скачать книгу бесплатно
9.Автоматизированная система удаления отходов (АСУО).
10.Система обеспечения профилактикой и ремонтом оборудования (СПР).
Можно выделить множество различных частных концепций ИАСУ, в которых на первый план в зависимости от целей интеграции могут выступать проблемы технической, информационной, программной, организационной совместимости и взаимодействия, функциональной интеграции, организации согласованной работы между различными видами АСУ, интеграции автоматизированной и неавтоматизированной частей системы управления, отдельных фаз цикла управления, системы автоматизированной обработки данных, а также данных, необходимых для принятия решений.
Рассмотрим интегрированную систему автоматизации предприятия, состоящая из двух систем: автоматизированная система управления производством (АСУП) и автоматизированной системы управления технологическими процессами АСУ ТП. Данная интегрированная автоматизированная система может быть представлена в виде 5-уровневой пирамиды (0-4), рис.2.1. Причем уровни 0-2 относятся к АСУ ТП, а уровни 3-4 – к АСУП.
Рис.2.1 Уровни интегрированной системы автоматизации производства
Каждый уровень управления характеризуется циркулирующей в нем информации, рис.2.2.
Исторически сложилось так, что верхний уровень (АСУП) и нижние уровни (АСУТП) развивались независимо друг от друга и фактически отсутствовал достаточно интеллектуальный интерфейс, который бы их объединял.
Рис. 2.2. Контуры циркулирующей информации по уровням автоматизации
Это обстоятельство на современном уровне развития промышленности стало тормозящим фактором. Для эффективной работы производственного предприятия и для принятия на верхнем уровне как стратегических, так и тактических решений требуется интеграция всех систем управления производством.
Возможности систем управления производством во многом определяются составом и функциями комплекса инструментальных программных средств, предназначенного для построения автоматизированных систем управления технологическими процессами и для интеграции их как с системами управления производством верхнего уровня, так и со средствами управления нижнего уровня (датчики, исполнительные механизмы и др). Использование такого инструментария обеспечивает возможность создания интегрированных сквозных систем управления производством в реальном масштабе времени.
Типовые функции/уровни управления в интегрированных системах.
1. Планирование ресурсов предприятия (уровень стратегического управления) – ERP –системы. В основном экономические задачи.
2. Управление процессом производства. Функции автоматизации управленческой и финансово-хозяйственной деятельности – MRP – системы.
3. Автоматизация управления производством – MES – системы относятся к АСУ производства: планирование и контроль последовательности операции технологического процесса, учет исходных материалов и произведенной продукции, наблюдение за технологическим обслуживанием производственного оборудования.
4. Передача информации с уровня АСУТП на уровень управления предприятием.
5. Диспетчерское управление предприятием (SCADA – системы).
6. Управление вводом/выводом, непосредственное регулирование технологического процесса (ПЛК).
7. Ввод/вывод информации с датчиков и исполнительных механизмов.
Все функции ИСУ можно разделить на 2 класса:
1. Управляющие системы. Они обеспечивают сбор информации и выдачу команд исполнительным устройствам.
Эти системы работают в реальном масштабе времени, построены с широким использованием вычислительной техники.
2. Информационные системы. Обеспечивают сбор и выдачу информации о ходе технологического процесса. Полученная в результате расчетов информация имеет рекомендательный характер. Все решения принимаются человеком с участием автоматизированных систем.
2.1. Системы управления на уровне предприятия
На уровне предприятия используются системы ERP и MRP, которые являются конкретными программными пакетами, реализующими эти системы. В состав АСУ могут водить разные подсистемы, которые определяются спецификой предприятия. Однако, существует ряд типовых подсистем для производственных предприятий.
Подсистема оперативного планирования и управления основным производством является важнейшей подсистемой АСУ. В соответствии со стадиями процесса управления в этой подсистеме можно выделить следующие функции: планирование, учет и контроль, анализ, регулирование, нормативные расчеты.
Планирование включает решение следующих задач:
–разработка подетального плана производства;
–расчет планового объема выпуска товарной продукции на квартал и месяц;
–определение потребности в материальных, денежных, трудовых и других ресурсах, необходимых для выполнения плановых заданий;
–межцеховое календарное планирование, состоящее в согласовании по срокам выпуска изделий сборочными цехами и запуска деталей в механических и заготовительных цехах;
–внутрицеховое календарное планирование, состоящее в составлении календарных планов запуска-выпуска изделий на участках и в цехах.
