Управление производственными системами
Учебно-методическое пособие
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Организация производства на предприятии
Издательство:
Инфра-Инженерия
Автор:
Псигин Юрий Витальевич
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 156
Дополнительно
Вид издания:
Учебно-методическая литература
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-1336-7
Артикул: 808391.02.99
Изложены основы расчета эффективности применения автоматизированных систем управления и прогнозирования результатов применения этих систем в машиностроительном производстве. Рассмотрены вопросы оценки надежности работы таких систем, организации поточного производства и технического контроля изделий на предприятиях машиностроения. Для студентов, обучающихся по направлению 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», профиль «Технология машиностроения».
Управление производственными системами: Ключевые аспекты для инженеров
В современном мире, где конкуренция и экономическая нестабильность становятся все более выраженными, умение управлять производственными системами становится критически важным навыком для инженеров. Данное учебно-методическое пособие Ю.В. Псигина, предназначенное для студентов направления "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств", предлагает структурированный подход к изучению этой дисциплины.
Системный подход и основы управления
Пособие начинается с введения в основы системного анализа, подчеркивая важность понимания системы как совокупности взаимосвязанных элементов, направленных на достижение общей цели. Рассматриваются различные типы систем (технические, человеко-машинные, производственно-экономические) и их характеристики. Далее, акцент делается на управлении как процессе преобразования информации в действия, необходимые для достижения заданного состояния системы. Рассматриваются различные типы управленческих решений и требования к ним.
Организация и методы управления производством
В книге подробно анализируется структура современного машиностроительного предприятия, включая его основные компоненты и уровни управления. Рассматриваются целевой и функциональный подходы к управлению, а также типовые элементы управленческого цикла, такие как прогнозирование, планирование, организация, регулирование, стимулирование и контроль. Особое внимание уделяется методам управления, включая экономические, административно-правовые, социально-психологические и идеологические подходы, и их применению в машиностроительном производстве.
Автоматизированные системы управления: классификация и применение
Значительное внимание уделяется автоматизированным системам управления (АСУ). Рассматривается классификация АСУ, включая информационные и управляющие системы, а также различные классы их структур. Подробно анализируются вопросы надежности систем управления, включая количественные характеристики и методы оценки. Отдельная глава посвящена автоматизированным системам управления производством (АСУП), их структуре, методам проектирования и типичным проектным решениям. Рассматриваются задачи, решаемые в АСУП, включая постановку задач, информационное обеспечение и разработку алгоритмов.
Автоматизация технологических процессов и экономическая эффективность
В пособии также рассматриваются автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), их структура, математические модели и иерархичность. Особое внимание уделяется экономической эффективности применения АСУТП, включая анализ факторов, влияющих на нее, и методы расчета. Рассматриваются задачи числового программного управления (ЧПУ) оборудованием, включая задачи ЧПУ, ГПМ, ГПС и промышленных роботов.
Практические аспекты и лабораторные работы
Пособие включает практические занятия и лабораторные работы, направленные на закрепление теоретического материала. Рассматриваются примеры оценки надежности технических систем, детерминированного расчета экономической эффективности внедрения АСУТП и расчета экономической эффективности с учетом неупорядоченности производства. Лабораторные работы охватывают такие темы, как управление качеством продукции, организация технического контроля, организация и управление производственным процессом, а также организация поточного производства.
