Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Databáze, datové sklady a automatizace – změna paradigmatu?

číslo 8-9/2002

Databáze, datové sklady a automatizace – změna paradigmatu?

Do nedávné doby nebyly databázové systémy považovány za prostředky bezprostředně související s aplikacemi počítačů v automatizaci. Obor automatizace se totiž v minulých dobách soustřeďoval na řešení úloh, které lze řadit spíše do nižší hierarchické úrovně řízení. Tou se rozumějí systémy a subsystémy nacházející se blíže k technologickému procesu. Bylo tedy přirozené, že dříve se v automatizaci pracovalo téměř výhradně s přenosem signálu (v současnosti bychom měli výstižněji mluvit o přenosu dat a obecně o přenosu informace).

Do automatizačních úloh samozřejmě databáze pronikaly, ale zprvu byly spíše pomocnými prostředky, a nikoliv podstatnou součástí automatizovaného systému. Nicméně se již několik desetiletí databázové systémy využívají např. ve vizualizačních subsystémech. Postupně se bez nich staly nemyslitelnými také archivační a vyhodnocovací moduly automatizovaných systémů a další subsystémy i dílčí aplikace.

V současné době již není pochyb o tom, že v názorech na úlohu databázových systémů v automatizaci nastává obrat.

IŘS jsou kategorií kybernetiky
S vývojem výpočetní techniky se rozvíjelo a rozvíjí také řízení ve vyšších hierarchických úrovních, převážně jako doména ekonomických oborů. V této oblasti, na rozdíl od oboru automatického řízení, našly databázové systémy široké uplatnění od samého počátku. Jsou zde vlastně prostředkem automatizace zpracování dat do podoby informace potřebné pro rozhodování, tedy pro jakési „ruční“ řízení složitých systémů. Tyto přístupy a prostředky lze oprávněně nazvat kybernetickými.

Z názvosloví automatických a automatizovaných systémů řízení technologických procesů (tj. automatizace) se ovšem pojmenování kybernetické vytratilo, v minulosti do jisté míry oprávněně. V současné době ovšem technologickými procesy rozumíme procesy ve velmi širokém smyslu. Zúčastňují se na nich nejrůznější výrobní systémy spojité i diskrétní, systémy měřicí a řídicí. Obdobné procesy (zařízení, prostředky), jaké nacházíme ve výrobě, se vyskytují např. v biologické laboratoři. Současné systémy řídící tuto širokou škálu technologických procesů, tzv. automatizační systémy, hrají ve většině případů velmi významnou informační úlohu, a proto je často výstižně nazýváme informačními a řídicími systémy (IŘS). Jejich charakteristickým znakem je přímé spojení počítačového systému se sledovaným a řízeným objektem prostřednictvím čidel a akčních členů.

Zařazení IŘS do sféry kybernetiky je jistě oprávněné, avšak nezpochybnitelné bude teprve tehdy, až budou i tyto systémy organicky začleněny do automatizovaných systémů obsahujících v sobě všechny vyšší úrovně řízení, popř. alespoň ty podstatné z nich.

Současný stav, který nás opravňuje k vyjádření tohoto názoru, vznikl v důsledku dlouhodobého a komplikovaného vývoje. Pro skutečně integrální, kybernetický pohled na problematiku řízení a zejména pro realizaci skutečně komplexních automatizovaných systémů nebyly v minulosti splněny nezbytné předpoklady, a to ve velmi širokém rozsahu. Počínaje parametry počítačových systémů, přes odlehlost metod a nástrojů jednotlivých oborů až po metodologie vědních oborů, od elektrotechniky po např. ekonomii, které v širokém spektru zaštiťují jednotlivé aplikační oblasti.

V čem spočívá nastupující změna?
Automatizované IŘS shromažďují naměřená i jinak získaná data. Ta se bezprostředně využívají k operativnímu řízení a rozhodování. Archivují se sice pro další využití v budoucnu, avšak bez toho, že by se předpokládalo využití netušeného informačního bohatství v nich obsaženého. Abychom nevyvolali dojem, že nenajdeme případy, kdy tomu tak není, je nutné dodat, že tomu tak bývá často a obvykle. Podstatné však je, že bychom nalezli spíše výjimky a částečná řešení než cílené a v daném směru propracované komplexní aplikace.

V řešeních automatizační podpory vyšších úrovní řízení nalézáme, jak již bylo řečeno, téměř výhradně podporu založenou na aplikaci databázových systémů. Zde však vývoj také ukazuje na nedostatečnost tohoto přístupu. Informace potřebné pro řízení na vyšších úrovních těchto systémů (většinou se jedná o rozhodování vedoucích pracovníků podniku) často nejsou vůbec dostupné nebo nejsou dostupné v potřebné formě a v potřebném čase. V souvislosti s řešením uvedených problémů se rozvíjí oblast datových skladů. To jsou, velmi zkráceně a zjednodušeně řečeno, integrované systémy několika databází, které obsahují vhodně předzpracovaná a dále zpracovatelná data a informace a jsou schopné je poskytovat v reálném čase v podobě požadované aktuálním uživatelem. V této souvislosti se mluví o datových skladech, operativních datových skladech a ve spojitosti s nimi např. o automatizovaných systémech optimalizace údržby apod. V takovýchto případech vstupují do přímých vazeb automatizované systémy různých hierarchických úrovní, od systémů řídících technologické procesy až po systémy pro podporu rozhodování. V těchto souvislostech je na místě připomenout již delší dobu diskutované otázky ostrovů automatizace a jejich spojování ve větší celky. Zde se pro téma datových skladů otevírá další specifické pole působnosti, zřejmě zatím obdělávané jen sporadicky.

Co daný vývoj přináší do tradiční automatizace?
Automatizované IŘS musí být zařaditelné do hierarchicky vyšších celků. Do vyšších úrovní musí poskytovat informace v potřebné formě s tím, že, obecně vzato, bude třeba předávat více informace než dosud. Lze očekávat, že podstatné přínosy automatizace procesů budou odvozeny z odpovědí na dotazy, které nejsou položeny v době projektování automatizovaného systému nebo v době získání určitého údaje (informace), a že půjde o dotazy formulované až někdy v budoucnosti, na základě apriorně neznámých jevů.

Principy a nástroje datových skladů bude účelné využívat i v návrhu principů řízení na nižší hierarchické úrovni.

Z uvedených důvodů je potřebné se s touto novou problematikou seznámit a pojmout ji do souboru nezbytných znalostí projektanta automatizace. V souvislosti s výrazným, nepochybně řádovým nárůstem množství zpracovávané a ukládané informace vyvstává potřeba ovládnutí stávajících i vytvoření nových metod. Zde se nabízí další nové téma z oblasti datových skladů, a tím je tzv. dolování v datech (data mining). Na tomto místě je třeba zdůraznit, že klíčovou úlohu zde hrají a budou hrát statistické metody. V klasické automatizaci technologických procesů nepochybně půjde o množství specifických úloh. Využití statistiky v dané oblasti je téma samo o sobě. Zde jen konstatujme, že vlastní zavedení statistických metod sledování procesů na jedné a způsoby interpretace výsledků, které nám poskytnou, na druhé straně jsou dvě neoddělitelné a často značně obtížné úlohy.

Jiří Cendelín
(cendelin@kky.zcu.cz)

Inzerce zpět