1. Состояние теории и методологии проектирования структур управляющих систем современных технических комплексов и постановка задач исследования

На базе изучения и обобщения материалов многочисленных исследований и разработок управляющих систем современными многоагрегатными техническими комплексами в различных областях техники и производства, и в частности в атомной энергетике и в области автоматизации энергетических комплексов атомных кораблей и связанными с ними общекорабельными комплексами излагается теоретико-методологические основы анализа и синтеза управляющих систем. Формулируются фундаментальные принципы организации различных видов структур УС, обеспечивающие повышенные уровни эффективности, безопасности и живучести автоматизированных объектов.

Среди многообразия проблем обоснования проектных решений при разработке управляющих систем особо выделяются проблемы, связанные с выбором (синтезом) их структурной организации, по существу, с обоснованием идеологии построения и принципов функционирования. Острота проблем структурного синтеза обусловлена тем, что рассматриваемые технические комплексы относятся к классу аварийно-опасных объектов с повышенным риском эксплуатации. Анализ аварийных событий, как отмечал академик В.А. Легасов […], свидетельствует о том, что центр тяжести проблем, связанных с обеспечением таких важнейших свойств ТК как безопасность, безаварийность и живучесть лежит в области организации процессов управления и структур управляющих систем, являющихся, по существу, активными средствами обеспечения высокого уровня отмеченных свойств. Однако управляющие системы, будучи материальными изделиями, сами подвержены отказам, сбоям, повреждениям и могут при неправильно организованной структуре привести к тяжелым последствиям. Поэтому эффективность УС определяется как принципами управления, составом решаемых задач или выполняемых функций управления и алгоритмами обработки информации и выработки управляющих воздействий, так и структурным построением, а следовательно, собственной живучестью, отказобезопасностью и надежностью. Очевидно, что качество структурной организации УС проявляется, прежде всего, ри нарушениях в ее работе и должно оцениваться по результатам функционирования комплекса "ТК+УС", рассматриваемого как единое целое.

1.1 Основные понятия и их определения

Для более объективной оценки состояния теории и методологии проектирования структур управляющих систем (УС) многоагрегатных технических комплексов (ТК) и четкой формулировки направлений и задач исследования в настоящей диссертации прежде всего рассмотрим основные понятия и общепринятую в области методологии и практики проектирования современных крупных автоматизированных технических комплексов (АТК) и их управляющих систем (УС) терминологию. При этом мы будем учитывать характерные особенности и свойства таких многоагрегатных АТК, для которых определяющими требованиями являются требования обеспечения высоких уровней надежности, безопасности и живучести. К таким наиболее развитым, структурно-сложным и потенциально опасным относятся автоматизированные функциональные комплексы технических средств (ФКТС) атомных кораблей и судов и, в частности, ФКТС энергообеспечения корабля с ядерной энергетической установкой (ЯЭУ), электроэнергетической системой (ЭЭС), системами судовой гидравлики (СГ), системами воздуха высокого и среднего давления (ВВД и ВСД) с обеспечивающими их работу развитыми системами охлаждения судового оборудования (СОСО), системами масляной смазки (СМС) и другими вспомогательными механизмами и оборудованием. Вся эта совокупность систем, оборудования и механизмами вместе с совокупностью их локальных и координирующих управляющих и информационных систем рассматривается нами как взаимосвязанная общими потоками энергии, вещества и информации единая система, которую мы далее будем называть АТК.

При этом в качестве основных научных источников и нормативных документов, на которые мы опираемся, нами приняты следующие:

- межгосударственный стандарт «Системы управления техническими средствами корабля. Термины и определения», разработанный НПО «Аврора» (ныне Концерн «НПО «Аврора») и Институтом проблем управления АН СССР (ныне ИПУ им. акад. В.А. Трапезникова РАН) [ГОСТ 19176-80 (85)];

- сборник рекомендуемых Академией наук терминов, выпуск 107 «Теория управления» (отв. редактор Б.Г. Волик). – М.: Наука, 1988,;

- труды Вадима Александровича Трапезникова [см. кн. «Управление и научно-технический прогресс». – М.: Наука, 1983], являвшимся, в частности, научным руководителем работ по комплексной автоматизации атомных подводных лодок (АПЛ) и атомных ледоколов;

- государственный стандарт «Надежность в технике. Термины и определения» (ГОСТ 27.002-89);

- монография «Методы анализа и синтеза структур управляющих систем» (под редакцией Б.Г. Волика). – М.: Энергоатомиздат, 1988.