Автоматизированная система управления производством
Управление предприятием представляет собой процесс непрерывного обмена информацией между всеми структурными подразделениями предприятия, а также между данным предприятием и его смежниками. Потоки производственной информации, передаваемые в определенные промежутки времени по каналам связи, отражают материальные процессы, протекающие на уровне предприятия (или на уровне группы предприятий). Перечислим основные подсистемы АСУП:
- • технико-экономического планирования;
- • оперативного управления основным и вспомогательным производством;
- • технологической подготовки производства;
- • управления материально-техническим снабжением, сбытом и реализацией продукции;
- • управления качеством продукции;
- • финансово-бухгалтерской деятельности;
- • управления кадрами.
АСУП организуется как иерархическая структура на основе ЭВМ различного класса (рис. 6.18).
САПР-К АСТПП АСУП
АСУ ТП высокоточного дозирования: финал SCADA-чемпионата 2021
Рис. 6.18. Иерархическая структура АСУП:
РМО — рабочее место оператора; УСО — устройство связи с объектом
Верхний (третий) уровень включает систему управления программами и данными, обеспечивающую заданную технологию и производственный план предприятия.
Второй уровень (центральная ЭВМ) координирует работу ЭВМ первого (нижнего) уровня, которые осуществляют непосредственное управление ГПМ автоматизированного производства с помощью устройств связи с объектом (УСО).
Каждый уровень АСУП функционирует автономно, благодаря чему отказ ЭВМ одного уровня практически не отражается на работоспособности машин других уровней.
Комплексирование ЭВМ различного класса обеспечивается организацией каналов связи между ними методом (рис. 6.19):
- • последовательного интерфейса ввода-вывода;
- • параллельного интерфейса ввода-вывода;
- • через аппаратуру передачи данных (АПД).
Рис. 6.19. Схемы комплексирования ЭВМ на различных уровнях АСУП: а — методом последовательного интерфейса ввода-вывода; б — методом параллельного интерфейса; в — через аппаратуру передачи данных АПД; КПП — контроллер последовательного интерфейса; ПК — персональный компьютер
Интерфейсы ввода-вывода сопрягаемых ЭВМ связываются через устройство «адаптер канал—канал» (АКК). В зависимости от типа ЭВМ и интерфейса обмен информацией в АСУП осуществляется словами (байтами) со скоростью от 100 тыс. до 10 млн байт/с.
Быстродействие ЭВМ для решения задач АСУП определяется формулой, операций/с:
где т — среднее число машинных операций на один байт информации (т = 200. 500 для операций учета; т = 10 3 . 5 • 10 4 — для задач планирования; т — 10 4 . 2 • 10 э — для задач оптимизации);
Лекция 1. СКАДА. Введение в АСУТП
Q — среднегодовой объем перерабатываемой информации, байт;
кос = 1,2. 1,5 — коэффициент, учитывающий работу операционной системы ЭВМ;
Ф — годовой фонд рабочего времени ЭВМ, с.
Для реализации задач верхнего уровня АСУП (управление производственно-хозяйственной деятельностью предприятия и АСТПП) объем внешней памяти вычислительного комплекса должен составлять не менее 300 Мбайт, а быстродействие — не ниже 0,5 млн операций/с при повышенной надежности комплекса.
Вычислительный комплекс уровня управления производством в реальном масштабе времени должен иметь производительность порядка 1 млн операций/с, объем дисковой памяти — не менее 30 Мбайт, объем оперативной памяти — не менее 1,0 Мбайт.
Для управления технологическими комплексами требуется быстродействие порядка 500 тыс. операций/с, оперативная память — объемом не менее 64 кбайт, внешняя память — объемом не менее 0,5 Мбайт.
Основой построения программного обеспечения АСУП является принцип модульности, обеспечивающий легкую перепрограммируе-мость программного обеспечения, последующее наращивание и расширение функциональных возможностей системы.
Характерным примером программного обеспечения АСУП является SCADA пакет (Supervisory Control and Date Acqusition), широко применяемый для диспетчерского управления и обработки данных. Программный пакет SCADA позволяет осуществлять диспетчерский контроль, сбор, обработку, хранение и визуализацию данных в режиме реального времени, который обеспечивает гарантированное время отклика на входящий сигнал (воздействие).
Система оперативно-диспетчерского управления
производственным процессом цехового уровня
Задачи, решаемые системой оперативно-диспетчерского управления цехового уровня, можно разделить на три группы.
В первую группу входят задачи анализа, например, годности текущей партии деталей. Для каждой партии деталей определяется фактический процент брака по видам и сравнивается с нормативным. Сообщение о превышении нормы брака выдается технологу на дисплей, а по его запросу на печать периодически поступают данные о ходе производства, о забракованных партиях и по объему выпуска изделий по форме «план—факт».
Ко второй группе относятся задачи определения местонахождения партии заготовок по кодовому номеру, номеров партий в заделе по номерам операций, задачи учета межоперационных заделов, характеризующих объем незавершенного производства.
В третьей группе сосредоточены системные задачи технолого-диспетчерского управления, которые решаются во взаимосвязи (рис. 6.20). Исключение составляют задачи, инициируемые по запросу.
Центр управления производством с диспетчерскими и операторскими пунктами оснащается средствами взаимодействия с центральным вычислительным комплексом предприятия. Диспетчерские пункты оборудуются АРМ для расчета квартальных, месячных и декадных планов, сменно-суточных заданий и их обеспечения всеми видами ресурсов.
Информационное обеспечение для оперативно-диспетчерского управления представляет собой базу данных, которая организована в виде локальных массивов информации о ходе технологического процесса и нормативно-справочной информации (НСИ), включающей следующие данные: выход годных деталей и нормативный брак, критическое время хранения партий деталей и время выполнения операций, плановое задание операторам, фонд рабочего времени оборудования, календарь рабочих дней, справочники профессий. База данных состоит из основных и вспомогательных массивов. Основные массивы: «изделия», «простои оборудования», «смена», «проба» (рис. 6.21).
Вспомогательные массивы: «ввод» (первоначальный ввод данных), массивы классификаторов (согласно стандарту предприятия) и справочников, «таблица» (указатель расположения массивов на магнитном диске). Базы данных и программы размещаются в ОЗУ ЭВМ верхнего и нижнего уровней управления.
Рис. 6.20. Взаимосвязь системных задач технолого-диспетчерского управления
Программное обеспечение оперативно-диспетчерского управления организовано в виде системы, работающей в реальном масштабе времени с централизованной обработкой прерываний и с операциями ввода-вывода информации. В состав ПО входят программы «Диспетчер» верхнего и нижнего уровней, обработки прерываний и ряд модулей, сгруппированных вокруг программы «Диспетчер».
Рис. 6.21. Основные массивы базы данных системы оперативно-диспетчерского управления цехового уровня:
НСИ — нормативно-справочная информация
Источник: studref.com
АСУП
Автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП) обычно представляют собой интегрированные системы. АСУП по характеру производства делят на следующие типы: непрерывного, дискретного (единичное, мелкосерийное, среднесерийное производство) и непрерывно-дискретного типа (поточно-массовое и крупносерийное производство).
Обычно выделяют следующие подсистемы АСУ предприятий: перспективного развития предприятия; технико-экономического планирования; оперативного управления; управления сбытом продукции; управления финансовой деятельностью; планирования, учета, анализа труда и заработной платы; управления материально-техническим снабжением; планирования и учета кадров; управления научно-исследовательскими работами; управления капитальным строительством; бухгалтерского учета; научно-технической информации.
Состав АСУП
Промышленное предприятие с его сложной структурой и многочисленными производственно-экономическими внутренними связями представляет собой наиболее сложный объект управления. Сложность объекта управления приводит к необходимости автоматизации функций управления, то есть к созданию на предприятии АСУП.
Как было сказано выше, АСУП — организационно-технический комплекс, обеспечивающий организацию управления предприятием на базе использования экономико-математических методов и ЭВМ. Согласно ГОСТ 19675-74 «АСУП представляет собой человеко-машинную систему, обеспечивающую автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления предприятием как автономно, так и в составе АСУ производственным объединением».
АСУП предназначена для достижения следующих основных целей:
рациональное использование производственных мощностей, трудовых, материальных и денежных ресурсов;
сокращение сроков подготовки производства к выпуску новых изделий;
сокращение запасов незавершенного производства;
освобождение управленческого персонала от трудоемких расчетных работ;
улучшение качества принимаемых решений и обеспечение оперативности руководства предприятием.
С точки зрения технологии функционирования АСУП решает три основные проблемы, а именно:
получение и передача информации об управляемом объекте;
переработка этой информации в соответствии с заданной целью;
выдача управляющих воздействий на данный объект управления.
В составе АСУП принято выделять функциональную и обеспечивающую части. Функциональная часть подразделяется на подсистемы, выполняющие основные функции служб управления предприятием. В таблице 1 приведены некоторые функциональные подсистемы и связанные с ними функциональные службы предприятия.
