Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Одной из тенденций развития
современного производства является интеграция смежных
технологических процессов в одни автоматизированный
технологический комплекс (АТК). В АТК взаимосвязь технологических
процессов осуществляется на основе функционирования
автоматизированных алгоритмов управления, совокупность которых образует один из компонентов АТК.
Комплексное исследование взаимосвязанного функционирования технологических и организационных компонентов АТК на предварительных этапах проектирования обеспечивает значительное улучшение характеристик АТК. Важным этапом в интеграции исследований функционирования организационных и технологических компонентов АТК является разработка и внедрение в практику проектирования автоматизированных средств для проведения рассматриваемых исследований, с. помощью которых решается задача согласованного выбора состава оборудования н управляющих подсистем.
Одним из таких средств является метод машинной имитации. Однако в настоящее время опыт разработки н использования имитационных моделей и систем для. проведения выделенных исследований функционирования АТК непрерывно-дискретного типа, к которым относятся рассматриваемые в диссертации АТК металлургического производства, ограничен.
Исходя из вышесказанного, представляется актуальным развитие теории имитационного моделирования и создание на этой основе проблемно-ориентированных имитационных моделей и систем для проведения выделенных исследований АТК непрерывно-дискретного типа, в том . числе объектов металлургического производства, рассматриваемых в диссертации.
Целью диссертационной работы является создание и внедрение в практику исследований и проектирования АТК систем имитационного моделирования, предназначенных для решения задач согласованного выбора состава оборудования н параметров управляющих подсистем АТК. а также для анализа и синтеза оперативных и календарных планов производства. В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи:
1.Исследование процессов проектирования выбранных в качестве примеров производств для выделения задач, решение которых определяет согласованный выбор состава оборудования и управляющих
- 2 -систем.
2.0боснованйс использования метода имитационного
моделирования для решения выделенных задач.
3.Формирование структуры программного и информационного обеспечения имитационных систем и моделей, которые ориентированы на использование в выделенных исследованиях АТК-
4.Анализ особенностей выделенных исследований АТК и на его основе выбор языковых и программных средств реализации имитационных моделей.
5.Разработка для ряда конкретных металлургических производств имитационных систем, опыт создания и использования которых обобщается в методику построения и использования имитационных моделей АТК, Ориентированных на решение поставленных задач и реализуемых в среде языковых и программных версий семейства GPSS.
б/Совершенствование и адаптация к различным условиям эксплуатации разработанных алгоритмических и программных средств имитации, процедур анализа и синтеза проектных решений, а также процедур взаимодействия пользователей с процедурами исследований.
Методы исследования. В основу исследований диссертационной работы -положены методы системного анализа и имитационного моделирования. Проверка обоснованности предложенной методики и разработанных моделей проводилась на основе реальных проектов ряда металлургических комплексов. Йа'уч'на'я 'новизна состоит в :
формировании комплекса человеко-машинных процедур для решения задачи согласованного выбора состава оборудования и управляющих подсистем АТК на основе имитационного моделнрованнн организационнно-технологнческих аспектов функционирования АТК и синтеза интегральных показателей эффективности функционирования;
разработке структуры информационного и программного обеспечения имитационных систем, предназначенных для исследования организационных и технологических характеристик функционирования рассматриваемых АТК;
методике построения имитационных моделей организационно-технологического функционирования АТК в условиях применения языковых и программных средств семейства GPSS;
разработке моделей и программ имитации для ряда конкретных производств комплекса "Сталь-Прокат", в которых предложены и исследуются оригинальные эвристические алгоритмы организации
производства.
Практическая ценность. Результаты работы доведены до уровня программ ЭВМ н являются основой методического, алгоритмического и программного обеспечения систем автоматизированного проектирования производств комплекса "Сталь-Прокат", которые внедрены в ряде институтов по проектированию металлургических заводов (САПР "Сталь" и САПР "Прокат"). Использование разработок позволило повысить качество и обоснованность проектных решений за счет многовариантности н детализации их проработки, что позволило обосновать сокращение капитальных и эксплуатационных расходов на проектируемых объектах (сокращение излишков основного н вспомогательного оборудования, устранение "узких мест" в производстве, экономия энергетических ресурсов и т.д.).
Использование результатов работы при анализе реконструируемых объектов помогает обосновывать этапы освоения производственных мощностей, обеспечивает рациональное использование оборудования при изменениях в технологии или в производственных программах.
Применение разработок повышает уровень аналитической работы, пользователей-проектировщиков за счет автоматизированного проведения расчетов и формирования на машинных носителях аналитической информации, используемой для организации нндргрированцой системы проектирования рассматриваемых объектов.
Внедрение. Результаты диссертации были использованы при выполнении ряда договоров Института, проблем управления с институтами по проектированию металлургических зазодс;в (ГИПРОМЕЗ, ЛЕНГИПРОМЕЗ, УКРГИПРОМЕЗ и УРАЛГИПРО.*1ЕЗ), включены а состав отраслевых САПР "Сталь" и САПР "Прокат". Облети экрнрмически() эффект от внедрения разработок состави^ брлер 220» тыс.рубле$ В ценах до 1990 года.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены; н обсуждены на Международных симпозиумах и семинарах: "Алгоритмы оперативного планирования и управления производством" (Карловы Вары, ЧССР, 1988г.), "Имитация систем" (Одесса, 1990г); на Конференциях молодых ученых Института проблем управления, а также на других конференциях и семинарах.
Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 8 печатных работах, в том числе 1 без соавторов.
Структура работы. Диссертация состоит из введения и трех глав, списка литературы из Щ наименований, приложений. Объем
основного текста диссертации - 143 машинописных страниц,
27 рисунков, 14 таблиц. Приложения включают - 78 страниц.
