Организация и планирование автоматизированных производств. Конспект лекций (тезисы) для обучающихся по направлению подготовки 15.03.04 Автоматизация т

СОДЕРЖАНИЕ

4

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях усложнение производственных процессов требует использования новейших средств автоматизации и управления, одновременно повышаются требования и к квалификации персонала. Сейчас появляются не только полностью автоматизированные технологические линии, цеха, но и предприятия, заводы, комплексы, при этом вопросы взаимодействия человека и компьютерной техники приобретают первостепенное значение.

Сегодня квалифицированному специалисту необходимо иметь представление о системе «человек-машина», о возможном распределении ролей в этой системе, знать о функциях, назначении, технических и технико-экономических характеристиках машин, оборудования, систем, о расчетных параметрах, причинах возникновения сбоев и неполадок, а также о современных методах и средствах реализации инновационных идей в области автоматизации технологических процессов и производств.

Цель курса — научить будущего бакалавра по автоматизации технологических процессов свободно владеть современными методами организации, планирования и управления автоматизированными производствами на основе достижений научно-технического прогресса, системного подхода к анализу объекта управления и выработке оптимальных решений, использования различных методов, в том числе и эконо- мико-математических, исследования операций, моделей, ЭВМ и информационных технологий.

Студенту предлагается освоить систему знаний для эффективного решения широкого спектра задач организации, планирования и управления автоматизированным производством, предприятием, а также освоить методы расчета, алгоритмы поиска оптимальных решений, сопровождающиеся ссылками на примеры решения соответствующих задач с использованием информационных технологий в сопутствующих литературных источниках.

Студент должен знать, что самые приоритетные направления в области организации и планирования производственных процессов связаны с развитием гибкого автоматизированного производства (ГАП), выпуском нового технологического оборудования, встраиваемых роботов,

5

приборов, аппаратных средств вычислительной техники. При этом важна разработка систем имитационного моделирования, создания и эксплуатации гибких производственных систем (ГПС), а в будущем и гибких автоматизированных заводов (ГАЗ). Развитие систем искусственного интеллекта, их интеграция в другие системы, создание самообучающихся машин, роботов-автоматов, разработка и использование лазерных технологий для автоматического управления движением различного оборудования в конвейерных линиях являются приоритетными направлениями по многим производственным задачам, решение которых и предстоит воплощать в жизнь специалистам в области автоматизации производств.

Задачи курса — дать основы организации, планирования и управления производством, создания, разработки и внедрения автоматизированных систем управления, основы расчета параметров автоматизированных линий; осветить методы организации различных типов производств, методы оптимальной загрузки оборудования и трудовых ресурсов, а также методы сетевого планирования и управления производством, технологическими операциями по монтажу и наладке приборов и средств автоматики. Реализация поставленных задач позволит расширить и углубить теоретические знания студентов, привить им необходимые навыки для решения наиболее часто встречающихся на практике вопросов в области организации и планирования автоматизированных производств, оперативного управления предприятием, цехом, участком и другими подразделениями. Знание современных методов организации, планирования и управления производством даст возможность повысить точность и объективность принимаемых решений, свести к минимуму элементы субъективизма и позволит освободить будущего бакалавра по автоматизации от рутинной, нетворческой деятельности. Данный курс призван углубить и расширить фундаментальную подготовку академического бакалавра.

Большинство представленных в курсе методов организации, планирования и управления производством основано на классическом подходе, используется многими авторами учебников и учебных пособий по данной тематике [1…17, 19…20]. Данный лекционный материал опирается на новые издания, базовые учебники, современные пособия, разработанные специально для обучения бакалавров. На лекционных и

6

практических занятиях рассматриваются теоретические выкладки в сфере приложения к другим объектам управления, связанным со специализацией будущих бакалавров по направлению подготовки 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств». Курс сопровождается ссылками на примеры решения задач с применением современных программных средств и компьютерных технологий. Они могут быть использованы при проведении практических и лабораторных работ, написании курсовых и квалификационных работ по данному направлению подготовки бакалавров.

В данном конспекте рассматриваются основные тенденции развития автоматизации технологических процессов и производств в строительстве, пути повышения производительности и эффективности производств, основные особенности организации и планирования автоматизированных производств, вопросы проектирования технологических процессов и выбора оборудования. Освещаются вопросы организации построения и функционирования автоматизированных производств, методы планирования и расчѐта основных характеристик автоматических линий, робото-технологических комплексов, гибких автоматизированных производственных систем, транспортно-складских систем, организации технического обслуживания и ремонта. В курсе представлены перспективы организации, планирования и управления автоматизированными производствами, а также внедрения и дальнейшего развития гибких производственных систем на основе их интеграции в единую систему — гибкий автоматизированный завод.

