Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Справочник проектировщика систем автоматизации управления производством

..pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
39.87 Mб
Скачать

Активный эксперимент подразумевает сбор данных в условиях искусственных возмущений, создаваемых в соответствии с некоторой оптимальной стратегией управ­ ления экспериментом..

Принципиально возможно и прямое изучение механизма производства и всех его составляющих, на основе которых можно создать теорию процесса производства и его модель, однако ввиду большой сложности современной технологии такой метод почти не применяется, ибо требует значительных затрат и длительных сроков.

В табл. 11.4 показаны классы методов исследования производства, рекомендуемые

для определенных объектов, и соответствующий им математический аппарат.

 

Программное

обеспечение для использования

ЭВМ представлено в работе [14].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

II.4

 

Методы исслсдопания производстоа

 

 

 

 

Классы

Способы иссле­

Объекты, для которых реко­

Используемый математиче­

методов

дования

мендуется применение

 

ский аппарат

 

 

 

методов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Производство

с

непрерыв­

Системы

алгебраических и

 

 

ным стационарным техноло­

трансцендентных

уравнений-

 

 

гическим процессом

 

(числениые методы) [12]

 

Прямое матема­

Аналитическое

Производство

с

нестацио­

Дифференциальные уравне­

тическое описа­

нарным непрерывным

техно­

ния н

уравнения

математи­

ние технологи­

исследование

логическим процессом

 

ческой

физики

(численные

ческого процесса

 

 

 

 

 

 

методы) [12]

 

 

 

 

Производство с дискретным

Комбинаторика

[18];

тео­

 

 

технологическим процессом

рия графов [67]

 

 

Статистическое

Статистическое

Производство, описываемое

Метод Монте-Карло [13]

моделирование

исследование

стохастическими

 

характери­

 

 

 

 

 

 

 

стиками

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пассивный

Реальный

промышленный

Математическая статистика

 

эксперимент

объект с высокой производи­

(корреляционный,

регресси­

 

 

тельностью

и дорогостоящим

онный

дисперсионный

ана­

Эксперименталь­

 

выпускаемым продуктом

лиз) [15]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ные методы

Активный

Лабораторная

 

или

полу­

Теория

планирования

эк­

 

 

 

эксперимент

промышленная

 

установка,

сперимента [16]

 

 

 

 

реальный

промышленный

 

 

 

 

 

 

 

объект в пусковой период

 

 

 

 

 

Г Л А В А III

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ И ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ

1. СИСТЕМА СОЗДАНИЯ АСУП

Промышленное предприятие и АСУП, предназначенная для этого предприятия, являются типичными системами большого, масштаба и имеют свойства этих систем.

Задача создания большой системы требует для своего экономичного решения определенной созидающей системы, которая, в свою очередь, также является системой большого масштаба.

Процесс создания АСУП требует крупных затрат, длительных сроков, значитель­ ных усилии специалистов различного профиля, участия многих организаций, пред­ приятий (генеральный проектировщик предприятия, проектировщик АСУП, разра­ ботчик или изготовитель технических средств, органы снабжения, монтажная органи­ зация, автоматизируемое предприятие и т. д.), даже отраслей народного хозяйства (см. также ГОСТ 20914—75).

Организации, создающие АСУП, образуют систему создания АСУП (рис. III. 1). Поскольку каждая из этих организаций является системой большого масштаба, то и их сочетание является большой системой.

Организационная часть системы с'оздания АСУП (или в общем случае — АСУ) включает существующие законоположения о порядке функционирования организа­ ций'и выполнения ими всех видов работ, специальные вопросы деятельности орга­ низаций, создающих АСУП, и вопросы взаимосвязи организаций.

Специальные вопросы деятельности организаций должны как можно полнее учи­ тывать специфику создания АСУП и сводить к минимуму все виды потерь.

Работа над созданием АСУ состоит из следующих этапов: проектирование; экспер­ тиза и утверждение проекта; разработка нестандартного оборудования; комплекта­ ция оборудования, материалов, покупных изделий; монтаж; наладка; внедрение.

