2. Асу как инструмент оптимизации

В виде параметров оптимизации предлагается рассмотреть следующие качественные показатели транспортировки:

1 - временной критерий – T (time);

2 - критерий уровня дополнительных услуг – S (service);

3 - критерий стоимости – P (price).

Справедливой будет следующая формализация:

± Δ Tmin;

Δ Topt =

/ Tmах - Tmin /;

T₁ х К₁ , где К₁ – коэффициент погрешности, который

устанавливает временные рамки доставки.

При этом наиболее сложными для расчёта являются интермодальные перевозки, для которых расчетные требования будут определены по формуле:

_{m 2 (m-1)}

Δ Topt =∑ αn · K_nT_n + ∑ αp · T_{p ,} ^{n=2 p=4}

где

αn – постоянный коэффициент для данной транспортировки, который учитывает квазистабильные особенности перевозки, а именно вид груза, сезонность, время суток и т.д.;

αp – постоянный коэффициент для данной транспортировки, который учитывает количество и особенности процесса погрузки / разгрузки;

K_n – коэффициент, который в процентном отношении учитывает сроки доставки одним видом транспорта;

T_{n –} время доставки на одном «плече» маршрута, одним видом транспорта;

T_p - время разгрузки / погрузки;

n - количество «плеч» транспортировки;

p – количество разгрузок/погрузок.

При этом достаточно условно суммарный уровень дополнительных услуг можно представить как сумму различных дополнительных услуг по каждому «плечу» доставки, но абсолютный уровень каждого вида услуг равен минимальному уровню «плечевого» значения этой услуги. В формальном виде:

S = Σ Sⁿ_min .

Стоимостные критерии в режиме рыночной экономики определены по мере их уровня, декларируемого исполнителями транспортировки в конкретном «поле транспортировки». При дальнейшем развитии виртуальной транспортной логистики, то есть при создании в Интернете обширной сети информационных логистических центров, этот уровень для грузовых перевозок будет определяться действующими предложениями фрахтовой биржи.

Основным элементом автоматизации транспортного процесса является информационный центр транспортной логистики. Схема его информационного обеспечения приводится на рис. 3.11. На рисунке приводится вариант сети АРМ, обеспечивающих выполнение этих функций. Средой обмена данными между клиентами ЦТЛ является Интернет.

Также следует знать, что подчас эффективность внедрения следует учитывать не в прямых, а в косвенных показателях.

Рис. 3.11. Схема информационного обеспечения ЦТЛ

На рис. 3.12 представлено процентное соотношение затрат и эффектов для основных уровней управления по данным Yokogawa Electric Corporation, TI 36J06D10-01E, “Advanced process control solutions”, October 2001.

100

100 %

Optimization

Basic Control

80

80 %

60

Multi-variable Control (MVC)

40

30 %

Enhanced Regulatory Control(ERC)

20

15 %

0

100

80

60

40

20

0

Затраты %

Рис.3.12. Возврат инвестиций (по данным фирмы Yokogawa)

При этом первичное внедрение РСУ (начальные инвестиции) характеризуется этапом – «Базовая система управления», которому соответствует:

• Повышение безопасности эксплуатации;

• Снижение эксплуатационных издержек;

• Более стабильное качество продукции;

• Повышение эффективности работы операторов.

Результат – 30% потенциальной прибыли от 70% затрат.

На втором этапе реализуются перспективные возможности РСУ (реальные преимущества пользователя) – «Усовершенствованное управление», которому соответствует:

• Полное использование функциональных возможностей;

• Максимальная стабильность и рентабельность установки;

• Оптимальная интеграция с уровнем управления производством;

• Уменьшение воздействия на окружающую среду.

Результат – 70% потенциальной прибыли от 30% затрат.

На рис. 3.13 представлено процентное соотношение затрат и эффектов для основных уровней управления по данным фирмы Honeywell. При этом первичное внедрение РСУ (начальное капиталовложение) характеризуется этапом – «Базовое и связное управление», которому соответствует:

• Повышение безопасности эксплуатации;

• Снижение эксплуатационных издержек;

• Более стабильное качество продукции.

Результат – 22% потенциальной прибыли от 80% затрат.

На втором этапе реализуются дальнейшее развитие РСУ (реальная прибыль заказчика - инвестора) – «Усовершенствованное управление», которому соответствует:

• Полное эффективное управление процессом;

• Максимизация стабильности и рентабельности установок (APC);

• Оптимальная интеграция с уровнем управления производством;

• Улучшение экологических показателей.

