135802 (722643), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

нологического процесса. Задачу управления технологическим процессом

можно сформулировать следующим образом: найти такое состояние техноло-

гического процесса X 5* 0(t) (технологический режим) и такое управляющее

воздействие U 5* 0(t), которые удовлетворяют как цели управления, так и

- 49 -

ограничениям вида (9).

2.4. Технико-экономическая эффективность как целевая

функция системы.

Одним из основных критериев управления (целевой функцией системы

управления) J (см. выражение (8)), является технико-экономическая эф-

фективность функционирования системы. Технологические показатели эф-

фективности отражают следующие стороны функционирования ТС:

- количество выпущенной продукции;

- качество выпускаемой продукции;

- количество израсходованного топлива, энергии, сырьевых материа-

лов и комплектующих изделий;

- технологическое оборудование, использованное при выпуске про-

дукции;

- количество и квалификация производственного персонала.

Технологические показатели эффективности, описывающие количество

выпущенной продукции, могут определяться за единицу измерения кален-

дарного времени (месяц), за единицу измерения наработки оборудования

(час, смена), за единицу измерения израсходованного топлива, энергии,

сырья, комплектующих изделий (тонна, кВтчас, тыс.шт.). Аналогично это-

му, показатели, описывающие расход топлива и другие затраты могут оп-

ределяться за единицу календарного времени, а также на выпуск единицы

продукции. Показатели, описывающие качество, часто определяют как долю

продукции, выпущенной определенными группами качества (марками, кате-

гориями, сортами) по отношению ко всей продукции, выпущенной за едини-

цу календарного времени, и т.п. Показатели, характеризующие использо-

вание оборудования (число вынужденных остановов, суммарная длитель-

ность простоев и т.д.) относят к календарному времени.

Организационные показатели эффективности отражают трудовые затра-

ты персонала на производство продукции и выражают в единицах трудовых

затрат (человеко-часах). Эти показатели определяют как календарное

время, затраченное на выпуск продукции.

Экономические показатели эффективности отражают экономические ре-

зультаты функционирования ТС и выражают либо в денежных единицах, либо

в единицах, определяющих степень соответствия этих результатов затра-

тами на ТС. Этот показатель имеет вид: W 4i 0= F(Ц 4t 0,С 4t 0,K) (13), где Ц 4t 0 -

стоимость продукции в оптовых ценах, произведенной за время t; C 4t 0 -

себестоимость продукции, произведенной за время t; К - капитальные

вложения и предпроизводственные затраты, отнесенные к периоду t; F -

некоторая функция.

Наиболее распространенными показателями эффективности являются

прибыль П 4t 0=Ц 4t 0-C 4t 0 (14) и чистая прибыль Ч 4t 0=Ц 4t 0-C 4t 0-E 4н 0*К (15), где Е 4н 0 -

нормативный коэффициент капитальных вложений; приведенные затраты, ко-

торые учитывают затраты только на выпуск продукции и не учитывают ее

стоимость Е 4t 0=C 4t 0+Е 4н 0*К (16); коэффициент экономической эффективности ка-

питальных вложений К 4эк 0=П 4t 0/К=(Ц 4t 0-C 4t 0)/К (17). Величина, обратная коэффи-

циенту экономической эффективности, называется сроком окупаемости ка-

питальных вложений.

Рассмотрим пример функционала, описывающего технико-экономическую

эффективность работы системы (производства). В качестве примера расс-

мотрим месячную прибыль, остающуюся в распоряжении предприятия,

П 4п 0=П 4t 0-H 4п 0-О 4тп 0-С 4у 0-Н 4ж 0 (18). Будем считать, что предприятие занимается

производством и не имеет соисполнителей. Введем обозначения:

З - начисленная зарплата персонала;

С 4с 0 - обязательные отчисления на социальное страхование (5,4 % от

З);

З 4м 0 - установленный минимум заработной платы в РФ (56000 руб.);

- 50 -

N - количество сотрудников на предприятии (среднесписочный состав

за рассматриваемый период);

М 4с 0 - обязательные отчисления на медицинское страхование (3,6 % от

З);

П 4ф1 0 - обязательные отчисления в пенсионный фонд с сотрудников (1

% от З);