Тематика:
ББК:
УДК:
- 62: Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
- 621: Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 15.03.05: Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Ю. В. Псигин УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ СИСТЕМАМИ Учебно-методическое пособие Москва Вологда Инфра-Инженерия» 2023 1
УДК 621.391:62-52 ББК 34.5+32.965 П86 Рецензенты: ООО «Центр ресурсосберегающих технологий»; д-р. техн. наук, генеральный директор ООО «УНИТЭК» В. В. Епифанов Псигин, Ю. В. П86 Управление производственными системами : учебно-методическое пособие / Ю. В. Псигин. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. – 156 с. : ил., табл. ISBN 978-5-9729-1336-7 Изложены основы расчета эффективности применения автоматизированных систем управления и прогнозирования результатов применения этих систем в машиностроительном производстве. Рассмотрены вопросы оценки надежности работы таких систем, организации поточного производства и технического контроля изделий на предприятиях машиностроения. Для студентов, обучающихся по направлению 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», профиль «Технология машиностроения». УДК 621.391:62-52 ББК 34.5+32.965 ISBN 978-5-9729-1336-7 Псигин Ю. В., 2023 Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 2
-¢ª¡ª¤¬§¤ ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................ 8 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КУРС .......................................................................... 12 Тема № 1. ПОНЯТИЕ О СИСТЕМАХ И УПРАВЛЕНИИ ......................... 12 1.1. Свойства и характеристики систем ...................................................... 12 1.2. Понятие об управлении ........................................................................ 14 1.3. Контрольные вопросы ........................................................................... 16 Тема № 2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРИНЯТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ....................................................................................................... 16 2.1. Необходимые условия для управления системами ............................ 16 2.2. Типовые этапы управления .................................................................. 17 2.3. Контрольные вопросы ........................................................................... 19 Тема № 3. СОВРЕМЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ ................................................................................................ 20 3.1. Структура предприятия и управление им ........................................... 20 3.2. Три уровня управления. Типовые задачи управления ....................... 22 3.3. Целевой и функциональный подход к управлению ........................... 23 3.4. Типовые элементы управленческого цикла ........................................ 24 3.5. Структуры систем управления ............................................................. 25 3.6. Контрольные вопросы ........................................................................... 28 Тема № 4. МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ ...................................... 29 4.1. Экономические методы управления .................................................... 30 4.2. Административно-правовые методы управления .............................. 31 4.3. Социально-психологические методы .................................................. 32 4.4. Идеологические методы управления ................................................... 34 4.5. Контрольные вопросы ........................................................................... 34 Тема № 5. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ .............................................................................. 35 5.1. Информационные системы ................................................................... 35 5.2. Управляющие системы ......................................................................... 37 5.3. Классы структур АСУ ........................................................................... 38 5.4. Надежность систем управления ........................................................... 40 3
5.5. Количественные характеристики надежности АСУ .......................... 42 5.6. Оценка функциональной надежности системы .................................. 44 5.7. Оценка эффективной надежности системы ........................................ 45 5.8. Контрольные вопросы ........................................................................... 46 Тема № 6. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ (АСУП) ................................................ 47 6.1. Структура АСУП ................................................................................... 47 6.2. Методы проектирования и разработки АСУП .................................... 48 6.3. Типовые проектные решения ............................................................... 50 6.4. Постановка задач и порядок разработки их алгоритмов в АСУП .......................................................................................................... 51 6.4.1. Постановка задачи в АСУП ............................................................ 51 6.4.2. Информационная база задачи ........................................................ 52 6.4.3. Алгоритм решения задачи .............................................................. 53 6.5. Создание нормативно-справочной базы АСУП ................................. 54 6.6. Контрольные вопросы ........................................................................... 55 Тема № 7. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ (АСУТП) ................................. 56 7.1. Система «технологический процесс – АСУТП» («ТП – АСУТП») .... 56 7.2. Математическая модель (ММ) ............................................................. 58 7.3. Иерархичность системы управления ................................................... 60 7.4. Контрольные вопросы ........................................................................... 61 Тема № 8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ...................... 62 8.1. Факторы среды, окружающей производителя .................................... 62 8.2. Основные источники экономической эффективности АСУТП .......... 64 8.3. Основные затраты на создание и эксплуатацию системы управления .................................................................................................... 65 8.4. Методика детерминированного расчета экономической эффективности внедрения АСУТП .................................. 67 8.5. Влияние неупорядоченности производства на экономическую эффективность АСУТП ............................................................................... 70 4
