автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Разработка типовой системы управления автотранспортным предприятием горно-обогатительного комбината на основе ИПИ-технологий

На правах рукописи

КОВАЛЕВ Геннадий Евгеньевич

РАЗРАБОТКА ТИПОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ ГОРНООБОГАТИТЕЛЬНОГО КОМБИНАТА НА ОСНОВЕ ИПИ-ТЕХНОЛОГИЙ

05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2005

Работа выполнена в Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Зольников Владимир Константинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Волков Владимир Сергеевич кандидат технических наук, доцент Степанов Леонид Викторович

Ведущая организация Международный институт компьютерных

технологий (г. Воронеж)

Зашита диссертации состоится 27 мая 2005 г. в 1300 на заседании диссертационного совета Д 212 034.02 при Воронежской государственной лесотехнической академии по адресу 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, ауд. 118.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежской государственной лесотехнической академии.

Автореферат разослан 22 апреля 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета КурьяновВ.К

s m

иъмвъ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение эффективности работы автотранспортных предприятий (АТП) горно-обогатительных комбинатов (ГОК) относительно недавно достигалось за счет увеличения количества автомобилей, закупки новых автотранспортных средств с более совершенными техническими характеристиками, изменения условий работы и повышения квалификации персонала.

В современных условиях эти возможности исчерпаны, поэтому повысить эффективность работы можно только за счет согласованной работы всех подразделений АТП, а также организаций, которые прямо или косвенно влияют на производственные процессы; более сбалансированным графиком перевозки руды; рациональной эксплуатацией автотранспортных средств с обеспечением оптимального графика проведения ремонтно-профилактических работ (РПР); минимизаций влияния «человеческого фактора» на производственные процессы.

Передовой опыт зарубежных предприятий аналогичного профиля показывает, что наиболее совершенным инструментом повышения эффективности управления производственных процессов являются современные информационные технологии (ИТ), которые получили название CALS- или ИПИ-технологии. С их помощью возможен непрерывный мониторинг всех процессов производства в реальном масштабе времени, внедрение современных методов хозяйственной деятельности и принятие обоснованных управленческих решений, направленных на достижение главной задачи АТП - своевременного обеспечения ГОК рудой в требуемых объемах.

Применение ИТ является одним из ключевых звеньев успешного функционирования и развития любых предприятий, в частности и АТП. Их внедрение с непрерывной актуализацией состояния производства и обеспечение на этой основе прозрачности хозяйственной деятельности; развитие и применение новых типовых технологий и производств с высокой экономической эффективностью; постоянный мониторинг хозяйственной деятельности служб и подразделений предприятия; гармонизация отношений внутри предприятия и с внешними предприятиями (в частности ГОК) позволяет в кратчайшие сроки резко повысить эффективность работы АТП

Следует отметить, что попытки применения отработанных технологий и систем управления развитых стран в условиях переходного периода в нашей стране не увенчались успехом, так как в данном случае требуется глубокая перестройка всей инфраструктуры управления и реализации производственных процессов, подготовка соответствующих кадров и многое другое, в том числе и огромные финансовые затраты. Следовательно информационная система АТП должна создаваться на основе отечественных средств при соблюдении базовых принципов ИПИ-технологий, что не потребует значительных денежных и временных затрат, обеспечит такой же экономический эффект и будет способствовать обеспечен ~" ~ " мости страны

ГОК.

Поэтому в данной работе по

ййёШвффМф^йия и внедрения типовой

информационной системы управления (ТИСУ) АТП ГОК на основе единого методологического подхода ИПИ-технологий и создания отечественных унифицированных инструментальных средств для эффективного управления предприятием.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с межвузовской научно-технической программой «Разработка автоматизированных систем управления автотранспортных предприятий» НИР № ГР 1527/10028.

Цель работы состоит в разработке комплекса моделей, алгоритмов и программных средств ТИСУ АТП ГОК на основе ИПИ-технологий.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: провести анализ состояния АТП ГОК, определить проблемы и направления развития на основе использования передового опыта в промышленно-развитых странах;

на основе анализа использования современных ИПИ-технологий определить их роль в повышении эффективности управления АТП и сформировать направления развития средств автоматизации;

разработать структуру управления АТП в интегрированной информационной системе управления ГОК на основе ИПИ-технологий;

обосновать архитектуру системы управления АТП;

разработать единую унифицированную лингвистическую и информационную платформы на основе ИПИ-технологий и РОМ-средств управления данными;

создать математические модели и алгоритмы эффективного управления производственными процессами;

реализовать программное обеспечение инструментальных средств решения задач управления АТП;

разработать организационное и методическое обеспечение рационального применения созданных средств.

Методика исследования. При решении поставленных задач использованы элементы теории системного анализа, методы вычислительной математики, теории расписаний, структурного и системного программирования, методы теории графов, а также современные информационные технологии.

Научная новизна В результате проведенного исследования получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

- функционально-структурная схема типовых средств информационной системы управления АТП, отличающаяся унификацией ее основных базовых программных и аппаратных элементов; обеспечением внешней и внутренней интеграции; применением на всех этапах производственных процессов современного информационного и лингвистического обеспечения на основе РОМ-средств управления данными; высокой эффективностью решения задач управления, простотой развития, освоения и использования;

- методика формирования лингвистических, математических и программных средств, обеспечивающая системраеедащ^р.цр^нвйдственных процессов, их унификацию

I > * ! I «•»< ]

« • з }

на основе базовых принципов ИПИ-технологий, простоту развития и интеграции с другими системами, использующими стандартизированные или уникальные методологии построения;

- предложенные модели и алгоритмы: оптимального планирования сети временных автодорог в карьере с минимизацией критерия эксплуатационных расходов и оптимизации перевозки железной руды, использования автотранспорта и проведения ремонтных и профилактических работ, отличающиеся учетом процессов логистической поддержки; принятия решений на основе методов многокритериальной оптимизации; отклонения фактического режима работы от планового и оперативным перераспределением грузопотоков в реальном масштабе времени; унификации на основе ИПИ-технологий с применением единой интегрированной информационной среды, возможности рационального сочетания интеллектуального потенциала экспертов и возможностей ЭВМ для принятия решений;

- методическое и организационное обеспечение использования разработанных средств, созданных на основе ИПИ-технологий, как массового инструмента автоматизации принятия решений, отличающихся комплексностью решений всей совокупности задач, универсальностью, большей эффективностью, использованием ситуационного подхода, возможностью управления в реальном масштабе времени, отвечающих требованиям простоты освоения и эксплуатации.

Практическая значимость и результаты внедрения. На основе предложенных решений создана и внедрена ТИСУ АТП Лебединского ГОК Белгородской области, включающая подсистемы: планирования и реализация задач строительства новых временных автодорог, оптимизации перевозки руды с учетом интегрированной логистической поддержки, реализованная на единой методологической платформе с применением базовых принципов ИПИ-технологий, позволяющая распространить ИТ на предприятиях аналогичного производственного профиля. Результаты работы также внедрены на автотранспортном предприятии ЗАО «ЛОТ»

Анализ результатов внедрения показал высокую эффективность разработанных средств.

На базе предложенных принципов, методик, технического, лингвистического, информационного, программного, организационного и методического обеспечений в учебном процессе ВГЛТА по специальностям «Автомобили и автомобильное хозяйство», «Организация безопасности движения», «Машины и механизмы лесного комплекса» подготовлены разделы курсов лекций, разработаны и внедрены программно-аппаратные комплексы, которые эффективно используются для проведения лабораторных работ, курсового и дипломного проектирования, подготовки докторантов, аспирантов, соискателей, а также для непрерывной переподготовки специалистов.

Предложенные решения носят универсальный характер и могут использоваться при создании подобных систем в других отраслях хозяйства.

Апробация работы. Научные результаты и положения диссертационной работы

докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях и совещаниях по выполнению работ в АТП, Лебединском ГОК, ВГЛТА, на совещаниях и коллегиях МПР РФ. Автор выступал с докладами на: конференции по обмену производственно-техническим опытом (Москва, 1998 - 2001); отчетной научной конференции профессорско-преподавательского состава Воронежского института высоких технологий (Воронеж, 2004); Ш всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и ее приложения» (Воронеж, 2004); международной научно-технической конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 2004).

Публикации результатов работы. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ. Из них 7 написаны без соавторов, а в остальных автору принадлежит более 65% процентов материала по основным научно-техническим решениям и эффективности их реализации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников. Материал диссертации изложен на 135 страницах, включая иллюстрации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, дается ее краткая характеристика, формулируется цель, научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В первом разделе рассмотрены особенности современного состояния АТП ГОК, проанализированы используемые средства автоматизации управления и выявлены их недостатки, обосновывается необходимость реализации ИПИ-технологий для автоматизации управления АТП, сформулированы цель и задачи работы.

Перед АТП ГОК стоят задачи доставки руды от забоев к местам ее погрузки на железнодорожный транспорт в соответствие с требуемыми объемами и сроками, создание и поддержка в рабочем состоянии временных автомобильных дорог в карьере; обеспечение РПР по автомобильному транспорту, имеющемуся на предприятии; проведение работ, связанных с рекультивацией земель.

На момент постановки задачи АТП располагало достаточным количеством транспорта соответствующих марок и персоналом необходимой квалификации, однако эффективность его использования была не высокой, наблюдались, срывы выполнения оперативных заданий перевозки руды из-за неоптимального распределения грузопотоков, не прогнозируемых поломок, влияния погодных условий и «человеческого» фактора; простои автомобилей при проведении РПР из-за слабой организации технологического процесса и материально-технического обеспечения (МТО); нерациональное диспетчирование работ вследствие отсутствия своевременного мониторинга. С целью достижения плановых показателей, которые постоянно увеличивались, приходилось работать в авральном режиме, что приводило к еще большим пере-

грузкам в расписании, увеличению поломок, «текучке кадров» т.е. к ухудшению работы предприятия в целом.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что АТП ГОК испытывало серьезные трудности экономического и технологического характера. Одним из важнейших направлений выхода из них и развития предприятия является применение современных ИТ во всех производственных процессах.

Опыт работы предприятий передовых зарубежных стран показывает, что использование ИПИ-технологий, которые охватывают весь жизненный цикл продукции, дает наибольший экономический эффект от их применения.

В главе проанализированы возможности применения этих технологий во всех производственных процессах: создание сети временных автодорог; организации перевозки руды и эксплуатации автомобилей; проведения РПР и организации МТО; рекультивации земли; мониторинга, управленческой и финансовой деятельности. Показано, что ИПИ-технологии, являясь действенным инструментом резкого повышения эффективности труда во всех сферах человеческой деятельности, особо важное значение имеют на АТП при организации сквозного цикла всех работ, формирования баз данных и их интеграции в единое хранилище данных ГОК, оперативного представления Достоверной информации, эксплуатации автомобилей, обеспечения ресурсами, работы с персоналом для повышения эффективности всех сфер деятельности предприятия.

Проведен анализ созданных средств ИПИ-технологий в промышленно развитых странах, который показал, что зарубежные средства автоматизированного управления позволяют решить большинство задач АТП и обеспечить интегрирование информационных систем АТП и ГОК. Однако, как правило, информационные системы ГОК создавались в период перестройки экономики в условиях отсутствия денежных средств на основе разработок специалистов собственного предприятия. Поэтому прямая закупка зарубежных пакетов потребует перестройки всех уже сложившихся производственных процессов, существующих информационных систем и баз данных не только АТП, но и ГОК, переподготовки специалистов-программистов и персонала предприятий, который работает с информационной системой, что приведет к значительным денежным и временным затратам, а также экономической зависимости от зарубежных инвесторов.

Следовательно, ТИСУ АТП должна создаваться на основе отечественных разработок с учетом существующего информационного и программного обеспечения АТП и ГОК при соблюдении базовых принципов ИПИ-технологий. Такое решение не потребует значительных денежных средств и времени и обеспечит экономический эффект, сравни мый с эффектом от внедрения зар убежных информационных систем Кроме того, ориентация на развитие собственных разработок способствует созданию отечественных наукоемких технологий, что позволяет избежать экономической зависимости от иностранных инвесторов и обеспечивает технологическую независимость, а, в конечном счете, и национальную безопасность страны.

В соответствии с проведенным анализом возможностей, эффективности применения современных ИТ и выбора отечественных программных средств поставлена задача разработки ТИСУ АТП ГОК на основе ИПИ-технологий.

Во втором разделе определены требования к ТИСУ ГОК на основе ИПИ-технологий, предложена методика ее проектирования и разработки, обоснована архитектура и определена структура лингвистического, информационного и проблемно-ориентированного программного обеспечения.

На основе анализа построения современных информационных систем управления предприятием предложены требования к ТИСУ ГОК АТП: соответствие архитектуры структуре управления ГОК; ориентация на комплексные решения задач управления всех производственных процессов с использованием базовых принципов ИПИ-технологий; обеспечение внешней и внутренней интеграции аппаратной, системной и объектно-ориентированной прикладной платформы и ее унификации; простота развития, освоения и использования непосредственно на рабочих местах специалистов предприятия.

Данные требования в соответствии с технологией ИЛИ обеспечат: использование ИТ для управления и реализации всех этапов производства; применение единой методологии сбора, ввода, обработки и представления данных; использование единой интегрированной информационной среды на основе стандартизации описания субъектов и объектов; переход на полное электронное представление данных и документов; максимальное применение готовых программно-технических решений или их компонент с адаптацией для использования в конкретных условиях; непрерывное совершенствование процессов и технологий для более эффективного управления предприятием.

В соответствии с изложенными принципами обоснована архитектура ТИСУ АТП, которая приведена на рисунке 1.

Она представляет собой трехуровневую иерархическую систему, подсистемы которой (организации перевозки руды, проведения РПР и МТО, планово-финансового отдела и административной) реализованы на основе единого методологического принципа как однородные локальные вычислительные комплексы на персональных компьютерах распространенного типа с выделенным сервером с унифицированной системой и проблемно-ориентированной платформой.

Взаимодействие подсистем там должно осуществляться по прямым физическим магистралям или радиоканалам. Внешняя интеграция ТИСУ АТП ГОК с ИСУ ГОК должна реализоваться по прямым физическим магистралям или за счет среды мировой системы ИНТЕРНЕТ.

Предложена методика создания ТИСУ, сочетающая классический и ускоренный подходы. Для этого предложено использовать следующие временные фазы определите требований, анализ, проектирование, разработка, внедрение Фазы разбиты таким образом, чтобы минимизировать время, необходимое на координацию работ и максимально повысить производительность результатов каждого этапа. Разработанная методика проектирования ТИСУ АТП может быть использована циклически, что

позволяет создавать информационную систему по частям, разбитым согласно выявленным функциональным компонентам.

----------- взаимосвязь

Рисунок 1. Архитектура ТИСУ АТП ГОК

В качестве проблемно-ориентированной прикладной платформы предложена структура, состоящая из модулей: планирования и реализация задач строительства новых временных автодорог; автоматизации перевозки железной руды с учетом ИЛП; диспетчерского управления; финансово-экономической; управления персоналом, интерфейса пользователя, монитора.

Центральным звеном системы является монитор - управляющий модуль, который организует взаимодействие всех модулей и связи с операционной системой и ТИСУ ГОК

Построение лингвистических и информационных средств должно основываться на базовых принципах ИПИ-технологий с использованием РИМ-систем аналогично системе ГОК. Это обеспечить внешнюю интеграцию, резко снизит стоимость создания, простоту освоения и внедрения.

Основываясь на этих принципах и организационной и функциональной структуре предприятия разработана схема информационных потоков, которая приведена на рисунке 2. Информационные объекты представленной схемы должны создаваться на основе ИПИ-технологии представления описания и визуализации данных как мощного лингвистического средства. Именно данная технология обеспечит единство описания данных на всех этапах производства.

Лингвистические средства и информационное обеспечение системы обеспечивают ей функциональную полноту в рамках поддержки всех процессов управления и позво-

ляют производтъ описание данных в ТИСУ и их синтез в естественной наглядной форме (совмещенная графическая интеграция данных). Для этого в системе предусмотрены графические средства и редакторы.

Управление

Основное производство

Просмотр и внесение

информации

Внесение информации диспетчером

Внесение информации диспетчером

внесение информации диспетчером

Внесение информации диспетчером

вычислительный

БД вычислитель центре

внесение информации в 6Д

Руководители верхнего уровня

Просмотр и преобразование информации

Управление персоналом

Просмотри внесение информации

Финансово-экономический отдел

Просмотр и внесение информации

I] рэиэаодства

Проведение ремонтных работ

Просмотр и внесение информации

Отдел подготовки производства

внесение информации диспетчером

Отдел твхнологичеосого оборудования

внесение информации диспетчером

Обеспечение ГСМ

Просмотри внесение информации

Отдел проведения ремонта

Внесение информации диспетчером

Хранилище ГСМ

Внесение информации диспетчером

Снабжение МТО

Просмотр и внесение информации

склад 1 Склад 2 Склад з

Внесение информации диспетчером внесение информации диспетчером внесение информации диспетчером

Рисунок 2. Схема информационных потоков в АТП ГОК.

Создаваемая ТИСУ является сложным программно-аппаратным комплексом и, хотя он реализуется на базе широко распространенных технических и программных средств, ее освоение представляет достаточно трудоемкую задачу. Поэтому в ее составе предусматривается обучающая подсистема, которая обеспечит решение данной задачи для широкого круга пользователей, не имеющих специальной подготовки.

В третьем разделе рассмотрены математические модели решения целевых задач предприятия и алгоритмическое обеспечение управления АТП.

