» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»
Сентябрь, 2021 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №9 (54) 2021
Автор: Сибагатуллин Булат Габтыльбарович, Студент магистратуры
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Автоматизированные системы управления процессами промышленного лесопользования
Дата публикации: 11.09.2021
УДК 630
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ
ПРОМЫШЛЕННОГО ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ
Сибагатуллин Булат Габтыльбарович
студент магистратуры
научный руководитель: Ласточкин Денис Михайлович
кандидат технических наук
Поволжский государственный
технологический университет, г. Йошкар-Ола
Аннотация. В статье рассматриваются автоматизированные
системы управления процессами промышленного лесопользования.
Ключевые слова: АСУ ТП ИП, ГИС.
Развитие российского лесопромышленного производства, в настоящее время,
характеризуется использованием передовых технологий, обеспечивающих повышение
эксплуатационных характеристик как действующих, так вновь проектируемых машин,
механизмов и оборудования. При этом насущной необходимостью снижения
производственных и ресурсных потерь, сохранением природной среды и адекватными
мерами воспроизводства древесных ресурсов. Достичь всего этого невозможно без
перевода управления лесопромышленными процессами на качественно новый уровень,
позволяющий применить во всех процессах и сферах производства современные
автоматизированные системы управления технологическими процессами и
информационными потоками (АСУ ТП ИП). Автоматизация производственных процессов
включает совокупность мероприятий по разработке новых, прогрессивных
технологических процессов и проектированию на их основе высокопроизводительного
технологического оборудования, способного выполнять рабочие и вспомогательные
процессы без непосредственного участия человека.
Под АСУ ТП ИП понимается совокупность аппаратных, технических,
технологических и программных средств, обеспечивающих тесное взаимодействие
организационной структуры (лиц принимающих решения (ЛПР), сотрудников и
специалистов) и непосредственно управления производственными процессами.
Разработка АСУ ТП ИП для лесопромышленных предприятий является сложной
научно-технической и организационно-экономической задачей, обусловленной ростом
масштабов производства, увеличением мощности, усложнением оборудования и производственных
процессов, а также усложнением связей между отдельными звеньями
технологического процесса.
Анализ задач автоматизированного управления производственными процессами
в различных отраслях промышленности выявил общую проблему, заключающуюся в
необходимости выстроить такую математическую модель технологических процессов,
которая позволит учесть всю требуемую входную информацию, принимая в расчет ее
возможную неточность, неопределенность, неполноту, и при этом на выходе
получать данные (управляющее воздействие, прогноз), адекватные текущей ситуации
в технологическом процессе.
Известно, что традиционный подход к моделированию сложно применить для
многофакторных процессов, которые в целом трудно поддаются формализации.
Основной проблемой построения формальных математических моделей и описания
технического состояния таких сложных процессов традиционными методами, является
неточность входной информации. Сложность реальных процессов обусловливает поиск
нетрадиционных методов построения их математических моделей и оптимизации
управления ими. Непосредственно лес и сами деревья как предмет труда,
производственные процессы и система возобновления являются сложными объектами с
точки зрения их формализации и идентификации. Для обеспечения необходимой
информативности и точности математических моделей предлагается использовать в
качестве аргументов пространственно ориентированные модели, реализуемые с
помощью геоинформационных технологий.
Наиболее предпочтительный подход заключается в полной интеграции моделей
процессов и геоинформационной системы (ГИС) на основе реализации модели,
например языковыми возможностями ГИС-пакета. Такой подход позволяет
моделировать процессы обобщенно для всей территории с учетом особенностей
пространственной вариации его факторов.
Таким образом, ядром АСУ ТП ИП
для лесопромышленных предприятий будет пакет моделей процессов интегрированных
с ГИС, которые будут одновременно (попеременно) и источником входящей
информации и системой для генерации управляющих воздействий. Содержание АСУ ТП
ИП для лесопромышленных предприятий раскрывается на схеме рисунке 1 и в
приведенном ниже алгоритме.
Алгоритм управления процессами
и информационными потоками предприятия:
- Сбор данных: различных схем и карт, таблиц, материалов дистанционного зондирования земли (ДЗЗ): снимков из космоса, данных лазерного сканирования (LiDAR).
- Синхронизация данных и формирование трехмерной модели рельефа.
- Моделирование точечного расположения деревьев на делянке и навигационных привязок к местности (навигационно-реперные).
- Моделирование геометрических параметров деревьев, прогнозирование качества древесных ресурсов и формирование банка сортиментного выхода (с адресной привязкой древесины).
- Формирование потенциально возможных технологических процессов лесопользования на данном участке.
- Формирование трехмерной модели потока ПТ.
- Поиск диапазона оптимального потока масс ПТ.
- Определение лицом принимающим решение (ЛПР):
-конкретных деревьев, подлежащих рубке согласно запросу потребителей и автоматизированного управления процессами;
-оптимальных путей следования лесной агрегатной машины (например, беспилотный харвестер) и ее технологических стоянок, обеспечивающих однозначную досягаемость к ПТ;
-конкретных потоков масс ПТ - путей следования транспортной;
-системы.
- Автоматическое управление лесозаготовительных и транспортных машин построено на навигационных технологиях позиционирования, математических и пространственных моделях, определенных в п.2-8 [9, 10].
- Маркировка и учет перемещения произведенной продукции построены на моделях п.3-5 алгоритма (осуществляется автоматически, с использованием, например пассивных электронных идентификаторов, связывающих конкретный ПТ с его атрибутами в базе данных).
Рисунок 1 – Схема движения информационных потоков и
управляющих воздействий
Список литературы:
- Казаринов Л.С.Автоматизированныеинформационныесистемы.[Текст]:Учебноепособие/Л.С.Казаринов,Д.А.Шнайдер,Т.А.Барбасова.–Челябинск:Изд-воЮУрГУ,2008.–320с.
Комментарии: