автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Адаптивное управление процессом приготовления смесей на примере шинного производства

На правах рукописи

КАМАКИН АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСЕЙ НА ПРИМЕРЕ ШИННОГО ПРОИЗВОДСТВА

05.13.06 - "Автоматизация и управление технологическими процессами и

производствами"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ярославль - 2004

Работа выполнена в государственном- образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ярославский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Васильков Юрий Викторович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Чистякова Тамара Балабековна

кандидат технических наук, доцент Маевский Вячеслав Константинович

Ведущая организация: ФГУП «НИИШП», г. Москва

Защита диссертации состоится « 16 » 2004 г. в часов на заседании

диссертационного совета КМ 212308.01 в Ярославском государственном техническом университете по адресу: 150023, г. Ярославль, Московский проспект, 88, ауд. Г-219.

С диссертацией J можно ознакомиться в библиотеке Ярославского государственного технического университета.

Автореферат разослан?

« № » Орй&ртЛ

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В условиях современного производства должна создаваться продукция, максимально удовлетворяющая запросам потребителей. Для реализации постоянно возрастающих требований заказчиков в производстве должны использоваться современные, наукоемкие технологии, успешность применения которых наряду с совершенствованием технологического оборудования и сырьевой базы существенно зависит от возможностей систем управления технологическими процессами.

Одним из основных путей улучшения качества продукции, шинного производства является повышение точности изготовления полуфабрикатов. Ввиду того, что характеристики базового полуфабриката шинной промышленности -резиновой смеси - во многом определяют параметры покрышек, особое внимание следует уделять процессу приготовления резиновых смесей, в ходе которого закладывается уровень качества шин.

В существующих системах автоматического управления периодическими процессами приготовления смесей отсутствует возможность устранения влияния сильных возмущающих воздействий, связанных с нестабильностью композиционного состава и различием параметров технологического оборудования для серийного выпуска однотипных смесей. Это является причиной существенных колебаний значений качественных показателей смесей и резин. Наиболее целесообразным, надежным и доступным решением данной проблемы в условиях действующего производства является повышение эффективности систем управления приготовлением резиновых смесей за счет расширения их возможностей по адаптации к изменяющимся условиям проведения технологического процесса.

Периодические процессы приготовления смесей, помимо шинного производства и РТИ, широко распространены в различных отраслях промышленности. В целом процессы имеют схожую структуру, одинаковые цели и проблемы управления. Однако на сегодняшний день отсутствует единый методологический подход к построению систем автоматического управления процессами приготовления смесей, применение которого позволило бы значительно повысить качество продукции. Применение адаптивных систем для управления процессом приготовления смесей должно позволить эффективно-устранить влияние возмущений процесса и существенно сократить экономические потери от выпуска некондиционных смесей.

Целью работы является разработка методики синтеза эффективных с позиций технологических требований и качества продукции систем управления процессами приготовления многокомпонентных смесей в условиях многоассортиментного крупнотоннажного производства.

Р0С..НАЦН01Ш1Ы1ЛН БИБЛИОТЕКА

Для достижения цели в работе поставлены следующие основные задачи:

1. Исследование процесса приготовления резиновых смесей как объекта управления с целью выявления особенностей, определяющих структуру и специфику реализации систем управления.

2. Синтез адаптивной системы управления процессом приготовления резиновых смесей с учетом действия сильных возмущений по компонентному составу и параметрам технологического оборудования.

3. Разработка математической модели для решения задачи нахождения дозировок компонентов резиновой смеси в условиях проведения оперативных замен ингредиентов.

4. Разработка математической модели для оперативного управления технологическим процессом на основе косвенных показателей качества резиновых смесей.

5. Разработка алгоритмов функционирования адаптивной системы управления на основе динамического синтеза математических моделей и экспериментальное подтверждение применимости предложенных методов.

Методы исследования. Поставленные задачи решались с применением методов математического моделирования, оптимизации, планирования эксперимента, теории управления и искусственного интеллекта. При разработке прикладного программного обеспечения использовалась концепция объектно-ориентированного программирования.

Достоверность результатов работы базируется на корректном применении использованных методов исследования, обеспечивается идентификацией математического описания по экспериментальным исследованиям процесса с учетом литературных данных, и подтверждается совпадением расчетных данных и результатов экспериментальных исследований. Научную новизну работы составляют:

1. Возможность двухконтурного управления процессом приготовления резиновых смесей, которое заключается в разделении способов ликвидации последствий замен ингредиентов и других возмущений в технологическом процессе.

2. Применение нейросетевого моделирования для решения задачи замены ингредиентов резиновой смеси, которое обеспечивает возможность оперативного синтеза модифицированной композиции с использованием существующих прецедентов рецептурных изменений.

3. Концепция построения математических моделей, заключающаяся в динамическом синтезе требуемых моделей в системе адаптивного управления с целью прогнозирования изменения свойств смесей при комплексных заменах.

4. Методика построения адаптивных систем управления приготовлением многокомпонентных смесей, ингредиенты которых претерпевают в ходе технологического процесса физические и химические изменения с образованием сложных мёжкомпонентных связей.

Практическая значимость. Реализация разработанной адаптивной системы управления процессом приготовления резиновых смесей позволяет улучшить значения целевых показателей на 10 - 15% и снизить объем брака продукции более чем в 2,5 раза. Разработанные методы и программное обеспечение использованы при создании АСУТГХ приготовления резиновых смесей на ОАО "Ярославский шинный завод", они так же могут быть применены для аналогичных технологических процессов других предприятий. Созданные алгоритмы и программные средства на их основе могут быть легко интегрированы в любой современный программно-технический комплекс.

Результаты исследований использованы в учебном процессе кафедры кибернетики ЯГТУ и Ярославском институте повышения квалификации руководящих работников и специалистов химической и нефтехимической промышленности.

На защиту выносятся:

1. Структура системы управления периодическим процессом приготовления резиновых смесей.

2. Математическая модель на основе нейронных сетей для решения задачи замены компонентов в рецептурах резиновых смесей, использующая знания о физико-химических свойствах ингредиентов.

3. Структура математической модели для оперативного управления процессом смешения по косвенному показателю качества смеси.

4. Алгоритм динамического синтеза математических моделей для управления процессом в условиях изменения оптимального значения косвенного показателя качества свойств резиновых смесей.

5. Результаты исследования и внедрения системы адаптивного управления процессом приготовления резиновых смесей.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлялись на международных научных конференциях- "Математические методы в технике и технологиях" (ММТТ-14, Смоленск, 2001; MMTT-I5, Тамбов, 2002; ММТТ-16, Ростов-на-Дону, 2003); научно-методическом семинаре "Математическое образование: теория и практика" (Ярославль - 2001); симпозиуме «Интеллектуальные системы» (МГТУ им. Баумана, Калуга, 2002); XIII и XIV симпозиумах «Проблемы шин и резинокордных композитов» (Москва, 2002 -2003); конференции «Полимерные композиционные материалы и покрытия» (Ярославль, 2002); научно-практической конференции резинщиков (РКР-2003, Москва, 2003).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 14 научных

работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка использованных источников из 147 наименований. Работа изложена на 212 страницах, содержит 61 рисунок и 27 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи работы, показана г научная новизна, и практическая значимость, дано краткое изложение работы.

1. Анализ подходов к управлению технологическим процессом приготовления смесей.

Процесс приготовления смесей.играет важную роль в производстве шин. Обобщенная схема процесса приготовления резиновых смесей «представлена на рис. 1. При смешении компонентов резиновых смесей протекают разнообразие физико-химических элементарные подпроцессы, составление полного аналитического описания которых затруднительно.

Сходные технологические процессы приготовления смесей имеются в других отраслях промышленности

Целевыми показателями процесса являются реологические и пласто-эластические характеристики резиновых смесей, степень диспергирования наполнителя в каучуке и физико-механические свойства резин. На основании литературных данных выявлены широкие возможности, управления технологическим процессом для получения заданных значений целевых показателей. Для повышения эффективности управления процессом приготовления резиновых смесей контролируемые параметры применяются с целью оценки» хода смешивания и косвенной характеристики, достижения заданных значений целевыми показателями. Однако установлена сильная зависимость значений косвенных показателей от состава смеси и изменений свойств ингредиентов. Анализ возмущающих воздействий технологического

процесса показал» что наиболее сильными из них являются замены ингредиентов, разброс свойств сырья и зависимость показателей процесса от индивидуальных характеристик технологического оборудования. Результат действия возмущений на один из показателей процесса представлен на рис. 2.

