Смекни!
smekni.com

Технология и автоматизация производства РЭА (стр. 18 из 37)

та. Третья группа составлена из параметров, характеризующих условия

протекания технологического процесса Z(t)={Z 41 0(t),Z 42 0(t),...,Z 4l 0(t)}. В

общем случае состояние технологической системы характеризуется всеми

вышеприведенными переменными.

Однако, размерность векторов в реальных условиях весьма велика и

превышает возможности управляющего органа. Кроме того, на практике

часть переменных либо не требуется измерять, т.е. они не существенны с

точки зрения цели управления, либо измерять невозможно из-за техничес-

ких сложностей.

Поэтому только часть составляющих векторов используют для форми-

рования вектора состояния X(t). Переменные вектора состояния условно

разобьем на две группы. В первую группу включим те переменные, которые

можно целенаправленно изменять в процессе управления. Назовем их уп-

равляемыми переменными. В качестве управляемых переменных выбирают те

составляющие, целенаправленное изменение которых технически возможно и

существенно влияет на показатель цели управления. Вторую группу соста-

вим из переменных, которые измеряются и используются при формировании

управляющего воздействия, но не могут целенаправленно изменяться при

управлении данным технологическим процессом. Переменные, которые не

вошли в первые две группы, будем рассматривать как неконтролируемые

возмущающие воздействия. Поэтому технологическую систему можно предс-

тавить схемой, приведенной на рис. 9.

──────────────────────────────────────────────────────────────────────

┌──────────────┐

U(t)──────>│ Ф(.) ├────────>X(t)

F(t)──────>└──────────────┘

Рис. 9. Схема технологической системы.

──────────────────────────────────────────────────────────────────────

Здесь U(t) - вектор управления, F(t) - вектор возмущения, X(t) -

вектор состояния, т.е. технологическую систему можно рассматривать как

преобразователь входных функций. Поэтому X(t)=Ф(U(t),F(t)) (12), где Ф

- оператор преобразования. Это выражение является формальным описанием

технологической системы, т.е. ее моделью.

Определим технологический процесс как целенаправленную смену сос-

тояний X(t)={X 41 0(t),X 42 0(t),...,X 4k 0(t)}, которые назовем параметрами тех-

нологического процесса. Задачу управления технологическим процессом

можно сформулировать следующим образом: найти такое состояние техноло-

гического процесса X 5* 0(t) (технологический режим) и такое управляющее

воздействие U 5* 0(t), которые удовлетворяют как цели управления, так и


- 49 -

ограничениям вида (9).

2.4. Технико-экономическая эффективность как целевая

функция системы.

Одним из основных критериев управления (целевой функцией системы

управления) J (см. выражение (8)), является технико-экономическая эф-

фективность функционирования системы. Технологические показатели эф-

фективности отражают следующие стороны функционирования ТС:

- количество выпущенной продукции;

- качество выпускаемой продукции;

- количество израсходованного топлива, энергии, сырьевых материа-

лов и комплектующих изделий;

- технологическое оборудование, использованное при выпуске про-

дукции;

- количество и квалификация производственного персонала.

Технологические показатели эффективности, описывающие количество

выпущенной продукции, могут определяться за единицу измерения кален-

дарного времени (месяц), за единицу измерения наработки оборудования

(час, смена), за единицу измерения израсходованного топлива, энергии,

сырья, комплектующих изделий (тонна, кВтчас, тыс.шт.). Аналогично это-

му, показатели, описывающие расход топлива и другие затраты могут оп-

ределяться за единицу календарного времени, а также на выпуск единицы

продукции. Показатели, описывающие качество, часто определяют как долю

продукции, выпущенной определенными группами качества (марками, кате-

гориями, сортами) по отношению ко всей продукции, выпущенной за едини-

цу календарного времени, и т.п. Показатели, характеризующие использо-

вание оборудования (число вынужденных остановов, суммарная длитель-

ность простоев и т.д.) относят к календарному времени.

Организационные показатели эффективности отражают трудовые затра-

ты персонала на производство продукции и выражают в единицах трудовых

затрат (человеко-часах). Эти показатели определяют как календарное

время, затраченное на выпуск продукции.

Экономические показатели эффективности отражают экономические ре-

зультаты функционирования ТС и выражают либо в денежных единицах, либо

в единицах, определяющих степень соответствия этих результатов затра-

тами на ТС. Этот показатель имеет вид: W 4i 0= F(Ц 4t 0,С 4t 0,K) (13), где Ц 4t 0 -

стоимость продукции в оптовых ценах, произведенной за время t; C 4t 0 -

себестоимость продукции, произведенной за время t; К - капитальные

вложения и предпроизводственные затраты, отнесенные к периоду t; F -

некоторая функция.

Наиболее распространенными показателями эффективности являются

прибыль П 4t 0=Ц 4t 0-C 4t 0 (14) и чистая прибыль Ч 4t 0=Ц 4t 0-C 4t 0-E 4н 0*К (15), где Е 4н 0 -

нормативный коэффициент капитальных вложений; приведенные затраты, ко-

торые учитывают затраты только на выпуск продукции и не учитывают ее

стоимость Е 4t 0=C 4t 0+Е 4н 0*К (16); коэффициент экономической эффективности ка-

питальных вложений К 4эк 0=П 4t 0/К=(Ц 4t 0-C 4t 0)/К (17). Величина, обратная коэффи-

циенту экономической эффективности, называется сроком окупаемости ка-

питальных вложений.

