Системный подход в проектировании систем управления. Основные положения системного подхода

Введение в проектирование технологических объектов. Основные понятия.

К основным этапам жизненного цикла промышленных изделий относят:

-- З – П – С – Н – Э – Л –

- замысел;

- проектирование;

- строительство объекта (изготовление изделия);

- наладка;

- эксплуатация объекта (изделия);

- ликвидация объекта (изделия) после истечения срока службы.

Замысел – этап определяющий требования будущего объекта. Выражается в форме технологического задания.

Проектирование рассматривается как процесс составления описания, необходимого для создания еще не существующего объекта.

Строительство объекта включает организацию и производство работ, связанных с физическим воплощением объекта строительства. Установка несущих конструкций, оборудования, зданий и сооружений и т.п..

Наладка состоит в проверке, испытании, настройке и включении в работу всех систем объекта строительства. Наладка завершается сдачей- приемкой объекта в эксплуатацию.

Эксплуатация заключается в осуществлении мероприятий по обеспечению эффективного функционирования объекта в течение длительного времени.

Ликвидация объекта связана с моральным старением объекта и технико-экономической нецелесообразностью его дальнейшего использования (эксплуатации).

ФЗ№116 (от 7,06,07г) – «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

ФЗ№116 статья 8 – «Определена роль проекта при строительстве, эксплуатации и ликвидации».

Для проектирования опасных производственных объектов разработан ряд специальных требований в форме НДТ.

В наше время используется 2 типа: -- 1 традиционные щитовые; -- 2 иерархические многоуровневые СУ построенные на базе ЭВМ.

Выявление последних определяет необходимых выделений при разработке проектов двух разных частей:

1) Проект «полевого КИП»

2) Проект верхнего уровня АСУ ТП

Первая часть рассматривает монтаж певичных средств автоматизации.

Вторая часть рассматривает задачи управления, визуализации, диспетчеризации, архивирование.

Системный подход в проектировании систем управления. Основные положения системного подхода

Проект – универсальный комплекс взаимосвязанных мероприятий, направленных на достижение конкретных целей при определенных требованиях к срокам, бюджету и характеристикам ожидаемых результатов (см. рис.1.1).

срок

качество

Материальные средства

Рисунок 1.1 – Проектный треугольник

 

Для успешного решения задач создания высокотехнологичных систем и производств во многих отраслях инженерного дела, и особенно в проектировании, широко используется системный подход (анализ и синтез систем).

Системный подход – это подход, при котором любая система (объект) рассматривается как совокупность взаимосвязанных элементов (компонентов), имеющая выход (цель), вход (ресурсы), связь с внешней средой, обратную связь.

Системный подход – это способ организации действий.

Систематехника – направление системного подхода, объединяет общие принципы и методы анализа и синтеза сложных принципов.

Для сложных систем хар-на 2 стадии:

1) Макропроектирование – это определение функциональных и структурных связей системы.

2) Микропроектирование – разработка элементов системы.

Принципы системотехники

Применительно к процессу проектирования промышленных объектов можно выделить семь основных принципов системотехники:

1. Принцип неизбежности изменений;

2. Закон ограниченного многообразия;

3. Принцип иерархической декомпозиции;

4. Принцип агрегатирования;

5. Принцип специализации и координации;

6. Принцип целесообразности и оптимальности;

7. Принцип моделирования.

1)Принцип неизбежности изменений и закон ограниченного многообразия

Принцип неизбежности изменений определен следующими факторами при проектировании:

a. Старение как физическое, так и моральное;

b. Возможность и неизбежность ошибок, неувязок и нарушений;

c. Возможность и необходимость совершенствования систем в процессе создания и эксплуатации

Ввиду неизбежности возможных изменений проектирование объектов ведется с учетом возможности дальнейшей модернизации проектных решений: увеличения производительности, совершенствования технологической схемы и т.п.

