XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Введение:

ИСУ. Интегрированные системы управления. Понятие интеграции

Интегрированная система управления (ИСУ) может рассматриваться как иерархически организованный комплекс организационных методов, технических, программных, алгоритмических и информационных средств, которые имеют модульную структуру и обеспечивают сквозное согласованное управление материальными и информационными потоками объекта управления.

Центральным понятием в интегрированных АСУ есть понятие «интеграция». Интеграцию можно определить как способ организации отдельных компонентов в одну систему, которая обеспечивает согласованное и целенаправленное их взаимодействие, обеспечивая большую эффективность функционирования всей системы.

Автоматизированные системы управления технологическими процессами

АСУТП относятся к классу сложных систем, которым присущи следующие черты: наличие у всех элементов общей цели; системный характер реализуемых алгоритмов обмена и обработки информации; большое число входящих в систему функциональных подсистем.

Современный этап развития АСУТП характеризуется применением индустриальных технологий создания и внедрения АСУТП на базе серийно выпускаемых промышленных контроллеров, совместимых с персональными компьютерами и мощных программно-технических комплексов (ПТК) поддержки программирования АСУТП – SCADA систем, а также развития и стандартизации сетевых технологий.

Построение АСУТП на основе концепции открытых систем позволяет аппаратно-программные средства различных производителей совмещать снизу доверху и обеспечивать проверку всей системы. При таком подходе значительно уменьшается общая стоимость системы в результате применения более дешевого оборудования (при аналогичных функциональных характеристиках), частичной и поэтапной замене имеющихся на предприятии аппаратно-программных средств или даже сохранении некоторого старого оборудования.

Важнейшими свойствами открытых систем являются: мобильность прикладных программ; мобильность персонала; четкие условия взаимодействия частей системы с использованием открытых спецификаций.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) предназначена для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления.

Автоматизированная система управления технологическим процессом - человеко-машинная система управления, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления технологическим объектом в соответствии с принятым критерием. Такое определение АСУТП подчеркивает наличие в ее составе современных автоматических средств сбора и обработки информации, в первую очередь средств вычислительной техники; роль человека в системе как субъекта труда, принимающего содержательное участие в выработке решений по управлению; реализацию в системе процесса обработки технологической и технико-экономической информации; цель функционирования АСУТП, заключающуюся в оптимизации работы технологического объекта управления по принятому критерию (критериям) управления путем соответствующего выбора управляющих воздействий.

Влияние АСУ ТП на производственный процесс:

сокращение производственных затрат;

значительное уменьшение трудовых затрат;

улучшение использования основных фондов;

сокращение потерь рабочего времени;

увеличение срока эксплуатации оборудования;

снижение себестоимости продукции;

совершенствование управления производством.

В зависимости от назначения и особенностей функционирования АСУ ТП позволяет:

дистанционно управлять технологическим процессом;

автоматически управлять исполнительными механизмами;

автоматизировать процессы коммерческого учета;

контролировать технологические параметры технологического процесса;

сигнализировать об аварийных и предаварийных ситуациях;

контролировать исправность технологического оборудования;

регулировать температурный режим и другие параметры;

планировать и экономично использовать энергоресурсы;

выполнять функции блокировки и защиты от нештатных ситуаций;

управлять последовательностью вкл./выкл. оборудования.[1]

Экономическая оценка эффективности внедрения системы АСУ ТП на металлургическом предприятии.

Введение нового оборудования следующим образом повлияла на производственные показатели:

увеличение объема производства в 1,04 раза, т.е. с 800 тонн до 832 тонн;

снижение себестоимости единицы продукции на 3271,3534руб.;

увеличение годового объема прибыли на 2242396,079 руб.

высокая эффективность проекта - срок окупаемости мероприятия - 0,243 года.

Мы также получим следующие результаты:

проект позволит привлечь новых работников на появившиеся рабочие места;

произойдет повышение заработной платы.

ПримерыАСУТП: citectSCADA, Master SCADA, Trace Mode, InTouch.[3]

Автоматизированные системы управления гибкими производственными системами.

Применение ГПС в промышленности позволяет разрешить противоречия между высокой производительностью и отсутствием мобильности оборудования для массового производства и высокой мобильностью и низкой производительностью универсальных станков единичного и серийного производства. Базой для решения этой задачи явились особые свойства гибких производственных систем:

способность к быстрой перестройке на выпуск новой продукции за счет гибкости и мобильности;

наличие высокого технического уровня оборудования, способного реализовать прогрессивные технологические процессы на основе высокой степени интеграции производства;

возможность способствовать решению проблем улучшения труда работающих, повышения их профессионально-квалификационного уровня;

создание предпосылок для постепенного стирания граней между умственным и физическим трудом;

освобождение рабочих от тяжелого физического труда.

