авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Автоматизированное управление линией дискретно-непрерывного про изводства с использованием имитационных моделей (на примере стек лотарного производства)

На правах рукописи

МОРОЗОВА ЕЛЕНА ВАСИЛЬЕВНА Автоматизированное управление линией дискретно-непрерывного про изводства с использованием имитационных моделей (на примере стек лотарного производства) Специальность - 05.13.06 Автоматизация и управление технологически ми процессами и производствами (сфера услуг)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2012

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» Научный руководитель доктор технических наук, старший научный сотрудник Редько Сергей Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Нурулин Юрий Рифкатович кандидат технических наук, доцент Рычков Вячеслав Александрович

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет ИТМО

Защита состоится «28» марта 2012 года в 16-00 часов на заседании диссер тационного совета Д 212.229.21 в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский госу дарственный политехнический университет» по адресу: 195251, Санкт Петербург, ул. Политехническая, 29, главное здание, ауд..

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Автореферат разослан «»_ 2012 года

Ученый секретарь диссертационного совета Редько С. Г.

д.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В настоящее время оборудование промышленного производства характеризуется, во-первых, разной степенью автоматизации, во-вторых, различной степенью специализации и комплекс ного использования оборудования в зависимости от вида и объёма производ ства. Интенсификация и концентрация большинства производств на базе комплексной автоматизации технологических процессов связывается сегодня с работой не отдельных машин, а с комплексом машин, внутри которого взаимосвязь и сбалансированность структуры и параметров системы приоб ретают решающее значение. При этом формирование сложных технологиче ских подсистем, какими являются участки, комплексы и агрегаты оборудова ния, ведется, как правило, в условиях значительной неопределенности и фак тической неосуществимости натурного проверочного эксперимента с целью оптимизации параметров и процессов.

Одним из основных сдерживающих факторов является отсутствие раз витого программно-методического обеспечения, позволяющего на основе со временных информационных технологий оперативно осуществлять функ ционально-структурное моделирование и проектирование производственных линий, комплексов и агрегатов, как сложных производственных систем.

Решением проблемы в данном случае является математическое моде лирование производственных линий, комплексов и агрегатов на ЭВМ с ис пользованием системных методов анализа и синтеза на основе вероятност ных имитационных моделей их реального функционирования.

В развитие теории моделирования технологических процессов внесли существенный вклад зарубежные специалисты: Р. Акофф, Ф. Эмери, Ст. Оптнер (математическое описание дискретных систем), Ст. Бир, Дж. Форрестер (теория моделирования дискретных систем) и др., а также отечественные специалисты: В. М. Глушков, Л. В. Канторович (теория моде лирования сложных систем), В. Н. Бусленко, Б. Я. Советов, С. А. Яковлев (функционально-структурное моделирование). Для преодоления фактора стохастической неопределенности предлагаются методы адаптивного управ ления Я. З. Цыпкин, Л. С. Понтрягин, В. А. Якубович, И. Л. Туккель и др.

Кроме того, управляющие воздействия и переменные состояния прак тически всегда ограничены, но теоретические основы учета этих ограниче ний в настоящее время разработаны недостаточно.

Таким образом, актуальность темы работы в решении теоретических вопросов состоит в выработке метода моделирования технологических про цессов дискретно-непрерывного производства с использованием моделей функционирования технологического оборудования, как единой стохастиче ской системы и синтеза алгоритмического и программного обеспечения, ос нованного на декомпозиции автоматизированной системы управления техно логическим процессом на функциональные подсистемы.

Актуальность темы в решении прикладных задач подтверждается воз можностью использования результатов для достаточно широкого класса промышленных объектов, которым свойственен стохастический механизм функционирования оборудования (пищевая, химическая, строительная про мышленность). В качестве примера объекта данного класса рассматривается стеклотарное производство.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы являет ся повышение эффективности работы системы управления технологическим процессом стеклотарного производства на основе обоснованного применения современных средств автоматизации в производственных линиях, комплек сах и агрегатах с учетом адаптации параметров их функционирования как единой стохастической системы.

