План:
1. Введение.
2. Распределение функций между человеком и машиной в АСУ.
3. Классификация деятельности человека-оператора в АСУ.
4. Основные характеристики человека-оператора в системах
"человек-машина".
5. Основные этапы процесса принятия решения.
6. Особенности отображения информации при подготовке, анализе и принятии решения в АСУ различного уровня.
1 Введение
Автоматизация производства и управления является инструментом совершенствования управления производства и повышения его эффективности. Она привела к появлению широкого класса человеко- машинных автоматизированных систем различного назначения, без которых невозможно представить современную организацию управления. Дальнейшее повышение организационной и технической гибкости производства, уровня его автоматизации связано с комплексной автоматизацией управления промышленным предприятием на основе создания интегрированных автоматизированных систем управления, в которых объектом управления становится вся совокупность исследовательских, проектно- конструкторских, организационно-экономических, социальных, технологических, информационных процессов. При этом роль человека в современных системах продолжает возрастать. Связано это с расширением функций АСУ и сложностью решаемых задач, расширением сферы применения
АСУ. В АСУ наиболее важными считаются вопросы отображения необходимой оператору информации в удобной форме. Это обусловлено тем, что в диалоговом режиме опыт, знания, интуиция пользователя и его способности к неформальному решению задач удачно сочетаются с большими вычислительными возможностями ЭВМ по поиску, хранению и обработке информации. АСУ благодаря человеку могут функционировать в очень сложных и напряженных ситуациях. Основным режимом работы АСУ является режим реального масштаба времени при непосредственном взаимодействии с административно-управленческим персоналом системы.
Такие АСУ позволяют лицу, принимающему решения (ЛПР), вырабатывать систему действий при возникновении той или иной ситуации при производственном процессе. Различие в характере и структуре деятельности ЛПР определяется уровнем иерархии управляющей подсистемы. На высших уровнях управления человек-оператор
(руководитель) имеет дело, прежде всего с так называемыми слабо структурированными проблемами. В его деятельности преобладают действия, опирающиеся на компоненты не присущие машине: эвристические, творческие, интуитивные и компоненты интеллектуальной работе. Специфика проблем этого уровня связана с количественными и качественными элементами. Причем качественные элементы преобладают.
К типичным слабоструктурированным проблемам относятся такие, которые обладают следующими особенностями: а). принимаемые решения относятся к будущему; б). имеется широкий диапазон альтернатив; в). решения зависят от текущей неполноты технологических достижений; г). принимаемые решения требуют больших вложений ресурсов и содержат элементы риска; д). не полностью определены требования, относящиеся к стоимости и времени решения проблемы; е). проблема внутренне сложна вследствие того, что для ее решения необходимо комбинирование различных ресурсов.
Роль человека при определении и анализе таких задач исключительно велика. Принятие окончательного решения в слабо структурированных проблемах всегда сопряжено с риском и в этой связи осуществляется человеком на основе его опыта, знаний и интуиции.
Машинные системы не могут конкурировать с человеком в решении слабо структурированных проблем в связи с его разумом (универсальность, творческий потенциал и уровень интеллектуальных функций).
На более низких уровнях управления операторы обычно имеют дело с хорошо структурированными задачами. Их деятельность осуществляется в условиях жестко заданных временных и информационных ограничений. Развитие вычислительной техники достигло такого уровня, что машинный интеллект уже обеспечивает эффективную помощь оператору при решении задач такого класса. К ним относятся: наблюдение и слежение за объектами, их поиск; наблюдение за ходом технологических процессов; диспетчерский контроль и управление и т.п. При этом значительное место в выполняемых человеком-оператором функциях занимает контроль за реализацией машинных операций. Реализация адаптивных свойств человеко-машинных систем требует взаимодействия человека и ЭВМ в форме диалога, который рассматривается как средство контроля машинной программы со стороны более сильного и гибкого интеллекта. Структура взаимодействия оператора и ЭВМ при решении задач оперативного управления в зависимости от сложности решаемых задач, квалификации операторов, уровня автоматизации процессов управления может быть гибкой. В простых случаях машина обеспечивает оператора информацией для принятия решения и исполняет функции, осуществляя трансформацию и передачу решений, принятых оператором. В более сложных ситуациях машина выступает еще и в роли советчика. На более высоких уровнях автоматизации оператор может задавать машине определенную стратегию контроля, которую та выполняет в соответствии с реальной обстановкой. Человек имеет возможность отдавать прямые распоряжения или менять параметры машинной программы. ЭВМ выступает здесь в роли творческого исполнителя. Но человек здесь является ведущим звеном, т.к. он должен знать какие параметры он должен задать машине, чтобы она действовала правильно в той или иной ситуации.
2 Распределение функций между человеком и машиной в АСУ.
Автоматизация производства и управления с использованием ЭВМ выдвинула на передний план проблему организации эффективного взаимодействия машины и человека с учетом особенностей человека как звена системы управления и создания наилучших условий работы.
