Автор: Кузнецов В.К., Морозов А.А., Скосырев Н.А., Скурихин В.И., Шкурба В.В.

Сфера работы АСУ АСПР

С расширением современного производства, ростом объемов производства и ускорением темпов техническо­го прогресса, развитием специализации и кооперирова­ния производства усложняются и методы координиро­вания работы всех производственных участков и обслу­живающих отделов на предприятии, в результате чего управление предприятием становится все более трудо­емким и сложным процессом.

Сейчас основным в управлении производством явля­ется координация процессов производства, согласование работы всех экономических и технологических служб с целью обеспечения наилучшего использования ресурсов для производства продукции и доведения ее до потре­бителя.

Согласованная ритмичная работа всех производствен­ных подразделений зависит от того, насколько опера­тивно аппарат управления сможет оценивать фактиче­ское состояние производства и хозяйственной деятель­ности на предприятии, насколько точно и дальновидно он сможет предвидеть, определить тенденции развития производства и хозяйственной деятельности, насколько правильны будут принятые на основе этих оценок и про­гнозов решения по ликвидации возможных отклонений от плана, переориентации производства, изменению организации производства.

Возможности такого рода оценок, предвидений, регу­лирования производства определяются как своевремен­ностью, точностью, полнотой отражения фактического состояния хода производственно-хозяйственной деятель­ности, скоростью переработки этой информации в раз­личных направлениях, так и качеством методов и спо­собов прогнозирования производственно-хозяйственной деятельности, поиска наилучших вариантов планово-корректирующих решений в условиях отклонений ре­ального хода производства от запланированного.

Современная организация, техническая оснащенность и методы работы управленческого аппарата на пред­приятии не позволяют с достаточной полнотой, точнос­тью и оперативностью решать подобные задачи. Этим объясняется то, что традиционные формы управления заменяются методами научной организации руководст­ва, математическими методами теории оптимальных решений, современными методами и техникой обработ­ки планово-экономической  информации.

В настоящее время в управлении предприятием, от­раслью, народным хозяйством все больше используются новые средства и методы. Накоплен значительный опыт применения счетно-перфорационных машин (СПМ) и электронных вычислительных машин (ЭВМ) в механиза­ции и автоматизации различного рода информационных процессов учета, планово-производственных расчетов, технической подготовки производства.

В отличие от отдельных применений ЭВМ в управле­нии производством, автономного решения с помощью ЭВМ планово-производственных задач, применения СПМ в плановых расчетах и составлении отчетности в системе «Львов» осуществляется комплексное, взаимо­увязанное решение задач планирования, прогнозирова­ния, оперативного регулирования и учета производст­венно-хозяйственной деятельности.

Автоматизация и механизация отдельных процессов и стадий управления производством не устраняют ог­ромного объема работ по подготовке данных к реше­нию. Большое место в этом случае занимают вопросы ввода и вывода информации, технические комплексы решения задач довольно громоздки и дороги, требуют большого штата обслуживания. В этих условиях не пред­ставляется возможным своевременно решать задачи оперативного, долгосрочного прогнозирования и плани­рования производства, оперативной корректировки пла­новых заданий, слишком велико запаздывание в пред­ставлении данных для управления (достаточно сказать, что бухгалтерская отчетность на крупных предприятиях обычно отстает от производства даже в условиях при­менения СПМ на 5—10 и более дней).

Системы управления предприятиями эффективны только в том случае, если, во-первых, задачи учета и управления решаются на предприятии в едином комп­лексе, когда охватывается вся схема движения информа­ции в целом от самой первичной информации до вы­дачи данных управляющим органам, во-вторых, вся производственная деятельность охвачена единой мате­матической моделью и на основе этой модели автома­тически ставятся и решаются задачи оптимального пла­нирования и управления производством. При этом необ­ходимо, чтобы математическая модель производства и задачи оптимизации производства на основе этой моде­ли были неразрывно связаны с внутримашинной ин­формацией о ходе производства и хозяйственной дея­тельности и исключали участие человека на промежу­точных стадиях подготовки информации для решения этих задач. Необходимо также, чтобы решение задач, его порядок, организация, диспетчеризация также опре­делялись и производились автоматически. Только при этих условиях автоматизированные системы управления могут быть действительно эффективны, в противном случае производительность машин и оперативность ре­шения задач значительно снижаются.

