В современном мире, где промышленные технологии развиваются с невероятной скоростью, эффективность и оптимизация производственных процессов становятся ключевыми факторами успеха промышленных предприятий. Централизованное управление производством и диспетчеризация играют важную роль в достижении этих целей.
Основные термины и определения
Быстрый технический прогресс требует дальнейшего совершенствования организации управления на промышленных предприятиях, включая отдельные цеха, производственные участки и технологические агрегаты. В процессе управления производством активно используются различные методы и подходы.
Применяют следующие формы управления производством:
1) Планирование, назначение которого состоит в том, что основное соотношение входа и выхода определяется заранее на длительный период (месяц, год и т. д.). Эта форма управления не учитывает случайные отклонения технологического процесса и снабжение в процессе работы.
2) Оперативное управление — это непрерывный контроль производства в каждый момент времени. Оно обеспечивает выбранный режим работы агрегатов и выполнение технического процесса.
В каждом производственном процессе неизбежны отклонения от заданного режима, и поэтому чем чаще они возникают, тем чаще требуется оперативное вмешательство с целью устранения возникающих нарушений.
Для обеспечения нормальной работы производства необходимо работу на каждом участке организовать исходя из общей задачи выпуска продукции. Поэтому для производства характерна централизация управления.
Централизованное управление производством предполагает наличие единого центра управления, который координирует работу всех подразделений предприятия. Это позволяет своевременно реагировать на изменения в производственном процессе, оперативно принимать решения и обеспечивать высокий уровень контроля за качеством продукции.
Одним из видов централизованного управления является диспетчерская централизация. Решение о том, как поступить в каждом отдельном случае, принимает человек на пункте управления — диспетчер производства.
Более совершенный вид централизованного управления — это автоматическая диспетчеризация, при которой работу диспетчера выполняет автомат или управляющая машина (смотрите - Что такое частичная, комплексная и полная автоматизация). Осуществить его можно лишь в случаях, когда предприятие подготовлено соответствующим образом — разработаны четкие правила управления и работа отдельных агрегатов автоматизирована.
При диспетчерской централизации всю информацию получает и обрабатывает человек, он же принимает необходимые решения и дает команды.
При автоматической диспетчеризации для переработки поступающей информации используют средства электронно-вычислительной техники, при помощи которой оценивается ситуация и вырабатываются необходимые воздействия, направленные на ликвидацию нарушений управляемого процесса.
Диспетчеризация на промышленных предприятиях включает в себя мониторинг и управление всеми процессами в реальном времени. Диспетчеры отслеживают состояние оборудования, загрузку рабочих мощностей, соблюдение технологических регламентов и сроков выполнения заказов. Они также отвечают за распределение ресурсов, планирование обслуживания оборудования и управление логистикой.
Диспетчерское управление с применением средств электронно-вычислительной техники можно разделить на три основные группы.
Первая группа — это системы, в которых компьютеры выполняют функции мониторинга и диагностики. В таких системах электронно-вычислительные машины постоянно отслеживают состояние оборудования, анализируют параметры работы и предупреждают о возможных неисправностях или сбоях.
Это позволяет оперативно реагировать на изменения и предотвращать аварийные ситуации, обеспечивая более высокую надежность и безопасность производственных процессов. Компьютеры в таких системах могут также использоваться для оптимизации ресурсосбережения и повышения эффективности использования энергии.
Вторая группа — системы, в которых, компьютеры используют в качестве "советчика" диспетчера, при этом электронно-вычислительная машина проводит анализ информации и выдает данные лучшего варианта.
Это позволяет диспетчеру принимать обоснованные решения на основе объективных данных, минимизируя человеческий фактор и повышая эффективность управления процессами.
Такие системы находят широкое применение в различных отраслях, включая транспорт, энергетику, и производство, где требуется быстрая обработка больших объемов данных и принятие сложных решений в режиме реального времени. Они способствуют оптимизации рабочих процессов, снижению затрат и повышению безопасности операций.
Третья группа — это системы, в которых компьютеры применяют для непосредственного управления производством или для выдачи команд операторам на отдельные объекты.
Эти системы обычно включают в себя автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), которые позволяют оптимизировать рабочие процессы, повысить точность и качество выпускаемой продукции, а также улучшить условия труда.
В таких системах компьютеры выполняют функции мониторинга, анализа, планирования, регулирования и контроля за ходом производственных процессов, что способствует минимизации человеческого фактора и снижению вероятности ошибок.
Однако даже осуществление автоматической диспетчеризации еще не определяет комплексной автоматизации производства, поскольку последнее понятие более широкое, чем автоматическая диспетчеризация.
Под комплексно автоматизированным производством подразумевают способ выполнения производственного процесса, при котором по всему его циклу основные и вспомогательные процессы осуществляют машины, механизмы и другие виды оборудования таким образом, что заданная производительность и качество продукции достигаются без непосредственного участия человека.
При комплексной автоматизации человек выполняет только функции наблюдения за работой отдельных устройств или систем. Вместе с тем следует иметь в виду, что в этом случае может быть допущен механизированный или ручной труд на тех процессах, автоматизация которых по технико-экономическим соображениям нецелесообразна.
Автоматизация технологических процессов - это использование различных устройств и систем для выполнения задач без непосредственного участия человека. Это может включать в себя как простые механизмы, так и сложные компьютерные системы.
Мониторинг и диагностика - процессы, которые позволяют оперативно отслеживать состояние оборудования и производственных процессов, а также быстро выявлять и устранять неисправности.
Интеграция систем - создание единой информационной среды, в которой данные с различных устройств и систем собираются и анализируются для оптимизации производственных процессов.
