Учебно-методический комплекс дисциплины «Автоматизированные системы управления

1. Глоссарий

3. Практические занятия

4. Самостоятельная работа студента

1. глоссарий

В настоящем УММ использованы следующие термины с соответствующими определениями:

1.2. Взаимосвязанностью элементов – называется тот факт, что элементы, не имеющие связи (взаимо­влияния) с другими элементами системы, не входят в ее состав.

1.3. Информационная система — взаимосвязанная совокупность средств, ме­тодов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи ин­формации в интересах достижения поставленной цели.

1.4. Реляционная модель данных - представляет информацию в виде совокупности взаимосвязанных таблиц, которые принято называть отношениями или реляциями.

1.5. Управление — это целенаправленное воздействие, обеспечи­вающее протекание какого-либо физического процесса (например, процесса производства) и достижение им заданной цели (или нес­кольких целей).

1.6. Система — это совокупность взаимодействующих элементов, объединенных единством цели и общими целенаправленными пра­вилами взаимоотношений.

1.7. Структура - относительно постоянный порядок внутренних пространственно-временных связей между ее отдель­ными элементами и их взаимодействия с внешней средой
2. лекции
Лекция 1. Предмет и задачи курса АСУ АП. Роль и значение АСУ для совершенствования управление в отрасли.
Содержание лекционного занятия:

• 
  Предмет курса АСУ АП и их роль в развитии экономики.
  
• 
  Роль вычислительной техники и методов экономико-математического моделирования в создании и функционировании АСУ.
  
• 
  Изучение организации проектирования, внедрения, эксплуатации, экономической оценки и развития АСУ.
  
• 
  Совершенствование управления. Факторы, характеризующие возрастающую роль управления.
  

АСУ является сложной системой, состоящий из комплекса взаимосвязанных частей, выделяемых по функциональному и структурно – организационному признаку.

Сложность проблемы повышение эффективности управления предприятия путем автоматизации определяет значительную долю научно - исследовательских работ в процессе создания АСУ, которая связана с разработкой новых методов и средств автоматизации процессов управления в целях достижения требуемых показателей.

Высокий уровень автоматизации производства позволяет добиться высокого качества продукции при наименьших затратах на её изготовление.

Широкое и повсеместное внедрение в производство машинной техники должно приводить к ликвидации тяжелого физического и неквалифицированного труда. Однако, не все операции выполняются механизированным путем, многие операции выполняются вручную. Для их ликвидации требуется качество новая ступень в развитии техники - автоматизация.

Автоматизация должна обеспечивать управление механизированным производством с помощью системы машин, прибор и специальных устройств без непосредственного участия человека.

Автоматизация в первую очередь определяется научно-техническим прогрессом во всех областях науки, техники и управления, а также практическим использованием его достижений.

Основные направления перевода экономики на путь интенсивного развития:

1. 
   Создание и внедрение новой техники и технологии, которые обеспечивали бы более быстрый рост производительности труда, существенную экономию финансовых и материальных ресурсов;
   
2. 
   Модернизация и обновление производственных фондов; внедрение высокопроизводительного оборудования, современных форм организации производства;
   
3. 
   Значительное повышение уровня механизации и автоматизации производственных процессов, особенно с тяжелыми условиями труда, вспомогательных и погрузо-разгрузочных операций, сокращения удельного веса ручных работ;
   
4. 
   Увеличение доли продукции высшей категории качества в общем, объёме работ.
   

Использование типовых форм документов характерно для многих предприятий каждой отрасли. Однако, не все виды оргтехники удовлетворяют постоянно расширяющимся потребностям предприятии и своевременной и качественной обработки информации для выработки управленческих решений.

Современные ЭВМ позволяют механизировать и автоматизировать многие процессы умственного труда. В настоящие время они применяются для управления станками, для оперативного планирования и управление производством, для управления поточными линиями, непрерывными производственными процессами, а также многими другими видами непосредственной деятельности инженерно-технических работников предприятия.

Важным фактором эффективности планирования в любой отрасли является учет динамизма внутрипроизводственных показателей, а также прогнозирование возможных колебаний этих показателей. Вот почему нужны новые методы и техника, которые обеспечивали бы вариантность, высокую точность и оперативность в решении задач планирования производства.

Для реализации на ЭВМ оказанных задач требуются соответствующие экономико-математические методы, разработка которых является наиболее ответственной, сложной и трудоемкой работой, выполняемой, как правило, математиками и экономистами высокой квалификации.

Создание математических моделей позволит заранее и объективно изучить поведение объекта в различных условиях, на основе выявленных закономерностей движения производства и определять в оперативном режиме реальные планы выпуска продукции. Кроме того, новейшая техника позволит создавать огромные базы данных, система обработки данных в условиях реального времени, то есть в ритме самого производства, что приведет к значительному сокращению трудоемкости работ и повышению качества планирования и управления.

