книги из ГПНТБ / Амитан, В. Н. Основы создания автоматизированных систем управления (учебное пособие)
.pdfжены в организации работы служб, создающих документа
цию. Однако, контроля, аналогичного контролю изготовления детали, в службах технической подготовки производства и службах управления не предусмотрено.
- Верно, что инженерно-технический работник, выполняю щий ту или иную работу, несет ответственность за качество
своей работы, однако, и работник, изготавливающий деталь,
также несет ответственность за качество своей работы; только в этом случае установлен дополнительный контроль, ограни чивающий поступление забракованных деталей на дальней шую обработку. Основной задачей, такого контроля является
предотвращение дальнейшего увеличения брака, стало быть, и убытков, неизбежных при появлении брака на какой-то пер
воначальной стадии обработки детали. Возложенная на ис полнителя ответственность имеет второстепенную роль, она призвана постоянно поддерживать состояние напряженного
внимания исполнителя при выполнении своей работы. Следовательно, вполне обоснованно возникает необходи
мость организации института контроля качества нормативной или другой первичной информации перед поступлением ее в обработку.
Эту задачу необходимо решать дифференцированно, по стадиям ее возникновения. Такой подход позволит более ра ционально разрешить проблему обеспечения достоверности информации.
Таким образом, рассмотрим такие виды информации:
—нормативную первичную;
—нормативную производную;
—плановую объемную;
—плановую поэлементную (конечную) ;
—отчетную первичную;
—- отчетную производную;
— аналитическую.
Уже сам перечень видов информации расположен в поряд ке очередности возникновения. Анализ функционирования АСУ на ряде предприятий страны показал, что лишь в созда
нии первичной нормативной информации должен, по крайней мере, еще в течение нескольких десятилетий, участвовать че ловек; все остальные виды информации могут возникать и.
подвергаться обработке в вычислительной системе. Действительно, нормативная первичная информация со
здается конструктором и технологом. Сводные ведомости при меняемости, нормы времени и і расхода материалов на изде
70
лие и прочую производную информацию с успехом и доста
точно большой достоверностью может выполнять ЭВМ, при
чем эта достоверность гарантируется практически, даже при отсутствии контроля на промежуточных этапах обработки ин формации. Аналогичный характер взаимоотношений инфор
мации и АСУ можно пронаблюдать и со всеми остальными видами информации. Некоторое исключение представляет от четная первичная информация. Как показал анализ, это ин формация о выполнении операции, об окончании изготовления детали (полном или частичном, по завершенном в цехе), о расходе материала для изготовления детали и табельный учет. Вся остальная учетная информация — производная, ли бо справочно-табличная.
Таким образом, можно смело утверждать, что для контро ля подготовки информации необходимо:
—объем контролируемой информации ограничивать нор
мативной первичной;
—дополнительно организовать работу на промышленном предприятии для создания «института» OTK информации,
'подлежащей вводу в вычислительную систему.
Наконец, к форме представления входящей в систему- и выходящей из нее информации предъявляется-также требова ние наглядности, т. е. удобства и простоты ее восприятия че ловеком.
Таким образом, комплекс информационного обеспечения, рационализация потоков информации, ор ганизационное оформление объективно-необходимой инфор мации создают основу для комплексной механизации и авто
матизации инженерного и управленческого труда.
3.3. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ УПРАВЛЕНИЯ
Одним из необходимых условий развития экономической науки является овладение точными методами количественного
анализа, широкое использование математики как могучего ин струмента исследования. Хорошо известно высказывание К. Маркса, о том, что только «тогда наука достигает совершен ства, когда ей удается пользоваться математикой» '. Особенно важным становится вопрос освоения математики в создании АСУ.
1 К. Маркс, Ф. Энгельс, Сочинения. Изд. 2. т. 25, ч. 1, стр. 336.
71
Рассматривая математическое обеспечение автоматизиро ванной системы управления любой из ее подсистем, можно говорить как о собственно математическом аппарате (алго-.
ритмах и методах), так и о программном обеспечении.
По мнению Μ.. А. Королева ...«математическое обеспечение системы экономической обработки данных состоит из сово купности алгоритмов и программ для обеспечения эффектив ной работы ЭВМ, включающей составление обычных алго ритмов и программ по решению задач, стандартных программ для решения типичных, часто повторяющихся задач и таких общих программ, как операционные системы, компиляторы,
ассамблеи, редактирующие и отладочные программы, диспет черы, трансляторы и т. п.» 1
Отдавая должное программному обеспечению, мы счита ем, что основой математического обеспечения является имен
но аглоритмическое обеспечение, в то время как программное выполняет лишь служебную роль.