Конспект лекций составлен с учетом разработанной рабочей программы по базовой дисциплине профессионального цикла — «Организация и планирование автоматизированных производств» основной общеобразовательной программы высшего профессионального образования направления подготовки 220700.62. Рабочая программа в свою очередь была составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного стандарта по направлению подготовки 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств» (квалификация «бакалавр»).

7

1. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ И СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ПЛАНИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВ

1.1. Актуальность и значение для подготовки бакалавров по автоматизации

Коренные изменения в сфере организации, планирования и управления строительным производством требуют значительного улучшения качества теоретической подготовки и практических навыков бакалавров по автоматизации технологических процессов и производств, пополняющих отрасль строительства. Особое значение приобретает умение принимать взвешенные решения с учетом полученных ими знаний в области создания автоматизированных производств, разработки систем автоматического и автоматизированного управления, использования роботов и манипуляторов, управляющих устройств на базе ЭВМ, а также в сфере применения новых инженерных технологий с использованием современных подходов, методов и средств.

Технический прогресс и интенсификация производства неразрывно связаны с разработкой автоматизированных систем проектирования и управления на основе методов компьютерного моделирования, реализуемых с использованием современной вычислительной техники [9]. При постановке задач управления специалисту приходится сталкиваться с различными методами их решения. Например, задача управления заводом по производству ЖБИ, кирпича и других строительных материалов и изделий, станцией аэрации, водоподготовки и другими объектами достаточно сложна, иерархична, многовариантна. Исследование, анализ функционирования и управление такими объектами строительства и городского хозяйства, которые представляют собой сложнейшие технологические автоматизированные комплексы [2, 5, 7, 12, 16], попадает под классическую задачу динамического программирования, требующую поэтапной оптимизации. Поэтому бакалавр, специалист по автоматизации и управлению технологическими процессами, должен в совершенстве владеть методологией и приемами не только рациональной организации, эффективного планирования, но и управления производством на базе современных методов и моделей.

8

1.2. Цели, предмет и задачи

Цель тезисного конспекта лекций — помочь студенту овладеть системой конкретных знаний в области организации, планирования и управления автоматизированными производствами строительной отрасли и научить применять их в своей профессиональной деятельности для повышения эффективности и качества выполнения работ.

Теория, изложенная в лекционном материале, практические задания и рекомендуемая преподавателем литература помогут студенту:

изучить основные аспекты организации, планирования и управления производственно-хозяйственной деятельностью строительного предприятия;

усвоить основы организации, планирования и управления автоматизированными производствами;

изучить методологию постановки и решения оптимизационных задач управления производственно-хозяйственной деятельностью предприятия;

приобрести навыки в обосновании выбора экономических оценок в качестве критерия оптимальности;

овладеть методами и средствами решения оптимизационных задач с использованием компьютерных технологий.

«Организация и планирование автоматизированных производств» это — научная дисциплина, включающая совокупность методов, обеспечивающих эффективное функционирование производства на основе выработки и принятия оптимальных решений. Дисциплина позволяет понять, как следует правильно и результативно организовывать и планировать последовательность технологических операций и процессов автоматизированных производств, а также как эффективно управлять ими.

Целями освоения дисциплины являются: приобретение студентами системы конкретных знаний в области организации и планирования строительного производства, освоение способов организации и планирования автоматизированных производств, а также управления их функционированием. Предмет изучения — методы принятия решений.

9

Основными задачами дисциплины являются:

1)изучение основ организации и планирования строительного производства;

2)изучение основных аспектов организации и планирования автоматизированных производств;

3)освоение особенностей процесса принятия управленческого решения;

4)изучение общего и специального математического аппарата для решения организационно-управленческих и производственных задач;

5)приобретение навыков использования программных средств и систем реализации различных моделей на ЭВМ.

1.3. Основные понятия и определения

Основой деятельности любого предприятия является производственный технологический процесс. Различают основные, вспомогательные и обслуживающие процессы и операции.

Производственный процесс — это совокупность основных, вспомогательных и обслуживающих подпроцессов (операций), в результате осуществления которых исходное сырье, материалы, предметы труда превращаются в готовый продукт, продукцию предприятия (изделие, услуги).

Технологический процесс — это совокупность взаимосвязанных операций.

Производственная система — сложная, динамичная, иерархичная совокупность элементов, которая может быть выражена и представлена лишь в определенной организации и лишь благодаря ей. Структурирование и организация — результат работы системы.

Организация производства — это координация, рациональное распределение и оптимизация во времени и пространстве всех ресурсов производства с целью выполнения взаимосвязанных производственных технологических операций с наибольшей эффективностью, при максимизации выпуска продукции с учетом экономии ресурсов, с минимальными затратами. Является функцией управления.

Организация строительного производства изучает закономерно-

сти развития строительных процессов в пространстве и времени с обеспечением рационального сочетания элементов производства, которое

10