Автоматизация процесса анализа и управления качеством нефтепродукта
Разработка мнемосхем существующего и предлагаемого процессов, показывающие взаимодействия объектов процесса. Доказательство целесообразности автоматизации процесса анализа и управления качеством нефтепродукта на основе математической модели сетей Петри.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.12.2024 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Автоматизация процесса анализа и управления качеством нефтепродукта
Фаткуллин А.Р., студент 5 курс, факультет «Информатики и робототехники»; Ризванов К.А., доцент доцент кафедры «Автоматизированные системы управления» Уфимский государственный технический университет
Аннотация
В статье рассматривается процесс анализа и управления качеством нефтепродукта. В ходе изучения были разработаны мнемосхемы существующего и предлагаемого процессов, показывающие взаимодействия объектов процесса. На основе математической модели сетей Петри была доказана целесообразность автоматизации процесса анализа и управления качеством нефтепродукта.
Ключевые слова: автоматизация процессов, автоматизированная информационная система, нефтяная продукция, виртуальный анализатор.
Annotation
The article discusses the process of analysis and quality management of petroleum products. During the study, mnemonic diagrams of existing and proposed processes were developed, showing the interactions of process objects. Based on the mathematical model of Petri nets, the expediency of automatizing the process of analysis and quality management ofpetroleum products was proved.
Key words: process automatization, automatizated information system, petroleum products, virtual analyzer.
Введение
Актуальность данной темы заключается в использовании усовершенствованного управления технологическим процессом (СУУТП), основанный на прогнозирующей модели.
Качество любого вида продукции является совокупностью свойств, которые характеризуют её пригодность к полноценному удовлетворению потребностей, исходя из её назначения. Исходной качественной характеристикой считается свойство продукции.
Для решения большинства, недостатков процесса анализа и управления качеством нефтепродукта предлагается внедрить виртуальный анализатор.
Далее рассматривается подробнее существующий и предлагаемый процессы.
Исследование существующего процесса
В качестве объекта для исследования был выбран процесс анализа и управления качеством нефтепродукта.
Участники процесса:
1. Заказчик нефтепродукта
2. Оператор установки
3. Диспетчер
4. Лаборанты
5. Старший лаборант
Заказчик направляет план и бизнес-план диспетчеру установки.
Диспетчер направляет задание в лабораторию и уведомляет Оператора установки о необходимости забора пробы нефтепродукта с установки. Оператор установки выполняет забор пробы с установки, а Лаборанты доставляют ее в лабораторию. После анализа пробы Лаборанты передают результаты анализов Старшему лаборанту. Результаты анализов вносятся в Систему управления лабораторной информацией Старшим лаборантом.
Затем Оператор установки анализирует показатель качества нефтепродукта и в соответствии с технологическим регламентом установки задает новые значения уставок регуляторов, а также высылает акт о выполненных работах Заказчику продукта.
На рисунке 1 представлена мнемосхема существующего процесса.
Существующая модель содержит следующие недостатки:
- Низкая частота измерений;
- Высокая стоимость анализа;
- Влияние человеческого фактора.
Проанализировав недостатки, было принято решение о внедрении системы усовершенствованного управления технологическим процессом в составе которой идет виртуальный анализатор.
Рисунок 1. Мнемосхема существующего процесса
Исследование предлагаемого процесса
Виртуальный анализатор - математическая модель, производящая косвенный расчет показателей качества ТП на основе архивных производственных данных и данных лабораторных анализов.
Участники процесса:
1. Заказчик нефтепродукта
2. Оператор установки
3. Диспетчер
4. Лаборанты
5. Старший лаборант
6. СУУТП
7. АСУТП
Заказчик направляет план и бизнес-план диспетчеру установки.
Диспетчер направляет задание в лабораторию и уведомляет Оператора установки о необходимости забора пробы нефтепродукта с установки. Оператор установки выполняет забор пробы с установки, а Лаборанты доставляют ее в лабораторию. После анализа пробы Лаборанты передают результаты анализов Старшему лаборанту. Результаты анализов вносятся в Систему управления лабораторной информацией (СУЛИ) Старшим лаборантом.
Информация с СУЛИ поступает в СУУТП, в составе которой виртуальный анализатор (далее ВА), для расчета изменений технологического процесса. Результатом работы ВА будет показатель качества.
