Диссертация (1152184), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Все вышеизложенное приводит к рассмотрению второговарианта.Второй вариант, как результат поиска решения проблем первого варианта,подразумеваетвыполнениеразработкирешениясиламипредприятия,спривлечением в команду разработки выпускников вузов пищевого профиля,умеющих работать на стыке специальностей, готовых учиться самостоятельно иперенимать знания у существующих опытных работников производства.Сформированный таким образом коллектив, как показал опыт подготовкидиссертации, может, непрерывно обучаясь, успешно решать задачи комплекснойавтоматизации.В качестве аппаратной части для современных доступных решений в данныймомент возможно приобрести недорогую элементную базу с открытойархитектурой, в том числе производства России и КНР [61,71].
Такиемикрокомпьютерынедорогиеивесьманадежные:зафиксированслучайбесперебойной работы промышленного ПАК более 2-х лет (приложение 2). Вслучае дополнительных требований к надежности за счет низкой стоимостивозможна реализация аппаратной избыточности (дублирования).Что касается программного обеспечения, то данные и аналогичные иммикрокомпьютеры полностью поддерживают работу с широко используемыми впромышленности языками программирования C/C++, а также с языками болеевысоких уровней абстрагирования, например, C#.В качестве платформы для ИАСУ на данный момент стоит рассмотретьсистему 1С:Предприятие, которая давно выросла по функционалу из классабухгалтерских систем и приближается к классу ERP.39Эффективнуюкомплекснуюавтоматизациюпредприятияпищевойпромышленности невозможно рассматривать без квалифицированного персонала.Множество соответствующих проектов были в той или иной степени неудачнымиименно по причине недостатка системности в подходе к работе с персоналом,обеспечения преемственности, создания базы знаний предприятия, предоставлениявозможности непрерывного обучения и повышения квалификации.
Такуювозможность предоставляет компонента ИАСУ – электронная образовательнаясреда.Электронная образовательная среда успешно применяется не только в вузе,но и на предприятии пищевой промышленности, сочетая в себя базу знаний,систему повышения квалификации и переподготовки без отрыва от производства,проверочную систему по технике безопасности и др. В качестве ЭОС имеет смыслобратить внимание на MOODLE.Отдельного внимания заслуживают датчики и другие измерительныеустройства, необходимые для решения задач автоматизации.
Благодаря научнотехническому прогрессу и конкуренции производителей в данный моментпроисходит неуклонное снижение их стоимости при повышении качества инадежности. Например, датчик концентрации углекислого газа в атмосфереMH-Z19 [35] на данный момент имеет стоимость 1500 руб., а полгода назад онстоил 7000 руб.ПАК автоматизации и ИАСУ не могут быть абсолютно универсальными, влюбом случае их ограничивает специфика той отрасли промышленности, где онибудут применяться. Хотя в диссертации объектами исследования являютсяразработанные ПАК и ИАСУ, они рассматриваются исключительно в привязке куправлению процессами предприятия пищевой промышленности. Примерыпроцессов выбраны по принципу «от более простого к сложному», «от меньшего кбольшему».Вдиссертациирассмотренытрипроекта,илиэтапа(исоответствующие им процессы), связанные с автоматизацией предприятийпищевой промышленности при помощи разработанных ПАК и ИАСУ (рисунок 6).40Системаконтроля иуправлениядоступомСистема контроля и управлениядоступом и управлениепроцессом созревания ихранения сыраПАКавтоматизацииобеспечивающихпроцессовУниверсальный ПАКавтоматизациитехнологических иобеспечивающихпроцессовЖизненный цикл разработкиучетностатистическаяИИСУИнтеллектуальнаяИИСУ с элементамисистемы поддержкипринятия решенийКомплексная автоматизациярыбоперерабатывающегопредприятия с применениемПАК и ИИСУСистема комплекснойавтоматизациипредприятия пищевойпромышленностиРисунок 6 – Этапы автоматизации технологических и обеспечивающих процессовс применением разработанных ПАК и ИАСУ1 этап.
На первом этапе, в качестве примера управления обеспечивающимипроцессами предприятия пищевой промышленности, была выбрана системаконтроля и управления доступом (СКУД), функционирующая в составе ИАСУ.Решение было разработано и введено в промышленную эксплуатацию. В течение 6лет проводилась непрерывная модернизация и развитие ПАК, всего быловыпущено 8 версий. К настоящему времени разработанная СКУД в составе ИАСУявляется надежным, масштабируемым решением с открытой архитектурой.2 этап. На втором этапе, ПАК СКУД был применен в качестве прототипа дляуниверсального ПАК автоматизации не только обеспечивающих (СКУД,управление освещением, управление водоснабжением и др.), но и технологическихпроцессов на примере управления процессами созревания и хранения твердыхсортов сыра.
Исходный ПАК был подвергнут значительной доработке для решениязадачи одновременного управления этими взаимосвязанными процессами. Такжепри решении задач интеграции в режиме реального времени были внесенызначительные изменения в программное обеспечение ИАСУ. Именно на этом этапеИАСУ стала представлять собой не только учетно-статистическую систему, но иинтеллектуальную, имеющую в своем составе модель поддержки принятия41решений на основе гибридной нейросетевой модели: для обеспечения автономнойработы при потере связи с ИАСУ копия такой обученной сети стала размещатьсянепосредственно на разработанных в рамках второго этапа экземплярах ПАК,которые являются, по факту, нечеткими регуляторами. В качестве фреймворканейроннойсетибылопримененопрограммноеобеспечениеTensorFlow,обладающее открытой архитектурой.
