книги / Теоретические основы автоматизированного управления
..pdfПрикладной аппарат построения модели «как есть» базируется на CASE-технологии [61] с широким использованием группы методов от 1DEF0 (функциональное моделирование) до IDEF11 (информаци онные и программные языки).
Суть процедуры перехода от модели «как есть» к модели «как должно быть» показана в табл. 3.2, а структура «системы будущего» — на рис. 3.6.
|
|
|
Таблица 3.2 |
|
Состояние «как есть» |
Инвариантные функции |
Состояние «как должно |
||
|
|
быть» |
|
|
Управление связью с по |
Центр маркетинга |
Центр развития фирмы |
||
требителем и обслуживание |
|
|
|
|
Управление заводом |
Управление заводом |
Центр |
диспетчерского |
|
|
|
управления |
|
|
Определение потребно |
Центры планирования и |
Центр разработки техно |
||
стей в изделиях и требова определение потребностей логии |
|
|
||
ний к производству |
в изделиях |
|
|
|
Обеспечение ресурсами |
Обеспечивающие центры |
Центр управления ресур |
||
|
|
сами |
|
|
Изготовление изделий |
Производственные цен |
Производственные |
цен |
|
|
тры (цехи) |
тры |
|
|
Материально-техниче |
Центры снабжения |
Центр |
поддержки |
реше |
ское обеспечение |
|
ния |
|
|
Управление информацией |
Сеть передачи информа |
Центр знаний |
|
|
|
ции (центр управления ин |
|
|
|
|
формацией) |
|
|
|
В предположении успешности решения технологических про блем производства на основе изучения функций управления «как есть» путем определения действий, инвариантных к структуре управ ления и последующей классификации этих действий, были выделе ны семь основных категорий «как должно быть»:
1)управление информационными ресурсами;
2)управление заводом;
3)определение потребностей в изделиях и планирование произ водства;
4)управление финансовыми ресурсами;
5)управление материальными ресурсами;
6)обеспечение качества изделий;
7)управление трудовыми ресурсами.
Рис. 3.6. Сеть центров предприятия
Так, анализ современного управления информационными ресур сами позволил вскрыть следующие недостатки: ограниченное ис пользование информации; наличие не всегда точно и полно оцени ваемых данных; отсутствие возможности оперативного изменения данных и высокая стоимость таких изменений, требующих много времени.
Сформулированы следующие требования к «заводу будущего»: на личие архитектуры информационных ресурсов, пригодной для инте грации информации; построение распределенных баз данных; удоб ные интерфейсы пользователей; развитие методологии моделирова ния интегрированных информационных систем; наличие средств управления данными для поддержки процедур принятия решений.
Перечень требований к некоторым категориям представлен в табл. 3.3.
Функции
Управление заводом
Определение потребностей изделиях
Таблица 3.3
Требования
Интеграция текущего, календарного и оператив ного планирования
Совершенствование перехода от одного вида пла на к другому
Поддержка принятия решений
вПрименение стандартизации продукции Лучшее использование ресурсов Применение общей БД
Функции |
Требования |
Управление информацией |
Наличие архитектуры для интеграции информа |
|
ции |
|
Построение распределенной БД |
|
Наличие удобных интерфейсов и средств управ |
|
ления данными для поддержки принятия решений |
Информационной основой системы функциональных центров является центр знаний. Схема связей центров в концепции ICAM приведена на рис. 3.7
Рис. 3.7. Подсистемное представление ICAM
КОНЦЕПЦИЯ ESPRIT
Цель концепции — улучшение технико-экономических характе ристик западноевропейских производств и продукции для повыше ния конкурентоспособности прежде всего по отношению к странам, обладающим дешевыми ресурсами.
Исследования в рамках концепции велись широким фронтом, о чем свидетельствует восьмитомная документация.
1. Синопсис — введение, указатели проектов, адреса разработчи ков.
2.Микроэлектроника.
3.4. Система обработки информации.
5.Офисные и деловые системы.
