Постановка задачи для электросталеплавительного цеха металлургического завода на примере агрегата Печь-Ковш

Стебелев Павел — Tue, 22 Nov 2016 13:21:49 +0000

Отдел «Мультимедийные обучающие системы» (Multimedia Training Systems) компании осуществляет разработку мультимедийных обучающих систем, задачей которых является подготовка операторов постов управления технологическим процессом. В процессе обследования работы отдела встала задача по расчету технологического режима на агрегате (на примере агрегата печь-ковш) для электросталеплавительного цеха металлургического завода, где необходимо выявить ошибки в технологических инструкциях и внести соответствующие изменения.

В ходе поступления сырья сталевар, по четкому заданию на плавку, осуществляет технологический процесс. Где в определенный период или по окончании технологического процесса, по результатам необходимо выявить проблемы в технологических инструкциях, которые по каким-либо причинам не подходят по стандартам внутризаводского справочника марок сталей.

Проблемы, которые не удовлетворяют стандартам внутризаводского справочника марок сталей происходят в следствии: неправильного нагрева сталей, не вовремя добавленного сырья, неправильной закалки и по многим другим причинам.

Если технолог, руководствуясь стандартом внутризаводского справочника марок, в процессе выявления проблем обнаружил некорректные значения в технологических инструкциях, то необходимо внести предложения корректировок в технологические инструкции. На предложения корректировок технолог опирается накопленным опытом, что не в полной мере подходит к устранению определенных проблем.

Готовые предложения корректировок в технологических инструкциях передаются в центральную лабораторию комбината, где рассматривается данное предложение и выводится или удовлетворение к текущим корректировкам или не удовлетворение по каким-либо причинам.

Согласованные корректировки временных технологических инструкций передаются в пробный технологический процесс, где проверяется их соответствие.

Если временные технологические инструкции не прошли пробный процесс, то соответствующие результаты пробного процесса и временные технологические инструкции передаются на повторную корректировку на соответствующие недостатки.

Так цикл будет происходить до тех пор, пока временные технологические инструкции не пройдут пробный технологический процесс.

Если же временные технологические инструкции прошли пробный технологический процесс без проблем, то соответствующие временные технологические инструкции передают в заключительный процесс.

Заключительный процесс – изменение в технологических инструкциях. Результаты, удовлетворяющие пробному технологическому процессу, то есть новые или временные технологические инструкции вносят в старые технологические инструкции.

Определение рабочей области моделирования

Установка четких границ области проекта может быть определена с помощью методики «будет/не будет». Используя данную методику, определим, какие объекты и процессы будут принадлежать рассматриваемой предметной области.

Проект будет:

- проект будет внутренним, поскольку в данной задаче осуществляется изменение технологических паспортов, а они являются конфиденциальными документами и соответственно передаваться стороннему лицу не будут;

- проект предназначен для следующих действий: выявления проблем, предложения корректировок в технологические инструкции, рассмотрение предложений центром лаборатории комбината, пробный технологический процесс по временным технологическим инструкциям, внесение изменений в технологические инструкции;

- проект будет предназначен сталеварам, технологам и сотрудникам центральной лаборатории комбината;

- проект будет учебным, то есть мультимедийной обучающей системой для сталевара.

Не будет:

- проект не предусматривает ситуацию, когда проблемы по результатам технологического процесса не выявлены;

- проект не предусматривает возможные проблемы с БД МОС.

Перечисленные характеристики позволяют четко определить не только границы рабочей области моделирования, но и выделить основные функции и основные данные предметной области.

Исходя из условий задачи, можно выделить следующие основные функции моделируемого бизнес-процесса:

- выявление проблем;

- предложение корректировок в технологические инструкции;

- рассмотрение предложений центром лаборатории комбината;

- пробный технологический процесс по временным технологическим инструкциям;

- внесение изменений в технологические инструкции.