Функциональное подразделение предприятия
Функциональная подсистема АСУП
Отдел главного конструктора Отдел главного технолога
Техническая подготовка производства
Оперативное управление производством
Отдел главного контролера
Обеспечивающая часть АСУП представляет собой комплекс средств и методов, объединенных в соответствии с их спецификой и обеспечивающих решение задач во всех функциональных подсистемах. Выделим информационное, техническое и математическое (в том числе программное) обеспечение АСУП.
Информационное обеспечение представляет собой совокупность динамической информационной модели предприятия и средств ее формирования и ведения. Ядром информационного обеспечения АСУП является база данных предприятия.
Техническое обеспечение — это комплекс технических средств, обеспечивающих функционирование АСУП. В его состав входят средства сбора информации, средства обработки, хранения и отображения информации.
Математическое обеспечение — это совокупность алгоритмов, программ и математических моделей, позволяющих реализовать функциональные и обеспечивающие задачи АСУП.
Источник: studbooks.net
Автоматизированная система управления производством (АСУП)
Автоматизированная система управления производством(АСУП) представляет собой сложную иерархически управляемую систему, состоящую из коллектива работников аппарата управления, комплекса технических средств, различных методик и инструментов, носителей данных. Как всякая сложная система, АСУП подразделяется на подсистемы, органическое взаимодействие которых при реализации задач управления обеспечивает достижение основной цели — оптимизации принятия решения.
Объектом управления является совокупность процессов, свойственных данному предприятию, по преобразованию ресурсов (материалов, полуфабрикатов, инструмента, оснастки, оборудования, энергетических, трудовых, финансовых и других ресурсов) в готовую продукцию. Сложность управления в АСУП обусловлена следующими причинами:
· большим числом разнородных элементов;
· высокой степенью их взаимосвязи в процессе производства;
· неопределенностью результатов выполнения многих процессов (брак, сбой, несвоевременные поставим, нерегулярность спроса и т. д;);
· объектами и субъектами управления являются люди, а управление их поведением не столь очевидно и прямолинейно;
· предприятие постоянно изменяется, т. е. является нестационарным.
Создание и внедрение АСУП привело к тому, что информационным процессам, их организации, проектированию, подготовке и выполнению уделяется такое же внимание, как и производственным. В структуре АСУП обычно выделяют функциональные и обеспечивающие подсистемы. Подсистемой называют часть автоматизированной системы управления, выделенную по функциональному или структурному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам.
Системы, в которых управление ходом процесса осуществляется без вмешательства человека, называются автоматическими. Однако, когда не известны точные законы управления, человек вынужден брать управление (определение управляющих сигналов) на себя (такие системы называются автоматизированными). В этом случае ЭВМ представляет оператору всю необходимую информацию для управления технологическим процессом при помощи дисплеев, на которых данные могут высвечиваться в цифровом виде или в виде диаграмм, характеризующих ход процесса; могут быть представлены и технологические схемы объекта с указанием состояния его частей. ЭВМ может также «подсказать» оператору некоторые возможные решения.
Источник: studopedia.ru
Автоматизированная система управления предприятием
Остановимся подробнее на структуре и функциях АСУП – наиболее распространенной и одновременно наиболее сложной разновидности АСУ.
Управление производством — сложный процесс, требующий согласованной деятельности конструкторов, технологов, производственников, экономистов, специалистов по снабжению и сбыту.
В задачи управления входят:
- разработка новых изделий;
- определение технологий изготовления изделий, проектирование оснастки;
- расчет пропускной способности оборудования;
- учет процесса производства;
- расчет издержек производства и основных технико-экономических показателей прибыли, рентабельности, себестоимости и др.).
Многие задачи, с которыми приходится сталкиваться АСУП, оказываются не поддающимися четкой формулировке, их решение основывается на неформальных факторах (например, социально-психологический климат, стиль руководства).
Цели внедрения любой АСУП:
- повышение эффективности принимаемых решений, особенно в части наилучшего использования всех видов ресурсов и сокращения потерь, достигаемых за счет обеспечения процесса принятия решений своевременной, полной и точной информацией, а также применения математических методов оптимизации;
- повышение производительности труда инженерно-технического и управленческого персонала (и его сокращение) за счет выполнения основного объема задач на ЭВМ.
Независимо от профиля АСУП они обладают функциональной однотипной структурой:
Блок 1 — источники информации. В их роли могут выступать учетчики на различных участках производства, снабжения и сбыта, датчики на рабочих мести. Среди источников информации могут быть и внешние, такие как заказы на поставку продукции, нормативные акты, информация о ценах и другая документация.