6.Компьютерные интегрированные производства CIM.
7.Система обмена информацией.
8.Мероприятия по фундаментальным исследованиям. Исследование системы управления базируется на системе прин
ципов, объединенных в три стратегии: данных; процессов; связей.
В стратегиях не все принципы одного уровня, поэтому из них пе речислим лишь основополагающие.
Стратегия данных:
•принцип «главного авторства» —только один источник возник новения данного типа информации;
•принцип пригодности данных (сохранения часто обновляемых данных);
•принцип генерации данных для принятия решений;
• принцип выбора уровня хранения и накопления данных;
•принцип распределения данных. Стратегия процессов:
•принцип интеллектуальной локальной обработки;
•возможность увеличения размерности решаемых задач;
•наличие системы диагностики;
•задачи обработки в реальном времени должны быть хорошо оп ределены;
•широкое использование базовых компонентов;
•системы программирования и управления должны быть разде лены.
Стратегия связей:
•модификация сети не должна вести к прекращению ее работы;
•сеть должна противостоять помехам;
•отказ одного компонента сети не должен воздействовать на тра фик оставшейся части сети;
• компромисс производительности и надежности сети;
• возможность использования сообщений с приоритетами;
• единообразная и гибкая система адресации;
• эффективная защита от несанкционированного доступа к дан ным.
В рамках концепции ESPRIT предполагается построение четырех систем, состоящих из 24 подсистем.
К системам относятся:
CAD (автоматизированного проектирования)^ которой имеются подсистемы концептуального проектирования (D1); технического проектирования (D2); детального проектирования (D3);
PIO
Набор
возможных стратегий Р10
производства
P2Q'
Разработать
стратегию
производства
компонентов
ÇCAPE;
ESTD ----<
PAMS -----
V ,________ ^
1м®
Ич РЗО
А=? > — Ч ~ / н е т
Да
\ Р 5 0 »? j>— » .
/Нет
Изменение |
Ç CÂPP^ |
|
возможности |
Стратегия |
|
и/или (и) СП |
||
произ- |
||
|
чводства^ |
|
Р60 |
|
|
Изменение |
|
|
поставщиков, |
-(P A M S ) |
|
потребителей |
||
и/или СП |
|
CC Â S T :
MSTD —
|
Р50 |
|
|
Ч. Р70 |
Изменение воз |
Т |
C c pp^j |
можности тран |
Р80 |
||
< ^ о *?V — |
спортных и |
Стратегия |
|
Нет |
складских |
произ- |
|
|
систем или СП |
чводства^ |
|
|
|
|
|
IP100 |
|
|
CfERS^ |
Изменение но |
|
|
менклатуры |
|
||
|
-(PERS) |
||
— к Г D=? |
личного сос |
||
N ^ / Н е т |
тава и/или СП |
|
|
Р110 |
@ ) |
||
Вывести |
|||
^САРР^ |
|
||
на печать |
|
||
|
|
||
проверенную |
Р110 |
|
|
стратегию |
|
||
|
|
||
производства |
4 ------^ |
|
Рис. 3.8. Система САРР. Подсистема Р1:
А — соответствуют ли возможности производства данной стратегии? В — можно ли преобразовать материалы и инструмент в соответствии с данной стратегией? С — удовлетворяют ли возможности склада и транспортных систем данную стратегию? D — соответствуетли номенклатураличного со става предприятия данной подсистемы; САРР — технология; CAD — планы и заказы; САРЕ — тех нология; PAMS — поставщики; PERS — персонал; MSTD, ESTD — обращение к подсистемам
САМ/CAST, CAD, САРР — главный файл
Рис. 3.9. Система САРР. Подсистема Р2:
А—требуется ли примерная оценка мощностей? В —является ли требование допустимым?
