автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Автоматизация выбора решений при проектировании трубопроводов

С Ц-

13 Ы 9 ^ А}

государственная АКАДЕМИЯ нют и газа имени и.м.губкина

УДК 622.692.4.07-52 На правах рукописи

КУВЫЧМЭ ИГОРЬ ЮРЬЕВИЧ

автоматизация выбора ршешй ига проектировании трубопроводов

Специальность: 05.15.13. "Строительство и эксплуатация нефтегазогтроводса, баз и хранилищ".

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

/у

• ' .м

Работа выполнена з Государственной академик нефти г гааа им.И.".1убыша ''

Научше руководители: доктор технических наук, профессор Бородавкжн П.П., кандидат тегшгееских наук, доцент Безкоровайныи В.Е.

Официальные оппонента: доктор техническиг наук, профессор Кучин Б.1., кандидат технических наук, ЫнгдалоЕ В.Н.

Ведутзая организация: 'ТМййгшгродаэ".

Защита состойся "/Г" ^¿{ыи.с 1991,?. в_-часов

на заседании СпециазшзЕрованного совета Д.053.27.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук но специальности 05.15.13 "Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз е хранншц" при Государственной академии нефти и таза шенк И. И.Губкина по адресу: 11791?, г.Москва, ГСП-1, Ленинский проспект , 65, ¿и^ , ^ ¿У .

С диссертацией моего ознакомиться б библиотеке Государственной азйдегягЕ не£гл и таза ем. И. М. Губкина

Автореферат разослан " "_1291 г.

Ученый секретаре СиедиахизироваЕзого у

совета, доцент, д.т.н. Т.Г.Васильев

на I

• гл*л } ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В условиях рыночной экономики перед организациями отрасли стоит задача улучшить качество, уменьшить затраты времени выполнения проектов. Это зависит от квалификации исполнителей, основанной на личном, полученном годами работы опыте и утрачивающейся для организации с их уходом.

Автоматизация методов проектирования нефгегазотранспортных систем с учетом отраслевого опыта выходит за рамки традиционных расчетов и требует формализации логических решений, что возможно лишь средствами искусственного интеллекта. .„

Сбвде методики построения таких средств для проектирования нефтегазотранспортных объектов в настоящее время отсутствуют. Слояной проблемой является формализация опыта проектирования, связанного с численными значениями параметров, объективно носящих нечеткий интервальный характер. Разработки по этим вопросам ведутся в университетах США. и Англии.

Использование методов искусственного интеллекта позволит формализовать накопление знаний и опыта проектирования экспертов, эвристические алгоритмы в выборе проектных решений ,что весьма существенно для проектировщиков с небольшим опытом и освобождает опытных от рутинной работы. Тешатся вопросы автоматизации реконструкции, поскольку сведения об объекте сохранятся в базе знаний системы.

Шэтому вопросы, связанные с формализацией логических процедур и опыта проектирования для его автоматизированного использования являются весьма актуальными для отрасли.

Целью работы является разработка и применение адаптивных алгоритмов формализации процесса выбора технических решений при проектировании трубопроводов и совершенствование этого процесса на основе формализации и автоматизации накопления опита проектирования и строительства объектов трубопроводного транспорта.

- А -

Основные задачи поставленные и решенные в диссертации.

Основные задачи исследования определяются сформулированной выше целью и предусматривают:

-анализ проблеш и выявление путей совершенствования процесса выбора, конструктивных решений при проектировании и строительстве трубопроводов;

-формулировку и реализацию адаптивного алгоритма выбора проектных решений в области трубопроводного "транспорта на "основе накопления и применения формализованного опыта и знаний по проектировании н строительству объектов трубопроводного транспорта;

-представление основных элементов и моделей, используемых алгоритмом, средствами предикатной логики и нечетких тожеств; -реализация программного обеспечения на ЭВМ как компонентов реального процесса выбора решений при проектировании и строительстве трубопроводов.

Методика исследований. Предлагаемая методика автоматизации выбора решений и формализации опыта проектирования трубопроводов основывается как ка катодах теории информатики и инженерии знаний, так и на анализе отраслевой технологии проектирования и нормативной документации, содержащей опыт проектирования, строительства и эксплуатации нефтегазовых объектов. Достоверность результатов подтверждается как математическим обоснованием предлагаемых алгоритмов, так и результатами практического применения разработанных алгоритмов и программ отраслевых баз знаний в организациях нефтегазового комплекса.

