Сущность автоматизированного производства

Современный этап развития промышленного произ­водства характеризуется переходом к использованию пе­редовой технологии, стремлением добиться предельно высоких эксплуатационных характеристик как действу­ющего, так проектируемого оборудования, необходи­мостью свести к минимуму любые производственные по­тери. Все это возможно только при условии существен­ного повышения качества управления промышленными объектами, в том числе путем широкого применения АСУ ТП.

Технико-экономическими предпосылками создания АСУ ТП являются рост масштабов произ­водства, увеличение единичной мощности оборудования, усложнение производственных процессов, использование форсированных режимов (повышенные давления, темпе­ратуры, скорости реакций), появление установок и це­лых производств, функционирующих в критических ре­жимах, усиление и усложнение связей между отдельны­ми звеньями технологического процесса. В последнее время в развитии многих отраслей промышленности по­явились новые факторы, связанные не только с повыше­нием требований к количеству и качеству выпускаемой продукции, но и с напряженностью в области трудовых ресурсов. Рост производительности труда, в том числе пу­тем его автоматизации, становится практически единст­венным источником расширения производства. Указан­ные обстоятельства предъявляют новые требования к масштабам использования и к техническому уровню АСУ ТП, к обеспечению их надежности, точности, быстро­действия, экономичности, т. е. к эффективности их функционирования.

Еще одной важной предпосылкой применения АСУ ТП в промышленности является необходимость ре­ализации значительных потенциальных производствен­ных резервов. Заметим, что техническая база производства в большинстве отраслей промышленности достигла к настоящему времени такого уровня развития, при ко­тором эффективность производственного процесса са­мым непосредственным и существенным образом зави­сит от качества управления технологией и организации производства. Поэтому на первый план выдвигается за­дача оптимального управления технологическими процессами, решить которую без развитой АСУ ТП в большинстве случаев невозможно.

Однако следует иметь в виду, что создание АСУ ТП является сложной научно-технической и организацион­но-экономической проблемой, решение которой требует значительных и все возрастающих трудовых, матери­альных и финансовых ресурсов. Вследствие этого в ка­честве первоочередных выступают задачи наиболее эффективного использования капитальных вложений, правильного выбора направлений, установления очеред­ности и рациональных объемов работ по созданию и применению АСУ ТП. При их решении немаловажную роль играют обоснование, определение и анализ техни­ческой рациональности и экономической эффективности автоматизированных систем управления на основе еди­ных и научно обоснованных методических принципов.

Следует учесть, что при управлении современным промышленным объек­том к нему надо подходить как к единому целому, а не как к набору различных независимых элементов. Необходимо весь производственный процесс вести в некотором оптимальном режиме, при котором может быть получен надлежащий эффект управления. Важно также отметить, что системы управления, используемые в настоящее время в промышленности, часто принадле­жат к так называемым большим системам, т. е. харак­теризуются участием значительного числа людей, разно­образных машин и аппаратов, наличием связанных между собой достаточно сложных подсистем, обладаю­щих своими частными целями и критериями и, наконец, наличием развитой иерархии уровней управления: агре­гат - производство - предприятие.

В таких условиях и возникла проблема автоматиза­ции собственно управления, т. е. процесса принятия решений, которая потребовала привлечения современ­ных математических методов и новых технических средств. В результате появились автоматизирован­ные системы управления, т. е. развитые челове­ко-машинные системы, реализующие такой автоматизи­рованный процесс сбора и переработки информации, ко­торый необходим для принятия решений по управлению объектом (процессом, производством) в целом. При этом роль человека в любой АСУ весьма существенна: так как ряд ответственных задач принятия решений в силу их сложности, многогранности и не изученности не под­дается формализации, их выполнение не может быть полностью автоматизировано и остается за человеком.

Важно отметить, что по мере повышения степени автоматизации принятия решений, необходимых для управления отдельными технологическими аппаратами и участками, последние теряют значение самостоятель­ных объектов управления и сливаются во все более крупные производственные комплексы. В результате появились мощные централизованные системы управле­ния, в которых с помощью ЭВМ концентрируются контроль и управление большим числом агрегатов. По­нятно, что в такой системе оператор-технолог как звено, принимающее  наиболее ответственные решения по управлению всем объектом в целом, играет исключи­тельно важную роль.

Как уже отмечалось, основным инструментом для решения современных проблем управления материаль­ным производством служат так называемые АСУ, в ко­торых центральная, главенствующая роль и творческие способности человека сочетаются с широким применени­ем современных математических методов и средств ав­томатизации, включая вычислительную технику.

В  соответствии с государственным  стандартом АСУ - это человеко-машинная система, обеспечиваю­щая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности. Процесс оптимиза­ции предполагает выбор такого варианта управления, при котором достигается минимальное или максималь­ное значение некоторого критерия, характеризующего качество управления.

Как правило, общий критерий экономической эффек­тивности управления технологическим процессом непри­меним из-за сложности определения необходимых коли­чественных зависимостей в конкретных условиях; в та­ких случаях формируют частные критерии оптимально­сти, учитывающие специфику управляемого объекта и дополненные условными ограничениями. Такими частны­ми критериями, например, могут быть:

·                   максимальная производительность агрегата при опре­деленных требованиях к качеству продукции, условиях эксплуатации оборудования и т. д.;

·                   минимальная себестоимость при выпуске продукции в заданном объеме и заданного качества;

·                   минимальный расход некоторых компонентов, напри­мер дорогостоящих присадок или катализатора.

Чтобы добиться желаемого (в том числе оптимально­го) хода технологического процесса, в системе управле­ния им необходимо в нужном темпе выполнять множест­во различных взаимосвязанных действий: собирать и анализировать информацию о состоянии процесса, реги­стрировать значения одних переменных и стабилизиро­вать другие, принимать и реализовывать соответствую­щие решения по управлению и т. д. Именно эта «дея­тельность» системы управления была ранее названа функционированием, т. е. выполнением ею установлен­ных функции.