Введение к работе
/. Актуальность темы исследования. Анализ технологических процессов взвешивания и дозирования сырья и готовой продукции металлургических предприятий позволяет установить, что модернизация этих процессов сводится к созданию автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами взвешивания и дозирования (АСКУТП ВД) с помощью компьютеризированных весов различного назначения.
Появление в начале 90-х годов компьютеризированных весоизмерительных устройств резко оживило рынок этой аппаратуры. Среди компьютеризированных весов для металлургического производства наибольшее распространение получили вагонные, автомобильные, транспортерные и платформенные весы различных модификаций. Кроме того, однотипные весы стали выпускаться, монтироваться и обслуживаться большим количеством специализированных фирм - изготовителей этого вида продукции. Огромная номенклатура весов и множество фирм - изготовителей, естественным образом, породили необходимость принятия оптимальных решений при создании информационно-измерительных систем контроля и управления продукционно-сырьевыми потоками металлургического производства.
В конце 70-х годов прошлого столетия В.М. Глушковым был предложен метод системной оптимизации, в том числе автоматизированных систем контроля и управления, который до сих пор используется при создании различных автоматизированных систем управления. В основе этого метода лежит решение многокритериальной задачи оптимизации систем. Однако решение многокритериальных задач в повседневной практике проектирования компьютеризированных систем представляет собой определенные трудности.
В настоящее время поставщики весоизмерительной и весодозирующей аппаратуры предлагают различные варианты своей аппаратуры, как правило, даже без технико-экономического обоснования. Такой способ, как известно, содержит в себе ряд недостатков, поскольку при его использовании не учитываются не только ресурсные показатели за весь срок эксплуатации систем, но и стоимостные показатели за первый год эксплуатации.
Сейчас разработку систем контроля и управления продукционно-сырьевыми потоками осуществляют интуитивными методами или, в лучшем случае, с использованием метода функционально-стоимостного анализа. Недостатки такого подхода к созданию аппаратуры взвешивания и дозирования в горнометаллургической отрасли промышленности общеизвестны.
В этой связи задача создания эффективных автоматизированных систем контроля и управления продукционно-сырьевыми потоками в различных отраслях промышленности является весьма значимой и актуальной.
Среди российских ученых, внесших большой научный вклад в повышение эффективности систем управления, следует отметить: В.М. Глушкова, СВ. Емельянова, В.Б. Колмановского, Н.Н. Красовского, A.M. Ляпунова, Г.И. Марчука, Н.К. Моисееву, Б.Р. Носова, АА. Самарского В.М. Тихомиро-
ва и др., а также зарубежных ученых М. Атанса, М. Майкольма, К. Моулера, Д. Ортегу, К. Райнша, У. Пула, Дж. Форсайта, Р. ХовардаТ. Юкобори, и др.
Вместе с тем, необходимо отметить, что область исследования и создания АСКУТП ВД изучена все еще достаточно слабо. Хотя средства автоматизации процессов взвешивания и дозирования сырья и готовой продукции металлургических предприятий появились достаточно давно (более 15-и лет назад), теоретическая база объективного анализа и эффективного синтеза таких систем все еще недостаточна. Отсутствие научных методов, позволяющих решать задачи выбора рациональных информационных измерительных систем и технологий, объясняют причину того, что процент успешных внедрений АСКУТП ВД еще достаточно низкий.
В диссертационной работе рассматриваются вопросы развития метода системной оптимизации автоматизированных систем контроля и управления продукционно-сырьевыми потоками металлургического производства на примере Богословского алюминиевого завода — филиала ОАО «СУАЛ».
Диссертационная работа выполнялась в рамках Концепции промышленной политики Свердловской области и ряда целевых научно-исследовательских программ министерства металлургии при правительстве Свердловской области, в том числе в рамках:
Программы реализации государственной промышленной политики в металлургической отрасли Свердловской области, включая горнорудные предприятия, предприятия черной и цветной металлургии, огнеупорного производства, предприятия по добыче и переработке драгоценных и редкоземельных металлов, а так же определение стратегических приоритетов её развития как основы реформирования и развития промышленного комплекса;
Программы содействия в техническом перевооружении и реконструкции металлургических предприятий, освоению и выпуску конкурентоспособной продукции;
2. Объектом исследования являются методы и средства повышения эф
фективности информационно-измерительных систем технологических про
цессов металлургических предприятий.
3. Предметом исследования являются методы создания эффективных
автоматизированных систем процессами взвешивания и дозирования на при
мере Богословского алюминиевого завода - филиала ОАО «СУАЛ».
4. Цель и задачи исследования. Целью работы является развития метода
системной оптимизации аппаратуры управления технологическими процес
сами взвешивания и дозирования на примере Богословского алюминиевого
завода - филиала ОАО «СУАЛ».