Напряжение при удлинении на 300%, МПа

Для оперативного управления процессом приготовления смесей имеются два способа изменения целевых показателей процесса: рецептурный и технологический. На сегодняшний день доминирует рецептурный способ изменения свойств смесей для оперативного управления. Рецептурный способ характеризуется значительной погрешностью в получении заданных свойств смесей и резин при оперативном управлении, что увеличивает их нестабильность. Имеются достаточно широкие возможности гибкого и точного управления свойствами смесей и резин с помощью управляющих параметров в ходе процесса смешения. Однако это требует использования в системах управления технологическим процессом математической модели, описывающей влияние-управляющих параметров на целевые показатели.

Анализ существующих систем управления технологическим процессом приготовления смесей показал невозможность оперативного устранения ими действия возмущений по причине больших запаздываний при принятии решений специалистами в условиях проведения вынужденных рецептурных коррекций и при синтезе математических моделей для управления технологическими режимами. Таким образом, для повышения эффективности управления процессом приготовления смесей требуется разработка гибкой системы управления с введением в ее структуру адаптивных элементов.

2 Разработка структуры системы управления процессами приготовления смесей

Общая задача управления процессом приготовления: резиновых смесей сформулирована в следующем виде: необходимо обеспечить получение резиновых смесей с заданным набором свойств при наличии рецептурных возмущений. Исходя из результатов анализа объекта управления, задача конкретизирована: необходимо стабилизировать средние значения показателей качества резин и резиновых смесей и уменьшить дисперсию значений свойств смесей в условиях замен компонентов смесей. Для решения поставленных задач управления процессом приготовления резиновых смесей необходимо разработать систему автоматического управления..

В целях повышения эффективности решения задачи управления разделены пути устранения действия возмущающих факторов по источникам их появления с учетом особенностей объекта управления: влияние контролируемых изменений состава смесей и свойств ингредиентов предложено устранять с помощью управления, основанного на прогнозе свойств смесей при рецептурных изменениях, а действие неконтролируемых возмущений, связанных в основном с индивидуальными особенностями линий по выпуску смесей, предложено устранять посредством управления, рассчитываемого по моделям технологических режимов.

Основным этапом создания системы- управления является построение математических моделей, которые, являются необходимыми элементами адаптивной системы управления. С учетом особенности процедуры создания базовых рецептур и технологических режимов, а также в соответствии с задачами устранения влияния возмущений, в структуру математической модели для управления введены 2 блока, реализующие прогноз свойств смесей и резин, а также адаптацию технологического режима.

Критерий оценки достижения цели управления выбран в виде меры близости целевых показателей заданным значениям, в качестве которой принята сумма квадратов отклонений значений свойств смесей и резин от требуемых значений для партии заправок. Формализованная постановка задачи управления выглядит следующим образом; необходимо минимизировать значение целевого критерия

(1)

при выполнении условии

а*

(2)

а, £ О,

(3)

Достижение цели управления осуществляется путем нахождения управляющих Воздействий мпттртг1Г_ _ _ _ _ _

где компонент отражает зависимость целевых показателей от значений

контролируемых возмущений, а компонент описывает влияние

технологического режима на свойства резиновых смесей и резин.

Технологические ограничения для дозировок компонентов, задаваемые при проектировании рецептуры:

ог<с,<сг, (6)

где

Ограничения для значений управляющих параметров:

На основании проведенного анализа возможностей существующих систем и тенденций развития современных АСУ ТП, нами* сформулированы особые требования к системе управления:

• Адаптивность - структура и состав математических моделей системы управления должны изменяться в зависимости от требований по устранению возмущений и выпускаемой номенклатуры смесей. В системе управления должна использоваться ограниченная номенклатура математических моделей с возможностью их идентификации в автоматическом режиме для любой резиновой смеси.

• Гибкость - количество вариантов различных возмущений по компонентному составу заранее не задается. Система управления должна устранять любые компонентные возмущения.

• Детерминированность - система управления должна» предсказуемо функционировать на основе заданной базовой рецептуры и технологического режима с учетом дополнительной информации. Приобретение опыта - в СУ должно быть предусмотрено использование опыта по управлению технологическим процессом, в том числе и накопленного в результате функционирования самой СУ.

• Универсальность - СУ должна иметь единую структуру и алгоритмы управления для производства различных смесей (типизация решений АСУ ТП для разных отраслей промышленности).

Структура синтезированной адаптивной системы управления представлена на рис. 3. В ее состав введены блоки прогнозов свойств смесей и адаптивного синтеза моделей технологических режимов.

Основное назначение блока прогноза компонентных доз - подбор пропорций ингредиентов в смесях при их заменах другими веществами Данный блок предназначен также для устранения влияния изменений свойств ингредиентов Для нахождения дозировок ингредиентов необходим динамический синтез математической модели прогноза свойств смеси с учетом свойств компонентов и организация поиска доз по математической модели, при которых значение целевого критерия (1) принимает минимальное значение. Блок синтеза моделей технологических режимов определяет необходимость проведения данной процедуры, синтезирует структуру модели, в супервизорном режиме работы управляет идентификационными экспериментами математических моделей, отключая-режим оптимального управления АСУ ТП приготовления смесей, осуществляет поиск оптимальных значений косвенных показателей качества, при которых целевой критерий (1) принимает минимальное значение.

Дополнительными эффективными элементами системы управления являются базы прецедентов замен ингредиентов и синтезированных моделей технологических режимов: нами установлено, что длительность хранения прецедентов управления должна составлять не менее 3-х лет.

3 Разработка математической модели для прогнозирования свойств резиновых смесей

В работе проанализированы варианты замен компонентов для разработки механизма устранения действия возмущений технологического процесса, связанных с заменой компонентов исходной смеси другими веществами. Из всех возможных типов замен ингредиентов выбраны 4 варианта, которые являются наиболее распространенными в шинной промышленности (рис. 4). Показано, что выбранные варианты являются элементарными, из которых формируются более сложные замены компонентов.

В задаче построения модели для прогноза свойств смеси использованы значения свойств компонентов и их дозировок с учетом предыстории замен. Наборы характеристик веществ в прецедентах управления представлены в виде множества векторов:

1Ь .2',(8)

Также в прецедентах представлены дозировки веществ:

с" ={с\...с4}

<9)

и векторы значении целевых пгогячяте.тте.и процесса:

7" (Ю)

Для решения задачи оперативного управлении требуется получить прогноз дозы одного или нескольких веществ-заменителей <3к+|, при котором значение целевого критерия (1) минимально:

На основании проведенного сравнения регрессионной и нейросетевой моделей выбрана парадигма нейронных сетей: она имеет преимущество ввиду наличия универсальной структуры модели и возможности ее идентификации ограниченным числом прецедентов управления за счет многократного использования их в процессе обучения сети.

На основании анализа архива замен выделена группа мягчителен как

наиболее нестабильных компонентов шинных резин (рис. 5). Основные свойства, характеризующие действие веществ из группы мягчи-телей на свойства резиновой смеси определены с помощью метода парных сравнений, реализованного автором в программном обеспечении «4М - ЯрИПК» (рис. б). Предварительный отбор значимых параметров позволяет максимизировать Рис. 5. Статистика внутригрупповых замен ингредиентов точность прогноза (рис 7) протекторных смесей на ОАО «ЯШЗ» за 3 года

результатам исследования влияния

структуры нейронной сети на точность прогноза при разных наборах данных для обучения определена универсальная конфигурация нейро-сетевой модели в виде сети с тремя скрытыми слоями для прогноза целевых характеристик процесса.

и

Установлено, что объем данных для обучения сети должен не менее чем в 2 раза превосходить количество входов сети Погрешность прогнозов доз мягчителей

в исследованиях замен в рецептурах на тестовом множестве экспериментальных данных 13 масел-мягчителей для протекторной резиновой смеси не превышает 7,4%, что соответствует по уровню точности применений нейронных сетей для задач прогнозирования в других отраслях.

Нейросетевая модель позволяет прогнозировать свойства смесей и резин для одновременного определения дозировок нескольких веществ композиции, принадлежащих разным химическим классам.

4 Разработка математической модели для адаптации

технологического режима

Учитывая, что для управления процессом приготовления смесей эффективно используются косвенные критерии качества резиновых смесей:

ЛГ, =//(*), (12)

где ] = и^, задача построения математической модели для управления процессом по косвенному показателю качества заключается в установлении связи:

На основании проведенного анализа существующих математических моделей для оперативного управления, выделен класс статических моделей как наиболее перспективный для применения в адаптивной системе управления

Таблица 1

Фактор« Г Значение' Значение фактора

фактора на " на уровне «+1»

•4 V * уровне «-1»

^см 125 сек 145 сек.

в 15 м3/ч 20 м3/ч

Осек 10 сек

процессом приготовления резиновых смесей. Обоснована структура и выбраны факторы для математической модели технологического режима приготовления

протекторных смесей: время смешивания под давлением -сек, расход охлаждающей

воды в контуре системы охлаждения резиносмесителя — в, м /ч, длительность

Результирующая модель, ПФЭ на технологическом

краткосрочного сброса давления - tp, сек. идентифицированная с использованием плана оборудовании (табл. 1), имеет вид:

Е = 27,45 • tcu + 31,92 ■ G +10,6 • / - 2443,95.

