Юрий Почанин - АСУ упаковочного производства

Рассмотрим интегрированную систему автоматизации предприятия, состоящая из двух систем: автоматизированная система управления производством (АСУП) и автоматизированной системы управления технологическими процессами АСУ ТП. Данная интегрированная автоматизированная система может быть представлена в виде 5-уровневой пирамиды (0-4), рис.2.1. Причем уровни 0-2 относятся к АСУ ТП, а уровни 3-4 – к АСУП.

Рис.2.1 Уровни интегрированной системы автоматизации производства

Каждый уровень управления характеризуется циркулирующей в нем информации, рис.2.2.

Исторически сложилось так, что верхний уровень (АСУП) и нижние уровни (АСУТП) развивались независимо друг от друга и фактически отсутствовал достаточно интеллектуальный интерфейс, который бы их объединял.

Рис. 2.2. Контуры циркулирующей информации по уровням автоматизации

Это обстоятельство на современном уровне развития промышленности стало тормозящим фактором. Для эффективной работы производственного предприятия и для принятия на верхнем уровне как стратегических, так и тактических решений требуется интеграция всех систем управления производством.

Возможности систем управления производством во многом определяются составом и функциями комплекса инструментальных программных средств, предназначенного для построения автоматизированных систем управления технологическими процессами и для интеграции их как с системами управления производством верхнего уровня, так и со средствами управления нижнего уровня (датчики, исполнительные механизмы и др). Использование такого инструментария обеспечивает возможность создания интегрированных сквозных систем управления производством в реальном масштабе времени.

Типовые функции/уровни управления в интегрированных системах.

1. Планирование ресурсов предприятия (уровень стратегического управления) – ERP –системы. В основном экономические задачи.

2. Управление процессом производства. Функции автоматизации управленческой и финансово-хозяйственной деятельности – MRP – системы.

3. Автоматизация управления производством – MES – системы относятся к АСУ производства: планирование и контроль последовательности операции технологического процесса, учет исходных материалов и произведенной продукции, наблюдение за технологическим обслуживанием производственного оборудования.

4. Передача информации с уровня АСУТП на уровень управления предприятием.

5. Диспетчерское управление предприятием (SCADA – системы).

6. Управление вводом/выводом, непосредственное регулирование технологического процесса (ПЛК).

7. Ввод/вывод информации с датчиков и исполнительных механизмов.

Все функции ИСУ можно разделить на 2 класса:

1. Управляющие системы. Они обеспечивают сбор информации и выдачу команд исполнительным устройствам.

Эти системы работают в реальном масштабе времени, построены с широким использованием вычислительной техники.

2. Информационные системы. Обеспечивают сбор и выдачу информации о ходе технологического процесса. Полученная в результате расчетов информация имеет рекомендательный характер. Все решения принимаются человеком с участием автоматизированных систем.

2.1. Системы управления на уровне предприятия

На уровне предприятия используются системы ERP и MRP, которые являются конкретными программными пакетами, реализующими эти системы. В состав АСУ могут водить разные подсистемы, которые определяются спецификой предприятия. Однако, существует ряд типовых подсистем для производственных предприятий.

Подсистема оперативного планирования и управления основным производством является важнейшей подсистемой АСУ. В соответствии со стадиями процесса управления в этой подсистеме можно выделить следующие функции: планирование, учет и контроль, анализ, регулирование, нормативные расчеты.

Планирование включает решение следующих задач:

–разработка подетального плана производства;

–расчет планового объема выпуска товарной продукции на квартал и месяц;

–определение потребности в материальных, денежных, трудовых и других ресурсах, необходимых для выполнения плановых заданий;

–межцеховое календарное планирование, состоящее в согласовании по срокам выпуска изделий сборочными цехами и запуска деталей в механических и заготовительных цехах;

–внутрицеховое календарное планирование, состоящее в составлении календарных планов запуска-выпуска изделий на участках и в цехах.

Учет и контроль включают решение таких задач:

–ежедневный учет хода выполнения плана в цехах и на участках за истекший день и с нарастающим итогом с начала месяца;

–учет потерь от брака;

–учет и контроль использования рабочего оборудования;

–учет незавершенного производства.

Анализу подвергаются:

–итоги работы цехов и участков за истекший день и отклонения от плана;

–отклонения комплектности оборотных заделов от нормативов;

–использование фонда заработной платы;

–использование оборудования и определение недогруженного и дефицитного оборудования;

–использование материалов;

–обеспеченность производства ресурсами по состоянию на текущий день.

Регулирование производства включает:

–коррекцию календарных планов выпуска деталей и изделий по результатам анализа состояния производства и обеспеченности ресурсами;

–регулирование величин нормативных оборотных заделов;

–составление сменно-суточных заданий на участках и в цехах.

Нормативные расчеты включают расчеты календарно-плановых нормативов, в частности:

–нормативных опережений участков и цехов по технологическому процессу относительно сборки;

–нормативных оборотных заделов;

–экономического размера партий (для серийного производства);

–нормативного уровня страховых заделов (деталей и пр.).

Дифференциация предприятий по типу производства на массовые, крупносерийные, мелкосерийные и единичные обусловила необходимость разработки различных систем планирования и управления. Системы характеризуются разными планово-учетными единицами, степенью централизации системы планирования, а также периодами планирования, контроля и регулирования.

Методы оперативного планирования в массовом производстве основываются на централизованном подетальном планировании для цехов основного производства.

Для заготовительных и механических цехов календарные планы составляются по критерию равномерной загрузки оборудования, с учетом комплектного хода сборки, а для сборочного цеха – по критерию выполнения заказов в директивные сроки (минимизация опозданий). Относительно несложный характер производства и постоянная номенклатура изделий позволяют последовательно переходить от укрупненного планирования на квартал и месяцы к оперативно-календарному планированию на короткие отрезки времени (смена, сутки) на участках с массовым и крупносерийным производством и выдаче сменных заданий на рабочие места. Основной планово-учетной единицей является деталь-операция. Применение АСУ необходимо при выполнении расчетов по годовому подетальному плану, по загрузке оборудования, ритмам работы поточных линий, календарно-плановым нормативам и т. д.