Системой проектирования называется совокупность всех элементов, предназначенных для выпуска проектов: труд проектировщиков, прототипы проектных решений, эталоны, типовые проектные решения, специальные инструктивные материалы и т.п. Различаются 2-а типа систем проектирования: типовая и оригинальная.

Поскольку системы типового проектирования АСУ в настоящие время не всегда хорошо развиты, очень важной остается роль инструктивных материалов, которые являются основой для разработки оригинальных проектов АСУ.

Для выполнения основных работ, проводимых на стадии «Технический проект», оформляются следующим организационно-распоредительное документация:

1. 
   Приказ о проведении работ с планом-графиком организационно-технических мероприятий;
   
2. 
   План-график ввода в эксплуатации комплекса устройств подготовки данных;
   
3. 
   Заказные спецификации и заявочные ведомости на технические средства;
   
4. 
   План-график подготовки информации на машинных носителях, ввода информации и ведения массивов данных на ЭВМ;
   
5. 
   План-график обучение сотрудников эксплуатации ЭВМ, а также технических средств;
   
6. 
   Протокол принятие зачетов по результатам обучения;
   
7. 
   Протокол согласования постановок задач;
   
8. 
   Протокол рассмотрения тех.проекта заказчиком (разработчикам); акт утверждения т.п.;
   
9. 
   Договор на монтаж, наладку и сдачу в промышленную эксплуатацию ЭВМ и другого оборудования.
   

При определении эффективности АСУ учитываются следующие направления повышения эффективности производства, поддающиеся количественной оценки:

1. 
   Увеличение выпуска продукции за счет более рационального использования действующего производственного оборудования, сырья, материалов, топлива, трудовых ресурсов, т.е. оптимизации производственной программы предприятия;
   
2. 
   Повышение производительности труда работников вследствие сокращения потерь рабочего времени и простоев производственного оборудования;
   
3. 
   Установление оптимального уровня запасов материальных ресурсов и объемов незавершенного производства;
   
4. 
   Повышение качества выпускаемой продукции и экономия, получаемая потребителями;
   
5. 
   Снижение затрат на выпуск продукции за счет возможного сокращения персонала; внедрение оптимизационных задач, оптимизации планирования, улучшение оперативного планирования производства;
   
6. 
   Снижение различных потерь;
   
7. 
   Высвобождение кап.вложений.
   

С целью повышения эффективности научно- исследовательских и проектных работ по созданию АСУ необходимо развитие следующих понравлений:

1. 
   Создание систем оригинального и автоматизированного проектирования и автоматизированных систем обработки данных и управление научными экспериментами;
   
2. 
   Проведение комплекса работ, включающих анализ деятельности предприятия, разработку проектов рационализации организационных структур, совершенствование делопроизводства, унификацию документов, разработку и внедрение новых методов управления.
   

1. 
   Проблема постановки задачи. Потребуется определение не только процесса постановки задач обработки данных, но и задач комплексного управления.
   
2. 
   Проблема изменений. Решение этой проблемы потребует такой модернизации создания АСУП, кот. Учитывает динамику развития предприятия и обеспечивает сравнительно легкое прохождения изменений в функционирующей АСУП.
   
3. 
   Проблема автоматизации проектирования. Потребуется создание моделей развитие производства и моделей создания АСУП.
   

1. 
   прогнозирование
   
2. 
   планирование
   
3. 
   регулирование
   
4. 
   учет
   
5. 
   анализ
   
6. 
   контроль
   

Руководство- это составная часть управления. С автоматизацией производственных процессов функции руководства исчезнут, функции управления останутся (при внедрении АСУ).

1.Основные понятия и определения АСУ.

2.Типовая структура АСУ и принципы ее функционирования
Рекомендуемая литература:

1.Николаев А.Б., Алексахин С.В., Кузнецов И.А., Строганов В.Ю. Автоматизированные системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте. Учебник. М.: Академия, 2003, -224 с.

2.Информационная система для управления перевозочным процессом./ Под ред. Г.С. Ратина. - М.: Транспорт, 1989 г. - 239 с.
Лекция 2. Автомобильный транспорт и АСУ в АТ.
Содержание лекционного занятия:

• 
  Особенности отрасли как объекта АСУ.
  
• 
  Понятие сложной системы. А.Т как сложная система.
  
• 
  Особенности совершенствования управления автомобильным транспортом.
  

Управление автоперевозками является комплексом действий, полностью организующих и направляющих работу автомобилей на линии. В него входят функции оперативного планирования и диспетчерского руководства.