Автоматизация информационных процессов на пред­приятиях, их системная организация, применение мате­матических моделей и методов в управлении производ­ством, органическое единство системы управления, автоматической обработки данных, системы производ­ства — вот характерные черты автоматизированных систем управления предприятиями.

В системе «Львов» (рис. 1) реализованы принципы оптимального управления производством с помощью комплекса взаимоувязанных математических моделей, автоматической организации и диспетчеризации решения

 

МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ, № 3, 1969

3

 

 

комплексирования — общих НМЛ, ОЗУ, библиотеки, распараллеливания. Мультипроцессорный режим обра­ботки информации, положенный в основу техническо­го комплекса, позволяет охватить весь объем решаемых на производстве задач, включая инженерные, непосред­ственно не связанные с задачами управления производ­ством.

Использование объединенных ЭВМ позволяет значи­тельно повысить надежность функционирования АСУП в целом (благодаря наличию в ней горячего ре-зервирования), а следовательно, и эффективность си­стемы.

В техническом комплексе заложена возможность по-модульного наращивания гаммы внешних устройств по мере подключения АСУП к управлению производством. Комплекс АСУП «Львов», помимо двух модифицирован­ных ЭВМ «Минск-22», включает в себя следующие уст­ройства:

1) приема и выдачи данных с телеграфных аппаратов УПВТ, обеспечивающее одновременную и независимую работу любого количества телеграфных аппаратов ТА из 30 возможных (предусмотрено увеличение числа аппаратов до 60), или пультов запроса ПЗ;

2) ввода данных от автоматических и полуавтомати­ческих датчиков учета количества выпущенных изделий ДУВИ и рабочих шагов конвейерных линий сборочного цеха, позволяющее одновременно и независимо вводить данные от 30 точек (может быть увеличено до 60) (блок счетчиков-накопителей БСН);

3) ввода данных от автоматических датчиков учета рабочего состояния оборудования типа «Да» — «Нет» ДСО, позволяющее учитывать рабочее состояние 36 единиц (может быть увеличено до 72) оборудования (блок состояния оборудования БСО); в системе предус­мотрено использование до 100 цеховых устройств конт­роля состояния оборудования на базе серийной машины «Сигнал», доукомплектованной разработанным в инсти­туте блоком «Выводное устройство контроля оборудо­вания» ВУКО, позволяющим поддерживать связь этой машины с ЭВМ «Минск-22». Использование комплекса обеспечивает возможность контролировать до 104 еди­ниц оборудования;

4) устройство вывода информации на световое таб­ло— индикатор СТИ, представляющее собой автомати­ческое управляемое от ЭВМ поле из 240 люминесцент­ных индикаторов, на каждом из которых может быть высвечена  любая  из десяти  цифр;

5) генератор текущего времени ГТВ, позволяющий производить синхронизацию графика решения задач управления и учета с ходом производственного процес­са в реальном масштабе времени;

6) датчик случайных чисел ДСЧ, с помощью которого можно получать случайные числа, распределенные по равномерному закону и необходимые для решения задач управления методами моделирования;

7) устройство сопряжения ЭВМ с аппаратурой пере­дачи данных АПД по телефонным каналам связи (ре­гистр обмена РгО).

8) коммутатор внешних устройств КВнУ, обеспечиваю­щий селекторную и мультиплексерную связь внешних устройств, с центральным вычислителем техническо­го комплекса.

Технический комплекс системы функционирует в со­четании с подсистемами дистанционного визуального контроля, селекторной связи и подсистемой диспетче­ризации, включающей в себя телефонный узел на 40 номеров, промышленную телевизионную установку ПТУ (типа ПТУ-03), магнитофоны, регистраторы произ­водства РП, пульт управления главным диспетчерским пультом ПУГДП, пульты управления заготовительными цехами ПУЗЦ, пульт управления сборочным цехом ПУСЦ

Отличительной особенностью работы ЭВМ в составе технического комплекса АСУП является системный ре­жим ее использования: работа в замкнутом контуре управления предприятием в реальном масштабе вре­мени, автоматизированное решение большого количе­ства взаимоувязанных задач управления как отдельными производственными подразделениями предприятия, так и предприятием в целом, автоматическое управление очередностью и последовательностью  решения   задач.