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе ре шаются следующие основные задачи:

- разработка имитационных моделей технологических процессов дис кретно-непрерывного производства с использованием моделей функциониро вания технологического оборудования (на примере стеклотарного производст ва), учитывающих системный и вероятностный характер протекания произ водственных процессов на уровне элементарных технологических операций;



- получение статистических распределений случайных величин пара метров функционирования технологического оборудования стеклотарного производства на базе теоретических и экспериментальных исследований для моделирования производственных процессов;

- разработка методики верификации имитационной модели процесса производства стеклотары, использующей динамические и синтетические ал горитмы.

- разработка методики выбора эффективных технических средств авто матизации технологической линии стеклотарного производства на основе ус тановления основных закономерностей функционирования технологического оборудования в составе станочных участков, комплексов и агрегатов;

- практическая апробация разработанных имитационных моделей и ре зультатов моделирования производственных линий на стеклотарном заводе ЗАО «Камышинский стеклотарный завод» с целью настройки технологиче ских параметров автоматизированной системы управления для повышения производительности линии.

Методы исследований. Проведение исследований базируется на тео ретических методах имитационного моделирования технологических процес сов с использованием системных методов анализа и синтеза.

Научная новизна работы состоит в разработке методов и моделей для решения актуальных задач управления технологическим процессом стекло тарного производства. Основные научные результаты, определяющие новиз ну исследования, заключаются в следующем:

- предложена математическая модель функционирования оборудования стеклотарного производства, на основе, которой синтезирована имитацион ная модель технологического процесса дискретно-непрерывного производства;

- полученные впервые статистические распределения случайных вели чин параметров функционирования технологического оборудования стекло тарного производства позволяют повысить точность математического описа ния технологических процессов;

- разработана новая методика верификации имитационной модели про цесса производства стеклотары, которая использует динамические и синте тические алгоритмы, что обеспечивает повышение точности реализации ими тационной модели;

- разработана методика выбора эффективных технических средств авто матизации на основе установления основных закономерностей функциониро вания технологического оборудования, которая позволяет повысить надеж ность и производительность технологических линий стеклотарного производ ства и соответственно уменьшить себестоимость выпускаемой продукции.





Практическая значимость проведенного исследования заключается в разработке автоматизированного инструментария на основе имитационных моделей, позволяющих производить оптимизацию параметров функциониро вания оборудования по критерию производительности, устанавливать пропу скную способность отдельных технологических звеньев, плановые нагрузки на производственные линии, комплексы и агрегаты, обосновывать условия достижения и поддержания требуемой интенсивности производства и необ ходимого для этого парка оборудования. Разработанная методика позволяет автоматизировать процесс выбора эффективной структуры и параметров функционирования оборудования технологических линий, позволяющей по высить производительность технологической линии стеклотарного производ ства на 10-15%, а надежность работы оборудования на 20%.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Имитационные модели технологических процессов с использовани ем моделей функционирования технологического оборудования (на примере стеклотарного производства) позволяют учесть системный и дискретно непрерывный характер протекания производственных процессов на уровне элементарных технологических операций, что дает возможность уменьшить вычислительную сложность полученных алгоритмов и сократить время про ектирования (модернизацию) производственных линий стеклотарного произ водства.

2. Статистические распределения случайных величин параметров функционирования технологического оборудования стеклотарного производ ства, являющиеся базой при моделировании производственных процессов, позволяют повысить точность математического описания технологических процессов стеклотарного производства, что дает возможность учесть вероят ностный характер функционирования оборудования.

3. Методика верификации имитационной модели процесса производст ва стеклотары использует динамические и синтетические алгоритмы, что обеспечивает повышение точности реализации имитационной модели.

4. Методика обоснования эффективных технических решений по выбору основных средств автоматизации технологической линии на основе установ ления основных закономерностей функционирования технологического обо рудования дает возможность улучшить управление и повысить надежность и производительность технологических линий стеклотарного производства и соответственно уменьшить себестоимость выпускаемой продукции.

Реализация результатов исследования. Результаты исследования диссертационной работы нашли применение на ЗАО «Камышинский стекло тарный завод» при организации и управлении технологическим процессом.

