
книги из ГПНТБ / Мелькумов, Л. Г. Вычислительная техника в управлении предприятиями угольной промышленности
.pdfпроцессами должна базироваться на общих с АСУП методоло
гических основах.
Функциональные требования к локальной конкретной си стеме управления, ее структура, технический уровень (автома
тическая или автоматизированная, вид автоматического управ ления), выбор технических средств реализации определяются:
общими требованиями, предъявляемыми АСУП к локальным
системам управления процессами;
специфическими требованиями, предъявляемыми к данной локальной системе управления;
технологическими и технико-экономическими требованиями к управлению и автоматизации конкретного производственного
процесса; технологическими и другими производственными (в том чис
ле информационными) взаимосвязями процессов, отражаемыми в технологических блокировочных взаимосвязях локальных си стем управления.
Разработка методологических вопросов построения и функ ционирования автоматизированных систем управления техноло гическими процессами и угольными предприятиями базируется на перспективах совершенствования технологии, технологиче ского оборудования, организации производства и управления.
Такими перспективами являются:
для шахт — значительное уменьшение .числа рабочих в за бое и в дальнейшем выемка угля без постоянного присутствия
людей в забое; концентрация горных работ, интенсификация
производства, повышение нагрузок на забои, горные выработ ки, шахту; валовая выемка угля (когда это экономически вы годно в сопоставлении с неизбежным усложнением обогащения углей); конвейеризация транспорта и др.;
для разрезов — увеличение объемов вскрышных и добычных работ, конвейеризация, внедрение большегрузного автотранс порта, значительное повышение грузоподъемности состава при электрифицированном железнодорожном транспорте; примене ние весьма мощных одноковшовых экскаваторов — механиче ских лопат и драглайнов; применение высокопроизводительных роторных комплексов непрерывного действия и др.;
для обогатительных фабрик — расширение применения обо
гащения в тяжелых средах, отсадки и флотации; внедрение но вых технологических процессов (кипящего слоя и др.); внедре ние однопоточных технологических схем, мощных технологиче ских машин и поточно-транспортных систем;
для угольных предприятий всех типов — повышение мощ-
. ности, комплексная механизация и автоматизация. процессов;
применение автоматизированных погрузочно-разгрузочных ком плексов; бесцеховая структура управления; безнарядная орга низация работ, научная организация производства и труда;
совершенствование организации и структуры управления; ме-
30
ханизация и автоматизация управленческого и инженерного труда.
Основными функциями ОАСУ Минуглепромов СССР и
УССР, АСУ объединений и АСУП являются:
сбор, формирование, передача, централизованная обработ
ка, анализ и хранение технико-экономической информации; ¡поиск и выдача соответствующему аппарату управления ин
формации, необходимой для выполнения его функций; выдача информации вышестоящим органам управления;
решение задач прогнозирования, оптимального планирова ния, регулирования, контроля, учета, анализа, нормирования, инженерных при управлении производством и хозяйственной
деятельностью, а также проведение различных расчетов; подготовка предложений руководству и аппарату управле
ния для ¡принятия решений и передача принятых решений низ шим уровням управления;
контроль за исполнением принятых управленческих решений и директивных документов;
централизованное накопление и анализ статистической ин формации о деятельности предприятий и их структурных ча стей за длительные периоды;
накопление фонда алгоритмов, нормативной информации, машинных программ (стандартных, типовых, индивидуальных)
решения задач.
Управление с помощью организационных АСУ может обес печить по сравнению е традиционными методами управления:
ускорение формирования и получения первичной информа ции от предприятий, ускорение и полноту ее обработки;
¡повышение достоверности информации управления;
оптимизацию планов и принимаемых решений; установление рациональных (в перспективе оптимальных)
структуры и взаимосвязей в аппарате управления; совершенствование и упрощение документооборота, сокраще
ние потока документированной информации;
сокращение счетно-сортировочной работы над документами, механизацию и автоматизацию некоторых формальных видов
управленческого труда;
постепенное повышение удельного значения инженерных и
экономических вопросов в работе аппарата и сокращение затрат времени и труда на подготовку и обработку документов.
