CIBERNETICA

CIBERNETICA

CIBERNETICA (termenul provine din cuvantul grecesc KYBERNETYKOS = de carmuire) este stiinta care studiaza natura legaturilor,    a comenzilor si a proceselor de reglare in organismele vii si sistemele tehnice,din punctul de vedere al analogiilor formale ( nu si din acela al constitutiei si functionarii lor).

Practic, cibernetica studiaza aspectele ce vizeaza procesele de comunicare si reglare in sistemele biologice, tehnice, sociale si economice sau mai pe scurt este stiinta conducerii sistemelor.

Bazele ciberneticii ca stiinta au fost puse de savantul american de origine germana Norbert Wiener, care in 1948 a publicat lucrarea "Cybernetics, Control and Communication in the Animal and Machine". Este de mentionat faptul ca in lucrarea "La psychologie consonantique", publicata in 1938, savantul roman Stefan Odobleja (1902 - 1978) abordeaza o serie de probleme specifice reglarii si comunicatiei in sistemele vii, astfel incat acesta poate fi considerat precursorul ciberneticii.

In prezent, s-au dezvoltat ramuri ale ciberneticii specifice diverselor categorii de sisteme, cum ar fi:

- cibernetica sistemelor biologice;

- cibernetica sistemelor tehnice;

- cibernetica sistemelor economice;

- cibernetica sistemelor sociale, etc.

REGLAREA este proprietatea prin care un sistem isi poate mentine starea curenta cat mai aproape de o stare de referinta. Dupa cum se observa, in titlul lucrarii lui Wiener apare cuvantul control, care exista si in limba romana cu sensul de verificare (testare). Uzual, in limba romana termenul control se traduce prin reglare sau prin conducere (Control system - sistem de conducere/reglare). Conducerea reprezinta procesul de determinare si aplicare a comenzii catre un sistem.

SISTEMUL reprezinta o colectie de obiecte aflate in interactiune, careia ii sunt specifice o anumita organizare si un anumit scop. Aceasta definitie nu este unica, dar ea are cel mai inalt nivel de generalitate. Caracterizarea unui sistem se poate face in maniera structurala sau informationala.

Caracterizarea structurala presupune descrierea obiectelor si a interactiunilor aferente sistemului, iar caracterizarea informationala presupune descrierea marimilor specifice sistemului.

AUTOMATICA este stiinta care studiaza metodele si tehnicile aferente conceptiei si utilizarii sistemelor automate.

AUTOMATIZAREA reprezinta aplicarea automaticii la un proces sau la o clasa de procese.

STIINTA CALCULATOARELOR are ca obiect de studiu calculatorul in calitate de masina automata pentru procesarea datelor in conformitate cu un program format din instructiuni care coexista impreuna cu datele in memorie.

Legile reglarii automate

Legea reprezinta o categorie filozofica care desemneaza tipuri de relatii esentiale, necesare si generale intre obiectele si procesele realitatii, caracterizate prin constanta, stabilitate si repetabilitate relativa in cadrul anumitor conditii.

1. Legea reglarii dupa abatere (LRA)

Enunt Exista sisteme care au proprietatea de a-si compara in permanenta starea curenta cu o stare de referinta si atunci cand constata diferente (abateri) intre acestea, emit comenzi in vederea eliminarii abaterii.

Caracteristici:

a) abaterea este eliminata indiferent de cauza aparitiei acesteia (actiunea unei perturbatii sau modificarea referintei;

b) eliminarea abaterii nu se face instantaneu, ci intr-un timp care este cu atat mai mare cu cat inertia procesului este mai ridicata;

2. Legea reglarii dupa perturbatie (LRP)

Enunt Exista sisteme care au proprietatea de a urmari in permanenta evolutia perturbatiilor si atunci cand constata modificari ale acestora emit comenzi astfel incat starea curenta sa nu se modifice in raport cu starea de referinta.