Учет и контроль включают решение таких задач:
–ежедневный учет хода выполнения плана в цехах и на участках за истекший день и с нарастающим итогом с начала месяца;
–учет потерь от брака;
–учет и контроль использования рабочего оборудования;
–учет незавершенного производства.
Анализу подвергаются:
–итоги работы цехов и участков за истекший день и отклонения от плана;
–отклонения комплектности оборотных заделов от нормативов;
–использование фонда заработной платы;
–использование оборудования и определение недогруженного и дефицитного оборудования;
–использование материалов;
–обеспеченность производства ресурсами по состоянию на текущий день.
Регулирование производства включает:
–коррекцию календарных планов выпуска деталей и изделий по результатам анализа состояния производства и обеспеченности ресурсами;
–регулирование величин нормативных оборотных заделов;
–составление сменно-суточных заданий на участках и в цехах.
Нормативные расчеты включают расчеты календарно-плановых нормативов, в частности:
–нормативных опережений участков и цехов по технологическому процессу относительно сборки;
–нормативных оборотных заделов;
–экономического размера партий (для серийного производства);
–нормативного уровня страховых заделов (деталей и пр.).
Дифференциация предприятий по типу производства на массовые, крупносерийные, мелкосерийные и единичные обусловила необходимость разработки различных систем планирования и управления. Системы характеризуются разными планово-учетными единицами, степенью централизации системы планирования, а также периодами планирования, контроля и регулирования.
Методы оперативного планирования в массовом производстве основываются на централизованном подетальном планировании для цехов основного производства.
Для заготовительных и механических цехов календарные планы составляются по критерию равномерной загрузки оборудования, с учетом комплектного хода сборки, а для сборочного цеха – по критерию выполнения заказов в директивные сроки (минимизация опозданий). Относительно несложный характер производства и постоянная номенклатура изделий позволяют последовательно переходить от укрупненного планирования на квартал и месяцы к оперативно-календарному планированию на короткие отрезки времени (смена, сутки) на участках с массовым и крупносерийным производством и выдаче сменных заданий на рабочие места. Основной планово-учетной единицей является деталь-операция. Применение АСУ необходимо при выполнении расчетов по годовому подетальному плану, по загрузке оборудования, ритмам работы поточных линий, календарно-плановым нормативам и т. д.
Обобщенная информация, поступающая в АСУ, подсистема “управление” в виде документов, сообщений, сигналов, данных, необходимых для функционирования АСУ, в подсистеме управление производством представлена на рис.2.3.
Схема информационных потоков в подсистеме бухгалтерского учета представлена на рис. 2.4.
Схема информационных потоков в подсистеме управления торговлей и складом представлена на рис.2.5.
Рис.2.3. Схема информационных потоков в подсистеме управления производством
В России хорошо зарекомендовали себя следующие системы в интегрированных АСУ.
1. Система "1С: Предприятие" (разработана компанией «1С»). Предназначена для комплексной автоматизации экономической деятельности предприятий различных направлений деятельности и форм собственности. «1С: Предприятие» позволяет организовать в единой системе эффективный бухгалтерский, кадровый, оперативный торговый учет, а также расчет заработной платы.
Комплексная конфигурация «1С: Предприятие 7.7» обеспечивает интегрированное ведение учета, которое включает единую систему ведения нормативно-справочной информации, автоматическое отражение торгово-складских операций и расчета заработной платы в бухгалтерском учете, финансовый учет по нескольким юридическим лицам, консолидированный управленческий учет.
Рис.2.4. Схема информационных потоков в подсистеме бухгалтерского учета
2. Система «Галактика» Предназначена для автоматизации управления в корпорациях со сложной структурой, финансово-промышленных группах, а также на отдельных промышленных и торговых предприятиях. Система осуществляет информационное обеспечение руководителей различных уровней и категорий, от высшего менеджмента до руководителей подразделений, служб и участков.
3. Система «Парус» Данная система представляет собой программный комплекс для автоматизации управления предприятием любого размера и структуры, построенный на базе СУБД ORACLE и MS Office. Программный комплекс обеспечивает автоматизацию четырех основных бизнес- направлений финансово-хозяйственной деятельности предприятия: управление финансами, логистики, управления производством, управления персоналом.
