книги из ГПНТБ / Матлин Г.М. Проектирование оптимальных систем производственной связи

щений за определенный срок, каік in,ранило, не выдвигается. Та­ ким образом, на каждом предприятии всегда имеется несколько (практически независимых друг от друга) групп передаваемых сообщений, отличающихся друг от друга формой и содержанием. Установление этих групп является важнейшим элементом обсле­ дования потоков информации на промышленных предприятиях.

К отдельным элементам процесса доставки информации адре­ сату предъявляются следующие требования:

—время, затрачиваемое на подход к оконечному средству связи на исходящем конце, должно быть, по возможности, не­ большим;

—пользование оконечным абонентским устройством не дол­ жно быть сложнее выполнения технологических операций, а вре­ мя осуществления выбора требуемого абонента — не больше за­ данной величины;

—не должны превышать установленных величин: время ожи­ дания освобождения средств связи на исходящем конце; время ожидания освобождения соединительных путей; время ожидания освобождения средства связи на входящем конце и т. д.

Нетрудно видеть, что требования, предъявляемые к отдельным

целиком определяются спецификой и уровнем развития систем

ляется важной ее характеристикой, и отсутствие этого показателя в определении количества информации по Шеннону является еще одним существенным недостатком данного определения. Обычно под достоверностью доставляемой информации понимается сте­ пень соответствия принятого сообщения переданному. От досто­ верности следует отличать истинность информации — ее соотвествие объекту. Достоверность, например, такого текста: «Земля пло­ ская и лежит на трех китах, плавающих в океане» — может ока­ заться больше, чем достоверность текста, ,в котором утверждается, что Земля есть третья планета Солнечной системы. Однако при любой достоверности, обеспечиваемой при доставке этих сообще­ ний, их истинность будет постоянна.

В системах управления производством от истинности и досто­ верности во многом зависит эффективность управления. При раз­ работке систем связи обычно считают, что необходимая истин­ ность сообщений должна быть обеспечена вне этих систем, при выработке информации и осуществлении контроля за ходом управляемого процесса. Что касается системы доставки инфор­ мации, то она должна только обеспечить требуемую достовер­ ность. Однако оказалось, что и данная задача является не та­ кой простой, как могло бы показаться на первый взгляд. Конеч­ ная величина фразовой разборчивости приводит к «потерям» при передаче устной речи. Как будет указано в гл. 2, при фразовой

— 32 —

разборчивости меньше 0,9 контакт между собеседниками уже на­ рушается. При передаче текстовых материалов по телеграфу с помощью трансмиттера одна неверно принятая буква встречает­ ся через каждые ІООч-ЮОО знаков, а при работе с ЭВМ тре­ буется достоверность порядка 10-6, т. е. один неверный знак на миллион переданных. Вследствие этого вопросы достижения не­ обходимой достоверности доставки информации самым тщатель­ ным образом учитываются при синтезе конкретных систем про­ изводственной связи.

Э к о н о м и ч н о с т ь д о с т а в к и и н ф о р м а ц и и понимается двояко: с одной стороны, каждая система управления должна обслуживаться «соответствующими» средствами связи, а с дру­ гой стороны, каждая система связи должна передавать заданный объем сообщений при минимуме средств. Небольшое промышлен­ ное предприятие не может иметь в составе своей системы связи, например, спутник связи «Молния-1», так как это нецелесооб­ разно по .экономическим причинам. Невыгодно устанавливать ра­ диостанции там, где можно применить телефоны; телефонный ап­ парат и линия АТС обычно дешевле, чем телефонный аппарат и линия прямой связи, и т. д. Экономичность доставки информации учитывается и при конструировании аппаратуры связи. Установ­ лено, например, что троичная система кодирования является наи­ более экономной. Несколько уступает ей двоичная система.

Обе стороны экономичности доставки информации связаны между собой. F-Сли спутник «Молния-1» не может быть применен в составе системы производственной связи, то это должно быть выяснено при сопоставлении затрат на его изготовление и запуск с затратами на организацию других сетей связи.

Производственная связь как система. Являясь составной ча­ стью производства как кибернетической системы, производствен­ ная связь может сама рассматриваться как сложная система, со­ стоящая из отдельных подсистем (рис. 1.6).