Технология добычи руды включает необходимость проведения взрывных работ, что приводит к проектированию и созданию временной сети автодорог в карьере, на участках, где производились взрывы. Ее оптимизация осуществляется по критерию минимума эксплуатационных расходов перевозки руды от мест разработки (узлы-источники), которые находятся на нижнем горизонте карьера до мест погрузки на железнодорожный транспорт (узлы-стоки), которые находятся на верхнем горизонте. Минимальное значение эксплуатационных расходов достигается минимальным расстоянием от узлов-источников до узлов-стоков. Однако, при этом необходимо не превысить предельно допустимый уклон а.

В качестве целевой функции выбирается рельеф местности - высота по отношению к горизонту - У(х.у); х, у - координаты плоскости горизонта. Тогда минимальное рас-

стояние при подъеме руды автотранспортом будет там, где функция У(х,у) имеет максимальный градиент. Тогда, для каждой 3 - той ветви сети, справедливо выражение:

0)

£ ' (х, ,у,)- Р (X,., ,>,.,))-> мах

I "2

где N - число разбиений области поиска ^Л^, на которые сегментируется функция

Р(х,у); х, и у, - координаты, для которых выполняется условие х,-х,.гЬ;. у-уы=Ь.

Данная задача решена методом прямого поиска, так как в нем для решения достаточно иметь информацию только о значениях функции в конкретной точке. Алгоритм решения представлен на рисунке 3. Используя полученные результаты, лицо, принимающее решение, рассчитывает всю сеть с помощью эвристических процедур.

Предложена модель транспортировки руды и ее доставки в пункты перегрузки. Для оптимизации перевозок необходимо найти минимум целевой функции Ь = £сЛ Рисунок 3 Алгоритм нахождения ветвей сети автодорог ,,

при ограничениях

¿х,;=а,, 1 = 1,т, ¿х =ЬГ ] = 1,п, где сц - стоимость перевозки единицы груза от 1-

го пункта добычи (ПД) в пункт перегрузки (ПП), руб/т; хч - объем перевозки от 1-го к ,)-му ПП, т., п - число ПД; а, - объем руды на ьм ПД, т.; т - число ПП; Ь^- объем потребления на]-м ПП, т.

В качестве коэффициентов су следует принимать значения тарифов на перевозку грузов автотранспортом. В случае, если перевозка руды между ¡-м ПД и ^м ПП нежелательна, су принимают равными некоторому большому числу М, запрещающему перевозку между подобными парами.

Данная задача представляется в виде двух отдельных последовательно решаемых самостоятельных задач.

Первая задача описывается экономико-математической моделью транспортного типа, имеющий следующий вид:

п m

1.1 Н

¿хц=А„ i = (3)

j-i

¿x,= Br j = lTm; (4)

i-i

хч >0; í = üñ, j = í|m, (5)

где n- количество ПД; m- количество ПП; S,j - расстояние (себестоимость) от i-го ПД до j-ro ПП, км; x¡¡ - количество руды, перевозимого из i-ro ПД на j-й ПП, т; А,- количество (суммарное) сырья на i-м ПД, г, Bj - потребности (возможности) на j- м ПП, т.

В результате решения задачи любым из методов линейного программирования получаем вариант прикрепления ПД к ПП руды. Обычно несколько ПД прикрепляют к одному ПП.

Вторая задача заключается в эффективности использования транспортных средств, имеющихся на предприятии. Для этого предложена задачу планирования расписания использования автотранспорта:

п л 2S

L=ZE—'-*,,)->■ им; (6)

1=1 Cj

п ш п

(7)

н в-1

£ÍX=B; (8)

i-l

x,j £ 0; i = rñ, j = ¡Tm; (9)

136 110

x„ <

40 IX C10>

i-i J-I '-i

12

где V - грузоподъемность, хч - количество перевозимого груза из ¡-го ПД на ПП _|-ч видов транспорта, т; Б, - расстояние от 1-го ПД до ПП, км; с,- средняя скорость передвижения автомашин ]-го типа с учетом качества дорог, км/ч; сог грузоподъемность одной машины ]-го типа, т; V, - суммарное количество руды на 1-м ГЩ, т; В -общая потребность в сырье комбината, т; К, - количество машин >го типа

Для решения задачи предлагается алгоритм, состоящий из двух этапов. Первый этап заключается в построении таблицы, имеющей две заглавные строки Б,, ¡=1,п, и V",, 1=1,п; и два заглавных столбца К;, ]=1,т, и )=1,т.

Внутренние клетки таблицы поделены горизонтальными чертами на две части. В одной указывается время:

Т =

, еслирч<1; (11)

1,еслири > 1; (12)

где Т,,- время необходимое машине на перевозку руды от ¡-го ПД к ПП на 28

транспорте _|-го типа, 1 = —и где с, - скорость машины j-гo типа, км/ч. с,

В другой помещают величину:

•V„ еслири < 1; (13)

1,еслирч>1; (14)

где р,л - коэффициент, показывающий, какую часть руды на i-м ПД может вывести одна машина j-ro типа со скоростью с, за время ©; Е означает, что от дроби берется целая часть.

Второй этап состоит из пяти шагов. Первый шаг - выбор максимального объема ПД, т е определяют max V,. Так как ПД несколько, то для выполнения шага используют любой из них, например, V,D. Второй шаг заключается в выборе max р,0 Третий шаг осуществляется в том случае, если P1(lJo<l, тогда определяется такое a>j и целое число а, что бы

aco^minja-^Sl-p^j (15)

Если TlcJo< то осуществляется четвертый шаг и ищется maxjT0o < 0 - Т^}.

После вычисления некоторого Т,ы , в том числе, если опять Т1о)о-гТ,11о<:©, то процедура повторяется: ищется шах {т,1я < 0 - TliiJn -Tl(J,} и так до тех пор, пока подобного максимума уже не найдется.

После выполнения четырех шагов, когда ¡0-й ПД обслужен, то рассмотренный столбец вычеркивается из таблицы, a KJo уменьшается на 1. Некоторые Kj0, Кл могут уменьшаться на а или на единицу Вся процедура (начиная с первопупага) повторяется, но уже для измененной таблицы Процесс продолжается до тех пор, пока не будут вычеркнуты все столбцы.

Практические расчеты показали, что применение описанного метода позволяет сократить затраты на перевозку сырья по сравнению с существующими на 7-12 %

Для оптимального распределения транспорта по видам перевозок и необходимости проведения ремонтно-профилактических работ предложена модель, которая позволяет найти оптимальное значение числа и видов транспорта необходимого на каждый вид работы с минимизацией времени на ремонтно-профилактические работы.

Оптимизация проводится по минимизации суммарных затрат транспортных средств ct(a) + С2(а) = с(а), где с,(а) - стабильная часть перевозок (руда) с2(а) - все остальные перевозки, при ограничении (7) - (10). Для этого решаются три задачи: определяется оптимальную систему маршрутов для заданной матрицы перевозок X с целью безусловного выполнения работ по стабильной части перевозок; оптимальный вариант состава и количества резервного транспорта; оптимальный порог а разбиения общего потока перевозок Х„ на стабильную Хнс и нестабильную Хнн части.

Для проведения оптимального планирования ремонтных и профилактических работ предложена модель, которая определяет оптимальное расписание проведения ремонтно-профилактических работ.

В качестве целевой функции рассматривается минимум количества неремонти- »

руемых транспортных средств рь по рассматриваемому периоду, то есть

п

L = ^pk~»mm (16) 4

k+l

Если обозначить через т^О количество исправных, но неработающих транспортных средств, то в качестве критерия оптимальности задачи можно принять минимизацию простоев

л

L = £(pk+Tb)-»min (17)

k+i

Постановка задачи допускает другие трактовки, например, с ограничениями на количество неремонтируемых транспортных средств. В этом случае целевую функцию задачи запишем в следующем виде

L=¿Tk->mm (18)

k+l

ограничениями на данные задачи являются условия (7) - (10), из которых определяется минимально допустимое число единиц транспорта по перевозке руды, для осуществления главной задачи предприятия.

Практические расчеты показали, что применение описанного метода позволяет сократить затраты на проведение ремонтных работ ТС по сравнению с существующими до 15 %

При оптимизации ремонтных работ ТС следует учитывать специфику вида ремонта (капитальный, профилактический и т.д.), а также состав ремонтных бригад (количество и квалификация). Для этого необходимо решить задачу распределения рабочих по таким видам работ, которое обеспечило бы выполнение плана ремонтных работ с минимальными затратами.

С этой целью необходимо найти минимум целевой функции

m n

1-1 J.l

При ограничениях по видам ремонта:

8,u +g,i2 + —+ 8iin =а,,; 8,11 +8,22 + •• + g,2. äa,2-

(20)

и по ресурсам рабочего времени

8iJ+SiJ+- + gmj=bJ, j = l,n;

(21)

g4>0, i = l,m, j = l,n

В выражении обозначено ш - видов ремонтных работ, которые необходимо выполнить за какой-либо период, например, рабочую смену; ресурсы времени по каждому виду ремонта (в ч.) составляют a,(i = 1,ш) и для выполнения ремонтных работ п различных разрядов, причем ресурсы рабочего времени (в ч.) по каждому разряду составляют Ьь Ъ2, . Ьп; g,j - количество часов рабочего времени по i-му виду ремонта для рабочих j-ro разряда; ги -соответствующую тарифную ставку.

