Назначение и функции диспетчеризации

Диспетчеризация является одним из важнейших средств (инструментов) управления в промышленности, энергетике, связи, на транспорте, в строительстве, сельском хозяйстве, торговле и др. Диспетчеризация как элемент управленческого цикла объединяет функции контроля и регулирования в управлении производством. Диспетчеризация как функция производственного менеджмента выполняет задачи:

· поддержания основной деятельности предприятия путем централизации (концентрации) оперативного контроля и координации управления производственными процессами, обеспечения согласованной работы отдельных звеньев предприятия или группы предприятий для достижения запланированных технико-экономических показателей, выполнения графиков работ и производственной программы);

· обеспечения равномерности загрузки всех звеньев предприятия;

· поддержания непрерывности, ритмичности и экономичности выполнения всех процессов основного производственного цикла, бесперебойной работы вспомогательных и обслуживающих участков;

· помощи в предотвращении простоев оборудования и потерь рабочего времени, а также - выполнению заказов в срок;

· восстановления действующих или установления новых пропорций и ритма текущей работы предприятия, если вследствие разных причин изменяются предварительно установленные пропорции и ритм производства.

Выполнение этих задач достигается путем осуществления контроля и оперативного управления технологическими процессами, распределения материальных и энергетических ресурсов, транспортных средств, учётаиспользования машин и механизмов, точности движения транспорта и др. в соответствии с характером производства, используемых технологий и объемом производства.

Технически диспетчеризация осуществляется, главным образом, с помощью разнообразных средств связи, начиная со специальных служебных и технологических сетей связи с объектами с использованием телевидения, компьютеров, радиосвязи и заканчивая использованием обычных средств инфокоммуникаций: телефонной и телеграфной связи (абонентского телеграфа).

Организационно структура диспетчерской службы предприятия зависит от характера и масштаба объекта управления. Небольшому предприятию, домоуправлению или строительной площадке достаточно располагать одним диспетчерским пунктом(диспетчером). На крупных объектах с разветвлённой или иерархической структурой (например, в энергосистеме) действуют несколько региональных (местных) диспетчерских пунктов и один центральный, координирующий их деятельность.

Промышленные предприятия (группы предприятий) с непрерывным производственным процессом, как в энергетике или связи, ход которого может быть описан математически, используют логические устройства или управляющие вычислительные машины для автоматической обработки поступающей информации. Несколько иные задачи диспетчеризации предприятий с дискретным производственным процессом, главным образом, потому, что даже изделие средней сложности содержит десятки, а иногда и тысячи деталей с различной технологией изготовления. Математическое описание таких процессов с целью автоматизации всего производственного цикла очень сложно. В этом случае в задачу диспетчерской службы входит не только контроль работы конвейеров и поточных линий (выпуск конечного продукта), но и обязательно координация деятельности всех участков, цехов, отделов, лабораторий, складов, вплоть до вспомогательных служб, обеспечивающих ритмичную, высокопроизводительную работу главного конвейера.

При производстве особо сложной продукции, представляющей собой крупные агрегаты и промышленные комплексы, в изготовлении которых участвуют несколько самостоятельных предприятий (смежных, кооперированных), часто разных отраслей промышленности при участии научно-исследовательских и проектных организаций, при управлении сетями и предприятиями связи, принадлежащими разным собственникам или территориям, но участвующим в общем процессе предоставления услуги и т.п., необходима более сложная форма диспетчеризации - межзаводская.

Функция диспетчеризации предусматривает сочетание регулирования процессов с выбором оптимального распределения операций по станкам, агрегатам, линиям, что позволяет снизить время переналадки оборудования и повысить производительность труда. Любой перебой в производстве фиксируется средствами диспетчерской службы, и ответственность за потери, связанные с нарушением производственного процесса, возлагается на звенья, по вине которых возник этот перебой.

Выполнение диспетчерской функции с использованием информационно-автоматизированных систем позволяет освободить руководителей производства (начальников цехов, мастеров) от трудоёмкой работы по регулированию хода изготовления продукции, обеспечению производства сырьём, материалами и полуфабрикатами и т.п. и сосредоточить их внимание на работе с персоналом, решении технических, организационных и экономических вопросов.

Покажем особенности диспетчеризации в некоторых сферах деятельности, осуществляемой в сетях.

Структура и организация диспетчерской службы на автомобильном, воздушном, водном и ж.-д. транспорте вследствие специфики отдельных видов транспорта и различий в их технической оснащённости значительно отличаются от диспетчерской службы на промышленном предприятии; имеет общую для всех видов транспорта цель: обеспечить надёжность и бесперебойность перевозок пассажиров и грузов.

