Мехатроника, автоматизация, управление. Теоретический и прикладной научно-технический журнал 2008 №1

Подождите немного. Документ загружается.

Мехатроника, автоматизация, управление, № 1, 2008 41

Коростелев В. Ф. и др.



Алгоpитмическое и пpогpаммное обеспечение системы упpавления пpоцессом литья

щей инеpöионности систеìы упpавëения

зна÷ения теìпеpатуpы äоëжны поступатü в

обpаботку с наиìенüøиìи потеpяìи по вpе-

ìени. Дëя этоãо пpеäпоëаãается созäаватü

систеìу изìеpения с ìоäуëüной аpхитекту-

pой, в котоpой кажäый канаë быë бы неза-

висиì от äpуãих и ìоã пpовоäитü оöифpовку

теìпеpатуpы оäновpеìенно с äpуãиìи кана-

ëаìи. Такиì обpазоì, к ìоìенту с÷итыва-

ния инфоpìаöии все канаëы ãотовы пpеäо-

ставитü упpавëяþщей пpоãpаììе необхоäи-

ìые äëя pас÷ета äанные. Стpуктуpная схеìа

систеìы пpеäставëена на pис. 7.

Модуль хpанения инфоpмации

Моäуëü хpанения инфоpìаöии пpеäстав-

ëяет собой кëиентское пpеäëожение, вы-

поëненное по техноëоãии OPC (OLE for

Process Control), котоpое с поìощüþ ìоäуëя

конфиãуpаöии настpаивается на поëу÷ение

и сохpанение в хоäе пpоизвоäственноãо

пpоöесса выбpанных техноëоãи÷еских паpа-

ìетpов в базе äанных с посëеäуþщиì пpеä-

ставëениеì ее в виäе ãpафиков зависиìо-

стей паpаìетpов от вpеìени.

Основной функöией äанноãо ìоäуëя яв-

ëяется созäание базы äанных и ее настpойка

на сохpанение опpеäеëенноãо ÷исëа техноëо-

ãи÷еских паpаìетpов.

Фоpìат хpанения инфоpìаöии ìожет

пpеäставëятü собой пpи упpощенной схеìе

посëеäоватеëüные записи табëиöы базы

äанных, ãäе основныì паpаìетpоì кажäой

стpоки явëяется поëе с указаниеì äаты/вpе-

ìени ее поëу÷ения. Остаëüные поëя ìоãут

хpанитü основные паpаìетpы в откpытоì

иëи закоäиpованноì виäе. Оäной из воз-

ìожностей хpанения инфоpìаöии ìожет

выступатü сохpанение паpаìетpов в виäе

"äаìпа" паìяти, состояния контpоëëеpа

упpавëения. Такой ваpиант ìожет бытü по-

ëезен пpи быстpопpотекаþщих техноëоãи-

÷еских пpоöессах, коãäа скоpостü записи аp-

хивной инфоpìаöии äостато÷но веëика.

Интеpфейс взаимодействия

между модулями системы

Испоëüзуя ìоäуëüнуþ стpуктуpу пpиëожения с

обеспе÷ениеì связи ìежäу ìоäуëяìи посpеäствоì

станäаpтных интеpфейсов, таких как OLE/COM,

DDE, OPC, ìожно äости÷ü интеãpаöии pазpабаты-

ваеìоãо пpоãpаììноãо пpоäукта иëи отäеëüных еãо

÷астей в пpоäукты стоpонних пpоизвоäитеëей.

COM, DDE, OPC явëяþтся станäаpтныìи интеp-

фейсаìи общения pазëи÷ных пpиëожений äpуã с

äpуãоì. Кажäый ìоäуëü pеаëизует в себе äве функ-

öии — кëиента и сеpвеpа, пpеäоставëяя, такиì об-

pазоì, остаëüныì свои возìожности по обpаботке

äанных и заиìствуя у äpуãих их спеöифи÷еские

функöии.

OPC (OLE for Process Control) — это станäаpт

взаиìоäействия ìежäу пpоãpаììныìи коìпонен-

таìи систеìы сбоpа äанных и упpавëения

(SCADA), основанный на объектной ìоäеëи

COM/DCOM фиpìы Microsoft. Чеpез интеpфейсы

OPC оäни пpиëожения ìоãут ÷итатü иëи записы-

ватü äанные в äpуãие пpиëожения, обìениватüся

событияìи, оповещатü äpуã äpуãа о неøтатных си-

туаöиях (тpевоãах), осуществëятü äоступ к äанныì,

Pис. 8. Блок-схема алгоpитма пpоцесса подготовки упpавляющей пpо-

гpаммы для нового изделия с использованием SCADA-системы

42 Мехатроника, автоматизация, управление, № 1, 2008

СИСТЕМЫ УПPАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПPОЦЕССАМИ

заpеãистpиpованныì в аpхивах (так называеìыì

"истоpи÷ескиì" äанныì). Эти пpиëожения ìоãут

как pаспоëаãатüся на оäноì коìпüþтеpе, так и

бытü pаспpеäеëенныìи по сети, пpи этоì незави-

сиìо от фиpìы-поставщика станäаpт OLE for

Process Control, пpизнанный и поääеpживаеìый

всеìи веäущиìи фиpìаìи пpоизвоäитеëяìи

SCADA-систеì и обоpуäования, обеспе÷ит их со-

вìестное функöиониpование.

Алгоpитм пpоцесса pазpаботки системы

для нового изделия

Известно, ÷то освоение новых техноëоãи÷еских

пpоöессов, pавно как и отëаäка систеì автоìати-

÷ескоãо упpавëения, тpебуþт зна÷итеëüных затpат

вpеìени, ìатеpиаëüных и энеpãети÷еских pесуp-

сов. Испоëüзование SCADA-систеì зна÷итеëüно

pасøиpяет возìожности иссëеäования сëожных

пpоöессов, ãенеpаöии знаний и аpхивиpования

найäенных техни÷еских, техноëоãи÷еских и упpав-

ëен÷еских pеøений. Оäин из возìожных ваpиан-

тов pеаëизаöии указанноãо поäхоäа пpи постанов-

ке на пpоизвоäство новых изäеëий в виäе бëок-схе-

ìы аëãоpитìа пpоöесса поäãотовки упpавëяþщей

пpоãpаììы пpеäставëен на pис. 8.

Заключение

Анаëизиpуя существуþщие систеìы, необхоäи-

ìо оpиентиpоватüся на те, котоpые созäаþтся по

пpинöипу pазäеëения выпоëняеìых заäа÷ по от-

äеëüныì независиìыì äpуã от äpуãа ìоäуëяì и

взаиìоäействуþт ìежäу собой по общепpинятыì

интеpфейсаì и пpотокоëаì. Такая стpуктуpа по-

звоëит ìоäеpнизиpоватü составные ÷асти систеìы

независиìо от äpуãих, не затpаãивая функöионаëü-

ностü систеìы в öеëоì. Также это позвоëит наpа-

щиватü ноìенкëатуpу пpоизвоäиìых изäеëий с

ìиниìаëüныìи äоpаботкаìи. Пеpвыì øаãоì в

созäании поäобной SCADA-систеìы äоëжен статü

интеpфейс взаиìоäействия ìежäу ìоäуëяìи сис-

теìы. Это позвоëит в äаëüнейøеì pаспpеäеëитü за-

äа÷и пpоãpаììиpования в соответствии с обще-

пpинятой конöепöией, äавая возìожностü pазpа-

батыватü кажäый отäеëüный ìоäуëü, не отвëекаясü

на функöиониpование всей систеìы в öеëоì.

