книги из ГПНТБ / Применение вычислительной техники на металлургическом заводе
..pdfными печами, прокатными станами и др. Системы управления могут функционировать как в режиме «совет чиков», так и в виде замкнутых систем с полным исклю чением оператора из контура управления. Учитывая ог ромную мощность и производительность агрегатов, эту задачу следует отнести к числу самых сложных задач, исчерпывающее решение которых возможно только пос ле углубленных исследований, существенного повышения надежности средств вычислительной техники и полного развития службы вычислительной техники на заводе.
5. Оперативное техническое управление цехами и уча стками металлургического производства, т.е. согласова ние работы сталеплавильных и прокатных цехов, опти
мальное управление потоками |
металла |
на |
обжимных |
|||||
и сортовых |
прокатных |
станах |
и др. |
В |
этой области |
|||
ЭЦВМ могут |
выступать |
в |
качестве |
информационных |
||||
устройств, |
рекомендации |
которых |
воспринимаются про |
|||||
изводственным |
персоналом |
как |
советы |
или |
директивы |
|||
в зависимости |
от степени |
развития системы |
автоматизи |
|||||
рованного управления. |
|
|
|
|
|
|
6. Решение учетных, плановых и экономических задач управления производством (на уровне руководства це хом или заводоуправления), в которое входит:
долговременное планирование работы завода с уче том его развития, научно-технического прогресса, изме нения потребностей народного хозяйства в продукции предприятия;
руководство производством и образование массивов информации о показателях и средствах производства, материально-техническом снабжении, производственных запасах, о поставщиках и заказчиках и т. д.,
обработка портфеля заказов и производственное планирование — на месяц, сутки, смену; оперативное из менение разработанных планов в случае необходимости; контроль и учет выполнения планов;
финансовые расчеты, в том числе расчет заработной платы.
Для успешного выполнения всех шести перечислен ных выше основных задач необходимо располагать: ис черпывающей информацией по рассматриваемому вопро су; точным описанием правил решения задач и критери ями оценки эффективности решения. Безнадежно искать решение некорректно поставленных задач, например,co rn
держащих взаимоисключающие требования (разрабо тать режим работы агрегата, обеспечивающий макси мальную производительность при минимальных издерж ках производства) или неоднозначно сформулированных (рассчитать шихтовку мартеновской плавки легирован ной стали на базе имеющихся на заводе легированных отходов и ферросплавов). Такая задача должна быть доопределена ограничениями или требованием мини мизации некоторого параметра, например стоимости шихты.
2. М Е Т О Д И К А И ЭТАПЫ ВНЕДРЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
В настоящее время общепризнано, что применение вычислительной техники на металлургическом предприя тии наиболее целесообразно в рамках иерархической системы, включающей различные уровни сбора и обра ботки информации, контроля, автоматического регулиро вания и управления.
Первый уровень этой системы включает в себя ло кальные подсистемы контроля и регулирования техноло гических агрегатов. На этом уровне функционируют ти повые приборы и регуляторы, аналоговые вычислитель ные устройства и системы для решения простейших вычислительных задач, не слишком сложные системы рас четного контроля и оптимального управления агрегатами с применением ЭЦВМ. Стоимость аналоговых устройств соотносится со стоимостью ЭЦВМ так, что на этом уров не всегда, когда задача контроля и управления может быть решена без применения ЭЦВМ, экономически це лесообразно использовать аналоговые вычислительные системы (в том числе скомпонованные из серийных дат чиков и контрольно-измерительных приборов).
Цифровая техника может конкурировать с аналого вой, если одна ЭЦВМ заменяет значительное число (два—три десятка) однотипных аналоговых устройств (например, при контроле и управлении нагревательны ми колодцами, группой многозонных нагревательных пе чей и т.п.). По мере возрастания требований к точности расчета и использования все более сложных математи ческих моделей объектов вместо аналоговых вычисли
тельных устройств |
используют |
ЦВМ. |
Второй уровень |
иерархии |
управления — подсистема |
|
|
и |
управления цехами или группами цехов с аналогичной технологией.
.Третий, высший уровень управления охватывает все основные технические и экономические связи внутри за вода с учетом взаимоотношений предприятия с постав щиками и заказчиками. Второй и третий уровни управ ления могут быть реализованы только с применением ЭЦВМ.
На любом уровне внедрение вычислительной техни ки в производство необходимо планировать в опреде ленной последовательности. Как показал производствен ный опыт, положительные результаты достигаются, если соблюдаются следующие этапы создания вычислитель ных систем:
1.Разработка технического задания. На этом этапе конкретизируются цели и задачи проектируемой систе мы, устанавливаются требования к ее объему и погреш ности функционирования, предварительно оцениваются возможные затраты и ожидаемый экономический эф фект.
