Задача планирования и управления, общая

При решении задачи планирования требуется определенное время на сбор исходных данных, их обработку и выдачу результатов. Поэтому процесс решения должен упреждать по времени начало отрезка времени, на который решается задача. Обоснованный выбор времени упреждения имеет большое значение при формировании общей стратегии управления. В общем случае упреждение должно быть минимальным, так как адекватность модели уменьшается с увеличением этого времени. В связи с этим возникает необходимость прогнозирования состояния объекта в начальный момент времени, снижается точность определения параметров модели. С другой стороны, время упреждения должно быть достаточным для согласования и утверждения календарного плана и проведения подготовительных работ, связанных с его реализацией. Для задач календарного планирования это время должно составлять несколько суток. [c.77]

Общая задача оптимального управления (планирования) формулируется следующим образом в допустимой области (или на множестве допустимых решений), определяемой выражением (111.34), найти решение х ( ), дающее экстремум (минимум или максимум) функционалу I, определяемому равенством (111.35). Экстремальное решение х ( ), удовлетворяющее всем условиям и ограничениям модели (111.34), называется оптимальным, решением, оптимальным планом, оптимальным управлением (когда решение содержит упра- вляющие воздействия) или оптимальной траекторией (когда решение представляет собой функцию времени). [c.58]

Стратегия управления (планирования) во времени будет полностью задана, если для каждой задачи планирования и управления определены все четыре временных параметра — горизонт планирования, время упреждения, шаг дискретности и частота решения (планирования). Из этих параметров время упреждения и шаг дискретности характеризуют каждое одноразовое решение (реализацию) задачи, но практически не влияют на взаимодействие различных реализаций одной и той же задачи в общем процессе планирования на длительных отрезках времени, превышающих горизонт планирования. [c.67]

ОБЩАЯ ЗАДАЧА ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ [c.110]

В главе III мы дали характеристику различных задач планирования и управления ХТС. При решении каждой задачи используется отдельная модель, но, имея в виду необходимость единого подхода к описанию производства, следует говорить о постановке обш ей задачи планирования и управления ХТС и соответственно об общей математической модели, по которой будут получены частные модели для решения задач на разных стадиях планирования. [c.110]

Переменные у = у ( ), z = zt(i), Xt = X (0. к = ft (0. = = u (t) есть вектор-функции времени, определенные на интервале [ 0) Т, а переменные 0 — векторы, компоненты которых представляют собой точки на оси времени t, причем 6 lio> где Ту = Т — tg — горизонт планирования в общей задаче планирования и управления ХТС. [c.111]

Такая интерпретация коэффициентов интенсивности по сути дела не дает полного ответа на вопрос об оптимальной траектории состояния блока Хк t), поскольку для ответа на этот вопрос необходимо еще определить последовательность рабочих (граничных) режимов блока и моменты перехода с одного режима на другой. Более того, каждый граничный режим х Р может многократно использоваться на горизонте планирования [ о, Т. Все это чрезвычайно усложняет формулировку и решение общей задачи планирования и управления ХТС в терминах граничных режимов и интенсивностей их использования. [c.119]

Наконец, можно попытаться формализовать и непрерывную модель блока, допускающего работу только на эффективных режи -мах. Можно, например, ввести новые переменные 0 , аналогичные переменным 0 и обозначающие начальные и конечные моменты времени, задающие интервалы использования эффективных режимов (но нескольку интервалов на каждый режим) на горизонте [io> П далее, оперируя переменными 0д.,, необходимо будет сформулировать условия того, что интервалы использования режимов не должны пересекаться и в сумме должны покрывать весь горизонт планирования, затем выразить состояние блока (г) в момент времени t в виде Xj (0 ) и т. д. Подробно заниматься такой формализацией мы не будем, поскольку этот путь практически позволяет лишь описать модель, но не дает способа решения общей задачи планирования и управления ХТС. [c.123]

Таким образом, приходится констатировать, что в настоящее время отсутствуют приемлемые методы решения достаточно корректно поставленной задачи управления ХТС, содержащей блоки полунепрерывного типа. Поэтому в дальнейшем изложении мы будем формулировать общую задачу планирования и управления ХТС, не конкретизируя способы задания области допустимых режимов, а при описании методов решения для конкретных приложений — либо считать, что нет блоков, работающих только на эффективных режимах, либо иметь в виду применение процедуры, при которой автоматическое решение задачи прерывается для того, чтобы спланировать конкретные сроки использования эффективных режимов, как это описывалось выше, т. е. вручную. [c.123]