Блок 2 — выполняет предварительную обработку данных (проверку и уточнение, а затем передает ее в базу данных (блок 3) или непосредственно для последующей обработки и анализа (блок 4).
Блок 3 — база или банк данных. Данные являются результатом сбора информации, измерений характеристик объектов и процессов управления и в таких системах представляются в соответствии с определенными стандартами, образуя базы данных.
Блок 4 обработки и анализа информации – центральный блок АСУ. Он решают следующие задачи:
- управления базой данных, в том числе обеспечения ее обновления и целостности, защиты от несанкционированного доступа;
- реагирования в непредвиденных и аварийных ситуациях, требующих быстрого решения;
- финансовых и учетно-бухгалтерских расчетов;
- оценки и прогнозирования рынка, анализа работы трудового коллектива;
- проектно-технологических расчетов.
Блок 5 – система формирования выходной информации – обеспечивает подготовку (обычно в печатном виде) различного рода сводок, справок, форм, технологических карт, чертежей и проектной документации, необходимых на производственных участках.
4.3.4. Выводы по теме
1. Автоматизированные информационные системы – комплекс средств, позволяющий обеспечить непрерывное протекание информационных процессов.
2. Автоматизированная система управления (АСУ) – это комплекс технических и программных средств, обеспечивающий управление объектом в производственной, научной или общественной среде.
3. Цель разработки и внедрения АСУ – улучшение качества управления системами различных видов, которое достигается своевременным предоставлением с помощью АСУ полной и достоверной информации управленческому персоналу для принятия решений; применением математических методов и моделей для принятия оптимальных решений.
4. Любая АСУ в процессе своей работы должна выполнять следующие задачи:
· сбор, обработка и анализ информации;
· выработка управляющих воздействий (программ, планов и т.д.);
· передача управляющих воздействий на исполнение и контроль;
· реализация управляющих воздействий;
· обмен информацией с другими автоматизированными системами.
5. АСУП – наиболее распространенной и одновременно наиболее сложной разновидности АСУ.
6. Управление производством – сложный процесс, требующий согласованной деятельности конструкторов, технологов, производственников, экономистов, специалистов по снабжению и сбыту.
7. В задачи управления входят:
· разработка новых изделий;
· определение технологий изготовления изделий, проектирование оснастки;
· расчет пропускной способности оборудования;
· учет процесса производства;
· расчет издержек производства и основных технико-экономических показателей прибыли, рентабельности, себестоимости и др.).
4.3.5. Вопросы для самоконтроля
1. Каково назначение АСУ?
2. На какие системы делиться АСУ по функциональному признаку?
3. Какие основные элементы входят в состав современных АСУ?
4. В чем состоят основные положения развития систем управления?
5. Каковы задачи управления?
6. В чем состоит цель внедрения АСУП?
7. Какова структура любого АСУП?
Тест 6.
| Дата и время загрузки: 13.04.2005 15:15:01 |
1.Систему информационных объектов, объединенных между собой направленными связями, образующими сеть называют .
| гипермедиа |
| гипертекстом |
| мультимедиа |
2.WWW – это .
| автоматизированная информационная система |
| распределенная гипертекстовая информационная система |
| система гиперссылок |
3.HTML – это .
| язык разметки, который позволяет помечать фрагменты текста и задавать ссылки на другие документы |
| язык, с помощью которого можно добавить в документ различные мультимедийные объекты |
| язык, с помощью которого создаются гиперссылки |
4.Объекты мультимедиа при создании Web-сайта хранятся .
| в отдельной папке |
| как обычный текст в файле с расширением .html |
| на сервере |
5.Искусственный интеллект используется для .
| для работы роботов |
| машинного моделирования человеческих интеллектуальных функций |
| создания автоматизированных систем управления |
6.К искусственному интеллекту относится .
| задача, любой сложности, имеющая правило решения |
| любая задача, для которой не известен алгоритм решения |
| любая задача, у которой известен алгоритм решения человеком |
7.АСУ – это .
| Процесс управления производством |
| комплекс средств, позволяющий обеспечить непрерывное протекание информационных процессов |
| комплекс технических и программных средств, обеспечивающий управление объектом в производственной, научной или общественной среде |
8.АСУП используется .
| в научных исследовательских работах |
| в образовании |
| на производстве |
Резюме по разделу 4
Выводы по разделу
1. Любые технологии повышают интеллектуальные возможности человека, примером этому могут служить две информационные технологии: гипертекст и мультимедиа.
