Автоматизированные системы управления

Окончание. Начало в № 5 (65) 2016 г. В статье представлены модели и методы создания и применения гибридных интеллектуальных систем, обеспечивающие решение неформализованных мультидисциплинарных задач надежности и безопасности оборудования химических и нефтехимических производств в условиях обработки значительных объемов информации. Самоорганизующийся алгоритм исследования и имитационное моделирование дают возможность решать меж и мультидисциплинарные задачи на основе объединения целей и задач специалистов различных научных направлений, осуществлять адекватный обмен информацией между ними о принятых решениях и достигнутых результатах на различных этапах исследований. В результате обеспечивается интеграция знаний и повышается эффективность принимаемых решений, направленных на снижение риска аварий.

Цель данного пособия – ознакомить студентов с понятийными и теоретическими основами интегрированной логистической поддержки продукции на этапах жизненного цикла как аспекта CALS-технологии; дать знания, навыки и умения применять методы интегрированной логистической поддержки продукции на этапах жизненного цикла в практической работе. Практикум включает восемь практических работ, охватывающих все разделы учебного курса. Описание каждой практической работы содержит цель работы, теоретическую и практическую части, контрольные вопросы. Данный практикум предназначен для магистров направления подготовки 15.04.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств. Разработка и внедрение систем автоматизации».

В пособии рассмотрены этапы создания и применения мультимедийных продуктов в образовательной сфере, предъявляемые к ним требования. Описаны технологии разработки мультимедийной презентации средствами программы Microsoft PowerPoint и создания анимационных роликов с использованием Macromedia Flash. Приведены примеры создания мультимедийных продуктов. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Информатика и вычислительная техника», специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления (АС)».

В практикуме рассмотрены отдельные разделы прикладного функционального анализа. Показаны особенности применения методов функционального анализа для решения задач автоматизации и управления в технических системах. По каждому практическому занятию даны основные теоретические сведения, приведены примеры с развернутым решением, предложены задания для самостоятельной работы. Практикум предназначен для обучающихся в магистратуре по направлениям подготовки 15.04.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» и 27.04.04 «Управление в технических системах». Материалы могут быть полезны аспирантам, осуществляющим научно-исследовательскую деятельность в области динамических систем.

В учебнике рассматриваются вопросы методологии, методики и практики исследования систем управления, раскрываются современные подходы к планированию и организации проведения исследований систем управления. Для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению подготовки «Менеджмент», а также практических работников сферы управления.

Приводятся сведения о порядке разработки систем автоматизации и управления технологическими комплексами применительно к объектам промышленного назначения. Рассматривается реализация проектов систем управления технологических комплексов на основе ПЛК. Описаны языки программирования ПЛК: РКС, LAD, FBD, STL, SCL, Grafcet, SFC, CFC. Представлены промышленные компьютерные сети, объединяющие ПЛК, интеллектуальные датчики и исполнительные устройства, а также реализация управления в реальном времени. Изложены приемы и правила работы в системе программирования CoDeSys. Для студентов учреждений высшего образования по специальности «Автоматизация технологических процессов и производств». Будет полезно специалистам, занимающимся разработкой дискретных систем управления технологических комплексов.

Рассмотрены общие принципы проектирования, моделирования и автоматизации технологических процессов производства электронных средств, программно-управляемое технологическое оборудование, автоматизированные системы управления технологическими процессами. Описаны физико-технологические основы процессов сборки, монтажа и защиты электронных средств от климатических воздействий. Для студентов учреждений высшего образования по специальностям «Проектирование и производство программно-управляемых электронных средств», «Моделирование и компьютерное проектирование радиоэлектронных средств», «Электронные системы и технологии», а также для аспирантов и магистрантов.