Эффективность работы всей системы зависит от того, как будет организовано участие человека в процессе управления. На ранних стадиях автоматизации человек был постоянно включен в замкнутый контур регулирования, работая по жесткому алгоритму. По мере роста степени автоматизации роль человека постепенно сводилась к контролю за работой оборудования и управление в сложных ситуациях. Усложнение технологических процессов приводит к тому, что квалификация человека- оператора должна быть очень высокой в соответствии с уровнем автоматизации всех процессов производства. Одним из главных преимуществ человека является возможность совместить в своих действиях запрограммированность операций в реальном времени с выработкой решений при возникновении нестандартных ситуаций. С ростом степени автоматизации человек переходит на более высокий уровень управления. В современных автоматизированных системах управления
ЭВМ рассматривается как тактический инструмент, человек же является стратегом. По своим возможностям человек и машина взаимно дополняют друг друга. Человек имеет преимущества перед машиной по способам переработки информации, способности объединять разнородные элементы в единую структуру, в решении нечетко сформулированных задач, в умении оценить состояние управляемого объекта не только по прямым, но и косвенным сигналам, не предусмотренной системой управления. Чувства человека являются устройствами ввода, и они обладают большей пластичностью и гибкостью чем устройства ввода ЭВМ. Человеку свойственно представление о цели своей деятельности, в процессе обучения и работы он способен к построению модели динамического образа управляемого объекта, являющейся психическим новообразованием, синтезированным на основе информации, полученной из информационной модели, накопленного опыта и т.д.
Для обеспечения работы системы как целого она должна иметь в своем составе звено, осуществляющее интеграцию остальных звеньев.
Характеристики человека позволяют ему являться таким звеном. Почему?
Потому что, человек может адаптироваться к различным условиям, полагаясь на интуицию он способен быстро принимать решения не имея выбора вариантов. Но человек очень быстро утомляется при выполнении однообразных действий. Он подвержен внешним и внутренним воздействиям, его характеристики зависят от психического состояния, он способен к деквалификации при длительном бездействии. Человек значительно уступает машине по объему принимаемой и перерабатываемой информации. Максимальное количество информации ограничено у человека свойствами его памяти. Многие из недостатков человека могут быть скомпенсированы автоматическими устройствами при рациональном распределении функций между человеком и автоматическими устройствами.
3 Классификация деятельности человека-оператора в АСУ
Человек выполняет в АСУ широкий спектр функций с привлечением разнообразных технических средств. В составе АСУ выделяются эргатические и неэргатические элементы, взаимодействие которых благодаря деятельности эргатической составляющей объединяется в единый целенаправленный процесс функционирования. АСУ - это информационная эрготехническая система (ЭТС).
Все ЭТС условно можно подразделить на информационно-управляющие и производящие новую информацию. К первому типу относятся АСУ ТП,
АСУП, ОАСУ, ОГАС. Ко второму типу относятся автоматизированная система научных исследований (АСНИ), система автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП). Сами эти элементы не являются управляющими, но могут включаться как элементы в интегрированные АСУ.
В АСУ можно выделить следующие типы операторской деятельности: а) оператор-технолог - это человек, который непосредственно включен в процесс, выполняет стандартные процедуры управления процессом в режиме реального времени. Основное содержание деятельности: определение объекта (модели), соотнесение текущей ситуации к возможным вариантам ее решения и принятие одного из выбранных решений. б) оператор-манипулятор. Основную роль играют механизмы сенсомоторной деятельности, связанной с восприятием и переработкой информации и осуществлением ответного действия. К этой категории операторов предъявляются высокие требования по их тренированности и координации движений, способности мгновенно ориентироваться и принимать решения в критических ситуациях и автоматически выполнять эти решения. в) оператор-наблюдатель - это классический тип оператора.
Деятельность: важная роль отводится информационным и концептуальным моделям. Пример: диспетчер транспортных систем, операторы слежения радиолокационных станций. г) оператор-исследователь - опирается на аппарат понятийного мышления и опыт. Поэтому для него возрастает значимость информационной модели. Пример: исследователи любого профиля. д) оператор-руководитель, объектами управления которого являются другие люди. Управление может осуществляться непосредственно и через каналы связи. В деятельности операторов-исследователей и операторов-руководителей все большее значение приобретают процессы формирования целей и выбора способов их достижения. е) оператор-проектировщик - это человек, который непосредственно включен в процесс машинного проектирования в составе
САПР.
4. Основные характеристики человека-оператора в системах
"Человек-машина"
Основными характеристиками человека-оператора являются быстродействие, точность, надежность. Оценкой быстродействия оператора является время решения задачи, т.е. время от момента появления сигнала до момента окончания управляющих воздействий.
Вместе с показателями быстродействия технических элементов системы
"человек-машина" этот показатель определяет быстродействие всей системы. Оценкой его является время прохождения информации по замкнутому кругу "человек-машина".
Тц = ТАУоп + сумм(i=1; n)t mi где ТАУоп - время отработки информации (решение задачи управления) оператором; n - число звеньев машины; t mi - время задержки информации в i- м звене машины.
При заданном времени цикла регулирования Тц (исходя из общих технических требований к системе) и известных значениях t mi требуемое быстродействие оператора должно удовлетворять условию
ТАУоп