XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020
Принципы построения интегрированных систем управления. Информационное обследование предприятий
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В наше время на предприятиях встала задача повышения эффективности производства и качества выпускаемой продукции, а также обеспечения нового качества управляемости за счет создания единого информационного пространства предприятия. Достичь этого можно, лишь обладая полной достоверной оперативной информацией. Важнейшим инструментом для достижения поставленной цели является комплексная интеграция отдельных подсистем всего предприятия.
Принципы построения интегрированных систем управления рассматриваются как наиболее общие методологические требования к ИАСУ, в основе которых лежат требования системного анализа, как объекта, так и органа управления в процессе их совместного функционирования.
Рассмотрим каждую из групп основных принципов построения ИАСУ
Принципы системного подхода
Разработка интегрированных автоматизированных систем управления предприятий требует системного подхода.
Наибольшее значение имеют следующие понятия общей теории систем:
-Отдельный элемент системы и сама система, обладающие внутренней структурой, имеют вход и выход. Любую систему или её часть можно детализировать, не нарушая целостности всей системы.
- Декомпозиция, то есть расчленение системы на части с меньшим количеством элементов и взаимосвязей между ними, что способствует обеспечению условий
для анализа и синтеза подсистем; для проектирования, построения, внедрения, эксплуатации и совершенствования систем управления.
Таким образом, целью декомпозиции ИАСУ является:
определение полного состава элементов, позволяющих синтезировать систему; определение основных понятий, позволяющих установить состав и границы рассматриваемой системы на различных этапах её исследования и раз-
работки; обеспечение возможности планирования и управления разработкой с точностью до отдельных элементов. Обычно систему разделяют на подсистемы, которые поддаются какой-либо классификации.[1]
Принцип соответствия – то есть задачи предприятия должны соответствовать возможностям проектируемой системы. Элементы ИАСУ, взаимосвязанные в процессе функционирования, по своим параметрам должны соответствовать друг другу;
Принцип единообразия– то есть необходимо стандартизировать элементы системы, это позволит снизить затраты на проектирование реальных систем, повысить проработанность проектных решений. [1]
Принципы экономико-математического характера
К принципам экономико-математического характера относят:
-Определение объекта и органа управления как системы и построение её модели.
Общая модель системы управления должна отображать взаимосвязь всех аспектов и методов планирования и регулирования производственно-хозяйственной деятельности. На основе системного описания она может быть представлена в виде:
-общего описания закономерностей производственно-хозяйственной деятельности предприятия
-математических формул, отражающих характер закономерностей развития и функционирования производства
-блок-схем взаимосвязей факторов развития и функционирования производства;
-определение приоритета отдельных задач управления и очередности их разработки в рамках общей модели управления.
-воссоединение замкнутого контура управления в АСУ. Любая решаемая задача должна охватывать по возможности все циклы управления. [2]
Принципы системного характера
К принципам системного характера относятся:
-установление перечня и частоты подготовки информации, необходимой для анализа производственно-хозяйственных ситуаций и принятия решений.
Максимальное освобождение аппарата управления от
сведений, не используемых в процессе решения оперативных задач.
Это достигается путём автоматизации решений наиболее массовых производственно-хозяйственных задач, а так же в результате перехода к выдаче данных с помощью ИАСУ на основе системы запросов;
-организация централизованной нормативно-справочной базы.
Единая нормативно-справочная база данных, обслуживая различные функции управления, обеспечивает интеграцию и сопоставимость принимаемых решений, что позволяет резко повысить качество планирования, существенно упростить функции аппарата управления, освободив его от рутинных работ;
-организация потока данных между системой и объектом управления.
-одноразовая фиксация фактических данных в первичных документах.
Это означает, что в первичных документах должны отражаться только сведения, характеризующие фактическое состояние динамики производства. Должны быть исключены всякого рода нормативно—справочные сведения. [3]
Организационно-технические принципы
Правовое обеспечение необходимо для регламентации деятельности работников в процессе решения задач управления.
Важной функцией правового обеспечения является предупреждение всякого рода действий работников, которые могут нанести ущерб.
Организационная структура предприятия должна соответствовать модели системы управления и правовому обеспечению. Для реализации этого принципа необходимо:
а)уточнить или разработать новую схему организационной структуры предприятия:
б)определить функции и задачи отдельных подразделений и работников предприятия;
в)установить комплекс документации по каждому подразделению;
г)регламентировать схему взаимодействия всех подразделений;
д)уточнить график работы всех подразделений:
В процессе разработки ИАСУ должны осуществляться:
а)совместное формулирование задач управления специалистами исследовательских организаций и работниками аппарата управления;
б)обучение аппарата управления новым методам решения задач и ознакомление их с возможностями и особенностями новых средств;
в)непрерывное информирование работников аппарата управления о ходе, трудностях и результатах разработок методов решения новых задач;
г)совместное экспериментальное решение задач управления работниками исследовательских организаций и аппарата управления. [4]
Кибернетические принципы
Данные принципы используются при построении оптимальной структуры ИАСУ.
Принцип иерархии.
Этот принцип предполагает, по крайней деление на два уровня. Верхний уровень реализует стратегию поведения ИАСУ на перспективу. Нижний уровень реализует тактические ходы, определяя поведение системы на ближайший период.
