Дотримання вимог електробезпеки

Режим статически устойчив, если производная от избыточной энергии по определяющему параметру отрицательна, т.е. устойчивыми будут режимы, при возмущении которых факторы, стремящиеся нарушить их, изменяются менее интенсивно, чем факторы, противодействующие этому нарушению.

В за­висимости от выбранной цели, применяемых методов, разрабатываемых показателей, уровня принимаемых решений и многих иных факторов принято различать несколько снегам или видов рыночного планирования.

Такты

Особенности построения узлов цифровых устройств на микросхемах

План лекции

Материальное обеспечение:

1. Плакат "Основы алгебры Буля".

2. Демонстрационный комплекс, набор слайдов.

Литература.

1. Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы.- М.Горячая линия – Телеком, 2000г., с.34-44.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

На предыдущей лекции рассмотрены способы задания булевых функций: на словах, табличный, алгебраический и цифровой. Во всех случаях булева функция должна отражать логику работы цифрового устройства. По известной булевой функции можно построить схему цифрового устройства. Применение булевой алгебры позволяет не только построить схему, но и оптимизировать ее по числу использованных элементов. Все эти важные для практики вопросы будут рассмотрены в данной лекции.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

В настоящее время любые цифровые устройства строятся на интегральных микросхемах. Микросхемы выпускаются сериями. Серия представляет собой набор микросхем разного функционального назначения, предназначенных для совместного применения в аппаратуре. Применение микросхем одной серии позволяет более эффективно решить задачу стандартизации и унификации элементной базы. С другой стороны, построение аппаратуры техники связи на цифровых интегральных схемах уменьшает число внешних соединений и повышает за счет этого надежность, уменьшает энергопотребление, снижает стоимость, существенно улучшает габаритно-весовые показатели устройств.

При выборе серии микросхем для проектируемой схемы следует сравнить требования, предъявляемые к ней с возможностью микросхем, для характеристики которых используются следующие параметры:

U_ип – напряжение источника питания;

U⁰_вых, U¹_вых – выходное напряжение 0 и 1;

I⁰_вх,I¹_вх,I⁰_вых,I¹_вых – входные и выходные токи;

Р_потр – потребляемая мощность;

t_зд – время задержки прохождения сигнала и др.

Одним из основных параметров, определяющих область применения микросхем, является быстродействие. По быстродействию цифровые схемы делятся на три группы:

высокого быстродействия t_зд £ 10 нс;

среднего быстродействия t_зд £ 50 нс;

низкого быстродействия t_зд ³ 50 нс.

По принципу построения цифровые микросхемы подразделяются на следующие классы:

эмиттерно-связной логики (ЭСЛ);

транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ);

интегральной инжекционной логики (ИИЛ);

логики на МДП-транзисторах (КМДП).

Серии микросхем принято характеризовать параметрами базового логического элемента, на основе которого построены все микросхемы серии.

Основным базовым элементов микросхем эмиттерно-связной логики является токовый переключатель на двух биполярных транзисторах. В интегральной инжекционной логике таким элементом является транзисторный ключ с инжекционным питанием со стороны эмиттера. В транзисторно-транзисторной логике – многоэмиттерный транзистор со сложным эмиттерным повторителем на выходе, а в логике на МДП-транзисторах – ключ на комплементарных полевых транзисторах (ключ на двух полевых транзисторах с каналами различной проводимости).

Наиболее распространенные серии микросхем и их основные параметры приведены в табл.1.

Таблица 1

Цифровая микросхема представляет собой пластмассовый корпус прямоугольной формы с пластинчатыми выводами, расположенными вдоль длинных сторон корпуса. Сверху на корпусе имеется маркировочная надпись типа микросхемы и изображается небольшая круглая метка, от которой ведется нумерация выводов. Если смотреть на микросхему снизу, то номер вывода определяется от метки по движению часовой стрелки, а если сверху – то против часовой стрелки.

На рис.1 приведен рисунок внешнего вида микросхемы К155ЛА3 и ее условное графическое обозначение. Данная микросхема состоит из четырех логических элементов 2И – НЕ, питающихся от общего источника постоянного тока напряжением 5В. Нахождение элемента в корпусе определяется по номерам выводов, поставленных на условном графическом обозначении. Так входы первого элемента находятся на выводах 1 и 2, а выход – на выводе 3. Второй элемент имеет входы на 4 и 5 выводах, а выход – на 6 и т.д.

На рис.2а показана схема устройства сложения по модулю два, выполненная на одном корпусе микросхемы к155ЛА3. На том же рисунке (рис.2б) приведен внешний вид данной микросхемы и показаны соединения в соответствии со схемой. Входами схемы являются выводы 1 и 2 элемента D1.1, соединенные одновременно с 4 выводом элемента D1.2 и 10 – элемента D1.3. Выход элемента D1.1 (вывод 3) соединяется с 5 выводом (вторым входом элемента D1.2) и 9 выводом (вторым входом элемента D1.3). Выходы элементов D1.2 и D1.3 соединяются с 12 и 13 выводами, которые являются входами элемента D1.4. Выходом схемы является выход элемента D1.4 или 11 вывод микросхемы. Плюс источника 5В подключается к выводу 14, а вывод 7 соединяется с корпусом и является общим проводом для входов и выхода приведенной схемы.

Таким образом, в данном вопросе рассмотрены особенности цифровых микросхем и пример построения схемы цифрового устройства.

2. Методы синтеза комбинационных и последовательностных схем

Применение алгебры Буля наиболее эффективной оказалось при решении задач синтеза комбинационных цифровых устройств. В большинстве случаев в ходе решения таких задач можно выделить следующие этапы:

1. Задание булевой функции устройства на словах.

2. Составление таблицы истинности - табличное задание булевой функции.

3. Запись алгебраического выражения булевой функции.

4. Минимизация полученного выражения булевой функции.

5. Построение по минимизированной булевой функции схемы цифрового устройства.

Сущность первых трех этапов уже рассматривалась в ходе прошлой лекции, поэтому более детально остановимся именно на четвертом и пятом этапах.