К а к ф и з и ч е с к а я с и с т е м а производственная связь пред­ ставляет собой совокупность станционных, линейных, энергети­ ческих и гражданских сооружений и оконечных абонентских уст­ ройств.

К а к э к о н о м и ч е с к а я с и с т е м а производственная связь является динамическим отражением в экономическом аспекте со­ отношения произведенных затрат (на создание системы доставки информации и поддержание ее в работоспособном состоянии) и полученных положительных результатов (вследствие своевремен­ ной передачи информации по управлению производством').

люди, пользующиеся этими средствами) системы. Информация о состоянии управляемой системы вырабатывается частично авто­

наличия давления в кабелях связи, исправности абонентских ли­ ний и т. д.) частично вручную — людьми (монтерами или абонен­ тами). Доставка информации осуществляется либо с использова­ нием самой системы связи, либо специальной системы связи (на­ пример, при наличии диспетчерской службы цеха связи на пред­ приятии), либо нарочным при личном контакте и т. д. Обработ­ ка информации производится руководством службы связи или специальной диспетчерской службой. Используется информация ремонтными бригадами.

Как кибернетическая система производственная связь выпол­ няет функции планирования, нормирования, управления (учет и отчетность, контроль, регулирование) и организации. Контрольные цифры для планирования работ службы связи устанавливаются вышестоящим органом, а собственно планирование осуществляет­ ся руководством службы. Управление связью (выработка, дос­ тавка, обработка и использование информации) было рассмотре­ но выше. Нетрудно видеть, что выработка информации соответст­ вует функции учета, обработка информации — функции контро­ ля, обработка и использование информации — функции регули­ рования. Организация производственной связи учитывает как структуру осуществления технологических операций доставки ин­ формации, так и структуру обеспечения обслуживания этих опе­

щей п о д с и с т е м ы .

Вданной книге основное внимание уделяется вопросам орга­ низации управляемой подсистемы, решаемым с позиции технико­

экономического анализа и синтеза. Однако последняя глава кни­ ги посвящается и некоторым вопросам организации управляющей подсистемы.

Уровень системы производственной связи. Как указывалось в в разд. 1.1, существует примерно 7 уровней рассмотрения произ­ водства и каждому из них соответствует определенный уровень систем производственной связи.

На самом высшем уровне производства (народное хозяйство) системой производственной связи является общегосударственная система связи, обслуживаемая органами Министерства связи

СССР. Характерной особенностью этого уровня системы произ­ водственной связи является ее междуведомственность, так как одними и теми же сооружениями связи пользуются различные министерства и ведомства. На втором и третьем уровнях произ­ водства (отрасль и подотрасль) системы производственной связи являются, как правило, комбинированными, т. е. включают в се­ бя элементы как междуведомственной, так и ведомственной свя­ зи. При этом средства внутренней связи (диспетчерской, директорюкой ^ и т. л.) являются ведомственными, а средства между­ городной связи и отдельные участки городской связи — между­ ведомственными, т. е. находящимися на балансе и обслуживании

органов Министерства связи. Однако уже на этих уровнях систем связи некоторые ведомства (Министерство путей сообщения, Ми­ нистерство газовой промышленности, Министерство энергетики и электрификации, Министерство черной металлургии, Министерст­ во угольной промышленности и др.) имеют ведомственные систе­ мы связи, основанные на собственных или арендованных у Мини­ стерства связи СССР междугородных телефонных каналах. С другой стороны, некоторые министерства (например, строитель­ ные) полностью базируются на средствах связи Министерства свя­ зи СССР.

Начиная с четвертого уровня производства (предприятие), си­ стемы производственной связи в абсолютном большинстве слу­ чаев чисто ведомственные. Конечно, на многих промышленных предприятиях и стройках установлены телефонные аппараты от городских АТС, а также аппараты сети абонентского телеграфа, находящегося в ведении местных органов связи. Однако подав­ ляющий объем сообщений передается (или должен передавать­ ся) с помощью средств внутрипроизводственной связи, образую­

по согласованию с местными органами Министерства связи. Уровень, на котором должны разрабатываться системы про­

