Главная‎ > ‎

Производство

Управление динамическими производственными системами

Введение

Необходимость повышения уровня автоматизации пусковых/остановочных процессов сложных, главным образом, процессных производств обусловлена в первую очередь заметным влиянием динамических явлений на эффективность и безопасность работы. Качество управления пуском/остановом определяет такие факторы функционирования производства, как расход энергетических ресурсов, износ оборудования, недовыпуск продукции, экологическая обстановка на территориях расположения этих производств, возможность возникновения аварийных ситуаций. Управление пусками/остановами имеет особое значение в условиях работы "на заказ”, при которых резко возрастает частота временных остановов производства.

Как показывает опыт эксплуатации, например, крупнотоннажных агрегатов химических производств, их пуск/останов требует от операторов и вспомогательного персонала предельной концентрации внимания, быстроты и точности действий, максимального использования производственного опыта, что приводит к нервному и физическому перенапряжению и, как следствие, к частым ошибкам, заметно увеличивающим продолжительность пуска/останова, а также к возникновению нештатных ситуаций и аварийным остановам агрегатов. Вместе с тем, значительный разброс времени неавтоматизированного пуска/останова агрегатов указывает на наличие резервов в управлении динамическими процессами.

Именно для решения таких задач, нами и ведется разработка инструментов для создания интеллектуальных автоматизированных систем управления динамическими производственными системами.

Основные компоненты системы

Среда разработки модели
  • Декларативный язык описания модели динамического процесса (МДП)
  • Редактор модели: технических структур, потоков, прецедентов управления
  • Редактор связей: МДП - компоненты среды исполнения
Интегрированная среда исполнения
  • Планировщик задач пуска/останова и предаварийных/аварийных ситуаций
  • Подсистема технологического контроля - SCADA + PLC/IoT
  • Подсистема материально-техническое обеспечения - ERP-система

История

"Около двадцати лет назад в рамках написания научно-технической диссертации1 я начал решать задачу управления переходными процессами сложного и ответственного производства - а именно, задачу управления пуском крупнотоннажного химического агрегата. Управление сложной системой в состоянии ее равновесия - это одно, но управление той же системой в переходе к нему - это совсем другое. В некотором смысле, переходный режим - это создание системы, ее образование, формирование устойчивых связей между компонентами. И именно на этом этапе самые большие риски, что система так и не соберется. А значит, последствия - самые разнообразные и трудно предсказуемые... для всех нас.

Сегодня мы (специалисты и исследователи) имеем множество новых инструментов в виде потрясающе мощных алгоритмов и средств вычислительной техники. Поэтому я расширяю рамки задачи, дополняя процессы пуска сложных производств их остановом, а также режимами предаварийных и аварийных ситуаций. И сегодня, в отличие от того времени, мне со всей отчетливостью понятно, что успешное решение данных задач не лежит исключительно в технической плоскости. Ведь то, что мы делаем на производстве зависит от множества факторов за его пределами. Перерасход ресурсов, потери из-за простоев, вынужденных остановов, последствия аварий и катастроф - все это во многом определяется целями и условиями, формирующимися на уровнях выше.

Прогнозирование изменения экономических условий, планирование использования основных фондов, управление финансовыми активами, сбережение и приумножение человеческого капитала и многое другое - вот что явным или менее явным образом влияет на производственную систему, т.е. систему использования ресурсов. Теперь задача должна решаться интегрированно. А значит, речь о производстве, менеджменте, окружающей среде и саморегулирующейся системе ("системе издержек и противовесов") коллективного разума, обеспечивающего собственное выживание и развитие..."



1 "Интеллектуальное автоматизированное управление пусками химических производств: на примере производства азотной кислоты": диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, А.А. Степанов, 1998-2002гг.