Неìаëоважной заäа÷ей зäесü äоëжна статü оpи-

ентаöия на попуëяpные пpоãpаììные пpоäукты

стоpонних пpоизвоäитеëей. Написание с нуëя

сëожной систеìы ìожет потpебоватü ìноãо вpеìе-

ни, а собëþäение общепpинятых станäаpтов инте-

ãpаöии с äpуãиìи систеìаìи позвоëит испоëüзо-

ватü наpаботки äpуãих фиpì äëя заìены неäостаþ-

щих коìпонентов на на÷аëüной стаäии pазpаботки

систеìы. Pазpаботанная систеìа испоëüзуется в

у÷ебноì пpоöессе и в нау÷ных иссëеäованиях на

кафеäpе "Автоìатизаöия техноëоãи÷еских пpоöес-

сов" ВëГУ. В ÷астности, пpи отpаботке техноëоãии

поëу÷ения изäеëий из спëавов систеìы Al—Cu

äостиãнуто изìеëü÷ение стpуктуpы на уpовне суб-

зеpен, на 30...40 % снижен pасхоä исхоäных ìате-

pиаëов, äостиãнута ãеpìети÷ностü изäеëий пнев-

ìоаpìатуpы поä äавëениеì боëее 60 МПа.

Список литеpатуpы

1. Коpостелев В. Ф., Щелоков М. Е., Игошин А. В., Гpи-

шин Н. Н. Пpоãpаììно-коppектиpуеìое упpавëение наëоже-

ниеì äавëения пpи ëитüе автоìобиëüных äисков // Мехатpони-

ка, автоìатизаöия, упpавëение. 2003. № 10. С. 8—14.

2. Баландин Г. Ф. Основы теоpии фоpìиpования отëивки:

В 2 ÷. Ч. 1. М.: Маøиностpоение, 1986. 328 с.

УДК 004.7

С. П. Саханский, канд. техн. наук, доц.,

Сибиpский госудаpственный

аэpокосмический унивеpситет

имени акад. М. Ф. Pешетнева, Кpаснояpск

Упpавление темпеpатуpой

нагpевателя на установке

выpащивания монокpисталлов

геpмания

Введение

Пpи контактноì ìетоäе изìеpения и упpавëе-

ния выpащиваниеì ìонокpистаëëов по способу

Чохpаëüскоãо во вpащаþщеìся вокpуã своей оси с

÷астотой вpащения ω

тиãëе с внутpенниì äиаìет-

pоì D нахоäится жиäкий pаспëавëенный ìетаëë

(pис. 1). Кpистаëë äиаìетpоì d вытяãивается из

pаспëава со скоpостüþ V

и ÷астотой вpащения ω

Выpащиваеìый ìонокpистаëë поìещен в закpы-

туþ тепëовуþ оснастку äëя обеспе÷ения необхоäи-

ìых теìпеpатуpных усëовий pоста.

Пpоöесс пpовоäится в каìеpе с инеpтныì ãазоì

иëи в вакууìе. Теìпеpатуpа pаспëава фоpìиpуется за

с÷ет упpавëения ìощностüþ наãpеватеëя с испоëüзо-

ваниеì показаний äат÷ика теìпеpатуpы T

боковой

повеpхности наãpеватеëя. На повеpхности pаспëава

Пpедложена математическая модель фоpмиpования

задания темпеpатуpы на установке выpащивания моно-

кpисталлов геpмания по способу Чохpальского, котоpая по-

зволяет автоматизиpовать пpоцесс его ввода в микpопpо-

цессоpную систему упpавления установкой.

Мехатроника, автоматизация, управление, № 1, 2008 43

Саханский С. П.



Упpавление темпеpатуpой нагpевателя на установке выpащивания монокpисталлов геpмания

пëавает эëектpопpовоäный ãpафитовый экpан, кото-

pый заìыкает и pазìыкает контактный äат÷ик уpов-

ня, поäаþщий в систеìу упpавëения сиãнаë об изìе-

нении уpовня pаспëава в пpоöессе выpащивания

кpистаëëа, на основе котоpоãо фоpìиpуется упpавëе-

ние скоpостüþ поäъеìа тиãëя ввеpх V

В основу контактноãо ìетоäа изìеpения и

упpавëения выpащиваниеì ìонокpистаëëов [2—6]

по способу Чохpаëüскоãо вхоäит упpавëение теку-

щей пëощаäüþ (иëи äиаìетpоì пpи кpуãëой фоp-

ìе) pастущеãо кpистаëëа на основе вы÷исëения

сиãнаëа упpавëения Δy как функöии откëонения

текущей пëощаäи кpистаëëа от заäанной, на базе

вы÷исëенных пеpеìещений кpистаëëа X

з.ö

и тиãëя

т.ö

за пеpиоä оöенки сиãнаëа упpавëения T

Микpопpоöессоpные систеìы упpавëения вы-

pащиваниеì кpистаëëов ãеpìания, pазpаботанные

на базе патента [2], внеäpены в 1998 ã. на сеìи ус-

тановках на ФГУП "Геpìаний" (ã. Кpаснояpск),

общий виä котоpых с выpащенныì ìонокpистаë-

ëоì ãеpìания показан на pис. 2 и 3.

Выpажения, на котоpых основывается pабота уста-

новок по выpащиваниþ ãеpìания, пpивеäены ниже.

Скоpостü убывания pаспëава в тиãëе

, а также

скоpости поäъеìа тиãëя ввеpх

т.ì

посëе pазìыкания

контактноãо äат÷ика и заìеäëенная скоpостü поäъеìа

тиãëя посëе заìыкания контактноãо äат÷ика

т.ì

опpеäеëяþтся по сëеäуþщиì выpаженияì, в котоpых

ввеäены коэффиöиенты увеëи÷ения скоpости (

=4)

и уìенüøения скоpости поäъеìа тиãëя (

=4):

= V

;(1)

т.ì

= V

;(2)

max

= d

;(3)

= V

;(4)

min

= d

max

,(5)

ãäе V

— скоpостü убывания pаспëава в тиãëе; V

—

скоpостü вытяãивания кpистаëëа; d — текущий äиа-

ìетp кpистаëëа; D — внутpенний äиаìетp тиãëя;

— уäеëüная пëотностü твеpäоãо ìатеpиаëа; ρ

—

уäеëüная пëотностü жиäкоãо ìатеpиаëа; d

— за-

äанный äиаìетp выpащиваеìоãо кpистаëëа; d

max

—

ìаксиìаëüный äопустиìый äиаìетp выpащивае-

ìоãо кpистаëëа, с собëþäениеì котоpоãо выпоëня-

ется усëовие, пpи котоpоì äат÷ик и экpан соìк-

нутся посëе pазìыкания; d

min

— ìиниìаëüное äо-

пустиìое зна÷ение äиаìетpа кpистаëëа, пpи

котоpоì собëþäается усëовие отставания экpана от

äат÷ика посëе заìкнутоãо состояния.

Данное упpавëение обеспе÷ивает пеpиоäи÷е-

ское заìыкание и pазìыкание контактноãо äат÷и-

ка в пpоöессе pаботы в заäанноì äиапазоне изìе-

нения уpовня pаспëава (поpяäка 2 ìкì).

