Процесс разработки автоматизированной системы управления стеклотарным производством (АСУ СтПр) можно разделить на две части:
- обоснование и разработка структуры АСУ;
- расчет и выбор основных средств автоматизации.
В данной статье рассмотрим первую часть разработки АСУ СтПр.
АСУ СтПр может быть представлена в виде трехуровневой системы (рис. 1).
Рисунок 1. Структурная схема АСУ СтПр: М - механизмы (исполнительные органы рабочей машины); УП - управляемые преобразователи; КП - программируемые микроконтроллеры приводов; КТ - технологический программируемый микроконтроллер; ПК - специализированный промышленный компьютер, входящий в состав станции оператора (СО); ПО - периферийные посты операторов; МП - магистральный преобразователь.
В задачи алгоритма синтеза эффективной структуры АСУ СтПр входят:
- Синтез структуры управляемой системы, т.е. оптимальное разбиение множества управляемых объектов на отдельные подмножества, обладающие заданными характеристиками. На этом этапе производится: а) выбор числа уровней и подсистем (иерархии системы); б) выбор принципов организации управления, т.е. установление между уровнями правильных соотношений; в) оптимальное распределение выполняемых функций между людьми и средствами вычислительной техники; г) выбор организационной иерархии.
- Синтез структуры систем передачи и обработки информации (в том числе информационно-управляющего многомашинного комплекса): а) синтез структуры систем передачи и обработки информации; б) синтез структуры информационно-управляющего комплекса (в том числе и проблема размещения пунктов обслуживания).
Для определения оптимальной структуры АСУ СтПр исходными данными являются:
1. Выполняемые системой функции, которые могут быть формализованы в виде множества решаемых задач 
Каждая из задач 
(где l - общее количество решаемых системой задач ) может состоять из этапов 
(где Qi - количество этапов решения задачи Ei) и иметь варианты решения в АСУ 
(где Δi - количество вариантов решения задачи Ei).
2. Связи между задачами и их этапами, которые могут задаваться в виде графа 
, где 
. Дуги графа 
характеризуют отношения следования, существующие между решаемыми задачами и их этапами, и соответствуют направлениям информационных потоков.
3. Множество возможных узлов АСУ 
и связей между ними, которые задаются в виде графа 
, где 
. Вершины графа GM отображают узлы, а дуги - связи между ними.
В некоторых случаях может быть задан конечный набор вариантов возможных узлов АСУ СтПр и связей между ними, т.е. 
, где 
- γ-й возможный вариант, Г - количество возможных вариантов.
4. Виды и характеристики технических средств, применение которых возможно в АСУ СтПр, пусть 
- множество возможных технических средств и 
, где l - тип технического средства, L - количество технических средств.
5. Внешние для системы источники и потребители информации по всем этапам задач.
Тогда задача оптимальной структуры АСУ СтПр состоит в нахождении:
- узлов системы М;
- связей между ними GM;
- возлагаемых на технические средства задач Е и вариантов их решения (δi, i =
, I - количество вариантов решения) в распределении их по уровням и узлам системы и в выборе комплекса технических средств A, при которых максимизируется эффект решения задач в АСУ, т.е.
где 
- эффект от внедрения qi-го этапа i-й задачи при использовании δi-го варианта его решения; переменная 
принимает значение 1, если qi-й этап i-й задачи при использовании δi-го варианта его реализации решается в j-м узле аl-м техническим средством l-го типа, и значение 0 - в противном случае. Здесь предполагается, что каждый этап задачи решается в одном узле.
При этом очевидно, что 
Оптимальная структура АСУ СтПр определяется при ограничении на ресурсы, загрузку технических средств и своевременность решения задач, т.е.
,
где k = 
- тип ресурса; Rk - величина используемого ресурса.
Суммарное количество вариантов анализа построения АСУ СтПр можно рассчитать по формуле
где 
- интенсивность (частота) решения qi-го этапа i-й задачи при δi-м варианте решения; 
- загрузка аl-го технического средства l-го типа в j-м узле; 
- время выполнения qi-го этапа i-й задачи в j-м узле аl-м техническим средством при δi-м варианте решения.
Временные ограничения для различных задач АСУ СтПр могут иметь сложный вид и требуют анализа работы различных узлов. Например, для оперативных задач необходимо, чтобы вероятность превышения времени решения задачи допустимой величины 
была не более заданной 
:
,
где 
- время ожидания в j-м узле.
Эффективность системы базируется на обоснованном соотношении выгод (затрат) и сроков их получения.
Методы оценки эффективности АСУ технологическими процессами основываются на расчете сравнительной эффективности по критерию минимума приведенных затрат. Эффективность капиталовложений определяется с помощью показателя расчетного коэффициента эффективности или обратной ему величины - срока окупаемости. Годовой экономический эффект в данном случае определяется методом сопоставления приведенных затрат по базовому и внедряемому вариантам и представляет собой суммарную экономию всех производственных ресурсов.
Рецензенты:
- Гусятников Виктор Николаевич, д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой прикладной математики и информатики, ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный социально-экономический университет», г. Саратов.
- Кочеткова Ольга Владимировна, д.т.н., профессор, проректор по информатизации, заведующий кафедрой «Информационные системы и технологии», Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия, г. Волгоград.