Наконец, минимально допустимая продолжительность работы блока на фиксированном эффективном режиме (или максимальная частота смены режимов) представляет собой параметр, который применяется, когда блок может работать только на эффективных режимах. В общей задаче планирования и управления в качестве переменных используются либо моменты перехода с одного режима на другой 0, , либо интенсивности использования эффективных режимов равные О или 1 в каждый момент времени Ограничение снизу на продолжительность работы блока без смены режима вводится для того, чтобы исключить возможность непрерывной смены дискретных режимов, что физически не реализуемо, и повысить эффективность управления путем сокращения частоты перестроек. [c.129]

Таким образом, при различных подходах к построению элементарной модели область определения переменных будет определяться также по-разному, причем часто довольно сложным образом. Поэтому при постановке общей задачи планирования и управления ХТС мы будем, аналогично обобщенной элементарной модели вида (V.16), пользоваться обобщенной формой записи области определения переменных, конкретизируя ее по мере необходимости. Такая обобщенная запись, выраженная через состояние блока в момент времени t, имеет вид [c.130]

К внешним переменным модели ХТС относятся те количественные и качественные характеристики входных и выходных потоков всей схемы в целом, которые подлежат определению при решении общей задачи планирования и управления. Некоторые из этих характеристик могут задаваться предприятию вышестоящей организацией, а также условиями поставок сырья и энергии со стороны и отгрузки готовой продукции потребителям, требованиями стандартов к качеству сырья и продукции. Чаще всего при планировании на длительный период количественные и качественные характеристики внешних потоков задаются в виде ограничения, в частности количественные характеристики потоков — ограничениями на интегральное потребление ресурсов и выпуск продукции в целом на горизонте планирования и на отдельных достаточно крупных подынтервалах горизонта планирования. В этом случае траектория, изменения количественных и качественных характеристик внешних потоков остается неизвестной и относится к переменным общей модели. [c.139]

Сформулируем теперь всю систему ограничений общей задачи планирования и управления ХТС. Ограничения будем выписывать по трем группам, характеризующим элементы ХТС, ее структуру и внешние связи. [c.142]

Условно-постоянные затраты /5 не зависят от переменных модели ХТС и, следовательно, не влияют на оптимальное решение общей задачи планирования и управления. Стоимость выработанной продукции (/1) и часть условно-переменных затрат (/а и /3) представляют собой линейные комбинации интегральных значений некоторых потоков 1), 6 Ж. Поэтому в окончательном виде критерий общей задачи планирования и управления ХТС можно записать так [c.145]

Общая задача планирования и управления ХТС формулируется следующим образом на горизонте планирования t [ о, Т найти оптимальные траектории ( ), х 1) и t) (управление блоками, количественные и качественные характеристики потоков между блоками), доставляющие максимум интегральному критерию I, определяемому выражением (У.48), при условиях (У.ЗО)—(У.42). [c.145]

Основное содержание общей задачи планирования и управления составляет оптимальное согласование во времени работы отдельных блоков ХТС — распределение и координация потоков х t) на горизонте планирования [ д, Т]. Величины потоков в такой задаче существенны всегда, для любых ХТС и при любом горизонте планирования. Качественные же показатели потоков и дополнительные управляющие переменные элементарных моделей (кроме величин потоков) принимаются во внимание далеко не всегда и не для всех потоков и блоков ХТС. Так, качественные показатели некоторых потоков при управлении ХТС несущественны. При планировании на более или менее длительные отрезки времени качественные показатели усредняются и считаются постоянными снижаются требования к точности элементарных моделей, в результате чего те или иные управляющие переменные исключаются из общей модели при планировании на короткие отрезки времени такие управления, как моменты останова оборудования для профилактического обслуживания, уже определены и становятся известными параметрами модели, и т. д. [c.145]

Общая задача планирования и управления ХТС, определяемая выражениями (У.ЗО)—(У.42), (У.48), естественно, не может быть решена полностью и. сразу для достаточно большого горизонта планирования [ 01 Г]. Этому препятствуют не только трудности решения такой задачи, связанные с отсутствием разработанных методов и с ее большой размерностью, но и невозможность реализации решения без его последующей коррекции но отклонениям от намеченного хода производства в результате действия случайных факторов. [c.146]

Наконец, формулировка и анализ общей задачи обеспечивают обоснованное выделение и корректную постановку частных задач планирования и управления ХТС. Такое выделение частных задач основывается на декомпозиционном подходе к анализу и решению общей задачи планирования и управления. [c.146]

