Možnosti a perspektívy riadenia

Pojem riadenia v technickom kontexte je definovaný ako modifikácia či úprava správania sa dynamického systému. Túto akciu docielime meraním a spracovaním signálov z riadeného procesu a generovaním akčných zásahov, ktoré proces ovplyvňujú. Riadenie procesov, aj keď definované od svojich začiatkov už od čias J. Watta a jeho regulátora otáčok parného stroja, sa vyvíjalo svojím najbúrlivejším tempom v posledných päťdesiatich rokoch.

Na začiatku v šesťdesiatych rokoch stáli základy stavového a optimálneho riadenia, ktoré sa potom rozvíjali do adaptívneho, robustného či v ostatných rokoch tak veľmi priemyselne úspešného prediktívneho riadenia. Riadenie ako také sa stáva skrytou technológiou. O jeho existencii sa často dozvedáme až vtedy, keď nefunguje. Tento fakt spolu s jeho postupným dospievaním a zvyšujúcou sa odolnosťou zvádza k myšlienke, že je to uzavretá disciplína a v budúcnosti postačí informatik, ktorý nakliká komponenty regulátorov do celkovej informačnej schémy. Je to však naozaj tak? Ako protipríklad by som si zobral dvojkolesový vozíček – segway s plošinou, na ktorú vystúpime a jednoduchým ­naklonením ovládacej tyče slúžiacej zároveň ako opora ­určujeme smer a rýchlosť pohybu.

Keď sa moje deti pokúšali prvý raz pomocou stavebnice Lego NXT vytvoriť a ­navrhnúť riadenie takéhoto malého vozidla, rýchlo narazili na hranice intuitívnosti a ja som bol nútený vysvetľovať PID regulátor v pojmoch pána pozorného, vytrvalého a predvídavého. Aby sme pochopili správny návrh riadenia, treba pochopiť ­mechanizmy stabilizácie nestabilného procesu, návrh správnych meracích a akčných členov, nastavenia štruktúry a parametrov regulátora s uvažovaním porúch a hladkých reakcií na zmeny žiadanej veličiny. Až ich citlivou kombináciou, simuláciami pre rozličné podmienky a prevádzkovými testmi sa môžeme priblížiť k úspešne vytvorenému celku, ktorý funguje tak, ako si to predstavujeme, aj bez podrobných technických znalostí zákazníka.

Automatizácia a riadenie procesov teda je a bude ďalej tvoriť významnú časť technológií budúcnosti. V procesnom riadení navrhneme na základe pochopenia činnosti jednotlivých procesov ich optimálne riadenie, ktoré bude využívať ich fyzikálne a chemické zákonitosti. Namiesto jednotkových zariadení budeme riadiť celé prevádzky. Dôraz sa však bude presúvať z procesného či energetického priemyslu do celkom nových odvetví. Tie budú zahŕňať okrem iného systémovú biológiu – riadenie metabolických procesov na úpravu chorobných stavov u ľudí či na ich zabránenie. Ďalej predpokladám veľkú budúcnosť pri interakciách a riadení skupín objektov, napríklad komunikujúce vozidlá na cestách. Takisto ­robotické systémy: to, čím sú počítače dnes, to budú roboty v budúcnosti. No tým už asi zachádzam do oblasti sci-fi. Alebo nie?