А. В. Воронин ПетрГУ, Петрозаводск Вдоклад
Вид материала | Доклад |
СодержаниеУсть-Илимский ЛПК АО "Карелэнерго" 1. Интеграция с заказчиками 4. Интеграция коллектива |
- Воронин Анатолий Викторович ( voronin@psu karelia ru ) Петрозаводский государственный, 60.4kb.
- Утверждаю ректор Петргу а. В. Воронин, 72.42kb.
- Г. Петрозаводск 201 года, 20.28kb.
- М. В. Ивашнев ПетрГУ, Петрозаводск, 6.29kb.
- Учебное пособие Петрозаводск Издательство Петрозаводского университета 2004 удк 616., 1660.81kb.
- Тезисы лекций и стендовых докладов, 1955.37kb.
- Р. В. Сошкин ПетрГУ, Петрозаводск Прикладные задачи расчета оптимального раскроя материалов, 54.13kb.
- Научно-исследовательская работа студентов: Материалы юбилейной 60-й научной студенческой, 4190.87kb.
- А. В. Воронин, В. А. Кузнецов, А. И. Шабаев ПетрГУ,, 70.97kb.
- Введение седьмая Межвузовская научная конференция продолжает обсуждение проблем межкультурного, 1199.81kb.
О разработке математических моделей
и прикладных программных систем
для предприятий лесопромышленного комплекса
А. В. Воронин
ПетрГУ, Петрозаводск
В докладе рассматриваются вопросы развития исследований в области математического моделирования систем управлений и создания программных систем на кафедре прикладной математики и кибернетики ПетрГУ.
1. Общие сведения о кафедре.
Кафедра прикладной математики и кибернетики (ПМиК) образована в ПетрГУ в 1982 году. Подготовка студентов по программам бакалавров, специалистов и магистров ведется по специальностям "Прикладная математика и информатика", "Информационные системы и технологии". Ежегодно кафедра выпускает 30–40 студентов (защита дипломных работ), курсовые научные работы по кафедре выполняют более 100 студентов, обучаются 8–10 магистров.
Научная работа кафедры проводится по следующим направлениям:
- Интегрированные системы управления предприятиями;
- Математическое моделирование процессов управления;
- Методы решения оптимизационных задач и их практические приложения в управлении производством;
- Разработка программного обеспечения для решения задач моделирования систем управления, проектирование систем поддержки принятия решений и информационных систем.
На кафедре работает аспирантура по специальности 05.13.18 "Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ", в которой обучаются 12 аспирантов. С 1995 по 2001 год на базе кафедры действовал Совет по защите кандидатских диссертаций по специальности 05.13.16 "Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях", в 2003 г. открыт Совет по защите докторских диссертаций по специальности 05.13.18. В настоящее время на кафедре завершается подготовка 2 докторских диссертаций и ведется подготовка 12 кандидатских диссертаций.
На кафедре работает научный семинар по проблемам математического моделирования процессов управления и автоматизации производства, регулярно издается сборник научных статей "Труды Петрозаводского университета (серия: “Прикладная математика и информатика”)".
На базе кафедры созданы: Центр математического моделирования и автоматизации управления производством, Центр ПетрГУ – Метсо систем автоматизации (совместно с фирмой "Метсо Автоматизация", Финляндия), научно-исследовательские лаборатории "Математическое моделирование и автоматизация в лесном комплексе" (совместно с Карельским НИИ лесопромышленного комплекса, СПбЛТА), "Моделирование экономических процессов и систем" (совместно с экономическим факультетом СПбГУ).
При кафедре создан Клуб творчества программистов, в рамках которого под руководством доц. В. А. Кузнецова ведется опережающая подготовка студентов и школьников математическому моделированию, оптимизации, теории алгоритмов и программированию, проводятся городские и республиканские олимпиады по программированию, летние и зимние сборы сильнейших студенческих команд России по программированию. Сборные команды студентов и школьников кафедры хорошо выступают в соревнованиях в рамках командного чемпионата мира по программированию, успешно выступили в полуфиналах первенства и представляли сборную России в финалах чемпионата мира в марте 2002 г. (Гавайи, США) и марте 2004 г. (Прага, Чехия), заняв соответственно 18 и 27 место из 3140 команд 1411 университетов из 75 стран.
2. Публикации.