Имитационная модель, а также методика верификации модели и выбо ра эффективных технических средств автоматизации используются в Камы шинском технологическом институте (филиал) ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет» при подготовке студентов по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника», специаль ности 230103 «Автоматизированные системы обработки информации и управления».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на IV Всероссийской конференции «Прогрессивные техноло гии в обучении и производстве» (Камышин 2006);

2-ой Всероссийской науч но-практической конференции «Управление инновациями: теория, инстру менты, кадры» (Санкт-Петербург 2009);

VI Всероссийской научно практической конференции «Инновационные технологии в обучении и про изводстве» (Камышин 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных трудов, из них 4 работы в изданиях, рекомендованных ВАК, в которых полностью отражены полученные результаты.

Структура и объем диссертации. Структура диссертационной работы определена логикой и целью исследования. Она состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы. Материал изложен на 162 страницах основного текста, содержит 35 рисунков, 15 таблиц и 2 при ложения. Список литературы включает 86 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цель и задачи исследования, раскрыты научная новизна и прак тическая значимость результатов исследования, сформулированы основные положения, выносимые па защиту, дан краткий обзор диссертации по главам.

В первой главе сделан обзор работ в области имитационного модели рования технологических процессов и описаны особенности дискретно не прерывного производства. В качестве примера объекта такого класса в рабо те рассматривается стеклотарное производство (показано место стеклотарно го производства в промышленности России). Рассмотрены современное со стояние и тенденции развития стеклотарного производства, проблемы авто матизации и управления технологическими процессами на предприятиях от расли, особенности их моделирования.

Проведенный анализ с позиций организации и построения эффектив ной системы управления показал, что объект производства и процессы управления материальными потоками в стеклотарном производстве являются стохастической системой.

При разработке имитационных моделей производственных линий, ком плексов и агрегатов систему, можно разбить на m подсистем с функциями y1(t), y2(t), …, ynY(t), параметрами h1, h2, …, hnH при наличии входных воздейст вий x1, x2, …, xnX и воздействий внешней среды v1, v2, …, vnV. Тогда математи ческой моделью процесса может служить система соотношений вида:

y1(t) = f1 (x1, x2, …, xnX;

v1, v2, …, vnV;

h1, h2, …, hnH;

t);

y2(t) = f2 (x1, x2, …, xnX;

v1, v2, …, vnV;

h1, h2, …, hnH;

t);

……………………………………………………………… ynY(t) = fm (x1, x2, …, xnX;

v1, v2, …, vnV;

h1, h2, …, hnH;

t).

Объектом имитации является последовательная обработка исходного материала на нескольких машинах производственного участка. Каждая i-ая машина обеспечивает выполнение технологического процесса, включающего совокупность j-ых операций обработки, реализуя, таким образом, функцио нальные состояния оборудования Cij. Производственный участок в данном примере можно рассматривать как систему, в которой обработка на каждой i ой машине является технико-технологической подсистемой или функцио нальной компонентой ТТПi всей системы.

Таким образом, компоненты ТТПi представляет собой определенную последовательность функциональных состояний оборудования Сij i-ой ма шины. В результате реализации Сij в ТТПi происходят события СБij (смена функционального состояния оборудования в подсистеме ТТПi). При этом лю бое Сij реализуется на некотором временном интервале ij. Каждая ТТПi ха рактеризуется понятием локального времени ti. В системе все ti изменяются одновременно, однако характер этих изменений различен и определяется по следовательностью временных интервалов ij.

В зависимости от состава алгоритмов АСij, наличия связей между ком понентами, целей и задач моделирования выбирается тот или иной способ представления ТТПi и реализации активностей Рij. Кроме того, процессы функционирования технико-технологических подсистем производственного участка протекают одновременно или параллельно. Задача программной имитации состоит в отображении параллельно протекающих процессов на один вычислительный процесс. С этой целью вводится понятие квазипарал лельного обслуживания активностей управляющей программой моделирования.

Статистические исследования сложных систем технологического обо рудования требуют проведения большого объёма исследований по получе нию, накоплению, обработке и анализу информации, важнейшим этапом ко торых являются хронометражные наблюдения за работой отдельных машин с применением технических средств и инструментальных методов измерения.

