Організація багаторівневої ієрархічної системи управління в ІВС

Розглядаючи ІВС з позиції організації управління, важливо відзначити, що в кожній з її підсистем діють закони управління зі зворотним зв’язком, функціонування яких спрямоване на досягнення бажаних динамічних і економічних показників виробництва як на оперативних інтервалах часу, так і в цілому. У результаті інтеграція ГВС з АСНД, САПР, АСТПВ, АСУВ призводить до необхідності дії механізмів прямого директивного управління виробництвом на всіх його рівнях і у всіх ланках. Відомо, що реальний шлях організації управління виробництвом зв’язаний не тільки з розвитком і удосконаленням принципів, систем і засобів управління зі зворотним зв’язком у реальному часі на базі різних СУ, що діють у рамках ГВС, але і з розвитком прямого програмного управління в умовах єдиної комп‘ютеризованої системи управління інтегрованим виробництвом (КСУІВ). Отже, взаємодія автоматизованих підсистем КСУІВ та їх функціонування позв’язане з процесами передачі інформації.

Інформаційні потоки вихідні від верхніх рівнів КСУІВ спрямовані до нижніх рівнів, містять директиви управління, виконання яких елементами і підсистемами призводить до бажаних цілеспрямованих змін станів устаткування і матеріальних потоків. Інформаційні потоки, що рухаються знизу вверх, переносять сигнали зворотного зв’язку про хід виробництва, про оцінки характеристик функціонування елементів і підсистем, про стан матеріальних потоків і устаткування, обробка яких породжує нові директиви управління.

Можлива схема організації багаторівневої ієрархічної системи управління в ІВС наведена на рис. 1.7, на якому розкрита структура процесів інформаційного обміну між елементами, підсистемами і рівнями ІВС.

САПР за замовленням на розробку конструкторської документації (КД) на продукцію, що надходить від АСНД, пройшовши експертну оцінку, здійснює проведення конструкторських робіт і видачу АСТПВ інформації про спроектований виріб, оснащення та інструмент. САПР не тільки проектує КД на виріб, але і забезпечує його технологічність із врахуванням можливості обробки на існуючому устаткуванні. Тому для САПР зворотний зв’язок – це інформація про обліковий склад наявного устаткування та завдання від АСТПВ на проектування інструмента й оснащення, що не є типовим, а директива управління – це КД на виріб, інструмент і оснащення.

АСТПВ за отриманою від САПР інформацією забезпечує розробку і передачу АСУВ і ОТАСУ маршрутних та операційних технологічних процесів виготовлення продукції в ГВС, а також розробляє керуючі програми для устаткування з числовим програмним управлінням і необхідну нормативну документацію.

Рис. 1.7. Схема багаторівневої системи управління в ІВС

АСУВ здійснює розробку виробничої програми ГВС на планові інтервали часу, забезпечуючи їх необхідним матеріально-технічним постачанням, контролює та погоджує з виробництвом збут готової продукції.

ОТАСУ одержує від АСУВ директиви управління 1 у вигляді виробничої програми по номенклатурі та обсягу на плановий період, технології виробництва продукції, зведень про надані ресурси, даних про терміни випуску, вимог до якості готової продукції. Зворотний зв’язок 11 від ОТАСУ до АСУВ утворюється на основі даних про виконання календарних планів і змінно-добових завдань, зведень про незавершене виробництво, про стан елементів і підсистем ГВС (збої, простої, ремонт), даних про завантаження складів (дефіцит матеріалів, інструмента, оснащення, тари), заявок на відвантаження готової продукції і видалення виробничих відходів, зведень про якість продукції, довідок про неможливість виконання виробничих завдань.

До складу ГВС входять наступні підлеглі підсистеми управління: автоматизованим складом (АС), автоматизованими транспортними засобами (АТЗ), гнучкими виробничими модулями (ГВМ).

Основними параметрами АС є місткість і фактичне заповнення. В АС наявні матеріальні потоки, що надходять у ГВС ззовні: комплектуючі, матеріали, інструмент, оснащення, тара, а на виході діють потоки, що залишають ГВС: товарна продукція, інструмент, оснащення, тара. Крім того, на вході і виході АС наявні матеріальні потоки, що не є ні вхідними, ні вихідними потоками ГВС: продукти обробки, інструмент та оснащення, що повторно використовуються в операціях технологічних процесів. По матеріальному потоку АС взаємодіє з АТЗ.

Характеристиками АТЗ є ступінь завантаження транспортних засобів системи, оцінка корисного часу роботи і непродуктивних витрат часу, середнє значення довжини черг заявок на обслуговування. Заявки надходять в АТЗ від ГВМ.

Технологічна підсистема ГВС поєднує сукупність ГВМ, що виконують технологічні операції обробки, складання продукції. Характеристиками ГВМ є функціональний стан устаткування, інструмента, ступінь завантаження устаткування. ГВМ взаємодіють по матеріальному потоку з АТЗ, формуючи заявки на доставку матеріалів, комплектуючих, інструмента, а також заявки на розвантаження від готової продукції при верстатних нагромаджувачів.

Погодженість дій підлеглих ОТАСУ підсистем управління забезпечується інформаційними потоками директив управління 2, 3, 4 і сигналами зворотного зв’язку 12, 13, 14.

Директива управління 2 – це відомості про терміни та обсяги видачі сировини, матеріалів, комплектуюючих, інструмента, оснащення, запити про стан складського устаткування і збережених одиниць матеріального потоку, а також керуюючі завданням на переміщення вантажів.

Директива управління 3 – це дані про терміни завантаження і кількість одиниць матеріального потоку, запити про стан устаткування і перевезених вантажів, завдання на транспортування вантажів.

Директива управління 4 – це змінно-добове завдання по обсягу і номенклатурі продукції, технологічна інформація (керуючої програми, технологічні карти), запити про хід технологічного процесу і стан устаткування, дані про терміни відвантаження готової продукції та надання ресурсів.

Зворотний зв’язок 12 – це інформація про наявність предметів виробництва на складі, довідки про стан устаткування і про виконання керуючого завдання, заявки на постачання одиниць матеріального потоку і термінове відвантаження продукції.

Зворотний зв’язок 13 – це інформація про терміни та обсяги виконаних перевезень одиниць матеріального потоку, довідки про стан устаткування, про завантаження, простої та ремонт.

Зворотний зв’язок 14 – це інформація про виконання виробничого завдання, довідки про стан устаткування й інструмента, заявки на передачу технологічної інформації, на відвантаження продукції та відходів.

Інші інформаційні зв’язки деталізують передані директиви управління і представляють собою параметризовані програми (5–7) для мікропроцесорних управляючих пристроїв (УП) і декодовані керуючі команди (8–10) для виконавчих механізмів одиниць устаткування.

У результаті циркулюючі в ІВС інформаційні потоки використовуються для створення замкнутих контурів управління, підсистем збору і відображення інформації, а також підсистем, що включають автоматизовані робочі місця диспетчерів, технологів і економістів – організаторів виробництва.