Ковалев И.В., Волкова Г.В. Автоматизированные системы конспект лекций
Подождите немного. Документ загружается.
В качестве нормы
TyTy
опт
может быть выбрана сумма компонент
вектора
y
, которая представляет собой выпуск продукции по всем видам изделий за
время
T
n
i
iiоптопт
tytyTyTy
1
.
Определив коэффициент упорядоченности как
rR /1
и используя уравнение
(56), можно найти экономическую эффективность проектируемой системы
управления с учетом неупорядоченности производства:
00
/ln
0max
1
SRS
eR
, (5.20)
где
max
– максимальное значение экономической эффективности от внедрения
системы управления;
0
R
– начальная упорядоченность производства на момент
введения в действие системы управления (определяется по экспериментальным
данным);
S
и
0
S
– стоимость сбора и обработки информации для проектируемой и
существующей системы управления).
Как следует из уравнения (5.20), учет неупорядоченности производства всегда
ведет к снижению оценок экономической эффективности АСУТП, определенной по
детерминированной методике расчета.
170
Заключение
К настоящему времени сложились два основных пути разработки АСУ
производственными и технологическими процессами: индивидуальное
проектирование и проектирование с использованием типовых элементов.
Первый подход представляет собой поэтапную разработку корпоративной
системы собственными силами (включая использование готовых или заказных
программных продуктов сторонних фирм и организаций, позволяющих
автоматизировать отдельные рабочие места или производственные процессы);
Второй подразумевает внедрение готовой информационной системы
корпоративного уровня.
В условиях массового применения корпоративных систем управления
предприятиями (КСУП) предпочтителен второй из указанных способов. В системах
с высокой степенью автоматизации организационно-технологических процессов,
включая программно-информационные технологии, происходит слияние процессов
производства и их проектирования. Это объединение целесообразно поддержать
интегрированием их технических средств, баз данных, персонала.
Организационные проблемы и условия такого интегрирования весьма
многообразны. Так, для улучшения условий технического обслуживания и
эффективного использования средств автоматизации проектирования и УВС
производства аппаратный состав вычислительной техники целесообразно
реализовать на совместимых средствах, интегрированных в единый комплекс.
Внедрение корпоративных информационных систем управления производством, как
основы для комплексной автоматизации деятельности предприятий, направлено на
поддержку принятия управленческих решений менеджерами высшего звена
корпорации. Предполагается, что предварительно должны быть решены задачи
автоматизации рабочих мест, связанных с выполнением текущих производственных
функций и оперативным управлением производственными процессами на уровне
нижнего и среднего звена менеджеров.
Преимущество первого подхода состоит в том, что в создаваемой
собственными силами системе в наибольшей степени можно учесть потребности и
специфику работы конкретного предприятия. Следует отметить, что не всегда это
качество является достоинством. Нет гарантий, что существующий бизнес-процесс
не является плохо организованным, а автоматизация этих процессов улучшит их
показатели эффективности.
Поэтому, разработке информационной системы должен предшествовать анализ,
а если необходимо, то и реинжиниринг производственной деятельности. Кроме того,
«эволюционный» характер постепенных улучшений с возможностью поэтапного
финансирования разработок во многих случаях выглядит более привлекательным по
сравнению с риском кардинальных преобразований и значительных затрат,
связанных с внедрением готовых систем. К сожалению, этот путь решения
проблемы автоматизации оказывается слишком растянутым во времени, а зачастую
превращается в «постоянный процесс разработки», когда разработчики не успевают
за изменениями, происходящими в организации.
171
В частности, методологии структурного анализа и проектирования
информационных систем определяют руководящие указания для оценки и выбора
проекта разрабатываемого модельного, алгоритмического и программного
обеспечения КСУП, шаги работ, которые должны быть выполнены, их
последовательность, правила распределения и назначения операций и методов.