В четвертом разделе представлена структура, особенности реализации, результаты внедрения, эффективность использования и методика рационального применения программных средств.

Типовая система создана на базе самых распространенных ПЭВМ типа Pentium, работающей под управлением операционной системы (ОС) Windows и СУБД Oracle. Такой выбор основывается на использовании данных средств на ГОК, широкой области их применения практически на всех ГОК и уровне обученности персонала. Программная реализация проведена с использованием CASE-инструмента фирмы Oracle - Designer/2000. В качестве СУБД использовалась СУБД Oracle 8.0.

На рисунке 4 приведена проблемно-ориентированного программного обеспечения. В ее состав входят модули: MONITOR- управляющий модуль, обеспечивает взаимодействие системы с ОС и СУБД и всех программных компонентов; WW0D_1NF - осуществляет ввод и преобразование данных, которые вначале вводятся операторами с помощью функционально-ориентированных компьютеров кнопочного набора данных ТМ КП-4 и передаются по радиосвязи; INTER- реализует интерфейс пользователя и печать документации; GRAF_WYW - создает все необходимую информацию для графической визуализации данных; DDAN - программа преобразования данных, является поддерживающей программой модулей WWOD INF, INTER GRAF, WYW и обеспечивает взаимодействие программных компонентов СУБД; DOROGI - планирования временных автодорог в карьере; OPNIM_PER - создание оптимальных графиков перевозки руды; INTERJLOG - интегрированной логистической поддержки и МТО; DiSP_UPR - реализует диспетчерское управление процессов перевозки руды; HELP1 - обучающая подсистема.

Для обеспечения управления одновременно несколькими процессами в модуле MONITOR предусмотрены планировщик, диспетчер, таймер и система прерываний, которые обеспечивают их координацию.

В процессе внедрения системы были проведено проектирование сети временных автодорог; создана вся унифицированная эксплуатационная документация в электронном виде по каждому типу транспортного средства; разработаны оптимальные графики перевозки руды с учетом интегрированной логистической поддержки, проведения РПР, снабжения запчастями, горюче-смазочными материалами; разработаны и унифицированы технологические карты ремонта; сформированы унифицированные управляющие директивы управления в электронном виде, позволяющие автоматизировать перевозку руды, снабжения и проведения РПР.

Рисунок 4 Структура программных средств

Проведенные работы подтвердили высокую эффективность разработанной ТИСУ, получены рекомендации ведущих ученых о ее распространении для внедрения на всех аналогичных предприятиях.

На базе предложенных в работе решений созданы учебные программно-аппаратные комплексы в ВГЛТА. Они используются в лекционных курсах, лабора-

торных занятиях для специальностей «Автомобили и автомобильное хозяйство»,

«Организация безопасности движения», «Машины и механизмы лесного комплекса» В заключении приведены основные результаты диссертационной работы.

Основные результаты работы:

1 Проведен анализ хозяйственной деятельности АПТ ГОК, позволивший определить проблемы, существующие на нем, и направления его развития.

2. На основе анализа использования современных ИЛИ-технологий в промышленно-развитых странах и анализа состояния АТП ГОК определены основные направления внедрения и адаптации современных наукоемких технологий.

3. Разработана функционально-структурная схема типовых средств единой информационной системы управления АТП, позволяющая обеспечить переход к единой методологии управления предприятием, возможности применения на всех этапах производственных процессов современных информационных и лингвистических средств на основе РБМ-средств управления данными; высокую эффективность решения задач управления; простоту развития, освоения и использования

4 Разработана методика построения и обоснована архитектура ТИСУ ГОК, основанная на унификации основных элементов, обеспечивающих единую платформу управления производственными процессами, внешней интеграции с другими информационно-аналитическими системами управления, значительным снижением трудоемкости и стоимости создания всех подсистем, что достигается за счет сокращения фаз разработки с шести классических до четырех и уменьшением времени на анализ существующих систем.

5 Сформулированы требования и обоснована методика формирования единой лингвистической, информационной и математической платформы типовой системы управления АТП, обеспечивающая системное единство производственных процес-

V сов, их унификацию на основе базовых принципов ИПИ-технологий, простоту

развития, внутреннюю и внешнюю интеграцию с другими системами, использующими как стандартные, так и уникальные методологии построения.

6 Предложены модели и алгоритмы оптимального планирования сети временных автодорог в карьере с минимизацией критерия эксплуатационных расходов и оптимизации перевозки железной руды, отличительной особенностью которых является учет процессов логистической поддержки; принятия решений на основе методов многокритериальной оптимизации; отклонения фактического режима работы от планового, оперативного перераспределением грузопотоков в реальном масштабе времени; унификации на основе ИПИ-технологий с применением единой интегрированной информационной среды, возможности рацион&чьного сочетания интеллектуального потенциал€ экспертов и возможностей ЭВМ для принятия решений.

7 Разработано математическое обеспечение типовых инструментальных средств управления предприятием, обеспечивающих возможность оперативного взаимодействия при реализации всех процессов управления производственной деятельно-

сти. отличающихся универсальностью и наличием встроенных средств обучения с учетом уровня подготовки пользователей.

8 Созданы и внедрены в рамках АТП подсистемы автоматизации управления и реализации основных процессов производственной деятельности, построенные на основе предложенных решений, разработано методическое и организационное обеспечение рационального их использования.

9 Разработанные средства внедрены на автотранспортных предприятиях Лебединского ГОК, «Лот» и в учебном процессе ВГЛТА по специальностям «Автомобили и автомобильное хозяйство», «Организация безопасности движения», «Машины и механизмы лесного комплекса» в виде разделов курсов лекций и программно-аппаратные комплексов, для проведения лабораторных работ, курсового и дипломного проектирования, подготовки докторантов, аспирантов, соискателей, а также для непрерывной переподготовки специалистов. Предложенные решения носят универсальный характер и могут использоваться при создании подобных систем в других отраслях хозяйства.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ t

В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 Ковалев, Г Е. Математические модели оптимизации перевозок руды [Текст] / Г.Е Ковалев // Прикладные задачи моделирования и оптимизации. Межвуз. сб. научн. тр. - Воронеж: Воронеж.гос.техн.ун-т. - 2004 - С.135-137.

2. Ковалев, Г.Е. Оптимизация управления автотранспортным предприятием горнообогатительного комбината [Текст] / Г.Е.Ковалев // Прикладные задачи моделирования и оптимизации Межвуз сб.научн.тр.-Воронеж:Воронеж.гос.техн.ун-т.-2004.-С 135-137

3. Ковалев, Г Е. Создание архитектуры информационной системы автотранспортного предприятия [Текст] / Г.Е.Ковалев // Материалы отчетной научной конференции профессорско-преподавательского состава ВИВТ за 2003-2004тт. Сб. научн. тр. - Воронеж: Из-во «Научная книга» - 2004.- Вьш.2. - С 80-85.

4 Зольников, В К Определение требований для создания информационной системы управления автотранспортным предприятием [Текст] / В К Зольников, Г Е Ковалев // Материалы отчетной научной конференции профессорско-преподавательского состава ВИВТ за 2003-2004гг. Сб. научн. тр. - Воронеж: Из-во «Научная книга» - 2004.- Вып.2 - С 86-90

5 Зольников, В.К Создание интегрированной среды ГОК и проблемы ее развития [Текст] /В К Зольников, В Е Межов, Г.Е.Ковалев // Материалы отчетной научной конференции профессорско-преподавательского состава ВИВТ за 2003-2004гг Сб научн тр - Воронеж: Из-во «Научная книга» - 2004 - Вып 2 - С 91-94.

6 Зольников. В К Создание структуры автоматизированной системы управления крупного автотранспортного предприятия в среде ИПИ-технологий [Текст] / В.К Зольников, Г Е Ковалев // Материалы отчетной научной конференции профессорско-преподавательского состава ВИВТ за 2003-2004гг. Сб. научн. тр. - Воронеж: Из-во «Научная книга)) - 2004 - Вьш.2 - С 95-97

7 Ковалев, Г Е. Особенности управления конфликтами [Текст] / Г Е.Ковалев, В И Новосельцев '/ Материалы Ш Всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и ее приложения». - Воронеж' ВИВТ - 2004 - С 32-33

8 Зольников, В.К. Методика создания интегрированной среды ГОК [Текст] / В.К Зольников, Г Е.Ковалев, В.Е.Межов // Материалы III Всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и ее приложения». - Воронеж: ВИВТ. -2004. - С.78-82.

9 Ковалев, Г Е Логико-лингвистическая модель анализа организационно-управленческой структуры управления предприятием [Текст] / Г.Е.Ковалев, В.И.Новосельцев // Моделирование систем и информационные технологии. Сборник научных трудов - Воронеж: Издательство «Научная книгаию - 2004. - Вып.1. - С.47-56.

10 Ковалев, ГЕ Моделирование взаимодействия перерабатывающих предприятий с внешней средой [Текст] / Ковалев Г.Е., Коробова Л.А. // Моделирование систем и информационные технологии. Сборник научных трудов - Воронеж: Издательство «Научная книга». - 2004. Вып.1.-С.77-81.

