Введение к работе
Актуальность темы
Основным представителем радиоэлектронной промышленности г. Мурома является ОАО «Муромский радиозавод», осуществляющий разработку и изготовление аппаратуры оперативной связи, оповещения, трансляции и сигнализации. Одной из целей предприятия является повышение эффективности функционирования производственных систем за счет увеличения загрузки оборудования и персонала и снижения производственных издержек.
Эффективным методом повышения производительности труда является применение автоматизированных систем управления производственными и технологическими процессами. Поэтому задаче создания более совершенных автоматизированных систем управления постоянно посвящается достаточно большое число научных исследований и работ.
Большой вклад своими исследованиями и научными работами в развитие концепции управления предприятием, составной частью которой является создание автоматизированных систем управления производственными процессами предприятий, внесли Костров А.В., Бакулин Е. П., Жирнов В.И., Мочалов СП., Кореньков Д.И., Макаров Р.И., Хорошева Е.Р., Федосеев С.А., Козловский В.А.
Однако, как показал анализ состояния проблемы, вопросы разработки и внедрения автоматизированных систем управления производственными процессами радиоэлектронной промышленности носят локальный и разрозненный характер по области применения. Это связано с тем, что большинство процессов деятельности радиоэлектронных производств напрямую связано с деятельностью, зависящей от изменений параметров внешней и внутренней среды. Причем большинство технологических и производственных работ выполняются с непостоянным темпом работы, который обуславливается многими факторами. Эти факторы усложняют формализацию представления производственных процессов. При разработке алгоритмов управления создание математической модели производственных процессов с учетом стационарных и нестационарных параметров и критериев является важной и весьма актуальной задачей. В связи с этим необходимо при построении математической модели управления учесть векторность оптимизируемых параметров и размерность системы, а также многокритериальность поставленной производственной задачи.
В настоящее время созданы и используются различные алгоритмы и методы управления производственными и технологическими процессами. Отдельные вопросы разработки и исследования таких алгоритмов рассматриваются в работах Кузина Б.И., Стивенсона В.Дж., Дотзабаева К.Т., Гритина А.Т., Джура-баевой Г.К. Однако, существующие на сегодняшний день алгоритмы и методы не в полной мере решают задачи управления производственными процессами в связи с появлением новых информационных технологий и сложной структурой организации производства. Поэтому возникает необходимость разработки и исследования алгоритмов и модификации методов, позволяющих проводить управление производственными и технологическими процессами.
Таким образом, весьма актуальной является задача разработки автоматизированного комплекса управления, который включает в себя определение оптимальных параметров производственных процессов радиоэлектронной промышленности по разработанной математической модели многокритериального управления.
Объект исследования - ОАО «Муромский радиозавод».
Предмет исследования - система ввода, анализа, прогнозирования данных о производственных системах, многокритериальное управление технологическими и производственными процессами предприятий радиоэлектронной промышленности.
Цель диссертационной работы - повышение эффективности функционирования производственных систем с помощью автоматизированных систем многокритериального управления с учетом векторности оптимизируемых параметров.
В работе формулируются и решаются определенные задачи, необходимые для достижения поставленной цели.
Задачи исследования:
анализ и исследование технологических процессов на конкретном предприятии радиоэлектронной промышленности;
разработка функциональной модели автоматизированной системы управления процессами радиоэлектронного производства;
исследование и разработка математической модели многокритериального управления производственными процессами с последовательной ячеистой структурой предприятия радиоэлектронной промышленности;
разработка алгоритмов векторного управления с учетом нестационарности производственных процессов и их структуры;
создание автоматизированной системы управления производственными процессами на базе разработанных математической модели и алгоритмов;
с помощью разработанной математической модели производится исследование и определение Парето-оптимальных решений в зависимости от анализа критериев эффективности системы.
Методы исследования
При проведении исследований и разработок были использованы теория систем и системный анализ, теория массового обслуживания, методы оптимизации, теория принятия решений, теория графов, теория нечетких множеств, теория генетических алгоритмов.
Научная новизна и теоретическая значимость полученных результатов заключается в том, что:
на основе исследования особенностей производственных процессов разработана функциональная модель автоматизированного управления процессами с последовательной ячеистой структурой;
разработаны алгоритмы векторного управления процессами радиоэлектронного производства с учетом особенностей полученной модели функционирования;
3) на основе функциональной и математической моделей разработано программное обеспечение для системы автоматизированного управления производственными процессами с заданной структурой по ряду критериев.
Результаты работы, имеющие практическую значимость:
разработанная математическая модель многокритериального управления процессами радиоэлектронного производства способна решать задачи управления с высокой размерностью системы и наличием дискретных и векторных компонент в составе вектора оптимизируемых параметров;
разработанные алгоритмы многомерного управления процессами обеспечили решение производственных задач с учетом сложного процесса производства;
разработанный программный комплекс может определить эффективную организацию производственного процесса промышленного предприятия за счет исследования полученных Парето-оптимальных решений. Разработанная автоматизированная система может быть использована при решении практических задач управления производственными процессами на предприятиях с подобными производствами.
Реализация и внедрение результатов. Разработанные в диссертации функциональные и математические модели и алгоритмы использовались:
на промышленном предприятии ОАО «Муромский радиозавод»;
в учебном процессе на кафедре Электроники и вычислительной техники Муромского института Владимирского государственного университета.
Внедрение результатов диссертационной работы подтверждено соответствующими актами.
Основные положения, выносимые на защиту:
математическая модель управления производственными процессами с последовательной ячеистой структурой на базе представления процессов в виде нестационарной системы обслуживания;
функциональная модель автоматизированной системы управления производственными процессами предприятий радиоэлектронной промышленности;
алгоритмы векторного управления производственными процессами с учетом стохастических и детерминированных методов локального и глобального поиска.
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах:
XXXIV, XXXV Международных научных конференциях «Гагаринские чтения», (г. Москва, 2008 - 2009);
XXVII Международной научной конференции «Туполевские чтения», (г. Казань, 2008);
I, II Всероссийских межвузовских научных конференциях «Зворыкин-ские чтения», (г.Муром, 2009 - 2010);
V Международной научно-технической конференция «Информационные технологии в науке, образовании и производстве» (г. Орел, 2010).
Публикации по работе. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, из них 3 публикации в журналах, входящих в перечень рекомендованных изданий ВАК РФ, 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и библиографического списка использованной литературы, содержащего 141 наименование, на 143 страницах машинного текста и приложения, включая 28 рисунков и 7 таблиц.