Разработка модели AS-IS бизнес процессов

Модель AS-IS или модель «как есть» представляет собой модель бизнес-процессов на момент обследования предприятия и строится с целью понять, как функционирует данное предприятие с позиций системного анализа. Эта модель строится с целью выявления ошибок и «узких мест», а также формулировка предложений по улучшению ситуации [1, 2, 3].

Чтобы окончательно прояснить деятельность сталеплавительного цеха металлургического завода были созданы диаграммы DFD и IDEF0. Это позволяет лучше понять взаимосвязи между процессами внутри отдела.

Рисунок 1 – Контекстная диаграмма «Проведение технологического режима на агрегате Печь-Ковш»

Можно выделить следующие основные функции моделируемого бизнес-процесса:

Проведение технологического процесса.
Проверка результатов технологического процесса.
Изменения в технологических инструкциях.

Рисунок 2 – Диаграмма А0 – «Проведение технологического режима на Агрегате Печь-Ковш»

Из выше показанной модели можно выделить следующие функции моделируемого бизнес-процесса:

Выявление проблем.
Предложения корректировок в технологических инструкциях.
Рассмотрение предложений по корректировкам технологических инструкций.
Пробный ТП по временным технологическим инструкциям.

Рассмотрим подробнее бизнес-процесс «Проверка результатов технологического процесса» (см. рисунок 3).

Рисунок 3 – Декомпозиция диаграммы А2 – «Проверка результатов технологического процесса»

Для того чтобы документировать механизмы передачи и обработки информации в отделении были построены диаграммы потоков данных (Data Flow Diagrams).

Рисунок 4 – Контекстная диаграмма модели AS-IS

Диаграммы DFD обычно строятся для наглядного изображения текущей работы системы документооборота организации. Рассмотрим подробнее контекстную диаграмму модели as-is и ее декомпозицию [4, 5, 6].

Рисунок 5 – Диаграмма декомпозиции модели AS-IS

Отчет № 1 модели AS-IS

Процессы

Название

Описание

Проведение технологического режима на агрегате печь-ковш

Проведение технологических операций и по соответствующим результатам выявить ошибки. По выявленным ошибкам технолог предлагает корректировки по технологическим инструкциям и передает в центральную лабораторию комбината для рассмотрения и правки предложенных корректировок. После чего отправляют на пробный технологический процесс, если технологические инструкции прошли пробный процесс, то они заносятся в старые технологические инструкции. Если не прошли пробный технологически процесс, то возвращаются на этап выявления ошибок.

Дуги

Название	Описание
Задание на плавку	То, что требует исполнения, разрешения плавки.
Сырье	Сырье и материалы, предназначенные для дальнейшей обработки.
Готовая сталь	Полученная сталь, определенной марки.
Новые технологические инструкции	Измененные совокупности производственных методов и процессов металлургической отрасли производства, а также научное описание способов производства устанавливающих порядок и способ осуществления, выполнения процесса.
Внутризаводской справочник марок сталей	Внутризаводская справочная книга по сорту сплава железа с углеродом и другими упрочняющими элементами.
Опыт технолога	Совокупность знаний и практически усвоенных навыков, умений специалиста по технологии.
Технологические инструкции	Совокупность производственных методов и процессов металлургической отрасли производства, а также научное описание способов производства устанавливающих порядок и способ осуществления, выполнения процесса.
Сталевар	Рабочий, занимающийся выплавкой стали.
Центральная лаборатория комбината	Отдел проверки всех подразделений на наличие ошибок.
Технолог	Специалист по технологии.

Отчет № 2 модели AS-IS

Процессы

Название	Описание
Рассмотрение заявки	Рассмотрение заявки клиента с предоставлением ему более подробной информации об оборудовании и уточнения деталей будущего сотрудничества
Установка	установка оборудования на автомобили клиентов
Учет	учет основных качественных и количественных характеристик оборудования, а также проводимы в отделе работ
Сопровождение	устранение неполадок, консультация клиентов, дилеров