По результатам второго этапа былоразработано универсальное программно-аппаратное решение для управлениявзаимосвязаннымипроизводственно-технологическимииобеспечивающимипроцессами, взаимодействующее в режиме реального времени с ИАСУ.3 этап.
В настоящее время многие предприятия пищевой промышленностиреализуют концепцию «от фермы до прилавка», например, ОАО «Черкизовскиймясоперерабатывающий завод», ЗАО «Микояновский мясокомбинат», ООО«РИФ» и др. Речь идет об управлении полным жизненным циклом выпускаемыхпродуктовпитаниявзаимосвязаннымииинтегрированномуправлениипроизводственно-технологическимиисоответствующимиобеспечивающимипроцессами.
Реализация такой концепции является фундаментом комплекснойавтоматизации предприятия, ее методологической базой. К сожалению, стоимостьтаких решений «под ключ», особенно зарубежных, является слишком высокой длябольшинства предприятий пищевой промышленности.Реализация третьего этапа была начата, когда второй был завершен примернона 80%. Был обобщен опыт предыдущих этапов, и на его основе проработана иреализована комплексная автоматизация и управление протяженными во временипроизводственно-технологическимииобеспечивающимипроцессамитерриториально-распределенного рыбоперерабатывающего предприятия – ООО«РИФ». Эта компания в полной мере реализует концепцию «от фермы доприлавка» при управлении процессами на всех этапах жизненного цикла – отинкубации икры рыб ценных пород до продажи готовой продукции в собственныхмагазинах и сторонних розничных сетях.В процессе реализации третьего этапа было уделено значительное вниманиенадежности и автономности универсального ПАК.
Например, при автоматизации42процессоввыращиванияценныхпородрыб(осетр,сиг,форель)вспециализированных кормушках, находящихся в открытых природных водоемахВалдая и Карелии, были решены задачи повышения энергоэффективности,надежности за счет дублирования некоторых датчиков и даже исполнительныхустройств. Это потребовало внесения значительных изменений как в аппаратную,так и в программную часть универсального ПАК, многочисленных экспериментовв реальных условиях.
Новая версия ПАК позволила осуществлять идентификациюценных пород рыб и готовой продукции при помощи меток UHF-RFID.Необходимо отметить, что использование предыдущих, ранее разработанныхПАК позволило не решать локальные задачи, связанные с устранением ошибок иреализацией базового функционала, а сосредоточиться на решении проблемпредметной области. Второй и третий этапы оперировали технологиями ирешениями, прошедшими апробацию на предыдущих этапах.При этом управление многими процессами не потребовало значительныхизменений в ПАК.
Предложенная в диссертации методика создания ПАК и ИАСУпоказала свою эффективность. Заложенная универсальность позволила послесоответствующей доработки и адаптации применить его при управлении самымиразличными обеспечивающими и производственно-технологическими процессамипредприятия – от управления турникетами и электронными замками, доуправления процессами копчения рыбной продукции и ее доставки в розничныесети.Разработанная на предыдущих этапах ИАСУ была интегрирована ссуществующей на предприятии системой 1С:Предприятие. При этом был примененнакопленный научно-практический опыт разработки и внедрения ИАСУ в ФГБОУВО «МГУПП».
Вследствие большого объема изменений в результате былареализована новая версия ИАСУ, третья по счету за всю историю разработки.Управлениеобеспечивающимипроцессамипредприятияпищевойпромышленности в данном исследовании рассматривается на примере системыконтроля и управления доступом. Система контроля и управления доступомуправляет важнейшими процессами предприятия, хотя они и относятся к категории43обеспечивающих.
Достаточно часто говорится, что театр начинается с вешалки, апредприятие пищевой промышленности – не с производственных линий итехнологических процессов, а с электронной проходной.Интеллектуальная СКУД – это не только турникеты и электронные замки, этоконтроль перемещения персонала, объектов материального учета, сырья ипродукциинавсехэтапахжизненногоцикла,возможностьполученияаналитических отчетов и рекомендаций по принимаемым управленческимрешениям.Имеющиесякоммерческиесистемыконтролядоступаобъединяетзакрытость протоколов и структуры собственной базы данных, большая стоимостькак программной, так и аппаратной части, построение архитектуры систем в угодуповышения результирующей стоимости за счет введения дополнительных модулей(например, отсутствие возможности подключения считывателей магнитных картнепосредственно к контроллеру).
Специалисты на местах, эксплуатирующиесистему, не имеют возможности ее модернизировать, развивать, ввиду закрытостиархитектуры, любое нововведение ведет к длительному согласованию с фирмойразработчиком решения и большим финансовым затратам. В результате покупкатакого решения приводит к привязке к определенному производителю (вендору) идальнейшей работе на его условиях.Специфика крупного предприятия такова, что системе контроля доступа дляэффективной работы при принятии решения о допуске необходима информация извышестоящей единой информационной системы. Это задача успешно решаетсяпосредством интеграции ПАК и ИАСУ в режиме реального времени. Это требуетмикро-ЭВМ, обладающей значительными вычислительными ресурсами наравне сналичием современных промышленных интерфейсов.Необходимо отметить, что на российском рынке присутствуют не толькозарубежные программно-аппаратные комплексы, наравне с ними представленозначительное количество решений отечественной разработки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
