Согласование решений — основная задача ИАСУ

При создании ИАСУ в процессе исследования объекта возникает задача выявления структуры производственных связей, вероятностных показателей — производительности отдельных участков, затрат и качества продукции, вероятностных характеристик расхода материалов и инструмента, а также динамики изменений первоначальных заданий.

Знание характеристик как самого объекта управления, так и его связей с внешней средой связано с получением многомерных статистических данных, анализ которых позволяет учесть вероятности изменений заданий и состояний внешней среды, а также возможный разброс характеристик объектов при решении задач управления. Такая статистика позволяет выделить области часто повторяющихся производственных ситуаций, что дает возможность заранее выбрать для них стратегию у прав гения.

Если АСУ разрабатывается для нового предприятия и его вероятностные характеристики, как и вероятностные характеристики внешней среды, установить не представляется возможным, то для этого случая исходными являются характеристики и производственные ситуации, найденные на основании анализа аналогичных действующих предприятий (например, методом экспертных оценок).

Так как обычно внешней средой задается не один, а несколько критериев оценки функционирования предприятия, некоторые из которых несоизмеримы, то возникает задача упорядочения критериев путем их ранжирования, задания приоритетов или весовых коэффициентов.

Измерение приоритетов может осуществляться, когда значение максимизируемой или минимизируемой целевой функции достигает некоторого заранее установленного уровня. Например, критерий максимизации производительности может потерять свой первый приоритет в тех случаях, когда уровень производства превысит заданное значение.

Выбор приоритетов является неформальной операцией и может осуществляться с использованием методов теории принятия решений. Для моделирования процессов принятия решений обычно составляются сценарии. Аналогично могут определяйся весовые коэффициенты, преобразующие векторный критерий в скалярный.

Структура производственных связей для каждой из производственных ситуаций определяет возможность декомпозиции общей цели, задаваемой внешней средой, на множество подцелей каждого участка производства образующих дерево целей.

При составлении дерева целей необходимо учитывать не только производственные возможности участков производства, но и ограничения, накладываемые внешней средой по ресурсам и срокам.

На основании дерева целей основного производства строятся взаимосвязанные с ним деревья целей для всех вспомогательных подразделений завода, обеспечивающих основное производство необходимыми ресурсами.

Дерево целей можно представить в виде графа, отображающего связи и соподчиненность целей (вертикальные уровни) и функции управления, обеспечивающие достижение этих целей (горизонтальные уровни).

Примерами функций являются оперативное управление производством, управление материально-техническим снабжением, управление сбытом и т.д.

На основе дерева целей осуществляется декомпозиция общих критериев оценки функционирования производственного процесса, что позволяет каждой подцели поставить в соответствие определенные критерии. Выбор подцелей и критериев для каждого элемента производственной структуры позволяет сформулировать задачи управления и получить тем самым функциональную структуру системы управления производством, соответствующую дереву целей.

Совокупность локальных критериев должна соответствовать общим критериям. С учетом характеристик звеньев производственной структуры приоритеты или весовые коэффициенты локальных критериев должны изменяться. Например, участку производства, состоящему из двух последовательно работающих arpeгатов, заданы критерии максимизации производительности и минимизации расхода энергии с первым и вторым приоритетами соответственно. Пусть при удовлетворении первого критерия один из агрегатов достиг своей предельной производительности и стал узким местом. Тогда для второго агрегата критерий максимизации производительности теряет смысл, а достигнутое значение целевой функции превращается в ограничение при работе по критерию со вторым приоритетом.

При выборе задач согласованного управления применяемые модели должны не только учитывать ограничения по производительности и другим показателям, но и отражать усредненные соотношения между переменными, влияющими на показатели, входящие в критерии. Использование в модели усредненных соотношений переменных снижает ее точность и означает, что модель лишь “в среднем” соответствует реальным характеристикам объекта. Примером являются так называемые нормативные показатели производительности, полученные усреднением результатов работы объекта 6eз учета степени согласованности его функционирования с другими объектами, без учета изменения характеристик в течение межремонтного периода работы оборудования и т. д.

Управлением по средним характеристикам является объемное календарное планирование производства в масштабе группы цехов, устанавливающее объемы производства по календарным срокам. Рассматривая параметры этого плана как задания целей и критериев внешней среды, можно отыскать управление для производственных структур каждого из цехов и крупных участков, модели которых учитывают укрупненные характеристики отдельных агрегатов, входящих в состав этих цехов и участков. Найденное управление имеет форму более детализированного объемно-календарного плана с разбивкой на более мелкие интервалы времени. Наконец, аналогичным образом могут быть найдены согласованные между собой календарные планы-графики работы агрегатов.

Число ступеней разбиения задач управления ИАСУ определяется вычислительными возможностями технического обеспечения, сложностью решения задач управления, а также вероятностными характеристиками действующих на производственный процесс возмущений, вызывающих отклонение реального хода производства от запланированного. Чем более укрупненная модель используется для решения задачи управления, тем выше риск отклонения параметров объекта при функционировании от оптимальных. Уменьшение риска может быть достигнуто детализацией моделей, уточнением их параметров на основании анализа отклонений от плана в процессе функционирования объекта.

Таким образом, при выборе числа уровней детализации моделей при согласованном управлении необходимо использовать данные статистического анализа причин расхождения между планом и реальным ходом производственного процесса: выявить комплексные характеристики, оценивающие организационные и технологические трудности;

построить вероятностную модель неупорядоченности производственного процесса как функции от характеристик организационных и технологических трудностей для различных производственных ситуаций: определить интервалы времени планирования и управления при данной степени укрупнения моделей, обеспечивающие заданное значение характеристик выполнения плана.

В зависимости от сложности общей задачи управления число уровней детализации с последовательным уточнением управления может быть различным. Так, задачи объемно-календарного планирования могут делиться на задачи среднесрочного и краткосрочного планирования, задачи построения графика реализации плановых заданий, заданий на короткий срок и т д.