автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Моделирование и алгоритмизация задач оперативного управления автоматизированным электромеханическим производством

Воронежский государственный технический университет РГБ ОД

На правах рукописи Махначэв Петр Павлович

Моделирование si алгоритмизация задач оперативного управления аатоиатигирозаг^^ ""SicrcûMûnôHHweeKHM прекгпэдстпсц

Специальности: 05.13.07 - автоматизация технологических

процессов и производств (про-

05. "С, OB' - аэтсз'лтнгифораннче системы

.'.».wp^vêpciî диссертации на соискание ученой г.т»"»нч томкпчесннх к

Воронея 1996

Работа выполнена в воронежском государственном . техническом университете; акционерном обществе "Научно-производственный концерн (объединение) ''Энергия".

Официальные оппоненты - академик Меадународной академии

информатизации, доктор технических наук, профессор А. А. Рындин

- кандидат технических наук В. 1.1. Литвинов

Ведущая организация - НПО "Энергия" ли. С.П. Королева

Защита диссертации состоится 09 февраля 1996 г. о 14 час. в конференц-зале на заседании диссертационного Совета Д063;81.02' при Воронежском государственном технической университете по адресу: 394026 г. Вороне», Московский пр.. И.

С диссертацией (.¡окно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "09" января 1996 г.

Учс-иый секретарь диссертационного Совета, доктор технических наук.

(г.Калининград Московской обл.).

профессор

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Ориентация отечественной экономики на увеличение выпуска товаров культурно-бытового назначения (в той числе й на основе конверсионных процессов), в число которых входят изделия электромеханического производства, настоятельно требует гйектисной реагазгцям научно-технического прогресса в этом направлении.

Разработка и внедрение развитых программ« и аппаратных средств автоматизации система оперативного управления в рамках интегрированных автоматизированных производств (НАШ является эффективно» средством сокращения сроков освоен«« продукции, Наиболее рещишшй!«^ путь создания ИАП связан с технологических мощностей и реконфигурацией структура отдельных составных частей локальных производственных систе».

В технологическую среду производства изделий электромеханики входят автономные участи узловой сборки к обработки, взаимодействующие с конвейергами системами заключительной сборки изделия: Всё структурные компоненты связаны многоноиенкла? у ркым ма-териалопотоком и объединены системой улравлекмя на базе локальных сачислительных сетей в фуккцксиалъну» структуру ИАП.

8 настоящее время отсутстьуат гффектигоа© средства инаенер-ксго сбеспечетит единства требований (с содерзательной точки зрения) к структурным компонентен ИЛИ изделий электромеханики, упраолакиэ локаяыюми технологичесюши объектами, при реализации которых кояно было бы осуществлять их развитие, обеспечивая эффективность решения задач оперативного управления в условия< интеграции и реконфигурации отдельных технологических структур. Роэтс^у требуется дальнейшее развитее аппарата ъзделчреагния VI ептижгации парг«етроз локальная производственных систем в ранках ИАП изделий электромеханики.

Следует "такно ответить. что в области автоматизации управления ргтенфигурируацимнея технологическими системами практичсс-ки отсутствует- формальней методы, которые бы обеспечивали надерну». етмсстшшув- н р«сохоэ-Мтчтиг>нуя работу комплекса моделирования я програк>?но-техническон поддерлки ИаП.

Таким сооазои. актуальность тс.«ы исследования продиктована необходимостью обеспечения высокой эффективности функционирования .'лектромеханичоского производства в условиях реконфигурации технологических шщностей и эсо,нации структуры ИАП за счет повышения качестоа ревения задач оперативного управления.

- £ -

Тс-иатика диссертационной работа связана с реализацией соответствующих раз дэлов "КсглтлгкснзИ прографил разе ¡¡тал производства товаров народного потребления и ссора услуг на 1 €32-2520 гг." и. соответствует научному направляй» Воронежского государственного технического уш'язрентета "Разработка С:'1Р, роЗоюз, ГАП".

Целью диссертационной работа азллетсл рг.з>г5стив и

аглчзри'п/.С'й регения задач оперативного управления о усгл-иях р> кон^иа -урирусиости локальных производстве;«-::^ сг:стс^ гиблого производства изделий электромеханики <ГЛ1!3).

I>сходя из дакне-й цел;! в работе определен^ слздук-пз гглсян исследования:

системный анализ содержания задач еператпакого управления р0;.э;^..;:гурнрус1^1!.:ися технологический процессеи;*. аатс^атизиро-саяного производства изделий злеятромехакики:

»¿оркпрозание принципов организации сьстемг: оперативного управления и структура интегрировапкого автоцз.тнакрозакг.ого гле;ст-роизчаннческсго производства. орнеиткроваин:::: ¡га спвцпфнчоскиэ услоЗ|5я р&чон^игурируи^ся технологична:* процессов;

разработка средств гедггарое&г&ш рйХвСнгурирусдася технологических процессов Г'ГШ. реализуем в контуре управления;

разработка моделей и алгоркпаз опти14аль.'»ой реконфигурации с.чстеиу управления:

разработка средств прикладного программного и сервисного обеспечений автоматизированного рабочего иеиа диспетчера технологических линий электромеханического производегеа;

реализация оазработаниах алгоритмов и програ^ш средств для решения задач оперативного упразлгкия технологические процесса злеитроиеханичэаюго производства при ре: сенегу рации.

Ьетоды исследования. В работе использовали цзтоды систоико-го анализа, имитационного шдзлкрозгнкя, дискретного программирования.

Научная новизна. Ь диссергацки получеш следусцне результаты, характеризуьйцнеся научной новизной;

принципы организации система управления, обеспечивавшие техншео-злоноиическуй эффективность ПмЗ в оперативках условиях реионф}!гурирувднхсл технологические процессов;

»олели ;' екон^игурируи^-лся техкзлз: *-ческих процессов, реа-.•¡изозаниле на оазе кз.-^епции "типов«* ироиззодственнух систем■'.

отличашиеся укиоеосагь?;зс7Ъ"} с точки зрения стандартного набора Сериальных атрибутов. позсоляхздх ссу^естзтатъ сг.зратизнуа вден-структура и е/нюиюиаяьжйг пграггтрбэ;"~~

структурна и алгоритм эгаи:»дойст5ял элементов децентрапи-гсзЕииоа систем слараткенсго управления «ЯПЛ, сбеслзчнзасщие оперативный резки оуняцкокировакмя реконфигурируюзихся технологических прецэссса з рг'^са." гдтсаатизнрозажого электрсм*?*»««-прставадстоа;

кэдели и алгоритмы сптзгиаяьнсн реконфигурации систем« управления. отлнчахадеся опэдегегем фграа/ъна-эескстачески* пл?.^-«ЧТ

з.-^лл.а г-риклад«его преграйаного сбеспзчен;;я АРЛ дкепатча-рз 7с.'.:ЮЛСГ1!ЧССК:1Х линий ПГЛЭ.

Пзггспгческая ценность. Гидог! •» глгор:т?а оперзтизмого уп-ргзЕКжа гзто::а?»з»рС0гнн;.;{ злектрсг^ханичеснн» прсмззодстзсм з усяое^ач река;«&гурирусздхся техколзгичеекмх процессов япил:;сь базой оргзкеаьг^ массового ситуска тозароз народного потреблена о р^зш програаык "Конверсия" в АО НПК'о! т^^н?»".

г":; г>ргг.п иагссезго С'/'-услй гезз-рсз нгеззист

.■"■ " •!•.'.:-•-:'"■.■; \гз .-. пола!":.-::'-!

рестройки производства в условиях конверсии". Воршен, 1993; а также на научных сышнарах кафедру ABC ВГТУ.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 20 ра- * бот, в "í. ч. монография в Издательстве Воронегскоги Университета.

Структура и объои работы. Работа состоит из введения; четы- ' рех глав, заключения, перечня библиографических источников и приложений. Она изложена на ИЗ страницах иааиногшеного текста, содержит 12 рисунков, 6 таблиц. Библиографический список содержит 108 наименований.

Содержанке работа

В первой главе проведен анализ подсистем оперативного управления в условиях реконфигурируемости технологических процессов интегрированных автоматизированных производств изделий электромеханики.

Принципиальной особенностью» технологических процессов ИАП является их реконфигурируемость, предполагав^; везшгяоеть изменения структуры технологических связей» о уекзегт воздействия случайных либо- -детериинированна» мсто»адасоэ соззудашй. появляэ-щнхея с целыз обеспечения новых физических свойств производственной среды. В качестве npi'suepa фактора дозиуцення «шю привести такке актуальные в настоящее ереда конверсионное процессы.

Строго говоря, под рекон^гурируеиостъв технологических процессов понимается возшжость в издишлькое зрэия и с минимальными потерями (с точки зрения интегрированного технико-экономического критерия) осуществлять содераателы-шй и структурный переход. в новое состояние, определяете качествеш^» и количественными »¡.акторами: конструктивными, технологическими. организационными. управленческие, зконоаическиии, а тгагсе программами выпуска целевого продукта.