Под проектированием понимается процесс обоснованного выбора характеристик ' АСУП, необходимых для автоматизируемого предприятия, и разработки документа­ ции, достаточной на первом этапе проектирования для утверждения 'намеченных затрату доходов, дополнительной численности персонала, дополнительных площадей и организационно-технических решений и нз втором этапе — для заказа и комплекта­ ции оборудования и материалов, его монтажа и наладки, а также для организации работы АСУП и ее внедрения. Документы проекта должны также содержать задания проектировщикам смежных профессий, а при необходимости — задания на выполне­ ние ОКР и НИР. В проектирование входит разработка рабочих программ и их отладка, так как без этой операции программы нельзя считать законченной продукцией.

Под наладкой понимается приведение в рабочее состояние всех технических средств АСУП и обеспечение готовности их работы в процессе опробования контроль­ ных испытаний и приемки.

Под внедрением понимается процесс перехода к практическому применению решений проекта АСУП. О внедрении. АСУП можно говорить лишь тогда, когда тех­ нические средства АСУП используются для управления производством по новой тех­ нологии управления, разработанной в проекте.

Решающими этапами, по степени их влияния на качество будущей АСУ, следует признать проектирование и внедрение.

Последовательность выполнения основных этапов работ приведена на рис. III.2. В процессе выполнения первого этапа проектирования осуществление других ра­ бот нецелесообразно, так как это накладывает на проект случайные связи и отклоняет его от лучшего варианта. После утверждения проекта (это делается только после

оборудова­

наладка

ние

 

и материа­

специалисты

лы

Вузы, институты повышения квалификации, техникумы, курсы, учебные комбинаты н другие организации, готовящие специалистов для АСУ

Рис. III. 1. Система создания АСУП:----------- договорные связи; ...............финансовые связи;

-. ---методические сиязи

Этапы работ

Совмещение

во времени этапов работ

1975 г

1976 г.

1977 г.

i m г.

Проектирование

 

 

 

Экспертиза, утверж­

 

 

 

дение проекта

 

 

 

Проектирование ра­

 

_______ 1

 

бочее

Разработка нестан­ дартного оборудова­ ния

Комплектация АСУП

-1__

 

Понтаж

 

Наладка

F —

 

Внедрение

 

Рис. III.2. Ориентировочный график работы по созданию АСУП

первого этапа проектирования) предприятие получает средства для финансирования разработки нестандартного оборудования, приобретения серийно выпускаемых тех­ нических средств, материалов и т. д. Однако на этом этапе целесообразно только «зая­ вить» оборудование по заявочным спецификациям, которые подтверждаются заказ­ ными спецификациями. Эти документы выдаются проектной организацией на стадии рабочего проектирования. После получения заказных спецификации начинается комп­ лектация АСУП.

Монтажные работы начинаются после изготовления нестандартного оборудования или после получения основного оборудования в порядке комплектации.

К наладочным работам приступают после выполнения определенного объема монтажных работ.

Внедрение АСУП следует начинать в процессе рабочего проектирования, не ожи­ дая монтажа и наладки оборудования* В первую очередь внедряются шифры про­ изводственных номенклатур, формы первичных документов (если это возможно), картотеки нормативов. В реальных условиях проектирование длится несколько лет и выполняется по частям, поэтому внедрение начинается до окончания рабочего проек: тирования — после получения рабочего проекта по одной из подсистем управления или виду работ ВЦ.

Если комплектация (или разработка) оборудования выполняется по частям (напри­ мер, вначале получается оборудование ВЦ), то соответственно перестраивается и график монтажа, наладки и внедрения.

Рабочее проектирование может начинаться сразу же после утверждения проекта, однако, если разрабатывается нестандартное оборудование, то рабочий проект сле­ дует начинать после получения и утверждения документации на это оборудование, а заканчивать — после окончания его разработки.

Работы по созданию АСУП могут быть организованы по-разному. В табл. III.1 приведено рекомендуемое распределение работ и исполнителей. Затраты на создание АСУП при таком выборе исполнителей будут (при прочих равных условиях) мини­ мальными, а сама АСУП наиболее эффективна.

