автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Исследование и синтез гибких автоматизированных систем штамповочного производства

На правах рукописи ТИШАНСКИЙ Николай Георгиевич

ИССЛЕДОВАНИЕ И СИНТЕЗ ГИБКИХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ШТАМПОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05.13.07 - Автоматизация технологических процессов и производств (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж -1998

Работа выполнена в Акционерном обществе открытого тип; Ленинградского электромеханического завода (АООТ "ЛЭМЗ")

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор ШИЯНОВ А.И.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Смоленцев В.П. кандидат технических наук Махначев П.П.

Ведущая организация - Акционерное общество открытого

типа "ИНТЕХКОМ" (г. Воронеж)

Защита диссертации состоится "_18" сентября 199а г. в14°°часов на заседании диссертационного совета Д 063 81.02 при Воронежском государственном техническом университете по адресу: 394026. г. Воронеж, Московский просп., 14, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета

Автореферат разослан " \ ^ " О 7 1998 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Существенными факторами, влияющими на научно-технический уровень (НТУ) металлообрабатывающих отраслей промышленности, являются уровень технологии, качество и НТУ фундаментальных заготовительных производств. Особое место среди них занимают кузнечно-штамповочное производство (КШП) и процессы обработки материалов давлением. Уровень технологии,, качество и НТУ КШП в свою очередь определяются степенью автоматизации и механизации КШП и степенью учета элементов человеческого фактора в качестве интеллектуальной составляющей.

Комплексная автоматизация, механизация и интеллектуализация КШП требуют, в свою очередь решения проблем не только существенного обновления техники и технологии, но и организационно-технического синтеза новых форм организации производства, труда и управления с перераспределением значительной части рутинной деятельности человека на компьютерную технику и, прежде всего, там, где возможно значительное снижение трудозатрат на выпускаемую продукцию и необходимо обеспечение ее стабильного качества.

Решение затрагиваемых проблем сегодня реально за счет развития, совершенствования и интеграции АСУП, АСНИ, САПР. АСТПП, АСУТП. АТСС и других автоматизированных систем в направлении создания на их базе гибких производственных систем (ГПС). дающих наибольший экономический и социальный эффект. Но многообразие объектов автоматизации КШП и отсутствие системной методологии развития гибких автоматизированных систем КШП приводят к снижению производительности труда их разработчиков, эффективности разрабатываемых систем и значительным дополнительным затратам. В этой связи ведущая роль отводится концептуальному решению проблем развития ГПС КШП как автоматизированных человеко-машинных (эрготехнических) систем. Основу данного решения составляют вопросы интеграции базовых компонентов и синтеза системы в целом с выявлением системообразующих факторов, построения и промышленного освоения ГПС, что создаст фундаментальную общесистемную основу для разработки всех компонентов ГПС КШП.

Таким образом, проблема развития ГПС КШП является одной из актуальных задач научно-технического прогресса и важнейшим средством обеспечения интенсификации промышленного производства. Разработка методологии развития ГПС КШП с последующим внедрением в производство представляет как теоретическую, так и практическую ценность.

Целью настоящей работы является системный анализ решений проблемы комплексной автоматизации КШП и формирование методологии раз-

вития ГПС, на основе которой возможно системное решение задачи модернизации и создания новых видов комплексно-автоматизированны: КШП с более высокими технико-экономическими показателями.

Задачи исследования, вытекающие из поставленной цели:

1. Исследование существующих автономно функционирующих автоматизированных прессовых комплексов и выявление системообразующие факторов ГПС КШП.

2. Формирование методики, обеспечивающей системность при создании ТЗ на КШП в части требований к ГПС и ее СУ.

3. Исследование существующих методик синтеза ГПС КШП и ю компонентов.

4. Совершенствование и интеграция методик синтеза гибко-автоматизированной производственной структуры в единую методологии системного синтеза ГПС КШП.

5. Практическая реализация предложенной методологии и оценке результатов.