При определении параметров эмпирического распределения исследуе мых параметров использовались известные формулы математической стати стики. Для получения точечной оценки неизвестных параметров f(x), Мx, Dx, Pi теоретических распределений применён «метод моментов», заключаю щийся в приравнивании важнейших числовых характеристик (моментов) ста тистического и теоретических распределений. В качестве таких характери стик приняты математическое ожидание и дисперсия случайной величины, т. е. первые два момента Мx = x и Dx = 2.

Во второй главе разработана имитационная модель функционирова ния оборудования технологических комплексов.

На основе системного подхода целостный процесс функционирования технологической линии стеклотарного производства на уровне структурных элементов можно представить в виде ряда взаимосвязанных технико-техноло гических подсистем стеклообработки: Т1 – «Загрузка шихты и стеклобоя в стекловаренные печи», Т2 – «Стекловарение», Т3 – «Выработка стеклоизде лий», Т4 – «Отжиг», Т5 – «Сортировка», Т6 – «Упаковка стеклоизделий» (рис.1).

Начало Конец T1 T2 T3 T4 T5 T обработки обработки Рис 1. Процесс функционирования технологической линии.

Каждая подсистема при этом соответствует технологическим процессам, выполняемым определенным видом и типом оборудования, которое в свою очередь может принимать определенные технологические состояния. Фор мально процесс функционирования такой линии можно представить в виде графа, вершинами которого являются названные подсистемы (рис.1). Связи между подсистемами интерпретируются дугами.

Таблица Графы перехода оборудования стеклотарного производства в подсис темах из одного технологического состояния в другое Подсистема Оборудование Граф Т1 - «Загрузка шихты и стекло боя в стекловаренные печи» c с1 сv Т1.1 - Подача стеклобоя в расход- Цепной ковшовый эле ный бункер ватор c Т1.2 - Подача шихты и стеклобоя Ленточный конвейер в бункер загрузчиков шихты Наклонный лоток с Т1.3 - Подача смеси в загрузоч- вибраторомом сv (c2, с3, с4) ные карманы печей Т2 - «Стекловарение» Стекловаренная печь с1 с5 c Т3 - «Выработка стеклоизделий» Питатель c Стеклоформующая ма- c с1 сw c шина c cw (c6, c7) Т4 - «Отжиг» c с Т4.1 - Перегрузка стеклоизделий Пластинчатый конвейер с с в печь отжига Сталкиватель сz Т4.2 - Отжиг стеклоизделий Печь отжига Т4.3 - Транспортирование стек- Сетчатый конвейер с лоизделий в рабочем туннеле c печи cz ( с9, с10, с11) Т5 - «Сортировка» Разбраковочный c с1 с аппарат с Детектор качества c Т6 - «Упаковка стеклоизделий» Система конвейеров с с Упаковочная машина с14 с с Рольганг Термоусадочная печь Ленточный транспортер с с15 с22 с Дальнейшая декомпозиция технико-технологических подсистем позво ляет выделить подсистемы низшего уровня, а также наиболее важные техно логические операции, выполняемые стеклообрабатывающим оборудованием в рамках этих подсистем. Тогда процесс функционирования оборудования стеклотарного производства формально можно представить в виде последо вательно связанных графов (табл. 1).

Вершины графов при этом принимают за технологические состояния рассматриваемого оборудования. Дуги и стрелки при таком подходе будут отражать направленность выполнения операций и их взаимосвязь. На осно вании графов технологических состояний стеклообрабатывающего оборудо вания (табл. 1) разработаны математические модели технико технологических подсистем.

На их основе осуществлен синтез математической модели функциони рования автоматизированной линии стеклотарного производства.