8.6. Методика расчета экономической эффективности АСУТП с учетом неупорядоченности производства ............................................... 73 8.7. Контрольные вопросы ........................................................................... 75 Тема № 9. ЗАДАЧИ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЕМ ........................................................... 75 9.1. Общая характеристика задач ЧПУ ....................................................... 75 9.2. Общая характеристика задач ГПМ ...................................................... 78 9.3. Общая характеристика задач ГПС ....................................................... 79 9.4. Задачи и функции промышленных роботов ....................................... 82 9.5. Контрольные вопросы ........................................................................... 83 ЗАДАНИЯ И ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ....................................................................................................... 85 Практическое занятие № 1. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ............................................................................ 85 1.1. Пример расчета функциональной и эффективной надежности системы .................................................................................... 85 1.2. Задание к практическому занятию № 1 ............................................... 87 Практическое занятие № 2. ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЙ РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ...................... 93 2.1. Пример детерминированного расчета экономической эффективности внедрения АСУТП ............................................................ 93 2.2. Задание к практическому занятию № 2 ............................................... 96 Практическое занятие № 3. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ АСУТП С УЧЕТОМ НЕУПОРЯДОЧЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ............................................ 98 3.1. Пример расчета экономической эффективности АСУТП с учетом неупорядоченности производства ............................................... 98 3.2. Задание к практическому занятию № 3 ............................................. 100 ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ .......................................................... 102 Методика выполнения лабораторных работ ............................................... 102 5
Лабораторная работа № 1. УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ ................................................................................................ 102 1.1. Система управления качеством продукции ...................................... 103 1.2. Пример расчета показателей качества проектируемого металлорежущего оборудования .............................................................. 107 1.3. Задание к лабораторной работе № 1 .................................................. 112 1.4. Содержание работы ............................................................................. 112 1.5. Порядок выполнения работы ............................................................. 113 1.6. Содержание отчета по лабораторной работе № 1 ............................ 113 1.7. Контрольные вопросы ......................................................................... 113 Лабораторная работа № 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ................................................................................................... 114 2.1. Понятие технического контроля ........................................................ 114 2.2. Задание к лабораторной работе № 2 .................................................. 118 2.3. Содержание работы ............................................................................. 119 2.4. Порядок выполнения работы ............................................................. 120 2.5. Содержание отчета по лабораторной работе № 2 ............................ 120 2.6. Контрольные вопросы ......................................................................... 121 Лабораторная работа № 3. ОРГАНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ПРОЦЕССОМ ................................................... 121 3.1. Понятие производственного процесса .............................................. 121 3.2. Простой технологический процесс .................................................... 123 3.3. Пример расчета производственного цикла простого процесса ...................................................................................................... 127 3.4. Задание к лабораторной работе № 3 .................................................. 131 3.5. Содержание работы ............................................................................. 131 3.6. Порядок выполнения работы ............................................................. 131 3.7. Содержание отчета по лабораторной работе № 3 ............................ 132 3.8. Контрольные вопросы ......................................................................... 132 Лабораторная работа № 4. ОРГАНИЗАЦИЯ ПОТОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА ......................................................................................... 133 4.1. Методика расчета механизированной поточной линии с рабочим конвейером................................................................................ 133 4.2. Пример расчета механизированной поточной линии с рабочим конвейером................................................................................ 136 6