Ниже приводится перечень монографий, опубликованных преподавателями кафедры ПМиК:
- Кузнецов В. А., Патякин В. И., Шегельман И. Р. Оценка технологических процессов лесозаготовок с применением математических методов и ПЭВМ. СПб.: СПбЛТА, 1998. 60 с.
- Кузнецов В. А., Шегельман И. Р. Математическое моделирование при планировании
и организации лесозаготовок. Петрозаводск: Изд-во КРИА, 1998. 125 с.
- Шегельман И. Р., Кузнецов В. А. Экономико-математические методы исследования операций при организации лесозаготовок. Петрозаводск, 1999. 64 с.
- Воронин А. В., Кузнецов В. А. Прикладные оптимизационные задачи в ЦБП. Петрозаводск, 2000. 152 с.
- Воронин А. В., Кузнецов В. А. Математические модели и методы в планировании
и управлении предприятием ЦБП. Петрозаводск, 2000. 256 с.
- Кузнецов В. А. Задачи раскроя в целлюлозно-бумажной промышленности. СПб.: СПбЛТА, 2000. 132 с.
- Воронин А. В., Кузнецов В. А., Патякин В. И., Шегельман И. Р., Базаров С. М. Исследование операций в планировании и управлении предприятием ЛПК. СПб.: СПбЛТА, 2001. 48 с.
- Воронин А. В., Кузнецов В. А., Пладов В. А., Шегельман И. Р. и др. Математические модели и методы планирования и управления предприятием ЛПК региона. Петрозаводск, 2001. 228 с.
- Воронин А. В., Шегельман И. Р. Интегрированные структуры в лесной промышленности. СПб.: Изд-во СПбЛТА, 2003. 160 с.
- Шегельман И. Р., Кузнецов В. А., Пладов А. В. и др. Моделирование движения лесовозных автопоездов на ПЭВМ. Петрозаводск, 2003. 234 с.
3. Организация семинаров и конференций.
Кафедра является организатором ряда всероссийских и международных конференций и семинаров:
- Всесоюзная конференция по управлению и развитию систем (1985).
- Международный семинар "Каплинг и регенерация" (1992).
- Международная конференция "Вероятностные методы в дискретной математике" (1992).
- I–VI Международные конференции "Новые информационные технологии в целлюлозно-бумажной промышленности и энергетике" (1994, 1996, 1998, 2000, 2002, 2004) – совместно с Правительством Республики Карелия, АО "Metso Automation" (Финляндия), ОАО "Кондопога", ОАО "Сегежский ЦБК", ОАО "Архангельский ЦБК", АХК "Петрозаводскмаш", ОАО "Карелэнерго", НПФ "Ракурс".
- Республиканские научно-практические конференции "Актуальные проблемы ЛПК РК" (1995–2003, совместно с АХК "Кареллеспром", Союзом лесопромышленников и лесоэкспортеров, КарНИИЛПом, Институтом леса КарНЦ РАН).
- Республиканские научно-практические конференции молодых ученых ЛПК РК (1999–2003, совместно с АХК "Кареллеспром", Союзом лесопромышленников и лесоэкспортеров, КарНИИЛПом).
- Международная конференция "Медицинские информационные системы" (2002, совместно с Карельским научным медицинским центром Северо-Западного отделения РАМН).
- Международная научно-техническая конференции "Новые информационные технологии в нефтегазовой промышленности и энергетике" (2003, совместно с АО "Метсо Автоматизация", Тюменским нефтегазовым университетом).
4. Сотрудничество с российскими предприятиями.
Научные и прикладные разработки кафедры известны далеко за пределами Карелии. За последние 20 лет внедрено в промышленную эксплуатацию более 70 прикладных программных систем. Среди заказчиков – Архангельский, Кондопожский, Сегежский, Котласский ЦБК, Красноярский и Усть-Илимский лесопромышленные комплексы, ВНПО "Бумпром", ОАО "Карелэнерго", АХК "Петрозаводскмаш", АХК "Кареллеспром" и другие. Ежегодно на кафедре ведется несколько проектов в рамках выполнения договоров по заказам предприятий и организаций.
Перечислим некоторые из наиболее интересных проектов, внедренных кафедрой, например, в целлюлозно-бумажном производстве и энергетике.
Усть-Илимский ЛПК:
- Задача баланса щелоков загрузки оборудования варочного цеха (1985–1990) ВНПО "Бумпром".
- Головная задача управления АСУ технологической линии варки и отбелки целлюлозы (1986–1987).
- Отраслевая методика решения задачи оптимизации загрузки оборудования варочного цеха (1985–1990).
ОАО "Архангельский ЦБК":
- Задача распределения ресурсов предприятия (1982–1984).
- Задача планирования сбыта продукции (1983–1984).
- Задача моделирования течения массы в напорном ящике бумагоделательной машины (1984–1986).
- Задача оптимальной загрузки оборудования производства беленой сульфатной целлюлозы (1984–1986).
- Задача управления фанерным производством (1987).
- Задача управления железнодорожным центром (1987–1989).
- Задача оптимальной комплектовки фанеры (1989).
- Задача управления сбытом продукции (1993–1995, 1997–1998).
- Задача оптимального раскроя гофрополотна (1994–1995).
- Задача оптимального планирования работы оборудования цеха гофротары (1995–1998, 2003–2004).
- Задача управления ремонтным производством (1988–2004).
ОАО "Кондопога" (Кондопожский ЦБК):
- Задача управления ремонтным производством (1990–1991, 1995).
- Задача учета и анализа расхода энергоресурсов предприятия (1996–1997).
- Задача автоматизированного пономерного учета вагонов в ЖДЦ АО "Кондопога" (1999–2001).
- Задача оптимального размещения рулонов бумаги и картона при погрузке в контейнеры и вагоны (1999–2002).
- Задача определения планов раскроя тамбуров группы БДМ (2003–2004).
ОАО "Сегежский ЦБК":
- Задача управления ремонтным производством (1985–1990, 2000–2004).
- Задача автоматизации отдела главного механика (1989–1992).
- Комплексное обследование АО "Сегежабумпром" для решения задачи создания интегрированной системы управления предприятием (1995–1996).
ОАО "Котласский ЦБК":
- Задача оптимального размещения рулонов бумаги и картона при погрузке в контейнеры и вагоны (2003).
АО "Карелэнерго":
- Задача "Совершенствование документооборота и технологии управления системой сбыта энергии в Энергосбыте АО “Карелэнерго”" (1997–1998).
В настоящее время завершается подготовка контрактов на разработку и внедрение АСУ производственными процессами на Подольской картонной фабрике (Московская область) и ряде других предприятий.
5. Центр ПетрГУ – Метсо систем автоматизации.
С 1993 года успешно развивается сотрудничество ПетрГУ с АО "Метсо Автоматизация" (Финляндия). Основными направлениями совместной деятельности являются:
- Организация совместных конференций и семинаров;
- Обучение в ПетрГУ студентов и специалистов предприятий работе с АСУ ТП "Damatic XDi", "metsoDNA";
- Исследовательские проекты, связанные с повышением эффективности управления технологическими процессами;
- Разработка новых средств программирования в среде metsoDNA;
- Участие специалистов ПетрГУ в реализации совместных проектов создания АСУ ТП на базе системы metsoDNA АО "Метсо Автоматизация" на промышленных предприятиях.
АО "Метсо Автоматизация" является одним из учредителей Северо-Европейского открытого университета, созданного на базе ПетрГУ. В 2002 году состоялось официальное открытие совместного Центра ПетрГУ – Метсо Систем Автоматизации как подразделения Северо-Европейского открытого университета и кафедры ПМиК. В настоящее время в Центре работают более 30 человек.
Для функционирования Центра АО "Метсо Автоматизация" предоставило демо-версию АСУ ТП metsoDNA версии 2002 года с динамическим демо-процессом, демо-версию Damatic XDi 7.1 с внешними (VME) процессовыми станциями и картами ввода-вывода, необходимое компьютерное и сетевое оборудование, 12 ноутбуков, мониторы и другое оборудование, необходимое программное обеспечение.
Основными принципами работы Центра являются:
1. Интеграция с заказчиками:
Максимальное и качественное выполнение запросов заказчика;
2. Интеграция с партнерами:
Широкие партнерские связи с российскими и зарубежными университетами, научными организациями и промышленными предприятиями;
3. Интеграция направлений работы:
Интеграция разработок, проектов, исследований, обучения, проведения конференций
и семинаров;
4. Интеграция коллектива:
Совместная работа преподавателей, сотрудников, студентов и аспирантов с целью опережающего профессионального и карьерного роста, развития корпоративного духа.