изводственной связи, определяется исходя из задачи обеспечения наибольшего экономического эффекта при высокой величине эф­ фективности функционирования системы. Современные средства связи имеют большую пропускную способность, позволяют под­ ключить широкий круг абонентов, но обладают значительной стои­ мостью. Вследствие этого, использование таких средств мелкими подразделениями промышленных предприятий, а также отдель­ ными строительными организациями неэффективно, так как, с од­ ной стороны, средства связи полностью не загружаются, а с другой стороны, большая стоимость строительства сооружений связи оказывается чувствительной для потребителей. Поскольку в составе систем связи необходимо использовать эффективные, но дорогостоящие средства, применение которых возможно только при наличии полной их загрузки, системы производственной свя­ зи должны создаваться в рамках крупных промышленных пред­ приятий, а также строительных организаций, выполняющих весь объем строительно-монтажных работ в данном географическом пункте, имеющих собственную производственную базу, автотран­ спортные подразделения и управления (участки) механизации и т. д.

1.5. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СВЯЗИ

Создание системы производственной связи не только отрасли, но и отдельного предприятия, как правило, осуществляется в те­ чение многих лет и носит характер не единичного мероприятия,

— 36 —

а циклического процесса. Это объясняется тем, что система свя­ зи является технической базой системы управления производст­ вом, вследствие чего недопустимы разрывы между уровнем орга­ низации, управления и технологии производства и уровнем систе­ мы связи. Поскольку промышленное производство непрерывно развивается либо экстенсивным (за счет расширения производ­ ства, строительства новых цехов и т. д.), либо интенсивным (за счет совершенствования технологии производства) путем, непре­ рывно совершенствуется и система связи, постоянно приближаясь к изменившимся условиям функционирования предприятия или стройки. Исходя из этого, весь процесс создания системы произ­ водственной связи на практике разбивается на несколько оче­ редей, причем каждая из них внедряется несколькими этапами (стадиями).

Можно выделить следующие этапы создания каждой очереди системы производственной связи: предпроектные работы, проек­

Рис. 1.7. Схема осуществления разработки и внедрения систем про­ изводственной связи

на или более очередей, сдвинутые между собой по этапам. Напри­ мер, одна очередь может находится в эксплуатации, другая — в монтаже, третья — в стадии проектирования и т. д.

Предпроектные работы. На предпрсектной стадии определяет­ ся содержание каждой очереди, ее количественные и качественные показатели, в том числе применяемые виды связи, номенклатура

иколичество используемых средств, стоимость работ, численность

—37 —

обслуживающего персонала. Эти работы выполняются потребите­ лем системы производственной связи, а именно — отделами связи, отраслевых и подотраслевых министерств, службами эксплуата­ ции связи промышленных предприятий или службами главных энергетиков этих предприятий. Результаты работы на этой стадии утверждаются руководством соответствующих министерств, глав­ ков, промышленных предприятий и строек.

На практике встречаются самые разнообразные формы пред­ ставления материалов предпроектных работ: генеральная схема раз­ вития системы производственной связи отрасли или подотрасли на 5—10 лет; основные положения; технико-экономические обоснова­ ния (ТЭО); технико-экономические доклады (ТЭД), и наконец, тех­ нические задания на разработку проектов строительства соответ­ ствующих объектов системы. В разработке указанных документов может принимать участие и проектная организация. К предпроектным работам относится и вся деятельность по перспективному, го­ довому и текущему планированию развития систем производствен­ ной связи, а также их материально-технического обеспечения. Эти работы выполняются соответствующими плановыми органами, ор­ ганами материально-технического снабжения, отделами связи,, службами эксплуатации систем производственной связи и т. п.

К сожалению, весь комплекс предпроектных работ выполняет­ ся в настоящее время чрезмерно субъективно из-за отсутствия ка­ ких-либо научных методов, а также из-за недостатка информации, о создании и особенностях развития систем производственной свя­ зи в других отраслях, на других предприятиях, за рубежом. Ука­ занный субъективизм приводит к появлению серьезных диспро­ порций между уровнем производства и уровнем производственной связи, что вызывает значительные материальные потери. Чем выше уровень руководства, на котором совершаются подобные ошибки, тем значительнее потери, так как они касаются большого количе­ ства участков, цехов, предприятий. С другой стороны, чем выше уровень руководства, тем легче собрать информацию, позволяю­ щую вывести какие-либо усредненные показатели, которые можно принять за контрольные, а в некоторых случаях нормативные или даже директивные цифры.