Дëя контактноãо ìетоäа сиãнаë упpавëения Δy,

пеpеìещение затpавки X

з.ö

и тиãëя X

т.ö

за вpеìя

оöенки T

ìоãут бытü пpеäставëены в виäе

Pис. 1. Схема контактного метода:

1 — каìеpа; 2 — затpавка; 3 — кpистаëë; 4 — контактный

äат÷ик уpовня; 5 — äат÷ик теìпеpатуpы; 6 — тиãеëü; 7 — эëек-

тpопpовоäный экpан; 8 — pаспëав ìетаëëа; 9 — наãpеватеëü;

10 — тепëовая оснастка

-----

---

max

---------

-----

max

---------

11/C–

------------------

Pис. 2. Общий вид микpопpоцессоpной установки вытягивания

геpмания на основе контактного метода измеpения диаметpа

т.ì

--------

min

---------

-----

min

---------

-------

44 Мехатроника, автоматизация, управление, № 1, 2008

СИСТЕМЫ УПPАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПPОЦЕССАМИ

Δy = X

ит.ö

– ; (6)

= B ;(7)

Δy = – 1 ; (8)

з.ö

= X

из.ö

;(9)

т.ö

= X

ит.ö

,(10)

ãäе A — коэффиöиент ìасøтабиpования; B — ко-

эффиöиент уìножения уставки; K

— уставка за-

äанноãо äиаìетpа; X

из.ö

— пеpеìещение затpавки с

äискpетностüþ отс÷ета Δ

; X

ит.ö

— пеpеìещение

тиãëя с äискpетностüþ отс÷ета Δ

; Δ

— äискpет-

ностü отс÷ета пеpеìещения затpавки; Δ

— äис-

кpетностü отс÷ета пеpеìещения тиãëя.

Упpавëение теìпеpатуpой боковой повеpхности

наãpеватеëя T

(x) и скоpостüþ вытяãивания кpи-

стаëëа V

(x) осуществëяется на основе выpажений

(x)=V

з.п

(x) + ZK

Δy; (11)

(x)=T

з.п

(x) + ZK

Δy + ZA

dx;(12)

з.п

(x)=V

з0

(x) + V

з.ã

(x); (13)

з.п

(x)=T

з0

(x) + T

з.ã

(x), (14)

ãäе K

, K

— коэффиöиенты пpопоpöионаëüноãо

уpеãуëиpования; A

— интеãpаëüный коэффиöи-

ент pеãуëиpования по теìпеpатуpе; V

з.п

(x), T

з.п

(x) —

пpоãpаììное заäание закона изìенения скоpости и

теìпеpатуpы; V

з0

, T

з0

— на÷аëüные зна÷ения ско-

pости и теìпеpатуpы; V

з.ã

(x), T

з.ã

(x) — пеpеìенные

составëяþщие пpоãpаììных заäаний скоpости и

теìпеpатуpы; Z — пpизнак упpавëения по äиаìетpу

на öиëинäpи÷еской ÷асти кpистаëëа; x — кооpäи-

ната по оси кpистаëëа.

Пpоãpаììные заäания изìенения техноëоãи÷е-

ских паpаìетpов пpоöесса выpащивания кpистаëëа

по скоpости V

з.п

(x) и теìпеpатуpе T

з.п

(x) в ìикpо-

пpоöессоpных систеìах выpащивания ãеpìания

заäаþтся техноëоãоì за с÷ет ввоäа в пpоãpаììу

упpавëения 24-каäpовой систеìы, ãäе в кажäоì

каäpе заäается со знакоì скоpостü изìенения па-

pаìетpов. Посëе выpащивания пеpвых обpазöов

заäанной ìаpки кpистаëëов ввеäенные выøе пpо-

ãpаììные заäания паpаìетpов коppектиpуþтся на

основе анаëиза их записи на ЭВМ. Саìыì тpуäо-

еìкиì явëяется пpоöесс коppектиpовки пpоãpаìì-

ноãо закона изìенения теìпеpатуpы боковой по-

веpхности наãpеватеëя T

з.п

(x), от ка÷ества котоpоãо

зна÷итеëüно зависит поëу÷ение заäанной фоpìы

кpистаëëа. Пpи пpоизвоäстве кpистаëëов ãеpìания

уäовëетвоpитеëüныì поëу÷ается пpоöесс коppек-

тиpовки пpоãpаììноãо закона изìенения теìпеpа-

туpы T

з.п

(x) посëе выpащивания от ÷етыpех äо пя-

ти кpистаëëов заäанной ìаpки.

Ниже пpивоäятся ìатеìати÷еские выpажения

äëя фоpìиpования пpоãpаììноãо заäания теìпе-

pатуpы наãpеватеëя T

з.п

(x), котоpые позвоëяþт ав-

тоìатизиpоватü äанный пpоöесс.

Высота стоëбика ìениска pаспëава выpащивае-

ìоãо кpистаëëа h ìожет бытü pасс÷итана, есëи

пpиpавнятü сиëу тяжести стоëбика pаспëава, уäеp-

живаеìоãо на пëощаäи фpонта кpистаëëизаöии си-

ëаìи повеpхностноãо натяжения, к сиëаì, äейст-

вуþщиì по окpужности [1]:

hρ

πr

g =2πrσ.(15)

Отсþäа поëу÷аеì äиаìетp кpистаëëа

d =4 , (16)

ãäе g — ускоpение свобоäноãо паäения; r — pаäиус

стоëба pаспëава; σ — повеpхностное натяжение

pаспëава.

Из уpавнения тепëовоãо баëанса на фpонте кpи-

стаëëизаöии [7] выpажение высоты стоëбика pас-

пëава h, в своþ о÷еpеäü, буäет иìетü виä

h = λ

,(17)

ãäе V

— скоpостü вытяãивания кpистаëëа; T

—

теìпеpатуpа кpистаëëизаöии ìатеpиаëа; T — теì-

пеpатуpа pаспëава в зоне фpонта кpистаëëизаöии;

L — ëинейный осевой ãpаäиент в твеpäоì кpистаë-

ëе; E — уäеëüная тепëота пëавëения ìатеpиаëа;

— коэффиöиент тепëопpовоäности pаспëава;

тв

— это коэффиöиент тепëопpовоäности кpистаëëа.

Пpи объеäинении выpажений (15)—(17) зависи-

ìостü äиаìетpа кpистаëëа d от скоpости еãо вытя-

ãивания V

и теìпеpатуpы pаспëава T пpиìет виä

d = C

,(18)

------

из.ö

----------

----

из.ö

----------

⎝

⎛

----

⎠

⎞

Pис. 3. Слиток геpмания диаметpом 104 мм

Δy

∫

----------

–()

тв

L ρ

E–()

-------------------------------

–[]

---------------------

Мехатроника, автоматизация, управление, № 1, 2008 45

Саханский С. П.



Упpавление темпеpатуpой нагpевателя на установке выpащивания монокpисталлов геpмания

ãäе C

= ρ

, C

=4 .

Дëя тоãо ÷тобы в выpажении (18) пеpейти к

пpоãpаììиpуеìой теìпеpатуpе T

з.п

(x), пpиìеì за

основу (в установивøеìся pежиìе) ëинейнуþ ìо-

äеëü связи теìпеpатуpы pаспëава T с теìпеpату-

pой боковой повеpхности наãpеватеëя T

з.п

(x). От-

ìетиì [8—10], ÷то pеãуëиpование теìпеpатуpы

pаспëава ãеpìания на основе äат÷ика с сапфиpо-

выì светопpовоäоì, котоpый пpоеöиpует ÷астü

изëу÷ения с боковой повеpхности наãpеватеëя на

pаäиаöионный пиpоìетp, выпоëняется не äëя аб-

соëþтной, а äëя относитеëüной теìпеpатуpы, в

ка÷естве котоpой испоëüзуется ЭДС pаäиаöион-

ноãо пиpоìетpа.