Рис.2.5. Схема информационных потоков в подсистеме управления торговлей и складом
4. Система AVACCO, как пример интегрированной системы управления, рис. "AVACCO" – комплексная система автоматизации, специально созданная для удовлетворения специфических, персональных потребностей заказчика (создана с применением технологии конструктора), рис. 2.6.
Рис.2.6. Схема информационных потоков в система AVACCO
Система предназначена для динамично развивающихся предприятий, успешно перешедших из числа малых в состав средних и готовых перейти к способам управления более высокого уровня путём комплексной автоматизации бизнеса.
2.1.1. Автоматизированное рабочее место пользователя
Деятельность различных категорий работников в сфере организационно-экономического управления опирается на широкое использование автоматизированных рабочих мест (АРМ), как базового инструмента повышения эффективности их труда. АРМ определяют как совокупность информационно – программно-технических ресурсов, обеспечивающих пользователю обработку данных и автоматизацию управленческих функций в конкретной предметной области.
АРМ позволяет пользователю перенести на компьютер выполнение типовых повторяющихся операций, связанных с накоплением, систематизацией, хранением, поиском, обработкой, защитой и передачей данных.
Технологическое обеспечение АРМ включает в себя следующие виды обеспечения: организационное, техническое, информационное, математическое, программное, лингвистическое, правовое и эргономическое.
Организационное обеспечение формируется комплексом документов, регламентирующих деятельность специалистов при использовании АРМ в соответствии со своими служебными обязанностями.
Техническое обеспечение АРМ предназначено для непосредственного выполнения всех операций, гарантируя при этом обработку заданных объёмов данных к требуемому моменту времени. Кроме того, техническое обеспечение является основой реализации надёжного обмена данными как в локальных, так и в глобальных сетях. Основную часть технического обеспечения АРМ составляют персональные компьютеры (ПК) универсального назначения, обладающие значительной вычислительной мощностью. В ПК типовым решением стало применение процессоров семейства Pentium 4 (тактовая частота процессоров приблизилась к 4 МГц). Усилена специализация шин, доминирующими интерфейсами становятся: PCI Express – для связи всех, находящихся на системной плате, ключевых компонентов системы; US В 2.0 – для подключения внешних устройств; SATA – для обмена данными с винчестерами. Расширяется практика применения ноутбуков, в том числе мобильными пользователями.
Информационное обеспечение АРМ ориентировано на поддержку привычных пользователям особенностей структуризации используемых данных, позволяющих осуществлять быстрый поиск, внесение необходимых изменений, подготовку документов и отчётов. Типовым решением является обеспечение доступа пользователей с различных АРМ к информационно-справочной системе, например "Консультант Плюс".
Лингвистическое обеспечение объединяет совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания информационных единиц, ориентированных в целом на эффективную реализацию пользовательского интерфейса.
Математическое обеспечение представляет собой совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, обеспечивающих обработку данных с получением требуемых результатов. Математическое обеспечение включает средства моделирования процессов управления, методы оптимизации исследуемых процессов и принятия решений (методы многокритериальной оптимизации, математического программирования, математической статистики, теории массового обслуживания и др.).
Программное обеспечение (ПО) формируется совокупностью программ, позволяющих организовать решение задач на компьютере. Во взаимодействии с техническими средствами оно непосредственно обеспечивает решение задач того или иного класса; при этом используется как системное, так и специальное (прикладное) ПО. Основу системного ПО для АРМ различного назначения составляют обычно операционные системы (ОС) семейства (клона) Windows. В большинстве случаев конкретная специализация АРМ задаётся функционально ориентированными пакетами прикладных программ. Перепрофилирование АРМ для другой предметной области осуществляется, как правило, изменением состава прикладного ПО. Традиционно использование в качестве прикладного ПО широкого назначения интегрированного пакета программ MS Office, обычно в составе редактора Word, электронных таблиц Excel, СУБД Access, системы подготовки презентаций Power Point, почтовой программы Outlook Express.
