Оптимизация структуры автоматизированного рабочего места руководителя предприятия Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. ИАЭП. 2015. Вып. 86.

УДК 658.012.011.56:681.518

В.Г. ЖДАНОВ, канд. техн. наук; Е.А. ЛОГАЧЕВА, канд. техн. наук

ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАБОЧЕГО МЕСТА РУКОВОДИТЕЛЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

Разработка автоматизированной системы управления энергетической службой предприятия представляется актуальной и современной проблемой. Создание АРМ руководителя электротехнической службы возможно посредством постановки задач принятия решения, являющихся по своей сути оптимизационными задачами распределения ресурсов между объектами и позволяющих минимизировать эксплуатационные затраты энергослужбы.

Ключевые слова: автоматизированная система управления;

автоматизированное рабочее место; задача принятия решения; эксплуатационные затраты; электротехническая служба

V. ZHDANOV, Cand Sc (Eng); E. LOGACHEVA, Cand Sc (Eng)

STRUCTURE AND MATHEMATICAL EXPOSITION OF TASKS TO OPTIMIZE THE WORKSTATION OF ELECTRICAL ENGINEERING SERVICE MANAGER

Development of an automated control system of the company energy service appears to be a relevant and present-day problem. Creation of a workplace for the electrical service manager is possible by setting the decision making problems, which are essentially the optimization problems of resource allocation between objects and which allow to minimize the operating costs of the power service.

Keywords', automated control system; workstation; decision-making problem; operating costs; electrical service

Автоматизированной системой управления (АСУ) принято считать человеко-машинную систему, обеспечивающую автоматизированный сбор и обработку информации, необходимых для оптимизации управленческой деятельности. Накоплен

208

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства

определенный опыт построения автоматизированных систем управления в различных направлениях деятельности [1,2]. Специфика и индивидуальные особенности конкретного производственного процесса объясняют различные подходы в решении этой задачи. Одни и те же задачи, реализуемые на ЭВМ, на разных предприятиях имеют индивидуальные алгоритмы и используют различный математический аппарат.

В электроэнергетике основное внимание сосредоточено на разработке АСУ предприятий электрических сетей и их структурных подразделений. Особый интерес представляет создание АСУ энергетических служб предприятий. Здесь чаще всего используется концепция децентрализованной обработки информации, создания локальных баз данных, предназначенных для решения задач планирования и управления, то есть АРМ специалистов и административно-управленческого персонала.

АРМ специалиста - это организационно-технологический и программно-технический вычислительный комплекс, основная цель которого - «гибкая» автоматизация функций непрограммирующих пользователей в реальном масштабе времени на базе персональной ЭВМ [1,2,3].

Основная концепция построения АРМ заключается в децентрализованной автоматизированной обработке информации на рабочем месте руководителя ЭТС, создании персональных баз данных, при необходимости локальных и глобальных сетей АРМ на базе персональных ЭВМ.

Опыт показывает, что на первых этапах внедрения АРМ сохраняется бумажная технология взаимодействия с подразделениями. Поэтому АРМ должны иметь устройства печати для формирования документов на бумажных носителях, внешнюю память для поддержания в актуальном состоянии нормативно-справочной информации и рабочих наборов данных, минимальный резервный комплект периферийных устройств ЭВМ.

209

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. ИАЭП. 2015. Вып. 86.

При таком варианте реализации АРМ на объекте организуется центр административного доступа, куда пользователь может позвонить по телефону или сформулировать устно запрос оператору. Разработка АРМ основана на следующих основных принципах: персонификации вычислений и самообучения непрограммирующего специалиста; автоформализации профессиональных знаний; автоматизации новых функций; безбумажной технологии; рационального сочетания распределенной, децентрализованной и централизованной обработки информации; а также модульности, системности и эргономичности [4].

Характерное для промышленного производства разделение труда внутри каждого предприятия приводит к технологически предметной специализации отдельных участков предприятия. Указанный подход характерен и для ЭТС как территориального, так и функционального типа. В таких условиях эффективная работа службы становится возможной лишь при тщательной согласованности деятельности всех участков. Рассматривая ЭТС как объект с дискретным или непрерывно-дискретным производственным процессом, в котором процесс обслуживания электрооборудования идет отдельными изделиями, согласование деятельности участков, агрегатов, механизмов должно обеспечить неразрывный и ритмичным технологический процесс. Для такой службы указанное согласование достигается составлением графика технических обслуживаний и ремонтов, контролем хода его

выполнения, своевременной коррекцией графика в непрерывно изменяющихся условиях производства [4].

