Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ПОСТАНОВКА. ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЙ ПРИЁМОМ ЗЕРНА НА ЭЛЕВАТОРЕ С ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
І.1. Описание технологического процесса ІО
1.2. Содержательная постановка задачи -Ї8
1,3« Математическая постановка задачи 23
1.4. Анализ методов исследования производственных процессов на элеваторах • 30
1.5. Выводы к первой главе 39
2. ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИЁМОМ ЗЕРНА НА ЭЛЕВАТОРЕ С ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
2.1. Принципы построения модели
2.2. Функциональная модель участка элеватора по приёму зерна с ж.д. транспорта 54
2.2.1.Структура функциональной модели участка
2.2.2. Блоки параметров пассивных элементов 59
2.2.3. Блоки параметров активных элементов 6І
2.2.4. Модули имитации функционирования типовых активных элементов 67
2.3. Генератор заявок модели
2.4. Функциональная модель управления материальными потоками системы
2.4.1. Структура и организация модели управления « 87
2.4.2. Блоки функциональной модели управления
2.4.3. Модуль управления потоком заявок
2.5. Управление процессом моделирования 107
2.6. Алгоритм вычисления значений критерия эффективности функционирования системы
2.7. Технологический процесс формирования модели 119
2.8. Выводы ко второй главе 126
3. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВА ОБОРУДОВАНИЯ И ПАРАМЕТРОВ АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ
3.1. Анализ проблем, поставленных рассматриваемыми задачами оптимизации, а также возможных методов их решения
3.2. Алгоритм оптимизации состава оборудования участка 132
3.3. Оптимизация параметров управления 146
3.4. Выводы к третьей главе 151
4. АНАЛИЗ АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛЕЙ. РЕШЕНИЕ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ НА КОНКРЕТНОГО ОБЪЕКТА
4.1. Анализ адекватности моделей /S3
4.2. Оптимизация состава оборудования на участке приёма зерна с ж.д. транспорта элеватора БП
4.3. Оптимизация параметров управления приёмом зерна на элеваторе БП-4ХІ75 175
4 4. Выводы к четвертой главе 181
5. ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
6. ЛИТЕРАТУРА
7. ПРИЛОЖЕНИЯ 1
Введение к работе
Неуклонный рост благосостояния советских людей и все бо-более полное удовлетворение их жизненных запросов является одним из важнейших программных требований КПСС, На ХХУІ съезде КПСС была выдвинута широкая программа социального развития и повышения благосостояния, а на первый план поставлена задача улучшения снабжения населения продуктами питания /" /, / 7. Для решения этой задачи разработана Продовольственная программа, которая является важнейшей составной частью экономической стратегии партии на ближайшее десятилетие /V.37»
В Продовольственной программе подчеркивается, что ускоренное и устойчивое наращивание производства зерна - ключевая проблема в сельском хозяйстве. Необходимо в ближайшие годы обеспечить возрастающие потребности страны в высококачественном продовольственном и фуражном зерне и иметь необходимые государственные резервы. Намечено увеличить производство зерна в одиннадцатой пятилетке до 238-243 млн. тонн, а в двенадцатой - до 250-255 млн,тонн. При этом подчеркивается необходимость осуществления мер по повышению качества зерна, сокращению его потерь в про цессе заготовки, транспортировки и хранения. Вместе с ростом производства зерна предусматривается дальнейшее увеличение производственных мощностей и технической оснащенности предприятий элеваторной промышленности, на которые возлагается задача обеспечения приёма, доведения до заданных кондиций и хранения зерна.
Одним из основных направлений реализации Продовольственной программы является всемерное улучшение использования производственно-технического потенциала агропромышленного комплекса и материальных ресурсов /42 7. Это направление предполагает переход к интенсивным методам ведения хозяйства, лучшему использованию имеющихся ресурсов, резервов повышения производства и снижению себестоимости продукции. Успешное выполнение повышенных требований, поставленных перед отраслью заготовок Продовольственной программой, во многом определяется четкой организацией взаимодействия её со смежными отраслями народного хозяйства, в том числе и с транспортом.
Рост производства зерна предполагает увеличение объёмов его перевозок по стране, основная часть которых осуществляется в настоящее время железнодорожным транспортом. На долю железнодорожного транспорта приходится сейчас около 75 % общего объёма перевозок в стране, причем доля зерна в этом объёме составляет Ь-Ч%, а в период заготовок достигает 2%$.8J. Издержки предприятий элеваторной промышленности, связанные с железнодрожными перевозками зерна составляют около 30% от общей суммы издержек обращения. Они составляют значительную сумму, так в 1976 году они составили 496 млн.руб.#.Л7.
