Введение к работе
Актуальность проблемы. Обеспечение надёжности и производственной безопасности в период эксплуатации объектов нефтегазовой отрасли в настоящее время является важнейшей задачей.
В последние годы в нефтегазовой отрасли активно осуществляется автоматизация и информация системы управления. Внедрение в практику сложных технических систем, таких, например, как SCADA-системы, DCS-системы, других современных средств и систем автоматики с одной стороны привело к качественному изменению информационно - программного и технического обеспечения систем управления, а с другой стороны требует разработки адекватных методов анализа их надежности.
Одним из основных вопросов при анализе надежности сложных технических систем является математическое моделирование функционирования систем, разработка формализованных методов и алгоритмов расчета, и на их основе анализ и прогнозирование показателей надежности. Трудность решения задачи анализа надежности систем автоматического управления обусловлена отсутствием универсальных методов, учитывающих сложность системы и ее особенности, такие, например, как произвольные законы распределения времени безотказной работы и восстановления элементов (блоков, узлов). Поэтому разработка новых методов расчета, алгоритмов и программ анализа надежное ги сложных технических систем при произвольных законах распределений является важной практической задачей.
Уровень надежности технических систем оказывает непосредственное влияние на эффективность производства. Повышение уровня надежности технических систем, с одной стороны, требует увеличения затрат на разработку технических систем, однако, с другой стороны, более надежная техническая система уменьшает потери во время эксплуатации. Следовательно, одной из важных прикладных задач анализа экономической эффективности при разработке и эксплуатации автоматизированных систем управлений технологическими процессами (АСУТП), и при выборе средств обеспечения надежности является задача определения оптимальных значений показателей надежности, при котором общая стоимость разработки и эксплуатации систем была бы минимальной.
Таким образом, целью диссертационной работы является исследование надежности функционирования автоматизированной системы
управления технологическими процессами газопереработки с произвольными законами распределения времени безотказной работы элементов (узлов, блоков) с целью принятия решений по повышению эффективности на этапах разработки и эксплуатации с учетом конкретных условий ГПЗ «Зинь Ко».
Для достижения поставленной цели решаются следующие основные задачи:
- разработка системы сбора и обработки информации для задач анализа
надежности функционирования АСУТП на ГПЗ «Зинь Ко»;
- исследование и выбор метода, разработка алгоритма определения
закона распределения времени безотказной работы элементов (блоков, узлов)
и его параметров по случайно-цензурированным выборкам, который
.позволяет достоверно определять вид закона при ограниченной информации об отказах;
обоснование математической модели надежности функционирования сложной технической системы с произвольными законами распределения времени безотказной работы и восстановления;
анализ метода и разработка алгоритма определения оптимальных значений показателей надежности с точки зрения минимизации общих затрат на техническое обслуживание системы;
- создание программного обеспечения (ПО) для определения
оптимальных значений показателей надежности технических систем, как
составной части ПО АСУТП ГПЗ «Зинь Ко».
При решении поставленных задач использовались теория управления, методы математической статистики, теория надежности, теория случайных процессов и оптимизации.
Научная новизна результатов, полученных в диссертационной рабі/ге состоит в том, что:
Получена модель надежности функционирования АСУТП ГПЗ «Зинь Ко», позволяющая определять характеристики надежности при произвольных законах распределениями времени безотказной работы и восстановления.
Сформулирована и решена задача оптимизации показателей надежности по критерию минимизации общих затрат на разработку и эксплуатацию технической системы, состоящей как из технологического оборудования так и системы автоматизации.
3. Разработаны алгоритм и программное обеспечение расчета оптимальных значений показателей надежности как составной части АСУТП ГПЗ «Зинь Ко».
Практическая значимость работы заключается в том, что:
Результаты работы доведены до инженерной программы «Reliability», которая может являться составной частью общего ПО завода и позволяет определять оптимальные значения показателей надежности в реальном масштабе времени. Результаты работы будут являться основой для практических рекомендаций по эксплуатации ГПЗ «Зинь Ко» во Вьетнаме.
На защиту выносятся следующие основные положения:
Алгоритм определения закона распределения времени безотказной работы элементов (блоков, узлов) системы и характеристик закона по случайно-цензурированным выборкам.
Математическая модель надежности функционирования автоматизированной системы управления технологическими процессами ГПЗ «Зинь Ко»;
Модель и алгоритм определения оптимальных значений показателей надежности технической системы с точки зрения минимизации затрат на ее обслуживание.
Публикации: По результатам научных исследований опубликовано 4 печатные работы, в том числе две, включенные в список ВАК для обязательной публикации.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях:
7-я научная конференция «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», 29-30 января 2007г., г.Москва.
7-я Всероссийская конференция молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России- «Новые технологии в газовой промышленности», 25-28 сентября 2007г., г.Москва.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, пятых глав и заключения, изложена на 113 страницах, содержит 38 таблиц, 25 рисунков, список литературы из 87 наименований, приложения.
Похожие диссертации на Исследование надежности функционирования автоматизированной системы управления технологическими процессами газопереработки : на примере ГПЗ "Зинь Ко" во Вьетнаме