Перечисленные структурные методологии жестко регламентируют фазы
анализа требований и проектирования спецификаций и отражают подход к
разработке программно-алгоритмического обеспечения КСУП с позиций рецептов
«кулинарной книги». Спецификации требований включают особенности ПО и его
прогнозируемые характеристики, проекты пользовательских интерфейсов (меню,
экраны и формы), критерии работоспособности ПО, программное и аппаратное
окружение. Полученный документ спецификаций требований в дальнейшем
преобразуется в проект архитектуры, детализирующий предполагаемую реализацию
корпоративной информационной системы.
Корпорации, располагающие необходимыми финансовыми средствами,
отдают предпочтение готовым программным системам. Однако, успех от внедрения
такой системы, в значительной степени зависит от готовности (и возможности)
корпорации работать по правилам, диктуемым приобретаемой информационной
системой. Готовая информационная система, как правило, имеет модульную
архитектуру, и процесс внедрения такой системы может быть выполнен по этапам -
начиная с модулей, автоматизирующих наиболее критичные участки работы. При
этом обеспечивается целостность системы, позволяющая воспользоваться на
соответствующих рабочих местах новыми функциями подключаемых модулей.
Способ построения распределенной программно-алгоритмической структуры
КСУП неоднозначен и требует тщательного анализа руководством предприятия,
которое должно выбрать наиболее подходящий путь реализации именно для своей
организации.
172
Библиографический список
1. Алиев, Р. А. Промышленные инвариантные системы автоматического
управления / Р. А. Алиев. – М.: Энергия, 1971. – 112 с.
2. Алиев, Р. А. Принцип инвариантности и его применение для
проектирования промышленных систем управления / Р. А. Алиев. – М.:
Энергоатомиздат, 1985. – 128 с.
3. Аралбаева, Г. Г. Прогнозирование анодного эффекта в алюминиевых
электролизерах по спектральным характеристикам на основе МГУА / Г. Г.
Аралбаева, А. П. Сарычев // Автоматика. – 1987. – №6. – С. 38-44.
4. Атрощенко, В. В. Коллектив моделей для идентификации сложных
технологических объектов управления / В. В. Атрощенко, П. А. Брусиловский, А. Н.
Фридман // Автоматика. – 1987. – №4. – С. 14-20.
5. Болтянский, В. Г. Математические методы оптимального управления / В. Г.
Болтянский. – М.: Наука, 1971. – 408 с.
6. Бойчук, Л. М. Определение оптимальных весов для цифрового
прогнозирующего фильтра / Л. М. Бойчук, Н. А. Ивахненко, В. Г. Путятин //
Автоматика. – 1984. – №16. – С. 459-462.
7. Вальков, В. М. Автоматизация управления производством изделий
электроники / В. М. Вальков. – М.: Радио и связь, 1982. – 222 с.
8. Вальков, В. М. Микроэлектронные управляющие вычислительные
комплексы: системное проектирование и конструирование / В. М. Вальков. – Л.:
Машиностроение, 1990. – 224 с.
9. Вальков, В. М. Автоматизированные системы управления
технологическими процессами / В. М. Вальков, В. Е. Вершин; 2-е изд., перераб. и
доп. – Л.: Машиностроение, 1977. – 240 с.
10. Вальков, В. М. Автоматизированные системы управления
технологическими процессами / В. М. Вальков, В. Е. Вершин; 3-е изд., перераб. и
доп. – Л.: Политехника, 1991. – 269 с.
11. Венецкий, И. Г. Основные математико-статистические понятия и формулы
в экономическом анализе: Справочник / И. Г. Венецкий, В. И. Венецкая; 2-е изд. –
М.: Статистика, 1979. – 448 с.
12. Венецкий, И. В. Основы математической статистики / И. В. Венецкий, С. Г.
Кильдишов. – М.: Госстатиздат, 1963. – 308 с.
13. Горбачев, В. С. Микропроцессорные системы управления
промышленными роботами / В. С. Горбачев // Микропроцессорные средства и
системы. – 1987. – №2. – С. 30-37.
14. Данилюк, В. В. Анализ инвариантных структур систем стабилизации
прокатки / В. В. Данилюк, Б. И. Кузнецов. // Теория инвариантности, теория
чувствительности и их применение: Тез. докл. VI Всесоюз. Совещания. – М.: Наука,
1982. – С. 198-199.
15. Ивахненко, А. Г. О выборе множества выходных переменных и
применении МГУА для пассивного и активного планирования эксперимента / А. Г.
Ивахненко // Автоматика. – 1988. – №1. – С. 92-94.
173
16. Ивахненко, А. Г. Самоорганизация прогнозирующих моделей / А. Г.
Ивахненко, И. А. Мюллер. – Киев: Технiка, 1985. – 221 с.
17. Ивахненко, А. Г. Моделирование сложных систем по экспериментальным
данным / А. Г. Ивахненко, Ю.П. Юрачковский. – М.: Радио и связь, 1987. – 187с.
18. Ильин, В. П. Аппаратура дистанционного контроля и управления станками
с УЧПУ / В. П. Ильин, М. М. Лягунов // Микропроцессорные средства и системы. –
1987. – №2. – С. 41-42.
19. Интегрированная АСУ кислородно-конвертерным цехом
Днепропетровского металлургического комбината / В. А. Карлик, В. Ф. Лебедкин,
В. И. Шапиро и др.// Приборы и системы управления. – 1988. – №2. – С. 1-3.
20. Колпакова, Н. П. К теории систем с несколькими регулируемыми
координатами / Н. П. Колпакова // Теория инвариантности в системах
автоматического управления Тр. II Всесоюз. совещания. – М.: Наука, 1964. – С. 144-
154.
21. Коуден, Д. Д. Статистические методы контроля каческтва: Пер. с англ. / Д.
Д. Коуден – М.: Физматгиз, 1961. – 623 с.
22. Кулик, В. Т. Алгоритмизация объектов управления: Справочник / В. Т.
Кулик. – Киев: Наук. думка , 1968. – 323 с.
23. Кухтенко, А. И. Основные этапы формирования инвариантности. – Ч. 1:
Основополагающие работы / А. И. Кухтенко //Автоматика. – 1984. – №2. – С. 3-13.
24. Кухтенко, А. И. Основные этапы формирования инвариантности – Ч. 2:
Расширение тематики исследований / А. И. Кухтенко. //Автоматика. – 1985. – №2. –
С. 3-14.
25. Кухтенко, А. И. Основные этапы формирования инвариантности. – Ч. 3:
Нелинейные инвариантные системы / А. И. Кухтенко. //Автоматика. – 1985. – №6. –
с. 3-14.
26. Кучер, В. Я. Определение оптимального уровня допустимой доли
дефектной продукции / В. Я. Кучер, Н. М. Лазарев // Приборы и системы
управления. – 1985. – №6. – С. 38-39.
27. Левин, А. А. Классификация автоматизированных систем управления
технологическими процессами и производствами / А. А. Левин, Ю. С. Вальденберг,
И. В. Барышников // Приборы и системы управления. – 1970. – №4. – С. 10-11.
28. Методы и средства фильтрации периодических помех в АСУТП, связанные
с формированием материальных потоков/ Р. Т. Франко, М. С. Фельзер, И. Д. Стецюк
и др.// Управляющие системы машины. – 1984. – №5. – С. 114-117 .
29. Митропольский, А. К. Техника статистических вычислений / А. К.
Митропольский; 2-е изд. – М.: Наука, 1971. – 576 с.
30. Налимов, В. В. Теория эксперимента / В.В Налимов. – М.: Наука, 1971. –
207 с.
31. Павлов, В. В. Инвариантность и автономность нелинейных систем
управления / В.В. Павлов. – Киев: Наук. думка, 1971. – 271 с.
32. Стешенко, В. С. Алгоритмы МГУА как основа автоматизации процесса
моделирования по экспериментальным данным / В. С. Стешенко// Автоматика. –
1988. – №4. – С. 44-55.
174
33. Степашко, В. С. Современное состояние метода группового учета
аргументов / В. С. Степашко, Ю. П. Юрачковский // Автоматика. – 1986. – №4. – С.
36-44.
34. Трапезников, В. А. Автоматическое управление и экономика// Автоматика
и телемеханика / В. А. Трапезников. – 1966. – №1. – С. 5-22.