2. Гипертекст обладает нелинейной сетевой формой организации материала, разделенного на фрагменты — для каждого из которых указан переход к другим фрагментам по определенной связи. Как правило, устанавливается логическая связь между фрагментами. Следуя этим связям можно осваивать материал в любом порядке, а не в одном единственном: сверху — вниз. Сам текст можно изменять, добавляя в него различные объекты и устанавливая связь между ними. То есть, что у гипертекста нет как таковой жестко заданной структуры и, передвигаясь по тексту с помощью ссылок, получается свободное наращивание знаний.
3. Таким образом, под гипертекстом понимают систему информационных объектов, объединенных между собой направленными связями, образующими сеть.
4. При использовании ссылок на нетекстовые документы, использование термина «гипертекст» для таких систем перестало отображать их суть. Появился новый термин – гипермедиа. Гипермедиа — это технология организации компьютерных документов и программ, в которых используются гиперссылки на различные объекты — текстовые, графические, звуковые, видео, мультипликационные.
5. Важным этапом развития технологии гипермедиа явилось создание в 1991 году Web-системы в сети Интернет. Word Wide Web – распределенная гипертекстовая информационная система (WWW), представляет собой удобный способ доступа к информации в сети. Особенностью системы является система гипертекстовых ссылок, которая позволяет просматривать материалы в порядке выбора их пользователем.
Публикации во всемирной паутине WWW реализуются в форме Web- сайтов. Web-сайт состоит из Web-страниц, объединенных гиперссылками. Web-страницы могут быть интерактивными и содержать мультимедийные объекты. Для создания Web-сайтов используется язык разметки гипертекстовых документов HTML.
6. Вопреки широко распространенному представлению, что компьютеры могут все, в действительности они почти совсем лишены тех качеств, которые связаны с понятием «интеллект». Компьютеры могут быстро и надежно решать задачи, но эти задачи, а также правила их решения должны быть точно определены. в середине 60-х годов XX столетия возникли все предпосылки возникновения нового научного направление, связанного с машинным моделированием человеческих интеллектуальных функций — искусственный интеллект. Термин искусственный интеллект обычно используется для обозначения способности вычислительной системы выполнять задачи, свойственные интеллекту человека, например задачи логического вывода и обучения.
7. Любая задача, для которой не известен алгоритм решения, может быть отнесена к области искусственного интеллекта. Примерами могут быть игра в шахматы, медицинская диагностика, составление резюме текста или перевода его на иностранный язык — для решения этих задач не существует четких алгоритмов. Еще две характерные особенности задач искусственного интеллекта: преобладающее использование информации в символьной (а не в числовой) форме и наличие выбора между многими вариантами в условиях неопределенности.
8. Экспертные системы – интеллектуальные системы, вобравшие в себя знания специалистов в конкретных видах деятельности – имеют большое практическое значение, с успехом применяются во многих областях, таких как автоматизированное проектирование, медицинская диагностика, химический анализ и синтез и т.д.
9. Комплекс средств, позволяющий обеспечить непрерывное протекание информационных процессов, относят к автоматизированным информационным системам. В зависимости от сферы применения информации различают:
· автоматизированные системы управления;
· информационные системы управления;
· информационные системы управления в образовании;
· системы автоматизированного проектирования;
· автоматизированные системы научных исследований;
10. Широкое применение современных вычислительных средств, внедрение в деятельность методов оптимизации и формализации ситуаций значительно изменило технологию информационного обеспечения управления.
11. Автоматизированная система управления (АСУ) – это комплекс технических и программных средств, обеспечивающий управление объектом в производственной, научной или общественной среде.
12. АСУП – наиболее распространенной и одновременно наиболее сложной разновидности АСУ. Управление производством – сложный процесс, требующий согласованной деятельности конструкторов, технологов, производственников, экономистов, специалистов по снабжению и сбыту.
Тренирующие задачи
Создайте информационную с помощью Web-сайта, которая бы содержала некую информационную базу на определенную тему. Например, информационная система поиска определений терминов на тему «Искусственный интеллект». На одной страничке расположите систему терминов, оформите их как гиперссылки. На других страничках создайте полную характеристику данного термина, включая источник информации.
Вопросы для самоконтроля
1. Каково назначение распределенной гипертекстовой информационной системы?
2. Из каких элементов состоит WWW?
3. Что такое гипертекст?
4. Что такое Web-сайт и из чего он состоит?
5. С помощью какого языка создаются Web-странички?
6. Что такое искусственный интеллект? Приведите примеры его использования.
7. В чем особенность задач искусственного интеллекта?
8. Какие задачи решает АСУ? АСУП?
Источник: infopedia.su