Наименование

этапа

Проектирование (1-й этап)

Исполнители в системе создания АСУП

Наиболее рациональный

Рекомендуемые соисполи 11тел11

исполнитель

Специализированная проектная ор­ Генпроектнровщик отрасли промыш­ ганизации — генпроектнровщик ленности АСУП

Экспертиза

и ут­

Генпроектнровщик и автоматизируе­

Специализированная проектная ор­

верждение

про­

мое предприятие

ганизация

генпроектнровщик

екта

 

 

 

АСУП

 

 

Проектирование

Специализированная проектная орга­

Генпроектнровщик отрасли промыш­

(2-й этап)

 

низация

— генпроектнровщик

ленности

 

 

 

 

АСУП

 

 

 

 

Разработка

не­

СКВ, ОКБ и НИИ Министерства

 

 

 

стандартного

приборостроения, средств автома­

 

 

 

оборудовапия

тизации и систем управления

 

 

 

Комплектация

Автоматизируемое предприятие через

Авторский надзор генпроектировщи-

 

 

Глашсомплекты и Главснабы

ка АСУП

и

генпроёктировщнка

 

 

 

 

отрасли промышленности

Монтаж

 

Специализированная монтажная ор­

 

 

 

 

 

ганизация

Министерства монтаж­

 

 

 

 

 

ных и специальных строительных

 

 

 

 

 

работ

 

 

 

 

Наладка

 

Специализированная наладочная ор­

Наладчики

заводов-изгоговителей

 

 

ганизации

Министерства монтаж­

технических средств

 

 

ных и специальных строительных

 

 

 

 

 

работ

 

 

 

 

Внедрение

 

Автоматизируемое предприятие

Генпроектнровщик отрасли промыш­

 

 

 

 

ленности,

 

генпроектнровщик

 

 

 

 

АСУП, разработчик нестандарт­

 

 

 

 

ного оборудования

Распределение затрат времени и средств по этапам создания АСУП приведены в табл. II 1.2. Для иллюстрации специально выбраны четыре разных объекта, которые расположены в порядке возрастания затрат. АСУП завода электромонтажных изде­ лий ЗЭМИ-4 построена в основном на арендуемых технических средствах. АСУП домостроительного комбината ДСК-3 — на специальной аппаратуре оперативного управления («Автодиспетчер» домостроительного комбината), АСУП завода «Красный резинщик» основана на малой ЭВМ «АТЭ-80» и СПМ, АСУП Черниговского ком­ бината химических волокон нм. 50 лет Великой Октябрьской социалистической рево­ люции — на ЭВМ «Минск-32» и системе «Харьков-2».

Время и затраты, приведенные в таблице, потребовались для разработки первых систем такого рода. Использование этих данных для повторных объектов потребует их корректировки.

Снижение затрат на проектирование АСУП возможно и в определенной степени будет достигнуто при соблюдении рекомендаций настоящего справочника.

Затраты на экспертизу и утверждение проекта сравнительно со стоимостью проекта невелики и поэтому не учитываются.

Стоимость оборудования АСУП обычно составляет значительную часть затрат. Для снижения ее необходимы обоснованный выбор оборудования (см. гл. X, XI),

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

III,2

Распределение затрат на создание АСУП (уровень

1969 г.)

 

 

Завод электро­

Домострои­

Завод ^резино­

Комбинат

хи­

монтажных

тельный ком­

технических

мических

изделия

бинат

изделий

волокон

Наименование этапа

 

Ресур-

 

Ресур-

 

 

 

Ресур-

Время,

Время,

Время,

РесурВремя,

СЫ. %

%

СЫ, %

%

СЫ, %

%

СЫ, %

%

Проектирование (проектное задание)

Экспертиза утверждение проекта .............................

Рабочее проектирование . . .

Разработка нестандартного оборудовании

Комплектация

Монтаж Наладка . Внедрение

3,9

3,5

2,4

7,9

4,4

7,0

1,0

5,4

__

2.3

_

3.9

18,4

4,6

_

2,7

63,2

46,6

4,9

13,7

23,2

4.3

16,3

__

.

