Лаборатория № 41 «Идентификации систем управления»

Основатель и первый заведующий лаб. № 41 Наум Самойлович РайбманЛаборатория была образована в апреле 1968 г. Инициатором её создания, организатором творческого коллектива и первым заведующим стал доктор технических наук, профессор Наум Самойлович Райбман и был им до последнего дня жизни (1981 г.).

Н. С. Райбман одним из первых в мире прочувствовал, осознал, стал формулировать и решать проблемы идентификации (построения математических моделей реальных объектов, процессов, систем по экспериментальным данным). Его видение нужд практики и задач теории немало способствовали становлению идентификации как важного самостоятельного раздела общей теории управления.

Наум Самойлович был энергичным, общительным и доброжелательным человеком, уважаемым и любимым практически всеми, кто его знал. Своим ученикам он передал не только научные идеи, но и неоценимо мудрые максимы своего жизненного опыта. Все его жизненные установки были удивительно позитивными, и сам он буквально источал энергию и жизнелюбие, интерес к людям. Любимым видом его отдыха было спуститься вместе с женой на байдарке по непростой карельской речке или походить с нелёгким рюкзаком по Карпатам или Алатау.

Сегодня научные работы Н. С. Райбмана считаются классическими в теории идентификации. Он был замечательным организатором, создавшим научную школу, признанную мировой научной общественностью. К моменту его внезапной смерти в самом начале 1981 г. лаборатория успела завоевать научный авторитет не только в институтском и союзном, но и в мировом масштабе.

С самого начала научные разработки лаборатории имели выраженную инновационную направленность, их характеризовало сочетание строгих математических результатов с практичными инженерными разработками.

Основными теоретическими достижениями в первое десятилетие лаборатории были: обоснование и развитие дисперсионных методов идентификации нелинейных объектов; разработка теории адаптивной идентификации нестационарных систем; постановка и обоснование минимаксного (игрового) подхода к идентификации; синтез методов и алгоритмов идентификации и управления в единой системе (адаптивной замкнутой системе управления с идентификатором — АСИ). В действительности АСИ — одна из немногих реально работающих систем, приближённо, но эффективно реализующих теорию дуального управления А. А. Фельдбаума.

Практические разработки поначалу были ориентированы на оценку и повышение точности обработки деталей в машиностроении, но постепенно из задач управления шлифовкой шарикоподшипников выросла проблема стабилизации

Трубопрокатный стан 30-102, оснащённый адаптивной системой управления (Государственная премия 1976 г.)

Трубопрокатный стан 30–102, оснащённый адаптивной системой управления

(Государственная премия 1976 г.)

процесса производства цельнокатаных стальных труб. В 1976 г. эта прикладная разработка четырёх сотрудников Института (трое из которых входили в состав лаб. № 41) совместно с Первоуральским новотрубным заводом была отмечена Государственной премией СССР. Большую роль в этой работе сыграл Валентин Маркович Чадеев (ныне д.т.н., профессор).

Лотоцкий  Владимир Алексеевич С апреля 1981 по 2006 гг. лабораторию возглавлял д.т.н., профессор Владимир Алексеевич Лотоцкий, учёный с мировым именем, в течение многих лет — активный деятель IFAC, специалист в области теории идентификации и адаптивного управления, теории надёжности и теории управления запасами, руководитель секции № 4 «Управление производственными процессами» Учёного совета Института.

В последующие годы стержнем научных работ лаборатории были и остаются фундаментальные и прикладные исследования процесса идентификации. В сфере теории лаборатория занималась (концептуально и алгоритмически) идентификацией динамических нелинейных и нестационарных систем и исследованиями в таких областях, как надёжность (информационная и аппаратная), резервирование, управление запасами и массовое обслуживание.

Разработаны методы синтеза основного контура в линейных системах с неполной информацией о статистических характеристиках внешних возмущений, исследование вырожденных задач и условий вырожденности линейно-квадратичных задач синтеза для линейных объектов со стационарными возмущениями. Получены условия вырожденности задач синтеза для различных классов сингулярных возмущений с априорно заданной локализацией частотного спектра. Автором этих разработок является д.т.н. А. Л. Бунич.