- Б -

Шучная новизна В диссертационной работе впервые применительно к нефтегазотранспортным системам:

1. Для задач проектирования трубопроводного транспорта предложена новая форма адаптивного алгоритма, позволяющая формализовать и автоматизировать процесс выбора решений и накопления опыта проектирования трубопроводов.

2. Предложены методы построения необходимых для данного алгоритма упорядоченных множеств информации, которые включают:

- систематизацию категорий информации для выбора технических решений на основе технических нормативных документов по проектированию и строительству трубопроводов,

- представление категорий технической информации из области трубопроводного транспорта средствами предикатной логики и методику непосредственного перехода от технических текстов к набору предикат,

- методику построения" ситуационных " характеристик окруяэЙШ среды как логических моделей местности ,

- применение аппарата нечеткой логики и лингвистических переменных для автоматизации выбора проектных решений трубопроводного транспорта, вклпчая:

-выбор форш представления нечеткого числа с учетом специфики процесса проектирования трубопроводов, и модифицированную интервальную арифметику с целью получения тождественных многовариантным расчетам интервальных результатов; -методику решения задач определения возможных значений технологических параметров по известным нечетким параметрам среды и требуемым техническим характеристикам.

3. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение для реализации предложенных методик на используемых в отрасли персональных ЭШ в виде:

-экспертной системы на основе СНиП 2.05.05-85 "Магистральные трубопроводы";

-систеш для выбора анкерных и балластирующих устройств на основе ВСН 007-88 Ыиннефтегазстрой.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Разработанные методы и алгоритмы позволяют автоматизировать выбор решений по объектам трубопроводного транспорта, что приводит к сокращению сроков проектирования, уменьшить влияние квалификации проектировщика на параметры проекта, вносить текущие корректировки в проектные решения на этапе строительства.

Рекомендуется использовать их при автоматизации выбора проектных решений и накоплении опыта проектирования в строительных подразделениях ССО Центртрубопроводстрой и в отраслевых проектных институтах.

Результаты работы используются в трестах систеш ССО Центртрубопроводстрой.

Апдробация работы. Основные результаты исследований, приведенные в диссертационной работе докладывались на:

- IV Всесоюзной конференции "Цзоблемы трубопроводного транспорта нефгги и газа" 10-14 мая г. Ереван.

- II Всесоюзной конференции "Комплексное' освоение нефтегазовых . ресурсов континентального шельфа СССР" 4-6 сентября ЫЙНГ.

Основное содержание работы изложено в 9-ти публикациях, перечень которых приведен в автореферате. Результаты исследований отражены также в научно-исследовательских отчетах Ь!ИНГ по темам К 50, 180 sa 1688-90 гг.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, где приведены основные выводы и результаты, списка литературы и 3-х приложений.

Работа изложена на_листах машинописного текста, содержит _рисунков и_таблиц. Список литературы включает_наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность выбранной тематики диссертации, сформулированы цель и задачи научных исследований.

В первой главе проведен системный анализ традиционных методов принятия технических решений на базе опыта проектирования и основанной на этих методах традиционной технологии проектирования магистральных трубопроводов.

Разработка систем автоматизированного проектирования" объектов транспорта газа стимулировала необходимость всестороннего научного анализа проектных процессов в проектно-конструкторских институтах. В настоящее время проектные организации располагает вариантами методик проектирования.

Комплекс проблем автоматизации проектирования в отрасли рассмотрен в работах Безкоровайного К П., Бородавкина П. П., Березина В. Л., Яковлева Е. И., Кучина Б. Л. и др.

К факторам, влияющим на результат процесса конструирования, относятся технические знания конструктора, длительность конструирования, количество участников и сложность создаваемой технической системы.

В работах зубки Е приведены виды зависимости качества проекта как меры выполнения поставленных требований от квалификации конструкторов, вид зависимости качества проекта от длительности конструирования и от количества участников и вид зависимости длительности проектирования от квалификации конструкторов, экспоненциальный характер которых показывает, что единст-

- е -

венной альтернативой для улучшения процесса проектирования может быть путь, помню организационных^ решений включающий его автоматизацию.

При этом следует обратить внимание на то, что квалификация является личной собственностью конструктора, которая достигается накоплением опыта работы в течении ряда лет и до сих пор не поддавалась формализации.

