КЛАССИФИКАЦИЯ  ФУНКЦИОНИРУЮЩЕЙ  ИНФОРМАЦИИ  В  СИСТЕМЕ  АВТОМАТИЗИРОВАННОГО  УПРАВЛЕНИЯ  ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫМ  ПРОИЗВОДСТВОМ

Солопанов  Михаил  Сергеевич

студент  5  курса,  кафедра  промышленного  транспорта,  строительства  и  геодезии,  ВГЛТА,  РФ,  г.  Воронеж

E-mail:  miha0022@mail.ru

Зоиров  Бобиржон  Шухратович

студент  5  курса,  кафедра  промышленного  транспорта,  строительства  и  геодезии,  ВГЛТА,  РФ,  г.  Воронеж

E-mail:  zbob2@mail.ru

Коломыцев  Анатолий  Владимирович

студент  5  курса,  кафедра  промышленного  транспорта,  строительства  и  геодезии,  ВГЛТА,  РФ,  г.  Воронеж

E-mail:  baiker-tolik@mail.ru

Макеев  Виктор  Николаевич

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  профессор  ВГЛТА,  РФ,  г.  Воронеж

В  настоящее  время  во  всех  сферах  производства,  в  том  числе  и  в  условиях  лесопромышленного  преобладают  непрерывные  технологические  процессы  большой  мощности  со  сложными  комплексами  энергетических  и  материальных  потоков  и  с  жесткими  требованиями  к  качеству  продукции,  к  безопасности  обслуживающего  персонала,  к  сохранности  оборудования  и  к  воздействию  на  окружающую  среду,  что  вполне  естественно  ведет  к  необходимости  создания  более  совершенных  систем  управления  [1,  с.  156].

В  самом  деле,  для  любого  лесопромышленного  предприятия,  снижение  на  значительный  срок  качества  выпускаемой  продукции,  остановка  любого  технологического  процесса  из-за  аварии  в  системе  управления  или,  наконец,  значительное  загрязнение  окружающей  среды  могут  иметь  катастрофические  последствия  для  всей  экономики  предприятия  в  целом.

Немаловажное  значение  имеют  также  наблюдающаяся  в  последнее  время  тенденция  к  значительному  повышению  надежности  и  одновременному  снижению  цен  на  ЭВМ,  которые  могут  быть  использованы  для  непосредственного  управления  всеми  процессами  лесопромышленных  предприятий  лесного  комплекса.  Поскольку  ЭВМ  составляет  теперь  лишь  незначительную  долю  общих  капиталовложений  на  разработку  (создание)  системы  автоматизированного  управления,  поэтому,  например,  установка  в  системе  централизованного  оперативно-диспетчерского  управления  быстродействующей  ЭВМ  с  большим  объемом  памяти  будет  вполне  экономически  оправдана.  Такая  ЭВМ  работает  в  реальном  масштабе  времени,  причем  разнообразные,  специально  созданные,  устройства  ввода-вывода  информации  занимают  в  среднем  примерно  5  %  времени  центрального  процессора  в  системе  управления,  составляя,  таким  образом,  95  %  для  непосредственной  реализации  сложных  алгоритмов  управления,  программирование  которых  может  вестись  на  языках  высокого  современного  уровня.

И,  наконец,  существенным  моментом  является  современное  развитие  теории  управления,  методы  которой  успешно  применяются  в  других  отраслях  промышленного  производства.  В  настоящее  время  постоянно  растет  число  специалистов,  применяющих  методы  современной  теории  управления  как  для  экспериментальных,  модельных,  так  и  для  реальных  технологических  процессов,  в  том  числе  и  в  условиях  лесопромышленного  производства.

Современная  теория  управления  включает  в  себя  так  называемую  теорию,  управления,  с  помощью  которой  можно  разрабатывать  оптимальные  системы,  т.  е.  системы,  при  функционировании  которых  минимизируется  или  максимизируется  некоторый  выбранный  заранее,  наиболее  определяющий,  критерий  качества  [4,  с.  165].

Любая  система  автоматизированного  управления,  как  правило,  строится  по  иерархическому  принципу  [4,  с.  165].  При  этом  на  каждом  уровне  управления  возникает  вторичная,  третичная  и  т.  д.  информация,  а  на  выходе  из  подсистемы  сбора,  переработки  и  передачи  информации  в  подсистему  принятия  решений  по  управлению  объектом  возникает  поток  данных  x_i  u_i,  v_i  и  т.  д.,  образованных  из  первичной  информации  за  время  Т_b  [3,  с.  166].