Caracteristici :

a) la modificarea perturbatiilor luate in consideratie nu exista regim tranzitoriu pentru marimea reglata;

b) la modificarea altor perturbatii (in afara celor considerate) starea curenta se abate de la starea de referinta, eliminarea abaterii nemaifiind posibila;

Modelarea matematica a sistemelor

Modelarea matematica reprezinta procedeul de exprimare cantitativa prin relatii matematice a evolutiei unui sistem. Ansamblul relatiilor obtinute prin procesul de modelare constituie modelul matematic.

Modelele matematice difera de maniera de caracterizare a sistemului. Daca sistemul este caracterizat prin marimile de intrare si de iesire (caracterizare informationala), atunci modelul reprezinta un grup de relatii care leaga aceste marimi.

Din punctul de vedere al conducerii , marimile de intrare specifice unui sistem pot fi divizate in comenzi si perturbatii.

Roboti - Linii flexibile de fabricatie

Robotul reprezinta un automat care se poate substitui omului in desfasurarea anumitor actiuni. Diverse organizatii nationale cu preocupari in domeniul robotilor au dat propriile definitii mai mult sau mai putin apropiate de aceasta definitie cu character general .

Legat nemijlocit de termenul de robot este cel de robotica, definita ca stiinta a conceptiei si constructiei robotilor. Termenul de robotica a fost utilizat pentru prima data de catre scriitorul rus Isaac Asimov (1920 -1972), care in 1940 a enuntat legile fundamentale care trebuie sa fie respectate de catre un robot pentru indeplinirea sarcinilor incredintate, in conditii de deplina siguranta:

Legea 1- un robot nu are voie sa lezeze o fiinta umana sau sa permita, prin neinterventie, sa fie agresata o fiinta umana.

Legea 2 - un robot trebuie sa execute comenzile primite de la o fiinta umana , cu exceptia acelora care ar determina incalcarea primei legi.

Legea 3 - un robot trebuie sa-si protejeze propria existenta in masura in care nu sunt incalcate primele doua legi.

Un robot industrial tipic este alcatuit din cinci subsisteme de baza:

- subsistemul mecanic;

- subsistemul de actionare;

- subsistemul de transmisie;

- subsistemul senzorilor si a traductoarelor;

- subsistemul de conducere.

Subsistemul mecanic Robotul interactioneaza cu mediul prin intermediul acestui subsistem (structura mecanica), care asigura deplasarea, pozitionarea si orientarea organului de executie (mana, dispozitiv de prehensiune, gripper).

Subsistemul de actionare este reprezentat de totalitatea componentelor care asigura conversia de energie dintr-o forma in alta. Pentru ca actiunea rezultata sa fie miscarea mecanica, sunt utilizate componente hidraulice, pneumatice, electrice.

Subsistemul de transmisie are trei functii importante si anume:

- produce miscarile robotului;

- transforma miscari de rotatie in miscari de translatie si

invers;

- reduce miscarile si amplifica cuplurile.

Subsistemul senzorial permite robotului sa sesizeze caracteristicile mediului in care acesta evolueaza. Exista doua categorii de senzori, si anume interni (interoceptivi) si externi (exteroceptivi). Senzorii interni furnizeaza informatii referitoare la structura robotului si la axele de coordinate, in timp ce senzorii externi permit robotului sa se orienteze in mediul de lucru. Ca exemplu, sunt de mentionat senzorii de pozitie, viteza, acceleratie, forta, vedere, coordonare.

Subsistemul de conducere prelucreaza imaginea senzoriala si genereaza comenzi in conformitate cu sarcinile pe care robotul le are de indeplinit.

Criterii de clasificare a robotilor

1. in functie de modul de actionare, exista trei tipuri de roboti:

- roboti hidraulici (aproximativ 50 % din totalul robotilor existenti la

nivel mondial);

- roboti pneumatici (aproximativ 30 % din totalul robotilor existenti la

nivel mondial);

- roboti electrici (aproximativ 20 % din totalul robotilor existenti la nivel

mondial).