На основании анализа процесса выбора технического решения по объекту трубопроводного транспорта сделан вьвод о невозможности решения проблемы по обцему алгоритму, не учитывающэму накопленный опыт предыдущих решений.

Проведен анализ возможных средств практической реализации и показано, что адаптивные алгоритмы, имеющие возможность накапливать и использовать опыт предыдущее решений, реализуются экспертными системами.

Теоретической основой построения экспертных систем служит предикатная логика, которая представляет собой формализованную для ЭШ человеческую логику. Проанализирована возможность описания предметной области трубопроводного строительства с помощью набора фактов и правил предикатной логики и сделан вывод о том, что они могут бить представлены в терминах логики предикатов, которая позволяет моделировать цепочки рассуждений экспертов-проектировщиков в ходе выбора проектных решений.

Это позволяет предложить адаптивный алгоритм, выбора проектных решений для предметной области трубопроводного транспорта и осуществить его практическую реализацию на ЭВМ. Развитие процесса автоматизации проектирования в этом направлении позволит снизить трудозатраты на принятие технических решений и экспертизу проектов, уменьшить зависимость качества проекта от опыта исполнителя, накапливать опыт по принятии решений в различных условиях строительства трубопроводов.

Во второй главе рассматриваются вопросы практической реализации адаптивных алгоритмов выбора решений при проектировании объектов трубопроводного транспорта

Для формализации и автоматизированного решения задачи предложен применяемый в области теории автоматов адаптивный алгоритм, который позволяет накапливать опыт предыдущих решений.

Гфоведена постановка задачи автоматизированного выбора решения при проектировании трубопроводов на основе адаптивного алгоритма в виде:

Res - F ( Elt, Env, Сtons, Als, Exp) Exp - Г ( Env, Res) (1)

где:

Env -упорядоченное множество, описывающие ситуационные

—-----характеристики-окрузкахщей-среды;- - - .....

Cons-упорядоченное множество правил и ограничении на выбор j технических решений применительно к специфике проекти-

руемых трубопроводов; Elt -упорядоченное множество допустимых элементов конструкции

трубопроводных систем; Alg -упорядоченное множество расчетных алгоритмов; Res -упорядоченное множество,определяющее структуру и параметры выбранного технического решения по объекту трубопроводного транспорта. ЕХР -упорядоченное множество,определяющее опыт проектирования подобных трубопроводных систем. Такая постановка задачи позволяет формализовать как процесс выбора решений (множество Res), так и накопление опыта (мно-люотво ЕХР).

J

Рассмотрены особенности методов построения этих множеств;— накладываемые предметной области- трубопроводным транспортом.

На примере задачи выбора анкерных и балластирувдкх устройств продемонстрированы способы построения множеств CONS и ELT. Первое сформулировано в виде логических связей мекду условиями и ограничениями на применение анкерных и балластирующих устройств и соответствующим типом устройства, второе - в виде семантической сети, что позволяет применить методы структурной оптимизации, учитывающие патентную информацию.

/ Б отраслях накоплена текстовая информация в виде отраслевых норм и правил, охватыващих первичный уровень информации, достаточный для реализации тривиальных проектных решений.

На примере СНиЕ 2.05.06-85 "Магистральные трубопроводы" проанализирована структура технического текста и выделены основные категории технической информации по выбору технических решений трубопроводного транспорта

Информация, содержащаяся в нормах делится на следующее категории: таблицы; графики, номограммы; расчетная информация; логические правша,касающиеся: классификации объектов, выбора качественного решения в зависимости от условий, выполнение хода расчетов в зависимости от условий; понятия, задаваемые нечеткими величинами.

Для каждой информационной категории получен метод перехода от текста непосредственно к набору предикат, представляющий новую информационную технологию, суть которой состоит в том, что предикаты формируется в ЭШ прямо из технического текста.

Далее приводится иллюстрация метода на примерах по категориям информации и по соответствию их множествам алгоритма

Для определения возможности применения того или иного правила или ограничения или расчетного алгоритма служит упорядоченное множество ENV. Б связи с требованием обеспечить возможность обработки его логическими средствами, введен новый тип моделей местности -логические, которые в отличии от традиционных цифровых моделей поддаются обработке средствами логики предикат.