При этом учитывается, что подсистема Т1 включает подсистемы низше го уровня Т1.1,Т1.2, Т1.3, а подсистема Т4 включает подсистемы низшего уров ня Т4.1,Т4.2, Т4.3, (табл. 1). Исходя из выше изложенного, модель функциониро вания механизированной линии стеклотарного производства примет вид:

T1 (T1.1 ), если (T (t ) = T1.1 ) ( N псб (t ) N псб );

T1 (T1.2 ), если (T (t ) = T1.2 ) ( N пшсб (t ) N пшсб ) (T (t ) = T1.1 ) ( N псб (t ) N псб );

T1 (T1.3 ), если (T (t ) = T1.3 ) ( N пс (t ) N пс ) (T (t ) = T1.2 ) ( N пшсб (t ) N пшсб );

T2, если (T (t ) = T2 ) ( N с (t ) N с ) (T (t ) = T1.3 ) ( N пс (t ) N пс );

T3, если (T (t ) = T3 ) ( N ф (t ) N ф ) (T (t ) = T2 ) ( N с (t ) N с );

Т (t + t ) = T4 (T4.1 ), если (T (t ) = T4.1 ) ( N п (t ) N п ) (T (t ) = T3 ) ( N ф (t ) N ф );

T4 (T4.2 ), если (T (t ) = T4.2 ) ( N o (t ) N o ) (T (t ) = T4.1 ) ( N п (t ) N п );

T4 (T4.3 ), если (T (t ) = T4.3 ) ( N ти (t ) N ти ) (T (t ) = T4.2 ) ( N о (t ) N о );

T5, если (T (t ) = T5 ) ( N кк (t ) N кк ) (T (t ) = T4.3 ) ( N ти (t ) N ти );

T6, если (T (t ) = T6 ) ( N тп (t ) N тп ) (T (t ) = T5 ) ( N кк (t ) N кк ).

где Nпсб(t), Nпшсб(t), Nпс(t) – случайная функция соответственно количества поданного стеклобоя в расходный бункер, шихты и стеклобоя – в бункер за грузчиков шихты, смеси – в загрузочные карманы печей;

Nс(t), Nф(t), Nп(t), Nо(t), Nти(t), Nкк(t), Nнп(t) – случайная функция соответственно количества полученной стекломассы, формованных изделий;

изделий, перегруженных в печь отжига;

изделий, прошедших отжиг;

изделий, транспортированных в рабочем туннели печи;

проверенных изделий, готовых пакетов;

Nпсб, Nпшсб, Nпс,– соответственно необходимое количество стеклобоя для подачи в рас ходный бункер, шихты и стеклобоя – в бункер загрузчиков шихты, смеси – в загрузочные карманы печей;

Nс, Nф, Nп, Nо, Nти, Nкк, Nнп(t) – соответственно необходимое количество стекломассы, формованных изделий, изделий для перегрузки в печь отжига, изделий для отжига, изделий для транспортировки в рабочем туннели печи;

изделий, требующих проверки;

готовых пакетов.

Экспериментальной основой создания моделей послужило исследова ние статистических закономерностей распределения случайных величин про текания основных и вспомогательных процессов, времени восстановления, наработки на отказ для различных видов и типов станочного оборудования.

В диссертационной работе разработана и обоснована методика прове дения верификации программы имитационной модели процесса производст ва стеклотары, использующая динамические и синтетические алгоритмы.

Процедура верификации сводится к сопоставлению результатов расче тов по модели с соответствующими экспериментальными данными. В отно шении имитационной модели положение сложнее: в условиях действующих производственных процессов моделируемый объект подвергается различным управляющим и возмущающим воздействиям, надо ставить эксперимент с учетом требований чистоты, т. е. устранения влияния этих воздействий, что представляет собой трудную задачу.

На первом этапе верификации исправляют ошибки в записи программы на алгоритмическом языке, а затем переходят к верификации. На втором эта пе верификации осуществляется подготовка к проведению имитационного моделирования (эксперимента). В ходе подготовки к имитационному моде лированию рассчитываются исходные данные, для которых могут быть пред сказаны результаты моделирования. Если окажется, что ПК выдает данные, противоречащие тем, которые ожидались при формировании модели, значит, модель неверна, т. е. она не соответствует заложенным в нее требованиям.

Для чистоты проведения верификации модели, если отсутствуют экс периментальные данные, следует применить различные программные среды, например, Matlab, MathCad и т. д.

Но в связи с тем, что многое при проведении исследований на имитаци онной модели зависит от правильности написания, включения необходимых функциональных модулей и структурирования программы, на первом этапе верификации имитационной модели необходимо провести верификацию са мой программы имитационной модели.

