книги из ГПНТБ / Казаков А.П. Технология и организация перегрузочных работ учебник

Анализ информационной модели дает возможность упорядочить потоки информации, сократить ее объем, исключить дублирование, уско­ рить сбор и передачу, наметить пути механизации и автоматизации ее обработки. Все это позволяет совершенствовать организационную структуру и методы управления.

В автоматизированных системах основная обработка информации производится в вычислительном центре (ВЦ). Информация, поступаю­ щая в ВЦ из отделов, участков порта, служб и других подразделений, называется исходной; информация, формируемая в ВЦ в процессе обра­ ботки исходных данных и используемая для управления и отчетно­ сти, — производной.

Исходная информация представляет собой автоматические сигналы, передаваемые и принимаемые при помощи технических средств, в виде

361

сообщений от датчиков ручного ввода, в виде документов (бланки, пер­ фокарты), а также может накапливаться в самом ВЦ на магнитных лентах, барабанах и выдаваться оттуда по мере необходимости.

С ВЦ обработанная информация в виде потока автоматически полу­ чаемых документов передается дистанционно или с помощью посы­ льных, пневмопочты, транспортеров и т. п. на все уровни управления.

Подавляющая часть производственной и экономической информа­ ции регистрируется и оформляется в виде документов. Документы по­ зволяют контролировать деятельность материально-ответственных лиц, фиксировать приход и расход материальных ценностей и денежных средств, оформлять прием и отпуск грузов со складов и т. д.

От рациональности форм первичной и вторичной документации и документооборота в значительной мере зависит технология и трудоем­ кость управления производством.

Необходимо стремиться вводить минимальное количество докумен­ тов, которые должны быть компактными, содержать минимум необходи­ мой информации, не дублировать данные, давать возможность приме­ нять средства механизации и автоматизации управленческого труда.

Перед разработкой системы документации анализируют потоки информации при существующей и вновь создаваемой системе управле­ ния, устанавливают, какая информация требуется каждому подразде­ лению, на основе какой первичной информации она может быть полу­ чена, и выявляют места отбора информации. Затем рассчитывают объ­ емы информации, мощности и направления ее потоков.

С развитием техники управления наблюдается тенденция к пере­ ходу на работу без первичных документов (принцип исключения пер­ вичных документов), при которой все первичные данные непосредствен­ но фиксируются на машинных носителях информации. Для этого созда­ ются интегральные системы сбора оперативной недокументальной ин­ формации, включающие каналы связи и различные датчики.

При организации информационного хозяйства в порту необходимо обеспечить требуемой информацией все функции и звенья управления, включая представление отчетности и сведений в вышестоящие орга­ низации, многократно использовать одни и те же документы и массивы информации, основываться на единой системе классификации и коди­ рования данных, исключить ручное заполнение массовых первичных документов.

Информация в процессе управления подвергается первичной и вто­ ричной переработке.

Первичная переработка информации, в том числе ее сбор и вывод, — это переработка в ритме производства.

Иногда под первичной обработкой информации понимают только ее прием с датчиков и преобразование в машинную форму.

При вторичной переработке информации составляются периоди­ ческие документы (за час, смену, сутки, месяц, год) — сводки, отчеты, оперативные команды и т. д. При этом используются как результаты первичной переработки информации, так и различные нормативные данные.

Информация, получаемая при первичной переработке, исполь­

362

способом. Для обозначения алгоритмического языка применяют условные обозначения [54].

По алгоритму машинной программы составляется систематизиро­ ванная таблица числовых значений всех величин, используемых в ал­ горитме. На основании этих таблиц производятся численные расчеты по алгоритму.

Для управления производственными процессами в порту и выдачи оптимальных решений при складывающихся ситуациях необходимо иметь достоверную и достаточно полную информацию. Однако нужно избегать избыточности информации, т. е. повышения ее объема без уве­ личения фактического содержания.