Логическая модель местности из СНиП 2.05.06-85 представляет набор фактов, сочетающих символьное обозначение объекта местности с его координатами, для обработки которого мозгно применять как традиционные алгоритмы, так и средства логического анализа на основе предикатной логики. Такой набор легко создать для каждой конкретной местности. -

Если логическая модель местности позволяет использовать в качестве условия-было, как элемент класса, так и аго общее имя, то этот тип логических моделей реализуется в виде семантической сети, описывающей взаимоотношения между качественный! понятиями и позволяющей делать логические переходы от одного узла сети к другому. Пример такой модели для выбора анкерных и балластирующих устройств на основе ВСН приведена на рис. 1.

Пример переход от семантической сети к соответствующему ей набора предикат приведен ниже: . net( "ОБВОДНЕННЫЙ УЧАСТОК", "МАЛЫЕ ВОДОТОКИ"),

net("ОБВОДНЕНЕШ УЧАСТОК", "ОЗЕРО"), и т. д. в соответствии с рис.1.

Здесь net - предикат-отношение, связывающие между собой узлы семантической сети.

Участок местности эквивалентен названию категории, если его название совпадает с названием категории или существует путь от узла с названием участка к узлу с названием общей категории.

Методы построения множеств адаптивного алгоритма апробированы на примере задачи выбора решений по анкерным и балластирующим устройствам. Реализована система для выбора анкерных и балластирующих устройств, построенная на основе информации БОН 007-88 Киннефгегазстрой и использующая логическую модель местности и геологии участка.

Отмечена близость формулировки проблемы на естественном " языке"формулировке проблемы на основе логики предикатов, что позволяет перейти к массовое построению систем с базами знаний из технических текстов.

Например, пункт, содержащей следующую информации "Балластировку трубопроводов железобетонными утяжелителями типов УБО и УБК можно производить на болотах всех типов, независимо от их глубины,вечномерзлых грунтах,пой:,ах рек." в предикатной форме выглядит так:

possible(i "УБО", "УЕК"3) ЕСЛИ place( Тип_Изсткости) И

СписокЛопустимыхТиповЬ^стности-Е "БОЛОТО", "П0ША",

"ЕЕЧНОШТРЗШ УЧАСТОК"] И irember_of_l ist( Тип„Местности, йшсокДопустиыыхТиповМестносга).

Здесь:-

possible - предикат, значение будет которого верно для данного

списка параметров; place - предикат, содержащий текущее значение типа местности; rrejnber_of_list - предикат-отношение, верное, если первый параметр является элементом второго параметра - списка.

Рис.1

« Семантическая сеть, описывающая множество ситуационных характеристик для выбора анкерных и балластирующих устройств

Глава третья посвящена особенностям построения набора АШ

Больше значение в выборе технических ресений имеют количественные 'Характеристики, требуодие представления и как символьной информации для обработки средствами логики и как численные интервальные характеристики при расчетах.

Заде Л была введена лингвистическая переменная. Ей соответствует нечеткое множество, задающееся парами чисел , связывающих числовую величину и степень уверенности," что" данное "число соответствует данному значению лингвистической переменной.

Непрерывное нечеткое множество А характеризуется интервалом определения с!еГ А , т. е. набором всех чисел, входящих в множество, интервалом доверия сопГ А. (ядром) - набором всех чисел принадлежащее множеству со степенью уверенности 1 (или 100 %), левой и правой переходными функциями Ь и И.

Наибольшее распространение получило представление нечеткого числа в У?- форме, введенное Дюбуа и Цэадом, которое направлено на точное определение переходных функций средствами нечеткой арифметики.

Этот подход верен, если множество построено по статистическим данным, но если оно описывает субъективную информацию эксперта, то I и И -функции нельзя определить точно, а достоверной информацией могут служить .ишь пессимистическая и оптимистическая оценка интервала значений, принадлежащих множеству.

Эти оценки соответствуют интервалам определения и доверия. Поэтому для параметров, определяемых субъективными нечеткими интервальными категориями введена новая форма нечеткого числа, называемая СО-формой, характеризуемая тетрадой чисел, задающих интервалы определения и доверия.

Нечеткое число А имеет вид С Inf def А, Inf confA,--sup conf А, sup def А], а для L и R- функций используются их линейные аппроксимации.

В работе Алефельда Г. , Херцбергера Kl определены элементарные операции над интервалами. Пусть А-Са1,а23, В- ГЫ,Ь2].

