8 Автоматизація бухгалтерського обліку виробничих запасів підприємства

В умовах глибокої соціально – економічної кризи комп’ютеризація технології та управління вітчизняної металургії стикається з проблемами інвестиційного, структурного і психологічного рівня, у вирішенні яких провідна роль належить інженерам знань і системним інтеграторам, здатним обґрунтувати оптимальну стратегію комп'ютеризації виробництва і реалізувати її в масштабах металургійного комбінату. Така робота за єдиною стратегією проводиться на Дніпровському металургійному комбінаті: комп’ютеризація агрегатів, ділянок та цехів (технологічний рівень), комп'ютеризації центральних служб заводоуправління (рівень управління), створення локальних комп'ютерних мереж на ділянках науково-технологічних служб в масштабі комбінату (системний рівень). При цьому необхідно забезпечити гармонізацію розробок з функціонуючою загальнозаводською автоматизованою системою управління (ОАСУ) з директивно-вертикальними функціями.

На старті роботи був проведений аналіз інформаційних потоків, який дозволив вирішити структурну проблему – визначити загальну стратегію інформатизації комбінату (створення локальних комп'ютерних мереж на ділянках і цехах з подальшим їх об’єднанням в єдину систему) і послідовність її реалізації (спочатку технологічний, а потім рівень управління). Для прискорення реалізації проекту і внесення до нього новітніх програмних розробок була використана технологія паралельного проектування, при якій виконання перших етапів проекту йде одночасно з проектуванням наступних.

Якщо структурну проблему вдалося повністю зняти вже в 1992 році, завдяки широкому залученню до виконання проекту фахівців комбінату, складніше виявилося рішення психологічної проблеми узгодження ролей створюваних автономних локальних комп'ютерних мереж на ділянках і цехах з вертикальною системою ОАСУ. Стажування провідних фахівців комбінату в якості консультантів та експертів істотно пом'якшила умови вростання інформаційної системи нового типу в існуючу інформаційну структуру комбінату. Проте на різних ділянках були досягнуті різні ступені взаєморозуміння, що відбилося на темпах і послідовності реалізації етапів проекту.

Раніше створений централізований обчислювальний центр комбінату виконував функції загальнозаводської автоматизованої системи управління, яка будувалася зверху вниз як вертикаль для директивного управління службами і цехами. Набагато менше вона була придатна для вирішення технологічних завдань науково-виробничого об'єднання (НВО). Задачею ж комп'ютеризації науково-технічних служб комбінату, проведеної фахівцями науково-виробничого об'єднання, інженерами знань і системними інтеграторами ІЧМ АН України, було забезпечення спеціалістів науково-технічних та інженерних служб заводоуправління оперативної інформацією для поглибленого аналізу техніко-економічних показників та оптимізації управління виробництвом за рахунок залучення сучасних науково-технічних засобів і передачі частини функцій технолога машинним програмам. Реалізація цього завдання була можлива тільки після організації системи оперативного збору достовірної інформації та створення сервісних програм обробки і аналізу даних на ПЕОМ, доступних кожному фахівцеві комбінату. При цьому доводилося враховувати досвід і сформовані традиції за рахунок залучення фахівців комбінату в якості консультантів та експертів.

Робота була розпочата з вивчення інформаційних потоків. Інформацію структурували за рівнем (технологічний, управлінський, системний), за призначенням (технологічна, економічна, нормативно-довідкова) і по переділах (агломерат, чавун, сталь, прокат). Одночасно розроблялася поетапна програма робіт, в основу якої поклали раніше запропоновану стратегію створення інтегрованої розгалуженої комп'ютерної мережі, що включає бази даних фундаментальної, технологічної та нормативно-довідкової спрямованості, обчислювальний комплекс для всебічної математичної обробки даних та проблемно-орієнтовані комплекси з інтелектуально-логічними елементами для аналізу, прогнозування та оптимізації технологічних процесів. Крім того передбачалися науково-дослідницькі завдання для реалізації до коригування раніше розроблених проблемно-орієнтованих систем по доменному і сталеплавильному переділам.

