Автоматизовані технологічні комплекси: сучасні методи, задачі аналізу та синтезу. Частина 1. Аналіз проблеми

Abstract

У статті досліджено традиційні та сучасні підходи до розробки автоматизованих технологічних комплексів харчової промисловості, зокрема проаналізовано вимоги до системи, яка розробляється, що включають надійність, безпечність, чутливість і стійкість. Показано підходи до проектування системи, особливостями якого є багатовимірність, нелінійність і невизначеність умов функціонування. Визначено основні критерії синтезу ефективних автоматизованих технологічних комплексів і проаналізовано сучасні методи оптимізації цих критеріїв. Зазначено, що внаслідок багатокритеріальності та складності критерію необхідні нові методи для оперативної оптимізації виробництва: багатокрокової редукції розмірності, глобального пошуку за кривою Пеано, покриття прямокутного паралелепіпеда рівними кубами, глобального пошуку за допомогою стохастичного автомата тощо. Особливу увагу приділено формуванню узагальнених висновків щодо синтезу автоматизованих технологічних комплексів, що в загальному включають формування вимог, розробку альтернативних структур системи, оптимізацію параметрів обраної структури технологічного комплексу та перевірку розробленої системи. Окремо авторами вказується на необхідність і доцільність використання методів системної інженерії при проектуванні та створенні сучасних автоматизованих технологічних комплексів, що пов’язано з об’єктивною потребою враховувати велику кількість інформації для обробки, вимог до системи, умов і невизначеностей функціонування та ризиків, а також взаємозв’язки апаратних і програмних складових системи. Дослідження розділено на дві частини (дві статті): перша присвячена аналізу проблеми та визначенню сучасних підходів до розробки автоматизованих технологічних комплексів; друга — аналізу результатів розробки та впровадженню таких систем на конкретних харчових виробництвах. The article explores traditional and modem approaches of the development of automated technological complexes of food industry. Particulary, the requirements for the system under development, including reliability, security, sensitivity, and robustness, are analyzed. Approaches to the design of the system, which features are multidimensionality, non-linearity and uncertainty of operating conditions, are shown. The main criteria for the synthesis of efficient automated technological complexes are determined and the modem methods of optimization of these criteria are analyzed. It is noted that due to the multicriteria and complexity of the criterion, new methods are needed for the operational optimization of production, such as multi-step dimensionality reduction, global Peano’s curve search; coverage of rectangular parallelepiped equal cubes, global search using stochastic automaton and others. Particular attention is paid to the formation of generalized conclusions on the synthesis of automated technological complexes, which generally include formation of requirements, development of alternative structures of the system, optimization of the parameters of the selected structure of the technological complex and the verification of the developed system. Authors point out the necessity and expediency of using systems’ engineering methods in the design and creation of modem automated technological complexes, which is connected to the objective need to take into account a large amount of information for processing, system requirements, conditions and uncertainties of functioning and risks, as well as interconnections hardware and software components of the system. Research is divided into two parts (two articles): the first is devoted to the analysis of the problem and definition of modem approaches of the development of automated technological complexes; the second is about successful results of the development and implementation of such systems in specific food industries.