4.3. Задание к лабораторной работе № 4 .................................................. 138 4.4. Содержание работы ............................................................................. 139 4.5. Порядок выполнения работы ............................................................. 139 4.6. Содержание отчета по лабораторной работе № 4 ............................ 140 4.7. Контрольные вопросы ......................................................................... 140 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................. 141 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .......................................................... 142 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ..................................................................... 144 ОСНОВНЫЕ ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ПОНЯТИЯ....................................... 147 ПРИЛОЖЕНИЕ ............................................................................................. 154 7
¡¡¤£¤¬§¤ Если в прошлые годы главным содержанием профессиональной деятельности инженера были технические и технологические вопросы, то в реальных условиях рынка, риска и конкуренции, экономической самостоятельности важнейшим становится, наряду с техникой и технологией, умение специалиста управлять производством или большими системами. В настоящее время практически демонтированы вертикальные связи, а предприятия получили хозяйственную и экономическую самостоятельность. Сокращение объемов производства вызывает разукрупнение и диверсификацию предприятий, рост конкуренции на рынке сбыта продукции. Нехватка инвестиций, рост цен на материалы и оборудование, стоимость рабочей силы, повышение требований к надежности, безопасности и экологичности производственного процесса приводят к росту расходов, а иногда и к полному закрытию предприятий. В этих условиях существенно повышаются роль и значение правильно выбранных и своевременно принятых специалистами управленческих решений и их ответственности за последствия этих решений в условиях риска. Цель изучения дисциплины – сформировать у студентов представление о том, что любой технологический процесс и любая технологическая система не могут функционировать без системы управления, а также о том, что весь широкий спектр технологических функций может быть реализован только посредством системы управления, эффективность функционирования которой определяется компьютерной техникой. Кроме того, студенты должны освоить суть и принципиальные приемы или методологию управления, которые применимы для любых систем машиностроительного производства – от управления отдельным технологическим процессом или единицей оборудования до руководства всем предприятием. Изучение данной дисциплины осложняется отсутствием учебников и учебных пособий, отвечающих требованиям программы и включающих все темы курса. Поэтому в настоящем пособии приведены программа курса, темы, подлежащие изучению, и указаны литературные источники, с которыми рекомендуется ознакомиться при изучении дисциплины «Управление производственными системами» (табл. 1). Это не исключает возмож8
ности использования и другой научно-технической литературы, не указанной в списке, а также получения практически неограниченной информации через компьютерные информационные сети. Пособие должно помочь студенту изучить теоретический материал, продемонстрировать умение применять основные теоретические положения к решению конкретных практических задач, возникающих в процессе производственной деятельности. Выполнение практических занятий и лабораторных работ также будет способствовать лучшему усвоению теоретического материала. Таблица 1 Содержание основных тем курса № п/п Название темы Содержание темы Рекомендуемая литература (№ источника) 1 2 3 4 Свойства и характеристики систем. Понятие об управлении 8, 9, 13, 16 1 Введение в дисциплину. Понятие о системах и управлении 11, 13, 17 2 Технология принятия управленческих решений Необходимые условия для управления системами. Типовые этапы управления. 1, 4, 5, 11, 17 3 Современное предприятие как объект управления Структура предприятия и управление им. Три уровня управления. Типовые задачи управления. Целевой и функциональный подход к управлению. Типовые элементы управленческого цикла. Структуры систем управления 1, 4, 5, 12 4 Методы управления машиностроительным предприятием Экономические методы управления. Административноправовые методы управления. Социально-психологические методы. Идеологические методы управления 3, 7, 9, 15, 18 5 Классификация автоматизированных систем управления Информационные системы. Управляющие системы. Классы структур АСУ. 9
Продолжение таблицы 1 № п/п Название темы Содержание темы Рекомендуемая литература (№ источника) 1 2 3 4 Надежность систем управления. Количественные характеристики надежности АСУ. Оценка функциональной надежности системы. Оценка эффективной надежности системы 2, 3, 6, 9–12 6 Автоматизированные системы управления производством (АСУП) Структура АСУП. Методы проектирования и разработки АСУП. Типовые проектные решения. Постановка задач и порядок разработки их алгоритмов в АСУП. Создание нормативно-справочной базы АСУП 2, 3, 6, 8–10 7 Общая характеристика автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) Система «технологический процесс – АСУТП» («ТП – АСУТП»). Математическая модель (ММ). Иерархичность системы управления. Основные источники экономической эффективности АСУТП 3, 7–10 8 Экономическая эффективность применения АСУТП Факторы среды, окружающей производителя. Основные источники экономической эффективности АСУТП. Основные затраты на создание и эксплуатацию системы управления. Методика детерминированного расчета экономической эффективности внедрения АСУТП. Метод расчета экономической эффективности с учетом неупорядоченности производства 10