Если  бы  решения  принимались  мгновенно,  то  при  использовании  идеальной  модели  постоянно  имели  бы  стоимостную  оценку  выхода,  равную  S^*  Однако  из-за  задержки  во  времени  принятия  решения  фактически  стоимостная  оценка  выхода  составляет  величину    <  S^*  .  В  таком  случае  разность:

R^*  =  -S^*  (1)

может  быть  принята  за  суммарную  величину  потерь  в  подсистеме  сбора,  переработки  и  передачи  информации  за  счет  ее  недостаточной  пропускной  способности  при  условии  использования  идеальной  модели  производственного  процесса.  В  тоже  время  для  идеальной  модели  эти  потери  могут  быть  определены,  как:

  R  =  S^//  -  S  (2)

где  S^//  значение  стоимостной  оценки.  Пусть  Т_b^*  среднее  время,  затрачиваемое  для  принятия  решения  по  управлению  на  основе  имеющейся  в  системе  управления  информации.  Если  бы  решения  принимались  мгновенно,  то  потери  из-за  запаздывания  управляющих  воздействий  определились  с  помощью  выражений  (1,  2).  В  реальных  условиях  лесопромышленного  производства  к  этим  потерям  добавляются  еще  потери,  связанные  с  запаздыванием  принятия  решения.  В  таком  случае  суммарные  потери  составляют:

P=R+N  (3)

где:  N  —  потери  за  счет  Т_b^*,  определяемые  из  соотношения,  аналогичному  соотношению  (2).

В  отдельных  случаях  действующего  лесопромышленного  производства  потери  из-за  запаздывания  очень  просто  выявляются.  Так  в  случае  САГУ  (система  автоматизированного  группового  управления  подъемно-транспортными  устройствами  на  лесном  складе),  примером  может  служить  штраф  за  простой  железнодорожных  вагонов  в  ожидании  погрузки  круглых  лесоматериалов  или  пиломатериалов,  а  также  других  транспортных  средств  потребителей  и  т.  п.  [3,  с.  145]

Значение  Т_b  может  быть  уменьшено  за  счет  исключения  вторичной  или  третичной  информации.  Если  Т_b^*  увеличится,  то  можно  будет  оценить  следующую  разницу:

  В  =  Р_с  –  Р_n(4)

где:  Р_c  и  Р_n  -  определяются  из  соотношения  (3)  для  значений  Т_b  и  Т_b^*,  до  исключения  данной  информации  и  после  этого  исключения.  Если  В  =  0,  то  необходимо  считать,  что  исключенная  информация  имеет  нулевую  технологическую  ценность;  если  же  В  <  0,  то  за  технологическую  ценность  исключенной  вторичной  или  третичной  информации  Z  (u_i),  Z  (v_i)  можно  принять  значение  В.

Всю  циркулирующую  в  системе  автоматизированного  управления  лесопромышленного  производства  информацию,  с  точки  зрения  ее  технологической  ценности,  можно  подразделить  на  следующие  группы:

1.   Информация  для  оперативного  воздействия  на  протекание  (ход)  производственного  процесса.

2.   Информация,  выдаваемая  за  пределы  объекта  управления  в  виде  отчетных  данных  и  не  используемая  внутри  его.  Ценность  этой  информации  может  быть  определена  лишь  на  уровне  ее  адресата  (например,  время  и  количество  погруженных  автомобилей,  вагонов  определённым  видом  круглых  лесоматериалов  или  пиломатериалов  и  т.  п.)  способом  аналогичным  рассмотренному  для  информации  оперативного  управления.  Для  данного  лесопромышленного  предприятия  она  считается  необходимой  в  задачах,  связанных  с  определением  общего  объема  циркулирующей  в  системе  управления  информации.

3.   Информация,  используемая  для  целей  технико-экономического  и  перспективного  планирования.  Для  такой  информации  понятие  ценности  может  быть  введено  следующим  образом.  Пусть  ω₁,  ω₂,  …,  ω_∞  есть  необходимый  объем  информации,  с  помощью  которой  можно  определить  оптимальный  вариант  техпромфинплана  (если  такой  составляется  в  данном  лесопромышленном  предприятии).  Исключим  из  множества  {ω_∞}  информацию  ω_i  и  на  основе  знания  ω₁,  ω₂,  …,  ω_i-1,  ω_i+1,  ω_∞  построим  квазиоптимальный  техпромфинплан.