Особенность диспетчерской функции натранспорте – необходимость непрерывного контроля изменений обстановки на линиях, на начальных и конечных пунктах, значительная колеблемость движения и загруженности транспортных средств в течение суток, месяца, года, что связано с сезонностью в работе отдельных отраслей промышленности, продолжительностью рабочего дня, периодом отпусков, дачным сезоном, загородными поездками в выходной день, состоянием погоды на трассе и т.д.

Основные задачи диспетчеризации на транспорте: непрерывный контроль состояния подвижного состава, его технической готовности, состояния графиков погрузочно-разгрузочных работ и соблюдения расписания движения; обеспечение пассажиров билетами и необходимой путевой информацией. На крупных железнодорожных узлах, в аэропортах, речных и морских портах предусматривается создание нескольких диспетчерских пунктов, работа которых координируется главным диспетчером с центрального пункта, оснащённого современными средствами связи, автоматики, телемеханики и вычислительной техники. Отдельные диспетчерские пункты, как правило, организуют в районе погрузочно-разгрузочных работ, при билетных кассах, в депо, гаражах, на стоянках автобусов, при вспомогательных службах на пунктах связи ит.п.

В энергетике диспетчерская функция осуществляется путем оперативного управления электростанциями, подстанциями, линиями электропередачи и отдельными крупными установками потребителей. Диспетчерская служба призвана обеспечить бесперебойность и надёжность работы энергосистемы: распределение электроэнергии в соответствии с графиком нагрузки, поддержание установленных для энергосистемы параметров (напряжение, частота в электросети, температура и давление пара и температура воды в тепловых сетях), оптимальное использования различных источников энергии: тепловых, гидроэлектрических, атомных и др. электростанций, теплоэлектроцентралей, центральных котельных в связи с изменением часов и поясов наибольшего потребления энергии и т.д.

Диспетчер энергосистемы контролирует и координирует совместную работу нескольких электростанций и электрических сетей в рамках одной энергосистемы. Любые изменения режима и состояния элементов энергосистемы (включение и отключение линий электропередачи, остановка и пуск агрегатов на электростанциях, покрытие пиковых нагрузок, доставка топлива, проведение профилактических работ и т.п.) возможны только с ведома и по указанию соответствующего диспетчера.

Информация о состоянии объектов поступает к диспетчеру от дежурных операторов, инженеров, техников-смотрителей, контролёров либо собирается, регистрируется и обрабатывается автоматизированными системами сбора и обработки данных. Полученная информация отображается различными средствами индикации и сигнализации на пульте диспетчера, на экранах контрольных телевизионных установок и специализированных устройств отображения. Диспетчерские пункты крупных энергосистем, как правило, оснащаются электронными управляющими машинами.

В задачи строительной диспетчерской службы входят: контроль выполнения оперативных планов строительства и своевременного обеспечения строительства рабочими, материалами, конструкциями, строительными машинами, транспортом; согласование работы строительных участков и устранение простоев рабочих и машин и др. неполадок. Диспетчерская система управления строительством охватывает все элементы строительного производства и его обслуживания. Общая схема диспетчерской службы в строительной компании включает главного диспетчера в центральном аппарате компании, участкового диспетчера в строительно-монтажных управлениях и на участках, цеховых диспетчеров на производственных предприятиях, транспортных и др. диспетчеров в обслуживающих хозяйствах. Каждый диспетчер действует в пределах своего участка, общее оперативное руководство и контроль в объёме всей компании осуществляются главным диспетчером. Диспетчерские пункты оборудованы современными средствами связи, контроля, сбора и регистрации информации. Здесь же сосредоточиваются все оперативно-учётные данные, и имеется ряд оперативных графиков и таблиц, по которым диспетчер может судить о состоянии производства на любой момент, комплексно охватывая весь ход работ по отдельным строительным участкам, управлениям и по тресту в целом.

Диспетчеризация в крупном фермерском хозяйстве охватывает все производственные участки хозяйства, включая оперативное планирование, сбор и обработку производственной информации, решение конкретных задач по материально-техническому обеспечению, устранение причин, нарушающих режим работы в поле, на фермах, других подразделениях хозяйства. В отдельных крупных хозяйствах (отделениях, фермах, гаражах и т.д.) в период напряжённых полевых работ могут создаваться диспетчерские посты. Диспетчерский пункт обычно располагается в центральной конторе.

Диспетчеризация в отрасли связисвязана с общей системой управления сетями связи, которая, согласно Федеральному закону «О связи», представляет собой совокупность организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение функционирования сети связи, в том числе регулирование трафика. В настоящее время управление сетями связи сводится к процессам наблюдения и контроля состояния узлов, линий и взаимодействий узлов, а также управление работой приложений.Существует ряд аспектов построения системы управления сетями связи. Основные из них, это:

· архитектура системы управления;

· структура системы управления;

· уровни управления;

· области управления;

· методы и используемые протоколы.