Основными характеристиками ГПС являются:

способность работать автономно или некоторое ограниченное время без участия человека;

автоматическое выполнение всех основных и вспомогательных операций;

гибкость, удовлетворяющая требованиям мелкосерийного производства;

простота наладки, а также простота устранения отказов основного оборудования и систем управления;

совместимость с оборудованием традиционного и гибкого производства.

Особенность ГПС состоит в групповой гибко перенастраиваемой технологии обработки изделий, высокой степени автоматизации, обеспечивающей минимальное участие человека в выполнении прямых производственных функций, связанных с технологическим процессом обработки изделий.

Основным видом оборудования в ГПС являются обрабатывающие центры - одна из разновидностей станков с числовым программным управлением (ЧПУ), предназначенным для непосредственного управления технологическим оборудованием и обеспечения взаимосвязи с другими элементами гибкой производственной системы. В состав технологического объекта управления ГПС может входить следующее технологическое оборудование:

гибкий технологический модуль (ГТМ)

автоматизированный складской модуль

вспомогательный модуль (модуль комплектации инструментов, подготовки приспособлений, загрузки и выгрузки изделий и т. п.);

гибкий контрольно-измерительный модуль (при отсутствии операций контроля в ГТМ);

автоматизированный транспортный модуль.[3]

Использование ГПС позволяет повысить коэффициент использования технологического оборудования при многономенклатурном производстве до 85 – 90 %, сократить цикл изготовления продукции в 2 - 3 раза, сократить долю человеческого труда в производстве в 20 раз.[4]

Автоматизированные системы управления предприятием.

Объектом управления является совокупность процессов, свойственных данному предприятию, по преобразованию ресурсов (материалов, полуфабрикатов, инструмента, оснастки, оборудования, энергетических, трудовых, финансовых и других ресурсов) в готовую продукцию. Сложность управления в АСУП обусловлена следующими причинами:

большим числом разнородных элементов;

высокой степенью их взаимосвязи в процессе производства;

неопределенностью результатов выполнения многих процессов (брак, сбой, несвоевременные поставим, нерегулярность спроса и т. д_;);

объектами и субъектами управления являются люди, а управление их поведением не столь очевидно и прямолинейно;

предприятие постоянно изменяется, т. е. является нестационарным.[5]

Функции, выполняемые АСУП:

управление персоналом – учёт рабочего времени и расчёт заработной платы, составление стратегии кадрового развития и адаптации персонала;

управление финансами – бухгалтерский учёт и налоговая отчётность, управление счетами и дебиторской задолженностью, управление командировками, анализ финансовой деятельности предприятия и финансовых рисков;

управление логистикой – планирование сбыта и запасов, управление складами и перевозками;

управление производством – планирование производства, управление проектами и связь с логистической системой;

управление закупками – выбор поставщика через прозрачную систему электронных торгов и контроль закупок;

управление сбытом – управление каналами сбыта и ценообразованием.[6]

В зависимости от сферы применения АСУП может дополняться подсистемами управления маркетингом, исследованиями и проектированием, электронной коммерции, управления биллингом (комплекс процессов и решений на предприятиях связи).

В настоящее время самой популярной АСУП на российском рынке является система Галактика. Данная система отвечает стандартам MRP (планирование материальных ресурсов (Materials Resource Planning), основная концепция MRP в том, чтобы минимизировать издержки, связанные со складскими запасами ) и MRP II (Manufacturing Resource Planing - планирование производственных ресурсов- позволял планировать все производственные ресурсы предприятия (сырье, материалы, оборудование, персонал и т.д.)). Самым главным достоинством Галактики является то, что она разрабатывалась в России и отвечает всем требованиям предприятий стран СНГ. В 1986 году были написаны первые заказные модули (Сбыт, Склад) и под этот проект была создана фирма Новый Атлант в г. Москве. Основными задачами этой фирмы были поиск новых заказов и разработка прикладных программ. Данное разделение направлений деятельности сохраняется в корпорации до сих пор.[7]

Автоматизированные экономические информационные системы

АЭИС – совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, технологических и программных средств и специалистов, предназначена для обработки экономической информации и принятия управленческих решений.

Наиболее важными направлениями развития и использования информационных систем являются предпринимательство, менеджмент и банки.

Основными объектами экономической ИС являются Производство, Бухгалтерия, Маркетинговая служба и Администрация.[8]

Создание АИС способствует повышению эффективности производства экономического объекта и обеспечивает качество управления. Наибольшая эффективность АИС достигается при оптимизации планов работы предприятий, фирм и отраслей, быстрой выработке оперативных решений, четком маневрировании материальными и финансовыми ресурсами и т.д.( Поэтому процесс управления в условиях функционирования автоматизированных информационных систем основывается на экономико-организационных моделях, более или менее отражающих характерные структурно-динамические свойства объекта.)[9]

Системы автоматизированного проектирования

Основная цель разработки платформы – это повышение эффективности труда инженеров с помощью обеспечения взаимодействия с электронно-вычислительными машинами. Оно достигается следующими факторами: 

облегчается процесс конструирования для сотрудников всех отраслей;

уменьшаются сроки завершения проектов в целом;

сокращается начальная стоимость работы проектирования за счет устранения издержек и оплаты многочасового труда работников;

улучшается качество готового продукта и каждого отдельного этапа;

практически убирается статья расходов на тестирование изделий и устранение погрешностей.