В статье исследована задача определения состояния информационной безопасности автономных объектов с использованием информации, полученной по побочному акустическому каналу. Рассмотрены основные предпосылки использования внешних независимых систем мониторинга состояния объектов, находящихся под воздействием угроз нарушения информационной безопасности. Проведен эксперимент, направленный на изучение параметров функционирования беспилотных транспортных средств в различных ситуациях функционирования. Показаны внешний вид и статистические характеристики сигналов, благодаря которым можно выявить аномальные отклонения при функционировании беспилотных транспортных средств. Представлен алгоритм двух- и трехклассовой классификации состояний исследуемых объектов. Анализ полученной выборки очень чувствителен к любым изменениям программной и аппаратной конфигурации. Одновременно с этим, при минимальном времени накопления статистической информации с использованием предложенного подхода на основании заданного порога становится возможным определить точку, в которой произошло начало атаки. Предложенная модель подхода предполагает возможность применения различного математического аппарата, методов статистики и машинного обучения для достижения заданных показателей оценки состояния информационной безопасности объекта.

В статье проведен анализ применения понятия «пилотный проект», описан порядок (алгоритм) проведения пилотных проектов в области обеспечения информационной безопасности (кибербезопасности) АСУ – объектов критической информационной инфраструктуры, предложено определение «пилотный проект» в области обеспечения кибербезопасности. Актуальность настоящего исследования заключается в необходимости создания систем безопасности объектов критической информационной инфраструктуры Российской Федерации, ключевым элементом которых являются средства защиты информации, прошедшие оценку соответствия для применения на конкретных объектах с учетом специфики их реализации, эксплуатации и модели угроз. Проблематика заключается в отсутствии в отрасли единого понимания целей и задач пилотных проектов, в ходе которых должна проводиться такая оценка соответствия, вследствие чего происходит завышение временных затрат на согласование и проведение проектов, прежде всего – на формирование целей и задач, перечня ожидаемых результатов и критериев их оценки, назначение специалистов необходимой квалификации. Статья основана на опыте успешного проведения аналогичных проектов в 2017‑2019 гг. в соответствии с разработанной оригинальной методикой.

Технология RPA (Robotic Process Automation) используется для автоматизации задач, ранее выполняемых человеком. Целью является минимизация рутинного труда за счет привлечения виртуальных сотрудников. UiPath является одним из популярных RPA-инструментов за счет возможности автоматизировать любые процессы и приложения; интуитивно понятного интерфейса, которым легко может овладеть бизнес-пользователь. Идеология RPA подразумевает существование библиотеки возможных действий робота – наименьших неразбиваемых элементов автоматизации в RPA, в терминологии UiPath – активностей. В статье рассматривается формирование жизненного цикла проекта внедрения технологии RPA, представлена обновленная модель жизненного цикла и BPMN (Business Process Model and Notation) модели (to-be) каждого из этапов, позволяющие сократить временные издержки, а также избежать различного рода неточностей и корректировок.

Рассматриваются четыре парадигмы интеллектуального управления технологическими процессами: нечеткая, адаптивная, робастная и нейросетевая. Каждая из них представляет собой модель постановки проблем управления и их решения в условиях информационной неопределенности относительно динамических характеристик объектов и статистических характеристик действующих на них возмущений. Ввиду усложнения структуры материальных, энергетических и информационных потоков современных производств, их автоматизацию приходится осуществлять при отсутствии полной и достоверной информации о влияющих на качество управления факторах. В результате появляются, так называемые «открытые задачи» с нечетко сформулированными условиями и многообразием возможных решений. Изложение полученных авторами новых научных результатов представлено в доступном виде и в целях наглядности широко иллюстрируется примерами расчета автоматических систем. Книга будет полезна студентам, аспирантам и преподавателям высших учебных заведений по специальности «Автоматизация технологических процессов и производств».

Цель данного практикума – ознакомить обучающихся с теоретическими основами интеллектуальных систем автоматизации; получить навыки использования методов интеллектуальных систем автоматизации в практической работе. Материал, представленный в практикуме, охватывает все разделы учебного курса «Интеллектуальные системы». Практикум содержит описание практических работ по дисциплине «Интеллектуальные системы», включающих в себя основы проектирования, анализа, моделирования и использования нейронных сетей. Предназначен для обучающихся в магистратуре по направлению подготовки 15.04.04 «Автоматизация технологических процессов и производств».

Рассмотрены основные типы переменных, используемые для создания экспертных систем в Exsys CORVID, описана среда разработки автоматизированных экспертных систем, а также логический и командный блоки среды, рассмотрена среда исполнения и даны особенности настройки экспертной системы. Приведены варианты заданий для выполнения лабораторных работ. Предназначен для студентов, обучающихся в магистратуре по направлению подготовки 09.04.01 «Информатика и вычислительная техника».