Предположим  Р_э  -  потери  эффекта  управления  возникающие  при  принятии  квазиоптимального  техпромфинплана  вместо  оптимального  варианта.  При  этом  Р_э>  0.  если  Р_э  =  0,  то  можно  считать,  что  Z  (ω_i)  =  0.

В  противном  случае  принимается,  как  Z  (ω_i)  =  Р_э

4.   Информация,  связанная  с  обеспечением  производства  материалами,  трудовыми,  финансовыми  ресурсами  и  с  обеспечением  сбыта  продукции  данный  вид  информации  характерен  для  системы  информационно-оперативного  диспетчерского  управления  —  СИОДУ  всеми  технологическими  процессами  лесопромышленного  производства)  [2,  с.  165].  Задача  системы  управления  в  таком  случае  обеспечение  бесперебойного  поступления  всех  видов  ресурсов  в  размерах,  необходимых  для  обеспечения  оптимального  (нормального)  функционирования  всех  процессов  лесопромышленного  производства.  Отклонение  от  оптимальных  размеров  запасов  характеризует  величину  потерь  предприятия  в  целом  и  определяет  ценность  информации  этой  группы.

Допустим  Р_n  -  потери  лесопромышленного  предприятия,  возникающие  при  применении  квазиоптимальных  решений  по  материально-техническому,  энергетическому,  топливному,  транспортному  и  т.д.  снабжению  предприятия  в  условиях  отсутствия  некоторой  информации  u_i.  Если  Р_n  =  0,  то  можно  принимать  Z  (и;)  =  0.  Если  Р_п  >  0,  то  принимать  Z  (u_i)  =  Р_n.  Для  определения  Р_n  необходимо  в  модель  производства  (или  СИОДУ)  включить  все  ограничения  и  нормативы,  связанные  с  рассматриваемым  типом  информации.

5.   Информация,  связанная  с  безопасностью  жизнедеятельности  работающего  персонала  лесопромышленного  производства  (служба  техники  безопасности),  в  том  числе  и  аварийной  службы  предприятия.  В  этом  случае  речь  идет  об  установлении  рациональной  периодичности  и  точности  замеров  параметров,  характеризующих  данные  службы  предприятия.

6.   Административная  информация  (приказы  и  распоряжения  о  вносимых  коррективах  в  показатели  производственного  процесса,  о  поощрении  и  наказании  работников  производства  и  т.  п.)  безусловно,  сказывается  на  оптимальности  функционирования  всех  производственных  процессов  предприятия.  Однако  связи  эти  не  изучены  настолько,  что  их  можно  было  бы  читывать,  поэтому  ценность  этого  вида  информации  не  определяется.

7.   Информация  научно-исследовательского  характера,  связанная  с  необходимостью  осуществления  технического  и  организационного  прогресса  лесопромышленного  производства.  Ценность  информации  о  повышении  эффективности  действующих  производственных  процессов,  разработке  новых  технологических  операций,  видов  продукции,  вариантов  связи  с  внешними  потребителями  и  т.  п.  не  может  быть  определена  с  позиций  существующей  модели  производства  или  какого-то  объекта  его.  Для  этих  целей  необходимо  построение  новой  модели  после  использования  данной  информации  по  специально  разработанной  методике,  прогнозирующей  эффективность  выполняемых  научных  исследований.

Вывод:  определение  ценности  всего  объема  информации,  в  условиях  сложного  технологического  процесса  лесопромышленного  производства  или  значительного  объекта  его  связано  с  большим  объёмом  вычислительных  работ.  Поэтому  в  современных  системах  автоматизированного  управления  необходимо  использовать  современные  электронно-вычислительные  машины  (ЭВМ)  на  основе  разработанной  модели  системы.

Список  литературы:

1.Алябьев  В.И.,  Курьянов  В.К.,  Харин  В.Н.  Организация  автоматизированного  управления  лесопромышленным  производством:  монография.  М:  г.  Воронеж,  1999  —  156  с.

2.Макеев  В.Н.  Совершенствование  управления  транспортно-грузовыми  процессами  лесопромышленных  производств:  монография.  М.:  ВГЛТА,  г.  Воронеж,  2005  —  119  с.

3.Макеев  В.Н.  Оптимизация  автоматизированных  систем  управления  подъёмно-транспортными  устройствами  на  лесных  складах:  монография.  М:  ВГУ,  г.  Воронеж,  1991  —  166  с.

4.Радин  С.Е.,  Наумченко  В.В.  Проектирование  информационных  систем  для  дискретных  технологических  процессов:  учебн.  пособие.  М.:  Энергия,  1975  —  165  с.