1.2

3.9

19,0

9.3

42,9

21,6

5,1

4,6

81,6

23.5

43.8

9.3

43.4

5,4

4,9

23.5

1.2

1.5

1.1

5,4

21.5

24,4

"3,3

11,8

7,0

18,6

3.6

21,6

6.3

18,6

1.6

11.8

6,1

26,5

3.7

21.6

И т о г Q

100

100

100

100

100

100

100

100

типизация и стандартизация всех элементов АСУП (см. гл

XIV, п. 5), повышение

качества технических средств и их эффективности и т. п.

В системе создания АСУП стоимость аппаратуры определяётся работами, прово­ димыми на первых двух этапах (стадии проектирования и утверждения -проекта). На стадии рабочего проектирования стоимость, аппаратуры уточняется и не можег превышать утвержденной суммы затрат.

Стоимость монтажа аппаратуры АСУП в значительной мере зависит от используе­ мой аппаратуры. Так, применение СПВ с уплотненными каналами связи резко снижает количество расходуемого кабеля, затраты на монтаж, и т. п. Снижение стои­ мости монтажа может быть достигнуто в системе создания АСУП за счет принятия следующих мер: составления в проекте удобного графика выполнения монтажных работ, своевременного материального обеспечения и сокращения сроков монтажа, оказания технической помощи, авторского надзора и т. п. Привлечение для монтажа АСУП специалистов по КИП и автоматике позволяет выполнять его качественно и

всрок.

Всоставе АСУП имеются разнообразные технические средства. Крупные машины

исистемы, как правило, налаживаются заводами-изготовителями. Поручать их наладку другим, даже самым квалифицированным специалистам, не рекомендуется

по ряду причин. Наладка же^всех датчиков, мелких приборов и пуск технических систем управления (ТСУ) в комплексе должна поручаться специальным наладочным организациям по КИП и автоматике и специалистам, которые будут эксплуатировать АСУП.

Внедрение АСУП требует значительных затрат, которые могут быть снижены при хорошей организации этого процесса (см. гл. XV).

Процесс создания АСУП может быть оптимизирован по стоимости или по времени. При построении процесса по минимуму затрат удлинятся сроки создания АСУП за счет исключения совмещения этапов (рис. III.2) и потерь от «замороженных» капи­ таловложений.

При построении процесса с минимальным временем создания АСУП увеличиваются затраты, в том числе за счет переделок, доработок и т. п. Рекомендуется выбирать промежуточный вариант, подобный показанному на рис. II 1.2.

Типизация проектных решений позволяет снизить затраты времени и средств. Методы типизации см. табл. XX. 1.

Роль и место проектирования в процессе создания АСУП. Основными этапами создания АСУП являются проектирование и внедрение. Качество проектирования определяет качество АСУП, ее эффективность, стоимость, экономичность, надежность, приспособляемость и другие показатели. Качество внедрения обеспечивает достиже­ ние АСУП проектных показателей.

Известен ряд примеров неудачного внедрения АСУП [174].

Самые удачные проектные решения могут быть опорочены в процессе внедрения и, наоборот, неудачные решения в процессе внедрения могут быть исправлены.

Проект закладывает основы АСУП, но не гарантирует ее качества. На последую­ щих этапах создания АСУП проектные решения могут оказаться несостоятельными, так как изменение внутренней и внешней ситуации на автоматизируемом предприятии способно нарушить гармонию между предприятием и проектируемой АСУП. Ошибки проектирования и несоответствие проектных решений изменившейся ситуации могут быть исправлены, но это всегда приводит к дополнительным затратам.

Впроцессе проектирования выбирают основные направления действия АСУП

итем закладывают основы ее экономичности. При проектировании учитывают, взвешивают все обстоятельства, связанные с особенностями объекта автоматизации, особенностями внедрения, развитием предприятия, его внешними связями.

Проект определяет границы финансирования для всех остальных этапов создания АСУП (кроме наладки и внедрения).

Разработкой проекта деятельность проектной организации не заканчивается. Она обязана оказывать техническую помощь (авторский надзор) при-выполнении остальных этапов создания АСУП: монтажа, наладки, внедрения и др. Изменения на всех этапах до сдачи АСУП в эксплуатацию могут вноситься только с согласия генпроектировщика АСУП.