Изложены основы сетевых технологий для автоматизации и управления, которые используются при комплексировании (системной интеграции) ИАСУ и программируемых логических контроллеров (ПЛК). Приведены основные разновидности локальных сетей в составе ИАСУ и их топологии. Даны определения фундаментальных понятий. Проанализированы средства межсетевого обмена информацией. Описаны методы упорядоченного доступа терминалов сети к среде передачи: централизованный и децентрализованный. Также анализируются стохастические сети (на примере ЛС Ethernet). Рассмотрены локальные промышленные сети (для автоматизации производства и для автоматизации процесса), локальные производственно-диспетчерские, а также локальные административно-технические сети. Показана целесообразность применения локальных сетей с использованием универсальных сетевых технологий. Ю.П. Страшун – канд. техн. наук, доцент кафедры «Автоматика и управление в технических системах» Московского государственного горного университета. Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» направления подготовки дипломированных специалистов «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». Может представлять определенный интерес для проектировщиков и системных интеграторов ИАСУ и ПЛК.

Рассмотрены вопросы аппаратной поддержки технологий компьютерной графики. Приведены сведения о цветовых системах, форматах графических файлов, методах компрессии изображений, об использовании компьютерной графики в мультимедиа. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Информатика и вычислительная техника», специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления».

Написано в соответствии с рабочей программой дисциплины «Системы искусственного интеллекта». Изложены основные вопросы, касающиеся практического освоения технологий искусственного интеллекта и экспертных систем. Изучение основных компонентов экспертных систем иллюстрировано модельными примерами соответствующих методов и задач. Рассмотрены математическое обеспечение СИИ, математические основы языка Ргоlоg, модели представления знаний. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 552800, 654600 «Информатика и вычислительная техника», по специальности 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления».

Изложено введение в системный анализ и методологию исследования операций. Рассмотрены основные разделы исследования операций: линейное, целочисленное и динамическое программирование, теория игр и транспортные задачи линейного программирования. Изложены примеры решения задач вручную и с использованием современных пакетов прикладных программ, Java Applets. Дана краткая характеристика отечественных и зарубежных библиотек вычислительной математики и оптимизации. Приведено решение задач линейного программирования с использованием языка моделирования AMPL. Учебное пособие по дисциплине «Системный анализ и исследование операций», для студентов, обучающихся по направлению 552800 – Информатика и вычислительная техника и направлению 654600 – Информатика и вычислительная техника по специальности 230102 – «Автоматизированные системы обработки информации и управления (АС)».

Приведены восемь лабораторных работ по основным разделам дисциплины «Проектирование автоматизированных систем административно-организационного управления». Работы предусматривают использование методов регрессивного анализа, сетевого моделирования, оптимизационного, линейного и динамического программирования. Каждая работа может выполняться в нескольких вариантах. Дня студентов вузов, обучающихся по направлению 654600 «Информатика и вычислительная техника», специальности 220200 «Автоматизированные системы обработки информации и управления».

Теория принятия решений аккумулирует математические модели процессов принятия решений в условиях определенности, неопределенности, конфликта, риска в разных сферах человеческой деятельности. Основное внимание уделено многоаспектному характеру проблем и математических моделей теории принятия решений. Рассмотрены вопросы разработки и использования математических моделей принятия оптимальных решений на основе традиционных методов математического программирования: линейного, дискретного, нелинейного, динамического, оптимизации на сетях, элементов теории игр. Большое число примеров способствует лучшему пониманию материала. Для студентов вузов, обучающихся по направлению 654600 «Информатика и вычислительная техника» специальности 220200 «Автоматизированные системы обработки информации и управления».

Представлен обобщенный, годовой курс лекций по теории автоматического управления. Содержит основные разделы современной теории управления динамическими системами. Приведены упражнения для практических занятий. В приложениях даны справочные сведения математического аппарата теории. Для студентов специальностей «Управление и информатика в технических системах» и «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов». Может быть использовано при изучении дисциплины студентами и аспирантами смежных специальностей.