Структурно Центр состоит из 5 подразделений:
5.1. Группа информационных приложений в ЦБП.
Основные задачи группы:
- Разработка программных систем по заказам отдела информационных приложений в ЦБП фирмы Metso Automation. В настоящее время сотрудниками Центра ведется работа над 6 проектами, связанными с созданием средних и крупных распределенных вычислительных программных систем;
- Разработка программного обеспечения для системы управления производством "Manufacture Execution System".
5.2. Группа АСУТП.
Основная задача группы:
- Внедрение информационных систем metsoDNA и автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) metsoDNA в рамках проектов фирмы Metso Automation. C 2001 года сотрудники Центра участвовали в реализации 18 проектов на предприятиях нефтегазовой, целлюлозно-бумажной, химической, энергетической и горно-добывающей отраслей промышленности на Северо-Западе РФ, в Ставропольском крае, Западной Сибири, Якутии и на Украине в 2001–2004 годах (ОАО "Сегежский ЦБК", ОАО "Соломбальский ЦБК", АО "Сургутнефтегаз", Полтавский ГОК, ОАО "Кондопога" и др.).
5.3. Группа АСУП.
Основные задачи группы:
- Разработка и внедрение программных комплексов для управления производственными процессами, среди которых можно выделить:
- Автоматизированные системы управления многономенклатурным производством класса ERP-MRP II;
- Автоматизированные системы оптимального управления транспортными подразделениями предприятий;
- Автоматизированные системы управления оптимальной погрузки продукции в транспорт;
- Автоматизированные системы оптимального распределения заказов бумагоделательных машин ЦБК;
- Автоматизированные системы оптимального управления производством цеха гофротары класса ERP-MRP II;
- Автоматизированные системы оптимального распределения ресурсов предприятия;
- Автоматизированные системы оптимального управления сбытом продукции;
- Автоматизированные системы оптимального учета и анализа расхода нескладируемых ресурсов предприятия;
- Автоматизированная система оптимальной комплектовки фанеры;
- Автоматизированные системы определения дифференциальных рент лесосек;
- Автоматизированные системы проектирования технологических транспортных сетей лесопромышленного комплекса;
- Интеграция с другими корпоративными информационными системами: SAP R/3, "Парус", "Галактика", "1С: Предприятие" и т. д.;
- Разработка Web-интегрируемых приложений, Web-сайтов, баз и банков данных в Internet;
- Научно-исследовательские работы по заказам предприятий и организаций в области математического моделирования и информационного обеспечения процессов управления, разработки интегрированных систем управления производством;
- Консалтинговые исследования в области высоких технологий и реорганизация бизнес-процессов предприятий;
- Математическое моделирование производственных процессов, разработка новых оптимизационных и аналитических приложений.
5.4. Группа моделирования технологических процессов и систем.
Основные задачи группы:
- Математическое моделирование производственных процессов, разработка новых оптимизационных и аналитических приложений. В настоящее время ведется работа над созданием тренажера противоаварийной защиты котельных установок в ЦБП и энергетике (на базе математической модели).
5.5. Учебный центр.
Основные направления работы:
- Предоставление обучения работе с системой автоматизации metsoDNA персоналу заказчиков и партнеров фирмы Metso Automation (с выдачей сертификатов), а также сотрудников и студентов ПетрГУ. За период с 1999 года прошли обучение:
- 148 студентов и аспирантов (ПетрГУ, Тюменский государственный нефтегазовый университет);
- 83 cпециалиста (Петрозаводск, Сегежа, Новокуйбышевск, Москва, Сургут, Тюмень, Полтава, Кондопога и др.);
- 18 преподавателей и сотрудников ПетрГУ прошли обучение в Тампере.
Для разработки программного обеспечения сотрудниками Центра используются средства программирования metsoDNA (FbCAD, GdCAD, Infoserver), программные продукты Microsoft (Visual Studio.NET 2003, SQL Server 2000, технологии Web Services, компоненты Component One, Infragistics и Crystal Decisions, технологии создания многоуровневой архитектуры приложений с применением шаблонов проектирования Application Blocks), языки, сиcтемы программирования и СУБД (С++, Delphi, Foxpro, Clipper, Oracle и другие).
В докладе обсуждаются перспективы развития вышеуказанных направлений на ближайшие 5 лет.