•а/ ■ — • •р (И)

Проверка воспроизводимости экспериментов по критерию Кохрена показала, что процесс является воспроизводимым: табличное значение критерия при 5% уровне значимости, 8 независимых оценках дисперсии и 2 степенях свободы каждой оценки составляет 0,515, а экспериментальное значение составило 0,3541. Адекватность модели подтверждена критерием Фишера: расчетное значение составило 2,8413, табличное значение критерия Фишера при уровне значимости 0,05, 4 степенях свободы дисперсии адекватности и 8 степенях свободы дисперсии воспроизводимости составило 3,8378.

Для компонента модели (5) были получены зависимости вида (13) для 5 показателей качества резиновых смесей и резин (напряжение при удлинении 300% (N300), относительное удлинение при растяжении (БЬ), твердость (ТУ), модуль прочности при растяжении (РЯ), пластичность (РЬ)), которые были аппроксимированы полиномиальными моделями в соответствии с максимальным значением критерия близости Пирсона, имеющего нормированные значения:

Ю00(£) = -0,0007- Е4 +0,000005- Е} - 0,015- £: +19,11 ■ £-9036,2. DL(E) = -0,000001 • £' +0,0076-£2 -14,823-£ + 10025. PR(E) = 3 ■10-"' ■ £' -10"* • Е4 + 0,0032 ■ £' - 4,488- Е1 +3303,2 • £ -104. 7V(£) = -2-10-u> •£1 + 2-10"4 -£J -0,0043-£J + 5,3311-£-2381,5. Я.(£) = 3-10"п •£" -2-10"* •£' +7-10-* -£2 -0,0107-£+6,1283 .

(15)

(16)

(17)

(18) (19)

Расчет зависимости целевых показателей от значений косвенного показателя Е (затраты электроэнергии на проведение процесса) по моделям (15) -(19) позволил установить экстремальную зависимость критерия оценки достижения цели управления (1), которая представлена на рис. 8. Изменение рецептурного состава равно как и перенос выпуска смесей на другое оборудование существенно изменяют оптимальное значение косвенного показателя, что в конечном итоге приводит к появлению брака смесей. Наиболее рациональной реализацией стратегии управления производственными процессами с подобной спецификой является, на наш взгляд, регулярное повторение процедуры синтеза и/или идентификации математической модели технологического режима адаптивной системой управления при обнаружении неспособности устранения с помощью текущей модели отклонений значений целевых показателей от заданных значений. Такая идентификационная адаптивность позволит за определенное число экспериментов на технологическом оборудовании получить новую адекватную математическую модель для оптимального управления процессом.

5 Реализация адаптивной системы автоматического управления процессом приготовления резиновых смесей

Разработанный алгоритм синтеза модели прогноза свойств резиновых смесей представлен на рис. 9. В алгоритме проведения экспериментов на действующем оборудовании для поиска оптимального значения косвенного показателя качества учитывается возможность использования выявленных заправок смеси с отклонениями расчетных значений косвенных показателей от измеренных значений для проведения идентификации модели управления. Данный способ раннего выявления брака до окончания процесса" позволяет снизить общее количество затрат на активные эксперименты.

Архитектура разработанной системы адаптивного управления на ОАО «ЯШЗ», каждый уровень иерархии которой реализован с помощью программно-технических средств компании Siemens, представлена на рис. 10. Наличие л п."*-— и fr^ggggg-J ¡8Tl£:::'-i'"""l открытых программных интер-

фейсов позволяет интегрировать систему адаптивного управления (SCADA)

практически в любую АСУ предприятием.

Из множества вариантов реализации нейронной сети показано преимущество

применения собственных разработок в среде Delphi с использованием стандартных интерфейсов межпрограммного взаимодействия.

Рис. 10. Главная мнемосхема системы адаптивного управления, выполненная в \VinCC

Использование адаптивной системы управления позволяет решить задачи управления (рис. 11). Экономические расчеты и фактические данные свидетельствуют о высокой эффективности применения адаптивного управления процессом приготовления резиновых смесей.

Напряжение при удлинении на 300%, МПа

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Показана возможность двухконтурного управления процессом приготовления резиновых смесей, заключающаяся в ликвидации возмущений в процессе и уменьшении последствий замен ингредиентов.

2. Применение нейросетевого моделирования для решения задачи замены ингредиентов резиновой смеси позволяет динамически синтезировать требуемую модель в системе адаптивного управления и прогнозировать изменения свойств смесей при комплексных заменах.

3. Разработан метод построения моделей, на основе которых эффективно решается задача определения технологических режимов процесса при замене ингредиентов.

4. Разработанные алгоритмы функционирования адаптивной системы управления, использующие динамический синтез математических моделей для" управления, позволили не менее чем в 2 раза сократить затраты сырья и времени на нахождение оптимальной рабочей точки технологического режима при замене компонентов.

5. Разработана методика построения адаптивных систем управления приготовлением многокомпонентных смесей, ингредиенты которых претерпевают в ходе технологического процесса физические и химические изменения с образованием сложных межкомпонентных связей.

6. Адаптивная система управления процессом приготовления резиновых смесей, построенная на основе разработанной методики, позволяет с учетом компонентных изменений и действия других возмущений улучшить значения целевых показателей на 10 - 15% и снизить объем брака продукции более чем в 2,5 раза, что дает годовую экономию средств в размере 1,9 млн. руб.

Обозначения и сокращения

п - количество этапов ввода компонентов в смесь; s - количество целевых показателей процесса;

Y4 - i-oe значение целевого показателя процессадля]-ой заправки смеси;

Q, - i-oe желаемое значение целевого показателя процесса;

о, - вес (значимость) i-ro целевого показателя процесса;

Gy -масса]-ro компонента, дозируемого на i-ом этапе;

ш - количество компонентов в рецептуре;

U, - i-ый управляющий параметр технологического режима;

к - количество управляющих параметров;

X, - i-ый параметр состояния объекта управления;

г - количество параметров состояния;

Z,j -j-oe свойство у i-ro компонента смеси;

task - количество заправок в партии смесей;

b - количество прецедентов в предыстории управления процессом;

СУ - система управления;

АСУ - автоматизированная система управления;

ТП - технологический процесс;

SCADA - (Supervisory Control and Data Acquisition) - программное обеспечение

верхнего уровня для сбора данных и оперативного диспетчерского управления.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Камакин А.Н., Васильков Ю.В. Адаптивное управление процессом резиносмешения: Сб. трудов Международ, науч. конф. Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-14) в 6-ти т. Т.6. Секция 10, 11, 12 / Смоленский филиал Московского энергетичес. инс-та (техн. ун-та). -Смоленск, 2001. - Стр. 207.

2. Камакин А.Н., Васильков Ю.В. Особенности математического моделирования процесса периодического смешения полимерных материалов в задачах оперативного' управления: Межвуз. сб. науч. тр. Математика и математическое образование. Теория и практика.-Вып 2. — Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2001. - Стр. 180-181.

3. Камакин А.Н., Васильков Ю.В. Декомпозиция задач управления резиносмешением: Сб. трудов XV Международ, науч. конф. Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-15) в 10-ти т. Т.9. Секции 9, 12 / Под общ. ред. B.C. Балакирева. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. - Стр. 217-219.

4. Камакин А.Н., Васильков Ю.В. Модели для управления процессом периодического смешения полимерных материалов: Труды Пятого международного симпозиума Интеллектуальные системы / Под ред. Пупкова К.А. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - Стр. 171-172.

5. Автоматизация технологических процессов подготовительного производства в шинной промышленности: Сб. трудов XIII симпозиума Проблемы шин и резинокордных композитов в 2-х т. Т.2 / Круглов В.П., Камакин А.Н., Гончаров Г.М., Васильков Ю.В.; Под общ. ред. Ю.П. Басса. - М: ФГУП НИИШП, 2002. - Стр. 3-10.

6. Управление процессом наполнения полимеров: Материалы Межд. науч-техн. конференции Полимерные композиционные материалы и покрытия / Камакин А.Н., Васильков Ю.В., Круглов В.П. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2002.-Стр. 166-167.

7. Проблемы и перспективы автоматизации процессов переработки высоконаполненных полимеров в шинной промышленности и производстве РТИ: Материалы межд. науч-техн. конференции Полимерные композиционные материалы и покрытия / Круглов В.П., Гончаров Г.М., Камакин А.Н. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2002. - Стр. 162-163.

8. Vasilkov Yu. V. Kamakin A.N. Computeiized methods of quality management: 5 simpozij о kvaliteti Suviemena stiemljenja, u upiavljanju kvalitetom. -Hoivatia: Hivatskog diustva menadzera kvaliteti, 2003. P. 41- 44.

