Содержание к диссертации
Введение 5
Глава 1. Состояние проблемы повышения эффективности ц управления опасными производственными объектами
Обзор подходов в организации управления опасными і і производственными объектами
Методы анализа риска функционирования опасных jg производственных объектов
Обзор информационных технологий обеспечения 22 промышленной безопасности
Обзор и анализ подходов и методов системного анализа, 29 искусственного интеллекта
Классификация автоматизированных информационных з 7 систем по признаку структурированности задач
Обоснование ситуационного подхода в управлении опасными 41 производственными объектами
Постановка задачи 45
1.8 Выводы 47
Глава 2. Методика ситуационного управления сложными 49
системами с применением инкрементно-декрементного подхода
Обоснование целесообразности применения дискретных 49 моделей при управлении сложными объектами
Организация информационного анализа 51
Организация целевого анализа 54
Организация ситуационного анализа 52
Методика разработки априорной ситуационной модели для ^7 управления сложными объектами
Применение ситуационной модели для генерации . 59 допустимых воздействий при стратегическом управлении
Тактическое управление сложными объектами 75
2.8 Алгоритм уточнения априорно созданной базы знаний при 77
ситуационном управлении
2.9 Выводы 77
Глава 3. Инструментальная среда разработки систем поддержки gQ
принятия решений для реализации ситуационного управления
по девиационным моделям
Общая характеристика инструментальной среды разработки gQ систем поддержки принятия управленческих решений на основе девиационных моделей
Концепция создания ИСР СППР для реализации gg ситуационного управления по девиационным моделям
Информационная база инструментальной среды разработки 98 СППР для ситуационного управления
Программная реализация инструментальной среды j_qi разработки СППР для ситуационного управления
3.5 Выводы 107
Глава 4. Ситуационный анализ и управление опасными Ю9
производственными объектами Тульской области
Физико-географические и экономические особенности 109 Тульской области
Анализ состояния, идентификация опасностей Щекинского ц% промышленного региона
Характеристика объектов экономики Щекинского района по ^. 13 химической опасности
Характеристика объектов экономики Щекинского района по ц^ взрывопожароопасности
Характеристика возможного экологического ущерба цд окружающей среды
4.3 Ситуационный анализ и управление производством і j 5
капролактама на ОАО "Щекиноазот"
4.3.1 Определение множества управляемых параметров, і1 п
управляющих воздействий и выходных параметров системы
Выявление возможных позитивных и негативных тенденций ^ 18 развития параметров, принадлежащих множеству Р
Расчет весовых коэффициентов 120
Построение матрицы кодирования ситуаций j21
Построение девиационной модели объекта управления |22
Выявление тенденций, для параметров объекта управления ^22
Определение интенсивности тенденций ^23
Определение рангов ситуаций 223
4.4 Ситуационный анализ и управление процессом синтеза J24
метанола на ОАО "Щекиноазот"
Определение множества управляемых параметров, 125 управляющих воздействий и выходных параметров системы
Выявление возможных позитивных и негативных тенденций ^26 развития параметров, принадлежащих множеству Р
Расчет весовых коэффициентов 126
Построение матрицы кодирования ситуаций Y21
Построение девиационной матрицы объекта управления с yil выявлением тенденций для параметров управления и их интенсивности
Определение рангов ситуаций 131
Автоматизированное управление процессом синтеза \уі метанола
4.5 Ситуационный анализ и управление химически опасными J35
объектами
4.6 Выводы 142
Заключение 145
Библиографический список 148
Приложение А 157
Приложение Б 151
Приложение В 153
Приложение Г | 7
Приложение Д у}Ъ
Приложение Е 283
Приложение Ж 2g6
Введение к работе
Актуальность работы. Настоящее время характеризуется развитием и внедрением в практику управления сложных систем различных научных направлений: кибернетики, информационных технологий, инженерии знаний, когнитивной психологии, методов поиска и принятия решений, методов оптимизации и моделирования и др. В результате создаются предпосылки для построения высокоэффективных систем по обработке и использованию знаний при решении широкого круга прикладных задач.
В условиях современного научно-технического прогресса технико-экономические системы эксплуатируются в динамически изменяющейся среде, что сопровождается изменением и условий, и ограничений, и, подчас, целей функционирования управляемых объектов и (или) процессов. Это приводит к тому, что разработка адекватных и полных моделей отстает от реалий и потребностей управления. В реальной жизни они повседневно встречаются с необходимостью принятия решений, когда еще нет полной и адекватной модели управляемого процесса или объекта.
В этом проявляется "сложность" объекта управления (ОУ), обусловливающая необходимость отказываться от апробированных схем реализации управления и переходить к применению эвристических процедур. Этим же подтверждается актуальность разработки оригинальных методов и инструментальных средств для автоматизации формирования альтернативных целесообразных управленческих решений, основанных на объединении идей дискретного управления и ситуационного моделирования.
Такой симбиоз позволяет проводить моделирование, которое можно отнести к одной из разновидностей имитационного моделирования, и осуществлять на этой основе синтез интеллектуальных систем поддержки принятия решений (СГГПР) для информационной и аналитической поддержки принимаемых решений при отсутствии или неполноте детерминированных моделей
Ситуационный подход на сегодняшний день признается одним из наиболее перспективных в современной науке об управлении. На его основе может быть осуществлен синтез СППР с элементами искусственного интеллекта для информационной и аналитической поддержки принимаемых решений даже при отсутствии детерминированных моделей.
Актуальность разработки методических и инструментальных средств для синтеза интеллектуальных СППР подтверждается и наблюдающимся противоречием, проявляющимся в том, что стоимость и ответственность управленческих решений постоянно возрастает, а время на их информационную и аналитическую поддержку уменьшается. Разрешается это противоречие внедрением в контур управления СППР.
Особенно актуально внедрение СППР в контур управления опасными производственными объектами (ОПО).
Это подтверждается масштабностью техногенных аварий и катастроф последних десятилетий и тяжестью их последствий (достаточно вспомнить Бхопал, Чернобыль), а также накопленными знаниями о надежности сложных технических систем, износостойкости и старении материалов, вероятностными характеристиками, учетом немаловажного человеческого фактора в процессах управления и эксплуатации сложных систем, и этим обуславливается необходимость пересмотра концепции "абсолютной безопасности", основной принцип которой в отношении возможных чрезвычайных ситуаций (ЧС) выражается словами "реагировать и выправлять", в концепцию "приемлемого риска".
Кроме этого, статистические данные свидетельствуют о том, что около 80% аварий и ЧС происходит по вине человека или лица, принимающего решения (ЛПР).
Всё вышеперечисленное позволяет сделать вывод о том, что научные разработки, направленные на совершенствование и автоматизацию процесса разработки СППР и внедрение их в контуры управления различных систем, актуальны.
Объектами исследования являются опасные производственные объекты, технологические процессы, относящиеся к сложным системам,
для которых не разработаны точные математические модели функционирования.
Предметом исследования являются методы и средства поддержки принятия управленческих решений при реализации ситуационного управления сложными объектами или системами.
Целью исследования является повышение эффективности безопасного управления опасными производственными объектами и процессами на основе применения ситуационных моделей.
Целями управления ОПО приняты:
Обеспечение минимизации риска возникновения аварий, устремление его к уровню приемлемого риска.
Минимизация ущерба от аварий в случае возникновения и развития чрезвычайной ситуации (ЧС).
Задачи исследования:
Анализ подходов и методов реализации управления опасными производственными объектами.
Обоснование применения ситуационной модели для повышения безопасного функционирования ОПО.
Разработка методики повышения объективности и достоверности экспертных оценок, алгоритма уточнения априорно созданной экспертами базы знаний, методики применения ситуационной девиационной модели для формирования тактических решений.
Разработка алгоритма ситуационного управления ОПО . и процессами, основной целью которого является снижение вероятности возникновения аварий на объекте до уровня приемлемого риска.
Выбор методики оценки риска и ущерба от аварий и обоснование её применимости для ситуационного управления ОПО и процессами.
Методика исследования базировалась на методах искусственного интеллекта, оптимизации, корреляционного и регрессионного анализа; теории управления, теории принятия решения.
Научная новизна. 1. Показана возможность применения ситуационной девиационной
модели для повышения безопасного функционирования ОПО и процессов.
Разработана методика повышения объективности и достоверности экспертных оценок, отличающаяся применением индекса согласованности для отбраковки некорректных данных.
Разработан алгоритм уточнения априорно созданной экспертами базы знаний по результатам статистической обработки данных, получаемых в процессе эксплуатации сложного объекта или системы.
Разработана методика применения ситуационной девиационной модели для формирования тактических решений, отличающаяся тем, что при определении интенсивности принятого стратегического решения решаются задачи нахождения оптимальной интенсивности с учетом параметрических ограничений.
Разработан алгоритм ситуационного управления ОПО и процессами, целью которого является снижение вероятности возникновения аварий на объекте, на основе анализа характеристик опасных технологических процессов.
На основе анализа методик оценки риска и ущерба от возникновения ЧС, утвержденных Министерством ГО и ЧС, разработана девиационная ситуационная модель, которая отличается тем, что на её основе можно осуществлять динамическую генерацию альтернатив, проводя анализ полного множества возможных ситуаций и выбор наилучших стратегических и тактических решений в динамическом режиме.
Обоснованность и достоверность научных результатов обеспечиваются корректностью постановки теоретических задач, проверкой и внедрением разработанных СППР на опасных производственных объектах.
Практическая значимость заключается в разработке инструментальных средств для автоматизированного создания СППР для осуществления ситуационного управления сложным динамическими
*
*
объектами и процессами; разработке СППР для повышения безопасности функционирования ОПО, технологических процессов.
Похожие диссертации на Ситуационный анализ и управление опасными производственными объектами