Одним из резервов снижения этих затрат является повышение эффективности работ по приёму зерна с железнодорожного транспорта. Обследование предприятий отрасли показало, что на многих из них разгрузка вагонов ведется медленно и имеются большие сверхнормативные простои вагонов. Так, по Ростовской области за 1976 год они составили 206 тыс. ваг-часов, а предприятия выплатили железной дороге штраф в размере 299 тыс.руб., то есть, в среднем по 2 руб. 76 коп. на один вагон. Причиной сверхнормативных простоев чаще всего является недостаточная техническая оснащенность предприятий по приёму зерна с железнодорожного транспорта, а также недостатки в организации работ и системе управления процессом. Повышение эффективности работ по приёму зерна путем устранения этих недостатков может снизить затраты на единицу продукции и дать большой экономический эффект, а также уменьшить простои вагонов под разгрузкой, что благоприятно отразится на функционировании железнодорожного транспорта в целом. Эта задача может быть решена на основе анализа технологического процесса обработки поступающих вагонов с зерном на каждом конкретном предприятии, оптимизации его технической оснащенности и методов управления процессом.
Важнейшим условием успешной реализации Продовольственной программы является укрепление материально-технической базы всех отраслей агропромышленного комплекса. Намечено завершить в основном в период до 1990 года перевооружение предприятий отрасли на новой технической основе. Большие средства выделены и для развития технической базы отрасли заготовок, они будут использованы для строительства новых элеваторов и перевооружения высокопроизводительным, современным оборудованием действующих предприятий [3.6] ь Необходимо, чтобы эти средства использовались с максимальной отдачей, чтобы все технологические линии новых элеваторов и техническая оснащенность реконструированных участков действующих предприятий позволяли максимально снизить затраты на проведение технологических операций с зерном.
Это условие требует повышения эффективности методов управления отраслью, в том числе и методов управления развитием технической оснащенностью предприятий. Последнее предполагает повышение эффективности капиталовложений на реконструкцию действующих и строительство новых предприятий, повышение эффективности проектирования и качества проектных решений.
При проектировании новых и реконструкции существующих элеваторов возникает задача определения необходимой технической оснащенности элеваторов по приёму зерна с железнодорожного транспорта. Применяемые в настоящее время методы её определения J не учитывают, в достаточной мере, случайный характер поступления вагонов на элеватор, качество поступающего зерна, индивидуальные особенности конкретного предприятия, применяемые методы управления процессом приёма зерна, не позволяют рассчитать простои транспортных и маневровых средств в процессе разгрузки. Поэтому на многих предприятиях отрасли техническая оснащенность участков по приёму зерна с железнодорожного транспорта не соответствует оптимальной, что увеличивает затраты на проведение этой операции, снижает эффективность функционирования элеватора в целом. Кроме того, даже при определенной мощности приёмного фронта у проектировщиков обычно возникает несколько вариантов его схемной реализации, но для их оценки и выбора наилучшего из них не имеется методов и средств.
Целью данной работы является повышение качества технологического проектирования, эффективности капитальных вложений на реконструкцию и снижение затрат по приёму зерна с ж,д. транспорта на элеваторах, путем разработки и внедрения методов оптимизации элементов системы управления процессом. Поставленные цели достигаются в процессе технологического проектирования реконструкций действующих предприятий, за счет оптимизации состава оборудования на рассматриваемом участке элеватора, а так же при разработке организационно-технических мероприятий по совершенствованию управления процессом, за счет оптимизации параметров применяемых алгоритмов управления.
Направлением реализации поставленных в работе задач является использование методов анализа и оптимизации сложных систем, а необходимой основой являются результаты, полученные в работах, посвященных использованию математических методов и вычислительной техники для анализа и совершенствования производственных процессов на элеваторах и железнодорожном транспорте.
Научная новизна работы заключается в достижении следующих основных результатов:
- формализована общая задача оптимизации системы управления приемом .зерна с ж.-д. транспорта на элеваторе, выделены и поставлены составляющие ее частные задачи;
- выявлены типовые функциональные элементы системы, определены принципы их сопряжения и взаимодействия, выявлены параметры управления процессом;
- разработана универсальная модель системы управления процессом и методика автоматизированного формирования моделей возможных вариантов системы, определяемых конфигурацией конкретного объекта;
- обоснован критерий оптимизации - годовые приведенные затраты по транспорту и элеватору на тонну принимаемого зерна, разработан алгоритм вычисления значений критерия на основе результатов имитационного моделирования работы участка;
- разработана методика оптимизации выявленных параметров управления процессом;
- разработана человеко-машинная процедура последовательной оптимизации состава оборудования участков приема зерна и методика ее использования при разработке пректов реконструкции этих участков.
Практическая ценность работы заключается в том, что разработанные методы позволяют повысить качество проектирования и эффективность капитальных вложений на реконструкцию действующих предприятий , а также снизить затраты по приему зерна с ж.д. транспорта.
Полученные в работе результаты положены в основу программного, информационного и методического обеспечения задачи "Анализ приемной способности элеваторов с железнодорожного транспорта" подсистемы "Управление элеваторной промышленностью" ОАСУ Мянзага СССР. Задача сдана в промышленную эксплуатацию в Новосибирском и Воронежском областных управлениях хлебопродуктов.
Результаты работы составили основу отдельных положений "Временной методики обследования и составления требований по развитию и реконструкции действующих хлебозаготовительных предприятий", утвержденной по Минзагу СССР в 1984г.