2) Рисунок– Принцип изменений и закон ограниченного многообразия

Принцип неизбежности изменений (ошибки, изменения старение оборудования, совершенствование методов)

совместимость

стандартизация

Ограниченность многообразия

3) Декомпозиция, агрегатирование, специализация и координация

Иерархичная декомпозиция – наиболее общий принцип системотехники, проявляется во многих аспектах инженерной деятельности и тесно связана с другими системными принципами.

4) Принцип агрегатирования (объединения) является важнейшим инструментом инженерного синтеза и широко используется в машино- приборостроении и при создании систем управления, их алгоритмического и программного обеспечения и является рабочим методом стандартизации. Агрегатирование – создание целого из унифицированных совместимых частей.

Процедура агрегатирования заключается в следующих действиях:

· декомпозиция системы с целью выявления структуры;

· формулирование требований совместимости элементов систем и связи между ними;

· разработка методики синтеза из совместимых составных частей различных конкретных вариантов системы;

· интеграция, синтез необходимых вариантов системы.

5) Принцип специализации и координации

Определяется тем, что система состоит из активных элементов. Активные элементы имеют определенную степень свободы в принятии решений. Цели отделенных подсистем системы могут вступать в противоречие друг другу. В связи с этим реализуют принцип координации.

Реализация данного принципа вносит стабилизацию системы.

6) Принцип целесообразности и оптимальности предполагает требования, чтобы объект был спроектирован по возможности наилучшим образом.

Для принятия решений необходимо четко сформулировать цели, выбрать критерий, составить полный список альтернатив и учесть все ограничения.
7) Принцип моделирования означает возможность получения оценок показателей качества функционирования несуществующего объекта по его моделям.

Основные понятия проектирования.

Ключевым понятием проектирования является описание. В процессе работы над проектом описание преобразовывается от исходного в окончательное.

Развивающийся во времени процесс проектирования разбивается на стадии, этапы, проектные процедуры и отдельные проектные операции.

Проектная операция – действие, дающее конкретный результат, необходимый для решения проектной задачи, например, получение документов, оформление схем, типовой расчет, поиск, подготовка данных, расчет, сравнение, внесение изменений и т.п.

Проектная процедура – формализованная совокупность проектных операций (-постановка задачи,- выбор,- разработка последовательностей действий,- расчеты,- унификация).

Этап проектирования – совокупность проектирования процедур, обеспечивающих проработку одной или нескольких подсистем, позволяет судить о результатах проделанной работы.

Стадия проектирования – обеспечивает законченную по основным аспектам проработку системы. Выполнение стадии позволяет проводить обсуждения. Может потребоваться дополнительное (повторное) выполнение отдельных этапов.

Содержание стадии «разработка проектной документации» и «экспертиза проекта»

Стадия «экспертиза проекта»

Следующие виды экспертиз: -государственная; - промышленной безопасности; - экологическая; - санитарно – эпидемиологическая и т.д.

Экспертиза опасных производственных объектом (ОПО):

1)Государственная: 2) ПБ:

- новое строительство - рассширение

- реконструкция - техническое перевооружение

- капитальный ремонт - консервация

- ликвидация

Следующие виды строительства:

- новое строительство; - капитальный ремонт; - реконструкция; - расширение; - техническое перевооружение; - консервация; - ликвидация.

Гос. экспертиза производится федеральными органами исполнительной власти субъекта РФ (до дней).

Экспертиза промышленной безопасности производится организациями, имеющими лицензию РОСТЕХНАДЗОРа на осуществление данной деятельности.

Результатом стадии экспертизы проекта является заключение экспертизы. Заключение экспертизы дает основание для выполнения строительных работ (для реализации проекта).

 

Содержание стадии «разработка рабочей документации», «ведение авторского надзора», «авторский надзор», «разработка эксплуатационной документации» и «пусконаладочные работы»

Стадия «авторского надзора»

Законодательно определена необходимость выполнения данной стадии для УПО (ст.8 ФЗ №116)

К документам по эксплуатации относятся: - Технологический регламент; - инструкции по пуску и останову объекта; - паспорта на трубопроводы и аппараты; - руководство по эксплуатации КТС (комплекс технических средств).