Эвристическая (нестрогая) процедура декомпозиции основывается на опыте, на неформальном, практическом знании объекта, его структуры, особенностей и свойств задачи управления. Эвристическая декомпозиционная процедура опирается на ряд интуитивных предположений и гипотез относительно характера взаимодействия частных задач, соответствующих им переменных и параметров и, что особенно важно, относительно роли критериев частных задач в формировании общего критерия управления. Эвристическая декомпозиционная процедура состоит из набора эвристических, не доказанных строго, правил, определяющих постановку частных задач, очередность их решения, способы согласования частных решений этих задач и формирования из них общего решения. Естественно, что эвристическая декомпозиция — всегда приближенная, причем какие-либо оценки качества декомпозиции возможны здесь лишь на основе моделирования или опытной эксплуатации. В этом заключается существенный недостаток эвристической декомпозиции. Тем не менее именно она- иногда позволяет найти значительно более простые, а в ряде случаев единственно приемлемые методы решения общей задачи. Серьезный анализ общей задачи при построении эвристической декомпозиционной процедуры может обеспечить получение удовлетворительной точности решения, хотя оценка точности решения в ряде случаев окажется невозможной или потребует неоправданно больших усилий. В частности, решение сформулированной в предыдущем разделе общей задачи планирования и управления ХТС может быть получено только на основе эвристической декомпозиционной процедуры, использующей свойства переменных и параметров модели, а также критерия управления. [c.147]

При декомпозиции неизбежно возникает вопрос о принципе, в соответствии с которым из общей задачи выделяются отдельные частные подзадачи по сути дела этот вопрос сводится к классификации переменных и параметров модели и дальнейшей группировке их в классы, соответствующие отдельным подзадачам. В работе [44] классификационные признаки, в соответствии с которыми осуществляется декомпозиция общей задачи управления предприятием, называются признаками или направлениями декомпозиции. Нашей цели (анализу и декомпозиции общей задачи планирования и управления ХТС) соответствуют два признака декомпозиции — время и физическая природа переменных и параметров общей модели ХТС. Практически эти два признака часто сливаются в один, поскольку физическая природа возмущений, являющихся параметрами модели, обусловливает частотный спектр этих возмущений и соответственно классификацию параметров и возмущений по временному при-,знаку. [c.148]

Естественно попытаться разложить общую задачу планирования и управления ХТС на части, каждая из которых формулируется как задача определения значений группы переменных, существенно отличающихся частотными характеристиками от переменных других групп. Сформулируем некоторые эвристические принципы, важные при декомпозиции общей задачи планирования и управления ХТС по временному признаку [c.149]

Перейдем теперь непосредственно к анализу общей задачи планирования и управления ХТС, описываемой выражениями (У.ЗО)— (У.42), (У.48), выделению частных задач и синтезу эвристической декомпозиционной процедуры ее решения. [c.150]

На основании перечисленных соображений из общей задачи планирования и управления может быть выделена частная задача планирования сроков ремонтов основного (влияющего на производительность) оборудования ХТС. Помимо расчета графика ППР (переменных 0 ) целью решения такой задачи является определение пропускных способностей блоков ( ), точнее — их оценок без учета технологических остановов оборудования, а также оценок интегральных производственных возможностей по выпуску конечной продукции ХТС на достаточно больших подынтервалах горизонта планирования (месяц, квартал, год) для уточнения планов при техникоэкономическом планировании. [c.152]

Следующее допущение, которое мы примем при выделении задачи планирования ППР из общей задачи планирования и управления ХТС, состоит в том, что на качество оптимизации сроков ремонта не оказывают влияние склады, входящие в ХТС. Это допущение справедливо для небольших и средних складов, входные и выходные потоки которых в рассматриваемой частной задаче могут считаться жестко связанными условиями материального баланса. Наоборот,, большие склады, обеспечивающие любое практически возможное рассогласование потоков в течение недели и более (см. раздел 2 главы III), позволяют в данной задаче считать входные и выходные погони складов вообще не связанными. И лишь только некоторые промежуточные склады, занимающие промежуточное положение по времени развязки, желательно непосредственно учесть при решении задачи. Однако введение динамических моделей складов в модель ХТС для планирования ППР чрезвычайно усложняет задачу, так как лишь для некоторых частных случаев удается построить алгоритм расчета производственной мощности ХТС со складами. Поэтому будем считать, что склады, входящие в ХТС, либо невелики и не учитываются, либо полностью развязывают входные и выходные потоки. Следовательно, при постановке данной задачи ограничения (V.35) исключаются из модели. [c.155]

Расчет производственной программы — вторая частная задача, выделяемая из общей задачи планирования и управления ХТС на верхнем уровне временной иерархии. Задача характеризуется теми же горизонтами планирования (год и квартал), что и задача планирования сроков ремонтов. Горизонт планирования — фиксированный. [c.157]

