Главная » 2014 » Июнь » 25 » Скачать Вопросы повышения эффективности типового проектирования АСУ энергосистем. Баркалов, Лев Митрофанович бесплатно
04:29
Скачать Вопросы повышения эффективности типового проектирования АСУ энергосистем. Баркалов, Лев Митрофанович бесплатно
Вопросы повышения эффективности типового проектирования АСУ энергосистем
Диссертация
Автор: Баркалов, Лев Митрофанович
Название: Вопросы повышения эффективности типового проектирования АСУ энергосистем
Справка: Баркалов, Лев Митрофанович. Вопросы повышения эффективности типового проектирования АСУ энергосистем : диссертация кандидата экономических наук : 08.00.05 Москва, 1984 226 c. : 61 85-8/1181
Объем: 226 стр.
Информация: Москва, 1984
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
ШВА I АНАЛИЗ МЕТОДОВ ТИПОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ АСУ
• И ОПЫТА ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
11 Опыт типового проектирования АСУ энергосистем
12 Анализ методов типового проектирования АСУ промышленных предприятий'
ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТИПОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ АСУ ЭНЕРГОСИСТЕМ
21 Теоретические основы типового проектирования
АСУ энергосистем
22 Методические рекомендации по типовому проектированию АСУ энергосистем
ГЛАВА 3 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТИПОВОГО ПРОЕКГИРОВА НИН АСУ ЭНЕРГОСИСТЕМ
31 Совершенствование организации типового проектирования задач
32 Оценка экономической эффективности типового проектирования АСУ энергосистем
Введение:
С самого начала становления социалистического способа хозяйствования в нашей стране уделяется постоянное внимание совершенствованию системы управления экономикой на основе научно-технических достижений в этой области. Блестящим примером разработки долгосрочной целевой программы служит Государственный план электрификации России (ГОЭЛРО) - первая попытка такого рода не только в отечественной, но и в мировой практике. Логическим продолжением ГОЭЛРО явились пятилетние планы развития народного хозяйства СССР, воплотившие в себе теоретические положения перспективного планирования в масштабе страны. В это же время были сформулированы и реализованы основные принципы научной организации труды в сфере управления на базе механизации трудоемких вычислительных работ с использованием счетно-клавишной и перфорационной техники. Появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) ознаменовало переход к принципиально новому использованию технических средств в этой сфере и созданию автоматизированных систем управления (АСУ).
С учетом новых возможностей была разработана долгосрочная программа совершенствования руководства промышленностью на основе планомерного внедрения АСУ на государственном, отраслевом, территориальном уровнях, в объединениях и на предприятиях, а также автоматизации управления технологическими процессами. За прошедший период создано несколько тысяч автоматизированных систем, в том числе 1378 АСУ предприятиями и объединениями (АСУП), 297 АСУ министерствами и ведомствами (ОАСУ), 2505 АСУ технологическими процессами (АСУ ТП) /130/.
Во всех государственных органах управления созданы автоматизированные системы (АСПР Госплана СССР, ACIC фУ СССР, АСУ МТС Гооснаба СССР и др.).
Последовательно развивая эту линию, ХХУ1 съезд КПСС признал необходимым обеспечить дальнейшее развитие и повышение эффективности автоматизированных систем различного назначения /5/. В соответствии о принятыми решениями сделаны практические шаги к созданию государственной сети ВЦ (ГСВЦ) и общегосударственной системы передачи данных (01СЦД). Во все более широких масштабах продолжается внедрение АСУ технологическими процессами, предприятиями, объединениями и отраслями, происходит интеграция автоматизированных систем, обслуживающих разные уровни управления, на практике воплощая концепцию общегосударственной автоматизированной системы сбора и обработки информации для учета, планирования и управления ((ОС).
Большое значение испсяьзованию вычислительной техники придается и в Министерстве энергвтики и электрификации СССР. За период, прошедший после выхода постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР "Об улучшении организаоди работ по созданию и внедрению в народное хозяйство средств вычислительной техники и автоматизированных систем управления", в электроэнергетике внедрено около 300 АСУ различного назначения (Приложение I). В частности, автоматизированные системы созданы в Минэнерго СССР, во всех республиканских органах управления энергетикой и в 60 энергосистемах. В результате более 9С$ электроэнергии, производимой в стране, вырабатывается в энергосистемах, в которых функционируют АСУ. На начало ХП пятилетки общее количество автоматизированных систем планируется довести до 524.