Дуги

Название	Описание
Заявка на установку GPS	заявка клиентов на покупку (установку) ПО и оборудования
GPS-устройство	оборудование, полученное от поставщика
Разработанное ПО	ПО, прошедшее этап тестирования и полностью готовое к эксплуатации
Оплаченный счет на сопровождение	Ежемесячно клиенты обязаны оплачивать счета за пользование сервером и сопровождение оборудования
Устав	Документ, регламентирующий работу компании
Менеджер отдела	Сотрудник отдела, ответственный за все работы, проводимые в отделе, кроме установки оборудования
Установщик	Сотрудник отдела, ответственный за установку оборудования
Отказ от заказа на установку	Отказ по каким-либо причинам клиента от установки оборудования
Оформленный договор	Подписанный договор с Заказчиком о предоставлении услуг на поставку оборудования и ПО, и их сопровождение
Оказанные услуги на сопровождение	Проведенные услуги по сопровождению, включающие проверку оборудования или ПО, устранения ошибок и неполадок в случае обнаружения
Установленные устройства и ПО	Устройства и ПО, которые были установлены клиенту
Акт приема-передачи работ	Документ, подтверждающий установку оборудования на автотранспорт клиента
Отчеты	отчетные документы, формирующиеся на основе какой-либо проведенной деятельности

Точка зрения: Начальник сталеплавительного цеха.

Цель: Описать процесс проведения технологического режима на агрегате печь-ковш.

Исходя из цели и точки зрения, можно определить название общей функции: Проведение технологического режима на агрегате печь-ковш.

Таблица 1 – Описание контекстной диаграммы

Входными потоками моделируемого бизнес-процесса будут выступать:	1. Сырье. 2. Задание на плавку. 3. Технологические инструкции.
К выходным потокам относятся:	Новые технологические инструкции. Готовая сталь.
К управляющим:	1. Опыт технолога. 2. Технологические инструкции. 3. Внутризаводской справочник марок сталей.
Механизмами выступают:	1. Сталевар. 2. Технолог. 3. Центральная лаборатория комбината.

Определение «узких» мест и выработка предложений по их устранению

«Узким местом» называют момент падения производительности системы. «Узкие места» будем определять на основе анализа построенных моделей бизнес-процессов и документооборота.

Затраты влияющие на проведения технологического режима на агрегате печь-ковш:

Материальные затраты (сырье и материалы) на проведение технологических операций – 1 т стали = 19000 рублей, соответственно для агрегата печь-ковш вместимостью 180 т. = 3 420 000 рублей. Технологические операции проводятся до тех пор, пока не будут выявлены и скорректированы все технологические ошибки по получению требуемой марки стали и утверждены расчетные результаты.
Временные и трудовые затраты сотрудников по проведению технологических операций и формированию отчетности.
Отсутствие АС, в которой осуществляется хранение предыдущих результатов технологических операций для анализа и усовершенствования опыта сотрудников по получению марки стали на агрегате печь-ковш.
Отчет о проведении ТО, предназначенный для ЦЛК, сотрудниками формируется средствами MS Office, что непосредственно может вести за собой ряд ошибок при внесении расчетных данных. Также временные затраты на взаимодействие с отделом ЦЛК отправки отчета на его утверждение.

Выше описанные факторы являются «узкими местами» рассматриваемого программного комплекса, так как они сказываются на процессе проведения технологического режима на агрегате негативным образом, а именно усложняют процесс получения новых технологических инструкций [7, 8, 9].

Предлагаемые программные продукты отделом МОС уникальны и специфичны, так как разрабатываются под конкретные области с учётом всех их особенностей, поэтому, проанализировав рынок предлагаемых разработок, был сделан вывод: не существуют разработки удовлетворяющие потребности, как частично, так и в полной мере.

В результате анализа «узких мест» и существующих разработок было принято управленческое решение — разработать автоматизированную информационную систему по расчету химического состава стали на агрегате печь-ковш для электросталеплавительного цеха металлургического завода.

Электронный научно-практический журнал «Современная техника и технологии» » металлургический завод

Постановка задачи для электросталеплавительного цеха металлургического завода на примере агрегата Печь-Ковш