книги из ГПНТБ / Альман, П. А. Автоматизированные системы управления в химической и нефтехимической промышленности [учеб. пособие]

Как уже отмечалось, и процессе решения каждой задачи оп­ ределяется состав и объемно-временные характеристики необ­ ходимой информации.

не относится к его местоположению, наоборот, он может быть размешен по частям на отдельных записывающих устройствах, расположенных, скажем, на различных кустовых вычислительных центрах. Слово «единый» предполагает возможность автоматнзированно получить любую, содержащуюся в фонде, информа­ цию в любой точке системы, где она может попадаться. Прин­ ципы формирования информационного фонда предполагают и создание целой группы алгоритмов н проі рамм формирования и обработки информационных массивов, основными из которых являются алі орнтмы и программы:

—контроля входной информации:

—проверки сохранности информационных массивов:

—сортировки, упорядочения и распределения данных по мас­ сивам:

— образования агреі прованных и производных показателей:

—информационного поиска-

—обновления и пополнения информационных массивов. Точно так же, как создается единый информационный фонд.

должен быть создан единый фонд алгоритмов и программ для

этом нет крайней необходимости, а выделить классы задач и для каждого класса разработать свою стандартную программу, спо­ собную решать все задачи этого класса.

Из опыта проектирования АСУ считается, что достаточным перечнем алгоритмов и проірамм . реализующих непосредственно вычисления по моделям, является следующий:

1, Программы решения задач линейного программирования:

—общей задачи линейного программирования:

—задач специальной структуры: блочных, вытянутых, транс­

портного типа (в матричной и сетевой постановках).

-- параметрическою исследования и исследования устойчи­ вости решения относительно параметров задачи линейною прог­ раммирования.

2. Программы решения задач нелинейного программирования;

124

—целочисленных и смешанных задач:

—квадратичного программирования.

3.Программы решения задач стохастического программиро­

вания.

4.Программы решения задач динамического программирова­

ния.

5.Программы решения задач статистического анализа данных.

6.Программы решения имитационных задач. Функционирование всего этого комплекса задач и программ

требует создания группы программ обслуживающего характера.

программ является определение очередности решения задач с учетом имеющихся между ними информационных связей и заня­ тости отдельных блоков вычислительной машины в данный мо­ мент;

ции моделей, преобразования информации при переходе от моде­ ли к модели и т. д.): обеспечивающих выдачу результатов реше­ ния задач в удобной для потребления форме (в виде таблиц, графиков, форм отчетности, перфокарт и т. д.): обеспечивающих простоту корректировки данных (световое перо, display и т. д.)

Рассмотрим теперь порядок проведения решения отдельной задачи в условиях созданного в описываемых рамках математи­ ческого обеспечения АСУ.

К программе — диспетчеру поступает заявка на проведение расчетов по задаче. Эта заявка содержит шифр задачи и преду­ смотренную инструкцией по задаче дополнительную информа­ цию, например, шифры критериев, по которым следует найти оптимальные решения, варианты ограничений или шифры алго­ ритмов их формирования и т. д. Программа — диспетчер про­ сматривает имеющуюся в памяти технологическую схему реше­ ния задачи и определяет время и порядок проведения расчетов.

125

В выделенное время начинает работать программа поиска инфор­ мации для данной задачи, после чего программа — диспетчер вызывает программу, перерабатывающую эту информацию в форму, необходимую для использования в модели.

Это специфичная программа, воплощающая инструкцию, созданную на стадии разработки задачи и, возможно, включаю­ щая в себя образование производных показателей, статистичес­ кую обработку и прогнозирование их и т. д.

Далее вызывается программа формирования модели. На ста­ дии экспериментальных расчетов соответствующие формы запол­ няются вручную (матрицы, таблицы и т. д.). В условиях функцио­ нирования АСУ это должно производиться автоматизированно. Модель теперь служит инструкцией по составлению матрицы, таблицы и т. д. в том смысле, что сообщает какие группы уравне­ ний и в каком порядке должны быть записаны и какие перемен­ ные и с какими коэффициентами должны в них входить. П о этой инструкции составлена сервисная программа построения матри­ цы (генератор модели). После формирования модели происходит обращение к стандартной программе, реализующей решение за­ дачи. Применение стандартной программы приводит к тому, что результат решения всегда имеет некоторую фиксированную форму записи, а цель в получении информации в виде, преду­ смотренном инструкциями по формам выдачи информации, созданным на стадии разработки задачи. На базе этих инструк­ ций создаются программы обработки результатов решения и сервисные программы выдачи информации на печать в виде удобном для потребителя (отчетные формы, таблицы, графики и т. д.). В результате анализа результатов решения у работников аппарата управления могут возникнуть соображения об изме­ нении тех или иных исходных условий, параметров и т. п. По­ этому предусматривается возможность быстрой корректировки части информации (световое перо).