9. Развитие кибернетического метода корректирования состава полимерных композиций [Электронный ресурс]: информ. система на компакт-диске / Камакин А.Н., Круглое В.П., Васильков' Ю.В. - Электрон, дан. конференции РКР-2003 - М.: ФГУП НИИШП, 2003. -1 электрон, опт. диск (CD-ROM): цв.; 12 см. - Систем, требования: IBM-совместимый PC; CPU с сопроцессором и выше; 530 Мб; 6 Мб на винчестере; Windows 95; дисковод CD-ROM 2x и выше; SVGA монитор; видеоадаптер (800x600, 256 цв.); мышь. (- Загл. с контейнера. - ISBN 5-8085-0019-2.)

10.Новые разработки' в области создания оборудования, приборов и технических средств для контроля и управления качеством полуфабрикатов в производстве шин [Электронный ресурс]: информ. система на компакт-диске / Круглое В.П., Камакин А.Н., Сабиров О.Е., Чаев А.В. - Электрон, дан. конференции РКР-2003 - М.: ФГУП НИИШП, 2003. - 1 электрон: опт. диск (CD-ROM): цв.; 12 см. - Систем, требования: IBM-совместимый PC; CPU с сопроцессором и выше; 530 Мб; 6 Мб на винчестере; Windows 95; дисковод CD-ROM 2x и выше; SVGA монитор; видеоадаптер (800x600,256 цв.); мышь. (- Загл. с контейнера. - ISBN 5-8085-0019-2.)

П.Камакин А.Н., Васильков Ю.В. Оптимизация корректировок рецептур полимерных материалов: Сб. тр. XVI Междунар. науч. конф. Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-16) в 10-ти т. Т.8. Секция 12 / Под общ. ред. B.C. Балакирева. - Ростов н/Д: РГАСХМ ГОУ, 2003.-Стр. 11-13.

12.Выбор класса математических моделей для адаптивного управления процессом приготовления резиновых смесей: Сб. трудов XIV симпозиума Проблемы шин и резинокордных композитов в 2-х т. Т.1. / Камакин А.Н., Круглое В.П., Васильков Ю.В.; под общ. ред. Ю.А. Гамлицкого. - Мл ФГУП НИИШП, 2003. - Стр. 189-195.

13.0 применении метода парных сравнений для отбора характеристик ингредиентов / Камакин А.Н., Танцова Н.Б., Васильков Ю.В. // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология, 2003, № 9 (Т.46), стр. 38-41.

Н.Применение парадигмы нейронных сетей к задаче замены ингредиентов ва полимерных композициях: Сб. научн. трудов вузов России "Проблемы экономики, финансов и управления производством" / Камакин i A.H., Круглое В.П., Васильков Ю.В. - Иваново: Изд-во ИГХТУ, 2003. - Стр. 390397.

Лицензия ПД 00661. Формат 60x84 1/16. Печ. л. 1.

Заказ 265. Тираж 100.

Отпечатано в типографии Ярославского государственного технического университета 150028, г. Ярославль, ул. Советская, 14 а, т. 30-56-63.

* -з 292

Основные обозначения и сокращения.

Введение.

1 Анализ подходов к управлению технологическим процессом приготовления смесей.

1.1 Характеристика технологического процесса.

1.1.1 Компонентный состав смесей.

1. 1.2 Схема технологического процесса.

1.1.3 Элементарные процессы, происходящие при смешении.

1.2 Анализ процесса приготовления смесей как объекта управления.

1.2.1 Целевые показатели объекта управления.

1.2.2 Управляющие параметры объекта управления.

1.2.3 Параметры состояния объекта управления.

1.2.4 Возмущающие воздействия, действующие на объект управления.

1.3 Анализ существующих систем управления процессом приготовления резиновых смесей.

1.3.1 Этапы эволюции АСУ ТП приготовления смесей.

1.3.2 Системы поддержки принятия решений.

Выводы по первой главе.,.

2 Разработка структуры системы управления процессом приготовления смесей.

2.1 Задача разработки адаптивной системы управления процессом приготовления резиновых смесей.

2.1.1 Задачи управления процессом приготовления смесей.

2.1.2 Формирование критерия оценки достижения цели управления.

2.1.3 Формулирование требований к разрабатываемой системе управления.

2.2 Подходы к решению задач управления.

2.2.1 Процедура реализации свойств процесса приготовления резиновых смесей.

2.2.2 Действие возмущений на цепочку «планирование-реализация» свойств композиции.

2.2.3 Разделение решения задач управления процессом.

2.2.4 Этапы разработки адаптивной системы управления.

2.3 Синтез структуры адаптивной системы управления.

2.3.1 Блок прогноза компонентных доз.

2.3.2 Архив прецедентов управления.

2.3.3 Блок синтеза модели и оптимизации целевого критерия.

2.3.4 Синтез адаптивной системы управления.

2.4 Особенности структуры математической модели адаптивной системы управления.

Выводы по второй главе.

3 Разработка математической модели для прогнозирования свойств резиновых смесей.

3.1 Анализ вариантов замен ингредиентов резиновых смесей.

3.2 Задача построения математической модели для прогноза свойств смеси

3.3 Обоснование метода прогнозирования свойств полимерной композиции.

3.3.1 Особенности предметной области.

3.3.2 Обоснование применение метода нейросетевого прогнозирования.

3.4 Синтез структуры нейросетевой модели.

3.4.1 Выбор группы ингредиентов резиновой смеси для получения прогнозирующей модели.

3.4.2 Выбор значимых физико-химических параметров мягчителен.

3.4.3 Влияние количества скрытых слоев на точность прогноза дозы мягчителей.

3.4.4 Влияние количества примеров для обучения на точность прогноза.

3.4.5 Влияние количества физико-химических параметров мягчителей на точность прогноза.

3.4.6 Влияние наличия у сети дополнительных параметров для реализации функции «переключения» на точность прогноза.

3.4.7 Влияние совмещенности выходов сети на точность прогноза.

3.4.8 Экстраполирующие свойства нейронной сети.

3.5 Обоснование метода поиска оптимальной дозы ингредиента-заменителя с помощью нейросетевой модели.

Выводы по третьей главе.

4 Разработка математической модели для адаптации технологического режима

4.1 Задача построения математической модели для адаптации технологического режима смешения.

4.1.1 Использование косвенных показателей процесса для учета особенностей объекта управления.

4.1.2 Анализ типов моделей для управления процессом приготовления резиновых смесей.

4.1.3 Постановка задачи построения математической модели для управления технологическим режимом.

4.2 Синтез структуры модели технологического режима.

4.2.1 Анализ значимых факторов технологического режима процесса приготовления смесей.

4.2.2 Формулирование требований к методу построения модели.

4.2.3 Синтез структуры модели технологического режима.

4.3 Минимизация критерия оценки достижения цели управления.

4.3.1 Условия проведения эксперимента.

4.3.2 Построение аппроксимирующих зависимостей вида «косвенный критерий - целевые свойства».

4.3.3 Оптимизация технологического режима с помощью модели для управления.

4.4 Применение оперативной идентификации математической модели технологического режима как элемента адаптации системы управления.

Выводы по четвертой главе.

5 Реализация адаптивной системы автоматического управления процессом приготовления резиновых смесей.

5.1 Синтез адаптивного алгоритма управления процессом приготовления резиновых смесей.

5.1.1 Алгоритм замены компонентов смеси.

5.1.2 Алгоритм корректирования технологического режима приготовления резиновых смесей.

5.1.3 Результаты тестирования алгоритма управления адаптивной системы

5.2 Аппаратно-программный комплекс для реализации адаптивной СУ на предприятии шинной промышленности.

5.2.1 Структурная схема адаптивной системы управления.

5.2.2 Разработка рекомендаций по выбору средств для реализации адаптивной системы управления.

5.3 Оценка экономической эффективности адаптивной системы управления процессом приготовления резиновых смесей.

5.3.1 Эффективность стабилизации средних значений свойств смеси.

5.3.2 Эффективность сужения стандартного отклонения значений свойств смеси.

5.3.3 Оценка затратна создание системы управления.

Выводы по пятой главе.

1. Актуальность работы. В условиях современного производства должна создаваться продукция, максимально удовлетворяющая запросам потребителей. Для реализации постоянно возрастающих требований заказчиков в производстве должны использоваться современные наукоемкие технологии, успешность применения которых наряду с совершенствованием технологического оборудования и сырьевой базы существенно зависит от возможностей систем управления технологическими процессами.

Одним из основных путей улучшения качества продукции шинного производства является повышение точности изготовления полуфабрикатов. Ввиду того, что характеристики базового полуфабриката шинной промышленности - резиновой смеси - во многом определяют параметры покрышек, особое внимание следует уделять процессу приготовления резиновых смесей, в ходе которого закладывается уровень качества шин.