Задача расчета оптимальной производственной программы по сути дела представляет собой первый этап согласования и детализации во времени потоков ХТС. Дальнейшие этапы реализуются на основе оперативно-календарного планирования и оперативного управления ХТС. В соответствии с изложенным выше на этих этапах решения общей задачи планирования и управления ХТС уже известны месячные плановые задания но переработке сырья и выпуску продукции, график ППР и интегральные месячные оценки длительности использования режимов для блоков полунепрерывного типа. Производственные возможности блоков в течение месяца еще не вполне определены, поскольку для их расчета необходимо знать сроки всех остановов оборудования, не входящих в график ППР, и интенсивности использования режимов, в том числе конкретные сроки действия эффективных режимов. [c.164]

Таким- образом, содержательная постановка задачи первого этапа оперативно-календарного планирования сводится к расчету таких графиков остановов оборудования и использования эффективных режимов работы блоков, которые обеспечивают оптимальную координацию интегральных суточных величин потоков ХТС при ограничениях на пропускную способность блоков, зависящую от искомых графиков. В разделе 1 этой главы отмечалось, что в настоящее время отсутствуют разработанные методы решения такой задачи. Поэтому на первом этапе оперативно-календарного планирования приходится прерывать автоматизированную процедуру ре-щения общей задачи планирования и управления ХТС. Решение задачи первого этапа осуществляется персоналом предприятия вручную, причем при ее решении должны использоваться полученные при текущем планировании оптимальные оценки общей длительности использования эффективных режимов в течение месяца и эвристические соображения о согласовании во времени регламентных остановов и используемых эффективных режимов работы блоков, связанных между собой материальными потоками. [c.168]

Главная особенность состоит в том, что вместо непрерывных траекторий (г), ( ) и щ ( ), относительно которых формулировалась общая задача планирования и управления ХТС, здесь отыскиваются интегральные или средние значения х. , и ад.<, где i — номер суток от начала горизонта планирования. В соответствии с этим во всех ограничениях непрерывная область изменения времени t [ д, Т] заменяется дискретным множеством номеров шагов дискретности (суток) = 1,. . ., Т , кроме того, в формулах ограничений и критерия интегрирование заменяется суммированием по шагам дискретности 1. В качестве примера запишем ограничения по складам (У.35) [c.169]

На нижнем временном уровне в общей декомпозиционной процедуре планирования и управления ХТС решается задача оперативного управления. Цепью ее решения является определение траекторий величин потоков (t), их качественных показателей (t) и управлений и . (i), а математическая постановка полностью совпадает с формулировкой общей задачи планирования и управления ХТС — выражения (V.30)-(V.42), (V.48). [c.170]

Дополнительные трудности создает то, что в ряде случаев переходные режимы, режимы пуска и останова оборудования требуют таких периодов времени, которые не могут игнорироваться при оперативном управлении. Следовательно, практическая возможность решения задачи оперативного управления ХТС, как и в случае задачи оперативно-календарного планирования, появляется только при условии расчленения этой задачи на два этапа на первом — вручную определяются дискретные управления, вносится информация о возмущениях и полностью фиксируются все моменты пуска и останова оборудования (в общем случае с учетом времени переходных процессов) на втором — решается задача координации потоков с определением, возможно, и некоторых непрерывных управлений, например переменных коэффициентов связи. [c.173]

Критерий оптимальности (У.48) представляет собой интеграл на относительно небольшом скользящем горизонте планирования [ о, Т], причем в общей его величине может оказаться существенным слагаемое /4 определяющее затраты на управление и потери, связанные с управлением. В частности, сюда входят потери за счет переходных процессов, вызванные перестройками — переходами с 0.ДНОГО режима на другой. Заметим, что значительные потери могут обусловливаться не только запланированными ранее переключениями эффективных режимов, но и простым изменением нагрузки блоков, поскольку изменение нагрузки блоков сложной структуры (например, содержащих группу параллельных установок) может быть связано с пуском или остановом оборудования. В общем случае можно сказать, что при прочих равных условиях эффективность управления будет тем выше, чем меньше внутренних возмущений мы вносим при оперативном управлении ХТС, чем меньше частота и амплитуда изменений нагрузок блоков в течение горизонта планирования. Во многих случаях можно также считать, что изменения в пределах допуска величин первичных управляющих воздействий почти не сказываются на величине составляющей 1 общего критерия это в особенности верно, если собственно управление блоками ХТС с целью достижения оптимальных значений ( ), ( ), а ( ) и т. п. осуществляется непосредственно в блоках при управлении технологическими процессами, а не в рамках решения задачи оперативного управления ХТС. Тогда величина 1 будет определяться частотой и амплитудой перестроек. [c.173]