Создание АРМ связано с рядом трудностей научного и технического характера, с затратами средств и времени на его реализацию. Признавая комплексный подход в принципе

правильным, следует признать и практическую целесообразность первоочередного использования тех отдельных подсистем общей системы управления, которые могут быть реализованы с наибольшим экономическим эффектом. С этой точки зрения применительно к АРМ ЭТС особо выгодной выглядит система управления

эксплуатационными мероприятиями с целью повышения

210

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства

эксплуатационной надежности и экономичности работы электрооборудования. Для такой системы характерно взаимосвязанное решение следующих задач [4,5,6]:

- Создание информационного обеспечения АРМ - его банка данных на машинных носителях. При этом одним из необходимых направлений при разработке информационного обеспечения является использование ЭВМ для создания системы автоматизированного сбора и обработки информации о надежности и других показателях энергообъектов [7,8,9].

- Автоматизированное составление плана-графика проведения

профилактических мероприятий по обслуживанию

электрооборудования. При этом, как правило, задача заключается во временном и количественном согласовании потока материальных и трудовых ресурсов на отдельных участках предприятия и сводится к реализации алгоритмов, определяющих такую последовательность проведения эксплуатационных мероприятий, которая обеспечивает выполнение некоторых критериев, например, уменьшение процента выхода электрооборудования из строя и снижение эксплуатационных затрат.

- Оптимизация графика по числу исполнителей и маршруту следования эксплуатационных подразделений.

- Повышение оперативности управления эксплуатационно -техническими мероприятиями на основе плана-графика, заключающееся в выработке наиболее рациональных управленческих воздействий и команд по взаимосвязанной работе всех звеньев службы и своевременной выдаче этих воздействий через АРМ.

- Обоснование оптимального резервного фонда электрооборудования предприятия и необходимого материальнотехнического обеспечения для проведения эксплуатационных мероприятий.

- Статистическая оценка эксплуатационной надежности электрооборудования.

Структурная схема решения указанных задач приведена на рисунке 1.

211

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. ИАЭП. 2015. Вып. 86.

Рис. 1. Структурная схема взаимосвязи основных задач, реализуемых в АРМ

212

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства

Качество функционирования АРМ как организационной структуры во многом определяется постановкой задач принятия решения. Задачи принятия решения представляют собой задачи распределения ресурсов между рядом объектов. Пусть имеется т ресурсов, каждый i-и ресурс - в количестве bi(l=1'm)- Эти ресурсы нужно использовать для производства п видов профилактических работ. Для производства единицы у-го вида работы необходимо а,/ единиц i-ro вида ресурса. Требуется определить, сколько какого вида работ следует произвести, чтобы объем производства профилактических работ был наилучшим для принятого критерия оптимальности [6,7].

Обозначим количество производимого у-го вида работы х7 , тогда для i-ro вида ресурса можно записать

П

^atjXj <bu

;=i

где левая часть неравенства - требуемый ресурс; правая часть -располагаемый.

Распространяя приведенную зависимость на т видов ресурсов, запишем

П

У a ij Xj < bi (i = 1. m).

(1)

Если объем производимых профилактических работ ограничить предельными значениями, то можно записать

dj < xj < Dj (j = l,nj, (2)

dj, Dj - соответственно минимальное и максимальное предельно допустимое значение объема профилактических работу-го вида.

В зависимость (1) введем дополнительные переменные yi > 0. Запишем:

П

У dijXj + Vi = Ьг (i = lTm).

>=1 (3)

xj 0 = 1,гг) и дополнительных Уг 0 = 1,тп) переменных всегда больше, чем число зависимостей т, поэтому система (3) имеет бесчисленное

213

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. ИАЭП. 2015. Вып. 86.

множество решений. Из этого бесчисленного множества следует выбрать одно - оптимальное, то есть наилучшее в некотором принятом смысле. Этот смысл определяется критерием, который назначается исходя из цели решаемой задачи.