У ході цієї роботи фахівці комбінату, що залучалися в якості консультантів та експертів, освоювали основи комп'ютерної грамотності на придбаних для реалізації проекту ПЕОМ, що забезпечило сприятливий психологічний клімат для входження технологічних та економічних служб в створювану комп'ютерну систему. До роботи в якості співвиконавців (експертів і консультантів) було залучено 17 провідних фахівців комбінату. Прийнята організація робіт диктувалася необхідністю враховувати функціонуючу на комбінаті ОАСУ. Принципи побудови створюваної інтегрованої комп'ютерної мережі (ІКМ), НВО та ОАСУ радикально різні. Якщо ОАСУ будувалася як централізована вертикаль, то ІКМ створювалася автономними модулями (робочими станціями) на об'єктах управління (в цехах і службах) для оптимізації їх роботи з перспективою подальшого горизонтального і вертикального нарощування аж до директорського рівня з виходом у поза заводські масштаби. Ці роботи з самого початку були орієнтовані на розвиток (відкриття системи) з послідуючим поетапним об'єднанням їх в локальні комп'ютерні мережі. Така концепція визначила і послідовність роботи: спочатку найбільш трудомісткий технологічний рівень – комп’ютеризація системи аналізу роботи агрегатів, ділянок і цехів, а завдання управління наскрізними технологіями були віднесені на другу чергу. Для прискорення процесу реалізації проекту застосували технологію паралельного проектування. У результаті цього не тільки вдавалося прискорити час реалізації, але й оперативно вносити в нього корективи відповідно з технічними розробками та ідеологією в сучасній інформатиці. При цьому можна виділити три напрямку робіт, що паралельно розвивалися: інформаційні системи обліку та аналізу виробництва, системи аналізу технології (експертні системи), обчислювально-аналітичний комплекс.

Організація системи обліку та аналізу виробництва мала вирішальне значення для всіх наступних етапів роботи, так як ця інформація відразу вливалася у вже існуючі інформаційні служби, показуючи нові можливості. Ця робота по необхідності проводилися з широким залученням провідних заводських спеціалістів, не тільки знімаючи упередження перед інформаційними інноваціями, але і готуючи їх до подальшої експлуатації інформаційної мережі, що створювалась, на всіх її рівнях.

Інформаційна система «План». Цей програмний комплекс, має в своєму складі близько 20 підпрограм, формує щодобові відомості за підсумками роботи агломераційного, доменного, сталеплавильного і прокатного виробництв. Наростаючим підсумком з початку місяця або року вводиться звітна інформація про фактичне і планове виробництво та про простої агрегатів. Поповнення баз даних проводиться незалежно від операторів планового відділу по каналах ОАСУ. Можливе виведення інформації за будь-який період необхідної кількості календарних днів. Ці масиви даних можуть бути оброблені в обчислювальних комплексах ІКМ. Система написана мовою Сlipрег. Інформаційна система «Матеріал». Ця система відображає рух матеріалів між основними виробництвами комбінату: аглофабриками, доменним і сталеплавильними цехами. Вона реалізована з двох баз даних – аглодоменної і сталеплавильної, в яких помісячно відображається рух матеріалів в цілому по комбінату, на аглофабриці, в доменному цеху за передільному і ливарному чавуну, в сталеплавильних цехах по основним і вогнетривким матеріалам, розкислювачами, змінному устаткуванню. Реалізовані в структурі DВаsеЗ, вони дозволяють в діалоговому режимі здійснювати введення і накопичення інформації з наступним її аналізом і виведенням результатів в екранному вигляді, в роздруківках і пересиланням файлів. Використана реляційна (таблична) схема зберігання даних з виведенням її на зовнішні носії. Програма введення, обробки, виводу на дисплей, принтер і пересилки файлів написана на мові СІ.

Системи аналізу технології (експертні системи). Ці розробки були науково-дослідними заготовками розробників, значною мірою апробованими раніше в лабораторних умовах і публікаціях. Найбільш повно таку апробацію пройшли розробки стосовно доменного і сталеплавильного процесам, а також переділу безперервного розливання сталі.

АРМ технолога-доменщика. Дана розробка являє собою відкриту експертну систему, що включає формалізований досвід технологів, поєднаний з сучасними обчислювальними методами обробки даних та інженерних розрахунків. Ця експертна система містить інформаційний, проблемний, прикладний і системний блоки. Інформаційний блок представлений базою даних «Домна», проблемний блок містить кілька проблемно-орієнтованих модулів, що формалізують різні сторони доменного процесу, прикладний блок повністю складається з «Пакета статистики», Системний блок забезпечує узгоджене функціонування всіх зазначених блоків як цілісної системи. Інформаційна база даних «Домна» містить добові дані про роботу кожної доменної печі. Структура бази даних і діалогова система введення, накопичення, пошуку і виведення даних узгоджені з аглодоменним відділом НВО комбінату. Вона оформлена у вигляді машинного паспорта доменної плавки (МПДП). Спеціальний інтерфейс забезпечує стикування бази даних «Домна» з «Пакетом статистики», організовуючи діалог з непідготовленим користувачем широким застосуванням «меню» і «підказок». Для кожної печі МПДП включає 11 розділів, що містять відомості про технологічні параметри печі (робота горна і колошника), про ківшевому господарстві, про порушення режиму плавки (опади, ремонти фурм, зупинки), про кадри – більше сотні фіксованих показників. Проблемний блок дозволяє вирішувати технологічні, інженерні, науково-дослідні та аналітичні задачі. Для цього в нього включені наступні проблемно-орієнтовані модулі:

– матеріальний і тепловий баланс;

– прогноз продуктів плавки по складу подачі;

– аналіз показників плавки за будь-який досліджуваний період (до шести періодів);

– прогноз властивостей шлаку;

– пофакторний аналіз продуктивності і витрати коксу.