1. Сложение С-А^З, С-Га1+Ь1,а2+Ь23. (2)

2. Умножение С=А*В, C-Crnin(al*bl,al*b2,a2*bl,a2*b2), (3)

max( al *bl, al*<b2, a2*bl, a2*b2) ].

3.Вычитание OA-B, OA+(-l)*B-Cal-b2,a2-bl]. (4)

4. Деление C-A/B , C-A*( 1/B) -C mi n( al/Ы, al/b2, a2/bl, a2/b2).

max(al/bl, al/b2, a2/bl, а2/Ь2) 1.(5) Если один из операндов - константа, то операция сводится к подстановке значения константы вместо границ соответствующего интервала.

Доказаны свойства арифметических операций над нечетким числом с CD- форме, которые сводятся к интервальным операциям отдельно для обоих интервалов. Однако использование тех ж числовых моделей, что и для обычных расчетов шжет привести к иным результатам, т. к. в интервальной арифметике не выполняется равенство А (В + С )- AB +АС.

На основе теории алгоритмов проведен анализ причин возникновения этой ситуации и сделан вывод о том, что в общем случае для интервальных операций нарушаются условия одновременной подстановга одного и того зга численного значения в разных местах формулы вместо одной переменной, что является правилом для обычных расчетов.

Такая переменная названа синхронной и разработаны методы расчетов с учетом эффекта синхронности, чтобы получить тождественный обычным расчетам результат. В общэм случае,если расчетная модель для получения величины F при переходе к интервальным расчетам содержит синхронную переменную А, то интервал def А квантуется на ряд дискретных значений a i, после чего выполняются расчеты результатов F t с константами a i, подставляемыми вместо переменной А. Значения границ интервалов определяющее значение результата F выбираются по правилам:

inf def F - min { Inf def F 1 >; (6)

.. inf conf F - min { inf conf F i (7)

sup def F - max { sup def F i >; (8)

sup conf F - max { sup conf F i >. (9)

..■-■'.._" - --Предлог.&на методшот—позволяюп&я-выдедять-в графах алгоритмов зоны влияния синхронных переменных, в пределах которых требуется выполнять расчеты с учетом эффекта синхронности, а за их пределами расчеты проводятся по обычным правилам интервальной арифметики, что существенно упрекает вычисления.

Введены логические операции над лингвистическими переменными, задаваемыми нечеткими числами в CD-форме для задач выбора технических решений, которые определяются взаиморасположением нечетких чисел.

Б качестве примера проведен интервальный расчет коэффициента теплопередачи подземного газопровода Кср согласно рекомендо-ваной ОНГП 51-1 ШНГАЗПРОЙА методике обычных расчетов при нечетких интервальных значениях входных параметров и вычислены граничные значения-этого коэффициента

- 17 -

Полученная методика расчетов позволяет отойти от традиционных поверочных расчетоз ,_когда для выбранного технического решения с известными техническими параметрам и четко заданным значениям природной среды рассчитывается технические характеристики. которые проверяются на соответствие требуемым. Новая методика, позволяет ставить и решать задачи определения возможных значений технологических параметров по известным нечетким параметрам среды л требуемым Техническим характеристикам.

Последнее иллюстрируется на примере задачи выбора плопвди лопасти винтового анкера, которая в обычной постановке имеет вид поверочного расчета удерживаицей способности винтового анкера по чепсо заданным условиям среды, коэффициентам условий работы и известным технологическим параметрам

где А- плояадь лопасти,

Ь- глуОша заложения от дна траниеи,

Йс — коэффициент условий работы анкера в зависимости от

типа и состояния грунта в рабочей зоне, с- удельное сцепление грунта,

Кит удельный вес грунтов с учетом действия выталкивающей силы воды, определяющийся по формуле

*-(Г*-г*)/(4*в)

(11)

где^- удельпый вес грунта,

У*- удельный вес воды с учетом растворенных частиц, 0- коэффициент пористости соответствующего грунта,

й.),^- коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения в рабочей зоне.

В качестве примера задача решается в нечеткой постановке для выбора возможной плопзди лопасти винтового анкера при заданных нечеткими интервалами параметров среды,коэффициентов условий работы и требуемым техническим свойствам.

Д=-

Рч

Ус' («ч-С.+^а'Ухе-п) (12)

Доказано, что для данных условий можно рассчитывать формулу (12) без учета эффекта синхронности, что приводит к возможности получить нечеткие коэффициенты уравнения для разных типов грунтов: Кц = ус • ; кг=ус -рк .