Такой результат достигается за счет ряда достоинств автоматизации:

обширная и доступная информационная база, заложенная в структуре программы;

автоматический сбор и классификация всех сопутствующих документов;

возможность системы параллельного конструирования и, соответственно, предоставления объема работ на текущий момент моделирования;

заложенная в программе библиотека готовых решений;

режим проверки и испытаний готового продукта путем математического моделирования;

подбор и предложение максимально выгодных методов моделирования при минимизации расходов;

сбор и классификация информации для наиболее выгодного управления предприятием.

Лучший САПР должен отвечать ряду требований:

оптимальный расширенный функционал, не уступающий возможностям популярного продукта;

приятный и удобный внешний вид, понятный интерфейс, удачное расположение инструментария;

нетрудная система обретения лицензии и последующего продления;

возможность обновлений и добавления профильных надстроек с расширенным специализированным комплектом функций;

легкое импортирование из одной программы в другую, совместимость форматов редактирования;

-невысокая цена и система корпоративных скидок.

Примеры САПР-программ (системы автоматизированного проектирования в действии):

AutoCAD предлагает возможности для инженеров всех сфер, в ее комплектации есть как широкий спектр инструментов, так и специальные модули для узкой профилизации, чтобы не загромождать интерфейс.

NanoCAD - распространенный продукт российской компании NanoSoft.

ZWCAD – лучший аналог Автокада, разработанный Компанией ZWSOFT.

Компас - отечественный продукт компании АСКОН.[10]

Вывод.

Таким образом, ИСУП представляют собой набор интегрированных приложений, которые позволяют создать единую среду для автоматизации планирования, учета, контроля и анализа всех основных бизнес-операций в масштабе предприятия. Интегрированные управляющие системы благодаря своей высокой эффективности быстро окупаются, экономят средства, затрачиваемые на выполнение управляющих операций, и открывают возможности для более продуктивного ведения дел компании в целом.

Список литературы.

Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова. В.А. ВТЮРИН, кандидат технических наук, доцент. Учебное пособие для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств» (по отраслям). Санкт-Петербург 2016.

Экономическая оценка эффективности внедрения системы АСУ ТП на металлургическом предприятии. [Электронный ресурс] URL: https://otherreferats.allbest.ru/economy/00218370_0.html. (дата обращения - 26.09.2019)

Автоматизированная система управления производством (асуп). [Электронный ресурс] URL: https://studfile.net/preview/2975728/page:5/.(дата обращения - 26.09.2019)

Гибкие производственные системы - основное направление комплексной автоматизации машиностроительного производства. [Электронный ресурс] URL: https://knowledge.allbest.ru/manufacture/2c0a65625a2ac78a5d43b88421316d26_0.html. (дата обращения - 27.09.2019)

Автоматизированная система управления производством (АСУП)-Студопедия [Электронный ресурс] URL: https://studopedia.ru/11_73637_avtomatizirovannaya-sistema-upravleniya-proizvodstvom-asup.html. (дата обращения - 27.09.2019)

Автоматизированные системы управления. [Электронный ресурс] URL: http://thinkandrich.ru/avtomatizirovannie-sistemi-upravleniya-predpriyatiem. (дата обращения - 27.09.2019)

Автоматизированные системы управления предприятием – часть 4. [Электронный ресурс] URL: https://mirznanii.com/a/112812-4/avtomatizirovannye-sistemy-upravleniya-predpriyatiem-4. (дата обращения - 27.09.2019)

Информационные системы в экономике. [Электронный ресурс] URL: http://eos.ibi.spb.ru/umk/5_4/5/5_R1_T3.html. (дата обращения - 27.09.2019)

Автоматизированные информационные системы и их классификация- Студопедия. [Электронный ресурс] URL: https://studopedia.ru/18_50935_avtomatizirovannie-informatsionnie-sistemi-i-ih-klassifikatsiya.html. (дата обращения - 27.09.2019)

САПР: что такое системы автоматизированного проектирования, история создания, программное обеспечение для САПР, состав и сруктура, виды и области применения[Электронный ресурс] URL: https://www.zwsoft.ru/stati/sapr-chto-takoe-sistema-avtomatizirovannogo-proektirovaniya. (дата обращения - 27.09.2019)

Код для цитирования: Скопировать