Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Анализ существующего положения практики и теории 10
1.1. Особенности функционирования объектов промышленного транспорта в черной металлургии 10
1.1.1. Роль промышленных транспортных систем в народном хозяйстве страны 10
1.1.2. Взаимодействие ПТС с основным производством 13
1.1.3. Анализ взаимодействия ПТС с участком примыкания транспортной сети МПС 25
1.2. Характеристика объекта исследования 29
1.3. Анализ теоретических исследований 34
I.3.I. Краткая характеристика методов исследования
транспортных систем 36
1.4. Актуальность проблемы и задачи исследования 45
ВЫВОДЫ ПО 1-ОЙ ГЛАВЕ 51
ГЛАВА. 2.- Представление птс в виде сети из бункеров и каналов 52
2.1. Формальное представление бункера и канала 52
2.2. Двойственная сущность объектов промышленного транспорта 55
2.3. Отображение устройств промышленного транспорта в элементах модели 56
2.3.1. Представление устройств ПТС в виде канала 56
2.3.2. Представление устройства ПТС в виде бункера 64
2.3.3. Представление сложных объектов промышленного транспорта в виде комбинации бункеров и каналов 66
ВЫВОДЫ ПО 2-ОЙ ГЛАВЕ 76
ГЛАВА 3. Модеяи управления потоками в промышленных транспортных системах 77
3.1. Особенности функционирования промышленной транспортной системы металлургического завода 77
3.1.1. Основные черты эксплуатационной работы транспорта заводов черной металлургии 78
3.1.2. Характеристика управления перевозочным процессом 79
3.2. Содержательная постановка задачи 82
3.3. Принцип формирования модели .83
3.3.1. Элементы модели 84
3.3.2. Критерии управления 86
3.4. Формальная постановка задачи. Модель 99
3.4.1. Концептуальная схема модели 99
3.4.2. Аппарат описания модели 100
3.4.3. Функционал качества 102
3.5. Реализация модели на ЕС ЭВМ 105
3.5.1. Общий вид алгоритма метода последовательных действий 105
3.5.2. Метод Дэвидона-Флетчера-Пауэлла НО
3.5.3. Реализация алгоритма на ЕС ЭВМ 112
3.6. Методика определения весовых коэффициентов 114
3.7. Возможные сферы применения методики 120
ЗЫВОда ПО 3-ЕЙ ГЛАВЕ 121
ГЛАВА 4. Исследование эффективности организаций работы промышленной транспортной системы в различных условиях 122
4.1. Модель промышленной транспортной системы . 122
4.1.1. Отображение структуры ПТС в элементах модели 122
4.1.2. Отображение основных связей и процессов функционирования ПТС 131
4.2. Оценка реализации модели на ЕС ЭВМ 133
4.3. Методика работы с моделью 137
4.4. Исследование эффективности организации работы ПТС в различных условиях 140
4.4.1. Выбор требуемой глубины прогноза 142
4.4.2. Анализ изменения простоя вагонов МПС в системе в различных условиях 143
4.4.3. Анализ использования маневровых локомотивов 151
4.4.4. Определение величины необходимого резерва вагонов в промышленной транспортной системе .165
4.4.5. Оценка комплексного влияния фактора управления на эффективность работы ПТС 169
4.4.6. Оценка структуры промышленной транспортной системы ,. 173
4.5. Экономическое обоснование ввода резерва вагонов в ПТС 176
Выводы по 4-ой глазе 183
Выводы по диссертации в целом 186
Список использованной жгераотк
- Взаимодействие ПТС с основным производством
- Отображение устройств промышленного транспорта в элементах модели
- Основные черты эксплуатационной работы транспорта заводов черной металлургии
- Исследование эффективности организации работы ПТС в различных условиях
Введение к работе
Промышленный транспорт занимает важное место в народном хозяйстве страны. В настоящее время в условиях опережающего роста производственных мощностей по отношению к уровню развития объектов промышленного транспорта значительно усложняется задача по своевременному и бесперебойному обслуживанию перевозками промышленных предприятий. Поскольку возможности интенсивного пути развития промышленного транспорта на действующих предприятиях ограничены, основным рычагом повышения эффективности транспортного обслуживания производства следует признать совершенствование процессов планирования и управления перевозочным процессом, которые в совокупности определяют рациональные способы организации работы ПТС. О необходимости повышения научного уровня планирования и управления на транспорте не раз говорилось в ряде Постановлений ЦК КПСС и Совета Министров СССР ( L^JjL^J )» в других программных документах. В частности, в "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" говорится, что необходимо "...совершенствовать организацию перевозочного процесса и управления им; ... обеспечить дальнейшее совершенствование планирования работы транспорта..." [^ ]
Промышленные предприятия несут большие ущербы из-за недостаточно качественного транспортного обслуживания. На крупных металлургических комбинатах потери по вине транспорта в отдельные года составляли 5...8 млн.рублей \_69J .
Транспорт промышленного предприятия является сложной системой с многоцелевой функцией. С одной стороны он является частью предприятия и должен подчиняться его закономерностям. С другой - непосредственным продолжением сети МПС и должен соответствовать последней в техническом и технологическом отношении. Кроме того, промышленная
7 транспортная система имеет собственные задачи и цели, свойственные ей как сложной системе.
Таким образом, одной из характерных черт промышленного транспорта является многокритериальность цели.
Другая особенность функционирования ПТС связана с высокой степенью неопределенности. Последняя обусловлена неравномерностью входных потоков с сети МПС, неритмичностью технологических процессов в работе производства.
К промышленным транспортным системам условимся относить объекты промышленного железнодорожного транспорта как наиболее сложные по структуре и технологически развитые.
В работе ставится задача выбора оптимальных методов организации работы промышленных транспортных систем. Методы организации работы в большинстве случаев подразумевают возможные способы управления перевозками. Поэтому ставится задача оптимизации управления перевозочным процессом в ПТС при наличии случайных факторов.
В условиях неравномерности ПТС объективно должна иметь возможности для "сглаживания" потоков, то есть поглощения и порождения необходимых "всплесков" [39] . Следовательно, промышленная транспортная система должна обладать одновременно свойствами "канала" и "бункера", пропускать потоки и, в то же время, уметь при необходимости их накапливать. Ставится задача разработать методику отображения отдельных элементов ПТС в виде моделей - бункеров, каналов и их возможных комбинаций.
В диссертации предполагается разработать методику динамической оптимизации потоков в промышленной транспортной системе в условиях неравномерности. Практика позволила выявить определенные значения параметров ПТС для ряда характерных ситуаций, обеспечивающие
8 наиболее устойчивую работу по транспортному обслуживанию производства. Будем называть эти значения номинальными. Ставится задача поиска оптимальной структуры потоков по критерию минимума взвешенной суммы среднеквадратичных отклонений значений параметров от номинальных.
В настоящее время имеется ряд работ по совершенствованию организации перевозочного процесса на промышленном транспорте: оптимизации плана формирования [9б] , совершенствованию системы планирования и управления [в] , [37] , [73J , необходимости введения "гибкой организации" работы промышленных транспортных систем (37] ,
[38| , |І39) . Значительный опыт в области оптимизации многокритериальных задач накоплен к вибернетике [б] , [і8] , [20] , [ЗО] ,
[53] , [б0] , [70] , [i Об] . Применение достижений в области кибернетики для решения задачи оптимизации работы промышленной транспортной системы требует построения соответствующей модели с применением определенного аппарата описания с учетом особенностей функционирования ПГС, ее структуры, взаимосвязи, внешних факторов.
В подавляющем большинстве случаев при отклонении параметров ПТС от номинальных в ту или иную сторону, затраты возрастают нелинейно. Это свойство недостаточно учитывается в ряде динамические моделей оптимизации ПТС \о\ , {37] , [73] .
В диссертации предполагается разработать аппарат, позволяющий решать задачи
оптимизации оперативного планирования и управления вагонопо-токами в промышленных транспортных системах;
планирования развития промышленных транспортных систем;
обоснования величины простоя вагонов МПС на промышленных предприятиях.
Для этого требуется разработать:
9 I/ теоретические и методические основы оптимизации управления ваго-нопотоками в промышленных транспортных системах с учетом закономерностей их работы;
способ представления элементов ПТС (станций, перегонов, грузовых и сортировочных устройств и др.) в виде элементов модели;
модель управления вагонопотоками и методику работы с ней;
алгоритмы и комплекс программ на ЭВМ.