Результат – 78% потенциальной прибыли от 20% затрат.

100

80

60

40

20

0

100

80

60

40

20

0

Затраты

Оптимизация

62 %

Усовершенствованное управление (АРС)

22 %

Связное регулирование

15 %

Базовое регулирование

Рис.3.13 Возврат инвестиций (по данным фирмы Honeywell)

Для определения наиболее рискованных этапов с точки зрения возвратности инвестированных средств необходимо оценивать процентное отношение рисков различных этапов внедрения АСУ, приведённые на рис. 3.14.

Спецификация системы 44 %

Проектирование и внедрение 15 %

Пуско-наладка и приёмка 6 %

Эксплуатация и

обслуживание 15 %

Текущие изменения системы 20 %

Рис.3.14. Структура внедрения АСУ

2. АСУ на транспорте

Использование АСУ в транспортном комплексе можно классифицировать в разных плоскостях:

• по видам транспортных средств (рис. 3.15);

• по функциональному использованию (рис. 3.16);

• по территориальному принципу (рис. 3.17).

Транспортные средства

Вид

Автомобильный

Тип

использования

Статус

Авиационный

Частный

Грузовой

Пассажирский

Юридических лиц

Водный

Комбинированный

Государственный (ведомственный, муниципальный)

Трубопроводный

Железнодорожный

Рис. 3.15. Классификация транспортных средств

В зависимости от вида транспорта различаются технологические и эксплуатационные характеристики, в первую очередь, мобильных модулей (датчики, устройства передачи, исполнительные элементы). В режиме эксплуатации АСУ характерны условия изменения состояния объектов управления, которое с течением времени происходит в результате внутренних процессов и взаимодействия с внешней средой. В результате для АСУ важно соблюдение следующих принципов:

• Эмерджентности, то есть целостности системы на основе общей структуры, когда поведение отдельных объектов рассматривается с позиции функционирования всей системы;

• Гомеостазиса – обеспечения устойчивого функционирования системы и достижения общей цели;

• Адаптивности к изменениям внешней среды и управляемости посредством воздействия на элементы системы;

• Обучаемость – путём изменения структуры системы в соответствии с изменением её целей.

АСУ

транспортным процессом

Выполняемые функции

Типы

учёт

ПЛК

СКАДА

РСУ

Принципы

анализ

контроль

Эмерджентность

оперативное управление

Гомеостазис

Адаптивность

планирование

Обучаемость

Рис. 3.16. Классификация АСУ транспортным процессом

По своему предназначению АСУ может обеспечить выполнение каждой из приведённых ниже функций или набора из них:

• Планирование – то есть определение цели функционирования объекта управления на различные периоды времени;

• Учёт – фиксирование состояния объекта управления в результате текущих процессов;

• Контроль – определение отклонения учётных данных от плановых критериев;

• Оперативное управление – осуществляется регулирование всех процессов через воздействие на объект управления;

• Анализ – определение тенденций в работе объекта управления и окружающей его среды для планирования алгоритма управления на следующий временной период.

Номенклатура современных АСУ может быть классифицирована по следующим типам:

• ПЛК – (PLC – Programmable Logic Controllers). Компактные технические устройства, изначально предназначавшиеся исключительно для логического управления дискретными процессами и операциями.

• СКАДА – (SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition) –средства, изначально предназначавшиеся исключительно для сбора информации и слежения за состоянием оборудования на значительном удалении средствами телеметрии.

• РСУ – (DCS – Distributed Control Systems) – системы управления на базе специальной вычислительной техники, предназначенные для использования исключительно в технологических процессах.

АСУ федерального уровня

АСУ регионального уровня

Ведомственные АСУ

Муниципальные АСУ

АСУ юридических лиц

Рис. 3.17. Классификация АСУ по территориальной принадлежности

В соответствии с территориальной принадлежностью, АСУ транспортного процесса имеет различный уровень объёма обрабатываемой информации, а также сложность решения проблем по её сбору и передаче от датчиков съёма первичных данных до устройства принятия решения.

Рассмотрим практическое использование АСУ в различных сферах, показывающих особенности всех принципов их построения и эксплуатации:

1. Трёхмодульная система диспетчеризации региональных контейнерных автоперевозок;

2. Автоматизированное управление работой терминала (склада);

3. Автоматизированная система диспетчеризации пассажирским наземным транспортом;

4. Электронный паспорт организации дорожного движения региона;

5. Автоматизированная система управления и контроля доступа на автотранспортное предприятие.