П 4ф2 0 - обязательные отчисления в пенсионный фонд с предприятия (28

% от З);

Ф 4з 0 - обязательные отчисления в фонд занятости (2 % от З);

Т 4н 0 - транспортный налог (1 % от З);

П 4н 0 - подоходный налог с сотрудников (12 % от (З-П 4ф1 0));

З 4н 0 - полученная на руки сотрудниками заработная плата

(З 4н 0=З-П 4ф1 0-П 4н 0 (19));

А - амортизационные отчисления на полное восстановление оборудо-

вания;

Д 4н 0 - налог на пользователей автомобильных дорог (0,8 % от Ц 4t 0);

Н 4с 0 - налог на имущество предприятия (1,5 % от его среднегодовой

стоимости);

М - затраты на сырье, материалы, комплектующие изделия;

И - затраты на инструменты, приспособления и оснастку;

К 4р 0 - командировочные расходы (в установленных правительством пре-

делах);

Н 4р 0 - накладные расходы;

С 4у 0 - сбор на нужды образовательных учреждений (1 % от З);

Н 4ж 0 - налог на содержание жилищного фонда (1,5 % от Ц 4t 0);

тогда C 4t 0= 7( 0З+С 4с 0+М 4с 0+П 4ф2 0+Ф 4з 0+Т 4н 0+А+Д 4н 0+Н 4с 0+М+И+К 4р 0+Н 4р 0 З 7, 06*N*З 4м

79 06*N*З 4м 0+С 4с 0+М 4с 0+П 4ф2 0+Ф 4з 0+Т 4н 0+А+Д 4н 0+Н 4с 0+М+И+К 4р 0+Н 4р 0 З 7. 06*N*З 4м 0 (20);

Ц 4п 0 - договорная цена продукции (Ц 4п 0=Ц 4t 0+Н 4дс 0+С 4н 0 (21));

Н 4дс 0 - налог на добавленную стоимость (20 % от Ц 4t 0);

С 4н 0 - специальный налог (1,5 % от Ц 4t 0);

Н 4п 0 - налог на прибыль (38 % от П 4t 0);

О 4тп 0 - оплата труда персонала из прибыли:

О 4тп 0= 7( 00 З 7, 06*N*З 4м

79 0(З-6*N*З 4м 0)(1+С' 4с 0+М' 4с 0+П' 4ф2 0+Ф' 4з 0+Т' 4н 0) З 7. 06*N*З 4м 0 (22);

' - приведенные ставки налогов (С` 4с 0=C 4c 0/100 и т.д.).

Здесь приведена только часть затрат, наиболее распространенных, обяза-

тельных для всех предприятий, остальные не учтены, например, обучение

персонала, платежи банкам, налоги на рекламу и т.д., всего около 70

видов налогов. Ставки налогов даны для г. Москвы по состоянию на ав-

густ 1995 г. Таким образом:

П 4п 0=0,494*Ц 4п 0-0,995*З 4н 0-0,62*(А+Н 4с 0+М+И+К 4р 0+Н 4р 0) З 7, 06*N*З 4м 0 (23).

Из этого выражения, между прочим, следует, что в случае уплаты всех

налогов З 4н 7, 00,496*Ц 4п 0.

Таким образом, при оценке функционирования технологической систе-

мы как на этапе ее проектирования, так и на этапе ее функционирования

возможно использование вышеприведенных показателей. При оценке качест-

ва управления эффект от применения автоматизированной или автоматичес-

кой управляющей системы оценивают путем сравнения экономических пока-

зателей системы до автоматизации и после. Как уже выше указывалось,

применение ГПС по степени своей эффективности отличается для различных

видов производств. Эти же показатели используют при проектировании ТС.

Следует отметить, что в показатель себестоимости продукции входят

затраты на единицу продукции, включая и накладные расходы. Чем больше

выпускаемая партия (крупно-серийное или массовое производство), тем

меньше себестоимость единицы выпускаемой продукции.

2.5. Основные типы систем управления технологическими

процессами.

- 51 -

1. Системы программного регулирования. Если технологический режим

не зависит от внешних условий (например, качества исходных сырьевых

материалов) и может быть рассчитан заранее, то целью управления явля-

ется минимизация отклонений текущих значений управляемых параметров от

заданных, т.е. требуется осуществлять управление технологическим про-

цессом по заранее заданной программе. В частном случае, когда все за-

данные значения параметров не зависят от времени, процесс регулирова-

ния сводится к процессу стабилизации технологических параметров. В ка-

честве примера таких процессов можно привести поддержание заданных

температурных режимов при термической обработке материалов.

2. Системы оптимизации параметров технологических процессов. В

тех случаях, когда наилучший режим не может быть задан заранее, т.к.

его выбор зависит от ряда факторов, информация о которых появляется в

ходе процесса, решается задача оптимизации технологического режима.

Например, технологический режим обработки материалов зависит от хими-

ческого состава сырьевых материалов, который может колебаться и стано-

вится известным только в процессе производства. При этом она формули-

руется следующим образом: надо найти такое значение X(t)=X 5* 0(t), кото-

рое обеспечивает maxQ=Q[X 4k 0(t),X 5* 0(t)] (24). Технологический режим X 5* 0(t)

является оптимальным по критерию (24), Х 4к 0(t) - контролируемые перемен-

ные качества входа. Возможная схема системы, реализующей описанное уп-

равление, приведена на рис. 8.

3. Системы оптимизации порядка выполнения технологических опера-

ций. В дискретных системах технологический режим определяется порядком

и длительностью выполнения технологических операций. Выбор порядка и

длительности, т.е. программы управления, заключается в определении

времени начала и окончания операций на определенном станке с учетом

заданной технологии обработки деталей, производительности станков,

длительности их переналадки и ряда других факторов. Критерием опти-

мальности является время технологического цикла, которое требуется ми-

нимизировать. Для оптимального выбора программы требуется решить зада-

чу комбинаторного типа, размерность которой зависит от разнообразия

обрабатываемых деталей и числа обрабатывающих станков. Очевидно, что

даже для небольшого участка число вариантов программы оказывается

столь большим, что исключает возможность использования простых вычис-

лительных алгоритмов для отыскания оптимального решения. Практическая

значимость задач этого типа обусловила развитие большого количества

методов их решения, совокупность которых составляет теорию расписания

или календарного планирования, часто эти задачи решаются методами тео-

рии графов. Дискретное производство в отличие от непрерывного характе-

ризуется большей стабильностью технологического режима, что позволяет

рассчитывать его заранее, а в процессе управления осуществлять лишь

оперативное регулирование. Поэтому выбор программы управления в диск-

ретных системах выделен в самостоятельную функцию управления - плани-

рование работы технологических подразделений (участок, линия, цех).

Этот класс задач наиболее характерен для систем управления ГПС (ГАЛ,

ГАЦ).

4. Системы управления манипулированием. Операции манипулирования

выполняются роботами-манипуляторами. Одной из главных задач управления

манипулированием является определение траекторий движения манипулято-

ра. В первом разделе п. 1.13 были подробно рассмотрены вопросы управ-

ления роботами.

2.6. Основные показатели и состав систем

автоматического управления.

Основу большинства локальных систем управления технологическим

- 52 -

оборудованием, роботами составляет регулятор. Эта система (САР) пред-

назначена для поддержания технологического параметра (например, темпе-

ратуры, концентрации, уровня жидкости в ванне и т.д.) в заданных пре-

делах или для изменения его по какому-либо закону с заданной точностью

и производительностью. Основные показатели качества работы САР - это

устойчивость, статистическая и динамическая точность, быстродействие и

добротность (коэффициент усиления), мощность.

Устойчивость характеризует способность системы приходить в равно-

весное состояние при появлении командного сигнала или его изменений.

Неустойчивая система к работе непригодна, т.к. возникающие в ней внут-

ренние напряжения разрушают кинематические связи между элементами. В

зависимости от применяемого метода анализа и синтеза количественно она

определяется через разные показатели: коэффициент затухания, перерегу-

лирование, показатель колебательности и др.

Точность САР определяется как наибольшая статистическая величина

отклонения фактического состояния регулируемого параметра от заданно-

го. Различают статическую и динамическую точность. Статическая точ-

ность определяется как отклонение фактического значения регулируемого

Характеристики

Список файлов реферата