В существующих системах автоматического управления процессами приготовления смесей отсутствует возможность устранения влияния сильных возмущающих воздействий, связанных с нестабильностью композиционного состава и различием параметров технологического оборудования для серийного выпуска однотипных смесей. Это является причиной существенных колебаний значений качественных показателей смесей и резин. Наиболее целесообразным, надежным и доступным решением данной проблемы в условиях действующего производства является повышение эффективности систем управления приготовлением резиновых смесей за счет расширения их возможностей по адаптации к изменяющимся условиям проведения технологического процесса.

Периодические процессы приготовления смесей, помимо шинного производства и РТИ, широко распространены в различных отраслях промышленности. В целом процессы имеют схожую структуру, одинаковые цели и проблемы управления. Однако на сегодняшний день отсутствует единый методологический подход к построению систем автоматического управления процессами приготовления смесей, применение которого позволило бы значительно повысить качество продукции. Применение адаптивных АСУ ТП приготовления смесей должно позволить эффективно устранить влияние возмущений процесса и существенно сократить экономические потери от выпуска некондиционных смесей.

2. Недостатки существующих систем управления. В существующих системах автоматического управления процессом приготовления резиновых смесей отсутствуют возможности устранения действия сильных возмущающих воздействий, связанных с нестабильностью композиционного состава и различием параметров технологического оборудования, используемого при переносе программы выпуска. Это является причиной сильного разброса значений качественных показателей резиновых смесей.

3. Целью работы является разработка методики синтеза эффективных с позиций технологических требований и качества продукции систем управления процессами приготовления многокомпонентных смесей в условиях многоассортиментного крупнотоннажного производства.

4. Основные задачи работы для достижения цели:

1. Исследование процесса приготовления резиновых смесей как объекта управления с целью выявления особенностей, определяющих структуру и специфику реализации систем управления.

2. Синтез адаптивной системы управления процессом приготовления резиновых смесей с учетом действия сильных возмущений по компонентному составу и параметрам технологического оборудования.

3. Разработка математической модели для решения задачи нахождения дозировок компонентов резиновой смеси в условиях проведения оперативных замен ингредиентов.

4. Разработка математической модели для оперативного управления технологическим процессом на основе косвенных показателей качества резиновых смесей.

5. Разработка алгоритмов функционирования адаптивной системы управления на основе динамического синтеза математических моделей и экспериментальное подтверждение применимости предложенных методов.

Содержание работы В первой главе составлена обобщенная схема. Показано разнообразие физико-химических элементарных процессов, протекающих при смешении компонентов резиновых смесей. Выделены наиболее сильные возмущения процесса, связанные с заменами ингредиентов, разбросом свойств сырья и зависимостью свойств смесей от индивидуальных характеристик технологического оборудования. Выявлено доминирование рецептурного способа изменения свойств смесей над технологическим способом их корректирования. Рецептурный способ характеризуется значительной погрешностью в получении заданных свойств смесей при оперативном управлении, что увеличивает их нестабильность. Показаны достаточно широкие возможности по управлению свойствами смесей и резин в ходе процесса смешения, позволяющих гибко и точно изменять свойства смесей. Проанализированы существующие системы управления процессом приготовления смесей.

Во второй главе сформулирована цель разработки адаптивной системы, предназначенной для решения задач управления. Поставлены задачи управления процессом, заключающиеся в устранении нестабильности средних значений целевых показателей смесей и уменьшении отклонений качественных характеристик от своих средних значений. Обоснован критерий оценки достижения цели управления в виде суммы квадратов нормированных отклонений целевых показателей процесса от заданных значений для партии заправок смесей. Определены требования к адаптивной системе управления и пути устранения действия возмущений на технологический процесс с учетом процедур создания рецептур и технологических режимов приготовления резиновых смесей. Обоснована структура адаптивной системы управления, дано описание ее функциональных блоков и связей между ними. Сформулированы общие требования к построению математической модели для расчета управляющих воздействий, выделены 2 блока модели: прогноз свойств смеси и адаптация технологического режима, которые требуют разработки математического описания.

В третьей главе выделены основные варианты замен ингредиентов резиновых смесей, относящихся к группе контролируемых возмущений. Сформулирована задача построения математической модели для прогнозирования свойств полимерной композиции. Разработаны требования к методам построения математической модели для прогноза свойств резиновых смесей. Проведен сравнительный анализ методик построения математических моделей традиционными (регрессионным) методами и с использованием искусственного интеллекта. Выделена группа мягчителей как наиболее нестабильных компонентов шинных резин. Определены основные свойства, характеризующие действие веществ из группы мягчителей на свойства резиновой смеси с помощью метода парных сравнений. Показана эффективность решения задачи прогнозирования с применением модели, основанной на нейронной сети. Показана возможность построения прогнозирующей модели для одновременного выбора дозировок нескольких веществ разных химических классов из одной компонентной группы.

В четвертой главе сформулирована задача построения экспериментальной математической модели для адаптации технологического режима; обосновано использование для управления косвенного показателя качества резиновых смесей в виде суммарных затрат энергии на проведение технологического процесса. Проведен анализ используемых типов математических моделей управления процессом приготовления резиновых смесей, выделены и обоснованы наиболее перспективные типы существующих моделей для применения в адаптивной системе управления. Проведено исследование чувствительности критерия оценки достижения целей управления процессом смешения от значений свойств протекторной резиновой смеси, определено его оптимальное значение. Синтезирована модель для управления, проведена ее идентификация по данным технологического процесса приготовления серийной протекторной резиновой смеси. Показана необходимость повторной идентификации математической модели для управления при значительном изменении рецептурного состава и переносах программы выпуска на другое оборудование.

В пятой главе выделены особенности представления данных для обучения нейросетевой модели. Выявлены особенности проведения промышленного эксперимента на технологическом оборудовании, показаны возможности уменьшения числа экспериментов. Синтезированы алгоритмы для автоматического построения модели прогнозирования свойств смесей и модели для оперативного управления процессом смешения. Разработаны рекомендации по выбору комплекса технических средств для реализации адаптивной системы управления. Дано описание архитектуры адаптивной системы управления, реализованной на ОАО «ЯШЗ». Приведены источники экономической эффективности адаптивной системы управления. Расчеты и фактические данные свидетельствую о высокой эффективности применения адаптивного управления для процесса приготовления резиновых смесей.

В заключении приведена общая характеристика работы, основные результаты и выводы.

Выводы по пятой главе

1. Выделены особенности представления данных для обучения нейросетевой модели.

2. Выявлены особенности проведения промышленного эксперимента на технологическом оборудовании, показаны возможности уменьшения числа экспериментов на технологическом оборудовании.

3. Синтезированы адаптивные алгоритмы для автоматического построения модели прогнозирования свойств смесей и модели для оперативного управления процессом смешения.

4. Подтверждена устойчивость работы системы управления на основании проведенного анализа и численного эксперимента.

5. Разработаны рекомендации по выбору комплекса технических средств для реализации адаптивной системы управления.

6. Дано описание архитектуры адаптивной системы управления процессом приготовления резиновых смесей, реализованной на ОАО «ЯШЗ».

7. Приведены источники экономической эффективности адаптивной системы управления. Расчеты и фактические данные свидетельствую о высокой эффективности применения адаптивного управления для процесса приготовления резиновых смесей: годовая экономия средств за счет улучшения значений целевых показателей на 10 - 15% для одной линии резиносмешения оценивается в 1,9 млн. руб.

Заключение

1. В работе получены следующие основные результаты:

1. Показана возможность двухконтурного управления процессом приготовления резиновых смесей, которое заключается в разделении способов ликвидации последствий замен ингредиентов и других возмущений в технологическом процессе.

2. Применение нейросетевого моделирования для решения задачи замены ингредиентов резиновой смеси позволяет динамически синтезировать требуемую модель в системе адаптивного управления и прогнозировать изменения свойств смесей при комплексных заменах.

3. Разработан метод построения моделей, на основе которых эффективно решается задача определения технологических режимов процесса при замене ингредиентов.

4. Разработанные алгоритмы функционирования адаптивной системы управления, использующие динамический синтез математических моделей для управления, позволили не менее чем в 2 раза сократить затраты сырья и времени на нахождение оптимальной рабочей точки технологического режима при замене компонентов.

5. Разработана методика построения адаптивных систем управления приготовлением многокомпонентных смесей, ингредиенты которых претерпевают в ходе технологического процесса физические и химические изменения с образованием сложных межкомпонентных связей.

6. Адаптивная система управления процессом приготовления резиновых смесей, построенная на основе разработанной методики, позволяет с учетом компонентных изменений и действия других возмущений улучшить значения целевых показателей на 10 - 15% и снизить объем брака продукции более чем в 2,5 раза, что дает годовую экономию средств в размере 1,9 млн. руб.