Реконфигурируемость является совокупней'! характеристикой локальных производственна)! систеи (ЛПС) в определенных условиях производства, т.е. ока зависит как от характеристик ЛПС. таге и от условий производства, в частности, от номенклатура изделий. Гиокосто «е-является характеристикой непосредственно саши ЛПС ilosrio говорить, что требуемая перенала^ваоиость обеспечивается гиблоп-ыо ЯГГ (рис. 1!).

Рис. 1. Гибкость и реконфигурируемость локальных прокзвадствегоам систем

б «отсиатическси и гзтоглтлзпроеаннам режимах работы ИАП для зинхратз&ции взаказдейете^ всех его локальных производственник кэдулен <ШН) кесбход;?:» об;-,«*, -.«^ориацией между локальней системами упразлеккп Оп.СУ) н пзятральшаи управляющим устройством (ЦУУ).

Следует о п:2т:ггь. что дгцстрап&шганная сжггеиа управления обладает багоо сахпсЗ юлзэшсшэ. чей цеитргушьопамная. что сбуавлйиоайт практически цаяэсссбраансш» ее рёалйзгции о ус-.паокюс оекежфмгурмрувйяяс;! тежслсг:?»гски;£ прсцессоэ.

'счяшггсккя "-"Л^нй упрз&госш з децентралнзи-ас-ь^ый «юзиолязт спредсязт» сссгаз и структуру алгорит-

ма меммодуяьнога упраэлснш (&Щ СЛ1 и орггнтагарэ их эзгию-якйеака» скупай» |Ш МАЙ и с йиутсюсзутн^щ упрз8«ине«

Лаг-Сй С:'Л {ряС. Ъ\

*4>.л1:а сорагчзя. цеяь я. исслгдааьнггя *;зяа5тся разработка шда--л "-гс^иплоз рожках» газе* г.пс-?а7*.?2чого управления я усдави-¿сядо»^ гдаг-водствш&я .систса• тизирсаанного эжш-рсисханическога производства, оазиру ждался на; !;ор1'иро"г.ч1ш прпнцаг.ое организации системы оперативного >п-и структуры интегрированного а&то*ат:шрованного элс-кт-*

Рис. 2. Подсистема межмодульного управления системы

управления локальным производственным модуле«; ПОД - очередь основных действий: ОВД - очередь вспомогательных действий.

ромеханического производства; разработке средств моделирования реконфигурирующихся технологических процессов ГПИЗ, а также моделей и алгоритмов оптимальной реконфигурации системы управления; создании средств прикладного' программного и сервисного обеспечения автоматизированного рабочего места диспетчера технологических линий электромеханического производства.

Вторая глара посвящена формированию структур автоматизированного производства изделий электромеханики.

Анализ обобщенной структуры ИАП позволяем иыделить на формальном уровне следующие основные локальные элементы: системы входного и финишного контроля, системы концентрации материальных потоков (автоматизированные склады исходной, промежуточной и готовой продукции), транспортные системы, системы обработки и системы сборки.

Предлагается локалоные технологические системы ИАП Фактори-зовать по двум класса;.! объектов управления - системам сборки и системам обработки. Принципиальное различие мблду ними состоит в разных способах организации структур материальных и информационных потоков, циркулирующих в системе. Примерами систем сборки является цех сборки электродвигателей, цех печатных плат, несходного контроля, цех сборки пс-чатныч у зло в. цех общей сборки. К системам обработки относятся участок обработки деталей тел

заготовительный цс:*, qe:: гальванопокрытий, участок

П'яъя пластмассовых изделии. ____________ ________

С учетом специ&кн" (ГздЬкьости структуры материальных и ин-Сгчгацкзякггх потеков, цнг.^лирya:;-ii:: г самках производства иаде-«ленгртгыохаяики. пре.п<г»вя«»е?С5? целесообразным применение р^г-пдоленноп систему у".?::-^^, построенной на основе дрп тйлис.-лгйчеодах «ювй ПШЗ и обрся^'мзгг^п лэкдльь-ос

tî.v"ic'~":\. v.vcopû qj~f:y,\;qii24!i~ î: син.'ооч: —

" v., l: r-iiovis на сссгазтстеуг^^« у^внян интеграции. D распреде-

-.ît'jtori системе управления ЯШ поеш-лплетг0

«■"» ССРВ..С.Л.Ц обслугиса-

кгпг еэ локальных кс'нонеьт.

G позиций о&'Зй «атэдояегкм управлеккя автоматизированные пр^гсолстЕСм. сугрствопавж! ¿;о настоящего времени, обработка bzxz;:: спуг.йствл?.ахсг» на. локально;'. уродке.с послэдуэдзй интеграцией з paî'atax »СУП. ТрэдицксингГ! пол'од о области дальнейшего ргззита средств обработка ггяюх прэлускат^когег создание единой -г-":- ■г;'~-тг ■ -

..1".-.ЧиЛСТ,'": Л' ¿'jli''.:.— i... • "•_:.• СГЛГЪ,- .

. "TB.'iri:-, "j i t.":.'-.'; . L_'

-.lfr. cccliu sr.i;-:- n»r: neo.'îokczcric-.rtc.î систг. •

лг^ц:::;:: ■ a:'::-.:;,pcv'i»!---

______s«.« з ргшка* процесса

oSpsSorss» гмгеруэск» гет

•r-v-.-T'T-;? гт: rcî- KH^opiïa-

;;:;еккой напраЬго::;:гста. ^пссф^зтг.ейна casssaa» с ярсазсояс-

а тг:;::.ÎJ г:':;;.« ¿¿¿¿»¿«»с а» еаДУаяаазв» гяо.ж^вл

■ г. яилкШ"-

сяг rm:ui!r;hc"onw" ¡v-.. : ■ 'i-'; :■ - ."'.о-

n::--.v ^юл^'.ол:.,:-",.'*.:- о-кс.■/:;

окот»оперативной подде-ржи л-^над нгеихед:«®й ег-^кссти.

Гласная особенность внедрения №нцега1р'::2 ПАП с прсигволстзе изделий электромеханики заключается з прсактирооа-

нии и реализации систем планирсеичм г<есазз:>1.стза, упргз«:-:-*"

л

ч 1

транспортировкой и складированием, отдельными ДОМ. При этом центральная проблема связана с разработкой эффективной АСУ автоматизированной транспортно-складской системой (АТСС), поскольку до сих пор задачи интеграции транспортяо-складского комплекса решались локально.

При этом внедрение ИАГ) целесообразно осуществлять поэтапно, начиная с локальных АРМ диспетчеров.

8 третьей главе представлены модели и алгоритмы оптимальной реконфигурации'системы управления, ф

Работоспособность системы управления в сбойных ситуациях может быть обеспечена путем ее реконфигурации. Состояние системы

определим как двоичный набор s- (6t.....б„), где п - число АРМ

в системе. При этом б, -0 для работоспособного АРМ (р-АРМ), б4-1 для отказавшего АРМ (о-АРМ). Пусть M"(M4i, i-i..n, - множество оссх АРМ системы, яР-Ц). J-l.. L, - начальное множество задач, которые система способна решать, находясь в исходном состоянии sq- (О, 0.....0). Будем считать, что для этого состояния задано распределение задач (РЗ) между всеми АРМ. т. е.- с каждым'объектом Mt сопоставлено подмножество задач Цц- (u(q).q-l..mi( которые он способен решать, если система находится в начальном состоянии. В общем случае подмножества fi^ t могут быть пересекающимися. Задачи u^tfi^, назови собственными задачами модуля М(.

При отказах каких-либо АРМ, переходе системы вследствие sioro в состояние sy^so. перераспределении в ней задач система может утрачивать способность решать какие-либо задачи из начального множества. Рассмотрим некоторые'подходы к перераспределению задач в системе при отказах АРМ.

Статическое распределение задач между устройствами системы, выполняемое с целью обеспечения ее отказоустойчивости, назовем резервирование.* задач о системе.

Пусть отказы различных АРМ в ИАП независимы. АРМ являются восстанавливаемыми, интенсивности отказов Хк и восстановлений каждого АРМ М, известны. Каждому состоянию Sy соответствует предельная вероятность P(sv) пребывания системы в этом состоянии. Тогда задача оптимального резервирования может быть сформулирована следующим ооразем: для заданной структуры ИАП, состояния ûy й начал.ных условий обеспечить минимальное значение определяемого ниже показателя качества системы, учитывающего все потери, связанные с реконфигурацией.

Указанная цель должна достигаться путем оптимального распределения задач между всеми р-АРМ э каждом состоянии без введения избыточных АРМ. При эта« долены выполняться следующие ограничения:

ограничение на предельно допустимые потери в каждом из состояний Зу из S. т. о. для всех sv из S требуется выполнение неравенства R/^Ry, где Rv-Epj. p¿- величина потерь;

ограничение на вычислительные (в общем понимании) ресурсы каждого AFU;

ограничение на временной регламент Функционирования задач;

ограничение на мноаество области передачи задач отказавших

АРМ.