Основная задача этапа минимизации состоит в получении минимальной формы булевой функции, т.е. такой формы, которой соответствует логическая схема с минимальным числом элементов и минимальным числом входов этих элементов. В основе минимизации булевых функций лежат законы склеивания и поглощения. Однако применение этих законов на практике требует определенных навыков, что связано с большими затратами времени.

Одним из способов, позволяющих формализовать процедуру минимизации, является применение так называемых диаграмм или карт Карно. Карта Карно представляет собой прямоугольник, разбитый на квадраты, число которых равно общему числу наборов для данной функции n переменных, т.е. оно равно 2ⁿ. Так, для функции трех переменных квадратов будет 8, для четырех переменных - 16 и т.д. Каждый квадрат соответствует определенному набору. Для примера рассмотрим карту Карно для четырех переменных (рис.3а).

A

B

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

D

а) С б)

Рис.3

Однако для работы удобнее использовать карту, приведенную на рис.3б. Иногда в углу квадратов ставят номер набора, что облегчает процесс минимизации при задании булевой функции числовым способом.

Рекомендуется минимизацию исходного выражения булевой функции производить в следующей последовательности:

1. Вычертить карту Карно.

2. Нанести булеву функцию на карту - поставить 1 в квадраты, соответствующие тем набором, на которых функция равна единице.

3. Произвести объединение соседних единиц. В одно объединение могут входить 8 или 4 или 2 единицы. Причем, соседними считаются не только единицы, находящиеся в соседних квадратах, но и расположенные по концам строки или столбца.

4. Записать минимизированное выражение булевой функции с учетом следующих правил:

а) если единицами заполнены две соседние строки или два соседних столбца, то они заменяются одной переменной, которая является общей для них;

б) если единицами заполнена одна строка или столбец или квадрат, то они заменяются двумя переменными общими для них;

в) если единицы расположены в двух соседних квадратах, в том числе на концах строки или столбца, то они заменяются тремя переменными общими для них;

г) если единица не вошла ни в одно из объединений, то соответствующий ей набор записывается в исходном виде.

При объединении необходимо учитывать, что одна и та же единица может входить в любое число объединений, а начинать объединять единиц надо с максимально возможного их числа.

Проиллюстрируем применение карты Карно на примере. Пусть задана булева функция четырех переменных

F(A,B,C,D) = (0, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 14, 15).

Вычертим карту Карно для четырех переменных и нанесем не нее булеву функцию (рис.4)

A

B

D

Ф

Ф

С Рис.4

Проведем объединение единиц как показано на карте. В результате получаем:

F = AC + CD + BCD + ABC.

Эффективность минимизации видна из сравнения полученной булевой функции с исходной.

Положительный эффект минимизации удается еще больше усилить, если в результате анализа условий работы цифрового устройства удается установить, что некоторые комбинации входных переменных в процессе работы никогда не будут встречаться. Следовательно, булеву функцию на этих наборах можно доопределить произвольно по своему усмотрению. Такие наборы называют факультативными.

Если в рассматриваемом примере предположить, что факультативными являются 2 и 6 наборы, то с учетом факультативных наборов минимизированное выражение будет

F = C + AB + BD.

Итак, применение карт Карно в процессе решения задач синтеза комбинационных цифровых устройств позволяет найти оптимальное решение. При решении задачи синтеза последовательностных устройств данную методику можно применить при разработке комбинационной части устройства.

По полученному минимизированному выражению булевой функции используя логические элементы И, ИЛИ, НЕ, можно построить схему, иначе говоря, реализовать заданную булеву функцию.

Логические элементы, предназначенные для выполнения указанных в формуле операций, располагаются в схеме, начиная от входов, в таком же порядке, в каком выполняются логические операции. В начале изображаются инверторы для получения входных переменных с отрицаниями, затем элементы И, потом элемент ИЛИ.

Пусть устройство с двумя входами и одним выходом имеет булеву функцию

,

тогда воспользовавшись изложенными выше рекомендациями, его схему можно представить следующим образом (рис.5)

Совокупность элементов, позволяющая строить на их базе логическую схему любой сложности, называется функционально полной системой элементов. Следовательно, совокупность элементов И, ИЛИ, НЕ является функционально полной системой. Однако существуют и другие функционально полные системы, включающие в себя меньшее число элементов. Такими системами являются:

1. Система из элементов ИЛИ, НЕ;

2. Система из элементов И, НЕ;

3. Система из одного элемента ИЛИ-НЕ;

4. Система из одного элемента И-НЕ.

Особый интерес на практике представляют две последние системы. Действительно, с помощью элемента ИЛИ-НЕ можно реализовать все логические операции (рис.6)

Нетрудно показать, что и с помощью элемента И-НЕ также можно реализовать все три логические операции.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Таким образом, в ходе данной лекции показаны замечательные свойства аппарата булевой алгебры в решении задач синтеза комбинационных логических схем. На закрепление данных вопросов направлена курсовая работа, которая будет выполняться в следующем семестре. Первичные навыки в минимизации логических схем вам будут даны в ходе четырехчасового практического занятия.

Задание на самостоятельную работу

1.Изучить материал по учебнику [1] страницы 34-44.

2.Решить задачу: минимизировать с применением карты Карно булеву функцию четырех переменных,. если она задана в цифровом виде

F (A,B,C,D) =

Доцент кафедры Б.Степанов

Рецензент начальник кафедры

полковник Г.Журбин

Для передачи каждого бита информации отводится одинаковый интервал времени, называемый тактом. Любое цифровое устройство тактируется. При этом такты задаются генератором тактовой частоты.

Тактирование означает, что входные и выходные двоичные наборы изменяются только в момент начала следующего такта. В течение же такта производится преобразование входного набора в выходной. Т.о., такт определяет скорость обработки информации или, что то же самое, быстродействие ЦУ.

В обеих формах сигналы принимают только два значения и потому называются двоичными сигналами. В этой терминологии КЦУ определяется следующим образом:

комбинационным называется цифровое устройство, у которого выходные двоичные сигналы в любой момент времени зависят только от тех двоичных сигналов, которые поступают на вход устройства в тот же момент времени.

Отсюда следует, что сигналы на выходе КЦУ изменяются практически сразу после изменения входных сигналов. Т.е. КЦУ не обладают памятью.