Цель достигается решением следующих исследовательских задач:
- проведением аналитического обзора научно-технических достижений в
области исследования;
выполнением новой декомпозиции главной задачи целедостижения на частные задачи выбора эффективной информационной технологии и оптимального, по ресурсной эффективности, синтеза аппаратно-программной платформы системы контроля и управления приемкой сырья и отгрузкой готовой продукции в вагоны;
постановкой и решением задачи повышения эффективности информационной технологии управления производственными процессами приемки сырья и отгрузки готовой продукции в вагоны;
созданием вербальной, концептуальной, математической моделей и решением задачи оптимального синтеза, по критерию ресурсной эффективности, информационно-измерительной системы взвешивания и дозирования глинозема Богословского алюминиевого завода - филиала ОАО «СУАЛ».
-
Методы исследования базируются на использовании методов системного анализа информационных систем и технологий, теории принятии оптимальных технических решений, теории формализации и моделирования систем и процессов.
-
На защиту выносятся:
результаты системного анализа научно-технических достижений в области исследования;
новая декомпозиция главной задачи целедостижения на частные задачи выбора эффективной информационной технологии и оптимального синтеза аппаратно-программной платформы системы контроля и управления приемкой сырья и отгрузкой готовой продукции;
постановка и результаты решения задачи поиска эффективной информационной технологии контроля и управления производственными процессами приемки сырья и отгрузки готовой продукции в вагоны;
вербальная, концептуальная, математическая модели и результаты решения задачи оптимального синтеза информационно-измерительной системы взвешивания и дозирования глинозема, по критерию ресурсной эффективности, Богословского алюминиевого завода - филиала ОАО «СУАЛ»;
метод построения эффективных систем автоматизации технологических процессов приемки сырья и отгрузки готовой продукции в вагоны.
7. Научная новизна заключается в разработке метода создания эффек
тивных систем автоматизации процессов взвешивания и дозирования сырья и
готовой продукции в вагоны. При этом:
- предложена новая декомпозиция исследуемых систем. Сформулирова
на система целей и выполнена декомпозиция главной задачи целедостижения
на частные задачи выбора эффективной информационной технологии и оп
тимального, по критерию эффективности, синтеза архитектуры системы кон
троля и управления приемкой сырья и отгрузкой готовой продукции;
сформулирована и решена задача повышения эффективности информационной технологии контроля и управления производственными процессами приемки сырья и отгрузки готовой продукции в вагоны;
построены вербальная, концептуальная, математическая модели и решена задача оптимального синтеза информационно-измерительной системы взвешивания и дозирования глинозема, по критерию ресурсной эффективности, Богословского алюминиевого завода - филиала ОАО «СУАЛ».
-
Практическая ценность диссертационной работы состоит в том, что разработанный метод обеспечивает повышение эффективности технологических процессов приемки сырья и отгрузки готовой продукции в вагоны за счет снижения перегруза готовой продукции и снижения размера санкций за простой вагонного парка и недогруз продукции Богословского алюминиевого завода - филиала ОАО «СУАЛ». Метод может быть использован на предприятиях горнорудной промышленности, черной металлургии и т.д.
-
Внедрение результатов исследований. Материалы диссертации использованы при разработке автоматизированной системы взвешивания и дозирования глинозема на БАЗ - филиале ОАО «СУАЛ».
-
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались на: Всесоюзном научно-техническом совещании «Средства и системы автоматизированного контроля и управления технологическими процессами в цветной металлургии», г. Свердловск, 1991 г., Всесоюзных школах-семинарах «Надежность больших систем», г.Ташкент, 1988 г, г. Свердловск, 1990 г., г. Екатеринбург, 1992 г., 6 - 9-ой РНПК «Алюминий Урала» г. Краснотурьинск, БАЗ - филиал ОАО «СУАЛ», 2001, 2002, 2003, 2004 гг. и 4-й Межрегиональном форуме «Приборостроение 2004», г. Екатеринбург, 2004 г.
-
Личный вклад автора заключается:
в проведении системного анализа аппаратно-программных платформ систем контроля и управления приемкой сырья и отгрузкой готовой продукции в вагоны; в определении целей и задач целедостижения; в определении эффективной информационной технологии весового взвешивания и дозирования; в построении вербальной, концептуальной и математической моделей задачи оптимального синтеза, по критерию ресурсной эффективности, информационно-измерительной системы взвешивания и дозирования глинозема Богословского алюминиевого завода - филиала ОАО «СУАЛ».
Похожие диссертации на Развитие метода системной оптимизации аппаратуры управления процессами взвешивания и дозирования : На примере Богословского алюминиевого завода - филиала ОАО "СУАЛ"
