Введение к работе
Актуальность работы. Важнейшим фактором повышения эффективности функционирования многоассортиментных химических производств является обеспечение надежности работы оборудования химико-технологических схем (ХТС). К особенностям таких производств можно отнести широкий ассортимент производимой продукции при сравнительно небольших объемах выпуска, сложность технологического оформления производства, парк технологического оборудования в своей основе представлен аппаратами периодического действия и т.п.
Для поддержания на высоком уровне эффективности и надежности ХТС необходим анализ протекания процессов, кинетических характеристик, режимных параметров при своевременном обнаружении и предупреждении на ранней стадии отказов и неисправностей оборудования. Наряду со своевременным проведением графика планово-предупредительных ремонтов (ППР) этому способствует внедрение современных методов и средств диагностирования.
Стремление обеспечить эффективность функционирования многоассортиментных химических производств обуславливает необходимость разработки интеллектуальных систем позволяющих в режиме реального времени проводить анализ текущего состояния химико-технологического оборудования (ХТО), прогнозировать его изменение и в случае необходимости предлагать рекомендации относительно выбора оптимальной стратегии ремонта, проводить оперативную коррекцию существующего календарного плана. К основным требованиям к таким системам относится высокая скорость поиска неисправностей и достоверность полученного решения. Возникает необходимость учета возможности проведения ремонта в условиях неопределенности, которая включает в себя отсутствие точной локализации развивающегося дефекта, а так же степени его развития.
Эффективным подходом, позволяющим решить существующие проблемы в организации работы ХТС многоассортиментного производства, является использование методов математического моделирования, технической кибернетики и средств современной вычислительной техники.
Цель работы заключается в исследовании особенностей химико-технологических процессов многоассортиментных производств при разработке диагностических моделей механических отказов элементов оборудования, разработке теоретических и методологических аспектов решения задач выбора оптимальной стратегии ремонта химико-технологического оборудования в
условиях неопределенности и оптимального календарного планирования работы совокупности ХТС цеха при ограниченности ремонтного персонала.
Методы исследований. Использованы методы математического моделирования, математической логики, теории нечетких множеств и комбинаторики применительно к особенностям функционирования многоассортиментных химических производств.
Научная новизна работы состоит в следующем:
разработаны основные диагностические модели механических отказов наиболее часто встречающихся узлов ХТО;
разработан алгоритм извлечения и оптимизации диагностических правил;
поставлена и решена задача выбора оптимальной стратегии ремонта ХТО в условиях неопределенности и разработана ее математическая модель с целью повышения надежности функционирования процессов и оборудования многоассортиментных химических производств;
разработана математическая модель автоматизированного построения графика ремонтных работ ХТО;
поставлена задача оптимального календарного планирования работы совокупности ХТС цеха в условиях ограниченности ремонтного персонала и разработан алгоритм ее решения.
Практическая ценность. На базе предложенных математических моделей и алгоритмов решения поставленных задач разработан пакет прикладных программ, предназначенный для определения текущего технического состояния оборудования химико-технологических схем цеха, выбора оптимальной стратегии ремонта ХТО в условиях неопределенности, а также построения и оперативной коррекции оптимального календарного плана работы химико-технологического оборудования и графика проведения ППР. В состав пакета входят программы, обеспечивающие удобный интерфейс пользователя и графическое отображение проведенных расчетов. Данный пакет прикладных программ внедрен на ОАО "Пигмент" г. Тамбова в составе математического и программного обеспечения систем автоматизированного проектирования и оперативного управления многоассортиментных химических производств.
Апробация работы. Материалы работы были доложены на II и III Тамбовской межвузовской научной конференции "Актуальные проблемы информатики и информационных технологий", Тамбов, ТГУ; на I Всероссийской научно-технической конференция "Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве", Нижний Новгород, НГТУ; на II международной конференции по мягким вычислениям и измерениям SCM-99, С. Петербург, 1999.
Публикации. Основное содержание работы отражено в 11 публикациях.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка используемой литературы и приложений.