В простейшем случае предпроектные работы на уровне отрас­ ли и подотрасли могут осуществляться исходя из задач достиже­ ния либо средних цифр оснащения предприятий средствами про­ изводственной связи (например, количество телефонных аппара­ тов диспетчерской связи на единицу выпущенной продукции, ко­ личество радиостанций на 1 млн. руб. стоимости строительно-мон­ тажных работ, задействованная или монтированная емкость, отне­ сенная к 1000 трудящихся, и т. д.), либо уровня передовых пред­ приятий, либо уровня другой отрасли, либо уровня данной отрасли какой-либо зарубежной страны. Методика получения таких пока­ зателей, оперирование ими, оценка их надежности достаточно под­ робно рассмотрены в разд. 6.2—6.4.

— 38 —

Приняв .подобные показатели за основу, можно планиро­ вать количественно развитие систем производственной связи, их стоимость, материально-техническое обеспечение, кадры как в де­ лом по отрасли, так и по отдельным предприятиям, как в делом по плановому периоду (год, пятилетие, 10-летие), так и по отдель­ ным временным этапам. Подобное планирование, как правило, дает значительно лучшие результаты, чем экспертная оценка са­ мого квалифицированного специалиста, но не гарантирует от по­ явления ошибок и диспропорций, поскольку не учитывает более глубоких зависимостей, присущих системам производственной связи и описывающих их согласование с системами управления отдельными предприятиями. Поэтому более высоким уровнем раз­ вития методики планирования производственной связи является ис­ пользование мощного аппарата регрессионного и корреляционного анализов, который позволяет выразить требуемые плановые пока­ затели (емкость ПАТС, количество телефонных аппаратов, комму­ таторов, радиостанций, стоимость системы и т. п.) как функции различных факторов, оказывающих на них существенное влияние. Такие факторы можно найти при рассмотрении стыкования систе­ мы производства и системы производственной связи (технология производства, мощность, число трудящихся и т. д.).

Применение регрессионного и корреляционного анализов при планировании дает возможность получить теоретически любую точность, так как число факторов может быть принято любым. На практике (см. разд. 6.5—6.7, а также гл. 5) число рассматриваемых факторов ограничивается, что, конечно, уменьшает точность, но при этом снижает и трудоемкость вычислений. Недостатком дан­ ного метода является необходимость проведения соответствующих статистических исследований и применения для расчетов ЭВМ. Правда, последнее обстоятельство из недостатка превращается в очень важное преимущество в отраслевых АСУ.

Третьим этапом на пути совершенствования методики выпол­ нения предпроектных работ на уровне отрасли (или подотрасли) являются разработка соответствующей (как правило, конфликт­ ной) экономико-математической модели и ее расчет методами тео­ рии игр или динамического программирования. Работы в направ­ лении создания такой методики находятся в начальной стадии, и здесь приводятся лишь краткие сведения об этих методах, а также некоторая другая информация, которая может быть использована в указанных целях.

Во всех случаях планирование во времени должно осущест­ вляться с использованием научного прогнозирования (см. гл. 2 и 6).

Не следует забывать, что развитие производственной связи вхо­ дит в комплекс вопросов, подлежащих решению в рамках отрас­ левой АСУ, вычислительный центр которой должен выполнять перечисленные выше работы по планированию производственной связи в увязке с другими элементами системы. ЭВМ при этом

-39 —

должна быть задана методика проведения расчетов. Чем совершен­ нее будет эта методика, тем меньшие убытки будет терпеть основ­ ное производство из-за недостатка средств передачи информации.

Предпроектные работы на уровне промышленного предприятия или строительной организации сложнее построить на базе регрес­ сионного и корреляционного анализов, так как объем статистиче­ ской информации, как правило, в этих случаях является недоста­ точным. Планирование здесь может осуществляться по точечным показателям (в сравнении с аналогичными передовыми показате­ лями по отрасли, другим предприятиям и т. п.) на основе методи­ ки, изложенной в разд. 6.2—6.4. Представляется перспективным использование на этом уровне экономика-математических кон­ фликтных моделей іи их расчет на ЭіВМ.

Наиболее просто планируется развитие средств производствен­ ной связи на уровне цеха, участка, рабочего места. Критерием оп­ тимальности на данных уровнях является быстрейшая ликвида­ ция несоответствия между потребностями технологических процес­ сов (производственных и управленческих) и недостатком количе­ ства средств доставки информации или недостаточной эффектив­ ностью функционирования этих средств.