11. Ковалев, Г.Е. Особенности создания автоматизированной системы управления крупным автотранспортным предприятием горно-обогатительного комбината [Текст] / Г.Е.Ковалев // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве. Сборник научных трудов всероссийской научно-технической конференции. - Воронеж. Изд ВГТУ. - 2004. Вып. 1 - С.79-80.

12. Зольников, В.К Особенности информационного обеспечения дня управления автотранспортным предприятием горно-обогатительного комбината [Текст] / Зольников В.К., Ковалев Г.Е. // Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий. Материалы Междунар. науч.-техн. конф. - М.:«Радио и связь» - 2004. - С.49-50.

13 Ковалев, Г.Е. Моделирование организационной управленческой структуры предприятия [Текст] / Г.Е.Ковалев // Оптимизация и моделирование. Сборник научных трудов. - Воронеж, ВИВТ. - 2003. - С.56-58.

14 Ковалев, Г.Е. Состояние и задачи развития системы управления крупным автотранспортным предприятием горно-обогатительного комбината [Текст] / Г.Е.Ковалев II Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных электронных и лазерных технологий. Материалы Международной конференции. - М: ГНПО "Агат" -2001г. - С 52-53.

15 Ковалев, Г Е Управление автотранспортным предприятием [Текст] / Г Е.Ковалев // Обмен производственно-техническим опытом. Сб. статей - М: Из-во института НИИ Экономики и информации по радиоэлектронике - 1998. - Вып.6. - С.34-35

Просим Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными гербовой печатью, направлять по адресу: 394613, г.Воронеж, ул.Тимирязева, 8, ВГЛТА, ученому секретарю. Тел / Факс (0732)-53-72-40.

Ковалев Геннадий Евгеньевич

РАЗРАБОТКА ТИПОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО КОМБИНАТА НА ОСНОВЕ ИПИ-ТЕХНОЛОГИЙ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Подл, в печать ¡ЬипреллЖформат 60*841/18. Обьем 1 пл. Заказ № Тираж.100 РИО ВГЛТА. 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8

-б 96 8

РНБ Русский фонд

2006-4 5189

ВВЕДЕНИЕ.

1. Состояние и задачи развития интегрированной информационной среды крупного автотранспортного предприятия горно-обогатительного комбината.

1.1. Современные ИПИ-технологии в решение задач повышения эффективности производственных процессов.

1.2. Создание интегрированной среды горно-обогатительного комбината и проблемы ее развития.

1.3. Анализ крупного автотранспортного предприятия горно-обогатительного комбината как объекта управления.

1.4. Развитие системы управления крупного автотранспортного предприятия горно-обогатительного комбината в среде

ИПИ-технологий.

1.4. Постановка задачи.

Выводы первой главы.

2. Подсистема управления автотранспортным предприятием горнообогатительного комбината в среде ИПИ-технологий.

2.1. Требования к информационной системе управления предприятием и методика ее проектирования.

2.2. Методика создания информационной системы.

2.3. Архитектура информационной системы.

2.4. Структура лингвистического, информационного и проблемно-ориентированного программного обеспечения системы управления автотранспортным предприятием в среде ИПИ-технологий.

Выводы второй главы.

4 3. Планирование и реализация задач строительства временных автотранспортных дорог и перевозка железной руды с учетом процессов интегрированной логистической поддержки.

3.1. Моделирование задач строительства временных с минимизацией критерия эксплуатационных расходов.

3.2. Организация оптимальных перевозок руды и использования транспорта.

3.2.1. Транспортировка руды и планирование расписания использования автотранспорта.

3.2.2. Модели организации транспорта.

3.2.3. Модели оптимального планирования ремонтных и профилактических работ автотранспорта.

3.2.4. Модели оптимального использования трудовых ресурсов при ремонтных работах транспортных средств.

3.3. Автоматизированная диспетчеризация управления основным производственным процессом АТП ГОК.

Выводы 3 главы.

4. Особенности реализации системы управления автотранспортного предприятия горно-обогатительного комбината и результаты внедрения.

4.1. Структура проблемно-ориентированного программного обеспечения.

4.2. Информационное обеспечение системы управления.

4.3. Внедрение, эффективность и методика применения.

Выводы 4 главы.

Актуальность темы. Повышение эффективности работы автотранспортных предприятий (АТП) горно-обогатительных комбинатов (ГОК) относительно недавно достигалось за счет увеличения количества автомобилей, закупки новых автотранспортных средств с более совершенными техническими характеристиками, изменения условий работы и повышения квалификации персонала.

В современных условиях эти возможности исчерпаны, поэтому повысить эффективность работы можно только за счет согласованной работы всех подразделений АТП, а также организаций, которые прямо или косвенно влияют на производственные процессы; более сбалансированным графиком перевозки руды; рациональной эксплуатацией автотранспортных средств с обеспечением оптимального графика проведения ремонтно-профилактических работ (РПР); минимизаций влияния «человеческого фактора» на производственные процессы.

Передовой опыт зарубежных предприятий аналогичного профиля показывает, что наиболее совершенным инструментом повышения эффективности управления производственных процессов являются современные информационные технологии (ИТ), которые получили название CALS- или ИПИ-технологии. С их помощью возможен непрерывный мониторинг всех процессов производства в реальном масштабе времени, внедрение современных методов хозяйственной деятельности и принятие обоснованных управленческих решений, направленных на достижение главной задачи АТП - своевременного обеспечения ГОК рудой в требуемых объемах.

Применение ИТ является одним из ключевых звеньев успешного функционирования и развития любых предприятий, в частности и АТП. Их внедрение с непрерывной актуализацией состояния производства и обеспечение на этой основе прозрачности хозяйственной деятельности; развитие и применение новых типовых технологий и производств с высокой экономической эффективностью; постоянный мониторинг хозяйственной деятельности служб и подразделений предприятия; гармонизация отношений внутри предприятия и с внешними предприятиями (в частности ГОК) позволяет в кратчайшие сроки резко повысить эффективность работы АТП ГОК.

Следует отметить, что попытки применения отработанных технологий и систем управления развитых стран в условиях переходного периода в нашей стране не увенчались успехом, так как1 в данном случае требуется глубокая перестройка всей инфраструктуры управления и реализации производственных процессов, подготовка соответствующих кадров и многое другое, в том числе и огромные финансовые затраты. Следовательно информационная система АТП должна создаваться на основе отечественных средств при соблюдении базовых принципов ИПИ-технологий, что не потребует значительных денежных и временных затрат, обеспечит такой же экономический эффект и будет способствовать обеспечению технологической независимости страны.

Поэтому в данной работе поставлена задача формирования и внедрения типовой информационной системы управления (ТИСУ) АТП ГОК на основе единого методологического подхода ИПИ-технологий и создания отечественных унифицированных инструментальных средств для эффективного управления предприятием.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с межвузовской научно-технической программой «Разработка автоматизированных систем управления автотранспортных предприятий» НИР № ГР 1527/10028.

Цель работы состоит в разработке комплекса моделей, алгоритмов и программных средств ТИСУ АТП ГОК на основе ИПИ-технологий.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: провести анализ состояния АТП ГОК, определить проблемы и направления развития на основе использования передового опыта в промышленно-развитых странах; на основе анализа использования современных ИПИ-технологий определить их роль в повышении эффективности управления АТП и сформировать направления развития средств автоматизации; разработать структуру управления АТП в интегрированной информационной системе управления ГОК на основе ИПИ-технологий; обосновать архитектуру системы управления АТП; разработать единую унифицированную лингвистическую и информационную платформы на основе ИПИ-технологий и PDM-средств управления данными; создать математические модели и алгоритмы эффективного управления производственными процессами; реализовать программное обеспечение инструментальных средств решения задач управления АТП; разработать организационное и методическое обеспечение рационального применения созданных средств.

Методика исследования. При решении поставленных задач использованы элементы теории системного анализа, методы вычислительной математики, теории расписаний, структурного и системного программирования, методы теории графов, а также современные информационные технологии.

Научная новизна. В результате проведенного исследования получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной: - функционально-структурная схема типовых средств информационной системы управления АТП, отличающаяся унификацией ее основных базовых программных и аппаратных элементов; обеспечением внешней и внутренней интеграции; применением на всех этапах производственных процессов современного информационного и лингвистического обеспечения на основе PDMсредств управления данными; высокой эффективностью решения задач управления; простотой развития, освоения и использования;

- методика формирования лингвистических, математических и программных средств, обеспечивающая системное единство производственных процессов, их унификацию на основе базовых принципов ИПИ-технологий, простоту развития и интеграции с другими системами, использующими стандартизированные или уникальные методологии построения;

- предложенные модели и алгоритмы: оптимального планирования сети временных автодорог в карьере с минимизацией критерия эксплуатационных расходов и оптимизации перевозки железной руды, отличающиеся учетом процессов логистической поддержки; принятия решений на основе методов многокритериальной оптимизации (МО); отклонения фактического режима работы от планового и оперативным перераспределением грузопотоков в реальном масштабе времени; унификации на основе ИПИ-технологий с применением единой интегрированной информационной среды, возможности рационального сочетания интеллектуального потенциала экспертов и возможностей ЭВМ для принятия решений;

- методическое и организационное обеспечение использования разработанных средств, созданных на основе ИПИ-технологий, как массового инструмента автоматизации принятия решений, отличающихся комплексностью решений всей совокупности задач, универсальностью, большей эффективностью, использованием ситуационного подхода, возможностью управления в реальном масштабе времени, отвечающих требованиям простоты освоения и эксплуатации.