Рассмотрим пример функционала, описывающего технико-экономическую

эффективность работы системы (производства). В качестве примера расс-

мотрим месячную прибыль, остающуюся в распоряжении предприятия,

П 4п 0=П 4t 0-H 4п 0-О 4тп 0-С 4у 0-Н 4ж 0 (18). Будем считать, что предприятие занимается

производством и не имеет соисполнителей. Введем обозначения:

З - начисленная зарплата персонала;

С 4с 0 - обязательные отчисления на социальное страхование (5,4 % от

З);

З 4м 0 - установленный минимум заработной платы в РФ (56000 руб.);


- 50 -

N - количество сотрудников на предприятии (среднесписочный состав

за рассматриваемый период);

М 4с 0 - обязательные отчисления на медицинское страхование (3,6 % от

З);

П 4ф1 0 - обязательные отчисления в пенсионный фонд с сотрудников (1

% от З);

П 4ф2 0 - обязательные отчисления в пенсионный фонд с предприятия (28

% от З);

Ф 4з 0 - обязательные отчисления в фонд занятости (2 % от З);

Т 4н 0 - транспортный налог (1 % от З);

П 4н 0 - подоходный налог с сотрудников (12 % от (З-П 4ф1 0));

З 4н 0 - полученная на руки сотрудниками заработная плата

(З 4н 0=З-П 4ф1 0-П 4н 0 (19));

А - амортизационные отчисления на полное восстановление оборудо-

вания;

Д 4н 0 - налог на пользователей автомобильных дорог (0,8 % от Ц 4t 0);

Н 4с 0 - налог на имущество предприятия (1,5 % от его среднегодовой

стоимости);

М - затраты на сырье, материалы, комплектующие изделия;

И - затраты на инструменты, приспособления и оснастку;

К 4р 0 - командировочные расходы (в установленных правительством пре-

делах);

Н 4р 0 - накладные расходы;

С 4у 0 - сбор на нужды образовательных учреждений (1 % от З);

Н 4ж 0 - налог на содержание жилищного фонда (1,5 % от Ц 4t 0);

тогда C 4t 0= 7( 0З+С 4с 0+М 4с 0+П 4ф2 0+Ф 4з 0+Т 4н 0+А+Д 4н 0+Н 4с 0+М+И+К 4р 0+Н 4р 0 З 7, 06*N*З 4м

79 06*N*З 4м 0+С 4с 0+М 4с 0+П 4ф2 0+Ф 4з 0+Т 4н 0+А+Д 4н 0+Н 4с 0+М+И+К 4р 0+Н 4р 0 З 7. 06*N*З 4м 0 (20);

Ц 4п 0 - договорная цена продукции (Ц 4п 0=Ц 4t 0+Н 4дс 0+С 4н 0 (21));

Н 4дс 0 - налог на добавленную стоимость (20 % от Ц 4t 0);

С 4н 0 - специальный налог (1,5 % от Ц 4t 0);

Н 4п 0 - налог на прибыль (38 % от П 4t 0);

О 4тп 0 - оплата труда персонала из прибыли:

О 4тп 0= 7( 00 З 7, 06*N*З 4м

79 0(З-6*N*З 4м 0)(1+С' 4с 0+М' 4с 0+П' 4ф2 0+Ф' 4з 0+Т' 4н 0) З 7. 06*N*З 4м 0 (22);

' - приведенные ставки налогов (С` 4с 0=C 4c 0/100 и т.д.).

Здесь приведена только часть затрат, наиболее распространенных, обяза-

тельных для всех предприятий, остальные не учтены, например, обучение

персонала, платежи банкам, налоги на рекламу и т.д., всего около 70

видов налогов. Ставки налогов даны для г. Москвы по состоянию на ав-

густ 1995 г. Таким образом:

П 4п 0=0,494*Ц 4п 0-0,995*З 4н 0-0,62*(А+Н 4с 0+М+И+К 4р 0+Н 4р 0) З 7, 06*N*З 4м 0 (23).

Из этого выражения, между прочим, следует, что в случае уплаты всех

налогов З 4н 7, 00,496*Ц 4п 0.

Таким образом, при оценке функционирования технологической систе-

мы как на этапе ее проектирования, так и на этапе ее функционирования

возможно использование вышеприведенных показателей. При оценке качест-

ва управления эффект от применения автоматизированной или автоматичес-

кой управляющей системы оценивают путем сравнения экономических пока-

зателей системы до автоматизации и после. Как уже выше указывалось,

применение ГПС по степени своей эффективности отличается для различных

видов производств. Эти же показатели используют при проектировании ТС.

Следует отметить, что в показатель себестоимости продукции входят

затраты на единицу продукции, включая и накладные расходы. Чем больше

выпускаемая партия (крупно-серийное или массовое производство), тем

меньше себестоимость единицы выпускаемой продукции.

2.5. Основные типы систем управления технологическими

процессами.


- 51 -

1. Системы программного регулирования. Если технологический режим