Разработка системы позволила при некоторых моди­фикациях значительно расширить функции ЭВМ, а также использовать ее в системах управления, работающих в режимах разделения времени. В системе «Львов» авто­матизированы процессы обмена оперативной информа­цией автоматической системы обработки данных со службами аппарата управления предприятия, процессы управления техническим комплексом при решении ос­новных планово-производственных задач.

Это достигнуто на основе как схемных доработок ЭВМ «Минск-22», так и составленных служебных про­грамм и диспетчирования решения задач.

Разработанный в техническом комплексе схемно-про-граммный аппарат разделения времени, управляемый программой-диспетчером, позволил совместить непре­рывный обмен оперативной информацией с процессами решения основных задач управления и обработки дан­ных.

Разработанная в техническом комплексе системы «Львов» гамма устройств обеспечивает дистанционный ввод в основной вычислитель оперативной производст­венной информации от различных источников непосред­ственно в момент ее возникновения, а также вывод необходимых сообщений в различные производственные подразделения и службы аппарата управления предпри­ятием.

Основной режим работы технического комплекса си­стемы  «Львов» — системный.

Системный режим решения задач управления в ре­альном масштабе времени связан с синхронизацией графика решения задач с графиком производственного процесса, определяющим очередность решения задач.

Системный режим работы технического комплекса автоматизированной системы управления предприятием обеспечивает наличие в ней соответствующего матема­тического обеспечения.

Системное математическое обеспечение технического комплекса системы «Львов» позволяет автоматизировать процессы централизованного информационного обслу­живания, оперативного ввода и систематизации произ­водственной информации, а также оперативного конт­роля и управления системным режимом работы технического комплекса в процессе решения задач управления предприятием. Разработанные служебные программы обеспечивают взаимосвязанное системное функционирование технического комплекса, реализуют процессы сбора, передачи и накопления данных, конт­роль, анализ и обработку принятой информации.

Комплекс программ специализированного математи­ческого обеспечения по своему функциональному на­значению подразделяется на два вида: диспетчеризации вычислительного процесса в системе; обмена и опера­тивной обработки первичных данных.

Статистические данные, полученные разработчиками АСУП в результате предварительных обследований про­мышленных предприятий, позволили установить, что на первичную подготовку информации для ее последую­щей обработки на ЭВМ затрачивается до 40% ручного труда работников аппарата управления предприятием. Отсюда очевидна актуальность автоматизации процессов оперативной обработки первичных данных.

 

6

МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ, № 3, 1969

 

 

Комплекс программ диспетчеризации выполняет сле­дующие функции:

1) после окончания работы очередной программы управления производством из списка задач, подлежа­щих решению в текущий интервал времени, выбирает очередную, в соответствии с графиком решения задач и присвоенным ей приоритетом;

2) осуществляет подготовку и загрузку вычислитель­ной системы программами и массивами исходных дан­ных, необходимых для решения очередной задачи;

3) управляет комплексом устройств ввода-вывода данных, обеспечивающих непрерывную связь автомати­зированной системы управления с производством, в соответствии с принятой дисциплиной обслуживания;

4) организует выдачу информации на поступившие в систему запросы;

5) контролирует ряд наиболее существенных соста­вляющих вычислительного процесса, информируя опера­тора о характере и месте сбоя очередности решения задач.

С помощью комплекса программ обмена и первич­ной обработки данных выполняются последовательный ввод и компоновка вводимого документа в оперативной памяти технического комплекса, редактирование доку­ментов,   формирование машинных   форм   документов.

При заполнении первичного производственного до­кумента на терминальном оборудовании осуществляет­ся последовательный процесс посимвольного кодирова­ния информации, передача ее по каналу связи и запись в ячейки оперативной памяти ЭВМ.

Поскольку данные в текущий момент времени при­нимаются в свободные ячейки памяти, то после окон­чания приема очередного документа (что распознается расшифровкой соответствующего признака) производит­ся его компоновка.

Программы «редактирование документа» выполняют очистку документа от служебных кодов, необходимых при дистанционном вводе данных по каналу связи, пе­рекодирование данных из кода терминального обору­дования в символьный код ЭВМ, контроль и исправление в документе возможных ошибок, допущенных операто­ром при вводе данных.