Таким образом, математическое обеспечение автоматизи рованной системы управления состоит из алгоритмического
и программного аппаратов.
Применение математических методов для решения эконо мических задач находится еще в стадии становления. Поэтому
практически речь может идти о некоторых типах задач, к кото рым относятся транспортные, задачи формирования и согла сования планов развития хозяйств, отрасли, предприятия, об
работки статистических данных и некоторые другие. Характерной особенностью задач в области управления
экономическими процессами является наличие большого ко личества возможных вариантов решений, многочисленность источников информации, динамичный характер самой инфор мации.
Действительно, рассматривая ту или иную задачу, можно увидеть, что одна и та же цель может быть достигнута разно образными средствами так же, как одни и те же средства, имеющиеся в нашем распоряжении, могут быть использованы для достижения различных целей. Таким образом, для решения многих экономических задач существует множество возможных вариантов, а если это так, то, значит, существует
и наиболее |
выгодный, |
оптимальный |
вариант. Наибольшую |
1 Расчет |
экономической |
эффективности |
внедрения ЭВМ. Перевод с |
японского. Редакция и вступление Μ. А. Королева. Μ., «Прогресс», 1968, стр. 20.
72
трудность в управлении экономикой представляет именно эта
множественность вариантов решений. Оценка отдельных ва риантов заключается в их расчете, взаимном сопоставлении и выборе наиболее выгодного (оптимального) решения. Подоб ная работа часто выходит за пределы возможностей челове ка, расчеты бывают чрезвычайно. сложными, требуют много времени для их выполнения и нередко сопровождаются много численными ошибками.
Преимущество применения математических методов с ис пользованием электронно-вычислительных машин именно в
экономике заключается, прежде всего, в возможности произ
водить экономические эксперименты на математических мо делях. Изменяя исходные данные, мы можем, даже при весь ма сложных взаимодействиях экономических факторов, опреде лить с помощью математической модели возможные решения той или иной экономической задачи. Математические модели
и связанные с ними расчеты, производимые на вычислитель ных машинах, помимо выбора оптимального варианта, созда ют возможность экономического предвидения, а, следователь
но, позволяют сосредоточить внимание на решающих крити ческих факторах и своевременно принимать необходимые
меры.
Рассмотрению математических моделей в управлении эко номических систем посвящено много работ, поэтому в настоя щей книге в основном речь идет о программном обеспечении.
Одной из наиболее распространенных задач в управлении производством являются оперативные расчеты производствен ных мощностей в различных временных оценках. Анализ прак
тики объемного планирования подтверждает, что методы пла нирования, основывающиеся на укрупненной нормативной базе, ориентировочных расчетах, интуиции, не дают возмож
ности эффективно вести производственный процесс. Сущест вующая практика выдачи планов производства «сверху» часто приводит к несогласованности этих планов с мощностями
предприятия.
Система оптимального объемного планирования на базе ЭВМ предполагает формирование и календарное распределе ние плана производства на самом предприятии с учетом конт рольных цифр директивного плана структуры основных средств, спроса на продукцию, специализации предприятия.
В качестве критериев выбора оптимальных вариантов плана производства рассматривается максимизация товарно го выпуска продукции, использования мощностей и прибыли
73
от производства. При распределении на ЭВМ сформирован ного в номенклатуре и объеме плана производства внутри ка лендарного периода в качестве критерия принимается мини
мизация номенклатуры для каждого отрезка календарного периода (в году для кварталов и т. п.) в единичном производ стве до минимума страхового запаса в массовом. При суже нии номенклатуры в отрезке планируемого периода такой
метод обеспечивает увеличение серийности выпуска изделий, что создает условия для повышения производительности труда рабочих за счет снижения трудозатрат на подготовительно заключительных операциях, весьма значительных в мелко серийном производстве.
Совокупность алгоритмов расчета производственных мощ ностей является-неотъемлемой частью комплекса экономико математических моделей, обеспечивающих оптимизацию ис пользования мощностей на этапах разработки планов произ водства для различных календарных периодов (год, квартал, месяц, декада). Анализы расчета и состава загрузки обору
дования подтверждают выводы о том, что волевая разработка производственных планов для предприятий с индивидуальным
и мелкосерийным характером производства непременно выяв ляет избыток одних и недостаток других видов оборудования. При этом очевидно, что простои оборудования ведут к поте рям производительности труда и росту себестоимости продук ции, обойтись же без многих, даже изредка действующих ви дов оборудования, также нельзя.