Практическая значимость и результаты внедрения. На основе предложенных решений создана и внедрена ТИСУ АТП Лебединского ГОК Белгородской области, включающая подсистемы: планирования и реализация задач строительства новых временных автодорог, оптимизации перевозки руды с учетом интегрированной логистической поддержки, реализованная на единой методологической платформе с применением базовых принципов ИПИ-технологий, позволяющая распространить ИТ на предприятиях аналогичного производственного профиля. Результаты работы также внедрены на автотранспортном предприятии ЗАО «ЛОТ».

Анализ результатов внедрения показал высокую эффективность разработанных средств.

На базе предложенных принципов, методик, технического, лингвистического, информационного, программного, организационного и методического обеспечений в учебном процессе ВГЛТА по специальностям «Автомобили и автомобильное хозяйство», «Организация безопасности движения», «Машины и механизмы лесного комплекса» подготовлены разделы курсов лекций, разработаны и внедрены программно-аппаратные комплексы, которые эффективно используются для проведения лабораторных работ, курсового и дипломного проектирования, подготовки докторантов, аспирантов, соискателей, а также для непрерывной переподготовки специалистов.

Предложенные решения носят универсальный характер и могут использоваться при создании подобных систем в других отраслях хозяйства.

Апробация работы. Научные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях и совещаниях по выполнению работ в АТП, Лебединском ГОК, ВГЛТА, на совещаниях и коллегиях МПР РФ. Автор выступал с докладами на: конференции по обмену производственно-техническим опытом (Москва, 1998 - 2001); отчетной научной конференции профессорско-преподавательского состава Воронежского института высоких технологий (Воронеж, 2004); III всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и ее приложения» (Воронеж, 2004); международной научно-технической конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 2004).

Публикации результатов работы. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ. Из них 7 написаны без соавторов, а в остальных автору принадлежит более 65% процентов материала по основным научно-техническим решениям и эффективности их реализации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников. Материал диссертации изложен на 135 страницах, включая иллюстрации.

Выводы 4 главы

1. Рассмотрены особенности программной реализации средств автоматизации работ АТП на основе ИПИ-технологий, отличающейся возможностью оперативного взаимодействия при реализации всех процессов управления производственной деятельности, универсальностью и наличием встроенных средств обучения с учетом уровня подготовки пользователей.

2. Разработаны требования и обоснована методика создания единой лингвистической, информационной и платформы ТИСУ АТП ГОК в рамках которой созданы все информационные объекты, обеспечивающие системное единство производственных процессов, их унификацию, простоту развития, внутреннюю и внешнюю интеграцию с другими системами.

3. Созданы и внедрены подсистемы автоматизации управления и реализации основных процессов производственной деятельности, разработано методическое и организационное обеспечение рационального их использования.

4. Проведена оценка точности и эффективности разработанных средств проектирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Создан комплекс программ, объединенный в ТИСУ АПТ ГОК, реализующий разработанные в диссертации методы, математические модели и алгоритмы. В ходе выполнения исследований были получены следующие основные результаты:

Проведен анализ хозяйственной деятельности АПТ ГОК, позволивший определить проблемы, существующие на нем и направления его развития.

На основе анализа использования современных ИПИ-технологий в про-мышленно-развитых странах и анализа состояния АТП ГОК определены основные направления внедрения и адаптации современных наукоемких технологий.

Разработана функционально-структурная схема типовых средств единой информационной системы управления АТП, позволяющая обеспечить переход к единой методологии управления предприятием, возможности применения на всех этапах производственных процессов современных информационных и лингвистических средств на основе PDM-средств управления данными; высокую эффективностью решения задач управления; простоту развития, освоения и использования

Разработана методика построения и обоснована архитектура ТИСУ ГОК, основанная на унификации основных элементов, обеспечивающих единую платформу управления производственными процессами, внешней интеграции с другими информационно-аналитическими системами управления, значительным снижением трудоемкости и стоимости создания всех подсистем, что достигается за счет сокращения фаз разработки с шести классических до четырех и уменьшением времени на анализ существующих систем.

Сформулированы требования и обоснована методика формирования единой лингвистической, информационной и математической платформы типовой системы управления АТП, обеспечивающая системное единство производственных процессов, их унификацию на основе базовых принципов ИПИ-технологий, простоту развития, внутреннюю и внешнюю интеграцию с другими системами, использующими как стандартные, так и уникальные методологии построения.

Предложены модели и алгоритмы оптимального планирования сети временных автодорог в карьере с минимизацией критерия эксплуатационных расходов и оптимизации перевозки железной руды, отличительной особенностью которых является учет процессов логистической поддержки; принятия решений на основе методов многокритериальной оптимизации; отклонения фактического режима работы от планового; оперативного перераспределением грузопотоков в реальном масштабе времени; унификации на основе ИПИ-технологий с применением единой интегрированной информационной среды, возможности рационального сочетания интеллектуального потенциала экспертов и возможностей ЭВМ для принятия решений.

Разработано математическое обеспечение типовых инструментальных средств управления предприятием, обеспечивающих возможность оперативного взаимодействия при реализации всех процессов управления производственной деятельности, отличающихся универсальностью и наличием встроенных средств обучения с учетом уровня подготовки пользователей.

Созданы и внедрены в рамках АТП подсистемы автоматизации управления и реализации основных процессов производственной деятельности, построенные на основе предложенных решений, разработано методическое и организационное обеспечение рационального их использования.

Разработанные средства внедрены на АТП Лебединского ГОК и в учебном процессе ВГЛТА по специальностям «Автомобили и автомобильное хозяйство», «Организация безопасности движения», «Машины и механизмы лесного комплекса» в виде разделов курсов лекций и программно-аппаратные комплексов, для проведения лабораторных работ, курсового и дипломного проектирования, подготовки докторантов, аспирантов, соискателей, а также для непрерывной переподготовки специалистов. Предложенные решения носят универсальный характер и могут использоваться при создании подобных систем в других отраслях хозяйства.

1. Омельченко, И.Н. Логистикоориентированное управление организационно-экономической устойчивостью промышленных предприятий в рыночной среде Текст. / И.Н. Омельченко, А.А. Колобов, Ю.А. Ермаков и др. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1996. - 204с.

2. Сербулов, Ю.С.Формализация информации в задачах принятия решений Текст./ Ю.С.Сербулов, Л.В.Степанов // Межвуз.сб.науч.тр. Воро-неж:Высш.шк. МВД России.- 1997. - С. 35-38.

3. Афанасьева, Н.В. Логистические системы и российские реформы. Текст. / Н.В. Афанасьева СПб.: Изд-во СПбУЭиФ. - 1995. - 148 с.

4. Плоткин, Б.К. Управление материальными ресурсами: Очерк коммерческой логистики Текст. / Б.К. Плоткин. Л.: ЛФЭИ. - 1991. - 128 с.

5. Омельченко, И.Н. Моделирование логистико-ориентированного процесса управления организационно-экономической устойчивостью промышленного предприятия Текст. / И.Н. Омельченко // Вестник машиностроения. — 1997. №2. - С.42-46.

6. Аллегри, Т. Транспортно-складские работы Текст. / Т. Аллегри М.: Машиностроение - 1989. - 336 с.

7. Гордон, М.П. Как осуществить экономичную доставку товара отечественному и зарубежному покупателю Текст. / М.П.Гордон, Е.М.Тишкин, Н.С.Усков Справочное пособие для предпринимателя. М.: Транспорт -1993.-64 с.

8. Санков, В.Г. Проблема разработки эффективных логистических стратегий организации рациональных материально-транспортных потоков Текст. / В.Г.Саннков СПб:СПГТУ. - 1994. - 32с.

9. Норенков, И.П. Основы теории и проектирования САПР Текст. / И.П.Норенков, В.Б.Маничев. М.:Высш.шк. - 1990. - 335с.

10. Луканан, В.Н. Автотранспортные потоки и окружающая среда. Текст. / В.Н. Луканан, А.П.Буслаев М.: ИНФА-М. - 2001. - 646с.

11. Иванов, А.И. Имитационное моделирование и принятие решений в задачах автомобильно-дорожного комплекса. Текст. / А.И.Иванов — М.:ИНФА -М, 2001.-345с.

12. Бережной, В.И. Международные автомобильные перевозки. Анализ и перспективы развития. Текст. / В.И. Бережной, И.И.Заметалин — Ставрополь: Интеллект-Сервис. 1997. - 112с.