Научная новизна положений', выносимых на защиту, заключается е том, что на основе результатов системных исследований проблемь комплексной автоматизации КШП сформирована целостная методология развития гибких автоматизированных (человеко-машинных) систем КШП, позволяющая решить данную научно-техническую проблему в аспекте новых научно-прикладных направлений в автоматизации технологических процессов и производств. Она включает следующее:

1. Методические рекомендации по разработке технических требований на устройства числового программного управления (УЧПУ) для кузнечно-прессового оборудования (КПО). отличающиеся от известных способом разработки технических требований и алгоритмов управления на СЧПУ КПО и базовой системой показателей качества, методикой анализа и математической моделью оценки технических требований и алгоритмов управления на этапе обоснования и выбора базового УЧПУ для КПО;

2. Метод синтеза факторов операторской деятельности, отличающийся способом представления оператора в контуре управления ГПС КШП. синтеза его психологического образа и моделью оценки операторской деятельности, способом учета элементов человеческого фактора в управлении производственной деятельностью, позволяющий повы сить эффективность АСУ ГПС КШП;

3. Методологию интеграции и синтеза ГПС КШП, отличающуюся от существующих: способом решения проблемы развития АТСС; предложенной методикой интегрирования базовых компонентов технологического и управляющего оборудований, программных и информационных средств, материальных потоков в единую гибко-автоматизированную производственную структуру; предложенной моделью трехуровневого синтеза ГП

и моделью управления качеством создания ГПС КШП на стадии проектирования;

4. Методику построения и промышленного освоения ГПС КШП, отличающуюся от существующих: предложенным способом формирования функционального моделирования ее организационно-технических структур; предложенным способом решения реальных проблем потребителя в части управления технологическим оборудованием ГПС на стадии промышленного освоения её основных компонентов и информационного взаимодействия; рекомендациями по построению и принципам реализации экспертных систем в контуре локального управления ГПС;

5. Показатели качества на программное изделие для СЧПУ, отличающиеся от существующих возможностью управления качеством создания программного изделия, его аттестации по категориям качества и моделью оценки эффективности его функционирования в среде ЧПУ.

Методы исследований. В работе использованы методы системного анализа, теория автоматического управления, теория массового обслуживания, методы исследования операций, инженерно-психологический подход.

"" Практическая ценность материалов исследования - в выдаче заводам Минстанкопрома и другим заинтересованным организациям методических рекомендаций по созданию и применению, с учетом специфики организации и технологии КШП ряда отраслей промышленности, систем программного управления объектов ГПС КШП, расширяющие технологические возможности прогрессивных моделей КПО и автоматических комплексов (линий). Поэтому практическое применение научно обосно-• ванной совокупности методологических решений развития ГПС КШП обеспечит: ускорение подготовки выпуска продукции единичного и мелкосерийного'Производства с высвобождением трудовых ресурсов, повышением производительности труда и культуры производства; по-стадийное создание и освоение ГПС КШП с совмещением отдельных этапов разработки и внедрения их основных компонентов; оценку качества программного изделия СЧПУ по количественным показателям и его стандартизацию и унификацию; формирование интеллектуальной системы локального управления ГПС КШП; "повышение эффективности функционирования человека-оператора в контуре управления ГПС. В целом данная методология позволяет концентрировать творческий потенциал разработчиков ГПС КШП на выборе и формировании эффективных техни-. ческих решений с минимумом приведенных затрат за счет унификации организующих процедур.

Реализация работы. Применение "Методических рекомендаций по разработке технических требований на устройства числового■ программного управления для КПО" предприятиями и организациями разработчиками прогрессивных моделей КПО с ЧПУ и ГПМ на их базе: моде-

лей М20ЦК0126.Ф4.01.. М20ЦК0126.Ф4.02. М20ЩЮ126АФ4.02, М1К324.ФЭ.01, М2КВ2224.Ф4.21, М2КВ2226.Ф4.21, М2КВ2228.Ф4.21, АКН0823. Ф2.02 и другие, УЧПУ моделей КМ43 и КМ85 позволило получить эффект свыше 86 тыс. р. (по ценам до 1992 г.). Методика построения и промышленного освоения ГПС, разработанная совместно с сотрудниками НПК "Энергия", использовалась в системотехническом синтезе создаваемых автоматических участков ГПС. Экономический эффект с учетом долевого участия составил 74 тыс. р. (в ценах до 1992 г.). Методика синтеза технических требований и алгоритмов управления на СУЧПУ для НПО. методика оценки качества программного обеспечения УЧПУ внедрены на Санкт-Петербургском электромеханическом заводе. Полученные в диссертации результаты использовались при выполнении автором хоздоговорных работ по автоматизации кирпичного производства на базе автоматизированного прессового, комплекса по изготовлению силикатного кирпича модели АКД0537.01.90-003.Ф2, в рамках проводимых хоздоговорных НИР по созданию и освоению новых электронных систем управления. .Общий экономический эффект от использования результатов диссертационной работы составил свыше 857 тыс.' р. (в ценах до 1992 г.). Внедрение результатов диссертационной работы подтверждается соответствующими документами.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались 1982-93 гг. на международных. Всесоюзных, региональных и областных научно-технических конференциях, симпозиуме, семинарах, школах и НТС Минвуза Минстанкопрома. Минприбора. Академии наук. ЦПНТО и др. по формированию основ развития гибких автоматизированных систем.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, приложения и списка литературы. Работа содержит 84 страницы, 2 таблицы, 21 рисунок. Библиография включает 132 наименования.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Методологический анализ решения проблем развития ГПС показал, что некоторые из них выполнены с использованием системного подхода с различной степенью.гибкости и носят экспериментальный характер. Производственная технология в них необычна и связана с системами транспорта и манипуляции, управляющими ЭВМ с программным обеспечением и планированием, анализом и моделированием. В ходе этого анализа определены факторы эффективности функционирования ГПС в производственной среде; Выявлены основные системообразующие факторы ГПС.

