Введение к работе
В диссертации представлено решение задачи информационного обеспечения автоматизированной системы управления техническим обслуживанием и ремонтами (ТОиР) предприятия химической промышленности В основу разработки положено исследование подготовки, производства и инфор-' мационного обеспечения ремонтных работ на ОАО «Березниковский содовый завод (БСЗ)» (г Березники, Пермский край) Результаты данного иссле-
дования использовались для создания формализованной схемы обмена информацией, адекватной процессу восстановления технической готовности оборудования и учитывающей особенности крупнотоннажного химико-технологического производства В результате построена модель системы подготовки и обработки технологической информации, разработан алгоритм оптимального управления системой ТОиР и методы обеспечения совместимости и интеграции автоматизированных систем управления (АСУ) с информационной системой (ИС) управления предприятием Таким образом, в автоматизированную систему объединены не только производственные подразделения, деятельность которых связана с подготовкой и производством ремонтных работ, но и подразделения, в чьи функции входит осуществление экономической и управленческой деятельности, относящейся к ТОиР Разработанные решения доведены до практической реализации и обеспечивают возможность эффективного функционирования АСУ ТОиР
В развитие методов системного моделирования и проектирования орга-низационных процессов, связанных с ТОиР, большой вклад внесли зарубежные авторы Р Баркер, К Гейн, М Джексон, Дж К Джонс, Е Йордан, Е Кодд, К Мак-Гоуэн, Д Марка, Т Де Марко, Дж Мартин, П Мертенс, М Хаммер, Дж Холпин, Дж Чампи, П Чен, X Штрунц, М Эриксон, и др
Вопросы комплексной постановки задач системного моделирования и совершенствования управления предприятиями на основе ИТ рассматривали
1 \
также отечественные авторы В Н Волкова, Т А Гаврилова, В А Грабауров,
А А Денисов, В В Дик, Е 3 Зиндер, А А Емельянов, В А Ивлев, Ю П Ад
лер, Г Н Калянов, А М Вендров, А М Карминский, А В Костров, Г Г Ку
ликов, О В Логиновский, П В Нестеров, Е Г Ойхман, А А Первозванский,
Э В Попов, С В Черемных, С В Емельянов и другие ^
Вместе с тем непосредственное применение общих результатов не всегда возможно непосредственно на таких масштабных объектах управления, какими являются предприятия крупнотоннажной химической технологии, из-за большого числа вопросов, требующих серьезного обоснования Отсюда следует необходимость целенаправленных исследований в области совершенствования организации ТОиР в условиях химико-технологических предприятий как одного из основных инструментов управления предприятием
Работа включает вопросы эффективной организации и ведения специализированного информационного и программного обеспечения АСУП, в том числе, базы и банки данных и методы их оптимизации, информационное, алгоритмическое и программное обеспечение создания АСУ, методологию ^исследования и проектирования, формализованное описание, алгоритмизацию, имитационное моделирование и оптимизацию функционирования системы, внедрение, сопровождение и эксплуатацию человекомашинной системы
Актуальность Экономическая эффективность и конкурентоспособность предприятия в значительной степени определяется состоянием производственного оборудования, которое, в свою очередь, зависит от эффективности функционирования системы эксплуатации и ремонта Рациональная организация обслуживания и ремонта является определяющим фактором улучшения использования оборудования, повышения качества и снижения себестоимости производимой продукции, что способствует повышению конкурентоспособности предприятия
Технологические процессы основного производства на ОАО «БСЗ» и других аналогичных предприятиях протекают при высоких температурах,
давлениях, с вредными или взрывоопасными компонентами Это определяет жесткие требования к актуальности, достоверности, оперативности и форме представления данных, связанных с состоянием оборудования
Для выполнения этих требований необходима автоматизация управления ТОиР предприятия Однако на рынке не представлено продуктов, удовлетворяющих всем требованиям и учитывающих особенности крупнотоннажного химико-технологического производства, кроме того, заказные системы характеризуются высокой стоимостью
С другой стороны, локальные (цеховые) системы подготовки и управ-ления ТОиР, основанные на многообразных программно-технических решениях, не охватывают всех функциональных областей управлениям производственной, логистической и финансовой Практика создания таких систем без единой стратегии объединения их в единое информационное пространство приводит к тому, что быстро возрастает количество используемых для обмена данными интерфейсов, в том числе и не стандартизированных, образующих наиболее дорогостоящие и ненадежные составляющие информационных потоков Сопровождение таких систем становится весьма трудоемкой задачей Перспективы данного подхода оказываются особенно сомнительными в случае необходимости развития АСУ до системы уровня MES {Manufactiirmg Execution System - исполнительные производственные системы) Таким образом, актуальность темы исследования определяется потребностью широкого круга предприятий в ИС поддержки полного жизненного цикла-ТОиР и необходимостью разработки мифологических моделей, методов, алгоритмов и прикладных программ для АСУ, а также для создания системы комплексной информационной поддержки деятельности предприятия в части ТОиР
