У випадку відмови автоматизованої виробничої системи, людина може здійснити пошук несправності. Тут людина робить безпосереднє втручання у виробничий процес, а побічно вона прагне швидко усунути несправність - здійснити функцію керованої ланки.

2.5 Математичні основи формування схем автоматизації виробничих процесів

2.5.1 Загальні поняття про формалізацію виробничого процесу

При розробці заходів щодо автоматизації виробничого процесу, виникає необхідність у створенні математичної моделі процесу. Якщо така модель буде створена, то можна буде знайти оптимальні співвідношення між окремими елементами процесу. Якщо така модель буде створена, то методами оптимізації за допомогою математичних машин можна буде знайти оптимальні співвідношення між окремими елементами процесу й режимами їхньої роботи.

Для побудови математичної моделі виробничого процесу необхідно цей процес описати у формі яких-небудь стандартних символів. Серія цих символів, що перебувають у певному взаємному сполученні, повинна "переказати" весь описуваний виробничий процес на даній формальній "мові". Тоді буде можливо перевести опис процесу на мову математичних машин, а з їхньою допомогою вирішити завдання оптимізації.

Ясно, що виробничих процесів існує стільки, і всі вони відрізняються на стільки, що дати єдину методику їхньої математизації неможливо.

Однак немає сумніву, що якщо відволіктися від змісту операції, то в будь-якому виробничому процесі будуть мати місце повністю або частково показники, описані вище (продуктивність, надійність, середня частка браку й т.ін.).

Тоді процес формалізації можна в загальному виді представити так.

Показників виробничих процесів багато. З них варто вибрати такі, які найбільш точно визначити в процесі оптимізації виробничого процесу.

Можна рекомендувати наступні правила вибору взаємозалежної системи показників і параметрів виробничого процесу для його формалізації:

1. Обрані показники виробничого процесу повинні найбільш точно характеризувати вимоги, пред'явлені до даного процесу.

2. Показники й параметри виробничого процесу повинні становити найбільш прості співвідношення, щоб не ускладнювати математичну модель.

3. Показники й параметри виробничого процесу повинні найбільш зрозуміло й точно описувати його фази й елементи.

4. Якщо окремі технічні операції здійснюються людьми- операторами, то необхідно передбачити такі показники й параметри процесу, щоб була можливість їхнього кодування.

5. Показники й параметри виробничого процесу повинні вибиратися такими, щоб забезпечити їхнє визначення найбільш зручним шляхом.

ЛЕКЦІЯ 3

3.1 Класифікація виробничих процесів

Зі сказаного вище можна виділити два основних типи виробничих процесу: автоматичний і ергатичний .

Якщо в першому всі операції, що становлять процес, повністю автоматизовані й людина здійснює лише вмикання й вимикання устаткування, то в другому типі процесів є й частка ручної праці. Звичайно характер праці зараз багато в чому є не той, що був 15-20 років тому.

Однак повна автоматизація всього виробничого комплексу не завжди здійсненна, або ж немає необхідності. Тому ергатичні виробничі процеси являють собою досить великий клас процесів, а власне кажучи є основним.

Класифікація виробничих процесів за рівнем автоматизації необхідна для більш повної економічної оцінки, тому в основу такої класифікації покладений так званий критерій автоматизації.

Очевидно, що при використанні автоматичних пристроїв відбувається відповідна економія робочого часу. Ця економія різна залежно від того, чи всі операції даного виробничого процесу автоматизовані. Звідси варто розрізняти економію робочого часу при повній автоматизації, що вмовимося позначити через ?tПА , від економії робочого часу при частковій автоматизації, що відповідно позначимо через ? tЧА .

Тоді величина:

(3.1)

обчислена в % буде представляти коефіцієнт автоматизації.

Виробничі процеси можна класифікувати за рівнем досконалості (рис.3.1).

3.2 Загальні співвідношення між показниками й

параметрами процесу

Незважаючи на складність виробничих процесів, що виражається в різноманітті операцій і взаємозалежностей, можна запропонувати шлях для пошуку цих залежностей. Цей шлях лежить через розбивку виробничого процесу на найпростіші акти.

Що являє собою найпростіший акт виробничого процесу?

Як найпростіший акт виробничого процесу варто вибрати таку його частину, що може бути описана математично, причому, цей опис повинний бути простим, а необхідні для нього кількісні значення параметрів - легко визначними.

Рисунок 3.1 – Загальна схема виробничих процесів

Так, наприклад, операція настроювання пристрою може бути розбита на такі найпростіші акти: вимір характеристики пристрою (показника) і його порівняння із заданим значенням; настроювання пристрою - регулювання параметра - до збігу поточних і заданого значень показника в межах допуску.

Рисунок 3.2 – Схема настроювання пристрою

1 - пристрій, що набудовує;

2 - вхідна величина;

3 - вимірювальний прилад;

4 - оператор;

xТ - поточне значення показників пристрою;

xЗ - необхідне значення показника;

? x - сигнал помилки спостережуваної оператором;

5 - вплив на параметр;

gi - змінюваний параметр пристрою;

Таким чином, настроювання пристрою 1 можуть бути розділені на такі найпростіші акти, як порівняння й регулювання.

Найпростіший акт порівняння (виміру) може легко описаний співвідношенням виду:

?x = xЗ - xТ (3.2)

Регулювання або зміна показника ?х за допомогою зміни параметра gi може бути описано рівнянням:

(3.3)

де ?gi - збільшення параметра gi;

- частинна похідна показника x по параметрі gi , що представляє собою критерій чутливості;

- коефіцієнт впливу даного параметра на показник x.

Ясно, що чим більше коефіцієнт впливу , тим більше відхилення

величини x при зміні параметра. Схема операції настроювання рис.3.2. дозволяє побачити ці найпростіші акти в послідовності їхнього здійснення.

У загальному виді розбивка процесу на найпростіші акти й подання процесу математичною моделлю можна представити в такий спосіб.

Нехай потрібно формалізувати деякий процес М, показники якого позначимо у вигляді функцій:

x1(t), x2(t), …, xi(t), …,xn(t)...

Параметрами процесу служать величини:

g1, g2, …, gi , ..... , … , gm

Конструктивні властивості системи - параметри. Очевидно, що система співвідношень виду:

x1(t) = f1(g1, g2,…,gi…gm,t),

x2(t)=f2(g1, g2,…,gi…gm,t),

…………………………… (3.4)

xi(t)=fi(g1, g2,…,gi…gm,t),

………………………....................................

xn(t)= fn(g1, g2,…,gi…gm,t)

що описує даний процес, є його математичною моделлю. На практиці звичайно доводиться мати справи