По признакам, присущим данному виду документа, производится его логический контроль.

В результате логического контроля документа, осу­ществляемого ЭВМ, формируется сообщение оператору, передавшему документ. Наличие обратной связи позво­ляет оператору убедиться в достоверности приема вы­числительной системой оперативных данных. Если дан­ные переданы в ЭВМ без ошибок, оператор получает из машины соответствующее подтверждение.

Программы формирования машинных форм доку­ментов подготовляют массивы исходной оперативной информации для задач управления, планирования и уче­та в стандартном и удобном для обработки виде.

В соответствии с принятой в системе методикой оперативная информация, получаемая из введенных первичных документов, относится к одному из десяти классов, каждому из которых соответствует массив опе­ративных данных. Массив оперативных данных одного из классов представляет массив «машинных форм» до­кументов, отнесенных к данному классу. «Машинная форма» документа составляется из первично обработан­ных документов выборкой соответствующих реквизитов и размещением их в ячейках «машинного документа» в определенных, заданных макетами разрядах.

Составленные комплексом программ «машинные формы документов» записываются в долговременную память на магнитной ленте и в дальнейшем используют­ся для решения задач в системе.

Обычно различают два класса средств математиче­ского обеспечения АСУП: программы математического

обеспечения служебного назначения; программы реше­ния задач системы управления предприятием.

В комплекс программ математического обеспече­ния служебного назначения, как правило, включают: программы-трансляторы языков универсального и спе­циального назначения; интерпретирующие, компилирую­щие и другие программы комплексирования стандарт­ных подпрограмм; программы диспетчеризации реше­ния задач в системе; программы обеспечения приема, контроля и первичной обработки данных в системе; стандартные программы обработки данных.

В системе на основании принципов экономной орга­низации памяти и максимального сокращения сроков решения задач программирование осуществлялось на языке машины. В процессе совершенствования системы в комплекс программ математического обеспечения включены: интерпретирующая система обработки эко­номической информации для программирования и обработки решения планово-экономических задач, до­полненная стандартными программами обработки дан­ных, организации работы с массивами.

В настоящее время в системе «Львов» с помощью современных технических средств обработки данных решаются следующие задачи.

1. Управление производством. Предложен и реали­зован единый комплексный подход к построению общей методики организации и планирования работы пред­приятий массового и крупносерийного производства дискретного типа. В основе этого подхода лежит идея отыскания общего ритма работы предприятия, органи­зации работы всего предприятия по циклическому план-графику. Последняя обладает рядом существенных преимуществ: облегчает учет и планирование, повторяе­мость процесса, позволяет отчетливо видеть общую картину, точнее оценивать такие факторы, как повыше­ние производительности труда, снижение себестоимости продукции  и  т.  п.

Математические исследования показали, что при не­которых условиях, всегда имеющих место для произ­водственных систем, оптимальные решения уравнений, к которым может быть сведена модель предприятия, являются  периодическими.

В качестве основного критерия отыскания оптималь­ного ритма работы предприятия выбран критерий ми­нимизации производственного цикла. Эту задачу можно решать также по критерию минимума затрат.

В процессе разработки системы исследованы раз­личные схемы и методы решения задач календарного планирования производства. В результате этих исследо­ваний установлена практическая неприменяемость реше­ний, основанных на приведении задач календарного пла­нирования к задачам линейного программирования, по­строены схемы точного и приближенного решения за­дач календарного планирования, основанные на идеях последовательного анализа вариантов и применения правил и функций предпочтения (в том числе и рандо­мизированных функций предпочтения) в решении задач этого класса.

Рандомизированные функции предпочтения позво­ляют найти оптимальные решения, получаемые с по­мощью детерминированных функций предпочтения, и с увеличением числа вариантов решений все более умень­шают вероятность невозможности получения оптималь­ного решения.

Применение рандомизированных функций предпо­чтения позволяет, помимо решений, полученных с помо­щью детерминированных функций предпочтения, в ка­кой-то мере оценивать, насколько далеко оптимальное решение от наилучшего, полученного в данной серии испытаний; производить достаточно обоснованные оцен­ки наиболее приемлемого числа испытаний в данных условиях и с произведенными затратами.