САРЕ (технической подготовки производства), содержащая под системы проектирования для оценки производства (E l), классифи кации и кодирования (Е2), выбора процесса (ЕЗ), выбора оборудова ния (Е4), выбора режущего инструмента (Е5);
САРР (планирования производства), куда входят подсистемы тех нико-экономического планирования (Р1), приема заказов (Р2), ка лендарного планирования (РЗ), оперативного планирования (Р4);
САМ/CAST (управления производством), содержащая подсисте мы требований общего количества (Т1), учета и сопровождения осна стки и инструмента (T2), контроля за установкой приспособлений (ТЗ), оценки ранних поставок (Y1), определение материального за-
Рис. ЗЛО. Система САРР. Подсистема РЗ:
А— вычислить потребность в комплектующих изделиях на данный период времени? В — выбрать потребность вдеталях на следующий период времени? С — вычислить ожидаемый задел на началь ный период времени? D — добавить потребности в планируемыхдеталях на основе запаса? Б — со кратить потребность на необходимое количество (в счет запаса)? F — потребные материалы могут быть поставлены? G — необходимо повторное планирование?
проса (Y2), координации материалов (Y3), программ ЧПУ (XI), управления программами ЧПУ (Х2), отладки программ ЧПУ (ХЗ), ка лендарного планирования ресурсов (M l), управления поставками (М2), управления трудовыми ресурсами (М3).
Во всех подсистемах заложена схема метода MRPII. Концепция ESPRIT предполагает четырехэтапный расчет плана в
системе САРР:
1) в подсистеме Р1 определяется (на уровне руководства), можно ли выполнить соответствующие заказы (имеются ли необходимые ре сурсы), т. е. проводят предварительное планирование;
Рис. 3.11. Система САРР. Подсистема Р4:
А —достаточна ли доступная производственная мощность? В, D, F, Н — необходимо перепланиро вание? С —достаточно ли доступные мощности склада и транспорта? Е —доступна ли необходимая рабочая сила? G — есть ли потребный инструмент и приспособления? I — остались ли периоды для планирования?
Рис. 3.12. Подсистемное представление ESPRIT
2)в подсистеме Р2 проводится уточнение возможности получе ния ресурсов и формируется так называемый портфель заказов;
3)в подсистеме РЗ ведется расчет для технологической линии в целом (календарное планирование);
4)в подсистеме Р4 осуществляется планирование на уровне це
хов.
Оптимизация плановых расчетов не предполагается.
Схемы потоков подсистем PI — Р4 системы САРР приведены на рис. 3.8—3.11.
Подсистемное представление [4] автоматизированной системы в рамках концепции ESPRIT показано на рис. 3.12.
КОНЦЕПЦИЯ ГАЗ
Целями создания концепции ГАЗ явились:
•существенное повышение научно-технического уровня маши ностроения;
•создание конкурентоспособной продукции.
Вэтой концепции впервые более детально рассмотрен вопрос по строения математической модели системы, правда, для нижнего уровня иерархии управления. Для системы в целом приведена описа тельная модель. Иными словами, акцент сделан на техническую под готовку производства.
Для математической модели предложено использовать два подхо да: теоретический с использованием оптимизационных и имитаци онных моделей и эмпирический, учитывающий опыт специалистов.
Процедура построения системы в данной концепции та же, что и в рассмотренных концепциях.
Выделены следующие группы процессов и процедур: 1 ) формирование технико-экономической стратегии;
2 ) составление производственной программы с использованием фактически метода ERP;
3) выполнение конкретного заказа (разделение заказов на узлы, детали, формирование партий деталей и узлов, изготовление деталей, комплектация сборки и сборка изделий).
На основе выделенных технологических процессов определены основные технологические и организационные решения.
В части организационных решений в основу положено:
•компьютеризация учета и прогнозирования спроса;
•создание иерархической структуры управления с частичной де централизацией и распределением функций управления;
•интеграция подсистем с использованием локальных вычисли тельных сетей и распределенных баз данных;
•использование советующих методов принятия решений;
•применение методов математического моделирования и опти мизации;
•минимизация материальных и информационных потоков;
•создание системы локальной вычислительной сети и АРМов;