Прогноз продуктів плавки (кількості та складу чавуну і шлаку) за складом подачі в заданому технологічному режимі здійснюється традиційними методами розрахунків доменної шихти за складом і витратами матеріалів при фактично встановлюваними на кожній печі коефіцієнтах розподілу елементів. Аналіз показників плавки проводиться на підставі інженерних розрахунку доменної шихти з метою поглибленого аналізу відновлюваної роботи горна. Зокрема, обчислюються ступінь прямого відновлення, індекс непрямого відновлення, теоретична температура горіння, кінетична енергія дуття. Ці параметри в подальшому використовуються для аналізу ефективності роботи печі для технологічних та науково-дослідних цілей. Інформаційно-пошукова система забезпечує вибірку і середньозважування даних з баз даних за будь-який період.

Надається можливість аналізу за кілька періодів одночасно. Прогноз властивостей шлаку здійснюється на підставі оригінальної науково-дослідної розробки СНІР (системи неполяризованих іонних радіусів). З використанням математичного апарату цієї теоретичної розробки за даними про хімічний склад і кількість шихтових матеріалів обчислюються модельні критерії (інтегральні фізико-хімічні критерії) кінцевого доменного шлаку, що формується, виходячи з яких кількісно оцінюються такі технологічно важливі якості, як температура початку плавлення і кристалізації, в'язкість, щільність, поверхневий натяг і електропровідність шлаку.

Аналіз продуктивності печі і витрат коксу проводиться методом пошуку багатофакторних кореляцій в матриці даних за допомогою «Пакета статистики» в залежності від розрахункових характеристик відновлювального процесу. Цим аналізом установлюють частки впливу аналізованих чинників («відгуки») на досліджуваний параметр. Використовуючи систему «меню» і «підказок» непідготовлений користувач може створювати в діалоговому режимі окремі файли з впливу аналізованих чинників на продуктивність печі і витрати коксу з наступним моделюванням їх варіацій для умов кожної печі, використовуючи планові або фактичні дані з бази даних «Домна». Всього передбачено аналіз близько 60 різних градацій основних факторів з виразом " відгуків" у відсотках збільшення або зменшення продуктивності печі і витрат коксу.

Система аналізу сталеплавильного процесу. Проблемно-орієнтований відпрацювання технологічного процесу в сталеплавильних агрегатах реалізована на автоматизованих робочих місцях «Сталеплавильник» і «Розливальник» в повній відповідності із загальною технологією створення автоматизованих робочих місць на рівні експертних систем.

Підсистема «Сталеплавильник» спирається на інформаційну базу даних у формі машинного паспорта даних, узгодженого на усіх рівнях управління і заснованого на фактично чинному паспорті даних ОТК і цехової АСУТП. Накопичувані в базі даних засобами АРМу «Сталеплавильник» проходять первинну обробку і «звертання» технологічної інформації у вигляді звітних форм, графіків і таблиць, потім надсилаються на сервер для наскрізного аналізу ланкою верхнього управління як по мережевому, так і модемному зв'язку. Підсистема забезпечена сервісними засобами вибірки і злиття баз за будь-які періоди, пофакторним аналізом техніко-економічних показників плавки, а так само моделями, що забезпечують вирішення наступних завдань:

– розрахунок витратних коефіцієнтів і остаточного змісту марганцю, сірки і фосфору в сталі при зміні складу і витрат чавуну рідкого і твердого, металобрухту, феросплавів або їх відходів, вапна, вапняку, залізорудних матеріалів, кисню і необхідних кінцевих параметрів – температури сталі, основності шлаку, вмісту вуглецю після зупинки продувки;

– вибір оптимального (з того, що є в наявності) набору сплавів при легуванні сталі в конвертері Ni, Сu, W, Mo, Co;

– вибір способу досягнення заданої температури металу при дефіциті металобрухту з різними способами охолодження;

– вибір способу досягнення заданої температури металу при дефіциті чавуну;

– вибір оптимального набору сплавів для розкислення і легування сталі в ковші;

– вибір способу досягнення заданого вмісту сірки і фосфору в сталі;

– прогнозування при шихтових і температурних режимах, що змінюється, відхилень ходу процесу від оптимального.