2.Составление математического описания — модели объекта системы контроля и управления. Этот этап пре дусматривает развернутые исследования объекта; его идентификацию (отнесение к тому или иному классу); описание статических и динамических свойств объекта, его поведения при детерминированных и случайных воз действиях; формулировку законов контроля и управле ния. На стадии математического моделирования широко используют разнообразные математические методы — дифференциальные, интегральные и алгебраические урав нения и системы уравнений; статистическую динамику; теории — оптимального управления, моделирования, на дежности, очередей, складов, графов и др.; комбинатори ку; статистический и факторный анализ и т. д.
3.Алгоритмизация решаемой задачи. В результате проведения данного этапа работы получают детальное
представление о том, как, в какой последовательности и в результате какого числа операций можно получить решение задачи, поставленной техническим заданием.
Результаты алгоритмизации часто фиксируют в форме блок-схем алгоритмов, но вполне допустимо представле ние алгоритма в форме текстуальной инструкции с вклю чением в нее математических и логических выражений.
12
На основании разработанного алгоритма возможна пред варительная оценка необходимого объема памяти ЭЦВМ, выбор типа машины и набора периферийных устройств, связывающих машину с объектом управления.
4. Лабораторные испытания алгоритма на цифровой динамической модели объекта и проектируемой системы контроля и управления. Несмотря на сложность таких испытании, проведение их представляется абсолютно не обходимым, так как только «проигрывание» всевозмож ных производственных ситуаций па модели может ис ключить весьма дорогостоящие ошибки в будущем. На стадии лабораторного моделирования к работе жела тельно привлекать производственный персонал тех це хов, для которых разрабатывается система. Результаты лабораторных испытаний алгоритма используются для его корректировки и окончательного выбора типа ЭЦВМ.
5. Проектирование, комплектация |
оборудования, |
|
монтаж и наладка системы на объекте. |
На этом |
этапе |
осуществляется программирование алгоритма на |
языке |
|
ЭЦВМ. |
|
|
6.Опытно-промышленная эксплуатация и в процессе
ее—доводка системы.
7.Сдача системы в промышленную эксплуатацию. Этапы 5—7 сопровождаются обучением персонала —
как эксплуатационного, так и производственного. Все этапы работы охватывают промежуток от 3 до 5—6 лет в зависимости от новизны и сложности решаемой задачи.
Процесс внедрения вычислительной техники на дей ствующем предприятии связан с ломкой многих устано вившихся представлений, изменением приемов труда и существенными сдвигами в психологии людей. Этот «че ловеческий фактор» обычно играет не меньшую роль при внедрении вычислительных машин, чем чисто техни ческие факторы — надежность, эффективность, простота и др.
Наибольший успех во внедрении вычислительной те хники достигается при проектировании вычислительных систем одновременно с основным технологическим обо
рудованием, при их совместном вводе |
в эксплуатацию. |
В этом случае вычислительная техника |
воспринимается |
как неотъемлемый элемент производства со всеми выте кающими отсюда положительными последствиями.
Проектирование вычислительных систем обычно вы-
13
полняют в две стадии — технический проект и рабочие чертежи. Иногда техническому проекту предшествует эскизное проектирование, необходимое для проработки особо сложных и наименее известных элементов вычис лительной системы. Особенностью проектирования яв ляется обязательное участие в работе — помимо проект ной организации — соответствующего научно-исследова тельского института пли исследовательского подразделе ния металлургического завода — Центральной лаборато рии вычислительной техники, Центральной лаборатории автоматизации и механизации и др. Оснащение проектпых организаций вычислительной техникой и создание в их составе исследовательских групп постепенно позво лит этим организациям самостоятельно решать все за дачи, связанные с проектированием вычислительных сис тем для металлургического завода.
3. З А Д А Ч И И СТРУКТУРА СЛУЖБЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Вычислительную технику на металлургическом заво де применяют различные подразделения и службы вычис лительной техники. По традиции аналоговые вычисли тельные системы находятся в ведении цеха КИП и ав томатики il эксплуатируются его участками в основных производственных цехах завода. Несложную цифровую вычислительную технику применяют отдельные испол нители в отделах и службах предприятия, а основной фонд машин находится в ведении машиносчетной стан
ции |
(МСС) или |
вычислительного центра |
(ВЦ). На |
МСС |
используют |
электромеханические и |
электронные |
перфорационные машины и сопутствующие им вспомога тельные счетные машины. ВЦ является подразделением, эксплуатирующим ЭЦВМ. Вычислительный центр осна щен оборудованием, позволяющим механизировать и автоматизировать вычислительные работы и решать широкий круг математических, инженерно-технических, экономических и других задач.