Введен показатель качества функционирования системы, который назван обобщенными потерями. Этот показатель учитывает как потери, возникающие при невозможности решения некоторых задач при отказах ARA, так и ресурсы, требуемые для обеспечения возможности выполнения р-АРМ задач о-АРМ. Невозможность решения задач будем трактовать как передачу их в фиктивным АРМ Ц,. и для ИаП, содержащей п АРМ, произведем распределение всех задач начального множества по (п*1)-му АРМ, включая Mj, который всегда работоспособен. При этом величина обобщенных потерь Jvj,, вызванных размещением в данном АРМ М, задачи и., не являющейся собственной задачей этого АРМ, определяется как cwj, для реальных АРЫ (затраты на размещение задачи) или как p¿ для фиктивного АРМ (потери).

Введена булевская переменная xvj,, равная 1, если задача размешается ом,, и 0 о противном случае, а также показатель обобщенных потерь:

J - £ PÍSyW, где « £ EJvji**víi;

Sy Uj М,

суммирование ведется для всех задач Uj из íP по всем р-АРМ состояниям sy.

Оптимальное резервирование задач в системе, минимизирующее величину 3, сводится к решению следующей задачи:

J0 » ain £ £ £ P(Sy)»JVj»-*vji. ri+1, JM..L (i)

sy uj mj

при ограничениях

£ c(u )*Xyi < *Ci , í»í..n; (2)

Uj

E Pi пя < *Rv ЛЛй ЬСЭХ Sy из S, (3)

ui

Ткрог.о " < Tk(01 < TRpar>o + ^tK,o i W

Ik, i * ?Kpu!' .i • ^

£ xWJj >1 для всех j«<i,.L н ocex Sy, (0>

M.

где c(Uj) - количество ресурсов, необходимое для решения J-il задачи в любом АРМ; *с, - максимально допустив ресурс в {34: Тк,о. " момонт начала решения задачи с рылзуеитаи U D Г.-.; t^ суммарное время решения всех задач с регламентом k d l!lt в tsia числе и случайных.

Модель (1)-(6) является задачей булевского яинз&ага г^аз4-раммирования, у которой ограничения еыраяени пак еяай^геэска (2), (3), (6). так и алгоритмически (4), (5). Посдсдазгorga?«-чения исследуются только с применением идотгцаодэдго saa^asjaBa,-ния. Возможны два подхода и реалязаучк njoc.3jr,a кь даиаай&у Функционирования ft ходе решения задач;-::

выполнение оптимизации для ааваюл без. огаат

ннчений i'l), (5) с последусарй ргз^дь'г&гое

; ио-сцыо ииитйциоинота блока:

непосредстееж&й е^агчШ'да щящФ&яхь а схему р-а-¡¿ежш типа « Fgsasajr»

в paux&s штшезам ^да^зегхгадзде шзжааафйшьнг задач эф- ' ч-ектнсность Ev в состогцлим Sy буазк» гйрзатегвкаоэак» яйшссс?-сс:,: задач, ка^ор^о сготомд спозс&й гсгад» е эта» езгтоэдш. ь'у-iica считать, что задача здегвеез&а 2? аоз^зьцфйзгйи с па: гащью иесоз или гфиоргетсс-. ^'^¡«ьаз&авдаяг» сксггса сайтами будс». шшат» co&ifiG-

? Л Sv < Е* 1 „ С?}

тяй Е* - задавай ижхяжш гидч-п»-,* з^^л-галзота.

2ar.ee будс:: прсдаояйггкТйч дязг s:ssso:j сэд^чг* »j ка £? sssssrr-»si: eoc {i, «ли прг-орпто? ^; срока ^ ркагсз задачу; е«5«кк» v ресурса APf.1, нео5хед;:жгс! спя реемгал гздачи, Оясгэдстойка-©астъ иап с учатся ецзянгезь са-

оэд-шеегь» безотказной рабсти за оргия 7 -

Q(T> - £ Р; <Sv) , * 18)

где PT<Syi - вороятносте -шгй, что »л мк-и;? «attcpsa»! tfC-uami to. ТЗ система будет надс^нтьел ъ со^&г.ч;:;1.

- и -

Д&чее определим g - минимальное число р-АЩ для которого верно следующее. Если число м р-АРМ не меньше g, то для всех таких состояний имеет место E^Hi*. иначе <a<g) для соответствующих состояний выполнено т.е. инее? место отказ €'лс?е»-зд Ори это« максимальным числом о-АРМ, при котбрем cqe ойесп&чнааетса работоспособность.

Пусть Q* •• минимально допустимое значение Q(V), Ef* - максимально допустимое суммарное время однократного решения всех запач, vici'.a'¡синих одному *рц; - максимальный ресурс одного íPH. Предположим, что и с5т.е. любая задача из fiP

мояет быть решена о любом АРм. Требуемый уровень отказоустойчивости ИАП задается значениями Е* и (Г, соотношением (8) и требованием

от > о* . о).

Дли обеспечения требуемого уровня . отказоустойчивости ИАП иооОходимо;

п. НаГггя такое подмножество состояний системы 5. что если все состояния этого подмножества сделать р-состояниями, то <0) будет выполнено. Подмножество S однозначно определяется граничном числом 8 - минимальным числом р-пРН, при котором (9) еще ааполчоно.

ь Для каждого состояния svili и-- S, содержащего m}¿ р-АРМ, >«»го» тг.;цг,л план РЭ пнохоства S? г,о и р-АРМ, чтобы данное состояние Ьь-по р-состояннсм с максим гльно возможна значением эффективности при выполнении ограничений по времени и ресурсам для

"' "."ТО !!.': . . Р - ■->. " ■ :

:-р.:уЛ11руе:> .4>/iaty ь; i\¡ ., „звол&нсго соошлпин как задачу булевского программирования следующим образом:

E(s„u,) - Е+ - Е Z а, ¡„0; -• т- ; (10)

«i Щ

Г (И)

:r.. i-i., с: (12)

г - 'Г - •

-Í1 ".i -j

t а,. < i. j-i L, i *1 '

- 12 -

причем Oj 4 »2, вели задача u4 назначается и, , иначе «^-О.

При тех же заданных величинах, что и в предыдущей задаче (кроме количества АРМ), требуется найти минимальное число однотипных АРМ, составляющих ИЛП. и соответствуете этому числу РЗ. при которых выполняются требование (9) и условия (И), (15):

Ег . (И)

Ic - t a^Cj < (15)

причем a. -i, если задача Uj может быть назначена типовому АРМ, и «j"О с противном случае.

Алгоритм решения данной оптимизационной задачи, использующий процедуру покрытия Кеайна наборами из предварительно найденного базиса загрузки АРМ. позволяет найти обэдае количество АРМ п. Собственно алгоритмическое обеспечена является топологическим эквивалентом метода ветвей и грант« ггамекнтельиэ к дискретным оптимизационным задачам.

Четвертая глава содержит описание реализации и внедрения результатов диссертационной работы с использованием мощелнроваг нии ренонфигурнруиадихся технологических процессов на основе концепции "ТИПОЗЫХ ПрО*ЗБЗДСТВОННЫХ систем".

Система "обработки" вкпичает четыре основных вида функциональных элементов: концентраторы иатерндоьнмх петою» (склад сходно«, готовой и промежуточной продукции), обра&етмшщйе центры (ОД), транспорта ооъекш (ТО), (ссодушбтфюаяя сеть. Систеш "сборки" асинхронного т«па с кдай^еатесь^хйрдай!»-ной структурой иатергшьдох ттеетэ атачозг '

ФУшщисй&льнйх кешемеяг: концентратора иатс-^-глкиз шхпгдо Ш), техдалагичоскйо центра, {¡тер&тиров&щъ деэдг^адяжуо сеть и аргатичсснйе .адааенти система. njori^u-ia киктацконных тдшя\ ¡тс^гурфущрхсъ fsжшжшчзш*» сш ГШ осуществлена о с^з с чзгоох^гаааййя

средств СИДОС.

Предложенный йьхл «здмзи и алгоритм рс^жаазку в ражах' аетсиатиэирооги^х р&ючнх «ост £Ш&тч«2роо тех}5атсг»:чоских линий ГШЭ, осноеу которого састазлйот сродства моделирования и отчштзаци» параметров рек©нфигур&руе5з«сл процессов.

А?а5-Д рс&лизопэно С применением ПЗь:-' типа IBM PC/AT. Комп-

13жс технический средств, помимо ПЭВМ, включает устройства связи ¿"локальной производственной системой и узлом управления транспортной системой. Последний предъявляет сравнительно невысокие требования к техническим характеристикам и моает быть реализован на базе ПЭВМ типа IBM PC/XT. Алгоритмизация процесса взаимодействия элементов децентрализооашюа систеш оперативного управления осуществлена на базе структуры, представленной на рис. 3,

п

Г"

АРМ диспетчера цеха

*

Подсистема анализа ситуации и выдачи рационального набора параметров система управления

Аналитический блок

Имитационный блок

I!

Блок дезурного приема событий, требующий проведения реконфигурации

АРи технологического модуля

АРМ автоматнчес кого склада

АРМ автомг.тичес кого транспорта

±

ЭВМ или конт-!„>о.-!лер ловального накопительного устройства

Контроллер перегрузочного оборудования :

ЗБЫ или контроллер шта-оелера

i Контроллер перегрузочного устрой-1 ства

Контроллер ч ранспорт-ноа единицы

Контроллеры путевых элементов трассы

Бесконтактный канал связи

Рис 3.

