А.О.Новаковская

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВУХУРОВНЕВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГИБОЧНЫМ СТАНОМ

Донецкий национальный технический университет, Донецк, my_anna@mail.ru

Моделирование, идентификация, синтез систем управления. Сборник тезисов девятой международной научно-технической конференции, 16-23 сентября 2006 г., АР Крым (Украина) - 26с.

В нынешнее время прибыльным и ликвидным является гражданское строительство, в котором используются металлопрофили различных видов. Актуальным является развитие производств, предназначенных для выпуска холоднокатанных профилей различной конфигурации. Гибочные станы, закупаемые за рубежом, обладают высоким уровнем механизации и автоматизации, но в отечественных условиях возникает необходимость доукомплектации этих станов и доработки системного обеспечения управления формовкой профилей. Это связано, в первую очередь, с ацикличностью поступающих заказов и разбросом физико-химических свойств материала заготовок – штрипса. Поэтому, возникает проблема управления организационными и технологическими аспектами предприятий, производящих строительные профили.

Для решения задачи синтеза двухуровневой системы управления процессом производства профилей на гибочных станах необходимо разработать математическую модель, позволяющую осуществлять прогноз портфеля заказов и производственной программы предприятия на плановый период – месяц, с разбивкой на сутки (верхний уровень). Для нижнего уровня управления технологией производства необходимо разработать математическую модель, отражающую прогноз скоростных режимов и производительности оборудования.

При разработке математической модели реализован ряд подзадач: анализ характеристик объекта управления, классификация переменных, выбор типа математической модели, разработка уравнений модели.

Анализ характеристик объекта управления показал, что заказы на производимую продукцию зависят от времени, их объем меняется в сезон развития строительно-монтажных работ, как правило, приходящихся на весну-осень, достигая пика в августе-октябре месяце, т.е. процесс поступления заказов на предприятие является нестационарным. В процессе исследования было выявлено, что производительность оборудования зависит от типа штрипса и завода-производителя, а резка штрипса на заготовки мерной ширины определяют количество отходов от поставки исходного сырья. Кроме того, при анализе характеристик объекта управления была проведена декомпозиция на микро- и макроуровни. На микроуровне необходимо рассмотреть процессы превращения заготовки в готовую продукцию, связанные с производительностью оборудования формовочных станов. На верхнем уровне математическая модель должна описывать формирование заказов и их выполнение с учетом переналадок оборудования и скоростных режимов работы станов.

По результатам анализа характеристик объекта управления осуществлена классификация переменных для задачи верхнего уровня – управления предприятием и для задачи нижнего уровня – управления технологией производства.

Выделенные характеристики объекта управления и особенности процессов, протекающих в нем, позволили осуществить выбор структуры модели из класса существующих типов моделей.

Поступление заказов на предприятие, анализ которых проведен за последние три года, показал, что, в основном, эти заказы носят детерминированный характер. Случайности имеют не систематический характер и могут быть учтены в процедурах идентификации моделей. Таким образом в работе предусматривается разработка нелинейной детерминированной динамической модели.

Параметрическая модель – структура позволяет осуществлять прогноз выходных показателей экономического характера для предприятия как юридического лица и рассчитывать скоростные режимы работы профилирующего стана и входящего в его состав разматывателя в зависимости от требуемой срочности выполнения заказа.

Уравнения «модели-структуры» представляют собой инструментарий, который может быть реализован в специальном математическом и программном обеспечении двухуровневых систем управления предприятиями, производящими строительные профили.