Опытные эксплуатации объекта и подтверждение гарантированных показателей, завершается приемах акта о завершении.

Системы автоматизации – СНиП 3.05.07 85.

Стадия «разработки эксплуатационной документации». Для объектов нефтепереработки и нефтехимии на данном этапе разрабатывается технологический регламент на производство, где приводится назначение и характеристика объекта, оговариваются условия ведения технологического процесса, нормы параметров технологического режима, периодичность и порядок обслуживания и ремонта оборудования и т.п., также разрабатываются различные инструкции по пуску, останову, испытаниям производства. Технологические регламент разрабатывается в соответствии с Методическими рекомендациями по разработке технологического регламента на производство продукции нефтеперерабатывающей промышленности (2003 г.)

Технологические регламенты разрабатываются научно-исследовательскими организациями, как правило, разработчиками технологии процесса.

Стадия «пусконаладочных работ» – является завершающим перед сдачей объекта в эксплуатацию. К пусконаладочным работам относится комплекс работ, выполняемых в период подготовки и проведения индивидуальных испытаний и комплексного опробования оборудования.

Пусконаладочные работы проводятся, как правило, пусконаладочной организацией с привлечением разработчика проекта.

Управление проектами

Разработан нормативный документ определяющий деятельность управляющего проектом.

Управляющий проектом - специально уполномоченное лицо, которому заказчик (инвестор) делегирует полномочия по руководству при разработке и реализации проектной и рабочей документации для строительства.

Управляющий проектом должен иметь необходимую инженерную подготовку и опыт работы, высокие деловые качества и экономические знания, он должен уметь взаимодействовать со всеми службами и специалистами различного уровня, профиля и квалификации.

К основным задачам, обязанностям и функциям Управляющего проектом относятся:

- участие в подготовке, документов для заключения договора заказчика с разработчиками проектной документации, в том числе задания на проектирование объектов строительства;

- планирование и координация работ по проекту на основе стратегических решений;

- контроль и оценка промежуточных этапов, рассмотрение разногласий при выполнении проектной документации и обеспечение взаимоприемлемых решений.

Принципиальная схема управления проектом.

Категории и виды стандартов

Стандарты в РФ являются обязательными в пределах установленной сферы их действия и подразделяются на следующие категории [18]:

• государственные стандарты – ГОСТ;
• отраслевые стандарты – ОСТ;
• республиканские стандарты союзных республик – РСТ;
• стандарты предприятий – СТП.

• Государственные стандарты обязательны к применению всеми предприятиями, организациями и учреждениями во всех отраслях народного хозяйства. Они распространяются преимущественно на объекты межотраслевого применения, нормы, параметры, требования, показатели качества продукции, термины, обозначения и др., необходимые для обеспечения единства и взаимосвязи различных областей науки и техники, производства, а также на продукцию массового и крупносерийного производства широкого и межотраслевого применения. Государственные стандарты утверждает Государственный комитет по стандартам.

Отраслевые стандарты обязательны для всех предприятий и организаций данной отрасли, а также для предприятий и организаций других отраслей, применяющих (потребляющих) продукцию этой отрасли. Отраслевые стандарты организационно-методического характера обязательны только для предприятий и организаций министерства, их утвердившего.

Отраслевые стандарты устанавливают требования к продукции, не относящейся к объектам государственной стандартизации и необходимые для обеспечения взаимосвязи в производственно-технической и организационно-управленческой деятельности предприятий и организаций отрасли. Отраслевые стандарты могут ограничивать применение государственных стандартов для используемой в отрасли номенклатуры изделий, типоразмеров и т. п.

Отраслевые стандарты утверждает министерство, являющееся ведущим в производстве данного вида продукции.