Всвязи с тем, что в качестве генпроектировщика АСУП рекомендуется специали­ зированная проектная организация, которая в силу специфики выполняет проекты АСУП для многих предприятий и имеет необходимый опыт, ее советы и рекомендации в процессе осуществления авторского надзора имеют определенную ценность для пред­ приятия.

По этой же причине следует рекомендовать широкое привлечение проектировщи­ ков к работам по внедрению проекта.

Таким образом, в процессах создания АСУП проектирование и проектировщики АСУП занимают центральное место.

2. ОБЪЕМ И ПРОГРАММА ПРОЕКТНЫХ РАБОТ. СМЕТА НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

До 1970 г. имелись следующие стадии проектирования: проектное задание, техни­ ческий проект, рабочие чертежи. После Постановления ЦК КПСС и Совета Министров

СССР «Об улучшении проектно-сметного дела», принятого в 1969 г., все проектирова­ ние выполняется в одну стадию (технорабочий проект) и в две стадии (технический проект и рабочие чертежи). Допускается также для крупных, сложных и новых объектов, проектирование которых ведется впервые, с разрешения инстанции, утвер­ ждающей технический проект, выполнять его доработку. При этом проектирование ведется как бы в три стадии: технический проект, доработка технического проекта, рабочий проект (см. п. 15 СН 202.69 [19]).

Проектирование АСУП выполняется в одну или две стадии 1 (см. СН 202.76). Проект может охватывать отдельный участок производства, цех, производство (корпус), отдельную службу заводоуправления или все предприятие. Рекомендуется выполнять проекты для АСУП, охватывающей предприятие в целом.

В зависимости от принятого уровня автоматизации управления можно выделить три основных группы проектов:

1)проекты автоматизации (механизации) вычислительных работ;

2)'проекты автоматизации (механизации) оперативного управления;

3)проекты комплексной автоматизации управления.

К первой группе относятся работы по созданию машиносчетного бюро (МСБ), машиносчетной станции (МСС) и вычислительного центра (ВЦ) с ручной доставкой и выводом основных объемов информации.

Ко второй группе относятся проекты местных систем управления и централизо­ ванных систем оперативного управления производством (см. гл. XI, п. 1 и 2). Эти проекты отличаются применением средств автоматического сбора и вывода информа­ ции в реальном масштабе времени и использованием ограниченных средств обработки

1 Состав проектов см. гл. XIV, п. 1.

информации (не более вычислителя, выполняющего первичную переработку информа­ ции в масштабе времени функционирования предприятия по нескольким алгоритмам).

Проекты комплексной автоматизации управления — это проекты комплексных АСУП (см. гл. XI, п. 3), автоматизирующих сбор, переработку и вывод информации и решающих ряд задач управления.

Рекомендуемый объем проектирования для различных групп проектов при двух­ стадийном проектировании приведен в табл. II 1.3, где«+» означает наличие опреде­ ленной части проекта.

Наименование группы проектов

Автоматизация вычислитель­ ных работ (ВЦ, МСС, МСБ)

Автоматизация оперативного управления

Комплексная автоматизация управления

Объем проектов АСУП

Технический проект (1-я стадия проектирования)

Основные положения

Анализпотоков информации

PQ

СПВ

Экономическое обоснование

 

 

Ef

 

 

+

-1-

+

+

+

+

+

+

+

+

1

+

т

Т а б л и ц а IJ 1.3

Рабочие чертежи (2-я стадия про­ ектирования)

Смета

со

СПв

 

ЕГ

 

+

+

+

+

+

+

+

Из таблицы видно, что технический проект первой группы проектов рекомендует­ ся выпускать в четырех частях, второй — в пяти частях, третьей — в шести частях.

На стадии технического проекта выполняется обследование предприятия, вклю­ чающее сбор:

а) исходных данных для экономического обоснования эффективности; б) технико-экономических данных для проектирования автоматизированной

системы управления; в) технических исходных данных для выбора технических средств системы сбора

и первичной переработки информации.

Расчет стоимости изыскательных и проектных работ представлен в ряде работ [19, 20].