35. Юрачковский, Ю. П. Методы самоорганизации модели в случае активного
эксперимента / Ю. П. Юрачковский// Автоматика. – 1988. – №1. – С. 94.
36. Липаев, В.В. Проектирование программных средств / В.В. Липаев. – М.:
Высш. шк., 1990 – 303 с.
37. Филипс, Д. Методы анализа сетей: Пер. с англ./ А. Гарсиа-Диас. – М.: Мир,
1984 – 496 с.
38. Головкин, Б.А. Расчет характеристик и планирование параллельных
вычислительных процессов / Б.А. Головкин. – М: Радио и связь, 1983 – 272 с.
39. Барский, А.Б. Параллельные процессы в вычислительных системах.
Планирование и организация / А.Б. Барский. – М.: Радио и связь, 1990 – 256 с.
40. Воеводин, В.В. Математические модели и методы в параллельных
процессах / В.В. Воеводин. – М.: Наука, 1986 – 328 с.
41. Gonzalez, J.M. Deterministic Processor Scheduling / J.M. Gonzalez // Computing
Surveys, Vol. 9, No. 3, 1977.
42. Ковалев, И.В. Параллельные процессы в информационно-управляющих
системах. Формирование и оптимизация/ И.В. Ковалев, Р.Ю. Царев, Ю.Г.
Шиповалов; под ред. д.т.н., проф. А.В. Медведева. – Красноярск: НИИ СУВПТ,
2001. – 143 с.
43. Лебедев, В.А. Параллельные процессы обработки информации в
управляющих системах / В.А. Лебедев, Н.Н. Трохов, Р.Ю. Царев. – Красноярск:
НИИ СУВПТ, 2001. – 143 с.
44. Антамошкин, А.Н. Регулярная оптимизация псевдобулевых функций / А.Н.
Антамошкин. – Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та, 1989 – 160 с.
45. Гаврилов, Е.С. Модели и методы анализа бизнес-функций в корпоративных
информационно-управляющих системах / Е.С. Гаврилов, Д.С. Зырянов // Вестник
университетского комплекса: Сб. научн. трудов/ под общ. ред. проф. Н.В.
Василенко; Красноярск: ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ. – 2004.- Вып.3 (17). – С. 201-
217.
46. Гаврилов, Е.С. Универсальная информационная система для отслеживания
жизненного цикла продукции / Е.С. Гаврилов, Н.А. Алексеев, А.А. Чикизов //
Вестник университетского комплекса: Сб. научн. трудов/ под общ. ред. проф. Н.В.
Василенко; Красноярск: ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ. – 2005.- Вып.6 (20). – С. 88-
90.
47. Гаврилов, Е.С. Универсальная информационная система мониторинга
жизненного цикла продукции / Н.А. Алексеев, Е.С. Гаврилов, М.Ю. Слободин //
Материалы 5-ой Всероссийской научно-практической конференции «Недра
Кузбасса. Инновации» – Кемерово: ИНТ, 2006. – С. 51-52.
48. Ковалёв, И.В. Формирование алгоритмов распределённой обработки и
управления с учётом периодичных задач АСУ / И.В. Ковалёв, Е.С. Гаврилов//
Актуальные проблемы экономики, права и информационных технологий. Сборник
175
научных статей. Красноярск: Красноярский филиал МЭСИ, 2005, Часть 1. – С. 102-
107.
49. Мартин, Д. Планирование развития автоматизированных систем / Д.
Мартин. – М.: Финансы и статистика, 1984. – 196 с.
50. Оззу, М.Т. Распределенные и параллельные системы баз данных / М.Т.
Оззу, П. Валдуриз//СУБД. – 1996. – №4. – С. 4-26.
51. Царёв, Р.Ю. Информатика и вычислительная техника. Модели
формирования и алгоритмы распределённой обработки информации и управления:
Учеб. пособие/ Р.Ю. Царёв, Т.И. Семенько, Е.С. Гаврилов. – Красноярск: ИПЦ
КГТУ, 2005. – 240 с.