Республиканские стандарты обязательны для всех предприятий и организаций республиканского и местного подчинения данной союзной республики независимо от их ведомственной подчиненности и устанавливают требования к продукции, выпускаемой этими предприятиями и организациями в том случае, когда на нее отсутствуют государственные или отраслевые стандарты.

Стандарты предприятия обязательны только для предприятия (объединения), утвердившего данный стандарт. Стандарты предприятия могут распространяться на составные части разрабатываемых или изготавливаемых на предприятии изделий, внутренние нормы и правила в области управления и организации производства, управления качеством продукции; оснастку и инструмент, типовые технологические процессы, методики измерений и контроля.

В зависимости от назначения и содержания Государственная система стандартизации устанавливает на продукцию стандарт всех категорий следующих видов:

• общих технических условий;
• общих технических требований;
• параметров и (или) размеров;
• типов, основных параметров и (или) размеров;
• конструкции и размеров;
• марок;
• правил приемки;
• методов контроля (испытаний, анализа, измерений);
• правил маркировки, упаковки, транспортирования и хранения;
• правил эксплуатации и ремонта;
• типовых технологических процессов.

 

Роль стандартизации в ПСА

 

-

 

 

 

Введение в проектирование технологических объектов. Основные понятия.

К основным этапам жизненного цикла промышленных изделий относят:

-- З – П – С – Н – Э – Л –

- замысел;

- проектирование;

- строительство объекта (изготовление изделия);

- наладка;

- эксплуатация объекта (изделия);

- ликвидация объекта (изделия) после истечения срока службы.

Замысел – этап определяющий требования будущего объекта. Выражается в форме технологического задания.

Проектирование рассматривается как процесс составления описания, необходимого для создания еще не существующего объекта.

Строительство объекта включает организацию и производство работ, связанных с физическим воплощением объекта строительства. Установка несущих конструкций, оборудования, зданий и сооружений и т.п..

Наладка состоит в проверке, испытании, настройке и включении в работу всех систем объекта строительства. Наладка завершается сдачей- приемкой объекта в эксплуатацию.

Эксплуатация заключается в осуществлении мероприятий по обеспечению эффективного функционирования объекта в течение длительного времени.

Ликвидация объекта связана с моральным старением объекта и технико-экономической нецелесообразностью его дальнейшего использования (эксплуатации).

ФЗ№116 (от 7,06,07г) – «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

ФЗ№116 статья 8 – «Определена роль проекта при строительстве, эксплуатации и ликвидации».

Для проектирования опасных производственных объектов разработан ряд специальных требований в форме НДТ.

В наше время используется 2 типа: -- 1 традиционные щитовые; -- 2 иерархические многоуровневые СУ построенные на базе ЭВМ.

Выявление последних определяет необходимых выделений при разработке проектов двух разных частей:

1) Проект «полевого КИП»

2) Проект верхнего уровня АСУ ТП

Первая часть рассматривает монтаж певичных средств автоматизации.

Вторая часть рассматривает задачи управления, визуализации, диспетчеризации, архивирование.

Системный подход в проектировании систем управления. Основные положения системного подхода

Проект – универсальный комплекс взаимосвязанных мероприятий, направленных на достижение конкретных целей при определенных требованиях к срокам, бюджету и характеристикам ожидаемых результатов (см. рис.1.1).

срок

качество

Материальные средства

Рисунок 1.1 – Проектный треугольник

 

Для успешного решения задач создания высокотехнологичных систем и производств во многих отраслях инженерного дела, и особенно в проектировании, широко используется системный подход (анализ и синтез систем).

Системный подход – это подход, при котором любая система (объект) рассматривается как совокупность взаимосвязанных элементов (компонентов), имеющая выход (цель), вход (ресурсы), связь с внешней средой, обратную связь.

Системный подход – это способ организации действий.

Систематехника – направление системного подхода, объединяет общие принципы и методы анализа и синтеза сложных принципов.

Для сложных систем хар-на 2 стадии:

1) Макропроектирование – это определение функциональных и структурных связей системы.

2) Микропроектирование – разработка элементов системы.