Гибкое производство - подход, позволяющий быстро адаптироваться к изменениям в производственных задачах и условиях рынка, благодаря использованию модульных и легко настраиваемых систем.
SCADA-системы
SCADA-системы (Supervisory Control And Data Acquisition) играют ключевую роль в диспетчеризации на промышленных предприятиях. Они позволяют централизованно управлять производственными процессами, собирать и анализировать данные в реальном времени, что способствует повышению эффективности и безопасности производства.
SCADA обеспечивает операторам возможность контролировать и управлять всеми аспектами производственного процесса с одного места. Системы автоматически собирают данные с различных датчиков и устройств, что позволяет оперативно реагировать на изменения в процессах. Анализ собранных данных помогает оптимизировать рабочие процессы, сокращать время простоев и предотвращать аварии.
SCADA часто интегрируется с другими системами автоматизации, такими как ERP (Enterprise Resource Planning) и MES (Manufacturing Execution Systems), для обеспечения более широкого управления ресурсами предприятия.
Эти системы являются неотъемлемой частью современной промышленности и помогают поддерживать высокий уровень производительности и качества на предприятиях различных отраслей.
Современные технологии в диспетчеризации на промышленных предприятиях
Современные технологии в этой области могут включать:
- Автоматизированные системы управления. Использование комплексных программно-аппаратных решений для мониторинга и управления производственными процессами.
- Интеллектуальные системы мониторинга. Применение датчиков и аналитических инструментов для сбора данных в реальном времени и их анализа.
- Цифровая интеграция. Соединение различных производственных участков в единую сеть для оптимизации рабочих процессов и ресурсов.
- Промышленный Интернет вещей (IIoT). Объединение машин и оборудования в сети для автоматизации и улучшения производственных процессов.
Эти технологии способствуют повышению эффективности, снижению затрат и улучшению качества продукции на промышленных предприятиях.
Задачи централизованного управления
В различных отраслях промышленности централизованное управление имеет свои особенности и частные задачи.
На машиностроительных заводах единичного и мелкого производства применяют централизованную систему диспетчеризации, которая обеспечивает:
- быстрое прохождение заказа, точное распределение производственных операций и контроль сроков их выполнения;
- непрерывность производственного процесса;
- своевременное обеспечение материалами и инструментом;
- рациональное использование оборудования;
- сокращение простоев;
- устранение излишней транспортировки;
- постоянный контроль за ходом производства;
- оперативное принятие мер в случае неполадок.
В кузнечно-прессовых цехах заводов тяжелого машиностроения задачей диспетчерского управления производством является обеспечение бесперебойной работы крупных прессов путем оперативного выявления, анализа и устранения причин, вызывающих потерю рабочего времени, а также контроля работы другого оборудования.
Диспетчерская система дает возможность диспетчеру цеха, пользуясь централизованным и непрерывным контролем хода производства, оперативно в него вмешиваться.
На нефтеперерабатывающих предприятиях большое значение придается внутризаводскому транспорту различных жидких продуктов. На этих заводах система внутризаводского транспорта очень сложна и объекты распределены на больших территориях.
В этом случае задача диспетчеризации сводится к управлению из единого диспетчерского пункта насосами и задвижками, к сигнализации положения этих устройств на щите диспетчера, а также к диспетчерскому контролю за различными параметрами, такими, как уровень в емкостях, давление в различных точках трассы перекачек, температура и т. д.
Состояние агрегатов отражается на диспетчерском щите, где в виде мнемосхемы изображена вся система внутризаводских перекачек. Для оперативного управления у диспетчера имеется связь со всеми цехами завода.
Для металлургических комбинатов диспетчерский контроль имеет особое значение. На таком предприятии диспетчер является контролером графика производства, причем он получает сведения, характеризующие темп (исполнительный график) работы основных агрегатов.
На шахтах и рудниках важную роль играет диспетчерский контроль за расстановкой вагонеточного парка. В подземных выработках контролируется количество порожних и загруженных вагонеток на всех производственных участках, непрерывный контроль добычи осуществляется учетом загружаемых и поднятых скипов и клетей.
В сельском хозяйстве централизованное управление помогает координировать процессы посева, уборки урожая и его хранения, что ведет к снижению потерь и увеличению общей продуктивности. Системы автоматизации позволяют точно контролировать условия для растений и животных, обеспечивая оптимальные условия для их роста и развития.
В транспортной индустрии, особенно в управлении железнодорожным и авиационным трафиком, централизованное управление критично для безопасности и точности расписаний. Системы управления трафиком обеспечивают своевременное обнаружение и реагирование на любые инциденты, что помогает избежать задержек и аварий.
Кроме облегчения и улучшения управления производством диспетчеризация приводит к резкому повышению технико-экономических показателей производства.
Например, существуют данные, что при внедрении диспетчерского централизованного управления на промышленных предприятиях число обслуживающего персонала сокращается на 25 - 30%, при этом производительность труда возрастает в 1,5 - 2 раза.
Централизованное управление производством и диспетчеризация на промышленных предприятиях являются ключевыми аспектами эффективной работы любой крупной организации. Эти процессы позволяют обеспечить надежное и бесперебойное функционирование всех участков производства, оптимизировать рабочие процессы, сократить издержки и повысить общую производительность предприятия.
Внедрение систем централизованного управления и диспетчеризации позволяет достичь максимальной эффективности работы предприятия. С помощью современных информационных технологий возможно автоматизировать многие процессы, собирать и анализировать большие объемы данных для принятия обоснованных управленческих решений.
Андрей Повный