На основании исследования литературно-патентной информации и пыта создания и эксплуатации ГПС сформулирована проблема комп-ексного развития ГПС КШЛ, обусловливающая необходимость системно-о подхода к решению проблемных вопросов следующего типа: 1) орга-изация высокой гибкости производства; 2) изготовление продукции с ысоким качеством; 3) обеспечение значительного роста производи-ельности труда при минимальных издержках производства. Показано, то главным фактором успешного осуществления перехода к интегриро-анному управлению процессами КШЛ является обеспечение системности разработке производственно-технологических, организационно-тех-ических и социально-экономических задач. При этом на современном тапе автоматизации производственных процессов особое внимание азработчикам ГПС КШП необходимо уделять вопросу организации про-зводства, труда и управления,, формирования управленческого и об-луживающего персонала, оптимизации его численности и состава.

Таким образом, автором отмечено, что в стадии становления находятся методологические основы интеграции и синтеза, построения и ромышленного освоения ГПС КШП. • Далеко не все типы и виды прессо-ого" "оборудования и устройства программного управления для него ,остигли технического уровня, допускающего без существенных техни-еских доработок интеграцию в единую гибко-автоматизированную про-зводственную структуру. Поэтому научно-практическая работа в дис-ертации посвящена разработке новых средств, методов и принципов юрмирования методологической базы интеграции и синтеза, построе-ия и промышленного освоения ГПС КШП, что обусловило необходимость сследования следующих приоритетных направлений:

1. Методологический анализ информационно-управляющей структу-ы ГПС КШП и формирование приоритетных требований к её развитию и ерсоналу промышленно-производственного комплекса:

2. Исследование по формированию методов и моделей синтеза ГПС ШП и особенностей практической реализации методологии развития ПС КШП.

Оценка и выбор оптимальных технических решений производятся о критерию минимизации затрат на их реализацию:

ш п

С,Р - I £ c1JT1Jp1q3 — min.

3-11-1

де Стр- затраты, необходимые для достижения заданных показателей ачества ГПС; q3 (j=l+m)-число групп показателей качества; ! (1=1+п)- число элементов показателей качества в.каждой группе; 13 - время, затраченное на достижение заданного элемента показа-еля качества pj в группе qj; с13 - затраты на элемент показателя ачества pt в группе q3 за время Т13.

В частности, компоновочные решения ГПС К111П оптимизируются пу тем системного моделирования в пространстве состояний с метрико Минковского. Суммарная длина дуг графа причинно-следственных свя зей Б. связей между единицей основного и вспомогательным оборудо ванием р!. а также длины элементарных дуг графа связей } опреде ляются по формулам

п п о '

Б » ■= I I -» ш!п 1-1 1-13-1

---(1 = 1+п; ;) = 1+ш)

где Д^з - временной интервал предельно эффективного взаимодейс твия элементов; р1;)- техническая важность взаимодействия элемент ^(основное оборудование) и ^ (вспомогательное оборудование), ус танавливаемая экспертным путем; т13 - временной интервал взаимо действия элементов.

Однако, как показали исследования, проблематичность при раз работке технических требований (ТТ) и алгоритмов управления (АУ на создание новых электрокомплектующих изделий для КПО (УЧПУ средства контроля и диагностики) в кузнечно-прессовом машинострое нии состоит в отсутствии соответствующего нормативно-методического материала. При этом практика разработки технических требованю и алгоритмов управления (ТТ и АУ) на создание СЧПУ КПО и ГПМ на и: базе показала неполную определенность в номенклатуре показателе! качества на систему (устройство) ЧПУ для КПО, средства контроля ] диагностики. (Опыт получен в результате проведения ряда научно-исследовательских работ по .созданию и применению новых электрокомплектующих изделий). Это создавало, как правило, массу дополнительных работ по раскрытию и обоснованию неопределенных показателей и параметров, дополнительные расходы. Такая ситуация характерна и при разработке АСУ ГПС в целом. Она сложилась в связи с отсутствием четкой методологической проработки и требуемого методического обеспечения. Поэтому процесс синтеза технических требований и алгоритмов управления был алгоритмизирован. Предложена обобщенная структурная схема, которая отражает способ формирования технических требований и алгоритмов управления. Также она отражае' структурно-функциональные свойства технических решений.. Такой алгс ритмизированный подход обеспечивает разработчику автоматизированного КПО обоснованный выбор показателей качества на УЧПУ. Предложи ны методы обследования технологического процесса для разработю структурно-компоновочной. и функциональной схем функционировании КПО. Приводятся математическая модель и принципы анализа ТТ и АУ,