126

Глава VII

О С Н О В Н Ы Е П О Л О Ж Е Н И Я ПО С О З Д А Н И Ю АСУ И Э К О Н О М И Ч Е С К А Я О Ц Е Н К А ЕЕ Э Ф Ф Е К Т И В Н О С Т И

§ 1. Разработка и внедрение АСУ (основные положения)

Автоматизированные системы управления предприятиями, объединениями, министерством в химической и нефтехимической промышленности создаются в соответствии с планом министерств

ирешениями директивных органов.

Впланах создания АСУ определяются: объекты, на которых должны создаваться АСУ; головные научно-исследовательские и проектные организации по разработке АСУ, организации соис­ полнители; объемы, источники финансирования и сроки выпол­ нения работ.

Кразработкам автоматизированных систем управления, как правило, привлекаются специализированные научно-исследова­ тельские и проектно-технологические организации.

На различных стадиях разработки и создания АСУ участвует также заказчик (предприятие, объединение, министерство).

Разработка и создание А С У охватывает очень широкий ком­ плекс вопросов. Основные направления этого комплекса приве­ дены на рис. 22.

Общая координация работ по созданию автоматизированных систем управления в Министерстве химической промышленности

С С С Р осуществляется опытно-конструкторским бюро автомати­ ки (ОКБ А), в Министерстве нефтеперерабатывающей и нефте­ химической промышленности С С С Р — Всесоюзным научно-про­ изводственным и проектно-конструкторским объединением «Нефтехим».

Эти же организации являются ведущими разработчиками О А С У соответствующих министерств.

Весь комплекс работ по созданию АСУ делится на следующие стадии:

127

Рис. 22. Основные направления разработки и создания АСУ

1) предпроектная стадия, включающая обследование объекта и разработку технического задания на создание АСУ (задания на проектирование) :

2) разработка проекта:

в т. ч. а)технического проекта: б) рабочего проекта:

3)внедрение.

Всвязи с общностью принципиальных положений по разра­ ботке и созданию АСУ для различных уровней управления в масштабе министерства, освещение этих вопросов ниже строится на примере предприятия.

На предпроектной стадии осуществляются всестороннее об­ следование и анализ существующей системы управления конкрет­ ным промышленным предприятием.

При обследовании и изучении объекта анализируются органи­ зационная и функциональная структура предприятия, потоки и состав информации, движение сырья, полуфабрикатов (полупро­ дуктов), готовых изделий, особенности технологических процес­ сов, постановка работ и методы планирования и учета производ­ ства. На этой стадии осуществляется укрупненный выбор объек­ тов автоматизации (состав автоматизируемых функций и задач планирования и управления), а также предварительный выбор технических средств А С У П .

Данные, полученные в результате обследования, служат осно­ вой для:

а) разработки рекомендаций по упорядочению существующей системы управления без дополнительного применения технических средств и электронно-вычислительной техники (в проектную документацию не включаются):

б) выработки решения о составе задач, подсистем и подразде­ лений, охватываемых А С У П :

в) составления технического задания на создание АСУП . Техническое задание на создание АСУП является завершаю­

щим этапом первой стадии всего комплекса работ. В нем отра­ жаются требования к задачам, подлежащим реализации в авто­ матизированной системе, техническим средствам, системам ин­ формации и математического обеспечения.

Очень важным разделом технического задания является уста­ новление очередности создания АСУП .

Как правило создание А С У П предусматривается в две оче­ реди, что обуславливается новизной, сложностью и масштаб­ ностью всего комплекса работ.

На различных предприятиях состав подсистем и задач, вклю-

129

чаемых в первую очередь, может отличаться. Это определяется важностью отдельных задач для конкретного предприятия, нали­ чием вычислительной техники и условиями ввода в эксплуатацию отдельных элементов технических средств АСУП, затратами вре­ мени на создание различных нормативно-справочных массивов, уровнем подготовки кадров и т. д.

Разработка проекта осуществляется в две стадии (технический

ирабочий проект).

