Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблемы качества на нефтехимическом предприятии 12
1.1. Общая характеристика нефтехимического предприятия 12
1.2. Технические требования к качеству моторных топлив 18
1.3. Качество нефтепродуктов - производное сырья, параметров нефтепереработки и компаундирования 25
1.4. Лабораторные информационные системы 32
Глава 2. Качество нефти - оперативная оценка 40
2.1. Оценка свойств нефти 40
2.2.Модели отдельных показателей 48
2.3. Виртуальное приготовление регламентных смесей 55
Глава 3. Функциональный синтез системы оперативного контроля качества продукции 62
3.1. Функциональный синтез 63
3.2. Исходная информация по показателям качества продукции 65
3.3. Функциональные задачи системы управления качеством 79
Глава 4. Генерация информационного обеспечения системы оперативного контроля качества продукции
4.1 Методология разработки информационного обеспечения 86
4.2. Структура базы данных 88
Глава 5. Разработка систем оперативного контроля качества на основе унифицированных решений 98
5.1. Разработка лабораторных информационных систем 98
5.2. Разработка системы оперативного контроля качества 112
Глава 6. Системы оперативного контроля качества ангарской нефтехимической компании 116
6.1. Унифицированные лабораторные системы 116
6.2. Информационно-аналитическая система «Качество» - составная часть корпоративной системы оперативного управления Ангарской нефтехимической компанией 129
Заключение 140
Библиографический список использованной литературы 143
- Общая характеристика нефтехимического предприятия
- Оценка свойств нефти
- Функциональный синтез
- Методология разработки информационного обеспечения
Введение к работе
В последнее время отечественные предприятия по мере продвижения своей продукции на рынки сбыта все чаще сталкиваются с жесткими требованиями к ее качеству.
Именно качество продукции является основой конкурентоспособности любого нефтехимического предприятия. Кроме качества конкурентоспособность зависит от сроков поставки, производительности, гарантий, сервисного обслуживания и ряда других слагаемых. Однако именно качество занимает 70% "весомости" всех показателей конкурентоспособности.
Качеству отдают предпочтение покупатели при выборе продукции.
Для достижения высокого качества нефтехимической продукции нужны соответствующее технологическое оборудование, заинтересованный квалифицированный персонал, а главное, хорошо отлаженная организация работ, в том числе четкое управление качеством.
Условимся понимать под качеством совокупность свойств и характеристик продукции, под обеспечением качества - формирование требуемых характеристик продукции при ее создании, а под управлением качеством - воздействие на процесс создания продукции с целью обеспечения качества [1-3].
Управление качеством - один из важнейших аспектов управления предприятием, наряду с управлением снабжением, финансами, производством. Проблема состоит в том, чтобы вывести управление качеством на первый план, внедрив "тотальное управление качеством", как это сделано на лучших зарубежных предприятиях - лидерах в области качества, успешно завоевывающих мировые рынки [4-6].
Каждому предприятию для успешной и устойчивой работы необходимо обеспечить выпуск запланированного объема продукции, соблюсти установленные сроки, добиться низкой себестоимости изделий и при этом обеспечить требуемый уровень качества. Трудность одновременного достижения этих целей заключается в том, что на практике они, как правило, противоречат друг другу. Увеличение объемов и сокращение сроков выпуска продукции зачастую приводит к снижению качества, а повышение качества обычно требует дополнительных затрат и снижения темпов производства [7, 8].
Возросшая мировая конкуренция привела к ужесточению требований, предъявляемых потребителем к качеству продукции. Для успешной экономической деятельности организаций разрабатываются высокоэффективные системы качества и руководящие указания, дополняющие требования к продукции, приводимые в стандартах и технических условиях.
Стандарты ИСО серии 9000 [9,10] реализуют опыт, накопленный национальными предприятиями в этой области. Одним из важнейших достижений является установление требований, предъявляемых к системам качества, которыми следует пользоваться при их оценке. Стандарты ИСО серии 9000 нашли широкое распространение во многих странах и, особенно в европейском регионе, в связи с созданием общеевропейского рынка. Следует отметить, что в Европе требования к системам качества предъявляются в 95 % всех контрактов. Подобные требования предъявляются и к российским предприятиям-экспортерам. Стандарты ИСО серии 9000 предназначены для обеспечения общего руководства качеством в основных отраслях промышленности. Они оказывают методологическую помощь при выработке общих требований обеспечения качества, исходя из конкретных задач, вида продукции и процессов, практического опыта предприятия, а также содержат так называемые модели качества. Однако, как показывает практика, в стандартах ИСО серии 9000 слабо отражены вопросы экономической эффективности и обеспечения конкурентоспособности системы качества, а также вопросы взаимоотношений с субподрядчиками, в частности, своевременности и качества поставок.
Кроме того, действующие стандарты ИСО серии 9000 в основном базируются на отраслях промышленности, связанных со сборкой изделий из различных компонентов, а поэтому в перерабатывающих отраслях, в частности, в нефтепереработке и нефтехимии, их применение затруднительно.
Тем не менее, стандарты ИСО серии 9000 пользуются широкой популярностью во всем мире
Помимо них также применяются и другие системы стандартизации. К ним относятся:
- Система управления качеством продукции на основе требований QS 9000 [Ї1-14];
- Система тотального управления качеством (TQM) [6].
Выше неоднократно упоминались проблемы управления качеством и контроля качества.
В стандартах ИСО 8402 и ИСО 9000:2000 есть два термина: "quality control11 и "quality management", которые на русский язык переведены соответственно как "управление качеством" и "общее руководство качеством/административное управление качеством" или "менеджмент качества".
Далее будет использоваться только первый из них. Его можно сформулировать следующим образом: оперативное управление качеством (quality control) - это методы и виды деятельности оперативного характера, включающие контроль качества, сбор и распределение информации о качестве, принятие оперативных решений по качеству и их реализацию на всех этапах производства, хранения, транспортирования, монтажа и эксплуатации продукции.
Главным в этом определении является контроль качества — одна из основных функций в процессе управления качеством. Это также наиболее объемная функция по применяемым методам, которым посвящено большое количество работ в разных областях знания- Значение контроля качества заключается в том, что он позволяет установить соответствие продукции заданным требованиям или выявить допущенные отступления, чтобы исправить их перед поставкой продукции заказчику.
Встречаются разные определения контроля. В стандарте ИСО 8402 говорится, что контроль - это деятельность, включающая проведение измерений, экспертизы, испытаний или оценки одной или нескольких характеристик объекта и сравнение полученных результатов с установленными требованиями для того, чтобы определить, достигнуто ли соответствие по каждой из нормируемых характеристик [15-16].
В частности, для анализа результатов контроля качества при крупносерийном и массовом производстве широкое распространение получили методы статистического контроля качества (Statistical Quality Control -SQC). Наиболее известными среди них стали "семь инструментов контроля качества", которые сначала широко применялись в кружках качества в Японии, а затем и в других странах благодаря своей эффективности и доступности для рядовых работников предприятия. В состав "семи инструментов" входят: диаграмма Парето, причинно-следственная диаграмма, контрольные карты, гистограммы, метод расслоения, графики, диаграмма разброса [8, 17].
Актуальность выполненной работы обусловлена тем, что системы оперативного контроля качества являются важными подсистемами автоматизированных систем оперативного управления производством В свое время такие системы назывались диспетчерскими и были ориентированы в основном на Диспетчерскую службу предприятия. Целесообразность их не подвергалась сомнению, однако "живучесть" в основном определялась возможностями и доступностью технических средств, которые в 80 -е годы были довольно ограниченными.
Работы по созданию подобных систем в крупной нефтехимической компании на уровне заводов и компании в целом подтвердили их актуальность, а стремительно развивающиеся информационные технологии создали предпосылки для успешной реализации [18-21].
За рубежом для систем этого класса используется термин "MES" (Manufacturing Execution Systems) [22-24].
Системы оперативного управления, создаваемые в Ангарской нефтехимической Компании (АНХК), обеспечивают доступ производственного персонала к информации о текущей ситуации на участках производства, заводах и в Компании в целом. Это становится возможным благодаря единому хранилищу производственных данных Компании о ходе технологических процессов, запасах сырья, качестве выпускаемой продукции. Совокупность систем оперативного управления АНХК получила название КСОУ (корпоративной системы оперативного управления) [25].
Разработка и внедрение системы оперативного контроля качества -компоненты системы оперативного управления обеспечивает реализацию важнейших функций КСОУ и обеспечивает ее дальнейшее развитие.
Все рассмотренные выше методы контроля качества в основном разрабатывались и внедрялись на объектах с дискретным характером производства (машиностроение, приборостроение и т.п.)- На предприятиях с непрерывным характером производства (таких как нефтеперерабатывающие) вопросы контроля качества имеют свою специфику,
Научные результаты, полученные автором в данной работе, связаны с анализом этой специфики, разработкой технических решений по организации системы контроля качества на нефтехимическом предприятии, внедрением этих решений в рамках работ по информационным технологиям, созданию и совершенствованию автоматизированных систем управления [26-28].
При этом в соответствии с требованиями стандартов ИСО 9000 в работе проведена инвентаризация всех информационных потоков, их формализация, разработаны способы и алгоритмы представления оперативному руководству полной картины ("информационного портрета") состояния производства [28],
Цель работы - исследование взаимосвязей между количественными и качественными показателями товарной продукции (нормируемыми ГОСТ и
ТУ) и характеристиками исходного сырья, построение системы оперативного контроля качества нефтехимического предприятия, разработка
функционального, математического и информационного обеспечения этой системы и соответствующих унифицированных решений, внедрение полученных методических результатов в практику работы Ангарской нефтехимической Компании,
Решение поставленных задач потребовало провести системный анализ объекта управления, определить основные требования к организационному, функциональному, информационному, математическому и программному обеспечению системы оперативного контроля качества, разработать и внедрить методы и модели оперативной оценки качества нефти, осуществить функциональный синтез, разработать структуру базы данных и информационное обеспечение.
Соответственно, в первой главе работы рассматриваются общая характеристика нефтехимического предприятия» технические требования к качеству моторных топлив — основному виду продукции нефтехимического предприятия топливной направленности, основные факторы, влияющие на качество нефтепродуктов: качество сырья, параметры нефтепереработки и компаундирования товарной продукции, приведен обзор лабораторных информационных систем.
Во второй главе разработан метод решения важнейшей для нефтехимического предприятия проблемы - оперативного определения свойств (потенциала) основного сырья - товарной и подготовленной нефти.
Третья глава посвящена функциональному синтезу системы оперативного контроля качества продукции нефтехимического предприятия; в четвертой главе рассматриваются функции и методология проектирования информационного обеспечения и структуры базы данных этой системы.
Пятая глава включает методические вопросы разработки лабораторных информационных систем и системы оперативного контроля качества на основе унифицированных решений.
В заключительной шестой главе рассмотрены вопросы практической реализации лабораторных информационных систем и информационно-аналитической системы "Качество".
Методы исследований. Для решения поставленных задач используются методы:
- технологического обследования и алгоритмизации объектов автоматизации;
- системного анализа и исследования операций;
- построения моделей информационной базы данных на основе технологии IDEF1X.
Научная новизна. В работе получены следующие основные научные результаты: 1 - Разработана оригинальная методика оперативной оценки нормируемых свойств нефти, основанная на математических моделях зависимостей важнейших показателей от измеряемых параметров;
2. Предложена методика виртуального приготовления регламентных смесей, позволяющая оценить потенциальное содержание "светлых" нефтепродуктов в нефти;
3. Разработан комплекс алгоритмов, позволяющий использовать результаты анализов в системе оперативного управления производством для представления необходимой информации на всех уровнях (оператор -технолог - руководитель производства - руководитель компании);
4. Разработана методика построения автоматизированной системы оперативного контроля качества продукции нефтехимического предприятия, включающая системный анализ объекта контроля, разработку функциональной, математической и информационной структур, а также методику освоения и ввода в эксплуатацию.
Практическая ценность и реализация результатов работы,
1. Разработанные информационные системы внедрены во всех лабораториях Ангарской нефтехимической Компании.
2. Разработана и внедрена информационно-аналитическая система «Качество» - составная часть корпоративной системы оперативного управления Ангарской нефтехимической Компанией.
3. Предложенные в работе унифицированные решения и методика построения автоматизированной системы контроля качества продукции, могут быть использованы при разработке аналогичных систем на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях.
4. Разработанная методика оперативной оценки качества нефти позволяет несколько раз в сутки определять потенциальное содержание отдельных фракций и интегрального выхода "суммы светлых" углеводородов,
5. В работе предложен и реализован подход к синтезу структуры реляционной базы данных, основанный на использовании ER диаграмм.
Общая характеристика нефтехимического предприятия
Нефтехимические предприятия обычно включают в себя нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ), либо работают на продуктах НПЗ, как исходном сырье [29, 30].
Здесь же укажем только, что главным процессом любого НПЗ является дистилляция нефти (атмосферная, вакуумная, атмосферно-вакуумная), чаще называемая перегонкой нефти (подробнее в 2,1).
Настоящая работа выполнена в Ангарской нефтехимической Компании (АНХК), включающей: нефтеперерабатывающий завод (НПЗ), химический завод (ХЗ), товарно-сырьевое производство (ТСП) и ряд дочерних предприятий, с одной стороны, являющихся самостоятельными производственными единицами, а с другой - тесно связанными материальными и товарно-сырьевыми потоками с АНХК (одним из таких заводов является, Ангарский завод полимеров - АЗП).
Рассмотрим более подробно НПЗ, ХЗ и ТСП, для которых разрабатывались системы оперативного контроля качества. Нефтеперерабатывающий завод (НПЗ). Нефтеперерабатывающий завод ОАО "АНХК" - крупнейшее нефтеперерабатывающее предприятие топливно-масляного и нефтехимического направления со сложной технологической схемой, включающей стадии: обезвоживание и обессоливание сырой нефти с целью ее подготовки для нефтепереработки и производства товарной нефти на экспорт; прямую (первичную) перегонку обессоленной нефти; деструктивные процессы (термический и каталитический крекинг и платформинг); производство битума и нефтяного кокса; вторичную перегонку дистиллята бензина прямой перегонки; очистку газов и головки стабилизации; газофракционирование; гидроочистку и депарафинизацию дизельного топлива; вакуумную перегонку гидрогенизата; депарафинизацию и гидроочистку смазочных масел; компаундирование (смешение) топочных и судовых мазутов и смазочных масел. Исходным сырьем для переработки служат сырая нефть, пропан пропиленовая фракция, гидрогенизат и водородосодержащий газ, а также материалы для производства присадок к маслам. Товарными нефтепродуктами являются компоненты автомобильных бензинов, дизельное топливо, смазочные масла, топочные и судовые мазуты, нефтехимическое сырье-Основное производство завода включает 13 цехов (10 основных и 3 вспомогательных), осуществляющих: - прямую (первичную) перегонку нефти; - термический и каталитический крекинг; - производство битумов, межцеховые коммуникации; - платформинг, гидроочистку; - депарафинизацию и гидроочистку масел; - водоснабжение и канализацию; - коксование крекинг-остатка и газопереработку; - обезвоживание, обессоливание нефти-Цеха основного производства НПЗ разнородны по составу и числу нефтеперерабатывающих установок, протяженности коммуникаций. Некоторые имеют в своем составе только по одной установке, другие же объединяют до 8 разнородных установок. Таким образом, основное . производство НПЗ характеризуется большим количеством разнородных учетных объектов (установок, цехов). Нефть на НПЗ поступает из двух источников - нефтепровода через крупнотоннажные сырьевые резервуары ТСП-2 и железнодорожных вагоноцистерн через малотоннажные сырьевые резервуары.
Разносортная нефть из малотоннажных резервуаров НПЗ может направляться на химический завод для приготовления нефтепродуктов определенных типов. Химический завод (ХЗ). Химический завод перерабатывает отходящие газы и продукты производств НПЗ, загрязненные стоки Компании, а также продукты завода полимеров и включает следующие производства: метанола и гидрирования вакуум-погона; бутиловых спиртов; серной кислоты; автобензинов; аминов; сжиженных газов; газов и бытового газа для города; ацетилена; осветительного керосина; раскисления щелочных отходов. Кроме того, ХЗ имеет самостоятельное производство азота и кислорода методом разделения атмосферного воздуха. Часть фракций, произведенных на ХЗ, возвращается на НПЗ для дальнейшей переработки. Готовая продукция (нефтепродукты) поступает для паспортизации и отгрузки на ТСП, остальная - на сливо-наливную эстакаду для отгрузки. . Также на ХЗ поступает привозное сырье (газовый конденсат, нефть, щелочь, сера) для хранения и использования в производстве. Товарно-Сырьевое Производство (ТСП). Товарно-сырьевое производство завершает технологический цикл приготовления товарной продукции в резервуарах парков цехов №1 и №2 (в дальнейшем ТСП-1 и ТСП-2). В резерву арных парках ТСП осуществляется: прием сырья от внешних поставщиков и его хранение; прием готовой продукции и компонентов с нефтеперерабатывающего (НПЗ) и химического (ХЗ) заводов; дренирование нефтепродуктов в резервуарах, сбор и откачка дренажных вод; приготовление отдельных марок товарной продукции путем смешения в резервуарах и добавления присадок; хранение и отгрузка нефтепродуктов потребителям, ТСП-1 включает 20 резервуарных парков с 95 резервуарами, предназначенными для приема, приготовления и хранения продукции различных марок, а именно: - бензинов и их компонентов; - метанола; - бензола; - спиртов; - 2-этилгексанола. На ТСП-2 - 16 парков, включающих 84 резервуара, предназначенных для приема и хранения: - нефти; - дизельного топлива; 16. - керосинов; - мазутов; - масел.
Контроль и управление резервуарами ведется из операторных парков ТСП-1 и ТСП-2, оснащенных автоматизированными системами управления технологическими процессами (АСУ ТП)? по заданиям диспетчера TCIL Данные о состоянии резервуаров и технологические параметры продуктов в них передаются диспетчерским службам заводов и Компании.
Данные о запасах товарной продукции в резервуарах и ее движении характеризуют выработку продукции отдельными заводами и объемы ее реализации. На основании этих данных службы АНХК и управляющей Компании делают выводы о результатах производственной деятельности АНХК.
Оценка свойств нефти
Наиболее интересное свойство нефти проявляется при её нагреве до температуры кипения. Если выдерживать ее при этой температуре, она полностью не испарится.
Это происходит потому, что в отличие от воды, нефть не одно химическое соединение, а смесь нескольких тысяч разных соединений.
Каждое из этих соединений характеризуется своей собственной температурой кипения» и в этом заключается самое полезное и наиболее широко используемое в нефтеперерабатывающей промышленности физическое свойство нефти, допускающее ее дистилляцию (испарение при нагреве с последующей конденсацией при охлаждении) или «разгонку» [49].
Понятие разгонки является важнейшим в нефтепереработке. Поясним его простым примером.
Возьмем сосуд с сырой нефтью и начнем его нагревать. В диапазоне от 40 до 70 С (в зависимости от месторождения) сырая нефть закипит. Если продолжить нагрев так, чтобы температура, при которой началось кипение, оставалась постоянной, - через некоторое время нефть перестанет кипеть.
Следующий шаг состоит в том, чтобы нагреть нефть ещё на несколько градусов- Она снова начнет кипеть, а через некоторое время опять перестанет. Такие шаги можно повторять, и все меньше нефти будет оставаться в сосуде. В результате получается так называемая кривая разгонки нефти На одной оси соответствующего графика откладывается температура, на другой оси -общий объемный процент выкипевшей нефти. Каждый вид сырой нефти характеризуется своей собственной уникальной кривой разгонки, которая помогает в определении того, какие соединения содержит данная нефть - ее потенциала. Как правило, чем больше атомов углерода в соединении, тем выше его температура кипения. Качество нефтепродуктов и самой нефти определяется показателями, имеющими привычные и понятные физические размерности [50-52]. Физическая и химическая сущность этих показателей определяется условиями лабораторного эксперимента. Выполнение этих условий - сложная задача, поскольку они относятся и к деталям аппаратуры и почти к каждому шагу эксперимента, включая, например, скорость нагрева. Обычно сырая нефть содержит следующие различающиеся по температурам кипения соединения: менее 32 С - углеводородные газы (бутан и более легкие газы); 32405 С -бензин; 105-160С - нафта (тяжелый бензин, бензино-лигроиновая фракция, лигроин); 160-230 С -керосин; 230-430 С - газойль; выше 430 С - остаток (мазут).
При этом различные нефти сильно отличаются по составу. В легких нефтях обычно больше бензина, нафты, керосина, а в тяжелых - газойля и мазута.
В целом, чем тяжелей соединение, тем выше его температура кипения, И наоборот, чем выше границы кипения фракции, тем тяжелее фракция.
На этом свойстве нефти основан самый традиционный способ ее переработки - ректификация.
Принцип ректификации в точности соответствует технологии дистилляции нагревом. Нефть испаряют нагревом. При этом жидкие углеводороды -компоненты товарных продуктов испаряются, а потом конденсируются вследствие охлаждения.
Конкретный процесс ректификации нефти определенного химического состава более сложен, но технологическая идея сохраняется.
Соответственно установки ректификации, их называют атмосферно-вакуумные трубчатки (АВТ), являются головными в любой схеме нефтеперерабатывающего завода (НПЗ). Кроме них, всегда присутствуют еще и другие традиционные установки (крекинг, риформинг, гидроочистка и т.д.).
Поскольку состав установок предприятия неизменен, работа завода зависит от производительности и эффективности работы «головных» установок - АВТ. Производительность установки по количеству перерабатываемого сырья может меняться- Но, как было сказано, эти установки лишь разделяют нефть, не подвергая ни разложению (крекингу), ни синтезу (риформингэ алкилирование) органического углеводородного сырья, в ней содержащегося. Поэтому производительность АВТ по продуктам, показанным на рис.2.1, зависит от химического состава (потенциала) поступившей нефти. Из нефти нельзя получить, например, керосина или бензина больше, чем их потенциально в ней содержится. Поэтому информация о потенциальном содержании в нефти перечисленных фракций (фракционный состав) очень важна при планировании производства всего завода.
Однако чрезвычайная сложность и, главное, продолжительность соответствующих анализов сдерживают их применение.
Рассмотрим возможные варианты решения этой проблемы. Обычные лабораторные испытания нефти для определения потенциального содержания фракций состоят из двух этапов. Во время первого с помощью аппарата ректификации нефти (АРН-2) [53, 54] отгоняется фракция НК-100 (верхняя граница кипения 100С). Затем нефть на этом же аппарате разделяется на десятиградусные фракции: 100-110, 110-120, ..., 400-410 и на остаток -«410 и выше». Весовые количества фракций измеряются, а сами фракции сохраняются для использования во время второго этапа. На этом этапе из порций упомянутых выше фракций, пропорциональных их первоначально полученным количествам, составляются смеси, показатели качества которых должны удовлетворять целому ряду ограничений. При этом к смесям фракций, заведомо удовлетворяющих всем требованиям по качеству, добавляют следующие смежные фракции, и показатели качества повторно измеряют до тех пор, пока пара каких-нибудь показателей качества смеси не достигает своих предельно допустимых нормируемых значений. После этого подсчитывают максимальные количества вещества, которое может быть вовлечено в смеси, заданные ограничениями на качество.
Функциональный синтез
Рассмотрим задачу функционального синтеза [62-65] автоматизированной системы оперативного контроля качества продукции на примере нефтеперерабатывающего завода (НПЗ),
Основное назначение системы контроля качества: автоматизация формирования и представления аналитической информации о показателях качества сырья, полуфабрикатов, готовой и товарной продукции персоналу управления основным производством и руководству НПЗ.
Решаемая задача; контроль и управление качеством продукции НПЗ. Общая цель решения задачи: обеспечение требуемых значений показателей качества продукции НПЗ (выпуска продукции заданного ассортимента). Локальные цели решения задачи: Соблюдение стандартов показателей качества товарной продукции; Соблюдение норм регламентных показателей качества продуктов по ходу технологических процессов переработки сырья в конечный продукт; Обеспечение устойчивости во времени требуемых значений показателей качества продукции; Предотвращение негативного воздействия производственной деятельности на окружающую среду. Приведем некоторые задачи по управления качеством из числа решаемых управленческим персоналом НПЗ: 1) Контроль значений показателей качества продуктов по стадиям технологических процессов: от качества входного сырья до качества готового продукта; 2) Контроль качества нефти и сырья на установках первичной и вторичной переработки (полуфабрикатов); 3) Контроль качества продукции, готовой к паспортизации; 4) Определение сорта и марки выпускаемой продукции; 5) Контроль наличия паспортной продукции по сортам и маркам в резервуарах и емкостях парков и установок; 6) Контроль качества готовой продукции в резервуарах парков завода, откачиваемой на ТСП? и в парках ТСП; 7) Контроль загрязнения стоков и промышленных выбросов с установок. 8) Контроль наличия брака и нарушений по качеству на объектах завода (установках, блоках, парках); 9) Анализ причин отклонений показателей качества от норм; 10) Анализ частоты и тенденции отклонений показателей качества продуктов от норм СТП и ГОСТов; 11) Статистическая оценка аналитических характеристик продуктов переработки, товарной продукции, стабильной работы установок (в части качества продуктов); 12) Анализ статистики рекламаций на произведенную и отгруженную продукцию. Традиционный подход системного анализа к проблеме функционального синтеза системы, в которой ключевую роль играет человек - пользователь системы, состоит из этапов [62,66]: - рассмотрение функций управленческого персонала; - формирование так называемых «функциональных задач» управленческого персонала на основе анализа и обобщения их функций; - формирование функциональных задач системы с учетом сформированных «функциональных задач» управленческого персонала, а также технических и программных возможностей системы. Конечным результатом функционального синтеза является формирование адекватного функциональным задачам системы информационного обеспечения. Рассмотрим характеристики информации о показателях качества продукции и задачи контроля и управления значениями этих показателей,
В результате отбора проб продуктов и проведения соответствующих анализов в лабораториях контроля качества НПЗ формируется исходная аналитическая информация по качеству (АИ)
На НПЗ имеется несколько лабораторий контроля качества, каждая из которых имеет свою специфику: - лаборатория топлива осуществляет аналитический контроль сырья (нефти и полуфабрикатов) и продуктов первичной и вторичной переработки нефти; - лаборатория масел осуществляет аналитический контроль сырья и продуктов с установок производства масел; - лаборатория газов и битумов осуществляет аналитический контроль газов с установок, продуктов производства битума и промышленных выбросов; -лаборатория стоков (водная) осуществляется аналитический контроль стоков со всех установок, продуктов на содержание серы, продуктов цеха водоочистки и др. Исходная аналитическая информация наиболее полно представляет всю совокупность данных, которые характеризуют производственную деятельность НПЗ с точки зрения показателей качества используемого сырья, продуктов, получаемых по ходу переработки сырья, конечных продуктов нефтепереработки и товарной продукции завода и должна быть доступна различным пользователям в системе оперативного управления НПЗ. Способ организации представления АИ руководящему персоналу в лабораториях принципиально не отвечает требованиям, предъявляемым к ней рядом пользователей информации по качеству в процессе их деятельности.
Методология разработки информационного обеспечения
Методологической базой процесса генерации (разработки) информационного обеспечения (ИО) системы оперативного контроля качества продукции является так называемая CASE-технология [68-71].
В соответствии с этой технологией для разработки приложений в соответствии с информационными потребностями пользователей предполагается использовать CASE-средства, Методология разработки ИО системы включает следующие этапы: - этап планирования - определение цели создания системы, приоритетов и ограничений, разработка системной архитектуры, построение информационной модели предприятия (диаграмма "сущность-связь" - Entity-Relationship Diagram), диаграмм функциональных иерархий (Function Hierarchy Diagram), диаграммы потоков данных; - этап проектирования - построение схемы реляционной БД, установка ссылок между компонентами для анализа их взаимного влияния и контроля за изменениями; - этап реализации - создание БД, построение прикладных программ, их тестирование, проверка соответствия требованиям пользователей. В основу проектирования Базы Данных была положена информационная модель предприятия. Наиболее распространенным средством моделирования являются диаграммы "сущность-связь" Entity- Relationship Diagram (ERD). Базовыми понятиями ERD являются: Сущность (Entity) - реальный либо воображаемый объект, имеющий существенное значение для рассматриваемой предметной области. Каждая сущность должна обладать уникальным идентификатором. Каждый экземпляр сущности должен однозначно идентифицироваться и отличаться от всех других экземпляров данного типа сущности. Каждая сущность должна обладать некоторыми свойствами: иметь уникальное имя; к одному и тому же имени должна всегда применяться одна и та же интерпретация; одна и та же интерпретация не может применяться к различным именам, если только они не являются псевдонимами; обладать одним или несколькими атрибутами, которые либо принадлежат сущности, либо наследуются через связь; обладать одним или несколькими атрибутами, которые однозначно идентифицируют каждый экземпляр сущности.
Каждая сущность может обладать любым количеством связей с другими сущностями модели. Связь (Relationship) - поименованная ассоциация меязду двумя сущностями, значимая для рассматриваемой предметной области. Связь - это ассоциация между сущностями, при которой каждый экземпляр одной сущности ассоциирован с произвольным (в том числе нулевым) количеством экземпляров второй сущности, и наоборот.
Атрибут - любая характеристика сущности, значимая для рассматриваемой предметной области и предназначенная для квалификации, идентификации, классификации, количественной характеристики или выражения состояния сущности. Атрибут представляет тип характеристик или свойств, ассоциированных с множеством реальных или абстрактных объектов (людей, мест, событий, состояний, идей предметов и т.д.). Экземпляр атрибута -это определенная характеристика отдельного элемента множества. Экземпляр атрибута определяется типом характеристики и ее значением, называемым значением атрибута. В ER-модели атрибуты ассоциируются с конкретными сущностями. Таким образом, экземпляр сущности должен обладать единственным определенным значением для ассоциированного атрибута.
С помощью CASE-средств информационная модель относительно легко может быть отображена в любую систему баз данных.
Сформулированная в предыдущем разделе методология была положена в основу проектирования базы данных системы контроля качества.
Информационная модель предметной области системы строилась с учетом предполагаемого функционального наполнения системы, потоков данных, возможных вариантов организационной структуры предприятия и всех категорий пользователей.
Предметная область Предметной областью системы оперативного контроля качества является технологическая составляющая состояния производства, информация о которой позволяет проводить оперативный мониторинг производства, даёт руководству компании инструмент для выработки оптимальных решений по управлению технологическими процессами. Предметная область описывается сущностями или понятиями (Entity) в их взаимосвязи (Relationship).
Ниже приведен перечень понятий информационной модели лаборатории контроля качества и описание связей каждого понятия с другими понятиями. Цех Описание цехов. Каждому цеху может принадлежать несколько технологических объектов. Описание каждого цеха содержит: код, краткое имя, полное имя. Технологический объект Описание технологических объектов типа насосных, парков, установок, прочих объектов. Каждый технологический объект может быть отнесен к конкретному цеху, в нем может быть определено множество точек отбора проб и к нему может быть отнесено несколько резервуаров. Описание каждого технологического объекта содержит: код, тип, краткое имя, полное имя. Резервуар Описание резервуаров. Каждый резервуар может быть отнесен к конкретному технологическому объекту, к нему может относиться несколько записей о состояіши резервуара и несколько записей резервуар-компонент, а также может быть местом отбора проб для произведения множества анализов продукта. Описание каждого резервуара содержит: номер, краткое имя. Точка отбора Описание точек отбора проб продуктов для анализа качества. Каждая точка отбора должна быть определена в конкретном технологическом объекте и может быть местом отбора проб для произведения множества анализов продукта. Описание каждой точки отбора содержит: код, краткое имя, полное имя, суточная ведомость. Состояние резервуара Описание состояний резервуаров после произведенных операций над ними, например, налив из резервуара и пр. Каждая запись о состоянии должна относиться к конкретному резервуару с конкретным продуктом в нем.