176
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение..........................................................................................................................3
Раздел 1 Основные характеристики и принципы построения АСУ................5
Тема 1.1 Система технологический процесс — АСУТП. Классификация
АСУТП. Основные системные показатели.....................................................................5
Тема 1.2 Принципы построения АСУ. Основные принципы устранения
действия возмущений на объект управления. Системы логико-
программного управления. Системы оптимального управления. Системы
комплексного (организационно-технологического) управления...............................13
Раздел 2 Системный анализ технологических объектов управления...............22
Тема 2.1 Информационное обследование и описание
технологических объектов управления. Анализ технологических
операций и процессов. Информационное описание технологической
операции. Объемно-временные характеристики информационных
потоков...............................................................................................................................22
Тема 2.2 Анализ качества функционирования технологических
объектов управления. Анализ управляемости технологических объектов
управления. Совершенствование структуры технологических процессов с
целью повысить их управляемость и качество...........................................................28
Раздел 3 Математическое обеспечение проектирования АСУ ТП.................47
Тема 3.1 Алгоритмизация технологических процессов и математическое
обеспечение. Основные положения. Типы и математический аппарат
алгоритмов управления. План управления технологическим процессом.
Алгоритмы выработки прогноза поведения управляемого объекта и
алгоритмы, реализующие оптимальный регламент ведения процесса
управления.........................................................................................................................47
Тема 3.2 Методы построения математических моделей технологических
процессов. Методы, использующие физические закономерности
протекания ТП. Экспертная модификация с помощью эмпирических
оценок. Универсальные методы группового учета аргументов. Анализ
хода (состояния) ТП. Оптимизация технологических процессов.
Стохастические модели технологических и организационных
процессов. Методы корреляционного анализа. Методы регрессионного
анализа. Методы математического планирования эксперимента..........................49
Тема 3.3 Методы оценки и оптимизации состояния объекта
управления. Метод наименьших квадратов. Метод максимального
177
правдоподобия. Метод байесовых оценок и метод ранжирования.
Методы оптимизации состояния объекта управления. Методы
вариационного исчисления. Методы, основанные на принципе
максимума. Метод динамического программирования. Градиентные
методы. Использование GERT-моделирования...........................................................65
Тема 3.4 Процессы параллельной обработки информации...................................73
Тема 3.5 Детерминированные модели формирования параллельных
процессов...........................................................................................................................79
Тема 3.6 Алгоритм оптимизации сетевых моделей методом случайного
поиска с пересчетом с переменной величиной шага.................................................118
Тема 3.7 Алгоритмическая GERT-процедура определения нормативных
времен выполнения параллельных процессов в условиях
неопределенности...........................................................................................................124
Раздел 4 Основные этапы проектирования и внедрения АСУ.....................135
Тема 4.1 Основные этапы проектирования и внедрения......................................135
Тема 4.2 Процессы жизненного цикла АСУ..........................................................156
Раздел 5 Методы анализа и расчета экономической эффективности
применения АСУ...........................................................................................................159
Тема 5.1 Системный анализ эффективности автоматизации
технологических процессов. Основные источники экономической
эффективности АСУТП. Основные затраты на создание и эксплуатацию
систем управления...........................................................................................................159
Тема 5.2 Методика детерминированного расчета экономической
эффективности. Методика расчета экономической эффективности с
учетом неупорядоченности производства..................................................................165
Заключение.................................................................................................................171
Библиографический список...................................................................................173
178
Ковалев Игорь Владимирович, Волкова Галина Васильевна
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Учебное пособие для лекционных занятий
для студентов специальности 210200
«Автоматизация технологических процессов и производств»,
всех форм обучения
Ответственный редактор В.Ф. Тарченков
Редактор РИО Л.М. Буторина
Техн. редактор Т.П. Попова
Подписано в печать
Формат 60×84 1/16
Печать офсетная. Усл. печ. л.
Тираж 150 экз. Заказ №
Лицензия ИД №06543 от 16.01.02
Сдано в производство
Бумага типографская.
Уч.- изд. л.
Изд. №
Редакционно-издательский отдел СибГТУ
660049, Красноярск, пр. Мира, 82, тип. СибГТУ