Лекция 13 Вопросы надежности.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ.

В общем смысле надежность - способность некоторого изделия выполнять требуемые от него функции в течении некоторого времени.

Отказ - нарушение работы изделия, может происходить в случайный момент времени с определенной вероятностью.

Вероятность безотказной работы - вероятность того, что данное изделие в данный момент времени работоспособно.

p=1-q (q - вероятность отказа).

Одним из способов повышения надежности системы являетсся резервирование. Резервирование - метод повышения надежности путем введения резервных элементов, являющихся избыточными по отношению к минимальной функциональной структуре изделия, необходимой и достаточной для выполнения заданных функций. Резервные элементы могут находиться в режимах:

нагруженный (резервный элемент в том же режиме, что и основной(горячий резерв));

облегченный(резервный элемент под частичной нагрузкой(теплый резерв));

ненагруженный(на резервный элемент не подается никакой нагрузки(холодный резерв)).

Число резервных элементов, приходящихся на один основной элемент называется кратностью резервирования.

Рис. 17 Резервирование.

На первый взгляд резервирование приводит к увеличению количества элементов и соответственно увеличению стоимоти системы. Но опыт показывает, что даже небольшая кратность резервирования позволяет резко уменьшить вероятность отказа системы. Таким образом, в системах автоматизации, критичных по надежности, резервирование является обязательной мерой, без которой требуемых показателей надежностидостичь невозможно.

При построении систем с резервированием следует иметь ввиду:

существует некоторая нижняя граница надежности элементов, ниже которых резервирование не дает ощутимых результатов;

существует некоторая верхняя граница кратности резервирования, выше которой надежность системы перестает существенно увеличиваться. Надежность системы может начать снижаться из-за влияния отказов коммутации устройства, соединителей и т.д.

Резервирование в SCADA.

Рис. 18 Резервирование в SCADA.

На рисунке система полностью выходит из строя при отказе сервера, поэтому типичной мерой по повышению надежности является введение резервного сервера. Резервный сервер может работать в любом из режимов резервирования. однако горячий резерв обычно не используется, так как в этом случае существенно повышается трафик по промышленным сетям. В большинстве случаев с контроллером взаимодействует только основной сервер, постоянно копируя данные на резервы. Если основной сервер выходит из строя, резервный берет на себя его функции. После устранения неисправности основной сервер считывает текущее состояние с резервного. После резервирования серверов возможно резервирование на уровне задач. В этом случае для каждой из задач, решаемой на уровне серверов(обмен данными с контроллером, генерация алармов, работа с БД, АРМ) выделяется отдельный основной и резервный сервер. В этом случае основной и резервный сервер также поочередно оформляют статус друг друга. В случае резервирования ЛВС даже при наличии резервного канала связи могут возникнуть участки, в связи с этим резервирование ЛВС проводится с резервированием сервера. ПЛС как правило полностью не резервируется. Это связано с ее большой протяженностью, высокой стоимостью резерва и т.д. На самых критичных участках вводится резервная связь между контроллерами и сервером, причем иногда с использованием другой физической среды передачи(по радиоканалу).

Рис. 19 А), Б) Разновидности резервирования в SCADA.

Если в системе имеется резервный сервер, то контроллер обслуживает критичные участки ТП, которые могут быть связаны по резервному каналу с резервным сервером.

Рис. 20 Резервирование в SCADA.

Если у контроллера имеются средства взаимодейстивя друг с другом(например, при помощи соединения точка-точка), можно обеспечить резервирование связи контроллера с сервером путем внедрения дополнительного канала через другой контроллер. Вопрос о резервировании котроллеров остается открытым, в большинстве практических случаев контроллеры не резервируются. Это связано со следующими факторами:

большое количество контроллеров;

для повышения надежности контроллеров используются внутренние резервы, т.е. производится резервирование узлов самого контроллера;

отказ одного или нескольких контроллеров не приводит к отказу системы в целом.

Лекция 14 ERP-системы

Системы планирования ресурсов предприятий.

История становления ERP-систем (АСУП)

Этап 1. В начале 60-х в США начались работы по автоматизации управления запасами (Inventory Control). Было установлено, что выбор оптимального объема партии зака­за - одно из важнейших условий повышения эффективности предприятия, так как их недостаточный объем ведет к росту административных расходов при по­вторных заказах, а избыточный - к замораживанию средств.