Предполагается апробировать аппарат при исследовании конкретной ПТС металлургического завода, а именно: исследовать влияние внешних факторов и эффективного управления перевозочным процессом на
простой вагонов МПС в промышленной транспортной системе:
показатели использования маневровых локомотивов.
Ставится задача анализа соответствия существующей нормы простоя вагонов МПС в системе возможностям ПТС по качественному транспортному обслуживанию производства в условиях неравномерности.
Взаимодействие ПТС с основным производством
В современных условиях принятого курса на интенсификацию и повышение эффективности производства возрастает значение промышленного транспорта, который исторически призван служить связующим звеном между транспортом общего пользования и объектами промышленного производства. Одновременно промышленный транспорт активно участвует в технологическом процессе. На крупных промышленных предприятиях, металлургических комбинатах, производственных объединениях объекты промышленного транспорта представляют собой сложные системы. Наряду со значительным усложнением процессов управления и планирования промышленных транспортных систем (ІГГС), последние приобретают ряд новых качеств, связанных с использованием внутренних резервов, способствующих повышению устойчивости работы, гибкой перестройке при изменении внешних воздействий.
Удельный вес на транспорт в общих затратах на производство составляет в зависимости от вида продукции и от отрасли производства от Ш до 60 [б, [77] .
Зачастую на одном предприятии используются различные виды промышленного транспорта (железнодорожный, автомобильный, конвейерный и др.). В ряде отраслей ведущее место занимает железнодорожный транспорт, выполняющий в среднем около 35% всех перевозок. Под промышленными транспортными системами здесь понимаются объекты железнодорожного транспорта. Железнодорожные объекты, как системы, имеют много общего с подразделениями других видов транспорта. Однако они являются более сложными по структуре и более развитыми по технологии и поэтому их исследование позволит выявить общие закономерности функционирования ПТС.
Развернутая протяженность путей промышленного железнодорожного транспорта составляет свыше 100 тыс.км. В таблице I.I. приводятся сведения о динамике изменения длины железнодорожных путей промышленных предприятий и количестве стрелочных переводов до 2000 года.
Объем перевозок, выполняемый промышленным транспортом, составляет около II млрд тонн, а грузооборот - свыше 70 млрд ткм. По расчетам ИКТП потребность в перевозках промышленным транспортом возрастает к 2000 году на 41% по сравнению с 1985 годом.
Более 80 погрузки и выгрузки грузов совершается на путях промышленных предприятий. Локомотивный парк составляет около 50% парка страны. В промышленные транспортные системы попадает до 90% магистральных вагонов.
Транспорт металлургической промышленности обладает наибольшей сложностью и имеет самый высокий уровень развития по сравнению с транспортом других отраслей. Современное металлургическое производство связано с перемещением огромного количества сырья, топлива, полуфабрикатов, готовой продукции и других материалов. По данным ГИПРОМЕЗА на каждую тонну выплавляемой стали прибывает с внешней сети 4 т сырья и отправляется 2 т готовой продукции.
С ростом числа и размеров предприятий процесс транспортировки в промышленности становится все более сложным, а затраты на него все более высокими. Так для производства І т готового проката перемещения сырья и полуфабрикатов всеми видами транспорта выросли с 36 т в 1970 году до 51 т в 1980г. Это объясняется ростом объема межцеховых перевозок, появлением новых переделов, связанных с улучшением качества металлопродукции, дополнительными перевозками "возвратов", отходов и т.д..
Схематически связь промышленной транспортной системы с основным производством и участком примыкания транспортной сети МПС можно представить следующим образом (рис. І.І). Связь ПТС с промышленным предприятием и участком примыкания транспортной сети МПС Связь промышленной транспортной системы с производством следует рассматривать как наиболее важную. Это вызывается тем, что потери производства из-за неудовлетворительного транспортного обслуживания, выраженные в денежных затратах, значительно выше возможных затрат на транспорте.
Взаимодействие ПТС с основным производством.
