Тема 2. Уровни управления производственными процессами.

2.1 Уровни управления

В со­временном производстве выделяется до семи иерархических уров­ней. За основу взято пятиуровневое строение управления.

Первый уровень — это подача команд на конкретные исполни­тельные механизмы, являющиеся частью технического оборудова­ния. Сюда же относится и исполнение этих команд.

Второй уровень — это управление единицей оборудования в целом.

Третий уровень — это управление совокупностью оборудова­ния, например, цехом или участком.

Четвертый уровень — это управление конкретным заказом, который от приема до сдачи проходит по различным производствен­ным стадиям.

Пятый уровень — это управление предприятием в целом.

Управления представлены в виде пирамиды. Семь уровней управления выделяется, если разделить на две части уровни 4 и 5. При этом «управление зака­зом» разделяется на управление отдельным заказом и управление заказами (потоком заказов), а «общее руководство предприятием» подразделяется на тактическое и стратегическое.

Всего два уровня иерархии получается, если объединить уровни 1—2 — 3 (преимущественно техника) и уровни 4 —5 (эконо­мика). Также типично для техники объединение первого и второго уровня в «управление оборудованием».

В теории иерархических систем более распространенным является другое изображение — древовидное. В нем используется и другая нумерация уровней.

Самый верхний уровень (определение целей) считается нулевым, под ним находится первый и т.д. Самый низший уровень имеет наи­больший номер. Она удобна тем, что ветвь может кончаться на любом уровне, начи­ная с первого. Но одновременно такой способ как бы понижает зна­чение горизонтальных связей в управлении — они не показаны. Между тем в технике горизонтальные связи, в отличие, скажем, от управления коллективом, обычно значительны.

Пока отметим, что в иерархической схеме ко­манды (управления) могут как поступать с более высокого уров­ня, так и вырабатываться непосредственно на этом уровне. Уп­равления, замкнутые только на данный уровень, носят характер оперативной обратной связи.

2.2 Общая характеристика низших уровней управления

Дадим характеристику низших уровней управления на применительно к полиграфическому производству. Выработка управлений для первого уровня частично происходит на втором уровне, а частично носит характер обратных связей, которые полностью замкнуты на исполнительные механизмы и системы, т.е. на первый уровень.

К управлениям, поступающим на механизмы и системы со второго уровня, относятся команды уменьшить/увеличить скорость работы, долить краску и увлажняющий раствор, доложить в лоток бумагу, запустить печатную машину в работу, подключить дополнительные устройства и т.д. Отметим, что на старой технике это будут команды человеку, а на новой — всё это, а также многое другое, можно делать в автоматическом режиме.

Отдельные исполнительные механизмы печатной техники весьма разнообразны. В печатной машине имеются роторные двигатели различных типов, толкатели, тяги, задвижки и заслонки, поддув, включение электромагнитных полей, излучений и др. Дополнительное разнообразие вносит послепечатная техника, производящая фальцевание, сборку, склейку, упаковку.

Передача управляющего сигнала на исполнительные механизмы сейчас почти исключительно носит электрический или электромагнитный характер. Удобным аппаратом для описания динамики исполнительных механизмов являются дифференциальные или разностные уравнения. Последние из них более удобны для компьютерной выработки управлений.

Реализация принципа обратной связи имеет стандартный для техники характер. Для управляемого параметра имеется измеритель его значения, который работает либо непрерывно, либо через малые для данного процесса промежутки времени. Измеритель может быть прямым, когда измеряется именно то, что управляется, и косвенным, когда значение параметра, в том числе и качественного, определяется по вторичным результатам (например, вязкость краски по помаркам на бумаге). Измеритель посылает сигнал в устройство выработки управления, которое:

1. определяет, не вышел ли данный параметр за допустимые пределы;

1. в случае выхода вырабатывает требуемое управление;

2. посылает управление на исполнительный орган.

Такую схему называют также «данные-контроль-управление». Здесь данные соответствуют измеряемым параметрам, контроль — процессу измерения, а управление — процедуре его выработки, передачи на исполнительный орган и реализации.

Устройство выработки управления сейчас обычно является либо компьютером за пределами данного технического устройства, либо микропроцессорами, встроенными прямо в данное устройство. Последний случай становится типичным для современной техники.

Отметим, что в принципе возможно одним контуром (управлять двумя и более параметрами. Это получается различными искусственными приемами, например, управлением некоторым третьим параметром, нужные значения которого обеспечат нахож­дение двух требуемых параметров в определенных пределах.

Приведем пример. Пусть параметры х и у нужно удерживать в окрестности значений а и b. Для этого можно минимизировать значение параметра z = (х — а)² + (у — b)².

Часто используется схема внутренних и внешних (основных) пределов, когда управляющая команда начинает вырабатываться при достижении внутреннего предела. За счет инерционности системы регулируемый процесс успевает войти в зону между внутрен­ними и основными пределами, но не успевает перейти основные границы.

Второй уровень управления, напомним, состоит в планировании и контроле работы данной печатной машины или какого-либо дру­гого технического средства.

Здесь речь идет о выработке основных рабочих параметров пе­чатной машины, которые уже были перечислена. Допол­нительно ведется учет запечатанных листов, израсходованных кра­сок и других расходных материалов. Выполняется работа по привод­ке красок.

На этом же уровне начинается сбор и обработка данных о про­исходящих в машине процессах. Эти данные собираются с датчи­ков, в том числе тех, которые использовались для организации об­ратных связей на первом уровне. Интервал сбора данных в печат­ной машине может составлять 1 секунду. Если нет необходимости в получении и обработке такого массива информации, то интервал сбора может быть увеличен. После первичной обработки объем информации существенно снижается. Сбору подлежит и информа­ция о всех незапланированных остановках машины, сбоях, объеме брака и других нештатных ситуациях.

В современных системах управления большинство параметров работы машины отражается на специальном электронном табло, перед которым сидит дежурный технолог или мастер смены. Они следят как за автоматическим выполнением обратных связей, так и за ситуацией в целом, и способны через компьютерную систему вме­шиваться в работу машины.

Управление на втором уровне воспринимает команды с третье­го уровня. К ним относятся вид выполняемого заказа, тираж, пла­новое время наладки и периодов работы, потребные расходные материалы и пр.

Концептуально третий уровень управления состоит в планиро­вании и контроле работы группы технических средств. Набор па­раллельно или последовательно работающих технических средств будем для краткости называть цехом. Здесь решаются вопросы рас­пределения заданий по различной технике (например, по двум од­нотипным или, наоборот, разнотипным машинам), по определению времени передачи работы с одного на другой этап (например, с пе­чатной машины на фальцовку, обрезку и т.д.), по загрузке какой-либо техники сторонними заказами. Здесь происходит суммирова­ние расходных материалов по всей технике, формирование, отправ­ка и учет выполнения соответствующего заказа бумаги, краски и других требуемых материалов. Здесь определяются периоды обслу­живания и профилактики, ведется поминутный учет работы каж­дого технического средства и каждого работающего.

Еще одной важной задачей третьего уровня является сквозной контроль качества. Это представляет собой целую группу согласо­ванных мероприятий, включающих контроль и малые интерваль­ные границы для значительного количества отдельных параметров. Современное понятие о стандарте базируется на гарантированно-сти работы техники в установленном производителем (штатном) режиме и строгом выдерживании технологии (подход стандартов группы ISO).