Алгоритмы и комплексы программ, обеспечивающие функ ционирование подсистемы оптимального текущего планирова ния, могут быть непосредственно применены при решении задач перспективного планирования и рассматриваются как
начальный его этап.
Функционирование подсистемы обеспечивается, помимо математико-логического аппарата, специализированной систе мой подготовки, хранения, контроля н корректировки инфор
мации.
Подсистема оптимального текущего планирования состоит
из последовательно действующих операторов, обеспечиваю щих как проведение объемных технико-экономических расче тов, так и оптимизацию плана производства предприятия на этапах их формирования и распределения по календарным
периодам.
Под словом «оператор» понимается комплекс экономико
математических моделей, соответствующих определенной за
74
даче, комплекс обеспечивающих программ для ЭВМ, а также соответствующая этому оператору система организации ис ходной информации
Функционирование того или иного оператора понимается как процесс его реализации на ЭВМ. Каждый оператор может функционировать как самостоятельно, так и в определенной последовательности с другими операторами, причем опреде ление последовательности зависит от выбора объекта (пред приятие в целом, цех) и других внешних факторов.
Несмотря на сложность управления производством, осо бенно машиностроительным, большинство задач решается пу тем построения логических алгоритмов. Одной из наиболее
типичных задач логического порядка является расчет показа телей длительности производственного цикла. Он характери'
зует достигнутый уровень техники и организации производ ства, степень непрерывности процесса и, тем самым,— темпы изготовления продукции. Показатель длительности цикла ле жит в основе планирования производственно-хозяйственной
деятельности завода. Без предварительного расчета времени цикла нельзя правильно разработать производственную про грамму, определить объем валовой, товарной, реализуемой
продукции, |
показатели |
по труду и заработной плате, себе |
стоимость |
продукции, |
оборачиваемость оборотных средств |
и т. д. |
|
|
Значение показателей длительности производственных цик лов «определяется, во-первых, тем, что они необходимы для
технико-экономического и оперативно-производственного пла
нирования, а во-вторых, — служат предпосылкой для эконо мии живого и овеществленного труда» 12.
В общем виде формула для расчета длительности цикла
может быть представлена в виде:
ni
Σ tiq
Дсь = 2 ≡7k→b(ra-1) + d(n — 1) + N,
q=l
где Дсг— суммарная длительность цикла изготовления F-ой детали;
1 В. Μ. Левицкий и др. Некоторые вопросы математического обеспече ния АСУ.— «Машиностроитель», 1969, № 7, стр. 29.
2 Ю. T-. Калиберда. Основы расчета длительности производственного цикла. Μ., «Машиностроение», 1968, стр. 3, 4.
75
t q — норма времени на выполнение і-ой операции в q-ом цехе;
к —■ коэффициент выработки норм на і операции; m — количество операций по данной детали;
b — константа межоперационного пролеживания де тали;
а — установленное количество рабочих часов в сутки; d — константа межцехового пролеживания детали; M — константа страхового запаса;
п — количество цехов, участвующих в обработке.
Принятые в приведенном определении Дсб константы по стоянны только в течение определенного календарного пе риода.
Непосредственно с величиной длительности цикла связана величина опережения запуска, т. е. период времени от начала
выполнения операций в очередном цехе до окончания изготов ления детали.
При количественном определении детали в q-цехе, равном
величине опережения Q, можнд изобразить:
Qs = Дсг |
N Дс(, |
1, 2, 3 • • • |
|
|
Пример диаграммы опережений показан на рис. 8, анали |
||||
зируя который |
можно |
выделить некоторые частные случаи |
||
определения величины опережений: |
|
|
||
а) величина |
опережения запуска для детали равна |
дли |
||
тельности цикла изготовления всей |
детали, т. е. плюс |
дли |
||
тельность цикла сборки. |
Qcf = Дсь; |
|
|
|
|
|
|
|
|
б) величина опережения изготовления F-ой детали в по |
||||
следнем q-ом цехе равна длительности цикла изготовления |
||||
F детали в этом цехе, т. |
е. |
|
|
QcFq = ΛcFq.
Решению большинства задач в производстве предшествует
создание нормативного хозяйства. Одной из форм представ ления нормативной информации является матрица.