Затем автоматизированная система управления технологическим процессом анализирует показатель качества нефтепродукта полученный ВА и в соответствии с технологическим регламентом установки задает новые значения уставок регуляторов, а также высылает акт о выполненных работах Заказчику продукта.
Математическая модель
На рисунке 2 представлена мнемосхема предлагаемого процесса.
Рисунок 2. Мнемосхема предлагаемого процесса
Для анализа целесообразности решения об автоматизации существующего процесса необходимо рассчитать время процесса до автоматизации и после путем составления двух математических моделей на основе сетей Петри.
Сначала составляется модель существующего процесса. Определяются последовательные состояния, переходы между ними и усредненные временные характеристики.
Данные о состояниях и переходах приведены в таблице 1 и 2.
Таблица 1. Описание состояний существующего процесса
|
Обозначение |
Описание |
|
|
Р1 |
План получен диспетчером; |
|
|
Р2 |
Задание сформировано диспетчером; |
|
|
Р3 |
Проба проанализировано с помощью LIMS лаборантом; |
|
|
Р4 |
Результаты пробы составлены с помощью LIMS старшим лаборантом; |
|
|
Р5 |
На установку направлено воздействие от оператора установки; |
|
|
Р6 |
Результаты удовлетворяют; |
|
|
Р7 |
Акт выполненных работ составлен оператором установки; |
|
|
Р8 |
Результаты не удовлетворяет. |
Таблица 2. Описание переходов существующего процесса
|
Обозначение |
Описание |
|
|
t1 |
Сформировать задание диспетчером; |
|
|
t2 |
Проанализировать пробу с помощью LIMS; |
|
|
t3 |
Составить результаты пробы с помощью LIMS; |
|
|
t4 |
Воздействовать на установку; |
|
|
t5 |
Ознакомиться с результатами воздействия; |
|
|
t6 |
Составить акт выполненных работ. |
На рисунке 3 отображен процесс анализа и управления качеством нефтепродукта до автоматизации с описанными выше состояниями и переходами.
Для наглядного представления результатов выполнения переходов существующего процесса данные сведены в таблицу 3.
t1 t2 t3 t4 t5 t6
Рисунок 3. Модель Сети Петри процесса до автоматизации
Таблица 3. Результаты выполнения переходов существующего процесса
|
Переходы Состояния |
t1, мин |
t2, мин |
t3, мин |
t4, мин |
t5, мин |
t6, мин |
|
|
Р1 |
30 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
Р2 |
- |
120 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Р3 |
- |
- |
30 |
- |
- |
- |
|
|
Р4 |
- |
- |
- |
120 |
- |
- |
|
|
Р5 |
- |
- |
- |
- |
20 |
- |
|
|
Р6 |
- |
- |
- |
- |
- |
20 |
|
|
Р7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
Р8 |
- |
- |
- |
120 |
- |
- |
Проанализировав таблицу 3, можно сделать вывод о том, что существующий процесс анализа и управления качеством нефтепродукта без отклонений занимает в среднем примерно 340 минут.
С учетом отклонений время существующего процесса увеличивается в среднем примерно до 460 минут.
Для выявления преимуществ предлагаемого процесса определяются последовательные состояния, переходы между ними и усредненные временные характеристики.
Данные о состояниях и переходах приведены в таблице 4 и 5.
Таблица 4. Описание состояний предлагаемого процесса
|
Обозначение |
Описание |
|
|
Р1 |
План получен диспетчером; |
|
|
Р2 |
Задание сформировано диспетчером; |
|
|
Р3 |
Проба проанализировано с помощью LIMS лаборантом; |
|
|
Р4 |
Результаты пробы составлены с помощью LIMS старшим лаборантом; |
|
|
Р5 |
Значения установок регуляторов получено; |
|
|
Р6 |
На установку оказано воздействие АСУТП; |
|
|
Р7 |
Акт выполненных работ составлен; |
|
|
Р8 |
Обнаружен некорректный анализ; |
|
|
Р9 |
Запрос на анализ составлен. |
Таблица 5. Описание переходов предлагаемого процесса
|
Обозначение |
Описание |
|
|
t1 |
Сформировать задание диспетчером; |
|
|
t2 |
Проанализировать пробу с помощью LIMS; |
|
|
t3 |
Составить результаты пробы с помощью LIMS; |
|
|
t4 |
Рассчитать изменения технологического процесса; |
|
|
t5 |
Воздействовать на установку; |
|
|
t6 |
Оформить акт выполненных работ; |
t1 t2 t3 t4 t5 t6
Рисунок 4. Модель Сети Петри процесса после автоматизации
На рисунке 4 отображен процесс анализа и управления качеством нефтепродукта после автоматизации с описанными выше состояниями и переходами.
