Введение к работе
Актуальность работы обуславливается потребностями, возникшими в области подготовки и повышения квалификации специалистов по оперативному управлению сталеплавильным производством. Подготовка специалистов традиционным образом, как правило, затягивается на долгие годы. Применение интегрированной автоматизированной обучающей системы (ИАОС) в педагогической практике позволяет повысить качество и эффективность обучения на фоне одновременного снижения затрат (временных, финансовых) на подготовку специалистов соответствующего профиля.
Качество подготовки специалистов с помощью обучающих систем в области управления сталеплавильным производством во многом определяется степенью соответствия модельного объекта управления реальному. Достижения последних лет в области создания автоматизированных обучающих систем по управлению сталеплавильным производством затрагивали преимущественно решение локальных задач оперативного управления отдельными участками цеха и производственными операциями. Подобный подход не позволяет реализовывать целостное, системное изучение процедур выработки эффективных оперативных решений в рамках интегрированного подхода в представлении данных и знаний, имеющего место в реальной производственной практике оперативного управления. Целью данной работы является создание интегрированной автоматизированной обучающей системы по оперативному управлению сталеплавильным производством.
В соответствии с поставленной целью были предложены и решены следующие задачи исследования:
изучить полученные ранее и опубликованные в литературе результаты в области разработки автоматизированных обучающих систем; изучить существующий опыт в вопросах методологических принципов создания АОС и применения их в области управления сталеплавильными производственными комплексами;
провести функционально-алгоритмическую структуризацию интегрированной автоматизированной обучающей системы (ИАОС) по оперативному управлению сталеплавильным производством;
осуществить синтез математического обеспечения функционально-алгоритмической структуры системы оперативного управления сталеплавильным производством на основе исследования и компиляции комплекса математических моделей и процедур для осуществления выбора и принятия решений по выработке синхронизирующих уставок и регулирующих воздействий по разрешению конфликтных ситуаций в условиях противоречивых критериев;
- разработать на базе функционально-алгоритмической структуры и комплекса математических моделей программное обеспечение ИАОС по оперативному управлению сталеплавильным производством с динамическим представлением изучаемой задачной системы.
Научная новизна диссертации состоит в том, что автором разработана методика построения интегрированной автоматизированной обучающей системы по оперативному управлению сталеплавильным производством, включающая:
1. Функционально-алгоритмическую структуру ИАОС по оперативному
управлению сталеплавильным производством.
-
Математическое обеспечение функционально-алгоритмической структуры ИАОС в виде адекватной компиляции комплекса соответствующих моделей и процедур.
-
Процедуру и алгоритм управления процессом обучения в ИАОС по оперативному управлению сталеплавильным производством.
-
Программное обеспечение ИАОС по оперативному управлению сталеплавильным производством, реализованное на базе синтезированного комплекса моделей.
Практическая ценность диссертации заключается в том, что разработка и использование научных результатов ИАОС, доведенных до конкретных методик и вычислительных процедур, позволяет повысить качество обучения подготовки специалистов в области принятия решений по оперативному управлению сталеплавильным производством. Студентам ВУЗов, получившим первичное представление о сталеплавильном производстве с помощью разработанной ИАОС, требуется существенно меньше времени овладения приемами практического решения задач оперативного управления объектом. Работники металлургических предприятий получают возможность повышать квалификацию, отрабатывая навыки и умения в условиях легко реализуемых многовариантных сценариев развития производственного процесса с оценкой последствий принимаемых решений.
Предмет, материал и цель исследования определили используемые в работе методы:
При создании ИАОС по оперативному управлению сталеплавильным производством значительное внимание уделено процедуре выработки синхронизирующих уставок и управляющих воздействий в системе согласованного оперативного управления производственными подсистемами, рассматриваемых с позиций методологии системного подхода, на основе теории выбора и принятия решений в условиях критериальной неопределенности, с использованием имитационных моделей, систем массового обслуживания, методов математического моделирования, моделирующих алгоритмов, многокритериальной оптимизации, автоматической классификации.
Предмет защиты н личный вклад автора:
На защиту вынесена методика построения ИАОС по оперативному управлению сталеплавильным производством. Автором определена функционально-алгоритмическая структура ИАОС, ее математическое обеспечение в виде адекватной компиляции комплекса соответствующих моделей и процедур, на базе которого разработано программное обеспечение ИАОС. На основе проведенного анализа методологических аспектов обучения предложены методика и алгоритм управления процессом обучения в ИАОС. Разработана многокритериальная система оценки работы обучаемого, включающая проверку теоретических знаний, оценку умения практического применения усвоенной информации и закрепления (отработку) навыков для оперативного управления сталеплавильным производством. Автор принимал непосредственное участие в создании основных подразделов системы и с помощью передовых компьютерных технологий осуществил их интеграцию в единый программный комплекс, отвечающий современным требованиям к системам этого класса («открытость», наглядность представления материала, адекватность функциональным возможностям пользователя и т.д.)
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы рассматривались на химико-технологической конференции ММХ-9 в Твери, 1995. ИАОС по оперативному управлению сталеплавильным производством используется в МИСиС для обучения студентов кафедры АСУ (в частности, в курсе «Методы разработки функциональной структуры АСУП»). Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы. Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения с общим представлением работы, 3 глав, заюіючення, 3 приложений и списка литературы, включающего 126 наименований. Основной текст занимает 132 машинописных страницы.