Так, например, сводные нормы трудозатрат на j-e изделие по і-м группам оборудования представлены в виде мат рицы;
76
где і |
— индекс группы технологичности взаимозаменяемо |
|
j |
го оборудования, вида ручных работ (і = 1, 2... ɪn) ; |
|
— индекс изделий (J = 1, |
2 ...п); |
|
t j |
— время нормативное (t |
шт.) для выполнения работ |
j-ro изделия на і-ой группе оборудования; m — количество групп оборудования;
п — количество видов планируемой продукции; T — матрица трудоемкости.
Эффективность применения современной вычислительной техники для управления производством в значительной сте
пени зависит от математического обеспечения, т. е. от того, насколько полно она обеспечена программами, насколько опе ративно происходит создание, сбор и применение этих про грамм.
Программирование и решение экономических задач отли чаются повышенной трудоемкостью, значительно превышают трудоемкость многих инженерно-технических задач и требуют более глубокой проработки.
Программное обеспечение АСУ должно соблюдать специ фические требования унификации программ и возможность их типизации.
В связи с этим разработке каждой программы должна предшествовать организационно-экономическая постановка задачи. •
Экономико-организационная постановка задачи вклю чает:
—название задачи, ее шифр и круг объектов, для которых она предназначена;
—содержательную постановку задачи;
—периодичность решения задачи;
—связь данной задачи с другими и ее место в ком
плексе;
—способ организации сбора исходных данных и передачи результатов в производство (в т. ч. предполагаемые для при менения технические средства и носители информации);
—ограничения на время и срок выдачи решения задачи;
77
— специфические особенности задачи (если таковые имеются).
В числе вопросов, оговоренных постановкой, указывается входная информация.
3.4. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ
Применение современных технических средств механиза
ции и автоматизации инженерного и управленческого труда создает предпосылки для качественного изменения методов
управления.
Вычислительную технику, комплекс средств сбора инфор мации, комплекс средств передачи и отображения информа
ции необходимо рассматривать в зависимости от назначения и места использования технических средств в системе управ
ления призводством. В системной характеристике эти ком плексы тесно связаны между собой, однако, в процессе авто матизированного управления решают принципиально различ ные задачи.
Создание комплексного технического обеспечения АСУ — длительный и трудоемкий процесс, который можно разделить на ряд этапов:
—внедрение пускового комплекса, определяющего мини
мальный объем решаемых задач, необходимых для функцио нирования автоматизированной системы управления;
—освоение проектной мощности, определяемой развитием технических средств и охватом всего объема управленческих работ;
—совершенствование созданной системы управления. Совершенствование управления современным производ
ством требует выполнения большого объема вычислительных и. логических операций за малые промежутки времени, а для этого необходимы вычислительные машины большой произво дительности.
Для целого ряда задач управления производительность современных ЭВМ недостаточна. Одним из путей решения этой проблемы является агрегирование, объединение ряда ма шин в единый комплекс.
Задачи управления отличаются значительными объемами
информации, обрабатываемой для различных потребителей (цех, служба), регулярным вводом в ЭВМ больших массивов данных, поступающих из всех подразделений предприятия.
78
Все это оказывает непосредственное влияние на состав техни ческих средств системы управления.
Решение задач в автоматизированной системе управления производственно-хозяйственной деятельностью предприятия
связано с переработкой значительных объемов информации. В
этих условиях важное значение приобретает быстродействие вычислителя, показатели объема оперативных и внешних за поминающих устройств, скорость обращения к внешней памя ти, быстродействие устройств ввода-вывода.
В процессе работы возрастает количество задач и их слож ность, поэтому наступает такое время, когда конкретная ма шина не удовлетворяет потребителя. В таком случае либо
устанавливается дополнительная ЭВМ, либо производится за мена ЭВМ более мощной.
Роль высокопроизводительной ЭВМ может заменить вы
числительная система, состоящая из двух или более машин. В вычислительной системе реализуются специальные команды
(например: настройки, приема и передачи, обобщенных услов ных и безусловных переходов), с помощью которых обеспе чиваются возможности параллельной работы машин, про граммное изменение структуры системы и ее функциональная
целостность (взаимосогласованность работы |
машин или ре |
|
шения общей задачи). |
|
|
|
Производительность системы можно выразить следующим |
|
выражением: |
|
|
|
п |
|
■где |
Ѵэі — производительность і-ой ЭВМ; |
|
|
в свою очередь |
|
|
V,=-------------------- |
|
где |
■ 1+⅜κ+⅛' |
|
Vh- номинальное быстродействие ЭВМ; |
|
|
|
P — среднее число слов, считываемых из внешней па |
|
|
мяти; |
из внешней па |
|
S — среднее число слов, считываемых |
|
|
мяти; |
|
q — среднее число вводимых-выводимых слов;
79