Организацией перевозок пассажиров и грузов на АТП занимается служба эксплуатации. Если на территории одного города или района находится несколько АТП, управление перевозками должно быть централизованное.

Централизованное управление даст возможность повысить производительность, снизить себестоимость путем повышения использования грузоподъемности и пробега автомобиля.

При централизованной системе управления перевозками необходима автоматизация сбора и выдачи большого объема информации и сложных расчетов оптимальных вариантов организации перевозок. Для этого и существует ВЦ. (вычислительные центры).

Задачи ВЦ:

1. 
   сбор и обработка всей информации по различным службам АТП;
   
2. 
   выдача отработанной информации по предприятию;
   
3. 
   решение вопросов перспективного и текущего планирования работы предприятий;
   
4. 
   обработка оперативной документации и проведения финансовых расчетов;
   
5. 
   обеспечение функционирующих подсистем автоматизированной системы управления перевозками (АСУП).
   

Некоторые особенности транспорта, создающие определенные трудности при проектировании и разработке АСУ:

1. 
   Транспортная система – это единство материальных и информационных процессов, образующее саморегулирующуюся систему, включающую субъект и объект управления, поэтому необходимо построение и исследование совмещенных моделей объектов и процессов управления.
   
2. 
   Ресурсы, внутренние стимулы и результаты функционирования транспортного комплекса требуют общего народнохозяйственного подхода. Необходимо множество критериев, выражающих комплекс народнохозяйственных и транспортных интересов. Неопределенность, отсутствие полной информации о глобальном критерии приводит к сложности построения иерархии критериев и обуславливает сложность разработки целевой функции комплекса как единой системы.
   
3. 
   Механизм функционирования транспортного комплекса допускает согласование интересов его элементов и подсистем.
   
4. 
   Управление транспортной системой на может быть полностью алгоритмизировано и в некоторых блоках включает эвристические процедуры.
   
5. 
   Транспортный комплекс как объект исследования представляет собой большое разнообразие факторов, связей и процессов. Высока степень неопределенности в динамике системы.
   
6. 
   Нет формальной единой проблемы, необходимо учитывать возможность создания комплекса моделей, которые были бы взаимосвязаны.
   

1. 
   сложность;
   
2. 
   делимость;
   
3. 
   целостность;
   
4. 
   многообразие элементов;
   
5. 
   структурированность.
   

АСУ принадлежит к классу сложных систем, охватывающих различные объекты управления. Т.к. управление народным хозяйством построено по механическому прицепу, то аналогично строится и автоматизация управления.

Существует следующая структура АСУ:

1). Общегосударственная автоматизированная система (ОГАС)

2). Отраслевые автоматизированные системы управления(ОАСУ)

3). АСУ предприятиями АСУП

4). АСУ технологическими процессами (АСУТП)

ОАСУ на тр-те рассматривается как целостная сложная организационная система, состоящая из подсистем. Подсистемы делятся на:

1. 
   перспективное развитие отрасли;
   
2. 
   технико-экономическое планирование;
   
3. 
   управление научно-техническим прогрессам;
   
4. 
   управление материально-техническим снабжением и комплектацией;
   
5. 
   управление транспортами перевозками;
   
6. 
   управление финансовой деятельностью;
   
7. 
   планирование, учет и анализ кадров;
   
8. 
   бухгалтерский учет;
   
9. 
   общее управление.
   

1. 
   АСУ диспетчерского управления (АСДУ)
   
2. 
   Управление производственно-технической деятельности
   
3. 
   ремонтом и перевозками
   
4. 
   управление производством и сбытом продукции
   

1. АСУ министерством;

2. АСУ транспортного управления (АСУТУ).

Функционирование этих подсистем дает возможность:

разрабатывать маршруты перевозок и графики движения автомобилей по ним;

составлять сменные задания, графики выпуска автомобилей на линию и прибытия их к грузоотправителям;

осуществлять оперативный контроль за выполнением разработанных планов; осуществлять оперативное регулирование в случаях поступления сообщений об отклонении от графиков и маршрутов;

учитывать и анализировать выполнение планов перевозок по каждому обслуживаему объекту за прошедшие сутки;

и т.д.

Производственной базой АСУ является комплекс технических средств – ЭВМ и другая вычислительная техника, системы передачи данных по каналам связи, устройства, приборы, датчики контроля и регулирования и т.д.

Особенностью транспорта является то, что его «продукция», состоящая из перемещения людей и грузов, создается и потребляется одновременно. Транспортный процесс является обязательным продолжением любого производственного процесса, т.к. продукт, созданный в промышленности или с.х. только тогда готов к потреблению, когда он доставлен к месту назначения.