Підсистема «Розливальник» спирається на машинний паспорт переділу розливки та інформацію, що надходить на сервер НВО з модемного зв'язку з цехової АСУТП. На робочій станції у відділі безперервного розливання НВО створена інтегрована база даних і забезпечені серверні кошти оперативного перегляду, коректування, пошуку, обробки показників переділу, що включає 98 полів адресно-технологічної інформації та 54 поля, що характеризують режими водоповітряного охолодження. Розроблена підсистема інженерних розрахунків аналізу показників плавки за будь-який період та програмні засоби формування наскрізного паспорта плавки. Користувач за допомогою програмних засобів, ввівши дати початку і кінця періоду, отримує розраховані показники, систематизовані і зведені у відповідні таблиці в залежності від виду обробки. Результати видаються на екран, запам'ятовуються у файлі і за запитом видаються на друк.

У паспорті плавки для переділу розливання фіксуються основні виробничі показники:

– маса плавки (відлито всього) в тоннах і метрах;

– тривалість розливання в хвилинах;

– вміст хімічних елементів в рідкій сталі;

– відходи (обрізки, пояси);

Система аналізу нормативно-технічної інформації «ДСТУ». Інформаційно-пошукова система вирішує завдання забезпечення фахівців заводоуправління та інженерно-технічних служб нормативно-технічною інформацією на продукцію комбінату, фрагментарно розкиданої в державних стандартах, технічних умовах. Програмне забезпечення системи реалізує методологію генерації асоціативних баз на основі змістового розкриття вкладених посилань в документах. Робота з нормативною документацією бази забезпечена автоматизованою Інформаційно-пошуковою системою для оперативного огляду інформації по чотирнадцятьом пошуковим параметрам: ДСТУ, вид продукції, марка сталі та її властивості, межа плинності, тимчасовий опір, відносне подовження, відносне звуження, ударна в'язкість, вміст елементів в сталі і т.д. В даний час розробляється підсистема автоматизованої гармонізації вітчизняних стандартів із зарубіжними аналогами.

Обчислювальний комплекс «Пакет статистики». Запропонований комбінату блок є частиною оригінального проблемно-орієнтованого комплексу АСОД, створеного для науково-дослідного обслуговування технологів і дослідників . «пакет статистики» містить 6 модулів:

МAТРХ – операції з даними, що подаються в матричній (табличній) формі, що дозволяє, крім багатопланового редагування, проводити матричні перетворення;

SТАТХ – одномірна статистична обробка, що дозволяє характеризувати масив даних по максимальному і мінімальному значенню, середньому арифметичному, дисперсії і коефіцієнту варіації, моду і медіані, асиметрії і ексцесу, а також величині помилки середнього для табличного рівня ймовірності 0,95; дається графічне уявлення кривих розподілу в порівнянні з нормальним і їх зіставлення за критеріями асиметрії, ексцесу і XІ-квадрат; результати аналізу видаються в табличному вигляді на екрані, в роздруківках і експортуються у файли;

GRAFХ – візуальне дослідження всіх аналізованих залежностей на екрані дисплея;

РРСОR – дослідження парних корреляцій у формі перебору стандартних функцій (лінійна, степенева до п<10, гіперболічна, експоненціальна, логарифмічна, показова) з оцінкою тісноти зв'язку за кореляційним відношенням R²=1-Soct²/Sу² через залишкову і емпіричну дисперсії;

МКОRА – дослідження багатофакторних зв'язків по матриці (таблиці) з можливістю попередньої Лінеаризації через гіперболічну, логарифмічну і експонентну функції з візуалізацією досліджуваних залежностей на екрані; коефіцієнти кореляції підбираються методом найменших квадратів з оцінкою їх значимості критеріями Ст'юдента і Фішера.

ОРТIUМ – кошти багатокритеріальної оптимізації, що дозволяє технології наочними і простими прийомами вирішувати складні завдання вибору раціональних режимів роботи металургійних агрегатів, які забезпечують виробництво металу заданої якості в рамках обмежень, обумовлених шихтовими і технологічними умовами. Програмні кошти пакета забезпечують багатомірне сортування по заданими пироговими значеннями, різнопланові «згортання» фізико-хімічної та технологічної інформації, побудова експериментальних і згладжених поверхонь «відгуків» в заданих координатних перетинах. Тривимірні картограми в порівнянні з традиційними методами оптимізації мають одну з незаперечних переваг – наочність представлення складних нелінійних залежностей. Суперпозиція таких картограм для декількох поверхонь, як «відгуків», дозволяє зіставити всі оптимуми одночасно і вибрати базові технологічні режими, наприклад, вибрати оптимальний шлаковий режим, що забезпечує виплавку кондиційного по сірці і кремнію чавуну при відповідних обмеженнях на витрати коксу і продуктивність.