В общей схеме автоматизированного управления предприятия различают три уровня.
Нижний уровень — автоматизация управления технологическим процессом. На этом уровне решаются задачи соблюдения технологических режимов, правил эксплуатации оборудования и технологической безопасности. Автоматизация обеспечивает стабилизацию параметров, оптимальную в данных условиях производительность оборудования. Здесь применяют локальные системы регулирования параметров, поисковую автоматику, элементы вычислительной техники, автоматическую сигнализацию, блокировку, регистрацию.
Средний уровень — автоматизация управления на
уровне производства. На данном уровне определяется экономически обоснованное распределение нагрузок между цехами и участками, оптимальный режим технологического процесса, вырабатываются и передаются команды управления системам автоматизации нижнего уровня. Для этого
используют системы централизованного сбора информации,
вычислительные машины для анализа деятельности производств и выработки заданий системам автоматизации верхнего УРОВНЯ.
Верхний уровень — автоматизация управления на
уровне предприятия. Здесь решатся технические и экономические задачи, планируется производство отдельных цехов и участков. выполняются учётные работы, осуществляется управление транспортом, складами, энергоресурсами, определяются показатели для оперативного управления, которые передаются в соответствующие системы автоматизации среднего уровня. На этом уровне применяют системы сбора информации о работе основных и вспомогательных производств, вычислительных машин для аналитики всего предприятия, планирования, учёта.
Принцип обратной связи
использование обратной связи обеспечивает синхронность между выдаваемыми заданиями и получаемой
информацией об их выполнении, что позволяет провести учёт возникающих в системе отклонений.[5]
Информационное обследование предприятий
Целью обследования систем управления является оценка состояния, технического уровня (уровня автоматизации) и качества функционирования систем управления, выявление недостатков и резервов путем осуществления стандартизированных процедур сбора и обработки данных по работе системы.
В качестве основы обследования и комплексной оценки систем
управления на предприятиях для составления комплексной
оценки уровня автоматизации и качества управления технологическими
процессами (наблюдаемости, управляемости, идентифицируемости)
приняты следующие принципы и методические допущения:
-технологическая установка в ходе осуществления процесса
является динамической технической системой, подверженной в ходе
осуществления производственного процесса действию различных
возмущений (включая аварийно-опасные факторы), влияющих на
выполнение плановой технологической задачи и эффективности
процесса.
-для надежного обеспечения технологической и экономической эффективности производства на требуемом плановом уровне, а также требуемой нормативами промышленной безопасности и надежности оборудования указанные возмущения необходимо компенсирован с помощью построения соответствующих систем управления и регулирования.
-для оценки уровня комплексной автоматизации автоматизированная система управления технологическими процессами любой технологической установки может быть структурирована на три подсистемы.
Подсистема технологического управления (то есть локальные автоматизированные системы управления технологическими процессами АСУ ТП) решает задачу контроля и непосредственного аналогового или цифрового регулирования параметров процесса в соответствии с конкретными плановыми заданиями по качеству продуктов и объёму производства
Информационно-измерительная подсистема (в неё входят датчики и приборы комплекса технических средств, учётные приборы и поточные анализаторы). Она решает задачу непосредственных прямых измерений параметров объекта управления, а основными критериями её качества являются информационная полнота системы и степень соответствия требованиям технологического регламента. Эта подсистема является технической и информационной базой для обеспечения основных функций подсистем технологического управления и промышленной безопасности.
-подсистема промышленной безопасности (это подсистемы блокировки и защит, противоаварийная система). Эта подсистема обеспечивает надлежащий уровень надежности производства и минимизации рисков деятельности. Критерием качества системы является функциональная полнота системы.
Основные этапы информационного обследования предприятия:
1)Изучение установки, сбор исходных данных и составление
формализованного описания технологии производства, в том числе в
форме структурной технологической схемы, схемы входных и выходных потоков, укрупненной функциональной схемы, перечня оборудования установки, детализированной функциональной схемы,
установки с выделением всех локальных систем управления.
2)Анализ взаимосвязей технологических операторов и технологических потоков установки, отображение технологической топологии(непрерывных) связей технологических операторов (составление операторной схемы).
3)Составление перечня существующих локальных автоматизированных систем регулирования технологического режима АСУ ТП,
составление паспорта АСУ ТП. Оценка качества процессов управления в локальных автоматизированных системах регулирования технологического режима АСУ ТП.
4)Оценка информационно-измерительной подсистемы установки (качества измерений, осуществляемых информационной подсистемой АСУТП и их достоверности).
5) Оценка подсистемы блокировок и противоаварийной
защиты.
6) Оценка уровня автоматизации отдельных функций управления и составление интегрированной оценки уровня автоматизации.
7) Оценка характеристик надежности.
Заключение
В наше время на предприятиях встала задача повышения эффективности производства и качества выпускаемой продукции, а также обеспечения нового качества управляемости за счет создания единого информационного пространства предприятия. Достичь этого можно, лишь обладая полной достоверной оперативной информацией. Важнейшим инструментом для достижения поставленной цели является комплексная интеграция отдельных подсистем всего предприятия.
На мой взгляд, одним из важных индикаторов реального и эффективного функционирования системы управления качеством является ее постепенное перерастание в общую (интегрированную) систему управления.