При функционировании организационных АСУ всех уровней управление будет четким, оперативным и обеспечит наиболее эффективные режимы работы предприятий, вовлечение в сферу производственно-экономической деятельности резервов, ритмич ное выполнение планов, объективную оценку и планирование
работы предприятий и комбинатов по обобщенному критерию управления, научную постановку экономической деятельности аппарата управления, достижение наивысших технико-экономи-
31
ческих показателей. Функции управления будут осуществляться ■системами при минимальном совокупном объеме информации и с наименьшими издержками управления. По мере совершенст вования управления, накопления опыта использования АСУ функции последних будут расширяться.
АСУТП и их совокупность, которую называют автоматизи рованной системой диспетчерского управления (АСДУ) шахты,
разреза, обогатительной фабрики представляют такую автома тизированную систему управления, в которой с помощью тех нических средств (отбора, передачи, обработки, накоплении, отображения информации и регулирования) и экономико-мате матических моделей осуществляется оперативное оптимальное управление технологическими процессами в реальном масштабе времени.
Назначением АСУТП является:
автоматизированное человеко-машинное или автоматическое
(машинное) управление технологическими процессами по вы бранным критериям оптимизации;
обеспечение ритмичной работы оборудования в заданном режиме и сокращение его простоев;
прогнозирование отказов оборудования.
C увеличением глубины и комплексности механизации и ав томатизации технологических процессов возможности превра щения АСУТП в чисто машинные автоматические системы уп
равления будут возрастать.
АСДУ как совокупность АСУТП призвана обеспечить: совершенствование оперативно-диспетчерского управления
процессами и угольными предприятиями посредством автомати зации и централизации технологического контроля и операций
управления; регулирование хода производства с целью повышения рит
мичности работы предприятия; предупреждение возникновения аварийных ситуаций и их ликвидация в максимально короткие
сроки с наименьшими потерями продукции и минимальными затратами трудовых, материальных и денежных ресурсов;
управление производством на базе централизации сбора и
обработки информации с помощью комплекса технических
■средств.
§ 3. СТРУКТУРА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
В структурном отношении^ в автоматизированных системах управления можно различать звенья, части и элементы.
В общем случае звеньями автоматизированной системы уп
равления определенного уровня (отрасли, объединения и др.)
являются: орган (аппарат) управления этого уровня (отрасли, комбината и др.); вычислительный центр; система передачи информации, автоматизированная система управления или от32
дельный вычислительный центр нижестоящего уровня; первич ный информационный пункт.
Автоматизированная система управления состоит из функ
циональной и обеспечивающей частей.
Функциональная часть АСУ состоит из комплекса
организационно-распорядительных и экономико-математических
методов и подсистем (функциональных или других), обес печивающих решение задач оперативного, текущего и перспек
тивного планирования, учета, анализа и регулирования технико экономических и других показателей с целью принятия,
осуществления и контроля исполнения управленческих реше ний в подсистемах АСУ.
Подсистемой называется относительно самостоятель ный элемент системы, реализующий определенные функции АСУ и выделенный по определенному признаку, соответствую щему конкретным целям и задачам управления. При решении
задач одного назначения подсистема может рассматриваться как самостоятельная система.
Подсистемы АСУ могут формироваться по признакам: функциональному, в соответствии с конкретными функция
ми системы управления; организационному, в соответствии с организационно-адми
нистративной структурой аппарата управления;
смешанному функционально-организационному, учитываю щему первые два признака;
по составу элементов системы управления (персонал, ин формация, математическое обеспечение, технические средства);
временному (календарному) и др.
В подсистемы обычно входят комплексы задач (экономиче
ских и др.).
Организационные АСУ принято подразделять на функцио нально-организационные подсистемы управления производст венно-хозяйственной деятельностью в соответствии с направле ниями этой деятельности, структурой аппарата управления и специализацией его подразделений, с учетом существующих процессов производства и управления.
Следовательно, функциональным подразделениям аппарата
управления (службам) соответствуют подсистемы, которые
должны возглавляться этим аппаратом. Функционально-орга низационные подсистемы функционируют, таким образом, в ре альном процессе управления и применительно к ним форми
руется экономико-математическое обеспечение АСУ по струк
туре: подсистема — комплекс задач — задача.
Можно предположить, что в перспективе функционально-ор
ганизационные подсистемы и аппарат управления будут струк турно видоизменяться, компоноваться по-разному, не столь взаиможестко, как на начальном этапе создания АСУ.
Обеспечивающая часть АСУ состоит из элемен-
3—847 |
33 |
тов — комплекса технических средств, информационного, ма тематического (экономико-математического и программно-ма
тематического) и правового обеспечения.
Комплекс технических средств АСУ — это элемент автома
тизированной системы управления, представляющий совокуп ность устройств, обеспечивающих реализацию процессов сбора, формирования, преобразования, передачи, обработки, представ ления (отображения) и хранения информации в АСУ.
Информационное обеспечение АСУ — это элемент автомати
зированной системы управления, представляющий совокупность принятой системы классификации и кодирования информации с системой ведения классификаторов, унифицированных систем документации, ориентированных на непосредственную обработ ку средствами вычислительной техники, и массивов информа ции (в том числе нормативной), используемой в функциональ
ной части АСУ.
Математическое обеспечение АСУ. Экономико-математиче
ское обеспечение АСУ — это элемент автоматизированной си стемы управления, представляющий совокупность экономических и математических' методов, описаний (постановок) и алгорит
мов решения технико-экономических задач управления, исполь
зуемую в функциональной части АСУ; программно-математическое обеспечение АСУ — это эле
мент автоматизированной системы управления, представляю щий совокупность математических и логических методов и про грамм для решения задач и обеспечения комплекса технических средств АСУ.
В программно-математическом обеспечении можно выделять
лингвистическое обеспечение (иногда его считают самостоя тельным элементом АСУ), представляющее совокупность науч но-технической терминологии и других языковых и знаковых средств, используемых в АСУ.
Правовое обеспечение АСУ — это элемент автоматизирован ной системы управления, обеспечивающий: регламентацию функционирования АСУ в соответствии с общесоюзным и рес публиканским законодательством, постановлениями и директи вами центральных и территориальных органов государственно го управления, решениями и приказами ведомственных и от раслевых органов управления народным хозяйством; юридически правильную кодификацию документооборота; пра вовую дееспособность входных, выходных и нормативных до кументов; правовую основу построения структуры аппарата управления, определения функций и ответственности его под
разделений и работников, составления положений, должност ных и других служебных инструкций.
Структура ОАСУ угольной промышленности включает: ап парат управления Минуглепрома СССР; главный вычислитель ный центр (ГВЦ); магистральную систему передачи информа-
34
ции (сеть связи), соединяющую ГВЦ с ИВЦ комбинатов; АСУ комбинатов и других самостоятельных организаций, подчинен ных министерству.
Структура АСУ объединения (комбината) включает: аппа рат управления объединения; информационно-вычислительный
центр (ИВЦ); внутрикомбинатскую систему передачи инфор мации (сеть связи), соединяющую ИВЦ с предприятиями;
АСУП угольных предприятий; первичные информационные пункты предприятий (не имеющих АСУП).
Структура АСУП включает аппарат управления предприя
тия, вычислительный центр (ВЦ), центральный диспетчерский пункт, внутрипроизводственную -систему передачи информации
(сеть связи, каналы телемеханики), соединяющую ВЦ и аппа
рат управления с производственными подразделениями. |
Как |
|
указывалось выше, в структуру |
АСУП могут входить АСУТП |
|
в качестве подсистем. |
вычислительный центр |
(об |
Структура АСУТП включает: |
щий с АСУП или отдельную УВМ); систему передачи инфор мации (общешахтную или локальную систему телемеханики),
связывающую ВЦ (или УВМ) с технологическими объектами;
объекты управления (процессы, машины и их комплексы) или
операторов этих объектов.
ИВЦ производственных объединений с предприятиями —
цехами, имеющими ограниченные права, а также ИВЦ комби натов с небольшим количеством близко расположенных пред
приятий, могут кроме производственно-хозяйственных задач решать некоторые оперативно-диспетчерские задачи.
ВЦ с управляющими вычислительными машинами могут создаваться на предприятиях, входящих в состав комбинатов, а также в небольших производственных объединениях типа
шахтоуправлений и предназначаться для решения оперативно диспетчерских и ограниченного круга производственно-хозяйст
венных задач.
На предприятиях, не имеющих АСУП или отдельного ВЦ, создаются первичные информационные пункты (ПИПы), пред назначенные для: сбора информации в аппарате управления и оказания помощи в ее формировании и подготовке; предвари тельной обработки и передачи информации в ИВЦ комбината;
приема обработанной информации из ИВЦ, ее размножения и доведения до аппарата управления.
При создании автоматизированных систем управления ис ходят из целей экономической реформы, условий обеспечения в рациональных границах самостоятельности объединений и предприятий, устранения излишней опеки над ними, задач по следовательного и полного осуществления принципов хозяйст венного расчета.
Во всей иерархии организационных (экономических), авто
матизированных систем управления |
(общегосударственной, от- |
3* |
35 |
раслевой, объединений, предприятий) должны соблюдаться
единые принципы построения и функционирования (структур
ные Принципы) :
1. Принцип совместимости АСУ, т. е. возможно
сти совместного функционирования (в одной иерархической системе) автоматизированных систем управления различных уровней и назначения, построенных на общей методологической
основе. При этом различают:
организационную совместимость, заключающуюся в единстве
организационной структуры; техническую совместимость, заключающуюся в совмести
мости комплексов технических средств; |
заключающуюся |
экономико-математическую совместимость, |
|
в единстве решаемых задач (по содержанию, |
постановке, увяз |
ке, периодичности решения, входам и выходам и др.); программную совместимость, заключающуюся в единстве
программно-математического обеспечения (включая лингвисти ческую совместимость, заключающуюся в единстве научно-тех нической терминологии и других языковых и знаковых средств,
используемых в АСУ) ;
информационную совместимость, заключающуюся в единстве информационного обеспечения;
правовую совместимость, заключающуюся в единстве право вого обеспечения.
Обеспечение совместимости отдельных АСУ направлено на интеграцию математического, информационного и правового обеспечения и комплекса технических средств во всей иерархи
ческой системе.
2. Принцип непрерывности развития и обес печения гибкой структуры АСУ. Так как орга низационные АСУ относятся к классу больших и сложных си стем, то разработка и совершенствование их структурных эле ментов и звеньев будет осуществляться в процессе функциони рования. Структура автоматизированной системы управления, определяемая до начала ее функционирования, должна допу скать развитие и совершенствование системы без осуществле ния существенных переделок. В структуре должны быть зало жены с самого начала органы анализа и совершенствования
системы. Целесообразно вначале создавать относительно про
стую в структурном отношении систему, которая вместе с тем обладала бы достаточными возможностями для эффективной работы и последующего’ развития. Мощность системы следует наращивать поэтапно.
3.Принцип концентрации и взаиморезер-
вирования вычислительных мощностей АСУ. На всех этапах создания и функционирования систем комплекс технических средств должен иметь резервные мощности для обеспечения надежности работы и развития системы. Необхо-
36
димо обеспечивать рациональную концентрацию функциониро
вания вычислительных средств (концентрацию территориаль
ную в немногих ВЦ или концентрацию посредством кольцева ния вычислительных центров системой передачи информации) с целью взаиморезервирования, повышения надежности рабо ты системы и эффективного использования электронно-вычисли тельной техники.
4. Принцип централизации обработки ин формации в АСУ. При увеличении числа объектов
управления, подчиняющихся одному центру, но территориально разбросанных, обычно требовалась определенная децентрализа ция обработки информации. Современные средства связи и ЭВМ позволяют ее централизовать. Возникает необходимость определения целесообразной (в перспективе оптимальной) сте пени централизации обработки информации при создании ОАСУ и АСУ комбинатов. Особенности централизованной и де централизованной обработки информации определяются ско ростью передачи сообщений между уровнями управления и
надежностью средств передачи информации.
Следует учитывать, что при централизации обработки ин
формации могут проявляться некоторые общие недостатки:
система может быть нечуткой к входным сообщениям или отвечать на них недостаточно быстро;
информационные сигналы могут ослабляться при прохожде нии через промежуточные ступени, следствием чего являются
ошибки; центр обработки информации может не справиться с общим
потоком информации большой системы; ■система обработки информации является жесткой, работа
ющей по строгому временному регламенту, и чувствительной к перебоям информационных потоков. Низшие уровни управле ния становятся беспомощными (остаются без информации, не обходимой для-управления), если разрываются связи с выс шим уровнем.
При выборе структуры автоматизированных систем управле ния необходимо учитывать также следующие факторы:
изменение функций человека (работника оперативной
службы, управленческого аппарата, руководителя) в системе
управления, способы и средства его связи с компонентами си стемы, соотношение звеньев управленческого аппарата и ма шинных звеньев;
возможное ускорение процесса приема человеком техниче
ской и экономической информации о состоянии управляемых, объектов;
ограниченность объема информации, которую человек или группа работников, выполняющих однородные функции, спо
собны воспринимать за единицу времени и необходимость вы бора наилучшей формы представления информации человеку
37
с учетом величины «порций» подачи информации, оптимальной
частоты следования этих порций и др.;
надежность человека, как высшего управляющего звена, при выполнении возложенных на него функций в системе и др.
Нормальное функционирование АСУ требует довольно зна чительной номенклатуры специальностей работников (электрон щиков, математиков, программистов, операторов, перфоратор щиков и т. д.), объединенных в определенную организационную структуру. Эффективность работы АСУ находится в прямой за висимости от количества и характера задач, подготовленных для решения в системе, надежности технических средств и уровня квалификации персонала АСУ.
На первых стадиях развития автоматизированных систем управления, когда еще будут параллельно существовать старые и новые формы управления, общая структура управления не будет оптимальной. Для каждой стадии развития . систем должна выбираться конкретная рациональная структура.
Опыт показывает, что внедрение вычислительной техники в сферу управления вызывает изменения организационных форм ,и структуры управления. Проблема .оптимизации структуры уп равления угольными предприятиями при применении вычис лительной техники и проблема оптимизации иерархической
структуры самих автоматизированных систем управления свя заны столь тесно, что раздельное их решение практически не возможно. Поэтому необходимо ставить задачу оптимизации структуры управления угольными предприятиями и структуры ОАСУ, АСУ комбинатов и АСУП в условиях их взаимодейст вия в процессе совершенствования управления, внедрения в не го экономико-математических методов и вычислительной техники.
§4. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СВЯЗИ
ВАВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ
Между системами различных уровней осуществляется много сторонний обмен информацией.
Так, отраслевая автоматизированная система управления имеет постоянные информационные связи с автоматизирован
ными системами управления объединений (комбинатов) и че рез них с автоматизированными системами управления пред приятиями (рис. 1). ОАСУ-уголь должна иметь также информа ционные связи с автоматизированными системами управления
других отраслей (по необходимости), |
а |
также |
с' системами |
ЦСУ, Госплана СССР, Госснаба'СССР и т. п. |
|
||
Схема движения информации в условиях АСУ комбината |
|||
между предприятием и комбинатом показана на |
рис. 2. |
||
В АСУ угольных комбинатов могут формироваться инфор |
|||
мационные связи с АСУ объединений |
и |
предприятий других |
|
38 |
|
|
|
А |
Б |
Рис. 1. Движение информации при функционировании АСУП:
А — двухзвенная структура управления отраслью; Б — трехзвенная структура управления отраслевых; /—ГВЦ (Главный вычислительный центр); 2—руковод ство Минуглепрома СССР; 3 — службы Минуглепрома СССР; 4 — ИВЦ (Инфор мационно-вычислительный центр); 5— служба оперативного контроля за произ
водственной и хозяйственно-финансовой деятельностью; |
6 — руководство про |
||||||||||||
мышленного |
объединения; |
7-—службы промышленного объединения; |
8 — уст |
||||||||||
ройства |
представления |
информации; |
9— производственная |
служба; 10— руко |
|||||||||
водство |
производственного |
объединения; И— устройство |
передачи; |
а — теле |
|||||||||
тайп; |
б — фототелеграф; |
в — аппаратура |
передачи |
данных; |
г — телефон; |
||||||||
12— службы |
производственного |
объединения; 13 — телемеханическая |
система |
||||||||||
или другой |
канал связи; |
14 — начальник |
смены; |
15— руководство |
шахты; |
||||||||
16 — носители информации; |
а —машинные носители; |
б—документ; |
/7 — служ |
||||||||||
бы шахты; |
/« — устройства |
представления |
информации; 19 — устройства под |
||||||||||
готовки |
и |
обработки |
информации; |
20 — шахтная |
система |
телемеханики; |
|||||||
$1 — производственные |
процессы; |
22 — датчики; 23— операторы; |
24— горные |
||||||||||
|
|
|
|
мастера; |
25 — бригады |
|
|
|
|
|
|