2. Научную новизну работы составляют:

1. Возможность двухконтурного управления процессом приготовления резиновых смесей, которое заключается в разделении способов ликвидации последствий замен ингредиентов и других возмущений в технологическом процессе.

2. Применение нейросетевого моделирования для решения задачи замены ингредиентов резиновой смеси, которое обеспечивает возможность оперативного синтеза модифицированной композиции с использованием существующих прецедентов рецептурных изменений.

3. Концепция построения математических моделей, заключающаяся в динамическом синтезе требуемых моделей в системе адаптивного управления с целью прогнозирования изменения свойств смесей при комплексных заменах.

4. Методика построения адаптивных систем управления приготовлением многокомпонентных смесей, ингредиенты которых претерпевают в ходе технологического процесса физические и химические изменения с образованием сложных межкомпонентных связей.

3. Методы исследования. Поставленные задачи решались с применением методов математического моделирования, оптимизации, планирования эксперимента, теории управления и искусственного интеллекта. При разработке прикладного программного обеспечения использовалась концепция объектно-ориентированного программирования.

4. Достоверность результатов работы базируется на корректном применении использованных методов исследования, обеспечивается идентификацией математического описания по экспериментальным исследованиям процесса с учетом литературных данных, и подтверждается совпадением расчетных данных и результатов экспериментальных исследований.

5. Практическая значимость. Реализация разработанной адаптивной системы управления процессом приготовления резиновых смесей позволяет улучшить значения целевых показателей на 10 - 15% и снизить объем брака продукции более чем в 2,5 раза. Разработанные методы и программное обеспечение использованы при создании АСУТП приготовления резиновых смесей на ОАО "Ярославский шинный завод", они так же могут быть применены для аналогичных технологических процессов других предприятий. Созданные алгоритмы и программные средства на их основе могут быть легко интегрированы в любой современный программно-технический комплекс.

Результаты исследований использованы в учебном процессе кафедры кибернетики ЯГТУ и Ярославском институте повышения квалификации руководящих работников и специалистов химической и нефтехимической промышленности.

6. Апробация работы. Основные положения диссертации представлялись на международных научных конференциях "Математические методы в технике и технологиях" (ММТТ-14, Смоленск, 2001; ММТТ-15, Тамбов, 2002; ММТТ-16, Ростов-на-Дону, 2003); научно-методическом семинаре "Математическое образование: теория и практика " (Ярославль -2001); симпозиуме «Интеллектуальные системы» (МГТУ им. Баумана, Калуга, 2002); XIII и XIV симпозиумах «Проблемы шин и резинокордных композитов» (Москва, 2002 т 2003); конференции «Полимерные композиционные материалы и покрытия» (Ярославль, 2002); научно-практической конференции резинщиков (РКР-2003, Москва, 2003).

1. Андрашников Б.И. Интенсификация процессов приготовления и переработки резиновых смесей. -М.: Химия, 1986. 224 с.

2. Андрашников Б.И. Автоматизация управления и контроля в производстве шин и РТИ.- М.: Химия, 1979. 86 с.

3. Скок В.И. Направления стабилизации качества резиновых смесей / Вопросы практического изготовления шин, 2000, №1, стр. 29-41.

4. Волосов С.С., Гейлер 3.LLI. Управление качеством продукции средствами активного контроля. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 264 с.

5. Бекин Н.Г. Расчет технологических параметров и оборудования для переработки резиновых смесей в изделия. Л.: Химия, 1987. - 272 с.

6. Планирование эксперимента и применение вычислительной техники в процессе синтеза резины: Сб. статей / Под ред. Евстратова В.Ф., Шварца А.Г. М.: Химия, 1970. - 255 с.

7. Экспериментально статистические методы планирования эксперимента и вычислительная техника при разработке рецептуры резиновых смесей: Тем. обзор / Гуревич Х.Г., Шварц А.Г. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1972. -64 с.

8. Современная технология и оборудование резиносмешения: Тем. обзор. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1993.-42 с.

9. Современные принципы построения рецептур шинных резин: Тем. обзор / Алексеев И.К., Сахновский H.JI., Шварц А.Г. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1983.-36 с.

10. Ю.Лукомская А.И., Пороцкий В.Г. Автоматическое управление технологическими процессами в резиновой промышленности. М.: Химия, 1984.- 160 с.

11. Применение показателей усталостных свойств резин для оценки качества: Тем. обзор / Хромов M.K. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1987. - 34 с.

12. Автоматизированное рабочее место разработчика рецептур в производстве РТИ / Шевчук В.П., Кракшин М.А., Делаков Е.А. // Каучук и резина, 1987, №2, стр. 41-43.

13. Приборы для физико-химического анализа резин и ингредиентов: Тем. обзор / Лапшова A.A., Иванова М.П., Котова И.П. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1982. - 40 с.

14. Борзенко И.М. Адаптация, прогнозирование и выбор решений в алгоритмах управления технологическими объектами. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 144 с.

15. Автоматизация исследований и проектирования систем управления: Межвуз. сб. / Под ред. Борцова Ю.А., Яковлева В.Б. JI.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1987. - 220 с.

16. Механохимия процессов пластикации каучука и смешения каучука с сажей: Тем. обзор / Гринберг A.A., Федюкин Д.Л. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1988. - 52 с.

17. Автоматизированное проектирование базовых рецептур резин с использованием интерактивного режима / Каблов В.Ф., Скобей И.И., Гайдадин А.Н. // Каучук и резина, 1989, №2, стр. 30-32.

18. Способы оценки свойств резиновых смесей: Тем. обзор / Захаренко Н.В., Козоровицкая Е.И., Палкина Ю.З. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1988. - 48 с.

19. Богданов В.В. и др. Основы технологии смешения полимеров / Богданов В.В., Метелкин В.И., Савватеев С.Г.; Под ред. Красовского В.Н. Л.:Изд-во Ленингр. ун-та, 1984. - 192 с.

20. Процессы и оборудование для изготовления резиновых смесей: Сб. науч. трудов / Под ред. Ключарева В.А., Вострокнутова Е.Г. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1977. - 135 с.

21. Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности: Учеб. пособие для вузов / Бекин Н.Г., Захаров Н. Д., Пеунов Г.К. и др.; Под общ. ред. Захарова Н.Д. Л.:Химия, 1985. - 504 с.

22. Современные экспертные системы: тенденции к интеграции и гибридизации / Рыбина Г.В. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2001, №8, стр. 18-21.

23. Элти Дж., Кумбс М. Экспертные системы: концепции и примеры / Пер. с англ. и предисл. Шитикова Б.И. М.: Финансы и статистика, 1987. - 191 с.

24. Системы управления базами данных и знаний / Под ред. Наумова А.Н. -М.: Финансы и статистика, 1991. 352 с.

25. Оценка сцепных свойств и износостойкости протекторных резин по показателям твердости, эластичности и прочности / Куперман Ф.Е. // Производство и использование эластомеров, 2001, №4, стр. 20-25.

26. Определение реологических параметров резиновых смесей методом идентификации / Гохберг Т.С., Рябухин А.Ю. // Каучук и резина, 1988, № 12, стр. 24-26.

27. Моделирование теплообмена и диспергирующего течения резиновой смеси в камере роторного смесителя / Баранов A.B., Балинов А.И. // Каучук и резина, 1998, №4, стр. 38 44.

28. Неизотермическое диспергирующее течение резиновой смеси в камере смесителя / Баранов A.B., Дахин О.Х., Герасименко В.А. // Каучук и резина, 1994, №4, стр. 33 36.

29. Компьютерное управление процессом внутреннего перемешивания / Браун К. // Вести ЦНИИТЭнефтехим, 1992, стр. 31 43.

30. Применение методов математического моделирования в технологии резины: Тезисы VII конф. «Проблемы шин и резинокордных композиций» / Котов Ю.Л. М.: ФГУП НИИШП, 1997, стр. 112-116.

31. Влияние зазора между стенкой смесительной камеры и вершиной лопасти ротора резиносмесителя на эффективность формирования резиновых смесей / Шихирев H.H., Рассказов А.Н., Трофимов А.П., Скок В.И. // Каучук и резина, 1991, № 1, стр. 16 18.

32. Влияние режимов переработки на свойства смесей и вулканизатов, содержащих хлорбутилкаучук / Левит Е.З., Огневская Т.Е., Дедусенко В.Н. // Каучук и резина, 1981, №5, стр. 34 36.

33. Критерий оценки технологических свойств каучуков и качество смешения их с наполнителями / Шутилин Ю.В., Дмитриненко А.И., Паринова М.П., Шеин B.C. // Каучук и резина, 1988, №8, стр. 11-13.