Для оперативного управления и регулирования погрузочно-раз­ грузочными работами в порту необходимы решение целого ряда инфор­ мационно-учетных задач; учет выполнения плановых заданий по погру­ зочно-разгрузочным работам, учет грузов на складе, регистрация при­ бытия и отправления транспортных средств и грузов, учет стоянки су­ дов на рейде в ожидании обработки и под обработкой, учет выполне­ ния технологических нормативов, учет использования оборудования и т. д. Учетные задачи играют важнейшую роль в управлений, так как только при помощи данных учета и анализа можно достаточно полно описывать состояние управляемого объекта и принимать правильные решения.

Кроме учетной информации, для оперативного управления погру­ зочно-разгрузочными работами в порту необходимо иметь плановые задания вышестоящих организаций, заявки клиентуры, сведения о на­ личии рабочей силы, состоянии технических средств и ходе перегрузоч­ ного процесса, справочную и нормативную информацию и т. д.

вались в разделе, посвященном рассчету сменно-суточного плана.

§ 70. Математическое обеспечение АСУ порта

Математическое обеспечение (МО) должно позволять в короткие сроки и с наименьшими затратами труда производить обработку на ЭВМ всей поступающей информации и решать различные задачи по управлению в порту.

Под математическим обеспечением АСУ имеют в виду комплекс про­ грамм, необходимых для работы технических средств, которые функци­ онируют в системе, а также математические и логические методы, ал­ горитмы и программы для решения задач.

Математическое обеспечение АСУ подразделяют на общее (внут­ реннее) и специальное (внешнее). Общее МО поставляется одновре­

363

менно с ЭВМ и состоит из стандартных, управляющих и обслужи­ вающих программ, комплекса программ для решения типовых задач, трансляторов с алгоритмических языков. Специальное МО включает основные экономико-математические модели, методы и унифициро­ ванные алгоритмы и программы для решения основных управлен­ ческих задач.

При разработке математического обеспечения необходимо исполь­ зовать системы автоматизации программирования, позволяющие зна­ чительно сократить сроки составления программ, снизить трудоем­ кость ручных операций и уменьшить затраты труда операторов при решении задач на ЭВМ.

Для эффективного функционирования АСУ в порту следует соста­ вить математическое описание (математическую модель) производствен­ ной деятельности в нем.

Математическое описание управляемого объекта (математическая модель) представляет собой систему уравнений, выражающих взаимо­ связь между параметрами системы.

Составляются три основные группы уравнений:

а) уравнения связи, математически описывающие производственные процессы на управляемом объекте, и уравнения ограничений, опреде­

ности, критерий качества управления и пр.), связывающие предыдущие уравнения с критериями оптимизации;

в) уравнения управления, выражающие алгоритм управления про­ изводственными процессами и позволяющие оптимизировать эти про­ цессы.

Математическое описание управляемых процессов и решение си­ стем уравнений представляет собой одну из сложных задач при раз­ работке автоматизированных систем управления.

Математическое описание производственных процессов требует глубокого знания их физической природы, особенностей технологи­ ческого оборудования и других факторов, воздействующих на процесс.

В простейших случаях функциональная зависимость параметров выражается в виде математических (дифференциальных) уравнений, решение которых позволяет по изменению входного параметра опре­ делять изменение выходного параметра. Такие математические модели называются аналитическими или детерминированными.

Однако порт представляет собой весьма сложную систему, состоя­ щую из многочисленных взаимосвязанных звеньев и подразделений. При этом лишь отдельные виды деятельности порта могут рассматри­ ваться как детерминированные системы, действующие точно предвиден­ ным образом. В большинстве же случаев зависимость между параметра­ ми управляемых производственных процессов в порту носит случай­ ный (вероятностный) характер. Поэтому система управления речного порта должна быть отнесена к сложным вероятностным (кибернетиче­ ским) системам. Для описания процессов, протекающих в таких систе­ мах, используется теория вероятностей, теория исследования операций и др.

364

В ряде случаев не удается представить описание сложных производ­ ственных процессов в аналитической форме, позволяющей получить математическое решение, и тогда для определения зависимости парамет­ ров управляемого объекта используют метод статистического (цифрово­ го) моделирования на вычислительных машинах.

