Методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 15100165 Технология машиностроения (стр. 6 из 8)
3.2. Влияние неупорядоченности производства
на экономическую эффективность АСУТП
В теории информации мера неопределенности сопоставляется с термодинамическим понятием энтропии, а количество информации равно уменьшению этой неопределенности.
Из статистической физики известно [4], что для систем, состоящих из большого числа элементов, справедливо соотношение
S = a ×
rn , (19)где S – энтропия; а – постоянная; rn – неупорядоченность системы.
Энтропия системы, предоставленной самой себе, возрастает, т. е. в естественных условиях система стремится к беспорядку. Противостоять нарастанию беспорядка могут только процессы управления.
Процесс управления – это по существу борьба с неупорядоченностью, а управление – это есть переработка и использование информации с выдачей управляющих воздействий [5].
Неупорядоченность системы приводит к снижению эффективности ее использования. Поэтому можно считать, что эффективность системы
Э = Эmax (1 – f(rn)), (20)
где Эmax – эффективность идеально работающей системы;
– некоторая функция, изменение аргумента которой ведет к изменению неупорядоченности и, в конечном итоге, эффективности системы.Тогда получим
, (21)где
– неупорядоченность системы при ее исходном состоянии; I0, I – количество перерабатываемой информации до и после проведения мероприятий по снижению неупорядоченности производства.Так как в качестве критерия эффективности системы может быть использован любой производственный показатель, примем для наглядности в качестве критерия эффективности Э годовую прибыль предприятия. Считается, что стоимость СУ, реализующей сбор и преобразование управляющей информации, пропорциональна количеству информации [2]. Обозначим через К стоимость СУ. Тогда выражение (21) примет вид
. (22)Усложнение СУ, связанное с дополнительным капиталовложением dК, дает прирост эффективности системы dЭ.
Срок окупаемости дополнительных капиталовложений
. (23)Тогда из формулы (22), учитывая, что
и при 
К = 0, находим новый срок окупаемости затрат
, (24)где
– срок окупаемости дополнительных средств, вкладываемых при исходном состоянии системы (при неупорядоченности 
), рассчитанный детерминированным методом.Таким образом, из зависимости (24) видно, что срок окупаемости обратно пропорционален неупорядоченности rn.
3.3. Методика расчета экономической эффективности АСУТП
с учетом неупорядоченности производства
Данная методика определяет порядок расчета прибыли и срока окупаемости АСУТП при снижении неупорядоченности производства, которое обеспечено модернизацией СУ.
В реальном технологическом процессе, в силу его сложности и многогранности, постоянно происходят отклонения фактических характеристик и параметров от их теоретически рассчитанных значений.
Выберем за контролируемый параметр объем выпускаемой продукции. Вычислим разницу между теоретически рассчитанным и фактически выпущенным объемом продукции:
, (25)где А – объем недовыпущенной относительно плановых расчетов продук-
ции, %.
Тогда неупорядоченность производственной системы, влияющая на объем выпускаемой продукции
. (26)Уменьшить неупорядоченность производственной системы можно путем модернизации старой или внедрением новой, более совершенной СУ.
По несколько измененной зависимости (5) находим дополнительные годовые затраты на модернизацию системы
,где
– дополнительные затраты на проектные работы:
, у.е; (27) 
– дополнительные капиталовложения (затраты на оборудование):
, у.е, (28)где А1, А2 – соответственно доля стоимости проектных работ и новых или измененных узлов оборудования при модернизации СУ, %.
По зависимости (6) находим дополнительные эксплуатационные затраты:
.Учитывая, что эффективность системы зависит от количества обрабатываемой в ней информации, которая пропорциональна величине капиталовложений [3], определим фактически получаемую прибыль с учетом неупорядоченности производственной системы (22):
,где Р¢max – прибыль (эффективность), рассчитанная детерминированным методом, у.е.
Для определения прибыли рассчитаем неупорядоченность производства с учетом модернизации СУ:
, (29)где К, К0 – соответственно дополнительные затраты на модернизацию и затраты на создание и эксплуатацию старой СУ, у.е.
Срок окупаемости модернизированной системы
, (30)где
– срок окупаемости затрат, т. е. время, к моменту которого К + К0 = 0.Срок окупаемости затрат на систему с учетом дополнительных затрат
. (31)С учетом неупорядоченности производства окончательно срок окупаемости затрат на создание и эксплуатацию системы определяем по зависимости (30).
3.4. Пример расчета экономической эффективности АСУТП
с учетом неупорядоченности производства
Требуется определить прибыль от модернизации и срок окупаемости затрат на систему управления в случае ее модернизации и с учетом неупорядоченности производства.
В результате внедрения СУ по условиям практического занятия № 2 фактический объем выпуска продукции оказался на 10 % меньше рассчитанного детерминированным методом (А = 10 %). Это происходит вследствие периодического контроля качества изделий с прекращением работы основного технологического оборудования, незапланированных остановок оборудования и т.п. Таким образом, потери объема производства определим по зависимости (25):
шт.,а неупорядоченность производственной системы (26)
Модернизация системы путем организации обратной связи позволит осуществлять контроль качества изделий и корректировку технологического процесса во время его функционирования, т. е. можно вести речь о синхронном управлении в реальном времени [2].
Пусть плановый объем выпускаемой продукции, заработная плата и численность обслуживающего систему персонала остались прежними (в соответствии с практическим занятием № 2). Проектные работы по модернизации системы увеличились на 25 %, стоимость нового оборудования составила 30 % от стоимости оборудования старой СУ, а годовые затраты на коммунальные услуги увеличились на 0,5 тыс. у.е.
По зависимости (27) дополнительные затраты на проектные работы
= 20 тыс. у.е.,а по зависимости (28) дополнительные затраты на оборудование
= 48 тыс. у.е.По зависимости (7) находим
= 48 (0,02 + 0,06) = 3,84 тыс. у.е.Учитывая, что
= 0,5 тыс. у.е., 
не изменились, по зависимости (6) 
= 3,84 + + 0,5 = 4,34 тыс. у.е.Таким образом, по зависимости (5) годовые затраты на модернизацию системы
Ссд = (20+48)/7 + 4,34 = 14,1 тыс. у.е.
Учитывая, что данное увеличение капитальных вложений в весьма малой степени влияет на себестоимость изделий (
» 0,04 × 10-2 у.е.), максимально возможную полученную прибыль берем из отчета по занятию № 2 и прибыль с учетом неупорядоченности производства рассчитываем по зависимости (22):