которые приемлемы и при выборе электронно-вычислительного оборудования АСУ ГПС КШП. Данные материалы в качестве основы вошли в новый документ - "Методические рекомендации по разработке технических требований на УЧПУ для КПО". Они использовались при синтезе новых систем программного управления прогрессивных моделей КПО в подотрасли кузнечно-прессового машиностроения.

Поскольку практика создания ГПС исходила из механоцентризма и' не учитывала человеческого фактора (в то'время как. ГПС является многоуровневой эрготехнической системой), то необходимо было определить роль персонала в эффективности функционирования ГПС КШП. Для этого квалификационный уровень персонала прежде всего должен соответствовать уровню сложности и многообразия функций управления. Предложенное автором решение задачи функционирования операторов в контуре управления ГПС базируется на исследовании факторов операторской деятельности. Для этого была сформирована схема факторов операторской деятельности в системе "человек-ЭВМ-управляемый эбъект-производственная среда". Метод исследования (обоснование применения) основан на синтезе психологического образа деятельности оператора с поэлементной оценкой и выбором приоритетных требований к квалификационному уровню. Для этого оператор в контуре уп-эавления был представлен в виде звена кибернетической цепи, что позволило его психологический образ разложить на три составляющих компонента: базовый психологический образ, оперативный психологи-4еский образ, корректирующий психологический образ. Результаты цанных исследований позволили выявить 'и сформировать обобщенную модель системы "человек-ЭВМ-управляемый объект-производственная зреда", определить и уточнить' математическую модель оценки опера-горской деятельности в контуре управления объектами ГПС. Данная модель положена в основу синтеза психологического образа опера-горской деятельности и оценки требований к квалификационному уров-1Ю персонала промышленно-производственного комплекса. За критерий эффективности деятельности человека-оператора принималась минимальная среднеквадратическая ошибка е2 . вносимая в контур управле-шя за данный промежуток времени t

i т

е2= min шах lim — /е2 (t)dt.

t U ^ 21 -Т

Здесь с{t)- ошибка слежения; U(t) - вектор выходных показатели качества оператора.

На основании данного методического материала сформированы требования к информационно-управляющей структуре ГПС штамповочного фоизводства, как многоуровневой эрготехнической системе. Их осно-

вой являются: системно-целостное представление данных об управля! мом объекте лицу, принимающему решение, на основе которого ос; ществляется контроль, оптимальное и эффективное управление; треб< вания к информационным потокам, определяющими из которых являют« их соответствие концептуальной модели оператора и информационш средствам пунктов управления; требования к базе данных, определяв щими из которых являются интегрируемость данных и поддержание их актуальном состоянии независимо от периодичности и характера обрг щения к ним пользователей информации, возможность централизование го представления данных при распределенной структуре их хранени* Практическая реализация данных требований обусловила необхс димость формирования единой методики синтеза гибко-автоматизирс ванной производственной структуры. Идея интеграции всех сфер прс изводственной деятельности под управлением ЭВМ не нова. В настоя щее время существует концепция поэтапного и параллельно-итератив ного пути развития ГПС. но сжатой трактовки такой концепции жиз ненного цикла интегрированной АСУ ГПС КШП нет. Для формировали облика гибко-автоматизированной производственной структуры авторо предложена методика интегрирования базовых компонентов технологи ческого и управляющего оборудований, программных и информационны средств, материальных потоков в • единую гибко-автоматизированну производственную структуру. Предложена обобщенная схема (модель основ интеграции (см. рисунок), характеризующая в целом облик ГПС и воплощенные в ней принципы, и трактовка концепции развития инфо мационно-управляющей структуры как новых информационных техноло гий. Суть данной трактовки состоит в интеграции базовых компонен тов технологического и информационно-управляющего оборудований i единую гибко-автоматизированную производственную структуру. Интег рация должна выполняться с учетом задач АСНИ, САПР, АСТПП. АТСС \ других подсистем функционально полного набора. Такая интеграци; должна выполняться с унификацией организующих процедур и с учето! человеческого фактора. Это позволит использовать на деле потенциальные возможности аппаратных, программных, информационных средст: вычислительной и управляющей техники и средств сетей ЭВМ. Представлены принципы использования данной концепции и её модель в виде структурных схем. Данная концептуальная модель (см. рисунок) обладает свойствами, присущими объектам с открытой развивающейся гибко-автоматизированной производственной структурой, и в целом отражает механизм интеграции составляющих её компонентов. Предложенные принципы использования данной методологии предусматривают, что материальное производство будет пронизано связями геометрической обработки данных, а носителем информации технического рисунка может быть соответствующая база данных геометрических образов. Функционирование служб и отделов при этом будет определяться конкретный

Структурная схема основ интеграции базовых компонентов

ГПС штамповочного производства: (АС-автоматизированная система; АСУ- АС управления; АСУП- АС управления предприятием; АСНИ-АС научных исследований; АСПиК-АС планирования и координации; АСКИ-АС контроля исполнения; АСВиСПО-АС ведения и сопровождения программного обеспечения; АСБУ-АС бухгалтерского учета; АЙПС-автоматизированная инфор-мацнонно-поисковая система; АСТОиЭ-АС технического обслуживания и эксплуатации; АСИО-АС инструментального обеспечения; АСУО-АС уборки отходов; САПР-система автоматизированного проектирования; САП РТ-САПР технологии; САПРК-САПР конструкций; АСМТО-АС материально-технического обеспечения; АСИИ-АС испытаний и исследований; САК-система автоматизированного контроля; АТНС-автоматизированная транспортно-накопительная система; АТСС-автоматизированная транспортно-складская система; РТК-ро-ботизированный технологический комплекс (РТУ-участок); ГПМ-гнбкий производственный модуль; ОЦ-обрабатывающий центр; ЭС-экспертная система)

алгоритмом.

Данная методика интегрирования базовых структурных составляющих дала принципиально новые возможности для синтеза гибко-автоматизированной производственной структуры. Решение данной проблемы получено путем установления трех уровней синтеза. На первом уровне определяется доминирующее содержание производственно-технологичес-коЯ структуры ГПС и ее функционального портрета. На втором уровне производятся ее синтез и разработка TT и АУ. На третьем уровне используется синтез организационно-технической структуры ГПС КШП. Центральным звеном излагаемой методологии является обобщенная модель количественной оценки качества и уровня автоматизации проектируемой ГПС КШП, прогнозирования состояния ее уровня качества (уровень три). На основе прогнозной информации производятся оценка . технико-экономических показателей и формирование вектора управления. Данный способ управления качеством проектирования ГПС КШП отличается от известных тем. что результаты оценки выступают здесь как сконцентрированная информация для принятия решения в виде вектора управления, регулирования, уровня качества путем своевременной "ликвидации узких мест. Для прогнозирования роста важнейших категорий качества синтезируемой ГПС КШП была принята следующая математическая модель

B1(tk)=F[X(tlc).Ü(tk)] — min, (i-tnn)

где.Х^к)?-вектор управляемых факторов; U(tk)- вектор управляющих :воздействий. ■

Для оценки требуемого уровня качества программно-аппаратных средств информационно-управляющей структуры необходимо было проанализировать существующие показатели качества для нее. Анализ показал. что четких требований к показателям качества ПрО, как продукта промышленного производства нет. Поэтому для оценки программного изделия систем управления объектов ГПС предложены автором показатели качества для него. В отличие от существующих, предложенные показатели качества отличаются возможностью управления качеством создания программного изделия, его аттестации по категориям качества и оценки его реальных свойств, характеристик и соответствия своему назначению. Для оценки эффективности функционирования комп- " лекса программ в среде ЧПУ использовались методы теории массового обслуживания по приоритетам и прерываниям. В качестве основной дисциплины обслуживания СЧПУ ГПМ (КПО) была принята математическая модель, соответствующая системе массового обслуживания (СМО) по приоритетам и прерываниям. При этом СМО имеет абсолютный приоритет с дообслуживанием и повторением обслуживания, описываемая непрерывным марковским процессом с конечным числом состояний и она замкнута. Приведена обобщенная модель управления процессом функци-

онирования СЧПУ ГПМ. ПрО СЧПУ ГПМ обрабатывает заявки, являющиеся случайным пуассоновским потоком, время обработки которых случайно и распределено по показательному закону с соответствующими интен-сивностями. Тогда, в качестве критерия оценки эффективности функционирования ПрО СЧПУ ГПМ автором принят критерий следующего типа:

Т4 = (Mi Gj - ^Г1 -"min. где Tj - длительность обслуживания заявки 1-го типа;

Xt - интенсивность 1-го потока заявок;

Mi - среднее число команд программы обслуживания;

С! - быстродействие микроэвм (микропроцессора).

При этом Tt не должно превосходить время, затрачиваемое УЧПУ на управление объектом в режиме разделения времени по прерыванию, выбранное, исходя из минимума потерь управления ГПМ. т.е. периода квантования по времени.

На этапе построения и промышленного освоения ГПС КШП общесистемное решение обеспечит стратегия построения и промышленного освоения ГПС. В плане построения и промышленного освоения ГПС в настоящее время существует два метода: 1. Общесистемный метод; 2. Метод пошагового проектирования. Эти методы обладают существенными недостатками. К недостаткам общесистемного метода относится, во-первых, то. что его реализация довольно сложна и дорогостояща (хотя затраты на создание ГПС по данному методу в 5-7 раз меньше, чем по-пошаговому ); требуется полная интеграция всех элементов производственных процессов; во-вторых, при реконструкции предприятия его применить невозможно. Недостатки пошагового метода состоят в том, что при переходе к задачам очередного шага возникает потребность в изменении решений предыдущих шагов, и может привести к значительным затратам и существенному снижению эффективности работ. В целом данные методы не учитывают реальных проблем потребителей ГПС в части организационно-технического управления на стадии их промышленного освоения. При этом, многие разработчики ГПС считают, что концептуальное решение проблемы интеграции базовых составляющих компонентов автоматизации возможно в виде представления её схемы функциональной моделью. Примером этому может быть проект ICAM (США), который сделал популярным проект модели (CIM), как исходным условием, предпосылкой для интеграции. Но это далеко не так. Для этого необходимо по крайней мере три диаграммы: общий вид предприятия; функциональная диаграмма;финансовая диаграмма. В этом плане сформирована с участием автора оригинальная методика построения и промышленного освоения ГПС КШП. Она использовалась в системотехническом синтезе ГПС НПО ЭНЕРГИЯ и включает: принцип функционального моделирования организационно-технических структур; алгоритм управления объектами ГПС КШП на стадии промышленного освое-

ния; принципы реализации экспертных систем в контуре управления ГПС, позволяющие повысить уровень интеллектуализации принимаемых •решений (лицу, их принимающему - ЛПР). Автором предложена обобщенная структура экспертной системы и приемлемый способ её функционирования.

В части представления знаний в контуре управления ГПС необходимо отметить: в предложенных ранее методах представления знаний нет определенности и однозначности, хотя и существует методика создания экспертной системы и принципы новой информационной технологии. Данные методы не полностью отражают специфику формирования базы знаний и принципы функционирования экспертной системы в контуре АСУ ГПС КШП. Существенный недостаток существующих экспертных систем состоит в том, что они являются узкоспециализированными (что обусловливает её эффективность только в течение короткого периода времени). Предложенные мной принципы в основном свободны от этих недостатков.

Для оценки реальных результатов промышленного применения предложенной методологии было проведено исследование особенностей практической реализации развития ГПС. "Особенностями промышленного применения результатов работы автора являются:

1. На предпроектном этапе создания систем управления ГПС необходимо руководствоваться предложенными структурными схемами, определяющими этапы и последовательность решаемых задач. Общесистемным критерием оценки стоимости затрат будет критерий минимизации затрат на реализацию данных задач;.....................

2. На этапе алгоритмизации задач управления объектами ГПС необходимо руководствоваться предложенными принципами анализа объекта, подлежащего автоматизации, некоторая неопределенность которых должна разрешаться на основе результатов многократного анализа экспертным путем (или моделированием). Общую структуру задач отражают приведенные автором структурные схемы.

3. На этапе промышленного освоения ГПС необходимо алгоритмизировать деятельность промышленно-производственного персонала и распределить ответственность работников, что повысит эффективность вводимой в эксплуатацию ГПС.

На основании практического применения результатов исследования. можно сказать, что предложенная единая методика синтеза гибких автоматизированных систем штамповочного производства адаптирована к промышленному применению, позволяет решать задачи модернизации и создания новых видов комплексно-автоматизированных ШП с более высокими технико-экономическими показателями. Основные результаты диссертационной работы внедрены на различных предприятиях страны и стран бывших членов СЭВ и СФРЮ для области кузнечно -прессовых машин.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Одной из главных закономерностей развития ГПС КШП является увеличение роли человека в управлении материальным производством. Поэтому в задачах синтеза ГПС КШП информационно-управляющую структуру рекомендуется представлять в виде многоуровневой эрготехни-ческой системы. Основными аспектами .данных задач являются: а) исследование информационно-управляющей структуры и формирование приоритетных требований к её развитию и персоналу промышленно-произ-водственного комплекса; б) исследование по формированию методологии развития ГПС КШП и особенностей её практической реализации.

2. В задачах планировки технологических систем, функционирующих по линейному принципу, рекомендуется использовать предложенные в работе критерии оценки вариантов структуры ГПС КШП, предложенный алгоритм и новые принципы: 1) замкнутого многозвенника; 2) незамкнутого многозвенника; 3) открытых развивающихся структур.

3. Для алгоритмизации формирования технических требований и алгоритмов управления в соответствии с рекомендованными показателями качества на СЧПУ КПО следует использовать представленный автором нормативно-методический документ "Методические рекомендации по разработке технических требований на УЧПУ для КПО".

4. Для создания функционально полного набора устройств ЧПУ и комплектации ими КПО различных технологических групп с минимумом приведенных затрат следует использовать блочно-модульный принцип создания программных и аппаратных средств ЧПУ на основе предложенных в работе групп функций управления КПО. Учет человеческого фактора на каждом уровне АСУ ГПС КШП рекомендуется производить согласно предложенной структурной схеме синтеза факторов операторской деятельности с оценкой требуемого квалификационного уровня. Интегрированная АСУ ГПС КШП должна охватывать задачи развития АС-НИ, САПР. АСТПП, АСУ ТП и других подсистем в соответствии с предложенными требованиями к аппаратному, программному и информационному обеспечений, распределённым базам данных технологического назначения и квалификационному уровню промышленно-производственно-го персонала ГПС КШП.

5. Для реализации концептуальных идей интеграции, управления и интеллектуализации деятельности промышленно-производственного персонала рекомендуется методика интегрирования базовых компонентов технологического и информационно-управляющего оборудований в еди1 ную гибко-автоматизированную производственную структуру.

6. Предложенную методологию синтеза информационно-управляющей

структуры интегрированной ГПС КШП, представленной трехуровнево! структурой в виде структурной схемы, предлагается использовать i первую очередь на этапе формирования техзадания и алгоритмическо! модели ее функционирования в производственной среде.

7. При построении информационно-управляющей структуры ГП< КШП. а затем её промышленного освоения, рекомендуется создать соответствующую . организационную структуру. Для ее синтеза следуе' использовать функциональное моделирование процесса развития ГП( КШП. При вводе в эксплуатацию ГПС КШП рекомендуется использоват! предложенный алгоритм организационно-технического управления нг стадии промышленного освоения ГПС КШП. Принципы формирования экспертных систем и функционирования их в контуре АСУ ГПС КШП рекомендуется использовать в реальных ситуациях материального производства в различных отраслях промышленности.

8. Благодаря практическому применению некоторых результатов проведенных исследований, выполнена промышленная отработка автоматизированных систем для штамповочного производства, используемых е •промышленности. На основании опыта промышленного использования результатов исследований разработанное методическое обеспечение рекомендуется для межотраслевого применения.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Каржан В.В., Хаймов М.И.. Тишанский Н.Г. Особенности программного обеспечения кузнечно-штамповочной робототехники// Программное обеспечение для гибких автоматизированных производств. Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. сем. 22-24 октября 1985 г.- Калинин: НПО "Центрпрограммсистем", 1985.-С. 117-120.

2. Тишанский Н.Г., Ефанова P.A. Инженерно-психологические аспекты повышения эффективности функционирования ГПС// Опыт создания и пути повышения эффективности функционирования АСУ предприятиями и технологическими процессами: Тез. докл. Респуб. науч.-техн. конф. 21-22 ноября 1985 г.- Гомель, 1985. Т. 2.- С. 75-76.

3. Ефанова P.A., Тишанский Н.Г., Хаймов М.И. Интегрированная АСУ ГПС на базе кузнечно-прессового оборудования как многоуровневая эрготехническая система// Программное обеспечение гибких автоматизированных систем: Тез. докл. Всесоюзн. науч.-техн. сем., 18-20 ноября 1986 г. Калинин. НПО "Центрпрограммсистем".

1986. Т. 2.-С. 110-111.

4. Климов В.Б., Тишанский Н.Г. Организация сервисного обеспечения в АСУ ГП-участком// Программное обеспечение гибких автоматизированных систем. Тез. докл. Всесоюзн. науч.-техн. сем., 18-20 ноября 1986 г.- Калинин: НПО "Центрпрограммсистем". 1986.Т. 3,-

С. 73-74.

5. Ефанова РА., Тишанский Н.Г., Хаймов М.И. К вопросу развития АСУ ГПС для обработки давлением// Опыт разработки и внедрения в производство роботов и ГПС: Тез. докл. науч.-техн. конф.

9 июля 1987 г.-Воронеж: ВПИ, 1987.- С. 21-22.

6. Тишанский Н.Г., Демидов Л.Е., Шевченко Э.Ф. Совершенствование систем ЧПУ ГП-модулей на этапах синтеза // Опыт разработки и внедрения в производство роботов и ГПС: Тез. докл. науч.-техн. конф..9июля 1987 г.-Воронеж: ВПИ, 1987.-С. 28-29.

7. Л'ишанский Н.Г. Методические рекомендации по разработке технических требований на устройство числового программного управления дня кузнечно-прессового оборудования - Воронеж: НПО |'ЭНИК-МАШ", 1987.-51 с.

8. Методика построения и промышленного освоения ГПС /Хаймов М.И., Галин С Д., Попов В.Т., Меснянкин ВД., Киреев Н.М., Тишанский Н.Г. II Роботы и гибкие производственные системы: Тез. докл. 2-го Всесоюз. сем,, май 1988 г.-М.: Изд-во АН СССР, I988.-C. 140-141.

9. Тишанский Н.Г., Ефанова РА. Концепция и проблематика развития ГПС штамповочного производства // Опыт создания и эксплуатации ГПС и ПР: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф.~1 -4 ноября

1988 г., Горький.- М.: ВНИИТЭМР, 1988 .-С. 3-4.

10. Методы синтеза элементов эргономического обеспечения и искусственного интеллекта систем "человек-техника" / Хаймов М.И., Сухолуцкий С.Б., Тишанский Н.Г., Кустовинов CA., Демидов J1.E. II Эргономика и эффективность систем "человек-техника": Тез. докл. межрегионального семинара, Литва, г. Игналина, 1-6 июня 1990 г.Вильнюс, ИПКРРСНХ. 1990. Т. 2.-С. 40-44.

11. Тишанский Н.Г. Концептуальное решение проблемы развития гибких автоматизированных человеко-машинных систем штамповочного производства// Эффективность, качество и надежность систем "человек-техника": Тез. докл. IX симпозиума, 28-30 ноября 1990 г.- Воронеж, ВПИ, 1990. Т.2.-С. 11-12.

12. Тишанский Н.Г. Исследование и синтез основ развития гибких автоматизированных систем штамповочного производства//Аюуаль-ные проблемы фундаментальных наук: Тез. докл. Международной науч.-техн. конф. 28.10-3.11 1991 г. - М.: МГТУ им. НЭ. Баумана,

1991. Т. 4.-С. 29-33.

13. Тишанский Н.Г. Исследование концептуальной модели системы "Человек-ЭВМ-управляемый объект-производственная среда" и синтез приоритетных требований к квалификационному уровню промышленно-про-изводственного персонала ГПС// Эргономика в России СНГ и мире: опыт и перспективы: Тез. докл. Международной конф. 21-24 июня

1993 г.-СПБ: Эргономическая ассоциация, 1993.-С. D-32-D-33.

14.Тишанский Н.Г., Герасимов М.И. Методика синтеза производственно-технологических структур ГПС штамповочного произведет ва// Автоматизация и роботизация производственных процессов: Меж-вуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1996. С. 74-84.

15.Тишанский Н.Г. Основы интеграции базовых компонентов ГПС штамповочного производства// Автоматизация и роботизация производственных процессов: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1996. С. 85-94.

16.Тишанский Н.Г. Исследование и формирование приоритетных требований к развитию информационно-управляющей структуры ГП КШП//Электромеханические устройства и системы: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1996. С. 97-103

17.Тишанский Н.Г. К решению проблем синтеза гибко-автоматизированной производственной структуры// Проблемы информатизации управления: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1996. С. 106-111

18. Тишанский Н.Г. Методика оценки и выбора технических требований и алгоритмов управления на этапе обоснования и выбора базового УЧПУ объектов ГПС КПО// Проблемы информатизации и упра! ния: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1997. С. 200-205

ЛРN020419 от 12.02.92. Подписано в печать 03.07.98. Усл.печ. л. 1,0. Тираж 85 экз. Заказ № 8 7 . Издательство

Воронежского государственного технического университета 394026 Воронеж, Московский просп. 14