Объектом исследования является система принятия решения и управления процессами проведения ТОиР оборудования химико-технологического предприятия В основу положено исследование информационных потоков ОАО «БСЗ» при проведении различных видов ремонта
Целью настоящей работы является оптимизация управления ТоиР на основе совершенствования взаимодействия управленческого персонала и ремонтной службы в ходе принятия решения о производстве ремонта, проектировании, разработке документации и производстве ремонтов
Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи-U Проведен системный анализ процессов принятия решения, подготовки,
проведения и оценки результатов ТОиР с учетом особенностей крупно-
\ тоннажного химико-технологического производства
D Выбраны и обоснованы основные принципы и требования, с учетом которых должно осуществляться построение ИС D Создана информационная модель ТОиР, охватывающая все стороны деятельности системы и обеспечивающая возможность ее интеграции с другими информационными системами предприятия D Разработан оптимальный алгоритм управления ТОиР на основе самоорганизующихся алгоритмов управления С. Разработаны варианты совершенствования (реинжениринга) системы ТОиР предприятия
Г' Предложена реорганизация обеспечения документами (в т ч нормативно-справочной информацией) подразделений, осуществляющих ТОиР С Базовый вариант программного обеспечения для решения поставленных задач разработан и внедрен в ОАО «БСЗ»
Методы исследования При решении поставленных задач в работе использованы методы структурного анализа и проектирования, теории управления, имитационного моделирования Использовались программные средства BPWin,,ERWin, Delphi, MS SQL Server, MS Project
Научная новизна: D Разработана новая информационная модель системы ТОиР, охватывающая все стороны деятельности системы в условиях крупнотоннажного
химико-технологического производства и обеспечивающая возможность интеграции с другими информационными системами предприятия И Предложены новые алгоритмы оптимального управления ТОиР, отражающие свойство самоорганизации системы и позволяющие наиболее полно использовать ресурсы при проведении ТОиР
Обоснованы новые методы информационного обеспечения ТОиР, позволившие существенно упростить процессы хранения и согласования разнородной информации в базе данных, сократить время поиска и обеспечения информацией процессов ТОиР
Разработана ИС управления ТОиР промышленного предприятия, определены этапы^ее внедрения, позволяющие начать использование системы на ранних стадиях разработки
Достоверность полученных результатов, выводов и рекомендаций диссертационной работы обеспечивается корректностью постановки задач и методов их решения, корректным использованием теории моделирования ИС, теории баз данных, теории алгоритмов, использованием инженерного опыта проектирования и разработки информационных систем
Положения, выносимые на защиту:
Структурная модель саморазвивающейся системы управления ТОиР
Информационная модель системы ТОиР предприятия
Алгоритм оптимального управления ТОиР на основе имитационного моделирования процесса проведения работ
Программная реализация информационной системы управления ТОиР
Практическая ценность работы состоит в том, что предложенные и разработанные модели, методы и алгоритмы позволяют реализовывать саморазвивающиеся автоматизированные системы эффективного управления и информационного обеспечения ТОиР, автоматизировать ряд управляющих функций и расширить функциональные возможности АСУП Результаты ра-
-^
боты могут быть использованы для построения системы управления ТОиР широкого круга предприятий химической промышленности
Реализация результатов. Полученные в работе результаты модели, методы, алгоритмы и программы используются для организации информационной поддержки системы управления ремонтами технологического оборудования, а также повышения эффективности учета оборудования на предприятии ОАО «БСЗ»
Апробация работы. Научные и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Q И-й региональной научной конференции «Молодежная наука Верхнека-
мья>> (Березники, 2005), D IV-й региональной научной конференции «Наука в решении проблем
Верхнекамского региона» (Березники, 2006), ""
С на ХХ-й Международной научной конференции «Математические методы
в технике и технологиях (ММТТ-20)» (Ярославль, 2007)
Теоретические положения и практические результаты вошли в содержание дисциплин «Базы данных» и «Интегрированные системы проектирования и управления», читаемые на кафедре автоматизации технологических процессов Березниковскогккфилиала Пермского государственного технического университета
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 13 печатных научных работах, в числе которых 2 в издании из перечня ВАК, а также вошли в 3 отчета по хоздоговорным НИР Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы Общий объем диссертации р9 страниц, 29 рисунков, 20 таблиц, список использованных источников включает 13 Наименование
\
/ <