 

 

МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ, № 3, 1969

2*

 

В системе реализованы следующие программы: рас­чета величин партий деталей и периодичности их запус­ка в производство; построения и корректировки кален­дарных план-графиков работы цехов серийного произ­водства; расчета незавершенного производства в заго­товительных цехах; оперативного управления цехом массового производства (цех сборки телевизоров); управления комплектовочно-заготовительным участком (КЗУ); управления инструментальным производством.

Решение таких задач обеспечивает координирован­ное и взаимоувязанное управление всеми основными цехами завода и службами комплектации.

В результате решения определяются: общий ритм работы предприятия, размеры партий обрабатываемых деталей в цехах серийного производства; стандарт-план работы предприятия в этом ритме; ритмы работы сбо­рочных поточных линий; уровни страховых запасов на поточных линиях; календарные план-графики работы основных цехов; сменные задания по цехам и участкам; график поставок материалов и комплектующих изделий для обеспечения производства; графики потребления и производства оснастки и инструмента.

2. Планирование материально-технического обеспе­чения производства. Управление материальным обеспе­чением производства, календарная увязка работы цехов предприятия с комплектацией производства осущест­вляются путем построения календарного план-графика обеспечения и локального регулирования обеспечением. Календарный план-график производства является исход­ным пунктом построения календарного план-графика обеспечения производства (с принятым «опережением» поставок запуска деталей в производство).

Задача локального регулирования обеспечением сводится к применению признанных методов теории ре­гулирования запасов.

Так, на комплектовочно-заготовительном участке в соответствии с общей потребностью сборки оценивает­ся показатель «обеспеченность» сборки (во времени) деталями по каждому наименованию. В системе эти оценки делаются в основном прямыми расчетами (опыт показал, что такое прогнозирование, как правило, до­статочно для управления снабжением). Вместе с тем в математическом обеспечении системы имеются про­граммы статистического прогнозирования расходования запасов на складах, определения точки и партий заказа материалов для комплектующих изделий.

В системе для решения этих задач реализованы программы: планирования потребности материалов для цехов основного производства; слежения за запасами на складах завода; расчета дефицита материалов на складах завода, идущих на товарный выпуск.

Решение этих задач обеспечивает комплексное пла­нирование и регулирование материально-технического обеспечения на предприятии, контроль запасов материа­лов на предприятии.

Результаты решения задач используются службами материально-технического обеспечения в их практиче­ской работе.

3. Учет. Задачи учета играют существенную роль в системе, обеспечивая не только оперативно-производ­ственное планирование и управление, но и составление отчетности, в частности снабженческо-сбытовой и финан­совой деятельности.

В системе в решении задач учета реализованы три новых принципа: «одноразового» ввода первичных дан­ных с последующим многократным использованием этих данных в различных направлениях; одновременного с вводом в машину машинного синтаксически-логиче­ского контроля и отбраковки вводимых данных; избира­тельности» учета, т. е. обеспечения возможности более детального и всестороннего слежения за теми позиция­ми, к которым привлечено наибольшее внимание.

В системе реализованы следующие программы уче­та: движения товарно-материальных ценностей в произ­водстве; расчетов с поставщиками завода; реализации готовой продукции; материалов в цеховых кладовых; нормативных затрат на основное производство (норма­тивные калькуляции); расчетов с дебиторами и креди­торами; работы основного оборудования в сборочном и механо-штамповочном цехах; отклонений от норма­тивов; раскроя материалов; стоимости оценки незавер­шенного производства; труда и заработной платы; основных средств; кассовых и банковских операций и состояния других важнейших счетов бухгалтерии.

Решение задачи контроля основного оборудования позволяет организовать действенный учет и контроль загрузки оборудования и трудовых затрат на наиболее ответственных участках производства.

Перечень задач системы выбран главным образом на основании оценок возможной эффективности задач.

Внедрение системы позволило получить следующий экономический эффект: по итогам внедрения первого этапа 201 тыс. руб.; по итогам последующего совершен­ствования системы 464 тыс. руб.

Срок окупаемости системы — 1 год.

Произведенные расчеты показывают, что эффек­тивность вложения средств в АСУП для Львовского телевизионного завода в 3 раза превышает эффектив­ность вложения средств в производство.

В настоящее время Институт кибернетики АН УССР и Львовский телевизионный завод продолжают работы по совершенствованию и модернизации системы.

 

МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ № 3, 1969