В третьей главе разработана методика выбора эффективных техниче ских средств автоматизации на основе установления основных закономерно стей системного функционирования технологического оборудования в соста ве станочных участков, комплексов и агрегатов и позволяющая повысить на дежность и производительность технологических линий стеклотарного произ водства и соответственно уменьшить себестоимость выпускаемой продукции.

Процесс разработки АСУ электромеханического комплекса стеклотар ного производства (ЭМК СтПр) разбивается на две части:

1. обоснование и разработка структуры АСУ ЭМК СтПр;

2. расчет и выбор основных средств автоматизации.

В задачи алгоритма синтеза эффективной структуры АСУ ЭМК СтПр входят: синтез структуры управляемой системы, т. е. оптимальное разбиение множества управляемых объектов на отдельные подмножества, обладающие заданными характеристиками. На этом этапе производится: а) выбор числа уровней и подсистем (иерархии системы);

б) выбор принципов организации управления, т. е. установление между уровнями правильных соотношений;

в) выбор организационной иерархии.

Для определения оптимальной структуры АСУ ЭМК СтПр исходными данными являются:

1. Выполняемые системой функции, которые могут быть формализованы в виде множества решаемых задач E = { Ei }. Каждая из задач Ei, i = 1, l может состоять из этапов qi, qi = 1, Qi и иметь вариантов i, i =1, i решения в АСУ.

2. Связи между задачами и их этапами, которые могут задаваться в виде { } { } ' ' графа GE = Eqi, Eqi где Eqi, Eqi E.

{ } и связей между ними, 3. Множество возможных узлов АСУ M = M j { } которые задаются в виде графа GM = M j, M 'j, где j, j ' = 1, J.

В некоторых случаях может быть задан конечный набор вариантов воз можных узлов АСУ ЭМК СтПр и связей между ними, т. е. GM, =1, где GM – -й возможный вариант.

4. Виды и характеристики технических средств, применение которых возможно в АСУ ЭМК СтПр, пусть A = {al } – множество возможных техни ческих средств и l = 1, L – тип технического средства.

Тогда задача оптимальной структуры АСУ ЭМК СтПр состоит в нахож дении: 1. узлов системы М;

2. связей между ними GM;

3. возлагаемых на тех нические средства задач Е и вариантов их решения (i, i = 1, I ) в распределе нии их по уровням и узлам системы и в выборе комплекса технических средств. Поэтому критерий эффективности может быть представлен q i x qi, j, a, max i qi E, i i i где qi – эффект от внедрения qi-го этапа i-й задачи при использовании i-го i варианта его решения;

переменная xqi, j, a принимает значение 1, если qi-й i i этап i-й задачи при использовании i-го варианта его реализации решается в j-м узле аl-м техническим средством l-го типа, и значение 0 – в противном случае. Здесь предполагается, что каждый этап задачи решается в одном узле.

Оптимальная структура АСУ ЭМК СтПр определяется при ограниче нии на ресурсы, загрузку технических средств и своевременность решения задач, т. е.

Ri xi R,, q, j, a, k qi, j, al k qi E, a A, i i l l где k = 1, K – тип ресурса;

Rk – величина используемого ресурса.

Временные ограничения для различных задач АСУ ЭМК СтПр могут иметь сложный вид и требуют анализа работы различных узлов. Аналогич ный подход применим и для структурного синтеза адаптивной системы управления.

В четвертой главе рассмотрены вопросы практического применения, разработанной имитационной модели, методика выбора эффективных средств автоматизации на основе установления основных закономерностей системного функционирования технологического оборудования в составе станочных участков, комплексов и агрегатов. Эффективность разработанных алгоритмов и имитационной модели была подтверждена практикой функ ционирования технологического процесса на стеклотарном заводе ЗАО «Ка мышинский стеклотарный завод».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ Диссертационная работа является законченным исследованием на акту альную тему, содержащим ряд новых научных результатов в области управ ления технологическими процессами в интегрированных комплексах стекло тарного производства. Основные задачи

, сформулированные и решенные в работе, имеют большое значение для обеспечения устойчивого роста пред приятий стеклотарного производства.