В формуле (12) участвует глубина заложения лопасти от дна транши Ь, которая определяет тип грунта в рабочей зоне. Это также дает возможность применить нечеткие множества для описания геологии-участка. ____- .... . ______

Ва практике для описания геологии участков пользуется значениями мощности слоев грунта, которые объективно носят нечеткий характер в силу невозможности проверить реальное расположение слоев в пределах участка помимо буровых. Это позволяет "перейти к описанию геологии набором нечетких чисел, каждое из которых определяет положение слоя грунта и характеризует уверенность в том, что данный тип грунта находится на определенной глубине в пределах участка трассы между буровыми. Предложена методика построения таких чисел, что дает возможность описать геологию участка набором нечетких чисел и в итоге определить возможность нахождения того или иного типа грунта в рабочей зоне. анкера, что влияет на выбор коэффициентов уравнения (12). (см. рис. 2). и соответственно - возможность зарьировать количеством удерживающих устройств на участке.

¿х,

а г,

¿х,

-Г-ГТ"/, К///7Т7Т7

У///,

буровая £

буроваяУ

Рис.2-а.. Геологический разрез участка трассы между буровыми

, О

а х<

• с( з*

Ах,

глубина, м буроЕая У

Рис.2.6. Геологический разрез участка трассы, выполненный в ортогональных осях глубина" - "длина участка"

1>е - длина участка

Рис.2 Методы построения нечётного числа, описывающего положение слоя грунта

В четвертой главе рассмотрены вопросы внедрения методов автоматизации выбора проектных решений к накопления опыта проецирования трубопроводов в практику проектирования и строительства.

Существующие методики принятия решений не имеют средств автоматизации выбора реиения и формализации накопления опыта.

В качестве практического примера служит реализация системы автоматизированного принятия технических решений и экспертизы проекта по закреплению магистрального трубопровода.

При отсутствии такой системы решения принимаются в тресте

тогда, когда: ___

1. Вследствие более полного или правильного учета факторов яа этапе строительства становится очевидным, что проектный тип удерживающего устройства не соответствует требованиям.

— 2. Когда-невозможно или нецелесообразно обеспечить строительство-проектным типом удерживающих устройств. 3. При наличии в тресте альтернативных удерживающих устройств с целью экономии затрат.

Принятию решений по традиционной методике присущ недостатки: -поскольку решение принимает конкретный исполнитель, то оно в сильной степени зависит от его личного опыта; -накопленный опыт утрачивается для организации с уходом исполнителя, что негативно влияет на качество решений; -время выбора решений зачастую затягивается, а поскольку принятие решений требует согласования с организацией, проектировавшей линейную часть, то это момгт увеличить сроки реализации.

Очевидно, что система не может взять на себя окончательный выбор решения, поскольку результат должен поверяться здравым смыслом. Но квалификация исполнителя уже не столь критична для принятия решения. Система выступает в качестве советчика, пред-

- 21 - ' латая зачастую более полный набор вариантов, чем исполнитель, потому что он не всегда анализирует все возможны® варианты, останавливаясь на привычных. Формализованный на ЭВМ процесс выбора решения способен перебрать все возможные варианты, если число их ограничено и делает быстрее.

К основным" преимуществам системы относятся: -оперативный выбор технических решений независимо от квалификации исполнителя; - --- - --быстрая операция замены технического решения в процессе проектирования шш строительства в случае возникновения проблемы с наличием проектных устройств идя невыполнимости проектных условий.

Разработанная система автоматизированного приятия технических решений и экспертизы проекта по закреплению магистрального трубопровода позволяет:

-снизить трудозатраты на принятие технических решений и экспертизу проекта но закреплению магистральных трубопроводов; -уменьшить зависимость качества Еьйрзнных решений по закреплению трубопроводов и экспертизы проекта от опыта исполнителя; -повысить уровень анализа и оптимальности выбранных решений; -автоматизировать накопление опыта по принятию решений в различных условиях строительства трубопроводов.

В приложении приведены нечеткие данные и результаты к расчету коэффициента теплопередачи подземного газопровода Кср при нечетко заданных природных условиях и расчету коэффициентов формулы вычисления площади лопасти винтового анкера, а также текст программы логического выбора анкерных и балластирующих устройств.