В предыдущем изложении на основе анализа общей задачи планирования и управления ХТС мы выделили ряд частных задач планирования и управления. Из них к оперативно-календарному планированию работы ХТС можно отнести две построение оптимального графика ППР и собственно задачу оперативно-календарного планирования производства, поскольку целью решения и той, и другой является построение оптимальных графиков работы блоков ХТС по дням планируемого месяца. Этим двум задачам — методам их решения и вопросам реализации решений в автоматизированной системе управления предприятием и посвящены дальнейшие главы книги. [c.174]

Декомпозиционная процедура рещения общей задачи планирования и управления ХТС, изображенная на рис. V-5 и описанная в пунктах 1—14, в основном определяет стратегию планирования и управления во времени. [c.184]

Денежный критерий, в частности прибыль, предлагается использовать и для решения общей задачи планирования и управления ХТС. В последней он представляет собой интегральную прибыль на горизонте планирования [/ о, Г], зависящую от переменных общей модели ХТС и стоимостных параметров — удельных затрат на единицу произведенной продукции, цен на сырье и готовую продукцию, затрат на управление блоками, потерь от перестроек — пере.ходов с одного режима на другой и т. д. [24, с. 143]. [c.31]

Для разных групп читателей отдельные главы этой книги могут представлять различный интерес. Так, можно себе представить, что глава V, содеряищая постановку общей задачи планирования и управления производством, представит, по-видимому, наибольший интерес для разработчиков АСУ, поскольку в ней приводятся по существу лишь обоснования тех задач, которые фактически решаются на ЭВМ АСУ при оперативно-календарном планировании. Для тех, кто занимается реализацией задач оперативно-календарного планирования в проектах и внедрением их на предприятиях, наибольший интерес представят (наряду с первыми) последние главы книги, где описывается весь комплекс задач оперативно-календарного планирования в их взаимосвязи. [c.9]

Соотношения (V.30)—(V.42)-определяют полную систему ограничений общей задачи планирования и управления ХТС через пере-меншые трех типов [c.143]

Постановка общей задачи планирования и управления ХТС преследует следующие цели. Прежде всего она позволяет разработать и применить единый подход к комплексу взаимосвязанных проблем планирования и управления ХТС. Такой единый подход обеспечивает выделение всех основных управляющих переменных, влияющих на выработку продукции и эффективность производства, и определение их взаимосвязей независимо от методов планирования и управления на конкретном предприятии. Единый, комплексный подход и формальная постановка общей задачи планирования и управления ХТС позволяют перейти от решения отдельных задач планирования к созданию подсистемы управления основной производственной деятельностью в рамках интегрированной системы управления предприятием. Некоторые вопросы построения такой подсистемы обсу-. ждаются в главе IX. [c.146]

Ограничения и критерий модели, используемой на втором этапе оперативно-календарного планирования, в общем случае полностью соответствуют ограничениям и критерию общей задачи планирования и управления ХТС — выражениям (У.ЗО)—(У.42), (У.48), поэтому мы здесь не будем их подробно формулировать. Полная постановка этой задачи приведена в главе VIII. Остановимся лишь кратко на основных особенностях формулировки ограничений и критерия. [c.169]

Итак, задача оперативного управления ХТС формулируется в виде выражений (V.30)—(V.42), (V.48) на скользящем горизонте планирования lioi Г], существенно меньшем по сравнению с горизонтом планирования в общей задаче планирования и управления. Рассмотрим особенности задачи оперативного управления, связанные со спецификой горизонта планирования. Эти особенности касаются формирования правых частей ограничений (которые зависят от решений, принятых на предыдущих этапах планирования — при решении частных задач более высоких уровней временной иерархии), а также формирования критерия управления. [c.171]

Две другие частные задачи, выделенные из общей на основе ее декомпозиции, относятся к текущему планированию и оперативному управлению и дополняют комплекс задач оптимального планирования и управления основной производственной деятельностью предприятия. Для всех выделенных задач были приведены соображения о выборе основных временных характеристик — горизонта плани- [c.174]

Рассмотрим алгоритм решения задачи оптимального управления первого уровня. Весь период планирования разбивается на к интервалов продолжительностью Ат (Ат=7 сут.) и считается, что общий усредненный расход электрощелочи на входе в цех выпарки Ощ может принимать в этих интервалах ряд дискретных значений Сщ> эхом [c.199]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология