Методология прогнозирования и обеспечения надежности функционирования процессов и аппаратов многоассортиментных химических производств (20.09.2010)

Автор: Краснянский Михаил Николаевич

6. Рассматриваемые МХП относятся к классу эргатических ТС, надежность и эффективность функционирования которых во многом обеспечивается качеством выполнения человеком-оператором своих функций. Моделирование деятельности человека-оператора, анализ его взаимодействия с ТС, выявление возможных ошибок, позволяет еще на этапе проектирования технической системы учесть влияние человеческого фактора на надежность ее работы. Разработка подходов, технологий и методик повышения надежности работы человека-оператора за счет создания на этапе проектирования МХП автоматизированных информационных систем обучения и тренинга персонала является актуальным и востребованным для предприятий химического и машиностроительного профиля.

7. Современные высокотехнологичные МХП предъявляют высокие требования как к базовой подготовке специалистов инженерного профиля, так и постоянному повышению их квалификации в процессе трудовой деятельности на предприятиях. Разработка необходимых методик и технологий создания автоматизированных лабораторных практикумов, дистанционных производственных баз практики, компьютерных тренажеров, мультимедийных средств обучения является важнейшим направлением повышения надежности функционирования ПиА МХП за счет снижения негативного влияния человеческого фактора.

Вторая глава «Прогнозирование надежности функционирования процессов и аппаратов многоассортиментных химических производств на стадии проектирования» содержит математическую формулировку задачи проектирования МХП на множестве состояний функционирования ПиА, которая позволяет проводить выбор аппаратурного оформления системы, не только удовлетворяя ограничению на вероятность безотказной работы системы, но и осуществлять поиск оптимального решения с учетом показателя эффективности функционирования производства в случае возможных неисправностей технологического оборудования. Также приведен алгоритм решения задачи проектирования МХП, опирающийся на автоматизированную систему поддержки прогнозирования надежности функционирования ПиА МХП.

. Последовательность выпуска продуктов может меняться в зависимости от конкретного задания на производство в течение определенного планируемого периода.

определяет маршрут, вид транспорта и время, необходимое для передачи продукта с одной стадии на другую.

, которые могут быть реализованы последовательно или совместно в одном или нескольких параллельно работающих аппаратах, представляют собой аппаратурную стадию МХП.

велико, то исследование проводится в наиболее важных для ее работы состояниях - критические состояния (функционирование в которых может привести к значительному ущербу), а также в наиболее вероятных состояниях для процесса эксплуатации.

. В общем случае:

- число элементов).

– множество дуг графа.

Сформулируем постановку задачи проектирования на МСФ. Для заданного числа стадий МХП и способа взаимодействия их основных аппаратов при выпуске каждого продукта найти такие значения

при которых критерий

достигает максимума и выполняются соотношения математических моделей функционирования и отказов МХП и ограничения на:

– рабочие размеры аппаратов стадий системы;

– сумму продолжительностей выпуска продуктов;

– изменение характеристик режима обработки партий продуктов на стадиях системы;

– эксплуатационные затраты; i – номер выпускаемого продукта из ассортимента I; j – номер стадии МХП.

В данной работе в качестве критерия оптимальности решения задачи проектирования на множестве состояний функционирования, учитывающего изменение значений показателей надежности функционирования на этапе эксплуатации, предлагается использовать «условную» прибыль, определяемую как разность суммы, полученной от реализации продукции, и затрат на ее производство (капитальные, эксплуатационные и затраты на сырье). Затраты, которые при изменении варьируемых параметров остаются постоянными, не учитываются.

- нормативный коэффициент окупаемости.

Для прогнозирования надежности ПиА МХП необходимо иметь информацию о надежности используемого оборудования, что связано со сбором и анализом статистической информации. Автоматизированная система поддержки прогнозирования надежности функционирования ПиА МХП включает три составные части:

1. Серверная часть. Состоит из базы данных ТО; приложений, осуществляющих анализ поступающих данных, поддерживающих целостность системы и обмен данными с программами пользователя, а также вэб-интерфейса.

2. Клиентская часть. В задачи клиента входит обеспечение взаимодействия пользователя с сервером посредствам протокола связи.

3. Протокол передачи данных. Он представляет собой язык запросов, обеспечивающий взаимосвязь серверной и клиентской частей.

Представленная структура системы позволяет осуществлять сбор информации о работе технологического оборудования в различных условиях эксплуатации на промышленных предприятиях с целью прогнозирования показателей его надежности при решении задачи проектирования МХП.

Алгоритм решения задачи проектирования МХП на множестве состояний функционирования опирается на автоматизированную систему поддержки прогнозирования надежности функционирования ПиА. Алгоритм включает на первом этапе проверку адекватности технического задания возможностям производства на основании сформулированных условий проектируемости МХП. Выбор наилучших значений варьируемых параметров осуществляется по критерию (3). При этом оптимизация проводится по условию минимизации затратной составляющей критерия. При проведении анализа значений показателей надежности функционирования стадий МХП выявляются наиболее "слабые" стадии. После чего осуществляется варьирование типа и числа аппаратов на данных стадиях и выбираются оптимальные значения.

Сравнение аппаратурного оформления реальных МХП с вариантами, полученными в результате проведенных расчетов, показали целесообразность использования разработанных моделей и алгоритма, как с точки зрения достижения оптимальных решений, так и сокращения времени расчета.

Таблица 1. Результаты расчета

Стадия № 4

Стадия № 6 один аппарат

один аппарат

два аппарата

один аппарат

220 356

225 359

один аппарат

228 369

229 372

Два аппарата

227 366 *

234 369


загрузка...