Основной задачей промышленного транспорта является своевременное обеспечение перевозками основного производства. От того, насколько успешно эта задача выполняется, зависит, в конечном итоге, качество и объем выпускаемой продукции. В целом по стране в 1980 году ущерб от неудовлетворенного спроса на перевозки по данным ИКТП составил в промышленности - 6,5 млрд.руб.
На практике взаимодействие промышленного транспорта с произ водством регламентируется различного рода графиками увязки (контактные графики, производственные программы цехов и др.).
Недостатки этих графиков состоят в том, что они недостаточно учитывают неритмичность работы основных цехов, необходимость согласования программ цехов - поставщиков и цехов-потребителей. Например, производство чугуна доменным цехом изменяется в зависимости от времени. Также колеблется объем стали, выплавляемой сталеплавильным цехом, что вызывает изменение потребности в чугуне. Однако, как показывают результаты исследований [39] , [73J ритмы работы этих цехов, зачастую, не совпадают. Данные графики ориентированы на работу в условиях детерминированных процессов и не учитывают должным образом стохастический характер функционирования ІТГС.
Это заключение сделано на основе анализа результатов многолетних исследований и наблюдений за деятельностью ряда крупных предприятий страны J38J , [б ,[l0 , [S3j , [73j , 96j . Отсутствие должного согласования в работе цехов, что является условием четкого взаимодействия их между собой, а также транспорта с производством в целом, приводит к снижению эффективности работы предприятия.
Взаимодействие работы транспорта и основного производства следует рассматривать в двух аспектах.
I). Промышленная транспортная система - связующее звено между участком сети МПС и производством (внешние перевозки).
В данном случае промышленный транспорт обеспечивает перевозками предприятие, главным образом, за счет переработки и распределения вагонопотоков, поступающих с сети МПС. Надежность этого обеспечения зависит, прежде всего, от внешних транспортных потоков, наличия -в ПТС достаточных резервов на случай появления задержек при поступлении сырья, оборудования, порожних вертушек (входных потоков).
Отображение устройств промышленного транспорта в элементах модели
Транспорт промышленного предприятия является сложной системой с многоцелевой функцией. С одной стороны, он является частью предприятия и должен подчиняться его закономерностям. С другой-непосредственным продолжением магистрали и должен соответствовать последней в техническом и технологическом отношении. Кроме того, промышленная транспортная система имеет собственные задачи, вытекающие из особенностей внутренней структуры и других свойств.
Различные стороны функционирования системы отображаются в разных показателях. Поэтому крупные промышленные транспортные системы имеют большой набор разрозненных показателей и пока не существует методики сведения их к одному. Например, диспетчеру необходимо одновременно следить за своевременной подачей порожних и груженых вагонов на грузовые фронты, соблюдением графика формирования составов на внешнюю сеть, выполнением нормы оборота вагонов МПС, обеспечением перевозок по контактному графику и др. Однако показатели зачастую противоречивы. Так, для надежного обеспечения фронтов порожними вагонами в условиях неритмичной работы производства (то есть в реальных условиях) необходимо иметь оперативный запас порожних вагонов на обслуживающих станциях, а это неблагоприятно сказывается на обороте вагонов. Недостаточная изученность экономического содержания показателей (см. ,наілршлер39[ »_40[) не позволяет легко сопоставить положительный эффект от улучшения одних и ущербы от ухудшения других. В последнее время все большее значение придается гармонической увязке аспектов функционирования транспорта и уменьшению потерь на всевозможных стыках [13] ,[,32] , Ї35] ,[зб].
Другая особенность функционирования промышленной транспортной системы связана с высокой степенью неопределенности. Эта особенность присуща всем сложным системам. Неопределенность вызывается следующими основными причинами II07J : - нерегулярностью внешних воздействий (поступлений сырья, выпуска продукции и др.); - большим разбросом в параметрах работы элементов ПТС (неритмичность технологического процесса, статистическая неопределенность продолжительности отдельных транспортных и технологических операций) ; - структурной ненадежностью элементов системы.
Неопределенность лишает смысла излишне точную оптимизацию работы системы и порождает требование поиска "компромиссного" решения из множества эффективных, что вполне согласуется с аппаратом векторной оптимизации. Улучшение организации перевозочного процесса тесно связано с совершенствованием диспетчерского руководства ПТС. Б настоящее время диспетчеру приходится принимать решения в условиях недостатка времени при высокой интенсивности потока поступающей информации. Качество принимаемых решений в этих условиях в значительной степени зависит от личного опыта и интуиции диспетчера, что все чаще не может служить гарантией оптимальности решения в сложных системах.
Особая сложность в работе диспетчера вызывается значительной неравномерностью, присущей как основному производству, так и участку примыкания МПС. Наряду с этим, ритмы работы отдельных участков производства, технологически взаимосвязанных, зачастую не совпадают.
Указанные причины, при отсутствии гибкой организации перевозочного процесса в промышленных транспортных системах, приводят к появлению дополнительных простоев оборудования, снижению мощности производственных агрегатов, увеличению оборота вагонов, снижению коэффициента использования локомотивов. Как следствие -повышается себестоимость продукции и снижается эффективность производства в целом.
В настоящее время расходы на осуществление вспомогательных и обслуживающих процессов достигают 20-35$ общих издержек производства. Простои составляют 20-30, а на отдельных предприятиях 50-60/0 эффективного фонда времени [э] ,I2j. В [I2J приводится следующая графическая интерпретация: Здесь I - кривая изменения затрат, связанных с предот вращением простоев; 2 - потери из-за простоев; 3 - суммарные издержки.
Таким образом, совершенствование оперативного управления перевозочным процессом является одним из основных рычагов, способным повысить эффективность функционирования промышленных транспортных систем за счет возможностей планирования работы, создания и рационального использования "скрытых" ("динамических" - [39J ) резервов путей и вагонов, ускорения и замедления вагонопотоков и др.
В работе предлагается модель оптимизации, основанная на следующих предпосылках. Практический опыт позволяет обычно определить наилучшее значение по каждому показателю. В подавляющем большинстве случаев при отклонении от оптимального значения в ту или иную сторону затраты возрастают нелинейно. Рассмотрим это на примере. Предположим, что есть установившийся ритм подачи вагонов под погрузку. Если поток вагонов уменьшить, то возрастают затраты на складирование груза. Дальнейшее уменьшение подачи вагонов приво-
дат, в конечном итоге, к переполнению склада, сопровождающимся переходом производственных агрегатов на тихий ход. Следующий этап - остановка агрегатов. Увеличение потока вагонов к цеху приводит последовательно к дополнительному простою вагонов, заполнению путей станции вагонами, что вызывает усложнение маневровой работы, задержки локомотивов и других групп вагонов, задержки поездов по неприему. Оптимизация заключается в минимизации отклонений параметров от своих оптимальных значений. Отклонения берутся квадратичными, чтобы отобразить нелинейность функции. При суммировании отклонений используются весовые коэффициенты. Они выполняют здесь кроме учета важности параметра роль своеобразного управления.
ПТС в модели представляется в виде комбинации бункеров и каналов. Выбор элементов не случаен. Транспортная система вообще должна обладать различными свойствами - хорошо (быстро, дешево и др.) пропускать потоки (выполнять роль своеобразного канала) и эффективно преобразовывать входные ритмы в выходные, т.е. поглощать всплески, задерживать ненужные вагоны и т.п. (выполнять в совокупности роль бункера) [39J . В канале нет преобразования потоков - сколько и как вошло, столько и так же вышло. Бункер может принимать потоки, не выдавая, и наоборот. В ПТС должны быть достаточно развиты оба эти свойства.
Основные черты эксплуатационной работы транспорта заводов черной металлургии
В промышленной транспортной системе организация перевозочного процесса и контроль за его выполнением осуществляются диспетчерским аппаратом. Начальник смены (верхний уровень управления) на основе анализа текущего состояния парков (районов) в соответствии с поставленной целью управления ПТС определяет порядок и очередность пропуска составов и локомотивов из одного парка в другой, организует формирование маневровых передач и маршрутов вагонов, загруженных в разных пунктах ПТС и т.д.. Дежурные по постам (второй уровень управления) осуществляют руководство перевозочной работой в отдельных парках БТС с большим объемом погрузки-выгрузки в соответствии с планом, намеченным начальником смены и текущим состоянием районов.
В силу высокой динамичности процессов, происходящих в промышленной транспортной системе, перед начальником смены (диспетчером) часто возникают задачи поиска лучших решений в данной конкретной ситуации. Не имея достаточного времени и возможностей для полного анализа ситуации и последствий предпринимаемых действий, диспетчер в настоящее время вынужден принимать то или иное решение исходя, главным образом, из интуиции и накопленного опыта. Как показали результаты проведенных исследований, диспетчер за 12-часовую смену должен обработать до 3000 сообщений с различной информацией.
Вместе с тем, информация, поступающая на более высокий уровень, зачастую не является точной. Она может поступать с искажением в большую или меньшую сторону, со значительной задержкой во времени. Встречаются случаи потери информации. Все это в значительной степени усложняет процесс выбора оптимального решения.
Таким образом, работа диспетчера в ПТС осложняется следующими обстоятельствами: 1) высокой интенсивностью (необходимость обработки до 250 сообщений в час); 2) отсутствием единого критерия при выработке решения (много-критериальность); 3) отсутствием удовлетворительной методики принятия решений.
Наряду с формальными связями, обусловленными существующей структурой управления, начальник смены обладает некоторыми "неформальными" связями, повышающими его информативность и способствующими в существенной степени увеличению эффективности его работы. К их числу в качестве основных можно отнести связи с производственными цехами и со станцией МПС. Имеется в виду, что начальник смены, не дожидаясь информации от диспетчеров цехов и станции примыкания, может запрашивать дополнительные сведения о прогнозе их работы. Зная основные закономерности работы этих участков, ему удается более рационально спланировать свою работу. Диспетчер выбирает тот или иной вариант организации перевозок, стремясь сохранить значение оборота вагонов МПС в пределах нормы, выполнить объемы погрузки и выгрузки и вовремя подать вагоны к грузовым фронтам.
В определенные моменты времени в промышленной транспортной системе возникает потребность в осуществлении срочных перевозок из-за нехватки сырья определенного рода в производственных цехах или недостаточного поступления порожних вагонов под погрузку готовой продукции. В противном случае производственные цехи несут ущербы (упущенную выгоду) от недостаточно качественного транспортного обслуживания. Так, в доменных цехах из-за несвоевременного поступления сырья происходит более 2 тыс. перешихтовок в год, в результате теряется около 20 тыс. т чугуна, перерасходуется около I тыс. т кокса. Кроме того, неритмичность подвоза сырья и вызванные этим перешихтовки приводят к ухудшению качества чугуна (плавится металл не тот, который нужен потребителям, а тот, который можно плавить по наличным ресурсам сырья), нарушению газового потока в печах и их теплового и шлакового режимов.
Сложность процесса управления вызывается также неоднозначностью основной задачи промышленной транспортной системы, ее векторным характером. Различные аспекты санкционирования ПТС проявляются в различных показателях (параметрах) ее работы.
Исследование эффективности организации работы ПТС в различных условиях
В соответствии с правилами матричного исчисления числители выражений для А_ и о представляют собой матрицы размерности хЛР , а знаменатели являются скалярами. Определив новое направление поиска, проводится одномерный поиск и продолжается итерационный процесс. При выполнении данного алгоритма поиск пос- , [Юб] ле первой попытки ведется в тех направлениях, в которых целевая функция в ближайшей окрестности имеет значения, приближающиеся к оптимальному. Лишь в редких случаях эти направления совпадают с направлением градиента. Указанное свойство метода Дэвидона-Флетчера-Пауэлла позволяет обходить трудности, связанные с разрывами производных в пространстве состояний. В ряде работ ( [72], ) отмечается, что этот мете;; івляется наиболее эффективным из всех градиентных методов для решения подобного класса задач. Он дает наиболее полную информацию о кривизне поверхности целевой функции в точке минимума, однако при этом требуется относительно больший объем памяти и большее время счета для обработки матрицы по сравнению с другими методами (например, Флетчера-Ривса [і06] ).
Поскольку в процессе совместной работы имитационной и оптимизирующей моделей требуется значительный объем памяти ЭВМ, предлагается использовать электронно-вычислительную машину типа ЕС ЕВМ. Разработанные программы ориентированы на минимум технических средств ЭВМ ЕС-І020.
В работе при создании программного обеспечения использован модульный принцип программирования.
