Системний підхід до задачі автоматизованого проектування технологічного процесу

Системний підхід до задач автоматизованого проектування вимагає реалізації спільного проектування технологічного процесу (ТП) і автоматизованої системи управління цим процесом (АСУТП).

У зв'язку з цим в останні роки мова йде вже не про вирішення окремих завдань, а про спільне проектування цих двох процесів.

Традиційне окремий розгляд задач проектування і виробництва виробів вже не задовольняє потребам сьогоднішнього дня, тому що не може гарантувати ні високої якості проектування, ні належного рівня організації виробничих процесів, що забезпечують їх реалізацію.

Проте саме в процесі проектування породжується істотна частина інформації, яка використовується для організації виробництва. З'явилося нове поняття: автоматизований технологічний комплекс (АТК).

При автоматизації технологічний процес розглядається як технологічний об'єкт управління (ТОУ). Останній являє собою сукупність технологічного обладнання та реалізованого на ньому за відповідними інструкціями і регламентами технологічного процесу виробництва. Управління ТОУ здійснюється за допомогою автоматизованої системи управління (АСУТП), що представляє собою людино-машинну систему управління, яка забезпечує автоматизований збір і обробку інформації, необхідної для оптимізації управління технологічним процесом відповідно до прийнятого критерієм.

Спільно функціонуючі ТОУ і керуюча ними АСУТП становлять автоматизований технологічний комплекс (АТК).

Системний підхід до проектування АТК вимагає об'єднання проектування технологічних процесів і розробки автоматизованої системи управління цим процесом у відповідності зі структурою АТК.

Якщо АТК розглядати як систему "ТП - АСУТП", то на певних етапах проектування технологічного процесу необхідно виконання вимог, що пред'являються до АСУТП. Це дозволяє скоротити терміни проектування АТК і створити більш ефективну систему.

Отже, проектування АТК об'єднує два напрями проектування: розробку ТП і АСУТП. Оскільки мета створення АТК - це управління деяким складним об'єктом, то слід розрізняти керовану і керуючу системи. Керованою системою є технологічний виробничий комплекс, який є об'єктом управління. Керуючою є автоматизована система управління.

АТК є складну багаторівневу блочно-ієрархія-хіческую систему з оптимізацією рішень в кожному шарі.

Сутність блочно-ієрархічного підходу полягає в розбитті об'єкта проектування на рівні з поступовою деталізацією представлення системи зверху вниз. При цьому система розглядається не в цілому, а окремими блоками. Перевага блочно-ієрархічного підходу полягає в тому, що складна задача великої розмірності розчленовується на послідовно вирішувані завдання малої розмірності.

Системний підхід до проектування АТК вимагає врахування наступних основних принципів:

ü реалізації спільного проектування технологічного процесу і розробки АСУТП (цим процесом) відповідно до структури АТК;

ü використання блочно-ієрархічного принципу, заснованого на поданні АТК складною системою;

ü цілеспрямованості, тобто в результаті проектування повинна бути досягнута мета, що включає створення АТК з малою енергоємністю і високою продуктивністю.

Перший принцип вимагає, щоб ряд окремих операцій виконувався паралельно. Крім того, на певних етапах проектування технологічного процесу, як вже зазначалося раніше, до нього пред'являються вимоги АСУТП.

Другий принцип вимагає розбивати АТК як складну систему на ряд елементів і підсистем.

Третій принцип вимагає організувати діяльність проектувальників АТК у вигляді цілеспрямованих дій. При цьому визначається спочатку глобальна (загальна) мета проектування, наприклад, створення високопродуктивного АТК з малою енергоємністю. Ця мета уточнюється і представляється у вигляді деяких числових співвідношень. Потім задається вплив елементів і систем на глобальну мету проектування, а також завдань проектування окремих елементів і систем на загальне проектування АТК.

Такий аналіз допомагає встановити приватні цілі проектування, що дозволяють досягти глобальної мети. При цьому передбачається, що багатокритеріальна задача може бути згорнута в однокрітеріальним з єдиним критерієм оптимізації.