Группа под руководством к.т.н. С. А. Власова занимается развитием методов имитационного моделирования и их применением к проектированию крупных автоматизированных технологических комплексов.

Области применения теории расширялись — кроме металлургии развиваются проекты с химической, нефтехимической и другими отраслями промышленности, транспортом.

Группа под руководством д.т.н. Н. Н. Бахтадзе занимается разработкой теоретических основ создания информационно-управляющих комплексов производственных систем на основе концепции идентификационного анализа в задачах автоматизации технологического и логистического циклов производства в условиях единого информационного пространства предприятия.

Разрабатываются и внедряются алгоритмы идентификации и управления производственными процессами на различных уровнях производственного управления — от управления технологическими процессами и оперативного управления производством до управления производственными ресурсами и маркетингом выпускаемой продукции. Разработаны методы автоматизации управления технологическими процессами на основе синтеза робастно-оптимальных систем с использованием идентификационного подхода к построению внутренних моделей внешних возмущений. Разработаны методы автоматизации управления текущим коммерческим бюджетированием и ценообразованием продукции предприятий с использованием методов управления запасами. Созданы методы разработки программ стимулирования сбыта производимой продукции с применением моделей и алгоритмов оптимального планирования инвестиционных проектов.

Методы идентификации нелинейных объектов на основе нечётких алгоритмов ассоциативного поиска представляют собой механизм использования базы технологических знаний предприятия в системах управления реального времени. Алгоритмы, использующие аппарат нечёткой логики, продемонстрировали высокую точность для различных приложений: идентификация технологических процессов непрерывных и полунепрерывных промышленных производств (в частности, химических и нефтехимических), энергообъектов, процессов трейдинга.

Разработаны и внедрены десятки информационно-аналитических систем и систем поддержки принятия решений, среди которых: экспертно-статистическая система поддержки принятия решений и управления маркетингом коммерческих компаний на базе адаптивных и робастных алгоритмов; система анализа и оптимизации экономической эффективности маршрутов, расписания и загрузки авиарейсов для ОАО «Аэрофлот — Российские международные авиалинии» и «Внуковские авиалинии»; автоматизированная распределённая система контроля и оптимизации продаж туристических услуг ЗАО «Аэрофлот-тур» и др.

Опыт разработки информационно-аналитической системы «Интернет-сайт ЦИК Российской Федерации», функционировавшей в 1999—2006 гг., был использован в разработке оригинальной интерактивной производственной web-системы ИПУ РАН, включающей ведение электронных паспортов лабораторий Института и учёта ПРНД сотрудников. Одним из главных разработчиков систем является к.т.н. Е. М. Максимов.

Заведующая лаб. № 41  Наталья Николаевна БахтадзеС 2006 г. лабораторию возглавляет доктор технических наук Наталья Николаевна Бахтадзе. Главными направлениями работ в ближайшем будущем станут дальнейшая разработка теории и методов идентификации, идентификационного анализа и синтеза систем управления. Областью их применения являются производственные процессы в промышленности, энергетике, а также социально-экономические и финансовые системы.

За 40 лет сотрудниками лаборатории опубликованы сотни научных работ, в том числе 28 монографий (часть из них издана за рубежом в переводе на английский и немецкий языки), получены десятки авторских свидетельств и патентов.

С начала 70-х годов Наум Самойлович Райбман активно устанавливал научные и дружеские контакты с «идентификаторами» всего мира. Сотрудники лаборатории — постоянные участники международных научных мероприятий. Лаборатория подготовила и провела симпозиум и семинар ИФАК по проблемам идентификации. Ежегодно проводится Международная конференция по идентификации систем и проблемам управления (SICPRO), значительная роль в организации которой принадлежит старшим научным сотрудникам лаборатории К. Р. Чернышеву и Е. Ф. Жарко. В организации и проведении Международного симпозиума INCOM’09 (IFAC) — большая заслуга сотрудников лаборатории. В. А. Лотоцкий вошёл в состав Международного программного комитета, а Н. Н. Бахтадзе возглавила Национальный оргкомитет симпозиума.