13. Harrington, Е.С. The Desirability Function Text. / E.C. Harrington // Industrial Quality control. 1965, №10. - P.35-38.

14. Narus J.A., AndersonJ.C. Rethinking distribution: Adaptive channels Text. / J.A. Narus, J.C.Anderson // Harvard Business Review. 1996. - Vol. 74. - №4. -P.l 12-120.

15. Pareto, V. Manuel L'economuc politique. Text. / V.Pareto Paris. - 1927. -P. 124.

16. Stanton, W.J. Fundamentals of marketing. Text. / W.J. Stanton New York, McGraw-Hill, Inc., 1971. —728 p.

17. Афанасьев, Л.Л. Единая транспортная система и автомобильные перевозки. Text./ Л.Л.Афанасьев, Н.Б.Островский- 2-е изд., перераб. и доп.: -М.:Транспорт, 1984.-332с.

18. Григорьева, Я.В. Совершенствование управлением развития парка грузового автотранспорта региона. Text. / Я.В.Григорьева М., 1996. 211с.

19. Rassel, D. Анализ использования систем CAD/CAM/CAE Text. / D. Rasssel. Observer, № 3, 2001, c. 28-32.

20. Фокс, M. Финансовые итоги крупнейших разработчиков CAD/CAM/CAE/PDM за 2001 год. Text. / М.Фокс. CAD/CAM/CAE Observer, № 1,2002, с. 6-18.

21. Черпаков, Б.И. Компьютерно-интегрированные производства и CALS-технологии в машиностроении. Текст. / Б.И. Черпаков. М.: ГУЛ «ВИМИ», 1999.-512 с.

22. Ballon, R.H. Basic business logistics. Text. / R.H. Ballon. New York, 1987. — 438 p.

23. Cristopher, M. The Strategy of Distribution Management. Text. / M.Cristopher London, 1986.

24. Fisher, M.L. What is the right supply chain for your product? Text. / M.L Fisher// Harvard Business Review. — 1997. — Vol. 75. — №2. — P. 105-116.

25. Возниак, X. Логистика и транспорт Текст. / Х.Возниак М.: НИИМС, 1988.

26. Бережной, В.И. Методы и модели логистического подхода к управлению автотранспортным предприятием. Текст. / В.И.Бережной Ставрополь: Интеллект-Сервис, 1997. — 236 с.

27. Бережной, В.И. Методы и модели управления материальными потоками микрологистической системы автопредприятия. Текст. / В.И.Бережной, Е.В.Бережная Ставрополь: Интеллект-Сервис, 1996. — 156 с.

28. Ковалик, А.Г. Комплексное обоснование провозной способности парка автомобильных транспортных средств, обслуживающих железнодорожный контейнерный транспорт. Текст. / А.Г.Ковалик Киев:КАДИ. - 1990. - 233с.

29. Ушиков, С.С. Теоритические основы контейнерной транспортной системы России. Текст. / С.С. Ушиков, М.Д.Ситник.- М.: Транспорт, 1990. -240с.

30. Миротин, JI. Проектирование доставки грузов: Транспортно-экспедиционное обеспечение производителей товаров и их потребителей Текст. / Л.Миротин, К.Мадалиев, В.Ташбаев. РИСК. — 1996. — №6-7. — С.60-65.

31. Миротин, Л.Б. Логистические системы и технологии перевозочного процесса на транспорте, основанные на логистике Текст. / Л.Б. Миротин,

32. B.Э.Ташбаев // Транспорт: наука, техника, управление. — 1993. —№2.

33. Нагловский, С.Н. Экономика и надежность контейнерного обслуживания производственно-транспортно-складских систем Текст./ С.Н.Нагловский -М.: ЦНИИТЭИМС, СН-38-МС-81Д, 1981. — 188с.

34. Нагловский, С.Н. Экономика и надежность логистических контейнерных систем. Текст. / С.Н.Наговский — Ростов-на-Дону: Изд-во РГЭА, 1996.— 136с.

35. Нагловский, С.Н. Рекомендации по организации и управлению контейнерными и пакетными поставками в строительстве. Текст. / С.Н.Нагловский Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ Высшей школы, РИСИ, 1977. — 136с.

36. Миротин, Л.Б. Оптимизация функционирования работы автомобильного транспорта при перевозках крупнотоннажных контейнеров. Текст. / Л.Б. Миротин, А.Г.Гольдин // Российск. научн.-техн. конф. Гомель. 1995. С.269-271.

37. Смехов, А.А. Математические модели процессов грузовой работы. Текст. / А.А.Смехов — М.: Транспорт, 1982. — 256 с.

38. Смехов, А.А. Основы транспортной логистики. Текст. / А.А.Смехов М.: Транспорт, 1995. — 196 с.

39. Нагловский, С.Н. Типаж специализированных контейнеров и средств пакетирования для доставки штучных и тарно-штучных грузов в строительстве Текст. / С.Н. Нагловский — М.: Стройиздат, 1978. — 28 с.

40. Сергеев, В.И. Организация и планирование материально-технического снабжения на предприятиях автомобильного транспорта. Текст. / В.И. Сергеев Л.: ЛИЭИ, 1990. — 64 с.

41. Резер, С.М. Транспортные проблемы в городских системах Текст. / С.М. Резер Транспорт: наука, техника, управление. - 1993. - №3.

42. Беспалов, Н.Г. Организация работы автотранспорта по обслуживанию Ленинградского транспортного узла. Текст. / Н.Г.Беспалов, Н.И.Сорокин — М.: 1988.- 133с.

43. Магамадов, А.Р. Организация оперативного планирования работы порта. Текст. / А.Р.Магамадов М.: Транспорт, 1989. — 184с.

44. Николаев, Д. С. Транспорт в международных экономических отношениях: Проблемы экономики и организации товародвижения в мирохозяйственных связях. Текст. / Д. С. Николаев М.: Международные отношения, 1984. -206с.

45. Лукинский, В.С.Модели и алгоритмы управления обслуживанием и ремонтом автотранспортных средств. Текст. / В.С.Лукинский, Е.И.Зайцев, В.И.Бережной СПб.: СПбГИЭА. - 1997. - 120с.

46. Нагловский, С.Н. Рекомендации по планированию оптимальной структуры контейнерного парка и сфер его применения. Текст. / С.Н. Нагловский -Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ Высшей школы, РИСИ, 1977. 96 с.

47. Гордон, М.П. Комплексное управление товародвижением Текст. / М.П. Гордон//Материально-техническое снабжение. 1990.- №4.- С. 100-104.

48. Лукинский, B.C. Методические основы управления снабжением запасными частями автотранспортного предприятия. Текст. / B.C. Лукинский,

49. B.И.Бережной, В.В.Кукушкин, Е.В.Бережная Ставрополь: Интеллект-Сервис. - 1997. - 72 с.

50. Панов, С.А. Модели маршрутизации на автомобильном транспорте. /

51. C.А.Панов М.: Транспорт, 1984. - 150с.

52. Резер, С.М. Оптимизация процессов грузовых прервозок Текст. / С.М. Резер М.: Наука, 1980. - 295с.

53. Резер С.М., Ловецкий С.Е. Математические методы оптимального управления в транспортных системах. Текст. / С.М.Резер, С.Е.Ловецкий // Итоги науки и техники. Сер. «Организация управления транспортом» Т.9. -М.:ВИНИТИ, 1990.- 170с.

54. Ефремов, А.В. Методические указания по применению ЭВМ и ЭММ в грузовых автомобильных перевозках. Текст. / А.В.Ефремов, М:МАДИ. -1998. Вып.8. - 39с.

55. Грундспенькис, А.Я. Комплекс алгоритмов синтеза и сравнения структур с нечетко описанными элементами Текст. / А.Я.Грундспенькис,

56. Я.К.Тентерис // Принятие решений в условиях нестатической неопределенности: Сб. науч. тр.-Рига, 1982. -с.35-43.

57. Борисов, А.Н. Лингвический подход к построению моделей принятия решений в условиях неопределенности Текст. / А.Н.Борисов, Г.В.Корнеева // Методы принятия решений в условиях неопределенности: Сб.науч.тр.-Рига, 1980.-184с.

58. Инвестиционная политика на транспорте. Тематический сборник нормативно-транспортных материалов. Текст. / Минтранс РФ. М.: 1994 425с.

59. Конопляноко, В.И. Рекомендации по организации новых видов трпанс-портно-экспедиторского обслуживания. Текст. / В.И.Коноплянко НИИАТ, М.: 1993.-67с.

60. Клинковштейн, Г.И. Организация дорожного движения. Текст. / Г.И. Клинковштейн М.: Транспорт,. - 1980. — 311с.

61. Коноплянко, В.И. Организация и безопасность дорожного движения. Текст. /В.И. Коноплянко М.: Транспорт, 1991. - 183с.

62. Гуджоян О.П. Пассажирские перевозки Текст. / О.П. Гуджоян. -М.-МАДИ. 2000. - 199с.