Особое внимание в отрасли уделяется повышению научно-технического уровня проводимых работ. В основу разработки автоматизированных систем положен принцип типизации. В энергетике на практике реализуется концепция ВЦ коллективного пользования - АСУ энергосистемы и АСУ входящих в нее предприятий создаются на базе одного управляющего вычислительного центра (УВД). Кроме того, в УВД проводятся расчеты для других предприятий энергосистемы, в которых автоматизированные системы еще не внедрены. На обслуживание абонентов в среднем расходуется 25% машинного времени УВД, а в ряде энергосистем эта величина превышает 40%. В дальнейшем намечается создать отраслевую сеть ВД, которая станет неотъемлемой частью ГСВЦ и ОГСЕГД. Все более широко используется информация, полученная в АСУ энергосистем, в республиканских и отраслевой АСУ, непосредственно органами областного, республиканского и государственного уровней управления народным хозяйством.
Отличительной особенностью нынешнего этапа создания и развития АСУ в энергетике является внедрение качественно новых многоуровневых организационно-технологических АСУ (ОТ АСУ), сочетающих функции систем организационно-экономического и технологического управления. В текущей пятилетке многоуровневые ОТ АСУ создаются в одиннадцати энергосистемах, а в ХИ пятилетке - почти в половине энергосистем и в масштабе Минэнерго СССР в целом. Проводимые в Министерстве мероприятия по совершенствованию руководства отраслью, созданию производственных объединений и переходу на трехзвенную структуру управления неразрывно связаны с эффективным функционированием и дальнейшим развитием АСУ на всех уровнях управления энергетическим производством.
Можно констатировать, что автоматизация управления на 1• практике стала важнейшей частью комплекса мер по совершенствованию руководства народным хозяйством, причем этот процесс носит все более интенсивный характер. За последние десять лет значительно увеличился объем капитальных вложений на эти цели, резко возрос выпуск ЭВМ, увеличилась численность персонала, занимающегося разработкой и эксплуатацией АСУ. Однако анализ тенденции изменения этих показателей свидетельствует, что ассигнования на создание автоматизированных систем, по-видимому, в ближайшее время достигнут своего предела, а численность проектировщиков АСУ со1фатится. Дальнейшее развитие автоматизации управления, следовательно, будет происходить в условиях ограниченных финансовых и трудовых ресуроов. Поэтому выполнение намеченной программы возможно лишь при снижении затрат на создание одной системы. По разным причинам эти затраты в среднем по стране с 1970 по 1980 г.г. значительно возросли: капитальные вложения - с 750 до 1500 тыс«рублей, или в два раза; численность разработчиков - с 60 до 100 человек, то есть более, чем в полтора раза; стоимость разработки-с 500 до 700 тыс»рублей, или почти в полтора раза. Трудоемкость разработки АСУ составила более 500 человеко-лет /81,96/. Сохранение этой тенденции приведет к сокращению количества шедряемых и совершенствуемых автоматизированных систем.
Одной из причин такого положения является недостаточно широкое и эффективное применение типового проектирования, удельный вес которого в IX пятилетке не превышал 14$, а в
X пятилетке - 5С$ /39,96/. Первоначально индивидуальное проект * . . тирование было связано с отсутствием общепринятой методологии, научно обоснованной методики и практического опыта в этой области. Необходимость проведения определенных теоретических исследований, решения методических вопросов и разработки проектной документации для каждой АСУ обусловили высокую стоимость индивидуальных проектов и в конечном итоге снижение их экономической эффективности. С ростом потребности в автоматизированных системах различного назначения этот фактор стал тормозом на пути широкого внедрения АСУ во всех звеньях народного хозяйства.
В качестве альтернативы была выдвинута концепция типового проектирования, базирующаяся на выводе, что "широкое внедрение АСУ в народное хозяйство невозможно без применения индустриальных методов их создания" /115/. Б решении проблемы повышения эффективности создания АСУ на основе типового проектирования принимают участие несколько сот отраслевых научно-исследовательских и проектных организаций, академических институтов, высших учебных заведений, большое количество предприятий и организаций. За прошедший период сама концепция типового проектирования претерпела значительные изменения, породившие целую гамму методов ее реализации, однако далеко не все из них выдержали проверку практикой.