Этап 2. Стали создаваться пакеты автоматизации хозяйст­венных процессов, охватывающие ряд взаимосвязанных подразделений пред­приятия. Были рассмотрены задержки в производстве продукции, связанные с запаздыванием поставок материалов и комплектующих. Программные пакеты, реализованные на базе концепции MRP, позво­лили рационализировать поставки комплектующих для производства продук­ции и уменьшить объем складских запасов.

Этап 3. В США разработан стандарт, который поддерживается Американским обществом по управлению производством и за­пасами — American Production and Inventory Control Society (APICS). В соот­ветствии с этим стандартом в MRPII - системе должны быть реализованы следующие основные функции:

1. планирование продаж и производства;

управление спросом, его прогноз, определение объема заказов;

укрупненное планирование загрузки мощностей, план-график выпуска про­дукции;

планирование потребностей в материальных ресурсах и конкретных сроков поставки для выполнения плана;

спецификация изделий и ресурсов, необходимые для их изготовления;

маршрутизация выпуска отдельных типов изделий;

управление закупками, запасами, продажами;

8. управление конструкторскими и технологическими разработками.

Основная суть концепции MRPU состоит в том, что прогнозирование, планирование и контроль осуществляются по всему жизненному циклу произ­водства продукции, начиная от закупки сырья и заканчивая отгрузкой продук­ции потребителю.

В начале 90-х аналитическая компания Gartner Group ввела новое понятие системы планирования ресурсов предприятий — ERP (enterprise resource planning). Существует немало определе­ний ERP - систем. Одно из наиболее часто встречающееся определений в по­следнее время является следующее:

ERP-система — это набор приложений, позволяющих создать интегрирован­ную информационную среду для автоматизации планирования, учета, контроля и анализа всех основных бизнес-операций пред­приятия.

Таким образом, терминологически понятие «ERP-система» примерно со­ответствует принятому в России еще в 70-е годы понятию «Интегрированная АСУП» в его современной интерпретации.

В основе ERP-систем лежит принцип создания единого хранилища дан­ных, содержащего всю корпоративную бизнес-информацию:

финансовую информацию;

производственные данные;

данные по персоналу и др.

Наличие такого корпоративного хранилища устраняет необходимость в передаче данных от одной системы к другой (например от производственной системы к финансовой), а также обеспечивает одновременную доступность к информации любого числа сотрудников предприятия, обладающих соответст­вующими полномочиями.

Обладая всеми перечисленными в MRPII возможностями, ERP-системы включают еще ряд новых механизмов:

планирование при распределенных запасах, позволяющее определить по­требность в пополнении запасов в случае территориально распределенных автономных складов;

моделирование производственных ситуаций, связанных, в первую очередь с планированием и прогнозированием;

поддержка планирования ресурсов по различным направлениям деятельности предприятия (а не только производства продукции);

ориентация как на управление автономно работающими предприятиями, так и на управление корпорацией, географически распределенными предпри­ятиями, временными объединениями предприятий, работающих над совме­стными проектами и др.;

интегрируемость с приложениями, уже используемыми предприятием, а также с новыми приложениями;

возможность обновления аппаратной и программной платформы в процессе эксплуатации системы.

Недавно появилась еще одна концепция систем управления предприяти­ем - концепция CSRP (Customer Synchronized Resource Planning) — планиро­вание ресурсов предприятия, ориентированное на потребителя. Сущность данной концепции состоит в том, что при планировании и управлении предпри­ятием нужно учитывать не только его основные производственные и матери­альные ресурсы, но и все ресурсы, потребляемые во время маркетинговой и «текущей» работы с клиентом, послепродажного обслуживания проданных то­варов, перевалочных и обслуживающих операций. Это приобретает решающее значение для повышения конкурентоспособности предприятия в отраслях, где жизненный цикл товара невелик, и необходимо оперативно реагировать на из­менение требований потребителя. Иногда эту концепцию CSRP называют RPII. Ее отличает направленность на потребителя: по данной концепции на первый план выходят процессы взаимосвязей с покупателями, управления це­почками поставок, послепродажного обслуживания и т.п.