Введение к работе
Актуальность работы. Большинство металлургических предприятий являются сложными многофакторными и многостадийными объектами управления и имеют многоуровневую иерархическую организационную структуру. В частности, управление гидрометаллургическим производством цинка приходится вести в условиях неопределенности, вызванной сложностью технологической схемы, наличием в ней большого числа обратных и перекрестных связей, низким уровнем информационного обеспечения. Существующий на заводе контроль за ходом выполнения производственной программы и за основными технико-экономическими показателями не позволяет рационально управлять заводом и своевременно принимать необходимые решения.
Необходимость учета несовпадения интересов компонент управляемой системы, наличия неопределенных факторов и различной степени информированности на различных уровнях делает актуальным разработку и исследование многоуровневой системы управления металлургическим предприятием, отвечающей требованиям единства цели управления, общности используемой информации и охватывающей все ступени управления.
Основной целью работы является разработка математических моделей многоуровневой системы управления металлургическим заводом и их теоретическое исследование. Поставленная цель достигается решением следующих задач:
исследование математических моделей функционирования иерархических систем управления металлургическим заводом с учетом несовпадающих интересов компонент и анализ возможности построения принципов оптимального поведения с целью разработки стратегии управления;
выделение уровней управления металлургическим предприятием, соответствующих теоретическим исследованиям многоуровневых систем управления металлургическим заводом с применением функционально-структурной декомпозиции;
разработка обобщенного алгоритма оптимального управления цинковым производством при помощи методов математического программирования.
Методы исследования. При выполнении работы применен комплекс методов, включающий методы математического моделирования на ЭВМ, математическое программирование, теорию игр, математическую статистику и исследование промышленных объектов.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается возможностью внедрения разработанных научных поло-
жений, выводов и рекомендаций на ряде промышленных предприятий и использованием полученных результатов в учебном процессе.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-предложены научные подходы построения игровых моделей систем управления металлургическим заводом и доказаны теоремы их функционирования;
на основе разработанных теоретических положений созданы способы нахождения принципов оптимальности при управлении металлургическим предприятием;
в ходе функционально-структурной декомпозиции металлургического производства введено понятие организационно-технологической единицы (ОТЕ) и разработаны алгоритмы оптимизации ОТЕ и металлургического производства, представленного сетью ОТЕ, с использованием методов явной и неявной декомпозиции соответственно;
- предложены конкретные рекомендации по обеспечению выбора опти
мальных параметров ряда технологических процессов гидрометаллургического
производства цинка (обжига цинковых концентратов в печи кипящего слоя, вы
щелачивания цинкового огарка, плавки анодов электролитического восста
новления цинка, отмывки цинковых кеков), позволяющих улучшить качество
управления металлургическим заводом в целом;
-разработан обощенный алгоритм оптимального управления взаимосвязанными переделами цинкового производства, использующий предложенные способы расчета оптимальных параметров (материальных потоков) ряда технологических процессов гидрометаллургического производства цинка и реализующий найденные принципы управления металлургическим предприятием.
Практическая значимость работы состоит:
-в использовании материалов исследований при разработке и внедрении систем управления предприятиями цветной металлургии;
в реализации методики расчета состава шихты анодной плавки в виде пакета программы на алгоритмическом языке Pascal, успешно эксплуатируемой в составе АРМ "Технолог" электролитного цеха завода "Электроцинк" и обеспечивающей экономию серебра.
в возможности применения материалов диссертационной работы при разработке и внедрении систем управления на заводе "Электроцинк", Челябинском электролитном цинковом заводе и Богословском алюминиевом заводе для декомпозиции сложных технологических схем и для многокритериальной оптимизации систем управления металлургическим заводом, что позволит снизить себестоимость продукции, приведет к экономии топлива и электроэнергии, повыше-
нию производительности труда и даст ориентировочный эффект от внедрения материалов работы в составе промышленных систем в размере 300-500 тысяч рублей в год на одном предприятии;
- в использовании полученных результатов в учебном процессе.
Реализация результатов работы. На основе результатов, полученных в работе, построены системы управления металлургическим заводом, разработаны программные продукты, реализующие предложенные методики расчетов ряда важнейших технологических параметров цинкового производства ( расчет выхода продуктов обжига в печи кипящего слоя, расчет материальных потоков выщелачивания цинкового огарка, реализованных на языке QB. 450, расчет состава шихты анодной плавки в виде пакета программы на алгоритмическом языке Pascal), разработан обобщенный алгоритм оптимального управления взаимосвязанными переделами цинкового производства при неполной информации.
Апробация работы. Положения диссертационной работы доложены автором и обсуждены на научно-технических конференциях СКГТУ (г. Владикавказ) в 1995-1998 г.г.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 6 печатных работах.
Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка из 181 наименований, 2 приложений и содержит 200 стр. машинописного текста, 24 рисунков и 5 таблиц.
Похожие диссертации на Разработка и исследование многоуровневой системы управления металлургическим заводом : На примере гидрометаллургического производства цинка
