Регистрация / Вход
Прислать материал

Структура ИАОС оперативного управления сталеплавильным производством

ФИО: Чуб Е. С.

Направление: Информационные технологии

Научный руководитель: д.т.н., проф. Фомин С.Я.

Институт: Институт информационных технологий и автоматизированных систем управления

Кафедра: Кафедра Автоматизированных систем управления

Академическая группа: МИТ-11-2

В процессе создания интегрированной автоматизированной обучающей системы (ИАОС) решаются две центральные проблемы:

• Синтез функционально-алгоритмического обеспечения ИАОС оперативного управления сталеплавильным производством;

• Разработка структуры ИАОС оперативного управления сталеплавильным производством.

В первой проблеме рассматривается специфика оперативного регулирования хода производственного процесса сталеплавильного производства, раскрыта необходимость оперативной идентификации многообразных нарушений производства (конфликтных ситуаций) и способов их разрешения с помощью эффективных диалоговых процедур. Обоснована активность разработки ИАОС с целью существенности сокращения времени подготовки (реально дееспособных) специалистов по оперативному управлению сталеплавильным производством. Интегрированная человеко-машинная система управления производственным процессом предназначена для поддержки процесса выработки решений персоналом оперативного уровня основных задач:

1. По составлению синхронизирующего расписания работы всех технических участков (согласование выпусков плавок с разливкой их на машинах непрерывного литья заготовок;

2. Анализ текущего состояния производства в сравнении с исходным планом-графиком и выявление возможных конфликтных ситуаций;

3. Оперативное разрешение текущих и решение прогнозируемых конфликтных ситуаций с выдачей синхронизирующих установок, конкретных команд (диспетчирование) по изменению режимов обработки плавок и по ситуационному распоряжению производственных ресурсов (кислород, металлолом и др.) в том числе и для достижения заданного уровня показателей качества.

Корректные решения задач синтеза функционально-алгоритмического обеспечения ИАОС оперативного управления сталеплавильным производством условием создания соответствующей ИАОС. Но остается открытым вопрос: «Как обучать реальный оперативный персонал? Каковы этапы обучения». Решению этой проблемы посвящена данная работа, целью которой является: разработать структуру ИАОС оперативного управления сталеплавильным производством.

Структура ИАОС включает:

1. Организующий центр (блок), который реализует выработку обучающих, стимулирующих, координирующих, консультирующих директив.

Укрупненная структура последовательности включения уровней в ИАОС оперативного управления сталеплавильным производством.

ИАОС по оперативному управлению сталеплавильным производством включает четыре уровня обучения (УО):

• Первый УО: понимание и опознание (знание). Основная задача состоит в том, чтобы дать обучаемому предварительную подготовку, общие знания об изучаемом объекте и действий над ним, и добиться осознанного понимания протекающих процессов при повторном воспроизведении ранее усвоенной информации. В ИАОС первый УО реализован в виде анимационной интерактивной модели сталеплавильного производства, содержащей сведения об объекте, его характерных особенностях и т.п.

• Второй УО: воспроизведение и применение (знания-умения). Подготовка обучаемого на этом этапе позволяет ему не только применять усвоенные ранее знания для решения типовых задач, но и самостоятельно воспроизводить и преобразовывать известную информацию. Второй УО ИАОС посвящен решению задачи составления синхронизирующего графика выпусков плавок, требующей от обучаемых конкретных знаний о подходах, используемых для решения рассматриваемой задачи управления, и умения применять методы решения многокритериальных задач, и метода интервального оценивания замещений критериев (ИОЗ) в частности.

• На третьем и четвертом УО в ИАОС обучаемый вступает в роли ЛПР оперативного уровня управления сталеплавильном производством. Для достижения высоких результатов в выполнении поставленных задач управления необходимо твердое знание и гибкое владение учебным материалом, умение обосновать выбор действия, формировать ориентировочную основу деятельности и самостоятельно излагать результаты своей деятельности. В процессе моделирования функционирования ОУ возможно возникновение конфликтных, нетиповых ситуаций, для решения которых, кроме прочего, от обучаемых требуется умение мыслить нестандартно, творчески. В готовности с заданием, получаемым от преподавателя, строится схема его обучения в системе. Для каждого уровня обучения предусмотрены специальные сценарии обучения. В организующий центр поступают данные о результатах работы обучаемого и преподаватель, анализируя их, оценивает качество обучения и выполняет требуемую корректировку схемы проведения занятий.

2. Каналы выработки решений включают: нормативный решающий канал и обучаемый решающий канал.

• Нормативный решающий канал вырабатывает правила принятия решений в соответствии с различными регламентирующими документами, ГОСТами, технологическими инструкциями, техническими условиями и т.п.

• Обучаемыми решающими каналами являются студенты или представители с производства, которые вырабатывают учебные вариации решений. Каждое событие принятия решений завершается выполнением сравнительного анализа эффективности решений, принимаемых обучаемым и решений нормативной модели, рассчитываемых параллельно. Результаты передаются в организующий центр. Выбранное конкретное управляемое решение подается на объект управления – сталеплавильный производственный комплекс.

3. Объект деятельности – имитационная система сталеплавильного производства. По отношению к ней решающие каналы вырабатывают и реализуют свои решения. Сформированный модельный объект управления является областью приложения работы обучаемого решающего канала. Он работает непосредственно с конкретной частью системы и в случае необходимости обращается к справочной информации базы знаний, а также к результатам расчетов, вырабатываемых нормативным решающим каналом.

4. Система многокритериальной оценки работы обучаемого. Она совместно с организующим центром играет интеграционную роль, позволяя получить обобщенную оценку эффективности принимаемых решений. Эффективность работы обучаемого решающего канала осуществляется по нескольким критериям, что является первостепенной задачей любой обучающей системы. Но при этом учитывается достигнутое состояние объекта управления, выполнение заданного плана, отклонения величин загрязняющих выбросов в атмосферу в процессе в процессе реализации принятия решений от заданных нормативов и т.д.

Результаты работы обучаемого с ИАОС по оперативному управлению сталеплавильным производством поступают к преподавателю, который принимает окончательное решение об успешном выполнении поставленной задачи или о необходимости прохождения повторного обучения в системе.

Результаты выполненной работы могут быть использованы в учебном процессе соответствующих специальностей в составе тренинговой системы и при ускоренной подготовке специалистов по оперативному управлению сталеплавильным производством.