2. in functie de clasa de aplicatie, robotii se pot clasifica in:

- roboti de sudura;

- roboti de asamblare;

- roboti de paletizare;

- roboti de vopsire;

- roboti de testare, etc.

Din punctul de vedere geometriei si caracteristicilor de miscare, robotii pot fi grupati in mai multe categorii, dintre care fac parte si urmatoarele trei:

• Roboti in coordonate cilindrice - pot descrie in functionarea lor o anvelopa de tip cilindru. Robotii din aceasta categorie pot efectua deplasari inainte/inapoi sau rotiri stanga/dreapta;
• Roboti in coordonate sferice - pot genera in miscarea lor o sfera. Robotii de acest tip pot efectua miscari inainte/inapoi, rotire stanga/dreapta, pivotare sus/jos;
• Roboti in coordonate carteziene - au ca spatiu de lucru un paralelipiped. Robotii de acest tip pot efectua miscari inainte/inapoi, stanga/dreapta, sus/jos;

Robotii pot lucra izolat sau pot fi integrati in linii flexibile de fabricatie. O asemenea linie reprezinta un ansamblu format din masini-unelte, instalatii, manipulatoare si roboti la care schimbarea fabricatiei se face prin modificarea programelor si schimbarea sculelor.

Atributul de flexibilitate are in vedere facilitatile oferite de schimbarea relativ simpla a sarcinilor de fabricatie prin modificari in primul rand la nivel software.

SISTEMUL CIBERNETIC

AL CONSUMATORULUI (SCC)

Ca subsistem al Sistemului cibernetic al economiei (SCE) de piata, SCC se constituie ca o componenta de baza a acestuia, intrucat, prin comporta-mentul sau, stabileste cererea structurala si agregata, in sens cantitativ si calitativ, de bunuri si servicii si este principalul agent al cererii speculative de bani, de active financiare si de devize. In contextual interactiunilor cu celelalte subsisteme ale SCE, consumatorul induce un comportament adaptiv al acestor subsisteme, prin mecanismul de ajustare a ofertei la cererea generata de consumatori pe piata bunurilor si serviciilor, piata monetara, financiara si valutara.

In consecinta, SCC este principalul actor in formarea preturilor bunurilor si serviciilor prin mecanismul cerere - oferta pe diverse piete si contribuie semnificativ prin mecanismul arbitrajului intertemporal consum - economii la dinamica ratei dobanzii, a ratei de schimb pe piata valutara si a ratelor de randament a diverselor titluri pe piata financiara.

Ca fluxuri de iesire, SCC realizeaza oferta de forta de munca structurala si agregata si, prin mecanismul cerere - oferta de munca, se constituie ca agent principal in formarea salariilor, a valorii adaugate si, in consecinta, prin taxele platite, este principalul generator al veniturilor la bugetul central si cel al asigurarilor sociale. Prin avutia detinuta este, de asemenea, principalul contribuabil la veniturile bugetelor locale. In contrapartida, consumatorii primesc, in raport cu politica guvernamentala, diverse ajutoare banesti, care generic se incadreaza in fluxurile de tip transferuri (TR).

Tipologia SCC evidentiaza sistemele elementare componente si ansamblul interactiunilor (conexiunilor) dintre acestea si dintre SCC si mediul sau, adica conexiunile cu piata bunurilor si serviciilor, cu piata fortei de munca, cu piata monetara si financiara, cu piata valutara, precum si cu

subsistemul administratiei (Sectorul guvernamental).

Sistemul elementar al SCC este "gospodaria reprezentativa" in sensul ipotezelor formulate de Alfred Marshall, similara abordarii dezvoltate in cercetarea comportamentului producatorului, in care am analizat o "firma reprezentativa".