- 88 -

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основе анализа существующих методов выбора проектных решений в области трубопроводного транспорта сделан вывод о том, что общий алгоритм не может быть использован, т. к вьгЗор решения в данной предметной области основывается на опыте, накопление и применение которого обеспечивается лишь адаптивным алгоритмом, который для предметной области трубопроводного транспорта сформулирован в работе, что позволило форг.ализо-вать как процесс выбора ре ¡ионий , так и нзкопление опыта

2. Рассмотрены особенности методов построения множеств алгоритма для предметной области трубопроводного транспорта и сделан вывод о том, что факты и правила этой предметной области

— -могут быть—представлены—в- -терминах-логики предикатов. На примере СНйП 2.05.06-85 "Магистральные трубопроводы" проанализирована структура типового технического текста, выделены основные категории технической информации и для каждой подучен метод перехода от текста к набору предикат.

3. Для практической реализации адаптивного алгоритма предложены методы построения его упорядоченных множеств в виде логических моделей и семантических сетей, что позволило обрабатывать их логическими средствами предикатной логики, ввести новый тип моделей местности - логический и строить эффективные экспертные системы для вьйора решений по проектированию магистральных трубопроводов.

4. Для использования аппаратов лингвистической переменной и нечетких множеств при проектировании трубопроводов для параметров, определяемых субъективными нечеткими интервальными категориями введена новая форма нечеткого числа, характеризуемая тетрадой чисел, задающих интервалы определения и доверия.

5. Предложен алгебраический аппарат для нечетких чисел в такой форме и для обеспечения эквивалентности результатов обычным многовариангным расчета« введено понятие синхронной переменной, что позволило определять возможные значения технологических параметров по известным нечетким параметрам среды и требуемым техническим характеристикам, что проиллюстрировано примером расчета нечетких коэффициентов уравнения площади лопасти винтового анкера для разных типов грунтов.

6. На основании исследований диссертации предложена методика описания геологии участка набором нечетких чисел, каэдое из которых определяет положение слоя грунта, что позволяет производить выбор количества анкерных устройств для данного участка в нечетких условиях.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ

1.Бородавкин ILE ,Безкоровайный ЕЕ,Кувычко ЕЕ Базы знаний в проектном процессе. "Стр-во трубопроводов" N 3, Ч., 1990.

2. Бородавкин ILE .Безкоровайный Е П. »Кувычко И. Ю. Применение нечеткой логики в экспертных системах для инженерного дела Депонировано ВНИЯЭГАЗПРОМ M 1265 г. з. 50.

3. Бородавкин ILE .Безкоровайный В. П. .Кувычко И. Ю. Программирование логики проектирования в САПР ЫГ. В информационном сб. ВНИКЭГАЗПРОМ "Газ. промышленность. Еаучно-технические достижения и передовой опыт в газовой промышленности". Выпуск 7, IL , 1991

4.Бородавкин ILE .Безкоровайный R п. .Кувычко И. И Методика построения баз знаний по нормативным отраслевым документам. Депонировано ВНИКОЭНГ, V. 29.01.90 К 1834- н. б. 90.

5. Бородавкин П. П. , Безкоровайный Е П. .Кувычко И. Ю. Автоматиза-одя процессов системного проектирования объектов нефтяной

и газовой промышленности. Депонировано ВШШЭНГ, П. , 29. 01. 90 N 1835- н. б. 90.

6. Безкоровайный В. П., Кувычко И. Ю. Создание баз знаний по нормативной технической документации. Учебное пособие для студентов факультета инженерной механики и слушателей ФПК, М., ШШ'.'-

7. Бородавкин П. 11 .Безкоровайный Е П. .Кувычко К Ю. Построение баз знаний по отраслевой нормативной документации для решения задач выбора технических решений. В сб. тезисов докладов второй Всесоюзной конференции "Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР' 4-6 сентября ШНГ. -

8. Кувычко К Ю. Использование концепции баз знаний для решения локальных задач проектирования технологии транспорта газа. В сб. тезисов докладов IV Всесоюзной конференции "Проблемы трубопроводного транспорта нефти и газа" 10-14 мая г.-Ереван. ,г. Москза.1988.

9. Кувычко И. Ю. , Назаренко Е И., Ариненков И. Ю. Вопросы разработки интерактивного интерфейса проектировщиков с ЭВМ на русском языке. Деп. в УКРНЙШТИ N 2534 от 22. 09. 87.

"Зевс". Зак. 3648. Тир. 100.