Втехническом проекте разрабатываются (с подробной разра­ боткой первой очереди АСУП):

действия с автоматизированными системами управления техно­ логическими процессами (АСУТП).

Кроме того разрабатываются принципы взаимосвязи с систе­ мой более высокого уровня — отраслевой автоматизированной системой управления (ОАСУ).

Рабочий проект является дополняющей, уточняющей и детали­

движения; должностные инструкции; формы нормативно-спра­ вочной информации и инструкции по их заполнению и внесению изменений; альбом шифров (систему шифровки и таблицы): организацию комплекса программ и массивов информации; ра­ бочие программы и инструкции (перечень и их описание, блоксхема алгоритмов, инструкции по перфорации, записи на магнит­

Внедрение автоматизированной системы управления не сле­ дует рассматривать как одномоментное явление. Переход от существующей системы управления связан с рядом этапов, при-

130

чем он начинается параллельно с разработкой проектной доку­ ментации.

На первых этапах ведется экспериментальная отладка отдель­ ных задач, затем осуществляется их опытная эксплуатация. Посте­ пенно расширяется круг задач, охватываются отдельные под­

Отечественный и зарубежный опыт подтверждает высокую эффективность управления производством с использованием ма­ тематических методов, электронно-вычислительных машин и дру­ гих специальных технических средств.

Наряду с этим следует учитывать, что создание АСУ требует достаточно больших затрат. Только на стадии разработки А С У П по некоторым оценкам необходимо затратить от 200 (для сред­ них заводов) до 4000 человеко-лет (для уникальных крупных заводов). Повторное применение первичных разработок для предприятий родственного профиля, естественно, снижает трудо­ емкость проектирования.

Значительные суммы требуются на приобретение, монтаж и эксплуатацию всего комплекса технических средств. Поэтому экономическая оценка эффективности АСУ, создаваемой для дей­ ствующего объекта, основывается на сравнении получаемого эффекта с затратами на его достижение.

Внедрение А С У П , как показывает практика, способствует росту объема производства, снижению себестоимости продукции, повышению ее качества, уменьшению оборотных средств и улуч­ шению других технико-экономических показателей.

Обоснование эффективности А С У П базируется на общих мето­ дических принципах определения экономической эффективности новой техники.

Усложняющим обстоятельством является то, что в период создания АСУ на предприятии параллельно реализуются другие мероприятия по совершенствованию и развитию производства, также влияющие на улучшение технико-экономических показате­ лей.

Дифференцирование общего эффект?, по направлениям (в т. ч. за счет внедрения АСУ) является очень сложной задачей, реше­ ние которой сопряжено с известной долей условности.

Если исходить из предположения, что на эффективность про-

131

изводства повлияло только внедрение АСУ, то для оценки изме­ нений отдельных показателей могут быть использованы фор­ мулы планово-экономических расчетов.

Например, увеличение объема производства за счет сокра­ щения потерь рабочего времени можно определить по формуле:

Для определения снижения себестоимости годового выпуска продукции может быть использована следующая формула рас­

а— коэффициент приведения к новому объему произ­ водства {By), т. е. в условиях функционирования

АСУ, определяемый из отношения Вх : В0; Нуъ — условно-постоянные расходы в себестоимости про­

дукции до внедрения АСУ, в млн. руб. Использование метода сравнительной эффективности позво­

ляет дать экономическую оценку эффективности А С У П по сравни­ ваемым вариантам. В основе оценки лежит отыскание максимума разности приведенных затрат при реализации различных вариан­ тов А С У П .

132

— дополнительный эффект, получаемый в народном хозяйстве за период Гэ , (получаемый у потребителя за счет повышения качества продукции и др.);

Т—общий период использования данного комплекса АСУ.

Определение эффекта от внедрения АСУ, в соответствии с экономической теорией сравнительной эффективности, должно основываться на приведении сопоставляемых вариантов к тож­ дественным условиям, в частности, к одинаковым объемам произ­ водства. Это требует учета в базовом варианте возможных зат­ рат для достижения уровня, обеспечиваемого внедрением АСУ.

Если предположить, что в каждом у'-м году этапа Гэ , разность приведенных затрат на производство продукции постоянна, то в условиях сопоставимости показателей общий экономический эф­ фект от внедрения А С У П может быть выражен следующей фор­ мулой :

не изолировано, а во взаимосвязи с различными объектами и

133