Стоимость подготовительных работ (обследование, составление рекомендаций, предварительный расчет сроков окупаемости), как правило, определяется по факти­ ческим затратам времени (по человеко-дням) по форме Зп. Для каждого из этапов подготовительных работ производится расчет потребности времени специалистов по категориям. Исходя из отпускной стоимости человеко-дня, определяется сметная стоимость этапа. Перед окончанием этапа рекомендуется произвести контрольную сверку фактических затрат и уточнить смету.

Стоимость собственно проектных работ технического и рабочих чертежей для проектов АСУП до 1969 г. определялась по ч. 31 СУПС (табл. III.4) L20J. Основой этого расчета был принят «элемент автоматизации», который в случае проекта АСУП может быть учтен как прибор измерения параметра, сигнальное устройство, датчик ручного ввода информации, датчик работы оборудования и т. п.; как вычисление (по количеству преобразованной инфор­ мации в логических устройствах вычислительных машин или блоков); как сигнализатор,

индикатор, печать и т. п.

Информация, выводимая к нескольким служебным лицам, например диспетчерам, учи­ тывалась отдельно, если она разделялась с помощью логических схем и устройств.

Согласно п. 3 разд. 3 ч. 31 СУПС [20] для проектов АСУП применялась 3-я категория сложности. Подсчет общего числа элементов автоматизации для расчета стоимости по табл. 44

ч. 31 СУПС производился в целом для всего технического комплекса. Если на объекте уста­ навливались несколько оперативно увязанных, но технически независимых систем, то стой* мость работ определялась отдельно для каждой системы, а затем суммировалась.

Стоимость проектирования автоматики с 1 января 1969 г. определяется по новым справочникам и укрупненным показателям стоимости проектных и изыскательских работ (СУПС) в процентах от общей стоимости строительно-монтажных работ по объекту. Доля стоимости проектирования АСУП еще не установлена, поэтому сметы на проектирование АСУП выполняются по фактическим затратам в человеко-днях (по форме Зп). Однако установление твердых цен на проектирование АСУП является актуальной задачей, так как это нацелило бы проектные организации на борьбу за более высокие экономические показатели. Твердые цены обеспечивают: экономич­ ность проектирования, единообразие выполнения проектных работ, снижение себе­ стоимости проектирования, снижение цен на проектирование через определенные периоды.

Основные требования к методу оценки стоимости проектирования АСУП следую­ щие: простота оценки, наглядность, допустимая точность (т. е. пропорциональность оценки фактическим затратам проектной организации), сравнимость, возможность контроля, стабильность, легкость изменения цен (т. е. переоценки).

Для удовлетворения этих требований необходимо найти такие характеристики автоматизируемого предприятия, которые больше всего влияют на проект АСУП. Специальные исследования позволили выявить эти характеристики:

хх — годовой объем производимой продукции в млн. руб.; х2 — процент непрерывных технологических операций от общего числа операций;

х3 — соотношение массового, серийного и индивидуального производства (в спе­ циальных единицах измерения);

лг4 — процент рабочих станочников и ремонтников от общего числа работающих. Сравнение зависимостей объема С проектов от этих характеристик показало, что наиболее строго объем проекта зависит от xv Такие зависимости приведены на рис. Ш .З. Штриховой линией показана зависимость для проектов автоматизации опера­ тивного управления, сплошной линией — для комплексной автоматизации управле­

ния.

Исходя из сказанного и учитывая среднестатистическую стоимость одной форматки проекта АСУП, институт «Тяжпромавтоматика» предложил метод оценки стоимости проектирования АСУП, основанный на использовании данных, приведенных в табл. II 1.4.

Количество

Т а б л и ц а

II 1.4

Примерная стоимость

 

 

разработки проектов АСУП

 

в тыс. руб.

 

 

Годовой объем

 

Рабо­

 

производства

Техни­

 

автоматизи­

чие

 

руемого пред­

ческий

черте­

 

приятия

проект

жи

 

в млн. руб.

 

 

 

10

70

250

 

30

70

300

 

50

80

350

 

100

80

400

 

150

90

500

 

200

90

550

 

300

100

600

 

400

100

700

Рис. 111.3. Зависимость объема проекта от объема производ­

500

110

750

ства автоматизированного предприятия

 

 

 

Соседние файлы в папке книги