Введение:
ИСУ. Интегрированные системы управления. Понятие интеграции
Интегрированная система управления (ИСУ) может рассматриваться как иерархически организованный комплекс организационных методов, технических, программных, алгоритмических и информационных средств, которые имеют модульную структуру и обеспечивают сквозное согласованное управление материальными и информационными потоками объекта управления.
Центральным понятием в интегрированных АСУ есть понятие «интеграция». Интеграцию можно определить как способ организации отдельных компонентов в одну систему, которая обеспечивает согласованное и целенаправленное их взаимодействие, обеспечивая большую эффективность функционирования всей системы.
Автоматизированные системы управления технологическими процессами
АСУТП относятся к классу сложных систем, которым присущи следующие черты: наличие у всех элементов общей цели; системный характер реализуемых алгоритмов обмена и обработки информации; большое число входящих в систему функциональных подсистем.
Современный этап развития АСУТП характеризуется применением индустриальных технологий создания и внедрения АСУТП на базе серийно выпускаемых промышленных контроллеров, совместимых с персональными компьютерами и мощных программно-технических комплексов (ПТК) поддержки программирования АСУТП – SCADA систем, а также развития и стандартизации сетевых технологий.
Построение АСУТП на основе концепции открытых систем позволяет аппаратно-программные средства различных производителей совмещать снизу доверху и обеспечивать проверку всей системы. При таком подходе значительно уменьшается общая стоимость системы в результате применения более дешевого оборудования (при аналогичных функциональных характеристиках), частичной и поэтапной замене имеющихся на предприятии аппаратно-программных средств или даже сохранении некоторого старого оборудования.
Важнейшими свойствами открытых систем являются: мобильность прикладных программ; мобильность персонала; четкие условия взаимодействия частей системы с использованием открытых спецификаций.
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) предназначена для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления.
Автоматизированная система управления технологическим процессом - человеко-машинная система управления, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления технологическим объектом в соответствии с принятым критерием. Такое определение АСУТП подчеркивает наличие в ее составе современных автоматических средств сбора и обработки информации, в первую очередь средств вычислительной техники; роль человека в системе как субъекта труда, принимающего содержательное участие в выработке решений по управлению; реализацию в системе процесса обработки технологической и технико-экономической информации; цель функционирования АСУТП, заключающуюся в оптимизации работы технологического объекта управления по принятому критерию (критериям) управления путем соответствующего выбора управляющих воздействий.
Влияние АСУ ТП на производственный процесс:
- сокращение производственных затрат;
- значительное уменьшение трудовых затрат;
- улучшение использования основных фондов;
- сокращение потерь рабочего времени;
- увеличение срока эксплуатации оборудования;
- снижение себестоимости продукции;
- совершенствование управления производством.
В зависимости от назначения и особенностей функционирования АСУ ТП позволяет:
- дистанционно управлять технологическим процессом;
- автоматически управлять исполнительными механизмами;
- автоматизировать процессы коммерческого учета;
- контролировать технологические параметры технологического процесса;
- сигнализировать об аварийных и предаварийных ситуациях;
- контролировать исправность технологического оборудования;
- регулировать температурный режим и другие параметры;
- планировать и экономично использовать энергоресурсы;
- выполнять функции блокировки и защиты от нештатных ситуаций;
- управлять последовательностью вкл./выкл. оборудования.[1]
Экономическая оценка эффективности внедрения системы АСУ ТП на металлургическом предприятии.
Введение нового оборудования следующим образом повлияла на производственные показатели:
- увеличение объема производства в 1,04 раза, т.е. с 800 тонн до 832 тонн;
- снижение себестоимости единицы продукции на 3271,3534руб.;
- увеличение годового объема прибыли на 2242396,079 руб.
- высокая эффективность проекта - срок окупаемости мероприятия - 0,243 года.
Мы также получим следующие результаты:
- проект позволит привлечь новых работников на появившиеся рабочие места;
- произойдет повышение заработной платы.
Примеры АСУТП: citectSCADA, Master SCADA, Trace Mode, InTouch.[3]
Автоматизированные системы управления гибкими производственными системами.
Применение ГПС в промышленности позволяет разрешить противоречия между высокой производительностью и отсутствием мобильности оборудования для массового производства и высокой мобильностью и низкой производительностью универсальных станков единичного и серийного производства. Базой для решения этой задачи явились особые свойства гибких производственных систем:
- способность к быстрой перестройке на выпуск новой продукции за счет гибкости и мобильности;
- наличие высокого технического уровня оборудования, способного реализовать прогрессивные технологические процессы на основе высокой степени интеграции производства;
- возможность способствовать решению проблем улучшения труда работающих, повышения их профессионально-квалификационного уровня;
- создание предпосылок для постепенного стирания граней между умственным и физическим трудом;
- освобождение рабочих от тяжелого физического труда.
Основными характеристиками ГПС являются:
- способность работать автономно или некоторое ограниченное время без участия человека;
- автоматическое выполнение всех основных и вспомогательных операций;
- гибкость, удовлетворяющая требованиям мелкосерийного производства;
- простота наладки, а также простота устранения отказов основного оборудования и систем управления;
- совместимость с оборудованием традиционного и гибкого производства.
Особенность ГПС состоит в групповой гибко перенастраиваемой технологии обработки изделий, высокой степени автоматизации, обеспечивающей минимальное участие человека в выполнении прямых производственных функций, связанных с технологическим процессом обработки изделий.