Анализ специальной литературы показывает, что методы типового проектирования АСУ базируются на значительно отличающейся теоретической и методичеокой оонове. Это касается не только собственно процесса проектирования, но и таких вопросов, как место и роль АСУ в системе управления, структура построения автоматизированной системы, выделение подсистем и задач, определение "типовости" проекта и др. Даже в общеотраслевых руководящих методических материалах по ОАСУ и АСУП назначение автоматизированной системы трактуется по-разному. Так, отраслевая АСУ рассматривается как совокупность административных и экономико-математических методов, средств вычислительной техники и связи, позволяющих органам управления осуществлять оптимальное управление; другими словами, ОАСУ сводится к автоматизированной обработке данных в рамках системы управления. В то же время АСУ предприятием понимается как система управления, основанная на применении ЭВМ и экономико-математических методов для решения основных задач управления. Некоторые исследователи противопоставляют АСУ традиционной системе управления, приписывая им.'новые функции и задачи управления, другие, наоборот, неоправданно сужают возможности автоматизированных систем.
Типизация проектирования неразрывно связана с проводимой в стране разработкой государственных стандартов в области АСУ. В последние годы, в частности, введены в действие ГОСТы на систему документации, элементы технического, информационного и программного обеспечения АСУ. Что же касается унификации и стандартизации функциональной части автоматизированных систем, то в этой области наметилось явное отставание. В результате отсутствуют стандарты на функциональные элементы АСУ, требования к подсистемам и задачам, единый подход к выделению типовых функций управления, как основы формирования типовых функциональных элементов АСУ, общепризнанные принципы типизации объектов автоматизации и их функционирования в условиях АСУ и т.д.
Нельзя не отметить также, что в само понятие "типовое" применительно к АСУ вкладывается разный смысл. Так, в /131/ подчеркивается, что типовыми могут быть в основном системные решения: принципы построения системы, модель управления предприятием, функциональная структура и структура информационного, математического и технического обеспечения АСУ. В /98/ Утверждается, что,поскольку нет двух одинаковых предприятий, невозможно разработать рабочую документацию на уровне конкретных программ, пригодную для ряда предприятий. Высказывается также точка зрения, что типовые проекты при разработке конкретных систем сначала должны использоваться в качестве ориентиров (образцов), а в последующем - как типовые тексты по разделам проекта /131/.
В рамках того или иного метода типового проектирования удавалось решать некоторые из этих проблем, но при этом возникали новые проблемы, ранее не встречавшиеся, что приводило к снижению эффективности предлагаемого метода. Например, эффективность применяемого в Минэнерго СССР "метода аналогов" оказалась ниже предполагаемой вследствие нерешенности таких вопросов как разработка типовой функциональной .структуры АСУ, обоснование состава типовых задач, организация их проектирования и внедрения в масштабе отрасли и др. Все это привело к тому, что в среднем только 30% задач АСУ энергосистем являются типовыми.
Конечной целью создания нового метода проектирования является повышение экономической эффективности автоматизированных систем управления. Поэтому можно принять, что при соблюдении принципа сопоставимости результатов, чем выше экономическая эффективность АСУ, тем более эффективным является соответствующий метод проектирования. Следует однако отметить, что проблему определения эффективности АСУ также нельзя признать окончательно решенной, несмотря на то, что этому вопросу посвящено большое количество исследований, проведены специальные конференции, выпущены межотраслевые и на их основе отраслевые методические материалы.
В процессе разработки и последующего применения указанных материалов происходили и происходят дискуссии по широкому кругу вопросов. В частности, возникли разногласия относительно методики расчета отдельных показателей эффективности. Так, в /30, 31/ при определении срока окупаемости и экономической эффективности капитальных вложений в состав последних включены также затраты на проектирование системы независимо от источника финансирования; в /83,86/ затраты на проектирование, как и другие предпроизводственные затраты, учитываются только при расчете экономической эффективности АСУ, а в расчете окупаемости капитальных вложений не участвуют. Последнее обосновывается необходимостью единого подхода да всех мероприятий, связанных с внедрением новой техники. Однако в случае капитального строительства в понятие "капитальные вложения" включаются также затраты на проектно-изыскательские работы, которые проводятся за счет сметы на строительство. Более того, при определении экономической эффективности аналогичных мероприятий по НОТ предусматривается рассчитывать окупаемость всех единовременных затрат /85/. Необходимо обратить внимание на следующий важный не только с методической, но и с практической точки зрения аспект этой проблемы. В настоящее время нормируемым является лишь коэффициент эффективности собственно капитальных вложений. Это позволяет сравнивать эффективность капвложений в различные АСУ и сопоставлять ее с нормативным значением, принятым в отрасли. В то же время затраты, связанные с проектированием АСУ, не нормируются, что не стимулирует их сокращение за счет максимального использования типовых решений.