Решение задачи на ЭВМ согласно принятого алгоритма обеспечивается выполнением комплекса "ITTRA » состоящего из программных модулей:
1) VTRA- основной управляющей программы, обеспечивающей ввод исходных данных, печать результатов моделирования, организующей связи между другими программами;
2) fNu" - подпрограммы, минимизирующей функционал (3.17) по схеме, представленной на рис. 3.5;
3) г (JNvj - подпрограммы, описывающей функционал и вычисляющей градиенты. Комплекс программ оптимизации выполнен на языке программирования PL/і , ориентирован на использование дисковой операционной системы ДОС ЕС версии 2.2. Методика определения весовых коэффициентов
Работа с моделью промышленной транспортной системы предпола-. гает определение требуемой комбинации весовых коэффициентов (ВК) к параметрам, обеспечивающей решение поставленной задачи.
Наиболее приемлемой, с нашей точки зрения, является следующая содержательная интерпретация весовых коэффициентов для данной постановки задачи: их величина характеризует степень трудоемкости управления соответствующими параметрами. В этой связи комбинацию весовых коэффициентов для каждого случая представляется возможным назвать матрицей управления (или матрицей трудоемкости управления).
Следует признать, что в настоящее время отсутствуют объективные методы определения абсолютных значений весовых коэффициентов для моделей данного класса \102\ Главная причина заключается во взаимосвязанности параметров, их взаимодействии. Однако, опыт работы с предлагаемой моделью позволяет предложить ряд положений методического характера по определению значений весовых коэффициентов.
І. В большинстве случаев абсолютные величины весовых коэффициентов не представляют существенного интереса для анализа. Более важным является степень превышения значения одного относительно другого. В результате возможно представление комбинации весовых коэффициентов в виде упорядоченного ряда позволяющего ранжировать последние по трудоемкости управления соот
ветствующими параметрами. В этом случае параметр, имеющий самый большой по величине весовой коэффициент, характеризует наиболее "узкое" место в технологии работы промышленной транспортной системы.
Весьма важную информацию дает соотношение совокупностей величин коэффициентов, относящихся к бункерам f join) и к каналам (1 frm) Анализ такой информации позволяет судить о том, насколько промышленная транспортная система работает как бункер или как канал. Например, в модели рассматривались два варианта начальных условий для состояний бункеров ог(0)( (значения приводятся в табл.4.3). В первом случае емкости бункеров в начальный момент времени были максимально приближены к номинальным значениям и модель функционировала весьма стабильно при незначительных вели чинах і ЬД . Однако, стоило уменьшить существенным! образом bf/O/V , как потребовалось резко увеличить значения весовых коэффициентов к потокам (в несколько десятков раз). Это позволяет сделать вывод о том, что во втором случае система работала преимущественно как канал.
2. В качестве исходных предпосылок при подборе весовых коэффициентов можно привести следующие.
Весовые коэффициенты, относящиеся к бункерам (ioUj) » должны быть меньше по абсолютной величине, нежели ВК к потокам. Это утверждение имеет в своей основе объективные причины. Во-первых, согласуясь с основной задачей промышленной транспортной системы, для ПТС более важным является поддержание на определенном уровне величин потоков (главным образом, выходных). Во-вторых, в предлагаемой модели размерность значений емкостей бункеров примерно на порядок выше, чем размерность потоков. Отсюда можно сделать вывод, что ВК к потокам должны превышать ВК к бункерам не меньше,чем в 10 116
20 раз. Эти условия будем считать граничными. При их выполнении слагаемые функционала качества в модели будут сопоставимыми по величине из-за различной размерности величин потоков и емкостей бункеров. Как показал анализ соответствующего эксперимента, результаты оказываются не стабильными по величине, работа модели не отвечает требованиям адекватности. Однако и этим результатам удается найти содержательную интерпретацию. Сопоставление по величине слагаемых означает, что не происходит ранжирования их по степени важности, то есть практически решается лишь одна задача - минимизации общего количества вагонов в системе. Не принимаются в расчет другие задачи промышленной транспортной системы, и важнейшая среди них - своевременное обслуживание перевозками производственных агрегатов. Еще более неустойчиво функционирует модель в том случае, когда ВК к бункерам превышают значения ВК к потокам.