Ресурсы всегда используются для получения некоторого результата. Поэтому в задачах распределения ресурсов возможна только одна из двух взаимно исключающих постановок: при заданных ресурсах максимизировать получаемый результат; при заданном результате минимизировать потребные ресурсы [6,7,8]. Первая постановка аналитически может быть записана так:

п „ n

Е = У CjXj -+тах; X auxi - bi (f = 1. m

;=i

rfj < Xj < Dj (j = 1~n).

где Xj - величина, которую нужно определить в результате решения задачи, такой величиной является объем профилактических работ, bj - количество заданного /-го ресурса; cj - величина, показывающая, какой вклад в результат дает единица производимых работ Хр a,j - норма расхода ресурса, то есть величина, показывающая, какое количество /-го ресурса необходимо для выполнения единицыу'-го вида работ.

Решение задачи дает нахождение таких значений хр которые обеспечивают получение при заданных ресурсах максимального результата.

Вторая постановка задачи распределения ресурсов при тех же обозначениях будет иметь вид:

(5)

где R3ad - минимально допустимое значение потребного результата.

Решение задачи (5) позволяет найти значения хр обеспечивающие минимальное использование ресурсов, при которых можно получить требующийся результат Rja().

214

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства

Использование ЭВМ в качестве органа переработки информации существенно расширяет границы системы управления за счет:

- возможности анализа альтернативных вариантов организации процесса обслуживания электрооборудования и выбора наилучшего из них;

- возможности управления процессом эксплуатации на основе не

только непосредственно изменяемых параметров, но и косвенных параметров, получаемых по определенным алгоритмам и

программам;

- прогнозирования хода технологического процесса

эксплуатации электрооборудования на основе математических моделей и выбора таких решений по управлению, которые целесообразны не только в момент их принятия, но и в последующем;

- статистического моделирования возможных ситуаций и случайных исходов при нарушении технологических процессов из-за отказов электрооборудования;

- запоминания проведенных эксплуатационных мероприятий и создания в перспективе самонастраивающихся систем управления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алиев Т.М. Автоматизация информационных процессов в интегрированных АСУ промышленными предприятиями / Т.М. Алиев, Р.А. Алиев, З.В. Халдей. М.: Энергоиздат, 1981. 141 с.

2. Хорольский В.Я. Автоматизация информационных процессов энергослужб предприятий / В.Я. Хорольский, В.Г. Жданов. Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2004. 107 с.

3. Глушков В.М. Обработка информационных массивов в автоматизированных системах управления / В.М. Глушков, В.П., А.С. Лозинский, С.Б. Погребинский, Киев.: Наукова думка, 1970. 304 с.

4. Жданов В.Г. Повышение надежности и экономичности работы электрооборудования сельскохозяйственных предприятий на основе специализированного автоматизированного рабочего места

215

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. ИАЭП. 2015. Вып. 86.

руководителя электротехнической службы : автореф. дне. ...

к.техн.наук. Зерноград, 2006.19 с.

5. Хорольский В.Я. Математическое моделирование задач

оптимизации автоматизированного управления деятельностью энергетических служб сельскохозяйственных предприятий / В.Я. Хорольский, В.Г. Жданов, Е.А. Логачева Ставрополь: ООО

«Ветеран», 2014. 116 с.

6. Логачева Е.А., Жданов В.Е. Программный комплекс для ЭВМ по планированию ремонта электрооборудования // Моделирование производственных процессов и развитие информационных систем : сб. науч. статей по материалам 2-й Международной научнопрактической конференции. Ставрополь: СтЕАУ. 15-16 ноября 2011. С. 65-67.

7. Жданов В.Е., Логачева Е.А., Кравцов А.В. Математическая

модель задачи управления процессом технического обслуживания и ремонта электрооборудования сельскохозяйственных предприятий // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве: материалы 75 научно-практической конференции

электроэнергетического факультета СтЕАУ, 2011. С. 109-115.

8. Аникуев С.В., Федосеева Т.С. Анализ организационной и функциональной структуры автоматизированной системы управления районами электрических сетей// Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве: сборник научных трудов. Ставрополь: АЕРУС, 2014.С.16-18.

9. Ракутько С.А. Эксплуатационная надежность и энергосбережение в оптических электротехнологиях АПК // Сборник научных докладов ВИМ. 2010. Т. 2. С. 379-387.

216