Обобщенная структура распределенного оперативного управления на уровне цеха

внедрение результатов гдделнрования и алгоритмизации конкретных задач оперативного управления злантро*леканкческии прода-водством рассштрено на примере цеха коллекторов электрических машин, входящего в организационную структуру одного из предприятий АО НПК(о) "Энергия".

Технологический процесс изготовления коллекторов внлвчает в пебя следующие стадии: резка медных прутьев; прожзка; холодная штамповка; прошивка пазов; фрезеровка; прозаика; залавка; затвердение; pactOMtta внутреннего диаг.етра м токарная обработка; промывка; фрезеровка; лугение; токарная обработка диска; сборка намбткодержателя; промывка; контроль.

Результаты программной апробации иа примере цеха производства коллекторов электрических маанн свидетельствуот о е^сокай эффективности изложенных в работе моделей и алгоритме© ного управления. Номинальная производительность аэтсягнасвой линии один миллион коллекторов 8 типорзй'..яро& в год с uxi^-o оптом загрузки оборудования не более O.S. ¿река персаггл^т нии но превышает 180 иин. Структури.о-<^«;сщайагг,«5я csssa.ta*©» товления коллекторов электрачееккк «аса» «зо^сай»» к» ças. 4.

Данные по. выпуску продуби; ISSS г. седгэтегАС^тзт . кй &<î*jCKThôHOCT« (фюЮНМиа и^ГО^ЗЭ.-

коллекторов состааай с?.

Предлоаеан«* о сдйк^Ъ fer-rejust«* са24>схкзмаг«>

равления з^агс^гу^ш'^ е^зззсо^стео^ е;

условия? ъж^г&ззхж рро'д-зссаз. яшуись

TOGpc" • - :кой Сгга* trzzssigzç, тсгз?ээ wzpis

КЗ ГО . -.'.'АСйЛСППЛ С

1, С ci.;z^zri-o',; i^z^^ci-v ссу.'^с-гтл:: г "-.ZT.i : '.-¡xi iсij.'..........."-

о;ч\'.:'.г."-Ц4.; i^Cio.vro ¡.^.-¡yc.;:: пй.?;,:.'..:^.

гН Уь 1

г~;г:л

! л'-"'- с

I ! " ! I

_! и

II « I 1/41 I

II • I I М « I м

|_~"ги 1ПоП-!

___1 I_.1

J 1__!

I П71 I

дез

Ьгтти

- . - ^ ' г - " ': ! , •*. * .! УЧ С' ■! .

ч'•.->'• ■!'. "... . -'1 ".л < - .,»■ ■

о .. . ч'ьлгч'ач^.ч.чл -у\г.

геркаи стакик "кераппотто"; 1!, ?Э - ультразвуковая из^ат лрошвки: 12 - лообестоуйиая установка "Гю-

. , • ■ . : .. . ... \ >-А< .

.и, .., . — - , »V 1»лш|/17мп

нон; ВО - с.^тни для снятп заусенцев; 23 - автомат наяесеина бакелитового лака; 26, 2т - лудильный аз-

50. 32 - контроль

3. Прадс-хпз нп'.'сп.и; ¿■¿¿л>-.а~и аздгттизирошдоь-

со дГгелтрегейгд^и'йгепйги »¡(лтзшдсчиа. оуиектисювашая на спеии-мнгс^-2 условия ре^н-'лп^'рирусаяйсз тй#г*ол£»г««ег.иц:: ппонэосов

1. с'сусгс'.'алгкг. ¿лгаритьмзацк;'. д.-.—структуру альмых потоков реконфигурируедихея технологически» процессов ГГШЭ на ссксье копи&пцин "типовая производственны* систем".

5. Разработаны имитационные кодсчм рающ^гумруащихся тен-ьоясгнчесхия прсцсссоз, отли1^ ..диеся универсальностью с ■ точки зрения стандартного набора ■^.•¿■..■¿¿•лххл итьксутсз, сбсслсчйиЕис;ция

реализацию оперативной структурной и параметрической идентификации.

6. Предложены модели оптимальной реконфигурации системы yw равления. реализация которых осуществлена на базе модифицировав* ных алгоритмов дискретного програширования. базирующихся Hâ данных имитационного моделирования.

7. Разработаны компоненты прикладного программного обеспечения АРМ диспетчера технологических линий ГПИЭ. являххдося ос невными элементами функциональной структуры децентрализованной системы управления реконфигурируюцвгося электромеханического производства.

Результаты диссертационной работы реализованы в АО МЖ(о} "Энергия" о рамках системы управления технологическими промессами автоматизированного электромеханического производства & уело-», виях перехода на массовый вьюуск товаров нададного лотробленкя 4 экономическим эффектом более 6.3 млн. до&ДО б ценах 1993 года.

По материалам исследований опубликована следующие работа:

1. Ыахначев П. П., Туровец О. Г. Длаждованиесборочных рабо* с применением ЭВМ/ Проблемы экономики и организации маш*иоетрои-тельного производства: Шжауа. сб, тун. ip.fm 4. Вороне*. 1974. ".'■..:".•■ -.. -

г. Дмитриева Е.В., Махначев O.A. Вояросы диспетчирования в период освоения новых изделий в условий* применения ЗВИ/ Эюжо-ыические проблемы научно-тсхнъчеёмого прогресса: Ыежвуз. тема-тич. сб. Вороне«, J 976. *

3. махначев (1.П моделирование сборочных работ дпя совср-шенстпов<дния управления» л?юцессом сборки/ Зконотнеские проблема научно-технического прогресса & машиностроении: Ыежауз. теаатич. сб. Вороне*. 1978.

4. Ыахначев П.П. Организация производства на пороге рыночных отношений. ИЛВ "ЭНЕРГИЯ". Вып. 2. 1990.

5. ОДначЁ® П. в, ^Концерн и политика внешнеэкономической деятельности. НЗЬ "ЭНЕРГИЯ". Sin. 1.199!.

6. йахначоа П. П.. Кравсц 0. Я., Бурковский В Л. Имитационное управление реконфигурирущимися производствами изделий электро-мехаяяки/ Опыт информатизации п промышленности: Тез. докл. ^регионального совещания-семинара 23-24 июня 1У93г. Воронеж: ВорПИ, 1993.

7. Ыахначев П.П.. Кравец О.Я., бурковский 8. Л. моделирования реконфигурирукедихся технологических процессов на основе концепции "типовых производственных систем"/ Высокие технологии в Г'роектпровании технических устройств и автоматизированных систем. Тез. докл. Всероссийского совещания-семинара ¿7-30 сентября 1033г. Вороне«: ВорПИ. 1993.

8! Кравсц 0. Я.. Ыахначев ПИ. Бурковский В. Л. . Подвальный СЛ. Компьютерное управление реконФигурирущимися технологическими процессами автоматизированного производства изделий электромеханики (Монография). Издательство ОГУ: Воронеж. 1993. 160 с.

¡'аипчсс П. П. оотгиизгикокнш аспекты конверсии а и.т/ч-rо-иссгош^елиском прс-дпркатж» "ТУРБ05П" ВПК "ИСТОЧНИК"/ Тс-,\~ ьпло-элопоимческие ¡фои/юмы перестройки производства я условиях

:.:нпорсси: Тог Рс-тмснаг&кого сопеагиил-сенннгра. йсронсг.,

iQ^Jixih^zc Л. П. ¿ucuor

12. махиачев п. П.. К'рапоц В. в. Оптимизационные модели задач оперативной лиспетчепизаиии/ 1ам :::а. О. П.

-%-л uouuminn 11 (i unannn и и илили,.""««"..^ AiMM.i^tiw.n..«..

____________ ; • ■ ......— г.-----1-------- 1-----..-к-... / Г'Ч-j

. wo, .i .i.«• < м-ч..u'.ni':^; puntititii^:4, i

пронгсодстссинм" euer;••vc.; П. !).

14. Кахне.чев П.Л.. Können О.П. Подход к созданию АРМ лиспе »-чера гйтоиа'шаиргч'р-л.г го рексчч1мгури»ушегоса произеодстса. Vom ::го. С. 10.

IG. UypKO&dcu'i O.a.. ivpiüKj ¿.В., ¡.¡ахигчез П.П. Интегрированные средства полуиатурпего моделирования распределенных систем управления/ Там :::е. П.

16. Нахначев П.П.. ВурксссниП В.Л.; КравецВ. В. Полунатурное моделирование лзкальни:: тасизлогичейсих систем электроиеха-

IJ - IU.

^¿gUUp,

ииичал ии-ьигд х,о и.л. Jч.-изд.л. хирал it'u

Заказ J5 49-95 Почать офсотнаи

-—-"■'•' *....................................■«■■— ., .......и-»........ ... „ ..............

ТОО "Полкграфпст-ЙШО", 394006 , Взрелсл ,ул.Красиоармо2сяая , 5'Д