В соответствии с поставленными задачами в рамках проведенных ис следований и разработок получены следующие основные результаты:

1. Разработаны имитационные модели технологических процессов дис кретно-непрерывного производства с использованием моделей функциони рования технологического оборудования (на примере стеклотарного произ водства), позволяющие учесть системный и вероятностный характер проте кания производственных процессов на уровне элементарных технологиче ских операций, и сократить время проектирования (модернизацию) произ водственных линий стеклотарного производства.

2. Получены впервые статистические распределения случайных величин параметров функционирования технологического оборудования непрерывно дискретного производства стеклотарного производства, подчиняющиеся ос новным законам распределения, позволяют повысить точность математиче ского описания технологических процессов стеклотарного производства.

3. Разработана новая методика верификации имитационной модели процесса производства стеклотары, которая использует динамические и син тетические алгоритмы, что обеспечивает повышение точности реализации имитационной модели.

4. Разработана методика выбора эффективных технических средств ав томатизации технологической линии стеклотарного производства на основе установления основных закономерностей функционирования технологиче ского оборудования, позволяющая повысить надежность и производитель ность технологических линий стеклотарного производства и соответственно уменьшить себестоимость выпускаемой продукции.

5. Результаты исследования диссертационной работы нашли примене ние и показали положительный опыт использования на стеклотарном заводе ЗАО «Камышинский стеклотарный завод».

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Морозова Е. В., Редько С. Г. Модели и алгоритмы имитации техно логических процессов производства стеклотары // Автоматизация и совре менные технологии. - 2010. - 2. - С. 11-15.

2. Морозова Е. В. Математические модели функционирования техноло гического оборудования промышленного производства // Научно технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управ ление. - 2011. - 5. -С. 91-95.

3. Морозова Е.В. Разработка структуры автоматизированной системы управления технологическим процессом производства стеклянной тары // Современные проблемы науки и образования. – 2011. – 6;

URL: www.science education.ru/100- 4. Редько С.Г., Морозова Е.В. Компьютерное моделирование парамет ров технологического оборудования стеклотарного производства // Совре менные проблемы науки и образования. – 2011. – 6;

URL: www.science education.ru/100- 5. Морозова Е. В. Автоматизированное управление массовым стекло тарным производством на базе моделей функционирования технологического оборудования – СПб.: ООО «Техномедиа» / Изд-во «Эльмор», 2011. – 166 с.

6. Морозова Е. В. Моделирование параметров функционирования тех нологических линий для поддержки задач управления стеклотарным произ водством // Стекло мира. - 2007. - 5. - С. 89.

7. Морозова Е. В. Моделирование технологических процессов произ водства стеклотары // Стеклянная тара. - 2007. - 10. - С. 14.

8. Редько С. Г., Морозова Е. В. Особенности имитационного моделиро вания стеклотарного производства // Современные проблемы науки и образо вания. - 2009. - 5. - C.121-126.

9. Редько С. Г., Морозова Е. В. Функционально-структурное моделиро вание технологических процессов стеклотарного производства // Современные проблемы науки и образования. - 2009. - 6. - C. 116-121.

10. Морозова Е. В., Редько С. Г. Модель событий процесса производст ва стеклотары // Управление инновациями: теория, инструменты, кадры. 4- июня 2009г.: Материалы 2-ой Всероссийской научно-практической конфе ренции/ СПбГПУ. - г. Санкт-Петербург, 2009. - С. 144-147.

11. Редько С.Г., Эпов А. А., Морозова Е. В. Разработка концептуальной модели функционирования механизированной линии стеклотарного производ ства // Прогрессивные технологии в обучении и производстве: Материалы IV всероссийской конференции / КТИ ВолгГТУ. - Камышин, 2006. – С. 189-192.

12. Редько С. Г., Эпов А. А., Морозова Е. В., Использование имитаци онных моделей на этапах проектирования сложных систем. Инновационные технологии в обучении и производстве: Материалы VI Всероссийской науч но-практической конференции, г. Камышин, Т.4 / ВолгГТУ. - Волгоград, 2010. - С. 155-158.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.