Математическое описание управляемого объекта дает основу для разработки алгоритма управления.

Ввиду большой сложности математического описания и построения формализованной математической модели системы управления порта, учитывающей все стороны производственной деятельности, в настоящее время разрабатывают математические модели, описывающие и опти­ мизирующие отдельные процессы в порту.

§ 71. Техническое обеспечение АСУ порта

Для’автоматизации управления необходимо иметь технические сред­ ства, которые обеспечивают быстрое получение необходимой информа­ ции, передачу ее в вычислительный центр, обработку (накопление, си­ стематизацию, сортировку, сопоставление данных, вычисления) и выда­ чу готовых печатных документов (сводок, отчетов, планов, заявок и т. п.) или команд, управляющих ходом производства.

Совокупность различных технических средств, используемых в авто­ матизированных системах, образует техническую систему управления (техническое обеспечение АСУ).

Построение технической системы зависит от организационной си­ стемы управления, которая устанавливает структуру, цель и методы управления, порядок поведения персонала и работы технических средств. Организационная система должна определить требования к техническим средствам и технологию автоматизированного уп­ равления.

На разных уровнях (ступенях) автоматизированного управления применяют различные технические средства управления. В настоящее время научно обоснованного оптимального количества ступеней управ­ ления нет. Видимо, на первых порах АСУ в значительной степени бу­ дет базироваться на существующей организационной структуре управ­ ления.

В порту могут быть выделены три ступени управления.

Первая (нижняя ступень) — автоматизация управления техноло­ гическими перегрузочными процессами на причалах. Технические средства здесь должны обеспечить заданные режимы и безопасность технологических процессов (оптимальный режим загрузки конвей­ еров, остановку их при неисправности, информацию о количестве перегруженного груза, наличие груза в емкостях и на складах, коли­ чество обработанных вагонов и т. д.). На этой ступени применяются различные датчики, системы стабилизации параметров и регулирова­ ния перегрузочными процессами, автоматические устройства для взве­ шивания, сигнализации, блокировки, регистрации и некоторые эле­ менты вычислительной техники.

365

На второй ступени выполняется экономически обоснованное рас­ пределение производственных ресурсов (перегрузочной техники, ра­ бочей силы) между причалами участка, выдаются задания по причалам и перегрузочным установкам, перера спределяются ресурсы в ходе вы­ полнения плана, выделяются резервы при отклонении от плана, ана­ лизируется работа и вырабатываются команды управления для переда­ чи в первую ступень управления. Для этого используются системы централизованного сбора информации и вычислительная техника.

На третьей (верхней) ступени решаются технические и экономи­ ческие задачи, планируется производственная деятельность участков, анализируется деятельность порта, выдается необходимая отчетная документация и т. д. Здесь также используются системы сбора информа­ ции и ЭВМ.

Может быть и другое число ступеней управления.

Целесообразно собирать информацию не для каждого уровня управ­ ления, а централизованно, с обработкой ее в вычислительном центре и выводом из него на все ступени управления.

Таким образом, техническая система должна иметь датчики, пре­ образователи информации, каналы связи, устройства для опроса датчи­ ков, вычислительные машины, устройства вывода оперативной (сиг­ нализации, индикации, печати) и неоперативной информации, средства размножения информации.

Для ввода оперативной информации служат автоматические дат­ чики (например, автоматические взвешивающие устройства), на кото­ рых информация накапливается непрерывно и вводится в ЭВМ в те­ чение каждого цикла опроса, и датчики ручного ввода, посылающие информацию в ЭВМ в установленное время или по необходимости.

Важнейшая роль в автоматизации оперативного управления при­ надлежит ЭВМ. Возможны различные варианты применения ЭВМ в управлении. Рассмотрим некоторые из них.

ЭВМ не включается непосредственно в систему управления. Такая система представляет собой систему с разомкнутым контуром управле­ ния. В этом случае необходимая информация о процессе вводится в ЭВМ, которая обрабатывает ее и в удобной форме представляет ра­ ботникам управления, а последние применяют ее для улучшения управления. Здесь машина используется как информационная ЭВМ.