Нерешенной проблемой является также оценка эффективно- , сти значительно возросших затрат на типовое проектирование по сравнению с индивидуальным, что связано с выявлением наиболее общих приемов и методов решения задачи, разработкой средств адаптации, проверкой типовости решения на нескольких объектах и т.п. Как показано в /115/, по объему выполнения проектных работ наиболее трудоемкой является разработка типовых проектных решений, которые необходимо апробировать в нескольких базовых предприятиях. Трудоемкость привязки должна быть на порядок ниже, чем разработки. Оптимальным с экономической точки зрения предлагается считать такое положение .когда при трудоемкости разработки ТИР, равной 100, трудоемкость его доработки и повторного внедрения составит 10, а при последующем тиражировании уменьшится до I. Поскольку, по мнению авторов анализа, "такое соотношение установится не скоро", представляет безусловный интерес выявление фактического соотношения и влияние типового проектирования на экономическую эффективность АСУ.
В Минэнерго СССР затраты ведущих энергосистем, на базе которых осуществляются типовые разработки, и прочих энергосистем, внедряющих типовые задачи, резко отличаются. В соответствии с методикой определения экономической эффективности АСУ энергосистем /86/ в предцроизводственные затраты включаются лишь расходы на привязку типовых проектных решений к конкретным условиям, в то время как ведущие энергосистемы включают все свои расходы, связанные с разработкой типовой задачи. Это влечет за собой уменьшение величины годового экономического эффекта у ведущих энергосистем и, следовательно, ставит их в худшее положение по сравнению с другими энергосистемами. Нерешенность этой проблемы приводит к нежелательным последствиям. Например, Харьковский филиал ЦНИИКА - генпроектировщик АСУ Полтавского турбомеханического завода Минэнерго СССР отказался от разработки второй очереди системы на том основании, что не обеспечивалась необходимая эффективность затрат на проектирование, определяемая как отношение годового экономического эффекта АСУ к стоимости проекта. В данном случае на базе завода разрабатывались типовые проектные решения для аналогичных предприятий отрасли, и естественно, что дополнительные затраты не могли быть оправданы эффективностью АСУ одного предприятия. В определенной степени это проявилось в Белглавэнерго, Днепроэнерго и ряде других энергосистем, осуществляющих финансирование разработки отраслевых типовых задач.
Как показал анализ специальной литературы, несмотря на большое внимание, уделяемое проблеме типового проектирования и эффективности АСУ, целый ряд принципиальных и методических вопросов не решен или нуждается в дополнительной проработке. Перейдем теперь непосредственно к уточнению объекта исследования и определению круга вопросов, подлежащих рассмотрению в диссертации.
Объектом исследования являются АСУ энергосистем, применительно к которым необходимо рассмотреть проблему повышения эффективности типового проектирования. Учитывая все возрастающие масштабы разработки и внедрения в отрасли многоуровневых организационно-технологических АСУ и ту роль, которую они будут играть в ХП пятилетке, исследование должно ориентироваться на возможность использования его результатов в практике создания систем этого класса.
Проблему повышения эффективности типового проектирования
АСУ предлагается рассматривать в двух аспектах: техническом и экономическом. Первый аспект заключается в обеспечении более высокого научно-технического уровня (НТУ), а второй -в разработке экономических показателей, характеризующих эффективность типового проектирования.
Поскольку в ограниченной по объему работе невозможно осуществить детализированное исследование всех вопросов, связанных с типизацией проектирования АСУ энергосистем, ее функциональных и обеспечивающих элементов, основное внимание уделено функциональной части АСУ. При этом мы исходим из того,что, во-первых, на повышение экономической эффективности АСУ в большей степени влияют функциональные возможности системы,во-вторых, функции системы оказывают активное влияние на выбор методов и средств их реализации и, в-третьих, элементы обеспечивающей части АСУ в большинстве своем типизированы и стандартизированы. Как отмечается в /96/, "функционирование АСУ осуществляется на основе органического синтеза всех образующих ее элементов, однако примат принадлежит требованиям и особенностям функциональной части системы". При всем разнообразий в подходах к проектированию функциональной части АСУ /76, 98, 99/ все исследователи признают наиболее важной задачей этого этапа разработку типовой функциональной структуры системы.