Для наглядного представления результатов выполнения переходов предлагаемого процесса данные сведены в таблицу 6.
Таблица 6. Результаты выполнения. переходов предлагаемого процесса.
|
Переходы Состояния |
t1, мин |
t2, мин |
t3, мин |
t4, мин |
t5, мин |
t6, мин |
|
|
Р1 |
30 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
Р2 |
- |
120 |
- |
- |
- |
- |
|
|
Р3 |
- |
- |
30 |
- |
- |
- |
|
|
Р4 |
- |
- |
- |
15 |
- |
- |
|
|
Р5 |
- |
- |
- |
- |
15 |
- |
|
|
Р6 |
- |
- |
- |
- |
- |
2 |
|
|
Р7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
Р8 |
30 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
Р9 |
30 |
- |
- |
- |
- |
- |
Проанализировав таблицу 6, можно сделать вывод о том, что существующий процесс анализа и управления качеством нефтепродукта без отклонений занимает в среднем примерно 212 минут.
С учетом отклонений время существующего процесса увеличивается в среднем примерно до 272 минут.
Для составления выводов по разработанным математическим моделям результаты сведены в таблицу 7.
Таблица 7. Результирующие итоги математического моделирования
|
Время процесса без отклонений, ч |
Время процесса с отклонениями, ч |
||
|
Существующий процесс |
340 |
460 |
|
|
Предлагаемый процесс |
212 |
272 |
Согласно таблице 7 следует, что после автоматизации процесса анализа и управления качеством нефтепродукта без отклонений займет примерно в 1,6 раза меньше времени и примерно в 1,7 раз меньше времени с учетом возникновения отклонений. Данные показатели доказывают целесообразность решения автоматизации процесса.
Заключение
В ходе исследования процесса анализа и управления качеством нефтепродукта были выявлены недостатки существующего процесса, увеличивающие время процесса. Для устранения выявленных недостатков предложено внедрение виртуального анализатора.
С помощью разработанной математической модели на основе модели сетей Петри, существующего и предлагаемого процессов была доказана целесообразность предлагаемого решения.
автоматизация управление качество нефтепродукт
Использованные источники
1. Бронштейн Е.М. Теория вычислительных процессов / Е.М. Бронштейн, О.Ф. Зотова, Е.А. Завьялова. -- Уфа: УГАТУ, 2013 -- 198 с.
2. Системы усовершенствования управления // Научно-производственная компания Оптимум.
3. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры/ Самарский А.А., Михайлов А.П. - М.: Физматлит, 2001. -- 320 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Необходимость автоматизации процесса отправки оплаченной квитанции для повышения удобства клиентов на ОАО "БашЗаказ". Функциональная и информационная модели предлагаемого процесса. Блок-схема работы пользователя. Обоснование выбора программного продукта.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 16.10.2014Понятие сетей Петри, их применение и возможности. Сетевое планирование, математические модели с использованием сетей Петри. Применение сетевых моделей для описания параллельных процессов. Моделирование процесса обучения с помощью вложенных сетей Петри.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 17.11.2009Описание процесса работы Touch Pad, операции над процессом. Выбор вычислительного процесса. Построение метамодели "асинхронного процесса", свойства его исходного положения на основе ее анализа. Предметная интерпретация метамодели на основе сети Петри.
контрольная работа [86,3 K], добавлен 06.09.2011Простые системы для отслеживания заявок. Информационные потоки, возникающие на этапе поступления запроса для решения инцидента. Концептуальная и логическая модель данных. Разработка программного обеспечения по автоматизации процесса Службы Service Desk.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 11.06.2017Разработка процесса автоматизации взаимодействия преподавателя и студента через сайт и ведение централизованного процесса обработки данных. Создание графического интерфейса программы и физической модели базы данных. Расчет цены программного продукта.