ЭВМ включается в контур управления лишь для сбора и обработки информации и выдачи оператору рекомендаций («советов»), В этом слу­ чае ЭВМ работает в режиме «советчика». Непосредственно управление осуществляется человеком.

ЭВМ включается в замкнутый контур управления, по заданной программе собирает и обрабатывает информацию, на основе этого выра­ батывает управляющие воздействия с учетом требований оптимизации процесса и подает команды без участия оператора на управляющие органы. Роль оператора сводится к наблюдению за работой аппарату­ ры управления.

Высшая форма автоматизации управления — самосовершенству­ ющиеся (самообучающиеся) системы управления, в которых ЭВМ обрабатывает и анализирует собираемую информацию, учитывает на-

366

копленный опыт и на основании этого совершенствует работу по управ­ лению, внося уточнения в алгоритм управления и математическое описание процесса. Однако на современном этапе развития автоматики самосовершенствующиеся системы управления пока не получили рас­ пространения.

В ряде случаев возникают большие трудности и в исключении из системы управления оператора. Это объясняется тем, что пока не всю информацию можно получить автоматически с помощью датчиков и приборов и не всегда можно составить управляющий алгоритм, учиты-

Cj. О 5!

^ Ей-

Рис. 163. Схема оргсвязи производственных участков с вычислительным центром

вающий все взаимосвязи производственного процесса. В этих случаях оператор при выработке управляющих воздействий наряду с «советами» машины учитывает дополнительную информацию и свой опыт по управлению.

На рис. 162 представлена возможная структурная схема комплекс­ но-автоматизированного управления перегрузочными работами на при­ чалах грузового участка порта. В ней объединены автоматизация технологических и организационных процессов и поэтому ее можно рассматривать как одну из подсистем интегрированного управления. Участок состоит из трех причалов 1, 2, 3, оборудованных мостовыми перегружателями 4, 5, 6. Перегружатели имеют систему програм­ мированного дистанционно-автоматического управления, которая поз­ воляет с пульта управления по заданной программе производить все необходимые переключения контакторов 7.

Количество перегруженного груза учитывается с помощью счетчи­ ков количества выполненной работы 8. Количество грузов, отправля­ емых в каждом вагоне и в целом на железную, дорогу, учитывается ав­ томатическими вагонными весами 10, на которых имеется счетчик веса

368

9 и печатающий аппарат 11 для заполнения ведомостей. Количество гру­ за в трюмах судов отображается с помощью датчиков осадки 12. Число вагонов, прошедших через отдельные погрузочно-разгрузочные фрон­ ты, и их расстановка на причалах фиксируются рельсовыми датчиками и счетчиками 13.

Всеми процессами по обработке судов и вагонов управляют с цент­ рального пульта 14, оборудованного электронно-вычислительной ма­ шиной 15, блоком приема и передачи информации 16, блоком хранения

инакопления внешней информации 17, печатающим устройством 18

ителевизионной установкой 19.

Центральный пульт связан с диспетчерскими пароходств, порта, рейдового флота и железнодой дороги. Вся информация, поступающая от них, автоматически обрабатывается ЭВМ, которая на основании этой информации и информации от датчиков расстановки судов и вагонов формирует или отыскивает стандартную программу работы мостовых перегружателей 4, 5, 6. Программы обработки судов записываются на магнитную ленту для каждого перегружателя и хранятся во внешнем накопителе информации 17.

Когда судно прибудет и ошвартуется у причала, оператор отыски­ вает стандартную программу и включает в работу по ней перегружатель. Если на погрузочно-разгрузочных фронтах имеются вагоны, то задает­ ся программа перегрузки по прямому варианту, а при отсутствии вагонов — по варианту судно — склад. Автоматические весы, установ­ ленные на перегружателе, учитывают за каждый цикл вес перемещен­ ного груза и суммируют его. После погрузки в вагон заданного коли­ чества груза перегружатель переходит на погрузку следующего вагона. Все данные по взвешиванию дистанционно передаются на ЭВМ, кото­ рая учитывает общее количество переработанного и находящегося на складах груза. Данные по учету записываются печатающим устрой­ ством 18 и передаются в виде готовой документации в управление порта. По такому же принципу может быть построено управление работой при­ чалов всего порта.