В решении задачи совершенствования системы управления транспортом важную роль выполняют информационные системы, которые имеют следующие особенности:

1. использование методов системного анализа при разработке комплексной программы исследований и проектирования системы;

2. сложность транспортной системы,

3. многоуровневый характер ее функционирования;

4. централизованная и децентрализованная системы управления;

5. значительное число управляемых объектов;

6. быстрое изменение грузопотоков и пассажиропотоков.
Вопросы для самоконтроля:

1.Структура АСУ

2.Значение АСУ, их место в логистической цепи перевозок.
Рекомендуемая литература:

1.Николаев А.Б., Алексахин С.В., Кузнецов И.А., Строганов В.Ю. Автоматизированные системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте. Учебник. М.: Академия, 2003, -224 с.

2.Информационная система для управления перевозочным процессом./ Под ред. Г.С. Ратина. - М.: Транспорт, 1989 г. - 239 с.
Лекция 3, 4 Обследование объектов АСУ и их анализ.
Содержание лекционного занятия:

• 
  Понятие о предпроектном обследовании объектов с целью автоматизации процессов управления.
  
• 
  Методологическая сущность предпроектного обследования объектов управления.
  
• 
  Цель и задачи анализа объекта управления при предпроектном обследовании.
  
• 
  Функции и задачи организации разработчика и заказчика АСУ в процессе проведения обследования.
  
• 
  Методика предпроектного обследования объектов управления.
  
• 
  Анализ организационной и функциональной структуры, методов планирования и учета.
  
• 
  Анализ потоков и состава информации.
  
• 
  Анализ документооборота, диспетчерской работы и организации производства.
  
• 
  Методика построения логико-информационной модели функционирования существующей системы.
  
• 
  Анализ материалов обследования.
  
• 
  Отчет о предпроектном обследовании объекта автоматизации.
  

Предпроектный анализ - это комплекс исследований, направленных на выявление об­щих тенденций и факторов развития производства и выработку мероприятий по совершенст­вованию системы управления и всей ПХД предприятия. Предпроектное исследование позво­ляет установить целесообразность создания АСУП, осуществить выбор конкретного класса или варианта АСУП, а также предопределяет использование уже проверенных и эффектив­ных методов научной организации труда и производства при создании АСУП.

Предпроектная стадия создания АСУП заключается во всестороннем обследовании системы управления с целью выработки решений по совершенствованию управления пред­приятием. Обследование проводится по заранее разработанной программе.

Программа обследования представляет перечень вопросов, ответы на которые доста­точно полно характеризуют производственно-хозяйственную деятельность предприятия в целом и отдельных его подразделений и способствуют определению основных параметров АСУП. Содержание программы определяется характером объекта обследования и задачами разработки АСУП. Данные, полученные в результате обследования, служат основой для:

1 разработки рекомендаций по совершенствованию существующей системы управления без применения технических средств и ЭВМ;

2 выработки решения о составе задач, подсистем и подразделений, охватываемых АСУП;

3 составления технического задания на создание АСУП.

Обследование организационной структуры предприятия заключается в изучении ос­новных технико-экономических характеристик предприятия и его организационной структу­ры с целью выработки рекомендаций по совершенствованию работы АТП.

В процессе обследования определяется характер и масштабы производства предпри­ятия в целом и его подразделений, число ступеней иерархии управления и общая структура производства и управления на предприятии.

Обследование организационной структуры производится одновременно с обследовани­ем функциональной структуры путем выявления соответствия организационной структуры функциям планирования, учета и контроля, выполняемым на разных уровнях иерархии.

Результаты обследования оформляются в виде текстового материала, в котором указы­ваются все выясненные в процессе анализа недостатки существующей организационной структуры и пути их устранения.

Предпроектная стадия включает комплекс научно-исследовательских работ и органи­зационно-технических мероприятий по обследованию системы управления предприятием, позволяющих определить производственные возможности предприятия по повышению объ­ема и качества выпускаемой продукции, снижению затрат материальных, финансовых и тру­довых ресурсов за счет создания АСУП, произвести оценку применимости типовых проект­ных решений и пакетов прикладных программ, имея в виду использование новых более эф­фективных методов планирования, учета и регулирования, проверку соответствия сущест­вующей на предприятии информационной базы, требуемой для создания АСУП, определе­ние состава мероприятий, обеспечивающих переход на новые методы управления.

На основании результатов обследования разрабатывается технико-экономическое обоснование создания АСУП. Оно оформляется в виде пояснительной записки с приложе­нием необходимых материалов. Объем ТЭО определяется сложностью и научно-производственной значимостью АСУП, при этом материалы должны иметь минимально не­обходимый объем.