Для построения научно- обоснованной типовой функциональной структуры АСУ необходимы выделение и классификация типовых функвдй управления и определение их взаимосвязей. То положительное влияние на обеспечение единого методического подхода к типизации функциональной структуры ОАСУ-Энергия и АСУ энергосистем, которое оказали методические материалы по классификации и кодированию подсистем и задач АСУ в энергетике /61/, их широкое распространение и опыт применения в отрасли убедительно доказывают правильность подхода и целесообразность совершенствования типовой функциональной структуры АСУ на базе предложенного классификатора. Вопрос разработки типовой функциональной структуры, единой для всех АСУ в энергетике, приобрел еще большую остроту в связи с планами создания многоуровневой автоматизированной системы управления в масштабе отрасли. Все возрастающее количество типовых разработок, стремление энергосистем обмениваться своими разработками, развитие отраслевого фонда алгоритмов и задач и, наконец, создание отраслевой сети вычислительных центров обусловили необходимость единой классификации^единого кодирования подсистем и задач. К этому следует добавить, что переход в дальнейшем на автоматизированное проектирование АСУ предполагает предварительную классификацию и кодирование проектируемых функциональных элементов, что создаст благоприятные условия для формализованного представления исходных данных и результатов.
В рамках типовой функциональной структуры АСУ появляется возможность уточнить границы функциональных фрагментов системы, определить их оптимальные размеры, сформулировать условия разработки пакетов прикладных программ, реализующих определенные функциональные возможности в пределах одного или нескольких комплексов задач, подсистемы и системы в целом. Поскольку эффективность типового проектирования АСУ во многом зависит от типовости соответствующего объекта автоматизации, исследования также должны коснуться вопроса классификации и выделения типовых энергосистем.
Решение этих вопросов позволит перейти к следующему, тесно с ним связанному, а именно: повышению эффективности организации отраслевой системы типового проектирования АСУ. Необходимость создания такой системы объясняется тем, что разработка задач в энергетике осуществляется с одной стороны научно-исследовательскими и проектными институтами, а с другой -самостоятельно самими энергосистемами. В этих условиях весьма актуальным становится выбор типовых задач, определение очередности разработки и организация последующего распространения в отрасли.
Организация эффективного типового проектирования АСУ невозможна без разработки соответствующих показателей экономической эффективности. Эти показатели должны охватывать выбор наиболее эффективного варианта типовой задачи, процесс ее разработки, создание АСУ на базе типовых проектных решений и, следовательно, характеризовать различные стороны типового проектирования АСУ энергосистем. Кроме того, должны быть рассмотрены и даны практические рекомендации по отдельным нерешенным вопросам методики определения экономической эффективности АСУ в энергетике (влияние типового проектирования на показатели эффективности АСУ, разработка нормативов капитальных вложений в вычислительную технику и др.).
Таким образом, проблема повышения эффективности типового проектирования АСУ является сложной и многоплановой. Каждый из изложенных выше аспектов этой проблемы может служить темой самостоятельного исследования, однако, учитывая тесную их взаимосвязь, предпринята попытка комплексного рассмотрения. Вместе с тем мы отдаем себе отчет в том, что изложенным не исчерпывается круг вопросов, связанных с рассматриваемой проблемой.
Методологическую основу проведения настоящего исследования составляют труды классиков марксизма-ленинизма, а также крупнейших советских теоретиков в области автоматизированных систем управления. В работе использованы отечественные и зарубежные литературные источники по проблеме типового проектирования и эффективности АСУ, материалы ЦЦУ ЕЭС СССР и • отраслевых институтов, а также опыт создания АСУ энергосистем, в организации разработки которых и в решении целого ряда методических и практических вопросов автор принимал непосредственное участие.
Из вышеизложенного следует, что данная тема является перспективной, недостаточно исследованной, требующей уточнения ряда принципиальных положений, решения методических вопросов и разработки практических рекомендаций по совершенствованию типового проектирования АСУ энергосистем и повышению его эффективности.
Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Первая глава содержит анализ методов типового проектирования АСУ в энергетике (§ 1.1) и других отраслях промышленности (§ 1.2). Вторая глава посвящена основным теоретическим и методическим положениям типового проектирования АСУ энергосистем, включая теоретические основы типового проектирования АСУ (§ 2.1) и методические рекомендации по типовому проектированию АСУ энергосистем (§ 2.2). Третья глава посвящена повышению эффективности типового проектирования АСУ энергосистем и включает вопросы повышения эффективности организации типового проектирования АСУ энергосистем (§ 3.1) и методичеокие вопросы оценки экономической эффективности типового проектирования АСУ энергосистем (§ 3.2). В заклю-. ' '.•' V * *