Машиносчетная станция на заводе «Азовсталь» бы ла создана в 1950 г. В 1970 г. на МСС завода эксплуати ровали восемь комплектов счетно-перфорационных ма шин и другое оборудование, с помощью которого меха низировано 36 участков учетных работ. МСС составляет до 230 табуляграмм с ежемесячным расходом 600 ты-
14
сяч перфокарт. Административно МСС подчинена глав ному бухгалтеру завода [2].
Организационная структура службы вычислительной техники на заводе «Азовсталь» непрерывно совершенст вуется. В 1959 г. при Центральной лаборатории автома тизации и механизации была организована группа счет но-решающих устройств, на базе которой в 1961 г. была создана Центральная лаборатория вычислительной тех ники (ЦЛВТ) в составе двух лабораторий и эксперимен тально-наладочной группы. В настоящее время ЦЛВТ состоит из четырех лабораторий, экспериментально-нала дочной группы и эксплуатационных участков. В штате ЦЛВТ 70 человек. Большинство специалистов лаборато рии прошло специальную подготовку на курсах повыше ния квалификации по техническому обслуживанию и эк сплуатации ЭЦВМ и программированию, a также имеет опыт работы с вычислительными машинами.
ЦЛВТ совместно с цехами и отделами заводоуправ ления рассматривает вопросы механизации новых учет ных и планово-экономических работ, исследует возмож ность уменьшения числа учетных работников, сокраще ния сроков составления бухгалтерского отчета и ежеднев ной сводки оперативных данных для анализа хозяйствен ной деятельности завода. Особое внимание уделяется механизации составления отчетных оперативных дан ных по учету производства основных цехов завода, кон тролю за формированием предварительных данных о себестоимости продукции, анализу выполнения плана выпуска и реализации товарной продукции и прибыли, хозрасчетным взаимоотношениям между основными це хами, составлению оборотных ведомостей движения сырья, основных материалов и топлива.
Для обработки потоков оперативной информации при меняется вычислительная техника МСС и ВЦ. Для уско рения передачи данных используется внутризаводская телетайпная связь с доменным, мартеновским и прокат ными цехами. Обработанная оперативная информация передается в цехи, где автоматически печатается рулон ными телетайпами на специальных бланках.
Внедрению механизации учетных работ предшество вала большая организационная работа. Разработаны справочники шифров цехов, участков, профессий, номен клатурных номеров материалов, табельных номеров рабо-
15
тающих и других шифров, а также формы первичной документации для механизации учетных работ. Объем вы числений, выполняемых на ЭЦВМ завода, систематичес ки возрастает.
Электронная вычислительная техника непрерывно совершенствуется и позволяет решать такие задачи, ко торые раньше не могли быть решены из-за большого объема вычислений. К таким задачам относятся: разра ботка н реализация на ЭЦВМ матричной модели техпромфинплана завода; оптимальное планирование и уп равление производственными и технологическими опера циями на участке разливочное отделение мартеновского цеха — нагревательные колодцы блюминга; оптимальное календарное планирование мартеновского и прокатного производства; расчет оптимальной калибровки при прокатже швеллеров п др.
Из опыта организации работ на заводе «Азовсталь» и других предприятиях [3] следует, что основное время, необходимое на подготовительные работы, предшеству ющие внедрению ЭЦВМ, затрачивается на алгоритмиза цию производственных задач; разработку машинных методик их решения; создание стандартных программ и их библиотек; организацию нормативного хозяйства; подготовку персонала, обеспечивающего эксплуатацию ЭЦВМ, а также специалистов по алгоритмизации и программированию инженерных, учетных и экономи ческих задач.
Положение, когда на металлургическом заводе име ется несколько самостоятельных структурных подразде лений, занимающихся вопросами внедрения и эксплу атации вычислительной техники, следует считать на пер вых этапах освоения ЭЦВМ приемлемым. Однако помере развертывания работ по оперативному учету и пла нированию производства, созданию информационной системы завода, локальных систем оперативного управ ления производством на отдельных участках и автомати
зированной системы |
управления |
заводом |
целесооб |
|
разна |
организация |
единой |
службы |
вычис |
лительной |
техники, |
подчиненной |
непосредственно |
|
директору |
или главному инженеру |
завода. |
На заводе |
«Азовсталь» разработана и внедряется новая структур
ная схема |
вычислительного |
центра (рис.1). |
Вычислительный центр |
(ВЦ) возглавляет заместп- |
|
.. |
П |
|
2 |
J |
4 |
Л7 11 12 13 ff
|
|
I |
|
5 5 |
|
|
1 |
||
/7 /0 19 |
гг |
24 25 26 27\ \28 29 JÛ |
'Л JJ\ |
JS 36\ 37 JS 39\ Щ 41 42, 43 |
Рис. I. Структурная схема вычислительного центра металлургического завода
• 3 » I 3
тель главного инженера завода /, имеющий двух замес тителей: по научно-исследовательской работе 2 и эксплу
атации 4. В его непосредственном |
ведении |
находится |
планово-диспетчерский отдел 3. Заместитель |
начальни |
|
ка ВЦ по научно-исследовательской |
работе 2 |
руководит |
лабораториями: алгоритмизации и оптимизации техноло гических процессов и инженерных расчетов 5, внедрения
вычислительной |
и организационной техники |
6, автома |
|
тизированного |
управления |
производством |
основных |
цехов 7, автоматизированного |
управления |
производст |
вом вспомогательных цехов 6', программирования и ма тематического обеспечения ЭВМ 9.