34. Взаимосвязи молекулярных и релаксационных показателей эластомеров / Афанасьев C.B., Козлов В.Г. // Каучук и резина, 1993, №4, стр. 17 19.

35. Оптимальное управление частотой вращения роторов резиносмесителя / Погодин В.А., Вольнов A.A., Вострокнутов Е.Г. // Каучук и резина, 1982, № 1, стр. 28-31.

36. Приготовление резиновых смесей при увеличенной загрузке резиносмесителя / Шутилин Ю.В., Роот Т.Ф., Коршунов Л.П., Рысляев Г.Ф. // Каучук и резина, 1985, №8, стр. 29-31.

37. Влияние рецептурно-технологических факторов на свойства регенератсодержащих резин / Смирнов Ю.В., Делекторский A.A., Агаянц И.М., Бобров А.П. // Каучук и резина, 1998, № 1, стр. 15 17.

38. Распределение наполнителей в резине на основе комбинаций каучуков / Шутилин Ю.В., Паринова М.П., Полнер H.H. // Каучук и резина, 1989, №3, стр. 34-41.

39. Пластичность по Карреру и вязкость по Муни СКИ-3 и СКИ-3-01 / Смирнов В.П., Ковалев Н.Ф., Афанасьев С.В, Коган Л.М. // Каучук и резина, 1989, №2, стр. 14-17.

40. Регулирование структуры и свойств совулканизатов на основе смесей полиизопрена с другими каучуками / Юловская В.Д., Шершнев В.А., Адамова JI.B. // Каучук и резина, 1998, №2, стр. 29 32.

41. Разработка математических моделей зависимости износостойкости шин от состава и показателей механических свойств резин / Гуревич Х.Г., Сапронов В.А., Сахновский H.JL, Царьков В.Д. // Каучук и резина, 1986, №12, стр. 19-21.

42. Оптимизация режимов изготовления резиновых смесей: Тем. обзор / Губер Ф.Б., Тамаркин В.Ф., Кришталь И.В. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1986.-36 с.

43. Моделирование теплообмена и диспергирующего течения резиновой смеси в камере роторного смесителя / Баранов A.B., Балинов А.И. // Каучук и резина, 1998, №4, стр. 38-44.

44. Мощность, развиваемая в резиносмесителе периодического действия при приготовлении резиновых смесей / Рассказов А.Н., Вересотская Н.В., Макаров Ю.И. // Каучук и резина, 1982, №8, стр. 23-25.

45. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика / Уоссермен Ф. М.: Мир, 1992.-354 с.

46. Методы нейроинформатики: Сб. науч. тр. / Под. ред. А.Н. Горбаня. -Красноярск, КГТУ, 1998. 205 с.

47. Нейроинформатика / А.Н.Горбань, В.Л.Дунин-Барковский, А.Н.Кирдин и др. Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1998. - 296 с.

48. Нейроинформатика: Учеб. пособие / Миркес, Е.М. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. - 347 с.

49. Литвинова Т.В., Лукашевич И.П., Смидович Е.В В кн.: Пластификаторы и защитные агенты из нефтяного сырья. М., Химия, 1970, с. 51-59.

50. Кулик О.М., Середа Я.И., Литвинова Т.В. В кн.: Пластификаторы и защитные агенты из нефтяного сырья. М., Химия, 1970, с. 90-99.

51. Базы данных. Интеллектуальная обработка информации / Корнеев В.В., Гареев А.Ф., Васютин С.В. и др. М.: Нолидж, 2000. - 352 с.

52. Recent developments in novel materials for tire applications / Meng-Jiao Wang, Ping Zhang, Khaled Mahmud // Tire technology international 2002, UK & Internatioanal Press, p. 54-59.

53. Next-generation silane coupling agents for silica/silane reinforced tire tread compounds / P.G.Joshi, R.J.Cruse, R.J.Pickwell // Tire technology international 2002, UK & Internatioanal Press, p. 80-85.

54. Non-labelled process oils for the tire and rubber industies / S.Nielsen // Tire technology international 2002, UK & Internatioanal Press, p. 126-128.

55. Zink-free rubber procesiing additives for the tire industry / M.Hensel, K.-H. Menting, T. Mergenhagen // Tire technology international 2002, UK & Internatioanal Press, p. 144-147.

56. University focus: silica / W. Dierkes, J. Noordermeer // Tire technology international 3-2002, UK & Internatioanal Press, p 44-47.

57. Mixing rooms 2028 / P.Wood // Tire technology international 6-2002, UK & Internatioanal Press, p. 28-31.

58. Отраслевая методика определения качества диспергирования технического углерода в резиновых смесях. М.: НИИШП, 1980. - 14с.

59. Математическое моделирование / Скурихин В.И., Шифрин В.Б., Дубровский В.В. К.: Технжа, 1983. - 270 с.

60. Бартенев Г.М., Зеленев Ю.В. Физика и механика полимеров: Учеб. пособие для втузов. М.: Высшая школа, 1983. - 391 с.

61. Химические реакции полимеров: Пер. с нем. / М.Федке. М.: Химия, 1990.- 152 с.

62. Печковская К.А. Сажа как усилитель каучука. М.: Химия, 1967. - 216 с.

63. Современные представления о механизме смешения каучуков с ингредиентами резиновых смесей: Тем. обзор / Вострокнутов Е.Г., Новиков М.И. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1971. - 75 с.

64. Федюкин Д.Л., Махлис Ф.А. Технические и технологические свойства резин. М.: Химия, 1985. - 240 с.

65. Уральский М.Л. и др. Контроль и регулирование технологических свойств резиновых смесей / Уральский М.Л., Горелик P.A., Буканов A.M. -М.: Химия, 1983.- 128 с.

66. Горский В.Г., Адлер Ю.П. Планирование промышленных экспериментов. М.: Металлургия, 1974. - 264 с.

67. Винарский М.С., Лурье М.В. Планирование эксперимента в технологических исследованиях. К.: Технжа, 1975. - 168 с.

68. Влияние мягчителей на структуру и свойства наполненных резин из СКД: Сб. науч. трудов «Химическая технология» сер. «Каучук и резина» / Ляпина Л.А., Захаров Н.Д., Лебедев Л.А. и др. Ярославль: ЯПИ, 1974. Стр. 34-38.

69. Влияние комбинаций саж на на структуру и свойства резин: Сб. науч. трудов «Химическая технология» сер. «Каучук и резина» / Чиркова Н.В., Зорина Т.Н., Кудинова Г.Д. Ярославль: ЯПИ, 1975. Стр. 24-28.

70. Изменение молекулярных характеристик СКИ-3 при переработке его наполненных смесей с другими эластомерами / Вольфсон С.И., Карп М.Г., Грищенко А.Н. //Каучук и резина, 1989, №9, стр. 13-16.

71. Влияние ширины гребней лопастей роторов резиносмесителя периодического действия на эффективность процесса формирования смесей и их качество / Шихарев H.H., Рассказов А.Н., Трофимов А.П. // Каучук и резина, 2001, №5, стр. 23-26.

72. Особенности переработки СКИ-3 в резиносмесителе / Вольфсон С.И., Карп М.Г., Гидиятуллин М.М. // Каучук и резина, 1988, №10, стр. 22-24.

73. Анализ корреляционных соотношений при изучении механизма явлений и решении задач оптимизации в технологии резины / Чалдаева Е.В., Агаянц И.М., Делекторский A.A. // Каучук и резина, 1994, №1, стр. 3235.

74. Современное состояние и перспективы использования компьютерных методов в рецептуростроении резин / Агаянц И.М., Орлов А.Л. // Каучук и резина, 1995, №6, стр. 7-10.

75. Основные направления развития шинной промышленности. Роль материалов и технологии в повышении конкурентоспособности выпускаемой продукции / Гришин Б.С. // Производство и использование эластомеров, 2002, №2, стр. 5-18.

76. Кошелев Ф.Ф., и др. Общая технология резины / Кошелев Ф.Ф., и др. Корнев А.Е., Буканов А.М. М.: Химия, 1978. - 528 с.

77. Сейдж Э.П., Уайт Ч.С. Оптимальное управление системами: Пер. с англ./ Под ред. Б.Р. Левина. М.: Радио и связь, 1982. - 392 с.

78. Пластификаторы резиновых смесей. / Литвинова Т.В. // Тем. обзор. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1971. - 88 с.

79. Последние достижения в области создания новых пластификаторов для резиновых смесей: Тем. обзор / Литвинова Т.В., Вольченко Р.Л., Гапил-Оглы Ф.А.и др. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1976. - 48 с.

80. Основы теории оптимального управления: Учеб. пособие для экон. вузов / Кротов В.Ф., Лаюша Б.А., Лобанов С.М. и др. М.: Высшая школа, 1990.-430 с.

81. Лукомская А.И., Евстратов В.Ф. Основы прогнозирования механического поведения каучуков и резин. М.: Химия, 1975. - 306 с.

82. Тадмор 3., Гогос К. Теоретические основы переработки полимеров. М.: Химия, 1984 .-632 с.

83. Кафаров B.B. и др. Системный анализ процессов химической технологии. Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов / Кафаров В.В., Дорохов H.H., Арутюнов С.Ю. М.: Наука, 1985 - 440 с.

84. Справочник резинщика. Материалы резинового производства. / Под ред. П.И. Захарченко. М.: Химия, 1971. - 608 с.

85. Справочник химика Т.2. Основные свойства неорганических и органических соединений. JL: Химия, 1971. - 1167 с.

86. Справочник химика Т.4. Аналитическая химия. Спектральный анализ. Показатели преломления. M.-J1.: Химия, 1967. - 920 с.

87. Справочник химика Т.6. Сырье и продукты промышленности органических веществ. M.-JL: Химия, 1967. - 1010 с.

88. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. М.: Мир, 1973.-478 с.

89. Хартман К. и др. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов / Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. М.: Мир, 1977.-548 с.

90. Белешев С.Д. Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. М.: Статистика, 1974. - 246 с.

91. Девятков В.В. Системы искусственного интеллекта: Учеб. пособие для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 352 с.

92. Шеин B.C. и др. Основные процессы резинового производства: Учеб. пособие для вузов / Шеин B.C., Шутилин Ю.Ф., Гриб А.П. Л.: Химия, 1988.- 160 с.

93. Фрэнке Р. Математическое моделирование в химической технологии. -М.: Химия, 1971.-272 с.

94. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971.- 208 с.

95. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств: Учеб. пособие для вузов. — М.: Высшая школа, 1991.-400 с.

96. Технология резиновых изделий: Учеб. пособие для вузов / Аверко-Антонович Ю.О., Омельченко Р.Я., Охотина H.A. и др.; Под ред. Кирпичникова П.А. JI.: Химия, 1991.-352 с.

97. Пластификаторы для полимеров / Барштейн P.C., Кириллович В.И., Носовский Ю.Е.-М.: Химия, 1982.-200 с.

98. Тиниус К. Пластификаторы: Пер. с нем. М.: Химия, 1964.-916 с.

99. Товарные нефтепродукты, свойства и применение. Справочник / Под ред. Школьникова В.М. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1978. -472 с.

100. Some aspects of mixing polymer compounds: Тезисы межд. конф. по каучуку и резине 1РСЛ94 Т.З / Jurkowski В. М.: ФГУП НИИШП, 1994. -стр. 433 -445.

101. Классификация резиновых смесей с помощью нейронной сети на основе реологической информации: Тез. докл. IX науч. практич. конф. «Сырье, материалы, технология» / Фромлов Д.Н., Войтов В.Н., Балагинский Д.Г. - М.: ФГУП НИИШП, 2002. - стр. 287-289.

102. Получение оптимального рецепта эластомерного материала с использованием нейронной сети: Тез. докл. VII науч. практич. конф. «Сырье, материалы, технология» / Каблов В.Ф., Попович JI.A. - М.: ФГУП НИИШП, 2000. - стр. 63-64.

103. Автоматизация корректировки рецептуры шинных резин / Москаленко В.Н. // Каучук и резина, 1991, №10, стр. 25-26.

104. Компьютерная методика прогнозирования свойств ускорителей вулканизации / Васильев П.М., Каблов В.Ф., Хортик К.В. // Каучук и резина, 2001, №3, стр. 22-24.

105. Выбор оптимальных ингредиентов для резиновой смеси и резин с заданными свойствами / Орищенко А.Н. // Каучук и резина, 1990, №6, стр. 36-37.

106. Система автоматического определения загрязнения воздушной среды с использованием искусственных нейронных сетей / Кузнецов JI.A., Комаров В.В. // Датчики и системы, 2003, №4, стр. 41-47.

107. Промышленные приборы и средства автоматизации. Справочник / Под ред. Черенкова. М.: Машиностроение, 1986. - 250 с.

108. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии. М.: Химия, 1975. - 576 с.

109. Марчук Г. И. Методы вычислительной математики: Учеб. пособие. -М.: Наука, 1986.-230 с.

110. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства: Учебник для вузов / Под ред. Пучковой Л.И. 9-е изд., перераб., доп. - СПб.: Профессия, 2003. - 416 с.

111. Боронихин A.C. Основы автоматизации производства железобетонных изделий: Учебник. М.: Высш. Школа, 1975. - 285 с.

112. АСУ процессами дозирования / Денисов A.A., Нагорный B.C., Телемтаев М.М., Воеводин В.П. Л.: Машиностроение, Ленингр.отд-ние, 1985.-223 с.

113. Консалтинг при автоматизации предприятий: Научно-практическое издание / Серия «Информатизация России на пороге XXI века». М.: СИНТЕГ, 1997.-316 с.

114. Автоматизированные системы управления в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: Химия, 1975.-280 с.

115. Шестихин О.Ф. и др. Автоматизированное управление предприятиями нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности / Шестихин О.Ф., Красильников B.C., Коптев Ю.П. -JL: Химия, 1986.-200 с.

116. Справочник проектировщика АСУ ТП / Смирлянский Г.Л., Амлиниский Л.З., Баранов В.Я. и др.; Под ред. Смирлянского Г.Л. М.: Машиностроение, 1983. - 527 с.

117. Уланов Г.М. и др. Методы разработки интегрированных АСУ промышленными предприятиями / Уланов Г.М., Алиев P.A., Кривошеее В.П. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 320 с.

118. Управление технологическими процессами как стратегическое оружие / Эдер Х.Х. // Датчики и системы, 2003, №2, стр. 58-59.

119. Адаптивные регуляторы действуют разумнее / Ван Дорен В. // Датчики и системы, 2003, №8, стр. 55-59.

120. Автоматизированная система управления технологическим процессом производства шоколадной глазури / Лифанов А. // Современные технологии автоматизации, 2003, №2, стр. 26-31.

121. АСУ ТП производства бетонных смесей // Современные технологии автоматизации, 2003, №2, стр. 93.

122. Вопросы проектирования современных систем управления и управляющих вычислительных комплексов / Гореликов Н.И., Моросанов И.С., Котов H.A. // Датчики и системы, 2003, №3, стр. 2-9.

123. Построение эффективных алгоритмов идентификации технологических объектов управления / Иващук В.В. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2001, №10, стр. 68-70.

124. Общеотраслевые руководящие методические материалы по созданию автоматизированных систем управления технологическими процессами в отраслях промышленности. М.: НПО Нефтехимавтоматика, 1975. 124 с.

125. Лесин В.В., Лисовец Ю.П. Основы методов оптимизации. М.: Изд-во МАИ, 1998. - 344 с.

126. Стефании Е.П. Основы построения АСУ ТП: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 352 с.

127. Тенденции развития технологии производства шин: Сб. трудов XIV симпозиума Проблемы шин и резинокордных композитов в 2-х т. Т.1. / Веселов И.В., Зарецкий М.Р.; Под общ. ред. Ю.А. Гамлицкого. М.: ФГУП НИИШП, 2003. Стр. 3-32.

128. Слагаемые эффективности эксплуатируемой АСУ ТП / Гибшман Е.А., Кузьмина Г.А. // Промышленные АСУ и контроллеры 2003, №5, стр.3-5.

129. Камакин А.Н., Васильков Ю.В. Модели для управления процессом периодического смешения полимерных материалов: Труды Пятого международного симпозиума Интеллектуальные системы / Под ред. Пупкова К.А. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - Стр. 171-172.

130. Управление процессом наполнения полимеров: Материалы Межд. науч-техн. конференции Полимерные композиционные материалы и покрытия / Камакин А.Н., Васильков Ю.В., Круглое В.П. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2002. - Стр. 166-167.

131. Vasilkov Yu. V. Kamakin A.N. Computerized methods of quality management: 5 simpozij o kvaliteti Suvremena stremljenja u upravljanjukvalitetom. Horvatia: Hrvatskog drustva menadzera kvaliteti, 2003. P. 4144.

132. Выбор класса математических моделей для адаптивного управления процессом приготовления резиновых смесей: Сб. трудов XIV симпозиума Проблемы шин и резинокордных композитов в 2-х т. Т.1. /

133. Каманин А.Н., Круглов В.П., Васильков Ю.В.; под общ. ред. Ю.А. Гамлицкого. М.: ФГУП НИИШП, 2003. - Стр. 189-195.

134. О применении метода парных сравнений для отбора характеристик ингредиентов / Камакин А.Н., Танцова Н.Б., Васильков Ю.В. // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология, 2003, № 9 (Т.46), стр. 38-41.