Всего вероятнее, что обработка информации для всех участков бу­ дет производиться одним общим вычислительным центром, раполагающим высокопроизводительной ЭВМ с большой памятью. ЭВМ наряду с управлением процессами обработки судов и вагонов будет использо­ ваться также для составления различной отчетности, планирования, расчета заработной платы и других целей.

На рис. 163 изображена схема оргсвязи производственных участков с вычислительным центром для передачи цифровой информации. Пер­ вичная цифровая информация на участках и в отделах порта регистри­ руется специальным устройством УРИ-4, которое наряду с получе­ нием печатной построчной копии сообщения на бумажном бланке одно­ временно фиксирует всю информацию на перфоленте. При необходи­ мости УРИ-4 может складывать и вычитать цифровую информацию. С перфоленты информация попадает на контрольно-считывающее устройство КСУ-1, с него передается на ленточный перфоратор ПЛ 20-2, далее поступает на фотосчитывающий механизм ФСМ-6 и устройство Минск-1500 для дистанционной передачи информации, нанесенной на

369

перфоленту, по линии связи (может быть телефонная сеть) в вычи­ слительный центр. Здесь информация принимается устройством Минск-1500 и снова ленточным перфоратором ПЛ80/8 наносится на перфоленту, с которой вводится в ЭВМ. Обработанная ЭВМ информа­ ция подается в фотосчитывающий механизм ФСМ-6 и устройствами Минск-1500 по каналам связи передается в порт (на участок) и далее через ленточный перфоратор ПЛ 80/8 вводится в алфавитно-цифровое печатающее устройство ВВУ, после чего с помощью передающего и при­ нимающего фототелеграфных аппарататов «Призма» передается на раз­ ные уровни (ступени) управления.

§72. Оперативное регулирование перегрузочных работ в порту

Важнейшая задача оперативного управления в порту — непре­ рывный контроль за действительным ходом перегрузки и обработки транспортных средств, сравнение фактических данных с плановыми показателями и своевременное принятие мер по устранению возникшего отставания в выполнении сменно-суточного плана. При «нормальном» ходе перегрузочных работ результаты выполнения показателей опе­ ративного плана фиксируются на индикаторном оборудовании или на носителях информации (документах, перфокартах, магнитных лентах) и используются для учета. При возникновении определенного отста­ вания в выполнении плана (из-за неисправности оборудования, несо­ временной подачи судов, вагонов, отсутствия свободных складских ем­ костей и т. д.) в автоматизированной системе управления предусмат­ ривается автоматическая подача руководителю того или иного ранга «сигнала тревоги». Сигналом тревоги может быть также сообщение руководителей низших рангов, которые не могут самостоятельно спра­ виться с возникшим отставанием.

Выяснив величину и причины отставания, руководитель может про­ вести оперативную организаторскую работу с тем, чтобы руководители низших рангов устранили отставание, используя имеющиеся в их распоряжении резервы, или выделить им для этой цели дополнитель­ ные резервы. Таким образом, для нормального функционирования си­ стемы управления и ликвидации отставания и «сбоев» в работе ру­ ководители различных уровней должны иметь в своем распоряжении экономически обоснованный резерв ресурсов пропускной способности причалов, складов (перегрузочного оборудования и др.).

В соответствии с размером этих резервов устанавливается и мера отставания, служащая основанием для подачи сигнала тревоги. Если величина отставания такова, что для ее ликвидации достаточно резер­ вов руководителя данного подразделения, то сигнал тревоги может быть подан только ему. При возрастании отставания сигнал тревоги подается следующему по рангу руководителю. Разумеется, в порядке контроля за ходом производства сигналы тревоги могут подаваться вышестоящим руководителям и в том случае, если для ликвидации от­ ставания его резервы и не требуются. В этом случае вышестоящие

370