Заместитель начальника ВЦ по эксплуатации руко водит отделами: нормативов и справочной информации 10, приема, контроля и выпуска 11, эксплуатации ЭВМ (обработки информации) 12, эксплуатации СПМ и С ЮМ (обработки информации) 13, технического обслуживания ЭВМ, СПМ и СКМ (14), эксплуатации и технического об служивания УВМ (15) и ремоптно-механпческой мастер ской 16.
Лаборатория алгоритмизации и оптимизации техно логических процессов и инженерных расчетов 5 состоит
из |
групп алгоритмизации технологических процессов 17 |
il |
инженерных задач 18. |
|
Лаборатория внедрения вычислительной и органи |
зационной техники 6 состоит из групп: вычислительной техники 19, оргтехники 20 и экспериментально-наладоч ной 21.
Лаборатория автоматизированного управления про изводством цехов 7 состоит из двух групп алгоритми зации: планирования основного производства 22 и единой информационной системы основного производства 23.
Лаборатория автоматизированного управления про изводством вспомогательных цехов 5 состоит из двух групп алгоритмизации: планирования вспомогательного производства 24 и единой информационной системы вспо могательного производства 25.
Лаборатория программирования и математического обеспечения ЭВМ 9 состоит из групп: совершенствования программирования 26 и математического обеспечения ЭВМ 27.
Отдел нормативов и справочной информации 10 сос тоит из тред групп: материальных и технических норма-
TiiBOB 28, трудовых и денежных нормативов 29, справоч
ной информации |
30. |
Отдел приема, контроля и выпуска 11 состоит Лі |
|
групп: приема |
и выдачи информации 31, перфорации |
32, размножения документации 33. |
|
Отдел эксплуатации ЭВМ 12 состоит из групп: эксплу |
атации ЭВМ 34 и планирования 35.
Отдел эксплуатации СПМ и СКМ 13 состоит из групп: эксплуатации 36 и планирования 37.
Отдел технического обслуживания ЭВМ, СПМ, СКМ
14 |
состоит из |
групп: технического обслуживания ЭВМ |
||
38, |
технического |
обслуживания СПМ |
39, технического |
|
обслуживания |
|
СКМ 40 и технического |
обслуживания |
оргтехники и средств связи 4L
Отдел эксплуатации и технического обслуживания УВМ (15) состоит из участков: доменного 42t сталепла вильного 43, прокатных цехов первой очереди 44, толсто листового прокатного цеха 45 и вспомогательного произ водства 46.
При разработке схемы учтен накопленный заводом опыт, а также опыт проектных, научно-исследовательских и промышленных организаций и предприятий. Вычисли тельный центр должен совмещать всю практическую ра боту по внедрению и использованию средств вычисли тельной и организационной техники с научно-исследова тельскими и опытно-конструкторскими работами в этом направлении. В связи с этим в ВЦ входят ЦЛВТ в каче стве его научно-исследовательской и опытно-конструк торской части и МСС в качестве подразделения его экс плуатационной части. Учитывая, что задачи, стоящие перед ВЦ крупного современного предприятия, сложны, универсальны, велики по объему и включают разработ ку АСУП, начальник ВЦ одновременно является замести телем главного инженера завода.
Вычислительный центр выполняет всю практическую работу по внедрению и использованию средств вычисли тельной техники, научно-исследовательским и опытноконструкторским разработкам в этом направлении. ВЦ осуществляет технико-экономические, инженерные и дру гие вычислительные работы, необходимые для планиро
вания |
и оперативного |
руководства, |
материально-техни |
ческого обеспечения, |
бухгалтерского |
и статистического |
|
учета, |
экономического |
анализа; разрабатывает ивнедря- |
|
2* |
|
|
19 |