Архитектура системы управления.

На сегодняшний день наиболее широко распространенной и проверенной на практике является архитектура, реализованная в концепции TMN(Telecommunication Management Network). Концепция, разработанная и утверждённая Международным союзом электросвязи (МСЭ), определяет принципы создания единой системы управления длясетей разных уровней и масштабов, предоставляющих различные типы услуг. Возможность применения такой системы управления связана с отсутствием жёсткой привязки TMN к какой-либо транспортной системе и особенностям конкретной сети. Вся необходимая для управления информация располагается в единой базе данных, которая может изменяться и пополняться описаниями новых объектов управления, а весь обмен служебными данными TMN может осуществляться с использованием существующей транспортной системы управляемой сети.

Основная идея концепции TMN - обеспечение сетевой структуры для взаимодействия различных типов управляющих устройств и телекоммуникационного оборудования, использующих стандартные протоколы и стеки. В соответствии с концепцией TMN процесс управления сетью включает в себя следующие функции управления:

1. Управление процессом устранения отказов (FaultManagement, FM);

2. Управление конфигурацией сети (ConfigurationManagement, CM);

3. Управление расчётами с пользователями и поставщиками услуг (AccountingManagement, AM);

4. Контроль производительности сети (PerformanceManagement, PM);

5. Обеспечение безопасности работы сети (SecurityManagement, SM).

Подробное описание концепции, механизмов и интерфейсов взаимодействия элементов системы приведено в рекомендации M.3010Сектора стандартизации МСЭ. Но в последнее время становится явно видно, что возможностей концепции TMN не хватает для интегрированного управления сложными телекоммуникационными системами, например, совокупностью распределенных биллинговых систем и систем баз данных. Управление подобными системами на основе TMN возможно, но связано с различными трудностями, проблемами масштабируемости системы управления и значительным ростом служебного трафика системы управления. Возможным решением для управления такими системами является использование объектно-ориентированного подхода. Одним из наиболее перспективных направлений развития является использование концепции CORBA.

Существует два принципиальных подхода к организации управления сложными сетями:

· централизованное управление;

· децентрализованное управление.

Централизованное управление осуществляется из единого центра управления сетью, в который стекается вся информация управления от всех управляемых объектов. Достоинствами централизованного управления являются:

· концентрация всей информации о состоянии сети в одном узле управления;

· целостная картина построения сети;

· относительная простота управления правами администраторов сети;

· минимальная длина цикла управления;

· непротиворечивость принимаемых решений.

В то же время при значительном масштабе сети централизованное управление теряет ряд преимуществ. К недостаткам такого подхода следует отнести:

· уязвимость системы управления из-за ее уникальности (низкая живучесть);

· дороговизна: значительный объём обрабатываемой информации требует высокопроизводительных серверов;

· снижение уровня полезного использования каналов: использование значительной части пропускной способности каналов сети для передачи служебной информации центру управления.

Децентрализованное управление сетью характеризуется отсутствием единого центра управления. Его функции перераспределяются между множеством центров управления сетью. Достоинствами такого подхода являются:

· живучесть системы управления (выход из строя одного ЦУ не приводит к разрушению всей системы);

· отсутствует необходимость в высокопроизводительных серверах;

· меньшие по сравнению с централизованным подходом объёмы обрабатываемой информации и трафик служебной информации.

К недостаткам обсуждаемого подхода следует отнести:

· сложность разграничения «зон ответственности»;

· сложность управления правами администраторов сети;

· отсутствие целостной картины построения сети;

· противоречивость принимаемых решений.

В многоуровневой архитектуре TMN выделены пять уровней управления: 1) Бизнес; 2) Услуги; 3) Сеть; 4) Элементы сети; 5) Уровень элементов сети.

Согласно стандартам ISO, выделяют пять областей управления: 1) ошибками; 2) конфигурацией; 3) доступом; 4) производительностью; 5) безопасностью.

Протоколы управления. В своей работе системы управления опираются на стандартизованные протоколы управления, такие как:

• SNMP- один из первых и наиболее простой протокол управления
• CMIP- протокол управления, рекомендованный ISO в качестве базового, не получил широкого распространения вследствие своей сложности;
• TMN- концепция сетевого управления, включающая в себя множество протоколов управления и вводящая понятие уровней управления;
• LNMP - протокол управления для ЛВС (локальных вычислительных сетей);
• ANMP- протокол управления для сетей специального назначения.