Теìпеpатуpа боковой повеpхности наãpеватеëя

з.к

и коэффиöиент K

опpеäеëяþтся в пpоöессе

постепенноãо снижения теìпеpатуpы наãpеватеëя

в установке с заäанныì объеìоì pаспëава, в ìо-

ìент появëения пеpвых пpизнаков кpистаëëиза-

öии pаспëава на повеpхности тиãëя с пëаваþщиì

ãpафитовыì экpаноì, пpи визуаëüноì контpоëе

пpоöесса затвеpäевания pаспëава:

з.п

(x)=T(x)K

;(19)

з.к

(x)=T

,(20)

=, (21)

ãäе K

— ëинейный коэффиöиент пpеобpазования

pеãуëятоpа теìпеpатуpы; T

з.п

(x) — пpоãpаììное за-

äание закона изìенения теìпеpатуpы наãpеватеëя;

з.к

— теìпеpатуpа боковой

повеpхности наãpеватеëя, со-

ответствуþщая теìпеpатуpе

кpистаëëизаöии ãеpìания.

Осевой ãpаäиент в кpистаë-

ëе L ìожно косвенно опpеäе-

ëитü путеì непpеpывноãо изìе-

pения теìпеpатуpы наä повеpх-

ностüþ pаспëава pяäоì теpìо-

паp, pаспоëоженных вбëизи

выpащиваеìоãо кpистаëëа, в

пpоöессе выpащивания кpи-

стаëëа в закpытой тепëовой ос-

настке.

Объеäиняя выpажения

(18)—(21), поëу÷иì выpажение

äëя упpавëения наãpеватеëеì в

контактноì ìетоäе:

з.п

(x)=T

+ C

.(22)

Пpоöесс упpавëения основныìи паpаìетpаìи вы-

pащивания кpистаëëов ãеpìания пpивеäен на pис. 4.

Испоëüзуя ëинейнуþ аппpоксиìаöиþ паpаìет-

pов на узëовых у÷астках выpащивания кpистаëëа

(пpяìоì конусе, öиëинäpи÷еской ÷асти и обpатноì

конусе), ìожно поëу÷итü выpажения äëя вы÷исëе-

ния äанных паpаìетpов ìикpопpоöессоpной систе-

ìой упpавëения на всех у÷астках выpащивания.

Выpажения äëя выpащивания заäанноãо äиа-

ìетpа d

(x) теìпеpатуpы T

з.п

(x) и скоpости вытя-

ãивания V

з.п

(x) на конусной ÷асти кpистаëëа пpи-

ìут виä

(x)=d

+ ;

з.п

(x)=T

+ C

;

з.п

(x)=V

– ,

ãäе V

— на÷аëüная скоpостü вытяãивания кpистаë-

ëа; V

— скоpостü вытяãивания кpистаëëа пpи за-

веpøении фоpìиpования пpяìоãо конуса; x — ко-

оpäината пеpеìещения кpистаëëа; x

— кооpäината

завеpøения фоpìиpования пpяìоãо конуса кpи-

стаëëа; L

— осевой ãpаäиент в кpистаëëе на ко-

нусной ÷асти; d

— äиаìетp вытяãиваеìой øейки

кpистаëëа; d

— äиаìетp öиëинäpи÷еской ÷асти

кpистаëëа.

Выpажения по изìенениþ заäания выpащива-

ния äиаìетpа d

(x) кpистаëëа, теìпеpатуpы T

з.п

(x)

тв

------

σλ

тв

-------------

з.к

-------

з.п

x()–[]

x()

-------------------------------

–[]

------------------

з.п

x()–[]

–[]

------------------

---------------------------------

–[]

--------------------

Pис. 4. Пpогpаммное изменение паpаметpов пpоцесса выpащивания монокpисталлов:

d — äиаìетp выpащиваеìоãо ìонокpистаëëа; T

— теìпеpатуpа; V

— скоpостü вытяãи-

вания; L — осевой ãpаäиент; x — пеpеìещение кpистаëëа; x

— кооpäината завеpøения

фоpìиpования пpяìоãо конуса кpистаëëа; x

— кооpäината завеpøения фоpìиpования

öиëинäpи÷еской ÷асти кpистаëëа; x

— кооpäината завеpøения фоpìиpования обpатно-

ãо конуса кpистаëëа

46 Мехатроника, автоматизация, управление, № 1, 2008

СИСТЕМЫ УПPАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПPОЦЕССАМИ

и скоpости вытяãивания V

з.п

(x) на öиëинäpи÷е-

ской ÷асти кpистаëëа пpиìут виä

(x)=d

;

з.п

(x)=T

+ C

;

з.п

(x)=V

– ,

ãäе V

— скоpостü вытяãивания кpистаëëа пpи за-

веpøении фоpìиpования öиëинäpа; x

— кооpäи-

ната завеpøения фоpìиpования öиëинäpи÷еской

÷асти кpистаëëа; L

— осевой ãpаäиент в кpистаëëе

в конöе öиëинäpи÷еской ÷асти.

Выpажения по изìенениþ заäания выpащива-

ния äиаìетpа d

(x) кpистаëëа, теìпеpатуpы T

з.п

(x)

и скоpости вытяãивания V

з.п

(x) на обpатноì конусе

пpиìут виä

(x)=d

– ;

з.п

(x)=T

+ C

;

з.п

(x)=V

+ ,

ãäе V

— скоpостü вытяãивания кpистаëëа пpи за-

веpøении фоpìиpования обpатноãо конуса; x

—

кооpäината завеpøения фоpìиpования обpатноãо

конуса кpистаëëа.

Основные физи÷еские и пpоизвоäные паpаìет-

pы äëя поëупpовоäниковоãо ìатеpиаëа ãеpìания

пpивеäены в табëиöе.

Пpи автоìати÷ескоì ввоäе pас÷етноãо заäания

теìпеpатуpы в ìикpопpоöессоpнуþ систеìу упpав-

ëения техноëоãу остается функöия коppектиpовки

тpех коэффиöиентов пpоöесса K

, L

и L

по pе-

зуëüтатаì вытяãивания, ÷то искëþ÷ает пpоöесс тpу-

äоеìкой отpаботки и ввоäа заäания теìпеpатуpы.

Моäеëиpование пpоãpаììы заäания теìпеpату-

pы позвоëиëо без пpоöесса пpеäваpитеëüноãо вы-

тяãивания ìонокpистаëëа в pу÷ноì pежиìе ввести

пpоãpаììу в систеìу упpавëения установкой, ÷то

зна÷итеëüно сокpатиëо öикë изãотовëения ãотовой

пpоäукöии ìонокpистаëëов ãеpìания.

***

Pазpаботана ìатеìати÷еская ìоäеëü фоpìиpо-

вания заäания теìпеpатуpы на установке выpащи-

вания ìонокpистаëëов ãеpìания по способу Чох-

pаëüскоãо пpи контактноì ìетоäе изìеpения и

упpавëения текущей пëощаäüþ кpистаëëа, котоpая

позвоëяет автоìатизиpоватü пpоöесс ввоäа пpо-

ãpаììноãо заäания теìпеpатуpы в ìикpопpоöес-

соpнуþ систеìу упpавëения установкой.

Список литеpатуpы

1. Нашельский А. Я. Пpоизвоäство поëупpовоäниковых ìа-

теpиаëов. М.: Метаëëуpãия, 1987.

2. Патент 2128250 PФ, МПК СЗО В15/2О, 15/22, 15/26. Спо-

соб упpавëения пpоöессоì выpащивания ìонокpистаëëов ãеpìа-

ния из pаспëава и устpойство äëя еãо осуществëения // С. П. Са-

ханский, О. И. Поäкопаев, В. Ф. Петpик, 1999, № 97101248/25.

3. Патент 2184803, PФ, МПК СЗО В15/20, 15/22, 15/12

29/08. Способ упpавëения пpоöессоì выpащивания ìонокpи-

стаëëов ãеpìания из pаспëава и устpойство äëя еãо осуществ-

ëения // С. П. Саханский, О. И. Поäкопаев, В. Ф. Петpик,

В. Д. Лаптенок, 2002, № 99123739/12.

4. Саханский С. П., Подкопаев О. И., Лаптенок В. Д. Спо-

соб упpавëения пpоöессоì выpащивания ìонокpистаëëов ãеp-

ìания из pаспëава // Пеpспективные ìатеpиаëы, техноëоãии,

констpукöии, эконоìика. Кpаснояpск, 2000. Вып. 6. С. 391—393.

5. Саханский С. П. Основные ìатеìати÷еские соотноøения

контактноãо ìетоäа упpавëения выpащиваниеì ìонокpистаëëов

по способу Чохpаëüскоãо // Вестник Сибиpскоãо ãосуäаpственноãо

аэpокосìи÷ескоãо унивеpситета иìени акаäеìика М. Ф. Pеøетне-

ва. Вып. 7. Кpаснояpск: Изä. СибГАУ, 2005. С. 85—88.

6. Саханский С. П. Выpащивание ìонокpистаëëов в закpы-

той тепëовой оснастке по способу Чохpаëüскоãо на основе кон-

тактноãо ìетоäа упpавëения äиаìетpоì кpистаëëа // Автоìати-

заöия и совpеìенные техноëоãии. 2007. № 1. С. 38—41.

7. Маслов В. Н. Выpащивание пpофиëüных поëупpовоäни-

ковых кpистаëëов. М.: Метаëëуpãия, 1977.

8. Pазpаботка пpеöизионноãо pеãуëиpования теìпеpатуpы с

испоëüзованиеì светопpовоäа // ГИPЕДМЕТ. От÷ет по НИP.

Теìа № СКБPМ-1, Москва, 1962.

9. Пpецизионный контpоëü и выpащивание ìонокpистаëëов

ãеpìания // Electronics. 1956. October. P. 274—275.

10. Vullmer J., G. Rein, J. Duke. Pаäиаöионный пиpоìетp со

светопpовоäоì // J. Out, Soc., America. 1959. 49. № 1. P. 75—77.

Основные физические и производственные параметры

материала германия

№

Наиìенование

параìетра

Обозна-

÷ение

Еäиниöа

изìерения

Чисëовое

зна÷ение

1 Уäеëüная пëотностü

тверäоãо ìатериаëа

кã/сì

5,35•10

–3

2 Уäеëüная пëотностü

жиäкоãо ìатериаëа

кã/сì

5,57•10

–3

3 Поверхностное на-

тяжение распëава

σ Н/сì

6•10

–3

4 Коэффиöиент тепëо-

провоäности рас-

пëава

Вт/(сì•°) 0,17

5 Коэффиöиент теп-

ëопровоäности крис-

таëëа

тв

Вт/(сì•°) 0,20

6 Уäеëüная тепëота

пëавëения ìатериаëа

E Дж/кã 465 000

Теìпература кристаë-

ëизаöии ìатериаëа

° 936

8 Линейный осевой

ãраäиент в тверäоì

кристаëëе

L °/сì 1...50

9 Скоростü вытяãи-

вания кристаëëа

сì/с

0,3•10

–3

...

...1,6•10

–3

10 4σλ

тв

/(ρ

g) C

сì

0,55

11 ρ

E/λ

тв

с•°/сì

12 183

12 Линейный коэффи-

öиент преобразо-

вания реãуëятора

теìпературы

ìкВ/° 50...500

–+[]

–()

------------------

з.п

x()–

-------------------------------------------------------------------

–()V

–[]

–()

--------------------------------

–()d

–[]

–()

------------------------------

з.п

x()–[]

–()d

–[]

–()

------------------------------

–

-------------------------------------------

+()V

–[]

–()

---------------------------------

Мехатроника, автоматизация, управление, № 1, 2008 47

УДК [681.5:658.5]:681.3

P. Г. Валеева, дp техн. наук, пpоф.,

С. В. Сильнова, канд. техн. наук, доц.,

Е. А. Пузыpникова,

Уфимский госудаpственный авиационный

технический унивеpситет

Интеллектуальная система

упpавления пpоизводством

и сбытом

Введение. Пpедложенный подход

к упpавлению пpоизводственной системой

Обеспе÷ение эффективноãо упpавëения пpо-

извоäственныìи систеìаìи (ПС) в настоящее

вpеìя явëяется актуаëüной пpобëеìой. Это свя-

зано с такиìи объективныìи пpеäпосыëкаìи,

как ãëобаëизаöия бизнеса, ввеäение новых ин-

фоpìаöионных, коììуникаöионных, пpоизвоä-

ственных техноëоãий, pост активности бизнеса

и т. ä. Оäниì из поäхоäов к pеøениþ этой пpо-

бëеìы явëяется ìоäеëиpование äинаìи÷еских

пpоöессов пpоизвоäственно-сбытовой äеятеëü-

ности и pазpаботка интеëëектуаëüных аëãоpит-

ìов поääеpжки pеøений, пpиниìаеìых ÷еëове-

коì пpи упpавëении. Указанный поäхоä к pазpа-

ботке систеìы упpавëения (СУ) пpоизвоäствоì

в усëовиях pынка основан на сëеäуþщих пpеä-

посыëках:

 пpоизвоäство и сбыт pассìатpиваþтся как еäи-

ный упpавëяеìый пpоöесс, ÷то позвоëяет у÷естü

взаиìовëияние pынка и пpоизвоäства;

 описание пpоизвоäственной систеìы как äина-

ìи÷ескоãо объекта упpавëения выпоëняется в

теìпах, иëи интенсивностях изìенения, всех

пpоизвоäственно-эконоìи÷еских показатеëей,

÷то позвоëяет опpеäеëитü öеëü упpавëения как

поääеpжание äинаìи÷ескоãо pавновесия пpи

äвижении систеìы;

 систеìа упpавëения ПС стpоится как иеpаpхи-

÷еская систеìа поääеpжки пpинятия pеøений

(СППP), основанная на интеëëектуаëüных аë-

ãоpитìах.

Обоснование иеpаpхической оpганизации СППP

Иеpаpхи÷ностü оpãанизаöии СППP обусëовëе-

на соãëасованиеì ãëобаëüной и ëокаëüных öеëей

функöиониpования пpоизвоäственной систеìы.

Гëобаëüной öеëüþ ПС явëяется выпуск высокока-

÷ественной пpоäукöии в опpеäеëенноì объеìе к

заäанныì сpокаì, уäовëетвоpяþщей спpосу потpе-

битеëей, с поëу÷ениеì ìаксиìаëüной пpибыëи

пpи ее pеаëизаöии. Эта ãëобаëüная öеëü äоëжна

бытü pазбита на pяä поäöеëей с выäеëениеì функ-

öионаëüных поäсистеì. Такиìи функöионаëüны-

ìи поäсистеìаìи явëяþтся поäсистеìа ìноãопpо-

äуктовоãо пpоизвоäства и поäсистеìа ìноãоpы-

но÷ной pеаëизаöии пpоäукöии нескоëüких виäов.

Пеpвая иìеет своей öеëüþ выпуск пpоäукöии не-

скоëüких виäов с испоëüзованиеì общих pесуpсов,

в объеìах и к сpокаì, опpеäеëяеìыì потpебностя-

ìи pынка. Цеëüþ äpуãой поäсистеìы явëяется

сбыт пpоизвеäенной пpоäукöии потpебитеëяì на

теppитоpиаëüно-сеãìентиpованных pынках с по-

ëу÷ениеì ìаксиìаëüной пpибыëи. Необхоäиìо

pазëи÷атü äеятеëüностü пpоизвоäственной систе-

ìы, связаннуþ с оpãанизаöией сбыта пpоäукöии,

т. е. pаспpеäеëение пpоäукöии отäеëüноãо виäа ìе-

жäу теppитоpиаëüныìи сеãìентаìи pынка, и соб-

ственно сбыт, т. е. äовеäение пpоäукöии äо потpе-

битеëей в конкpетных то÷ках pеаëизаöии. Эти пpо-

öессы иìеþт свои öеëи, ëокаëüные по отноøениþ

к öеëи поäсистеìы ìноãоpыно÷ной pеаëизаöии.

Такая äекоìпозиöия öеëей и функöий объекта

упpавëения обусëовëивает выäеëение нескоëüких

упpавëяþщих поäсистеì (pис. 1). Это поäсистеìы

упpавëения: pаспpеäеëениеì pесуpсов ìноãопpо-

äуктовоãо пpоизвоäства (ПСУ I), пpоäвижениеì

пpоäукöии (ПСУ II) и сбытоì пpоäукöии в то÷ках

pеаëизаöии (ПСУ III).

Хотя ãëобаëüная öеëü ПС напpавëена на äости-

жение наибоëüøей пpибыëи, этот показатеëü яв-

ëяется коìпëексныì по своей сути. Поэтоìу заäа-

÷ей упpавëения пpоизвоäственной систеìой явëя-

ется поääеpжание ìножества жеëаеìых состояний

функöионаëüных поäсистеì ПС, обеспе÷иваþщих

öеëевое зна÷ение пpибыëи. Поäсистеìа упpавëе-

ния сбытоì пpеäназна÷ена äëя поääеpжания бëа-

ãопpиятных состояний отäеëüных теppитоpиаëü-

Пpедлагается стpоить систему упpавления пpоизводст-

вом и сбытом как иеpаpхическую систему поддеpжки пpи-

нятия pешений, основанную на нечетких алгоpитмах обpа-

ботки количественной и качественной инфоpмации об объ-

екте упpавления, а также на маpкетинговых данных.

Pазpаботанная система позволяет повысить эффектив-

ность упpавления пpоизводственно-сбытовой деятельно-

стью пpедпpиятий в условиях изменчивости pыночной сpеды.

АВТОМАТИЗИPОВАННЫЕ

СИСТЕМЫ УПPАВЛЕНИЯ

48 Мехатроника, автоматизация, управление, № 1, 2008

АВТОМАТИЗИPОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПPАВЛЕНИЯ

ных pынков сбыта пpоäукöии. Выpабатываеìые

упpавëен÷еские pеøения базиpуþтся на коëи÷ест-

венных и ка÷ественных оöенках состояния pынка

сбыта pазëи÷ных виäов пpоäукöии в иìеþщихся

то÷ках ее pеаëизаöии.

Дëя коëи÷ественной оöенки анаëизиpуется со-

отноøение спpоса и пpеäëожения пpоäукöии на

соответствуþщеì pынке ΔN

lλ

, l — виä пpоäукöии,

выпускаеìой ПС, l =, λ — теppитоpиаëüный

pынок, λ = . Поëожитеëüные зна÷ения пока-

затеëя хаpактеpизуþт äефиöит, отpиöатеëüные —

избыток пpоäукöии. Дëя ка÷ественной оöенки со-

стояния pынка пpовоäится коìпëексный анаëиз

pыно÷ных фактоpов, на основе котоpоãо pасс÷и-

тывается безpазìеpный показатеëü, хаpактеpизуþ-

щий потенöиаëüные возìожности pынка. Зна÷е-

ния показатеëя ΔV

lλ

l 0 соответствуþт уëу÷øениþ

состояния pынка, а зна÷ения ΔV

lλ

< 0 — ухуäøе-

ниþ состояния. Динаìи÷еский хаpактеp пpоöессов

функöиониpования ПС обусëовëивает испоëüзо-

вание оöенок скоpости изìенения соотноøения

спpоса и пpеäëожения и скоpости изìенения коì-

пëексноãо показатеëя ка÷ественноãо состояния

pынка.

Дëя поäсистеìы упpавëения пpоäвижениеì

пpоäукöии объектоì явëяþтся товаpные pынки.

Дëя анаëиза их текущеãо состояния поäсистеìе не-

обхоäиìа инфоpìаöия о состоянии всех теppито-

pиаëüных pынков сбыта äëя кажäоãо из виäов пpо-

äукöии. В pезуëüтате иìееì аãpеãиpованнуþ (суì-

ìиpованнуþ) оöенку соотноøения спpоса и пpеä-

ëожения пpоäукöии ΔN

и оöенку скоpости ее

изìенения — Δ . Пpи коìпëексноì анаëизе ка-

÷ественноãо состояния pынка пpоäукöии виäа l

кpоìе инфоpìаöии о pыно÷ных фактоpах испоëü-

зуþт ìаpкетинãовуþ инфоpìаöиþ относитеëüно

типа и виäа pынка, о стаäии жизненноãо öикëа то-

ваpа, наëи÷ии пpоизвоäственной инфpастpуктуpы,

виäе спpоса.

Дëя поäсистеìы упpавëения пеpвоãо уpовня

объектоì явëяется ìноãопpоäуктовое пpоизвоäст-

во. Еãо текущее состояние опpеäеëяется в зна÷и-

теëüной степени состояниеì pынков сбыта пpо-

äукöии. Кpоìе тоãо, зäесü у÷итываþтся коëи÷е-

ственные оöенки (ΔN

и Δ ). Дëя ка÷ественной

оöенки состояния объекта упpавëения поìиìо ин-

фоpìаöии, указанной и испоëüзуеìой äëя ПСУ II,

тpебуется инфоpìаöия о состоянии пpеäпpиятия,

ка÷естве (хаpактеpистиках) выпускаеìой пpоäук-

öии, поставщиках и pынках pесуpсов, наëи÷ии и

pазвитии инфpастpуктуpы ìноãопpоäуктовоãо

пpоизвоäства.

Поìиìо соãëасования ãëобаëüной и ëокаëüных

öеëей ПС пpи оpãанизаöии иеpаpхи÷еской систе-

1 L,

1 Λ,

Pис. 1. Функциональная схема системы упpавления многопpодуктовой ПС

Мехатроника, автоматизация, управление, № 1, 2008 49

Валеева Р. Г., Сильнова С. В., Пузыpникова Е. А.



Интеллектуальная система упpавления пpоизводством и сбытом

ìы упpавëения сëеäует у÷итыватü äинаìи÷еские

свойства ее отäеëüных функöионаëüных поäсис-

теì. Наибоëüøей инеpöионностüþ обëаäаþт пpо-

извоäственные пpоöессы: pеøения, связанные с

пеpеpаспpеäеëениеì pесуpсов ìноãопpоäуктовоãо

пpоизвоäства, озна÷аþт пеpепëаниpование пpоиз-

воäственных ìощностей, возìожно äопоëнитеëü-

ное пpиобpетение некотоpых ìатеpиаëов, коì-

пëектуþщих иëи пеpепpофиëиpование тpуäовых

pесуpсов. На это необхоäиìо вpеìя, пpевыøаþщее

пеpиоäы ìежäу зна÷итеëüныìи изìененияìи, ха-

pактеpныìи äëя сбытовых пpоöессов. Pазäеëяя

пpоöессы пpоäвижения пpоäукöии на pынки сбы-

та и непосpеäственно сбыт, ìожно отìетитü боëü-

øуþ инеpöионностü пеpвых. Pазнотеìповостü

этих пpоöессов обусëовëивает необхоäиìостü в

pазной ÷астоте пpинятия pеøений. Упpавëен÷е-

ские pеøения, связанные с pаспpеäеëениеì пpо-

äукöии ìежäу теppитоpиаëüныìи pынкаìи, тpебу-

þт боëüøеãо вpеìени испоëнения и пpиниìаþтся

pеже, ÷еì упpавëен÷еские pеøения по сбыту. Дëя

пpоöессов сбыта хаpактеpна боëüøая веpоятностü

сëу÷айных возìущений со стоpоны окpужаþщей

сpеäы, потpебитеëей, конкуpентов и äp.

Фоpмиpование нечетких алгоpитмов СППP

Необхоäиìо отìетитü, ÷то хотя ãëобаëüная

öеëü пpоизвоäственной систеìы напpавëена на

äостижение наибоëüøей пpибыëи, заäа÷а упpав-

ëения ПС не ìожет pеøатüся как оптиìизаöион-

ная. Это связано со сëожной, изìеняеìой стpук-

туpой ПС, высокой степенüþ неопpеäеëенности

пpоöессов ее функöиониpования, обусëовëенной

активныì у÷астиеì ÷еëовека, боëüøиì ÷исëоì

возìущаþщих возäействий.

Пpинятие pеøений по упpавëениþ также пpеä-

ставëяется пëохо фоpìаëизуеìой пpоöеäуpой из-

ìенения упpавëяþщеãо возäействия, котоpое на-

пpавëено на изìенение зна÷ений показатеëей пpо-

извоäственной систеìы. Поэтоìу пpеäëожено

фоpìиpоватü систеìу упpавëения ПС как СППP,

основаннуþ на интеëëектуаëüных, а иìенно не÷ет-

ких, аëãоpитìах. Пpиìенение не÷еткой ëоãики äа-

ет возìожностü pеøения заäа÷, в котоpых äанные,

öеëи и оãpани÷ения явëяþтся сëожныìи и пëохо

поääаþтся то÷ноìу ìатеìати÷ескоìу описаниþ,

÷то хаpактеpно äëя пpоизвоäственной систеìы как

объекта упpавëения.

Фоpìиpуя иеpаpхи÷ескуþ систеìу поääеpжки

пpинятия pеøений, необхоäиìо указатü ее упpав-

ëяеìые и упpавëяþщие пеpеìенные. На нижнеì

уpовне иеpаpхии упpавëения вектоp упpавëяеìых

пеpеìенных пpиниìает виä P

III

={ΔN

lλ

, Δ ,

ΔV

lλ

, Δ }. Коìпëексный анаëиз ка÷ественноãо

состояния pынка пpеäставëяет собой анаëиз сово-

купности pыно÷ных фактоpов, кажäоìу из кото-

pых ставится в соответствие некотоpое не÷еткое

зна÷ение. Дëя pыно÷ных фактоpов — неöеновых

äетеpìинант спpоса и пpеäëожения, äетеpìинант

öеновой эëасти÷ности спpоса — сфоpìиpованы

не÷еткие øкаëы [1]. На pис. 2 пpивеäен пpиìеp не-

÷еткой øкаëы äëя неöеновой äетеpìинанты спpо-

са "пpеäпо÷тение относитеëüно äанноãо товаpа",

пpи этоì испоëüзуется статисти÷еская оöенка об-

щеãо спpоса покупатеëей D

общ

Показатеëü ΔV

lλ

pасс÷итывается сëеäуþщиì об-

pазоì:

ΔV

lλ

= , (1)

а Δ естü скоpостü изìенения показатеëя ΔV

lλ

На сëеäуþщеì уpовне иеpаpхии упpавëения

анаëизиpуется состояние товаpноãо pынка как в

öеëоì, так и по отäеëüныì то÷каì pеаëизаöии. По-

этоìу вектоp упpавëяеìых пеpеìенных иìеет виä

={ΔN

lλ

, Δ , ΔN

, Δ , ΔV

lλ

, Δ , ΔV

, Δ }.

Наибоëüøий интеpес пpеäставëяет опpеäеëение

ΔV

(и Δ ). Этот показатеëü пpеäназна÷ен äëя то-

ãо, ÷тобы у÷итыватü ка÷ественные хаpактеpистики

товаpноãо pынка и товаpа. Дëя этоãо ìожно ис-

поëüзоватü ту же совокупностü pыно÷ных фактоpов,

÷то и на тpетüеì уpовне упpавëения, и те же не÷ет-

кие øкаëы, тоëüко пpиìенитеëüно к товаpноìу

pынку. Указаннуþ совокупностü pыно÷ных факто-

pов сëеäует äопоëнитü сëеäуþщиìи хаpактеpисти-

каìи: тип pынка h

(÷истая ìонопоëия, ÷истая и

äиффеpенöиpованная оëиãопоëия, ÷истая и ìоно-

поëисти÷еская конкуpенöия), виä pынка h

(потpе-

битеëüский, оpãанизаöионный), наëи÷ие сеãìенти-

pования pынка h

(äиффеpенöиpованный и неäиф-

феpенöиpуеìый охват), стаäии жизненноãо öикëа

товаpа h

(pазpаботка, вывеäение на pынок, pост,

зpеëостü, спаä), тенäенöия изìенения спpоса h

[2].

Дëя них также необхоäиìо сфоpìиpоватü не÷еткие

øкаëы, котоpые позвоëят экспеpтаì назна÷атü

оöенки не÷етких зна÷ений. Даëее в соответствии с

аëãоpитìоì опpеäеëения коìпëексноãо показате-

ëя вы÷исëяется еãо зна÷ение äëя товаpноãо pынка

и опpеäеëяþтся показатеëи ΔV

и Δ .

lλ

Pис. 2. Нечеткая шкала для фактоpа "пpедпочтение относи-

тельно данного товаpа"

lλ

()

lλ

()

t 1–

–

lλ

()

t 1–

--------------------------------

lλ

50 Мехатроника, автоматизация, управление, № 1, 2008

АВТОМАТИЗИPОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПPАВЛЕНИЯ

Саìый веpхний уpовенü в иеpаpхии упpавëения

связан с анаëизоì состояния не стоëüко pынка,

скоëüко саìоãо пpоäукта с то÷ки зpения возìож-

ности и выãоäности еãо сбыта. Поэтоìу вектоp

упpавëяеìых пеpеìенных ìожет бытü сфоpìиpо-

ван сëеäуþщиì обpазоì:

={ΔN

, Δ , ΔW

, Δ }.

Пеpвые äве пеpеìенные пpеäставëяþт собой

оöенки коëи÷ественноãо соотноøения спpоса и

пpеäëожения пpоäукöии. Пеpеìенные ΔW

и Δ

связаны с оöенкой ка÷ественных хаpактеpистик ее

пpоизвоäства и сбыта. К их ÷исëу относятся все

pассìотpенные фактоpы товаpноãо pынка. Кpоìе

них сëеäует у÷итыватü финансовое состояние

пpеäпpиятия h

, обеспе÷енностü пpоизвоäства pе-

суpсаìи h

, состояние pынков pесуpсов h

Коìпëексный анаëиз, позвоëяþщий устано-

витü зна÷ения ΔW

и Δ , пpовоäится анаëоãи÷но

тоìу, как описано в [1].

Сëеäуþщиì этапоì в постpоении СППP явëя-

ется фоpìиpование ìножества упpавëяþщих пеpе-

ìенных.

Необхоäиìо отìетитü, ÷то ìножество pеøений

в pеаëüных пpоизвоäственных систеìах вкëþ÷ает в

себя, кpоìе коëи÷ественных, и ка÷ественные pеøе-

ния, напpиìеp: испоëüзоватü новый тип pесуpсов,

уëу÷øитü ка÷ество пpоäукöии, изìенитü способ

pаспpеäеëения пpоäукöии и т. ä. Оäнако пpинятие

поäобных pеøений сказывается на коëи÷ествен-

ных зна÷ениях показатеëей пpоизвоäственно-сбы-

товой äеятеëüности. Поэтоìу пpеäëаãается выäе-

ëитü äве основные ãpуппы показатеëей — объеì-

ные и öеновые, — котоpые буäут выступатü в ка-

÷естве упpавëяþщих пеpеìенных. Такиì обpазоì,

ìножество упpавëяþщих пеpеìенных иìеет виä

U ={N

, Ц

, N

lλ

, Ц

lλ

ãäе N

— объеì/теìп пpоизвоäства и Ц

— öена пpо-

äукöии с позиöии потpебностей товаpноãо pынка;

lλ

— объеì/теìп пpеäëожения и Ц

lλ

— öена пpо-

äукöии на теppитоpиаëüноì pынке. Изìенения-

ìи показатеëей N

и Ц

ìожно оказыватü вëияние

на состояние pынка пpоäукöии l-ãо виäа, изìе-

ненияìи показатеëей N

lλ

и Ц

lλ

— на состояние

теppитоpиаëüных составëяþщих pынка пpоäук-

öии l-ãо виäа.

Pассìотpиì поäpобнее вектоp упpавëяþщих пе-

pеìенных äëя выäеëенных поäсистеì упpавëения

СППP. О÷евиäно, ÷то äëя поäсистеìы упpавëения

сбытоì вектоp иìеет виä U

III

={N

lλ

, Ц

lλ

}. Пpи

этоì кажäый λ-й теppитоpиаëüный pынок pеаëиза-

öии пpоäукöии l-ãо виäа анаëизиpуется в отäеëüно-

сти, и упpавëен÷еские pеøения относятся тоëüко к

неìу, но не к äpуãиì теppитоpиаëüныì pынкаì.

Дëя поäсистеìы упpавëения втоpоãо уpовня

вектоp упpавëяþщих пеpеìенных пpеäставëен в

виäе U

={N

lλ

, Ц

lλ

, Ц

}. Зäесü пpинятие pеøения

по оäноìу теppитоpиаëüноìу pынку невозìожно

без анаëиза остаëüных составëяþщих товаpноãо

pынка. Поэтоìу упpавëен÷еские pеøения этоãо

уpовня связаны с изìененияìи объеìных и öено-

вых показатеëей по всеì pынкаì сбыта l-й пpоäук-

öии. Пpи этоì они ìоãут бытü pазнонапpавëенны-

ìи, напpиìеp, пpеäëожение пpоäукöии на оäноì

теppитоpиаëüноì pынке ìожет бытü увеëи÷ено за

с÷ет сокpащения ее пpеäëожения на äpуãоì. Такое

äвойное pеøение пpеäставëяет собой коppекти-

pовку стpуктуpы поставок. Оäновpеìенно иëи в

сëу÷ае оäнонапpавëенных pекоìенäаöий по изìе-

нениþ N

lλ

ìожет оказатüся, ÷то упpавëен÷еское

pеøение не ìожет бытü выпоëнено тоëüко как пе-

pеpаспpеäеëение поставок пpоäукöии ìежäу теp-

pитоpиаëüныìи pынкаìи. Такое pеøение буäет

связано с изìенениеì общеãо пpеäëожения пpо-

äукöии N

. Но этот показатеëü явëяется втоpи÷ныì

по отноøениþ к показатеëяì N

lλ

, N

=. По-

этоìу, ÷тобы не усëожнятü аëãоpитìы пpинятия

pеøений и избежатü возìожной пpотивоpе÷ивости

в них, показатеëü N

не вкëþ÷ен в вектоp упpав-

ëяþщих пеpеìенных.

Иной хоä pассужäения ìожно пpовести в отно-

øении öеновых показатеëей. Дëя pазных теppито-

pиаëüных составëяþщих товаpноãо pынка также

ìоãут бытü назна÷ены pазнонапpавëенные упpав-

ëен÷еские pеøения. Но коëи÷ественные pекоìен-

äаöии по изìенениþ Ц

lλ

неëüзя пpосто аãpеãиpо-

ватü äëя опpеäеëения зна÷ения öеновоãо показате-

ëя Ц

äëя всеãо товаpноãо pынка. Поэтоìу этот по-

казатеëü вкëþ÷ен в вектоp U

как саìостоятеëüная

пеpеìенная. Упpавëен÷еские pеøения относитеëü-

но Ц

пpиниìаþтся на основе анаëиза товаpноãо

pынка в öеëоì.

В сëу÷ае, коãäа по всеì теppитоpиаëüныì со-

ставëяþщиì товаpноãо pынка pекоìенäованы оä-

нонапpавëенные pеøения по изìенениþ Ц

lλ

, ìож-

но пpовести обобщение. Так, есëи pекоìенäовано

повыситü öену по всеì теppитоpиаëüныì pынкаì,

ìожно ìенüøее из pекоìенäуеìых зна÷ений уста-

новитü äëя Ц

, а äëя остаëüных Ц

lλ

выпоëнитü äо-

поëнитеëüное увеëи÷ение. Но в äанноì сëу÷ае не-

обхоäиìо у÷итыватü состояние всеãо товаpноãо

pынка и возìожное вëияние такоãо тотаëüноãо

изìенения öен. Поэтоìу необхоäиìо не тоëüко

испоëüзоватü показатеëü Ц

как упpавëяþщуþ пе-

pеìеннуþ, но и пpиäаватü боëüøуþ зна÷иìостü

pеøенияì, связанныì с ниì, по отноøениþ к pе-

øенияì, касаþщиìся öен на отäеëüных теppито-

pиаëüных pынках.

lλ

∑