Основным видом оборудования в ГПС являются обрабатывающие центры - одна из разновидностей станков с числовым программным управлением (ЧПУ), предназначенным для непосредственного управления технологическим оборудованием и обеспечения взаимосвязи с другими элементами гибкой производственной системы. В состав технологического объекта управления ГПС может входить следующее технологическое оборудование:
- гибкий технологический модуль (ГТМ)
- автоматизированный складской модуль
- вспомогательный модуль (модуль комплектации инструментов, подготовки приспособлений, загрузки и выгрузки изделий и т. п.);
- гибкий контрольно-измерительный модуль (при отсутствии операций контроля в ГТМ);
- автоматизированный транспортный модуль.[3]
Использование ГПС позволяет повысить коэффициент использования технологического оборудования при многономенклатурном производстве до 85 – 90 %, сократить цикл изготовления продукции в 2 - 3 раза, сократить долю человеческого труда в производстве в 20 раз.[4]
Автоматизированные системы управления предприятием.
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.[5]
Функции, выполняемые АСУП:
- управление персоналом – учёт рабочего времени и расчёт заработной платы, составление стратегии кадрового развития и адаптации персонала;
- управление финансами – бухгалтерский учёт и налоговая отчётность, управление счетами и дебиторской задолженностью, управление командировками, анализ финансовой деятельности предприятия и финансовых рисков;
- управление логистикой – планирование сбыта и запасов, управление складами и перевозками;
- управление производством – планирование производства, управление проектами и связь с логистической системой;
- управление закупками – выбор поставщика через прозрачную систему электронных торгов и контроль закупок;
- управление сбытом – управление каналами сбыта и ценообразованием.[6]
В зависимости от сферы применения АСУП может дополняться подсистемами управления маркетингом, исследованиями и проектированием, электронной коммерции, управления биллингом (комплекс процессов и решений на предприятиях связи).
В настоящее время самой популярной АСУП на российском рынке является система Галактика. Данная система отвечает стандартам MRP (планирование материальных ресурсов (Materials Resource Planning), основная концепция MRP в том, чтобы минимизировать издержки, связанные со складскими запасами ) и MRP II (Manufacturing Resource Planing - планирование производственных ресурсов- позволял планировать все производственные ресурсы предприятия (сырье, материалы, оборудование, персонал и т.д.)). Самым главным достоинством Галактики является то, что она разрабатывалась в России и отвечает всем требованиям предприятий стран СНГ. В 1986 году были написаны первые заказные модули (Сбыт, Склад) и под этот проект была создана фирма Новый Атлант в г. Москве. Основными задачами этой фирмы были поиск новых заказов и разработка прикладных программ. Данное разделение направлений деятельности сохраняется в корпорации до сих пор.[7]
Автоматизированные экономические информационные системы
АЭИС – совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, технологических и программных средств и специалистов, предназначена для обработки экономической информации и принятия управленческих решений.
Наиболее важными направлениями развития и использования информационных систем являются предпринимательство, менеджмент и банки.
Основными объектами экономической ИС являются Производство, Бухгалтерия, Маркетинговая служба и Администрация.[8]
Создание АИС способствует повышению эффективности производства экономического объекта и обеспечивает качество управления. Наибольшая эффективность АИС достигается при оптимизации планов работы предприятий, фирм и отраслей, быстрой выработке оперативных решений, четком маневрировании материальными и финансовыми ресурсами и т.д.( Поэтому процесс управления в условиях функционирования автоматизированных информационных систем основывается на экономико-организационных моделях, более или менее отражающих характерные структурно-динамические свойства объекта.)[9]
Системы автоматизированного проектирования
Основная цель разработки платформы – это повышение эффективности труда инженеров с помощью обеспечения взаимодействия с электронно-вычислительными машинами. Оно достигается следующими факторами:
- облегчается процесс конструирования для сотрудников всех отраслей;
- уменьшаются сроки завершения проектов в целом;
- сокращается начальная стоимость работы проектирования за счет устранения издержек и оплаты многочасового труда работников;
- улучшается качество готового продукта и каждого отдельного этапа;
- практически убирается статья расходов на тестирование изделий и устранение погрешностей.
Такой результат достигается за счет ряда достоинств автоматизации:
- обширная и доступная информационная база, заложенная в структуре программы;
- автоматический сбор и классификация всех сопутствующих документов;
- возможность системы параллельного конструирования и, соответственно, предоставления объема работ на текущий момент моделирования;
- заложенная в программе библиотека готовых решений;
- режим проверки и испытаний готового продукта путем математического моделирования;
- подбор и предложение максимально выгодных методов моделирования при минимизации расходов;
- сбор и классификация информации для наиболее выгодного управления предприятием.
Лучший САПР должен отвечать ряду требований:
- оптимальный расширенный функционал, не уступающий возможностям популярного продукта;
- приятный и удобный внешний вид, понятный интерфейс, удачное расположение инструментария;
- нетрудная система обретения лицензии и последующего продления;
- возможность обновлений и добавления профильных надстроек с расширенным специализированным комплектом функций;
- легкое импортирование из одной программы в другую, совместимость форматов редактирования;
- невысокая цена и система корпоративных скидок.
Примеры САПР-программ (системы автоматизированного проектирования в действии):
AutoCAD предлагает возможности для инженеров всех сфер, в ее комплектации есть как широкий спектр инструментов, так и специальные модули для узкой профилизации, чтобы не загромождать интерфейс.
NanoCAD - распространенный продукт российской компании NanoSoft.
ZWCAD – лучший аналог Автокада, разработанный Компанией ZWSOFT.
Компас - отечественный продукт компании АСКОН.[10]
Вывод.
Таким образом, ИСУП представляют собой набор интегрированных приложений, которые позволяют создать единую среду для автоматизации планирования, учета, контроля и анализа всех основных бизнес-операций в масштабе предприятия. Интегрированные управляющие системы благодаря своей высокой эффективности быстро окупаются, экономят средства, затрачиваемые на выполнение управляющих операций, и открывают возможности для более продуктивного ведения дел компании в целом.