дипломная работа [6,1 M], добавлен 27.06.2011Оптимизация информационной системы управления предприятием. Технико-экономическое обоснование целесообразности процесса внедрения программного обеспечения для автоматизации кадрового документооборота организации, предоставляющей транспортные услуги.
контрольная работа [35,0 K], добавлен 06.03.2012Методы моделирования, отличные от инструментария "сети Петри". Пример моделирования стандартом IDEF0 процесса получения запроса браузером. Раскрашенные (цветные) сети Петри. Моделирование процессов игры стандартными средствами сетей Петри, ее программа.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 11.12.2012Изучение процесса автоматизации системы управления складом и отчетами. Проектирование схемы отпуска товара со склада с помощью методологий структурного анализа. Выбор инструментальных средств. Разработка алгоритмов, базы данных и руководства пользователя.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 09.11.2016Анализ существующей системы подбора персонала в ООО "Дататех". Место автоматизируемого процесса в его деятельности. Имитационное моделирование существующего и предлагаемого процессов. Разработка модуля корпоративной информационной системы управления.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 27.03.2011Разработка архитектуры ключевых прикладных систем предприятия. Разработка требований к системе управления качеством и контроллинга бизнес-процесса. Анализ разрывов между исходным и целевым состоянием бизнес-процесса. Разработка диаграммы миграции.
курсовая работа [6,3 M], добавлен 12.03.2022Система автоматизации процессов на примере стоматологической организации. Функции оперативного управления. Подсистемы планирования и контроля работ, управления медицинскими услугами, качеством медицинского обслуживания. Подсистема отношений с пациентами.
презентация [971,9 K], добавлен 09.11.2014Анализ процессов и ситуаций для плоттеров, их виды (печатающие, режущие). Построение метамодели "асинхронный процесс". Операции над процессами, их композиция. Предметная интерпретация асинхронного процесса. Сеть Петри для процесса подготовки к вырезанию.
контрольная работа [268,5 K], добавлен 06.09.2011Создание программного средства для автоматизации процесса управления учетом клиентов. Алгоритмы и модели базы данных; документооборот бизнес-процесса "работа отдела продаж", задачи и функции менеджера. Системные требования, экономическое обоснование.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 18.03.2013Характеристика деятельности ООО "ЖилРемСтрой", его организационная структура. Разработка проекта автоматизации бизнес-процессов предприятия с помощью программы "1С". Контрольный пример реализации проекта. Расчет экономической эффективности автоматизации.
дипломная работа [3,7 M], добавлен 29.01.2013Характеристика предприятия, его организационная структура. Описание постановки задачи и существующего процесса, его мнемосхема и функциональная модель. Описание недостатков существующего процесса и предложения автоматизации; выбор программного продукта.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 17.03.2010Подходы к автоматизации процесса управления и планирования уборочных работ. Возможности программы Access. Определение связей информационных объектов и построение информационно-логической модели для СПК "Литковское". Анализ входной и выходной информации.
курсовая работа [263,0 K], добавлен 07.07.2013Построение метамодели "асинхронный процесс" и определение свойств исходного процесса на основе ее анализа. Операции над процессом: репозиция, редукция, композиция, оценка результатов. Формирование предметной интерпретации метамодели на основе сети Петри.
контрольная работа [134,8 K], добавлен 12.04.2011Системы и задачи их анализа. Методы системного анализа: аналитические; математические. Сущность автоматизации управления в сложных системах. Структура системы с управлением, пути совершенствования. Цель автоматизации управления. Этапы приятия решений.
реферат [324,3 K], добавлен 25.07.2010Изучение программы интегрированной компьютеризации производства. Моделирование процесса "Производство солнечных батарей". Статистический анализ процесса на основе информационных технологий. Оценка описательных статистик. Анализ стабильности процесса.
курсовая работа [5,6 M], добавлен 10.04.2017Проведение сравнительного анализа языков программирования. Создание алгоритма и специфика составления математической модели программы "Механические часы, показывающие текущее время" в среде Microsoft Visual Studio 2010, на базе языка программирования С++.
курсовая работа [408,9 K], добавлен 11.03.2013