Состав специализированного прикладного ПО АРМ определяется его предметной направленностью. Так, АРМ бухгалтера обязательно оснащён программой автоматизации бухгалтерского учёта; в последние годы в этой области доминирует сетевая версия семейства программ "1С: Предприятие 7.7". В области финансового менеджмента, в составе АРМ находит применение программа Project Expert, ориентированная на анализ групп проектов и разработку бизнес-планов. Для работы в реальном времени (в режиме on-line) на финансовых рынках широко используют пакет технического анализа Meta Stock. В банковской практике АРМ реализованы, как правило, в составе автоматизированной банковской системы, например 5NTe BANK; входящий в неё АРМ коммуникаций поддерживает обмен данными с филиалами, системой межбанковских расчётов, клиентами (посредством системы "Клиент-Банк") и др.
Во многом состав специализированного прикладного ПО зависит от положения пользователя в иерархии управления. АРМ руководителей верхнего уровня (директоров, заместителей, главных специалистов) в значительной степени ориентированы на поддержку решения задач стратегического планирования, поиска финансовых ресурсов, формирования инвестиционной политики, организации новых направлений деятельности, предполагающих формирование оперативных аналитических отчётов, прогнозирование поведения экономических показателей, проведение многовариантного имитационного моделирования.
Актуальное значение при определении состава ПО имеет обеспечение информационной безопасности АРМ (регламентация доступа к ресурсам, антивирусная защита, резервное копирование, шифрование, электронная цифровая подпись и др.).
Правовое обеспечение представляет собой совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения при создании и эксплуатации ИС и ИТ.
Эргономическое обеспечение формируется совокупностью методов и средств, предназначенных для создания оптимальных условий высококачественной, высокоэффективной и безошибочной деятельности пользователей. Снижению утомляемости пользователя способствуют: использование дисплея с плоским экраном и антибликовым покрытием (предпочтительнее дисплеи на жидких кристаллах); правильное расположение источников света с номинальной мощностью; поддержание расстояния между экраном и глазами на уровне 40—50 см; перерывы на 15—20 минут после двух часов работы; регулярная протирка экрана, влажная уборка помещения и его периодическое проветривание (эффективны кондиционеры).
Сетевое, локальное и внемашинное обеспечение АРМ. Если считать, что реально ИС является множеством взаимосвязанных АРМ, то по отношению к каждому из них все информационное обеспечение (ИО) следует разделить на локальное и сетевое, рис.2. (https://intuit.ru/studies/courses/3735/977/lecture/14681?page=1)7.
Локальное ИО – это исходные и результирующие данные и знания, непосредственно находящиеся в АРМ; сетевое ИО – это данные и знания, поступающие в АРМ из локальной сети, другого АРМ, сети Интернет или сетей сторонних организаций.
Сетевое ИО функционирует на основе корпоративных, коммерческих и других порталов, обеспечивающих единообразный доступ к корпоративным информационным ресурсам, а также ресурсам сторонних организаций и сети Интернет.
Типовой состав корпоративного портала, следующий:
–поисковый механизм с единым механизмом доставки информации;
–системы управления данными;
–средства организации совместной работы пользователей с одними и теми же данными;
–обеспечение безопасности.
Рис.2.7. Сетевое и локальное ИО АРМ
Сетевое ИО содержит данные, которые могут быть затребованы для решения задач в различных узлах сети. Его поддержка в рабочем состоянии осуществляется специально создаваемой централизованной службой, в функции которой входит замена устаревших данных, их корректировка или удаление. Как правило, сетевое ИО содержит нормативно-справочные данные, являющиеся едиными для всех подразделений предприятия, а также информацию из сети Интернет и информацию, поступившую от сторонних организаций, рис. 2.8.
В свою очередь, локальное ИО АРМ делится на внемашинное и внутримашинное. Внемашинное ИО – это множество бумажных и других управленческих документов, воспринимаемых человеком, а также методов их построения. Рассмотрим структуру внемашинного ИО, представленную на рис. 2.9. Экономический показатель – это неделимая совокупность реквизитов-признаков и одного реквизита-основания, образующих экономический смысл.
Рис. 2.8. Структура сетевого ИО предприятия
Экономические показатели составляют содержание большинства управленческих документов. Под бумажным (ручным) документом понимается информационное сообщение на естественном языке, зафиксированное ручным или печатным способом на бланке. Бумажные документы, созданные на базе стандартов, называются унифицированными. В состав унифицированной документации входят финансовая, банковская, расчётно-платежная и др.
Все управленческие документы делятся на три группы:
–входные оперативные;
–нормативно-справочные (условно-постоянные) и
