функции они могут выполнять, только если:

• а) их действие обеспечено энергоресурсами, маслами и смазками для машин, материалами, предназначенными для переработки системой в конечный продукт, и т. п.;
• б) внешняя среда способствует функционированию системы;
• в) предопределенное поведение систем сохраняется в течение всего их жизненного цикла^[1][2].

О технических системах можно говорить как о жестких. Такая система действует в соответствии с законами объективного мира, имеет четкую, неизменную структуру^[3], не допускает отклонений в своем поведении, имеет ограниченное, строго определенное число вариантов выборов решений.

В отличие от биологических организмов технические системы не могут существовать самостоятельно. Любое устройство как техническая система потенциально готово произвести полезный эффект. Однако чтобы техническая система начала в процессе взаимодействия с внешней средой функционировать, изменяя свое состояние и создавая полезный эффект, необходимо внешнее управляющее воздействие (рис. 1.4).

В неавтоматических системах в качестве субъекта управления выступает человек (оператор, диспетчер), который может использовать разные способы управляющего воздействия: механический (гидравлический или пневматический привод), электрический (изменение величины тока, напряжения или частоты переменного тока, комбинация электрических импульсов и т. д.), по телефону или с помощью другого устройства связи, если объект управления имеет непосредственных исполнителей. Чтобы управлять объектом целесообразно, оператор с помощью приборов или через исполнителей по каналу обратной связи получает информацию о его состоянии, сравнивает ее с требуемым режимом работы, и в случае необходимости посылает на объект управления корректирующие или регулирующие сигналы.

Рис. 1.4. Модель управления технической системой (по Н. П. Кириллову)^1.

В автоматических системах управление осуществляется без непосредственного участия человека. В этих случаях роль субъекта управления передается управляющему устройству — регулятору, который следит за состоянием объекта управления и вырабатывает для него управляющие сигналы. Регуляторы непосредственно или с помощью наблюдательных устройств следят за определенными параметрами объекта управления, реагируют на их изменение и с помощью алгоритмов управления приводят в соответствие с заданным качеством управления. Однако и в этом случае первоначальным было внешнее воздействие: программу для управляющего устройства разрабатывает человек, и именно от этой программы зависит действие регулятора (см. ирил. 1).

Сейчас во многих технических системах в качестве регулятора используются компьютеры (англ, computer — ‘вычислитель'). Компьютер в качестве регулятора способен быстро обрабатывать информацию и четко реагировать на изменения в объекте управления; при этом в случае необходимости существует возможность корректировки выполняемой программы (перепрограммирования).

Проблемы управления техническими системами исследуются в рамках технических наук, в том числе системотехники и информатики, а также в рамках инженерной психологии и эргономики.

В частности, в рамках инженерной психологии исследуются проблемы распределения функций между человеком и автоматическими системами, в том числе с искусственным интеллектом; особенности совместной деятельности операторов, процессов общения и информационного взаимодействия между ними; изучаются процессы приема человеком информации и сенсорные «входы» человека, а также формирование команд выполнения управляющих действий человеком, характеристики речевого и моторного «выхода»; анализируются процессы переработки информации человеком, се хранения и принятия решений, психологических механизмов регуляции деятельности операторов и т. д.

• [1] См.: Некрасов С. И., Некрасова II. Л. Философия науки и техники. Тематический словарь-справочник. Орел: Изд-во ОГУ, 2010. С. 258.
• [2] См.: Кириллов Н. Н. Признаки класса и определение понятия «технические системы» //Авиакосмическое приборостроение. 2009. № 8. С. 32—38.
• [3] См.: Нлотипский 10. М. Модели социальных процессов. С. 31.