Любая задача синтеза ЦУ начинается с определения разрядной сетки, необходимой для обработки десятичных чисел в заданном диапазоне от М_min до М_max. Определяется она выражением:

n = ù log₂(М_max + 1) é, где ù x é – наименьшее целое, не меньшее х.

Отсюда легко решается обратная задача: наибольшее десятичное целое, которое можно отобразить в n-разрядной сетке М_max = 2ⁿ – 1. Как видно, М_min не имеет никакого значения. Тогда, положив М_min = 0, последнее выражение позволяет определить общее количество (N) двоичных n-разрядных наборов: N = 2ⁿ (0 входит в диапазон чисел).

Различают полностью и не полностью (частично) определенные КЦУ. КЦУ называется полностью определённым, если каждому из всех его возможных входных двоичных наборов поставлен в соответствие строго определенный двоичный набор на выходе. Если хотя бы для одного входного набора значение соответствующего выходного набора безразлично, КЦУ называется не полностью или частично определённым.

На практике частично определенным КЦУ соответствуют ситуации, когда некоторые двоичные наборы либо никогда не появляются на входе, либо соответствующие выходные наборы всегда оказываются невостребованными последующими устройствами.

Синтез любого КЦУ проводится в следующей последовательности:

1. Задается закон функционирования.

2. Для каждого из m выходов выводится минимальная ФАЛ, то есть ФАЛ с минимальным числом членов и минимальным числом аргументов в каждом члене.

3. При необходимости каждая минимальная ФАЛ записывается в заданном минимальном базисе.

4. Cтроится структурная схемы устройства.

2.2. Способы задания КЦУ

2. Скобочная запись таблицы истинности.

полностью определенное частично определенное

у/_n=3 = [0, 1, 4, 7] у/_n=3 = [1, 4, 7, (2, 3, 6)]

у/_n=3 = (2, 3, 5, 6) у/_n=3 = (2, 3, 6, [1, 4, 7])

Существуют системы государственного или федерального регули­рования, муниципальное или местное планирование, внутрипроиз­водственное или корпоративное проектирование, а также отраслевое, территориальное, республиканское и другие виды планирования. Необходимо подробно рассмотреть с научных и учебных позиций все существующие виды планирования на предприятии, В отечественной планово-экономической литературе и хозяйственной практике все­гда было общепризнанным выделять два основных вида планиро­вания;технико-экономическое и оперативно-производственное [21, 26, 44, 57].

Технико-экономическое планирование предусматривает разработку целостной системы показателей развития техники и экономики пред­приятия в их единстве и взаимозависимости как по месту, так и по времени действия. В ходе данного этапа планирования обосновыва­ются оптимальные объемы производства на основе учета взаимодей­ствия спроса и предложения на продукцию и услуги, выбираются необходимые производственные ресурсы и устанавливаются рацио­нальные нормы их использования, определяются конечные финан­сово-экономические показатели и т.п.

Оперативно-производственное планирование представляет собой последующее развитие и завершение технико-экономических планов предприятия. На данном этапе планирования устанавливаются теку­щие производственные задания отдельным цехам, участкам и рабо­чим местам, осуществляются разнообразные организационно-управ­ленческие воздействия с целью корректировки процесса производст­ва и т.п.

Всякое планирование предусматривает обеспечение необходимого развития тех или иных производственных объектов, экономических систем или предприятия в целом. В развивающейся рыночной эконо­мике поэтому значительно возрастает роль внутрихозяйственного планирования на всех отечественных предприятиях. Высокая степень экономической свободы в плановой деятельности предполагает не только расширение практической работы на всех фирмах и предпри­ятиях, но и развитие научных знаний и совершенствование самой теории внутрихозяйственного планирования. В частности, требуется расширение существующей классификации систем, видов, принци­пов и методов планирования. На наш взгляд, все виды планирования на предприятии могут быть систематизированы по таким основным классификационным признакам, как содержание планов, уровень управления, методы обоснования, время действия, сфера применения, стадии разработки, степень точности и др.

1. По содержанию планов следует выделять, кроме рассмотренного технико-экономического и оперативно-производственного, такие виды внутрихозяйственного планирования, как организационно-тех­нологическое, социально-трудовое, снабженческо-сбытовое, финан­сово-инвестиционное, бизнес-планирование и др. Каждый из них предусматривает выбор своей системы плановых показателей, характеризующих виды конкретной деятельности, сроки выполнения работ, конечные или промежуточные результаты и т.д.

2. По уровню управления в зависимости от числа линейных звеньев на предприятиях принято различать такие виды внутрихозяйственного планирования, как фирменное, корпоративное, заводское или иные системы планов, относящиеся к высшему управленческому звену или в целом ко всей хозяйственной организации. На среднем уровне уп­равления применяется, как правило, цеховая система планирования, на нижнем — производственная, которая может охватывать отдельные объекты планирования (участок, бригада, рабочее место и т.д.).

3. По методам обоснования в современном производстве находят
применение следующие системы внутрифирменного планирования:
рыночное, индикативное и административное, или централизованное. На предприятиях с государственной, федеральной муниципальной и другими формами общественной собственности преобладает централизованная, или административная, система планирования. В хозяйственных товариществах и акционерных обществах и на других предприятиях с частной формой собственности применяются виды рыночного или индикативного планирования. Важнейшими экономическими регуляторами или ориентирами в этих видах планирования служат соответственно механизмы свободных рыночных отношений, система взаимосвязанных индикаторов или показателей, централизованные или директивные решения вышестоящих органов управления. Рыночное самопланирование основано на взаимодействии спроса, предложения и цен на производимые товары и услуги. Если величина спроса на данный товар превышает предложение, то
соответствующим образом увеличивается и цена товара и, следовательно, планируется расширение его производства. А при снижении
цен и объема продажи товара его выпуск также снижается. Индикативное планирование — это по существу государственное регулирование цен и тарифов, действующих видов и ставок налогов, банковских процентных ставок за кредит, минимального уровня заработной
платы и других макроэкономических показателей. Централизованное,
или директивное планирование предусматривает установление выше- стоящим органом управления подчиненному предприятию плановых показателей натуральных объемов производства продукции, номенк­латуры выпуска и сроков поставки товаров, а также многих иных эко­номических нормативов. Эти три системы внутрифирменного плани­рования не противоречат одна другой и могут применяться одновре­менно в той мере, в какой требуется расширение или сужение зоны использования того либо иного вида планирования.

4. По времени действия внутрифирменное планирование бывает: краткосрочным, или текущим; среднесрочным, или годовым; долго­срочным, или перспективным. Долгосрочное планирование обычно осуществляется на период от 3 до 10 лет, среднесрочное — в пределах от 1 до 3 лет, а краткосрочное — в течение одного планового года, квартала, месяца, декады или недели.

5. По сфере применения внутрихозяйственное планирование под­разделяется на межцеховое, внутрицеховое, бригадное и индивиду­альное, их объектом служит соответствующая производственная сис­тема или подразделение предприятия.

6. По стадиям разработки внутрипроизводственное планирование бывает предварительное и окончательное. На первом этапе обычно разрабатываются проекты планов, которые после их утверждения на втором этапе получают затем силу законов.

7. По степени точности планирование может быть укрупненным и уточненным. Точность планов в основном зависит от применяемых методов, нормативных материалов и сроков планирования, а также, главным образом, от уровня профессиональной подготовки и произ­водственного опыта экономистов-менеджеров или плановиков-ис­полнителей.

8. По типам целей, учитываемым в планировании, оно может быть определено как оперативное, тактическое, стратегическое или нор­мативное. В процессе планирования преследуется три основных типа целей: задачи, которые необходимо достичь в пределах планируемого периода; цели, или вехи, к которым предполагается приблизиться в рамках планируемого периода или которые могут быть достигнуты позднее; идеалы, которые не считаются достижимыми, но к которым предусматривается приближение в планируемом периоде или за его пределами [3. С. 98].

Оперативное планирование представляет собой выбор средств ре­шения задач, которые поставлены, даны или установлены вышесто­ящим руководством, а также являются традиционными для предпри­ятия, например распределение выпуска продукции по объему, номен­клатуре и срокам, установленным вышестоящим руководством. Такое планирование бывает обычно краткосрочным. Основная его задача состоит в выборе необходимых средств и ресурсов для выполнения заданных объемов работы или стоящих оперативных задач.

Тактическое планирование заключается в обосновании задач и средств, необходимых для достижения заранее установленных или традиционных целей. Например, тактическая цель завоевать лидер­ство на рынке в ближайшие пять лет может быть задана отделу мар­кетинга руководством предприятия. Отдел должен разработать пяти* летний план по сокращению разрыва между предприятием и сущест­вующим лидером на рынке. Далее выбираются необходимые средства достижения поставленных целей в будущем.

Стратегическое планирование включает выбор и обоснование средств, задач и целей для достижения заданных или традиционных для предприятия идеалов. В качестве стратегических идеалов пред­приятие может выбрать экономический рост, непрерывное развитие человеческого потенциала, периодическое обновление выпускаемой продукции, выход на мировой рынок и т.п. Такое планирование, как правило, бывает долгосрочным.

Нормативное планирование требует открытого и обоснованного выбора средств, задач, целей и идеалов. Оно не имеет установленных границ или фиксированного горизонта. В таком планировании реша­ющую роль играет правильный выбор идеала или миссии фирмы.

Рассмотренные четыре вида планирования по типам целей имеют весьма широкое распространение как на отечественных предприяти­ях, так и на зарубежных фирмах. Оперативное планирование осуще­ствляется в основных подразделениях предприятия самостоятельно. Тактическое охватывает взаимосвязи, сложившиеся внутри подсис­тем или цехов, а также между подразделениями и предприятием в целом. Стратегическое учитывает существующие взаимоотношения не только внутри предприятия, но и различные отношения между организацией как целой системой и ее внешними деловыми партне­рами и всем окружением, с которым она непосредственно взаимо­действует и на которое сама оказывает определенное влияние. Нор­мативное планирование распространяется на все внутренние и внеш­ние взаимоотношения, включая связи между предприятием и его фоновым окружением, на какое оно не оказывает влияния, но кото­рое само на него воздействует. Все эти виды планирования позволяют учитывать внутренние и внешние изменения в производственной де­ятельности предприятия и способствуют повышению уровня разви­тия его экономического потенциала и качества жизни работников.

В зарубежной науке и практике планирования будущего корпора­ций принято также выделять четыре основных вида временной ориен­тации или типологии составления планов. По классификацииР.Л. Акоффа, планирование бывает реактивным, инактивным, преактивным и интерактивным. У одних плановиков преобладает ориентация на прошлое (реактивная), у других — на настоящее (инактивная). у третьих — на будущее (преактивная). Четвертый вид ориентации пред­полагает взаимодействие (интерактивного) прошлого, настоящего и будущего как различных, но не разделимых видов планирования [3. С. 841.

Реактивное планирование базируется на анализе предшествующего опыта и истории развития производства и чаще всего опирается на старые организационные формы и сложившиеся традиции. Такое планирование рассматривает производственные проблемы по отдель­ности, а не как соответствующую систему, и потому не учитывает взаимодействие целого и его отдельных частей. Кроме того, оно ос­новывается на ошибочном представлении, что если избавиться от ненужного, то получится требуемый результат. Это планирование начинает менеджер низшего звена с перечня того, что нужно преду­смотреть для предстоящих изменений. Затем разрабатывается проект отыскания и устранения причины недостатков, производится оценка затрат и результатов по каждому проекту и устанавливаются нужные приоритеты. Далее отбирается проект, предполагающий обычно рас­ходование больших ресурсов, чем требуется в реальных условиях. Ото­бранный проект плана передается непосредственному руководителю, который после своей корректировки направляет его на следующий уровень управления. Передача проекта продолжается до тех пор, пока сводные планы не достигают высшего уровня управления, где проис­ходит окончательный выбор варианта, знаменующий завершение аналитического процесса разработки внутрифирменного плана. Ре­активное планирование, ориентированное на прошлое, очень часто приводит к вытеснению продуктов и услуг этих корпораций не толь­ко с внешнего, но и внутреннего рынка, поскольку другие фирмы лучше планируют и осваивают конкурентоспособную продукцию.

Инактивное планирование ориентируется на существующее поло­жение предприятия и не предусматривает как возвращения к прежне­му состоянию, так и продвижения вперед. Его основными целями являются выживание и стабильность производства. Свой стиль, тра­диции и правила инактивные организации ценят выше, чем эконо­мичность или эффективность планово-производственной деятельно­сти. Лучше всех существуют те предприятия с инактивным стилем управления, у которых выживание не зависит от продуктивности труда. Много примеров инактивного планирования можно найти на го­сударственных предприятиях, в административных учреждениях, бюджетных организациях, а также в отделах обслуживания и функциональных службах различных предприятий (фирм), Инактивное пла­нирование, ориентированное на настоящее, не способствует эконо­мическому росту и развитию отечественных предприятий.

Проективное планирование направлено на осуществление непре­рывных изменений в различных сферах деятельности предприятий (фирм). В своем стремлении к лучшему преактивисты опираются на все достижения науки и техники, широко применяют эксперимент и прогнозирование, но мало используют накопленный опыт. Такое пла­нирование состоит из прогнозирования будущего и подготовки к нему и осуществляется на предприятиях «сверху вниз». Начинается оно с прогнозирования внешних условий, затем формулируются важней­шие цели предприятия и его стратегия как целостная программа их достижения. Основная трудность преактивного планирования выте­кает из того факта, что, чем дальше в будущее проникает прогноз, тем больше вероятная ошибка. Поэтому эффективная подготовка возможна в лучшем случае для относительно близкого будущего. Следовательно, преактивное планирование, основанное на прогно­зах, может быть эффективным лишь для относительно короткого пе­риода.

Интерактивное планирование заключается в проектировании же­лаемого будущего и изыскании путей его построения. Такое плани­рование поэтому скорее сосредоточивается на повышении результа­тивности со временем, его цель максимизировать свою способность обучаться и адаптироваться или развиваться. Ускорение социально-экономических изменений делает обучение и адаптацию ключевыми моментами интерактивного планирования. Ни одну проблему как для экономики или общества в целом, так и для отдельного пред­приятия (фирмы) нельзя решить навсегда или надолго, и поэтому по мере ускорения изменений период действия планово-управлен­ческих решений сокращается. Более того, решение одной проблемы создает новые, иногда и более трудные, чем решенные. Прогресс экономической науки, например, определяется в равной степени пе­реходом как от простых проблем к сложным, так и от сложных ре­шений к простым. Интерактивное планирование, ориентированное на взаимодействие прошлого, настоящего и будущего, направлено на повышение уровня индивидуального, организационного и обще­ственного развития предприятия и всей страны и улучшение качества жизни людей (3. С. 100].

Данная классификация видов и систем внутрифирменного пла­нирования является наиболее полной в учебной и научной литера­туре. В определенной мере она также характеризует и основное содержание любой плановой деятельности не только на предприятиях, но и на всех других уровнях управления. Представляется здесь необ­ходимым уточнить содержание или предмет этой деятельности с научных и практических позиций.

Теория планирования предусматри­вает формирование научных знаний по следующим важнейшим проблемам: методология рыночного планирования, разработка норма­тивной базы, механизм взаимодействия плановых нормативов и пока­зателей, методика составления планов, стратегическое планирование, сетевое планирование, бизнес-планирование, технико-экономическое планирование, социально-трудовое планирование, финансовое плани­рование, оперативное планирование, экономическая оценка планов, со­вершенствование планирования и т.д. Практика планирования пред­полагает освоение теории и методологии, изучение методов и спо­собов обоснования планов, использование знаний для поиска и выбора необходимых средств и ограниченных ресурсов, обеспечи­вающих возможность осуществления намеченных целей и выполне­ния планов производственно-экономической деятельности.

Содержание рыночного планирования на предприятиях определя­ется такими взаимосвязанными внешними и внутренними фактора­ми, как потребители и поставщики, объект и система показателей, методы и технология составления планов и т.п.

Всякое планирование как процесс практической деятельности включает обычно несколько этапов, или стадий, основное назначе­ние которых состоит в следующем:

формулирование состава предстоящих плановых проблем, опреде­ление системы ожидаемых опасностей или предполагаемых возмож­ностей развития предприятия или фирмы;

обоснование выдвигаемых стратегий, целей и задач, которые пла­нирует осуществить предприятие в предстоящий период, проектиро­вание желаемого будущего организации;

планирование основных средств достижения поставленных целей и задач, выбор или создание необходимых средств для приближения к желаемому будущему;

определение потребности ресурсов, планирование объемов и струк­туры необходимых ресурсов и сроков их поступления;

проектирование внедрения разработанных планов и контроль за их выполнением.

Приведенный порядок планирования широко распространен на американских фирмах [3. С. 111]. На отечественных предприятиях также применяется подобная технология планирования, содержащая три основных этапа практической деятельности [4. С. 47]:

1) составление планов, принятие решений о будущих целях орга­низации и способах их достижения;

2) организация выполнения плановых решений, оценка реальных показателей деятельности предприятия;

3) контроль и анализ конечных результатов, корректировка факти­ческих показателей и совершенствование деятельности предприятия.

Правильный выбор вида, содержания и технологии внутрихозяй­ственного планирования на отечественных предприятиях имеет существенное значение не только для обоснования целей и планов, но и повышения эффективности производства и качества производимых товаров и услуг, выхода на мировой рынок.

2. ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ПЛАНИРОВАНИЯ

План внутрихозяйственной деятельности предприятия содержит целую систему экономических показателей, представляющих общую программу развития всех производственных подразделений и функ­циональных служб, а также отдельных категорий персонала. План — это одновременно конечная цель деятельности фирмы, руководящая линия поведения персонала, перечень основных видов выполняемых работ и услуг, передовая технология и организация производства, необходимые средства и экономические ресурсы и т.д. Планирование характеризует картину будущего, где ближайшие события начертаны с известной отчетливостью, соответственно ясности всего плана, а отдаленные — представлены более или менее смутно [61. С. 42].

Таким образом, план — это предвидимая и подготовленная на извест­ный период программа (прогноз) социально-экономического развития предприятия (фирмы) и всех его подразделений.

Планирование деятельности является на каждом предприятий (фирме) наиболее важной функцией производственного менеджмен­та. В планах отражаются все принятые управленческие решения, со­держатся обоснованные расчеты объемов производства и продажи продукции, приводится экономическая оценка затрат и ресурсов и конечных результатов производства.

В ходе составления планов руководители всех звеньев управления намечают общую программу своих действий, устанавливают главную цель и результат совместной работы, определяют участие каждого отдела или работника в общей деятельности, объединяют отдельные части плана в единую экономическую систему, координируют работу всех составителей планов и вырабатывают решения о единой линии трудового поведения в процессе выполнения принятых планов. При разработке сводного плана и выборе линии поведения всех работников необходимо не только обеспечить соблюдение определенных правил и принципов планирования, но и осуществить достижение принятых планов и выбранных целей в будущем.

Впервые общие принципы планирования были сформулирова­ны А. Файолем. В качестве основных требований к разработке программы действия или планов предприятия им были названы пять принципов: необходимость, единство, непрерывность, гибкость и точность.

Принцип необходимости планирования означает повсеместное и обязательное применение планов при выполнении любого вида трудовой деятельности. Всякий труд, как известно, — это целесообраз­ная деятельность, направленная на преобразование природных ре­сурсов в готовую продукцию или услуги и удовлетворение потребно­стей людей. А. Файоль заметил также, что никто не оспаривает пользы программы действия: прежде чем действовать, мы должны знать, чего хотим и что можем. Отсутствие плана или программы сопровождает­ся колебаниями, ошибочными маневрами, несвоевременной переме­ной ориентации, являющимися причинами плохого состояния, если не краха, дел. Вопрос о необходимости плана на каждом предприя­тии, видимо, даже не должен ставиться: программа предстоящих дей­ствий является безусловно необходимой. Планы, или программы, мо­гут быть разные: простые и сложные, краткие либо очень подробные, на продолжительный либо короткий срок, внимательно рассмотрен­ные либо принятые наспех, хорошие, посредственные либо плохие [61. С. 42]. Принцип необходимости или обязательности планирова­ния особенно важен в условиях свободных рыночных отношений, по­скольку его соблюдение соответствует современным экономическим требованиям рационального использования ограниченных ресурсов на всех предприятиях.

Принцип единства планов предусматривает разработку общего или сводного плана социально-экономического развития предприятия. На отечественных предприятиях наряду с так называемым техпромфинпланом существуют отдельные планы производства и продажи про­дукции, планы издержек и доходов, а также планы технического, организационного и финансового развития всего предприятия или частичные планы производственных подразделений и функциональ­ных служб. Однако все эти планы должны быть тесно увязаны с еди­ным комплексным планом социально-экономического развития предприятия таким образом» чтобы всякое видоизменение различных разделов плана или плановых показателей тотчас же переносилось или отражалось и в общем плане предприятия. Единство планов пред­полагает общность экономических целей и взаимодействие различных подразделений предприятия на горизонтальном и на вертикаль­ном уровнях планирования и управления. Внутрифирменное плани­рование является по своему назначению основой соблюдения един­ства планов на уровне предприятия (фирмы).

Принцип непрерывности планов заключается в том. что на каждом предприятии процессы планирования, организации и управления производством, как и трудовая деятельность, являются взаимосвязанными между собой и должны осуществляться постоянно и без оста­новки. Чтобы не было перерывов или остановок в производственной деятельности, необходимы не только непрерывность планирования, но и соответствующее обновление выпускаемой продукции и выпол­няемых работ. Это предполагает, что на смену одному плану произ­водства приходит без перерыва другой: один товар своевременно за­меняется по требованию рынка другим. Кроме того, непрерывность планирования означает постепенный переход от стратегических пла­нов к тактическим, а от них — к оперативным, а также необходимое взаимодействие между краткосрочными и долгосрочными планами. На большинстве отечественных предприятий в условиях рынка дей­ствуют в основном годичные планы. Все другие виды программ как большей, так и меньшей продолжительности должны быть строго согласованы с годовыми планами и могут функционировать одновре­менно. Непрерывность планирования позволяет сделать возможным постоянный контроль, анализ и модификацию планов при измене­нии как внутренней, так и внешней среды. В процессе непрерывного планирования происходит заметное сближение фактических и пла­новых показателей производственно-экономической деятельности на каждом предприятии.

Принцип гибкости планов тесно связан с непрерывностью плани­рования и предполагает возможность корректировки установленных показателей и координации планово-экономической деятельности предприятия. Постоянные изменения в технике, технологии и орга­низации производства приводят обычно к снижению расхода запла­нированных ресурсов и к необходимости уточнения первоначальных планов. В условиях рынка возможны также значительные колебания спроса, изменения действующих цен и тарифов, которые тоже ведут к соответствующим поправкам в различных планах. Поэтому все пла­ны на наших предприятиях, как это принято в мировой практике, должны содержать резервы, именуемые иначе надбавками «безопас­ности», или «подушками» [68. С. 120]. При соблюдении этого требо­вания необходимо также планировать величину таких резервов, ибо их необоснованное применение сказывается на результатах планиро­вания.

Принцип точности планов определяется многими как внугрифирменными факторами, так и внешним ее окружением. Высокая сте­пень точности планов, видимо, представляется вообще не очень не­обходимой нашим предприятиям в условиях свободных рыночных отношений. Поэтому всякий план должен составляться с такой точ­ностью, которую желает достичь само предприятие, с учетом его фи­нансового состояния и положения на рынке и многих других факто­ров. Иначе говоря, степень точности планов возможна любая, но при обеспечении допустимой эффективности производства. Главным об­разом она определяется применяемыми системами и методами пла­нирования. При оперативном или краткосрочном планировании тре­буется более высокая степень точности плановых показателей, при стратегическом или долгосрочном — можно ограничиться выбором общей цели и составлением приближенных расчетов.

В современной отечественной науке и практике планирования помимо рассмотренных классических требований, широкую извест­ность имеют общеэкономические принципы: системность, целенаправ­ленность, комплексность, оптимальность, эффективность, научность, приоритетность, сбалансированность, занятость, директивность, само­стоятельность, равнонапряженность, конкретность, объективность, ди­намичность, риск и др. Все они достаточно подробно раскрыты в на­учной и учебной литературе по планированию [3, 4, 12, 21, 28]. Каж­дый из них будет в дальнейшем рассмотрен в соответствующих разделах внутрифирменного планирования. Здесь же представляется необходимым коснуться лишь тех названных принципов, которые на­иболее тесным образом связаны с основными методами эффективно­го рыночного планирования.

Начнем с принципа комплексности. На каждом предприятии ре­зультаты экономической деятельности различных подразделений во многом зависят от: уровня развития техники, технологии и организа­ции производства; применяемых систем управления персоналом, мо­тивации и оплаты труда; использования имеющихся материальных, трудовых и финансовых ресурсов, показателей продуктивности, до­ходности и платежеспособности и т.п. Все перечисленные факторы образуют целостную комплексную систему плановых показателей, так что всякое количественное или качественное изменение хотя бы од­ного из них приводит, как правило, к соответствующему изменению многих других экономических показателей. Кроме того, на производ­стве любое плановое решение влияет не только на экономические результаты, но и на социальные, технические, организационные и др. Поэтому необходимо, чтобы принимаемые плановые и управленчес­кие решения были комплексными, обеспечивающими учет изменений как в отдельных объектах, так и в конечных результатах всего предприятия.

Принцип эффективности требует разработки такого варианта производства товаров и услуг, который при существующих ограничениях используемых ресурсов обеспечивает получение наибольшего экономического эффекта. Любой плановый эффект показывает степень достижения некоторого заданного результата: как будет выполнена работа по производству товара или услуги, удовлетворит ли она потребителя и как будет продано, какая возможна общая прибыль и т.п. При оценив эффекта в процессе планировании обычно происходит сравнение ожидаемых показателей с заранее выбранной целью, уста­новленным нормативом доходности и другими сравнительными дан­ными, Оценить реальный эффектна стадии разработки плана прак­тически не всегда возможно, тем не менее его надо планировать. Известно, что всякий эффект в конечном итоге заключается в эконо­мии различных ресурсов на производство единицы продукции. Первым показателем планируемого эффекта может служить превышение результатов над затратами.

Принцип оптимальности подразумевает необходимость выбора лучшего варианта на всех этапах планирования из нескольких воз­можных или альтернативных. Критерием оптимальности различных планов может быть минимальная трудоемкость, материалоемкость или себестоимость продукции при существующих условиях производ­ства и ограничениях ресурсов, а также максимальная прибыль и дру­гие конечные результаты, величина которых предварительно опреде­ляется в процессе внутрифирменного планирования на каждом пред­приятии.

Следовательно, основные принципы планирования ориентируют все наши предприятия и фирмы на достижение наилучших экономических показателей. Многие принципы весьма тесно связаны и переплетены между собой. Некоторые из них, например эффективность и опти­мальность, действуют в одном направлении. Другие, гибкость и точ­ность, — в разных направлениях. Наши экономисты-менеджеры име­ют В настоящее время большой выбор существующих принципов пла­нирования. Наряду с важнейшими рассмотренными принципами необходимо остановиться еще на двухосновных положениях разра­ботанного Р. Л. Акоффом нового метода интерактивного планирова­ния: принцип участия и принцип холизма.

Принцип участия оказывает активное воздействие персонала на процесс планировании. Он предполагает, что никто не может плани­ровать эффективно для кого-то другого. Лучше планировать для себя, неважно насколько плохо, чем быть планируемым другими не важно, насколько хорошо. Смысл этого: увеличивать свои желания и способности удовлетворять потребности как собственные, так и чужие. Планирование другими не может увеличить эти желания и способности, только собственное планирование даст такую возможность Оно должно быть столь же радостным, сколь производительным. При этом главная задача профессиональных плановиков состоит в стиму­лировании и облегчении планирования другими для себя. Экономисты-менеджеры должны обеспечивать мотивы, информацию, знание, понимание, мудрость и воображение, необходимые остальным категориям персонала, чтобы планировать для себя |3. С. 1011.

Принцип холизма состоит из двух частей: координации и интегра­ции. Каждая из них относится к своему измерению предприятия, которое разделено на уровни, а каждый уровень — на объекты, различающиеся по выполняемым функциям, выпускаемой продукции и обслуживаемому рынку. Координация охватывает согласованное взаимодействие объектов одного уровня, интеграция - между объектами разных уровней.

Принцип координации устанавливает, что деятельность ни одной части организации нельзя планировать эффективно, если ее выпол­нять независимо от остальных объектов данного уровня. Отсюда вы­текает, что деятельность подразделений одного уровня следует планировать не только одновременно, но и во взаимозависимости с другими. Не важно, где возникают проблемы, решать их следует совместно с остальными.

Принцип интеграции определяет, что планирование, осуществля­емое независимо на каждом уровне, не может быть столь же эффек­тивным без взаимоувязки планов на всех уровнях. Стратегия или так­тика, сформулированная на одном уровне предприятия, часто созда­ет новые проблемы для других уровней. Поэтому для ее решения необходимо изменение стратегии другого уровня.

Сочетание принципов координации и интеграции дает известный принцип холизма. Согласно ему чем больше элементов и уровней в системе, тем выгодней планировать одновременно и во взаимозави­симости. Эта концепция планирования «сразу всеми» противостоит последовательному планированию как сверху вниз, так и снизу вверх [3. С. 111].

Таковы важнейшие требовании или принципы рыночного планирования в современном производстве. На их основе развиваются и формируются в процессе практической деятельности и все действую­щие общенаучный методы планирования, которые представляют про­цесс поиска обоснования и выбора необходимых плановых показа­телей и результатов. В зависимости от главных целей или основных подходов, используемой исходной информации, нормативной базы, применяемых путей получения и согласования тех или иных конеч­ных плановых показателей принято различать следующие методы планирования; Научные, экспериментальные, нормативные, балансовые, системно-аналитические, программно-целевые, экономико-математичес­кие, инженерно-экономические, проектно - вариантные и т.п. У каждого из этих методов, судя по их названию, имеется несколько преоблада­ющих признаков, или приоритетных требований, к основному пла­нируемому результату. Например, научный метод базируется на ши­роком использовании глубоких знаний о предмете планирования, экспериментальный— на анализе и обобщении опытных данных, нормативный — на применении исходных нормативов и т.д. В про­цессе планирования ни один из рассматриваемых методов не приме­няется в чистом виде. В основе эффективного внутрифирменного планирования должен лежать системный научный подход, основанный на всестороннем и последовательном изучении состояния пред­приятия и его внутренней и внешней среды. Системный анализ при­зван найти ответы на следующие вопросы о работе предприятия и его подразделений [3. С. 115]:

1. Как выделить систему, деятельность которой мы собираемся
планировать?

2. В какой сфере и в каких условиях действует предприятие?

3. Как организована фирма и как она функционирует в действи­тельности?

4. Какие политика и практика фирмы, се стратегия и тактика дей­ствуют в настоящий момент?

5. Каковы главные стилевые предпочтения руководства фирмы?

6. Как работало предприятие в прошлом и как оно работает сейчас?

7. Кем являются акционеры предприятия, сколько их по каждой категории?

8. Что представляют собой конкуренты фирмы, какова их доля на рынке и как она изменяется?

9. Какие законы и правительственные постановления влияют и каким образом на работу предприятия?

Полученные в ходе системного анализа ответы на подобные во­просы позволяют выявить все основные факторы, ограничивающие рост корпорации и мешающие ее плановому развитию. Основные препятствия развитию наших предприятий в условиях свободных рыночных отношений обычно создаются как внутренними, так и внешними условиями. Выявление и выбор путей преодоления внут­ренних факторов должны стать основой планирования развития раз­личных предприятий и фирм, совершенствования их организационных структур управления, повышения эффективности всех видов де­ятельности.

Следует, однако, отметить, что на практике использовать полученный энергетический критерий (3.2) не представляется возможным. Это связано с тем, что энергия является функцией одновременно нескольких параметров. Поэтому в практических расчетах используют критерии, оперирующие не с полной энергией, а с зависящими от нее величинами, выявляемыми из практических соображений.

3.2 Практические критерии статической устойчивости электрической системы

Практическими критериями статической устойчивости пользуются при так называемой позиционной идеализации электрической системы. При этом допускается, что все параметры режима и самой системы зависят только от ее данного положения (позиции ротора генератора), т.е. пренебрегается различным влиянием на эти параметры переходных процессов.

3.2.1 Прямой практический критерий статической устойчивости электрической системы

Рассмотрим простейшую электрическую систему (рис.2.1). Предполагаем, что в этой системе параметром П, от которого зависит изменение режима и по которому должна проверяться устойчивость, будет угол . От общего энергетического критерия можно получить критерий, оперирующий с активной мощность, которая зависит от угла .

или .

В данном случае генерируемая активна мощность это мощность турбины, т.е. . Мощность, расходуемая в нагрузке, это электромагнитная мощность вырабатываема генератором, т.е. . Тогда при условии постоянство мощности турбины имеем прямой практический критерий простейшей электрической системы, который записывается в следующем виде:

. (3.3)

Критерию (3.3) можно дать простую физическую трактовку. В устойчивых режимах при случайном малом отклонении угла на величину (возмущение режима) появляются отличия электромеханического (тормозящего) момента от механического (вращающего) и отклонившийся на в любом направлении ротор возвращается в исходное (устойчивое) состояние.

Докажем это с помощью угловой характеристики мощности (рис.3.1). Установившийся режим возможен либо в точке 1, либо в точке 2, в которых мощности генератора P и турбины Р _Т уравновешивают друг друга.

Рассмотрив режим работы в точке 1. Если допустить, что угол получает положитель-ное приращение , то мощность генератора, следуя синусоидальной зависимости также изменится (увеличится) на некоторую величину . Причем, как выте-кает из рис.3.1, положительному при-ращению угла соответ-ствует положительное приращение мощности. Мощность турбины не завис от угла и поэтому остается постоянной. Утверждение, что мощность зависит только от угла в данный момент времени и не зависит от того как этот угол был достигнут, и означает допущение позиционности системы. В результате изменения мощности генератора баланс моментов нарушается и на валу машины возникает избыточный момент тормозящего характера, поскольку тормозящий момент генератора преобладает над вращающим моментом турбины. Под влиянием тормозящего момента вращения ротора генератора начинает замедляться, что обуславливает уменьшение угла . В результате этого уменьшения угла вновь восстанавливается исходный режим работы в точке 1. К такому же выводу можно прийти, если проанализировать отрицательное приращение угла для точки 1. Следовательно, режим работы в точке 1 должен быть признанный как устойчивый.

Совершенно иной получается картина в точке 2. Здесь положительное (увеличение) приращение угла (точка 2^’) сопровождается отрицательным (уменьшением) мощности генератора. Это вызывает появление на валу генератора избыточного момента тормозящего характера. Под его влиянием угол не уменьшается а, наоборот, возрастает. С ростом угла мощность генератора продолжает падать, что обуславливает дальнейшее увеличение угла и т.д. Процесс сопровождается непрерывным перемещением вектора ЭДС, жестко связанного с ротором генератора, и станция выпадает из синхронизма. Таким образом, режим работы в точке 2 статически неустойчив и практически неосуществим. Из выполненного анализа непосредственно вытекает формальный признак статической устойчивости электрической системы: приращение угла и мощности должны иметь один и тот же знак, т.е

. Переходя к пределу, имеем прямой практический критерий СУ ЭС:

.(3.4)

Полученный критерий подтверждает, ранее полученный (3.3).

Полученный критерий используется для определения предела передаваемой мощности. Граничный режим наступает при условии . Из этого условия определяется значение угла, при котором наступает экстремальное значение функции, а затем и само максимальное (предельное) значение передаваемой мощности.

3.2.2 Косвенные (вторичные) критерии статической устойчивости

Ранее было установлено, что формальным признаком статической устойчивости является положительный знак производной мощности по углу. Однако вычисление этой производно не всегда возможно. Это относится, в частности, при работе генератора не на шины неизменного напряжения, на систему соизмеримой мощности или при представлении нагрузки своими статическими характеристиками. В этом приходится искать другие решения, позволяющие подойти к оценке устойчивости. Рассмотрим некоторые из них.

Рассматривая вместо полной энергии в (3.2) реактивную мощность Q, а определяющий ее параметр U, получим следующий косвенный практический критерий статической устойчивости электрической системы, представленной на рис.3.2.

или