63. Черкасов, О.Н. Моделирование транспортных потоков в транспортной сети региона. Текст. / О.Н.Черкасов // Тр. Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы»: Межвуз. сб. науч. тр., 4 2- Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 29-30.

64. Вагнер, Г. Основы исследования операций. Т.1-3 Текст. / Вагнер Г. -М.:Мир. 1972.-389с.

65. Акофф, Р. Основы исследования операций. Текст. / Р. Акофф, М. Сасие-ни- М.: Мир, 1971. —534 с.

66. Вентцель, Е.С. Исследование операций. Текст. / Е.С Вентцель. М.: Советское радио, 1972.—552 с.

67. Цикерман, Л.Я. Разработка принципов системного подхода к диагностике и прогнозированию сложных систем. Текст. /Л.Я.Цикерман М.:МАДИ -1980. -161 с.

68. Магрупов Т.М. Графы, сети, алгоритмы и их приложения. Текст. / Т.М.Иагрупов Ташкент: Фан, 1990. -120с.

69. Айзерман, Н.А. Выбор вариантов: основы теории Текст. / Н.А.Айзерман, Ф.Т.Алескеров. М.: Наука, 1990.-240 с.

70. Юдин, Д.Б. Вычислительные методы теории принятия решений. Текст. / Д.Б. Юдин М.:Наука, 1989. -317 с.

71. Сысоев, В.В. Конфликт. Сотрудничество. Независимость. Системное взаимодействие в структурно параметрическом представлении. Текст. / В.В.Сысоев-М.: МАЭП, 1999. - 151с.

72. Шильяк, Д.Д. Децентрализованное управление сложными системами. Текст. / Д.Д.Шильяк М.: Мир, 1994. - 576с.

73. Горбатов, В.А. Фундаментальные основы дискретной математики: Информационная математика. Текст. / В.А.Горбатов- М.: Наука, 1999. 544 с.

74. Черкасов, О.Н. Моделирование транспортных потоков в транспортной сети региона. Текст. / О.Н. Черкасов // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвуз. сб. научн. трудов. — Воронеж: ВГТУ, 2002,- С. 17-19.

75. Ковалев, Г.Е. Математические модели оптимизации перевозок руды. Текст. / Г.Е.Ковалев // Прикладные задачи моделирования и оптимизации. Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: Воронеж.гос.техн.ун-т. 2004. - С. 135-13 7.

76. Ковалев, Г.Е. Оптимизация управления автотранспортным предприятием горно-обогатительного комбината Текст. / Г.Е.Ковалев // Прикладные задачи моделирования и оптимизации. Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: Воро-неж.гос.техн.ун-т. 2004. - С. 135-137.

77. Ковалев, Г.Е. Особенности управления конфликтами Текст. / Г.Е.Ковалев, В.И.Новосельцев // Материалы III Всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и ее приложения». Воронеж: ВИВТ. 2004. - С.32-33.

78. Зольников, В.К. Методика создания информационной системы Текст. / В.К.Зольников, Г.Е.Ковалев, В.Е.Межов // Материалы III Всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и ее приложения». Воронеж: ВИВТ. 2004. — С.78-82.

79. Ковалев, Г.Е. Логико-лингвистическая модель анализа организационно-управленческой структуры управления предприятием Текст. / Г.Е.Ковалев,

80. B.И.Новосельцев // Моделирование систем и информационные технологии. Сборник научных трудов Воронеж: Издательство «Научная книга», 2004, . Вып.1 -С.47-56.

81. Черкасов, О.Н. Оптимизация эффективности работы автотранспортного предприятия. Текст. / О.Н. Черкасов // Управление в социальных и экономических системах: Межвуз. сб. научн. трудов. Воронеж: ВГТУ, 2002.1. С. 160-164.

82. Саати, Т. Аналитическое планирование. Организация систем Текст. / Т.Саати, К.Кернс.- М.: Мир, 1991.-224 с.

83. Ковалев, Г.Е. Моделирование организационной управленческой структуры предприятия Текст. / Г.Е.Ковалев // Оптимизация и моделирование. Сборник научных трудов Воронеж, ВИВТ, 2003, с.56-58.

84. Ковалев, Г.Е. Управление автотранспортным предприятием Текст. / Г.Е.Ковалев // Обмен производственно-техническим опытом, Сб. статей. М: Из-во института НИИ Экономики и информации по радиоэлектронике. - 1998. - Вып.6. - С.34-35.

85. Мушик, Э. Методы принятия технических решений Текст. / Э.Мушик, П.Мюллер. М.: Мир, 1990.- 208 с.

86. Долгих, А. Системное моделирование многоцелевых объектов Текст. / А.Долгих, Д.В.Сысоев // Информационные технологии и системы. Воронеж: ВГТА. -1999. -Вып.З. - С. 192.

87. Цвиркун, А.Д. Имитационное моделирование в задачах синтеза структуры сложных систем (оптимизационно имитационный подход) Текст. / А.Д.Цвиркун, В.К.Акинфиев, В.А.Филиппов. - М.: Наука. - 1985.-174 с.

88. Межов, В.Е. Моделирование транспортных потоков при перевозке грузов. Текст. / В.Е.Межов, О.Н. Черкасов // Тр. Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы»: Межвуз. сб. науч. тр., 4 2-Воронеж: ВГТУ, 2002. С.4-5.

89. Межов, В.Е. Моделирование транспортных потоков при перевозке грузов. Текст. / В.Е.Межов, О.Н.Черкасов // Управление в социальных и экономических системах: Межвуз. сб. научн. трудов. Воронеж: ВГТУ, 2002. -С.36-37.

90. Растригин Л.А. Системы экстремального управления. Текст. / Л.А. Рас-тригин. М.: Наука. - 1974. - 632с

91. Моудер, Д. Иссследование операций: модели и применение Текст. / Пер. с анг. Д.Моудер. М.: Прогресс, 1975. - 608с.

92. Сысоев, Д.В. Алгоритм оптимизации многоэкстремальных целевых функций Текст. / Д.В. Сысоев // Молодежь и проблемы информационного и экологического мониторинга. -Воронеж: ВГТА. —1996. -С.61-62.

93. Борисов, А.Н. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений Текст. / А.Н.Борисов, А.В.Алексеев. М.:Радио и связь, 1989.-304 с.

94. Банби, Б. Основы линейного программирования Текст. / Пер. с анг. Б. Банби М.: Радио и связь. 1989. - 176с.

95. Смирнов, O.JI. САПР: Формирование и функционирование проектных модулей Текст. / O.JI. Смирнов, С.Н. Падалко, С.А. Пиявский. М.: Машиностроение. - 1987. - 272 с.

96. Чевычелов, Ю.А. Информационная модель данных. Текст. / Ю.А. Че-вычелов, Черкасов О.Н. // Тр. Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы»: Межвуз. сб. науч. тр., 4 2- Воронеж: ВГТУ, 2001. - С.43-45.

97. Жак, С.В. Математические модели менеджмента и маркетинга. Текст. / С.В. Жак Ростов-на-Дону:ЛаПо. -1997. 320с.

98. Таха, X. Введения в исследования операций. Кн.1 Текст. / Таха, X. -М.:Мир. 985.- 479с.flpUJtOotCEUttE A УТВЕРЖДАЮ

99. Вид внедрения результатов: автоматизированный комплекс моделирования и оптимизации грузовых перевозок.

100. Форма внедрения: программные средства.

101. Методика (метод): моделирование работы автотранспортных предприятий по грузовым перевозкам.

102. Новизна результатов научно-исследовательских работ: качественно новые.

103. Внедрены: в диспетчерскую службу предприятия и отдел программного обеспечения.

104. Научно-технический эффект: увеличение эффективности обработки заказов и перевозки грузов автотранспортном.1. Начальник отдела1. Приложеналебединский горно-обогатительныйея*хз комбинат"открытое акционерное общество

105. УТВЕРЖДАЮ» Начальник автотракторного

106. Факс (07241) 4 55 - 23. Телеке 156114 LGOK SU. Телетайп 156331 "ЛАВА"309510, г. Губкин -11, Белгородская область. Телефон (07241) 2 44 - 55, 4 - 54 - 03,1. АКТ

107. Разработанные автором программные средства, выполненные в форме информационной системы управления и интегрированные в информационную сеть горно-обогатительного комбината.

108. При внедрении программных средств использовались, разработанные автором:

109. Методика построения информационной системы;

110. Структура программно-аппаратных средств;

111. Комиссия в составе: Межов В.Е., д.т.н., проф. — председателя

112. Харин В.Н., д.т.н., проф Соловей Д.Е., к.т.н., доц.1. УСТАНОВИЛА,что в Воронежской государственной лесотехнической академии1. РЕАЛИЗОВАНЫ:

113. Разработанные автором математические модели, алгоритмы оптимальной перевозки грузов с учетом процессов логистической поддержки, автоматизированной диспетчеризации управления основным производственным процессом автотранспортного предприятия.

114. Председатель (Д^ Межов В.Е.

115. Члены комиссии /у^/^— Харин В.Н.1. Соловей Д.Е.1 ЪЕ