Указанный критерий оптимальности не сохраняется на дру­ гих уровнях, где имеющиеся средства распределяются по описан­ ным выше методам (например, исходя из обеспечения среднего показателя по отрасли и т. д.). Однако при отсутствии дефицита требуемых средств плановые показатели, рассчитанные исходя из этого критерия, могут быть удовлетворены и на других, более вы­ соких уровнях.

Проектные работы. В соответствии с действующим положением (СН-202-69) системы производственной связи должны проектиро­ ваться либо двухстадийно (технический проект и рабочие черте­ жи) либо одностадийно (техно-рабочий проект) в зависимости от сложности строящегося объекта, его сметной стоимости и степени использования типовых чертежей.

В комплексы проектных работ входят технико-экономические расчеты (выбор вариантов организации связи, типа оборудования, определение емкостей станций сети, количество абонентских пунк­ тов и т. д.), технологическая часть (монтажные и конструктивные чертежи, планы размещения оборудования и т. д.), энергетическая часть, гражданские сооружения, сметная часть. В данной книге рассматривается ряд вопросов технико-экономического проектиро­ вания (гл. 3, 4, 5, 7, 8), которые в настоящее время из-за отсут­ ствия методики либо вообще не рассматриваются проектировщи­ ками, либо в каждом конкретном случае решаются субъективно. В последнем случае на одно удачное решение приходится значи­ тельное количество неудачных, которые приводят к возникновению

АТС; тип аккумуляторных батарей; количество и мощность выпря­ мительных устройств; высоту подъема мачты для размещения ан­ тенн укв радиостанций, диаметр тоікшедущей жилы кабельных ли­ ний при заданной величине затухания или величину затухания при заданном диаметре жил; диаграмму уровней при применении ап­ паратуры высокочастотного уплотнения; параметры влияния ли­ ний сильного тока и электрифицированных железных дорог на ка­ бели связи и некоторые другие величины. Методики подобных ра­ счетов достаточно подробно рассмотрены в [7, 40—42, 61, 64, 89, 96, 97 и др.].

Технико-экономические расчеты, подкрепляющие целесообраз­ ность принятых решений по районированию ПАТС, их узлообразованию, а также размещению шкафов и других распределительных устройств, при проектировании систем производственной связи вы­ полняются крайне редко, хотя описания методики данных расчетов имеются в литературе [54, 96 и др.]. Причиной такого положения являются как недостатки этих методик (в частности, серьезные ограничения в исходных посылках), так и значительные вычисли­ тельные сложности при пользовании ими. Совсем не производятся при проектировании систем производственной связи расчеты: коли­ чества абонентов, которые могут пользоваться одним оконечным устройством передачи информации; числа оконечных устройств (телефонных аппаратов, радиостанций и пр.), включение которых допустимо в одну сеть; оптимального типа применяемого обору­ дования; целесообразности использования той или иной схемы ор­ ганизации связи и других задач, которые требуют для своего ре­ шения знания параметров входящего потока (см. разд. 3.2), спе­ циальной методики и значительных вычислительных сложностей. Эти вопросы в литературе отражения не нашли, но если вникнуть в них более івнимательно, то окажется, что именно они отражают существо производственной связи, так как их решение тесным об­ разом связано с увязкой системы производства и системы произ­ водственной связи.

В перспективе ожидается автоматизация проектных работ. Уже сейчас наличие солидной нормативной базы позволяет полностью автоматизировать процесс составления смет, спецификаций, ведо­ мостей, разработку і(а точнее выборку) большого количества типо­ вых монтажных и конструктивных чертежей (схемы станционных соединений, кабельные планы, установочные чертежи, подпольные желоба, кабель-росты и т. п.), и также типовых чертежей энерге­ тической части проекта и гражданских сооружений.

Организация внедрения систем производственной связи. Орган или служба, которые выполняют предпроектные работы, как прави­ ло, осуществляют управление ходом работ по вводу какой-либо очереди системы производственной связи в эксплуатацию. Прежде всего заключается договор либо с институтом — генеральным про­ ектировщиком данного производства, либо со специализированной проектной организацией. Затем рассматриваются и утверждают­

— 41 —