Совершенствование инструмента автоматической диспетчеризации в информационной системе оперативного планирования в программе Zenith SPPS

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретико-методологические основы диспетчеризации в составе АСУ ТП

1.1. Эволюция отечественных систем оперативного планирования и роль Минпромторга в цифровизации промышленности

1.2. Нормативно-правовое регулирование автоматизированных систем в России в соответствии с серией стандартов ГОСТ 34

1.3. Принципиальные архитектурные решения системы Zenith SPPS в контексте интеллектуального управления техническими системами

Глава 2. Анализ функционирования инструментов диспетчеризации на объекте исследования

2.1. Организационно-техническая характеристика выбранного промышленного предприятия

2.2. Диагностика текущего состояния системы оперативного управления и выявление технологических несоответствий

2.3. Оценка эффективности существующих критериев автоматической диспетчеризации в среде Zenith SPPS

Глава 3. Модернизация алгоритмического обеспечения автоматической диспетчеризации

3.1. Разработка функциональной схемы системы управления производственным процессом с интеграцией доработанных модулей

3.2. Формирование алгоритма оптимизации распределения заказов по рабочим центрам

3.3. Анализ ожидаемой результативности и технико-экономических параметров предлагаемой автоматизированной системы

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Совершенствование инструмента автоматической диспетчеризации в информационной системе оперативного планирования в программе Zenith SPPS

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена необходимостью повышения эффективности оперативного управления производственными процессами на промышленных предприятиях Российской Федерации в условиях цифровизации экономики. Федеральная программа «Цифровая экономика Российской Федерации» предусматривает глубокую трансформацию промышленного сектора через внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) и интеллектуальных инструментов диспетчеризации. Минпромторг России активно поддерживает разработку отечественных программных решений для оперативного планирования и управления производством, что создает предпосылки для импортозамещения в области промышленного программного обеспечения [1, c. 15].

Современные промышленные предприятия сталкиваются с необходимостью оперативного распределения производственных заказов по рабочим центрам с учетом технологических ограничений, загрузки оборудования и требований к срокам выполнения. Система Zenith SPPS представляет собой отечественную разработку в области систем оперативного планирования производства, однако практика эксплуатации выявляет недостаточную адаптивность алгоритмов автоматической диспетчеризации к динамически изменяющимся производственным условиям. Исследования ИПУ РАН и МГТУ им. Баумана показывают, что оптимизация алгоритмического обеспечения диспетчеризации может повысить коэффициент использования производственного оборудования на 12-18% [3, c. 42].

Степень разработанности проблемы в отечественной научно-технической литературе характеризуется наличием фундаментальных работ по теории автоматического управления производственными системами, однако прикладные аспекты совершенствования конкретных программных инструментов диспетчеризации требуют дополнительного исследования и адаптации к условиям российской промышленности.

Цель курсовой работы — разработка мероприятий по совершенствованию инструмента автоматической диспетчеризации в информационной системе оперативного планирования Zenith SPPS.

Задачи курсовой работы:

• проанализировать эволюцию отечественных систем оперативного планирования и роль государственных программ цифровизации промышленности;
• изучить нормативно-правовую базу автоматизированных систем управления в соответствии с серией стандартов ГОСТ 34;
• исследовать архитектурные решения системы Zenith SPPS в контексте интеллектуального управления техническими системами;
• провести диагностику текущего состояния системы оперативного управления на промышленном предприятии и выявить технологические несоответствия;
• разработать алгоритм оптимизации распределения производственных заказов по рабочим центрам с оценкой технико-экономической эффективности.

Объект исследования — система оперативного планирования и диспетчерского управления производством на базе программного комплекса Zenith SPPS, эксплуатируемого на производственном предприятии ПАО «КАМАЗ».

Предмет исследования — алгоритмическое обеспечение автоматической диспетчеризации производственных заказов в системе Zenith SPPS.

Методологическая база исследования включает теоретические основы теории автоматического управления, методы дискретной оптимизации, теорию расписаний, методы системного анализа производственных процессов. Нормативную базу составляют ГОСТ 34.003-90, ГОСТ 34.601-90, регламентирующие создание автоматизированных систем, а также отраслевые стандарты автомобильной промышленности.

Научная новизна заключается в адаптации алгоритма оптимизации распределения производственных заказов к специфике функционирования системы Zenith SPPS с учетом динамических ограничений производственной среды российского предприятия.

Теоретическая значимость состоит в систематизации подходов к построению интеллектуальных систем диспетчеризации в составе АСУ ТП. Практическая значимость определяется возможностью внедрения разработанных алгоритмов на промышленных предприятиях РФ для повышения эффективности использования производственных ресурсов.

Структура курсовой работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассматриваются теоретико-методологические основы диспетчеризации в составе АСУ ТП. Во второй главе проводится анализ функционирования инструментов диспетчеризации на объекте исследования. В третьей главе разрабатываются предложения по модернизации алгоритмического обеспечения автоматической диспетчеризации.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ В СОСТАВЕ АСУ ТП

1.1. Эволюция отечественных систем оперативного планирования и роль Минпромторга в цифровизации промышленности

История развития автоматизированных систем оперативного планирования в России начинается с 1970-х годов, когда в СССР создавались первые отраслевые автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП). Теоретические основы построения таких систем были заложены научными школами ИПУ РАН, МГТУ им. Баумана и МЭИ. Первое поколение АСУП базировалось на централизованных вычислительных комплексах и решало задачи календарного планирования производства на основе детерминированных математических моделей [2, c. 28]. Переход к рыночной экономике в 1990-е годы привел к временному снижению темпов развития промышленной автоматизации, однако с начала 2000-х годов наблюдается устойчивая тенденция к внедрению информационных систем управления производством класса MES (Manufacturing Execution System).

Современный этап развития систем оперативного планирования характеризуется интеграцией с корпоративными информационными системами класса ERP и непосредственным взаимодействием с уровнем промышленной автоматики через протоколы OPC UA, Modbus TCP и другие стандартизированные интерфейсы. Минпромторг России в рамках государственной программы «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности»

…