автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Информационная поддержка принятия решений при производстве метил-трет-бутилового эфира
Автореферат диссертации по теме "Информационная поддержка принятия решений при производстве метил-трет-бутилового эфира"
На правах рукописи
Тарасенко Роман Юрьевич
ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МЕТИЛ-ТРЕТ-БУТИЛОВОГО ЭФИРА
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (химическая промышленность)
2 О ДЕК 2012
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва 2012 г.
005047436
Работа выполнена на кафедре Информационных технологий Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова» (МИТХТ).
Научный руководитель:
Доктор технических наук Бурляева Елена Валерьевна
Официальные оппоненты:
Доктор технических наук Гартман Томаш Николаевич
Кандидат технических наук Баюкин Михаил Валерьевич
Ведущая организация:
Тамбовский государственный технический университет
Защита состоится " 25 " " декабря " 2012 года в 11.00 на заседании диссертационного совета Д 212.120.08 в Московском государственном университете тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова по адресу: 119571, г. Москва, пр. Вернадского, 86.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИТХТ им. М.В. Ломоносова (119571, г. Москва, пр. Вернадского, 86). Автореферат диссертации размещен на сайте ВАК http://vak.ed.gov.ru
Реферат разослан "23" "ноября" 2012 года.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук
Колыбанов К.Ю.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) - один из главных кислородосодержащих высокооктановых компонентов, используемых при получении неэтилированных автомобильных бензинов. Применяется в качестве добавки к моторным топливам, повышающей октановое число бензинов. МТБЭ широко применяется в производстве высокооктановых бензинов, при этом выступает как нетоксичный высокооктановый компонент и как оксигенат (носитель кислорода), способствующий более полному сгоранию топлива и предотвращению коррозии металлов. Третбутиловые эфиры значительно более безопасны для окружающей среды и двигателей по сравнению с этиловой жидкостью (тетраэтилсвинцом) или ароматическими углеводородами, которые также используются для повышения октанового числа бензинов. Производство МТБЭ в России увеличивается с каждым годом.
Производство МТБЭ, помимо основной стадии, включает несколько этапов подготовки сырья. Как правило, эти этапы осуществляются в различных цехах, при этом большая часть информации, необходимая для управления производством, хранится в рабочих журналах. Информационная взаимосвязь между отдельными стадиями производства практически не автоматизирована, что приводит к неэффективности управления производством. Таким образом, обеспечение информационной поддержки производства МТБЭ является актуальной задачей.
Целью работы является повышение эффективности управления производством МТБЭ на основе обеспечения информационной поддержки системы принятия управленческих решений.
В связи с этим ставятся и решаются следующие задачи: • системный анализ производства МТБЭ, обеспечивающий структуризацию и формализацию процессов производства и управления, результатом
которого является построение функционально-технологической модели производства МТБЭ;
• построение модели потоков данных для производства МТБЭ, обеспечивающей основу построения информационной поддержки принятия управленческих решений;
• разработка концептуальной и логической модели данных, обеспечивающих информационную поддержку принятия решений при производстве МТБЭ;
• разработка архитектуры системы поддержки принятия решений для подбора технологических параметров, обеспечивающих рациональное использование сырья и энергоресурсов.
Научная новизна
В диссертационной работе получены следующие новые научные результаты:
• на основе системного анализа производства МТБЭ разработана функционально-технологическая модель производства МТБЭ в нотации ЮЕЕО;
• на основе функционально-технологической модели построены модель потоков данных, концептуальная и логическая модели данных, обеспечивающих информационную поддержку принятия решений при производстве МТБЭ;
• разработана архитектура системы поддержки принятия решений для подбора технологических параметров, обеспечивающих рациональное использование сырья и энергоресурсов.
Практическая значимость
На базе построенных в диссертации моделей для ЗАО «Экоойл» разработана
и реализована система поддержки принятия решений для подбора
технологических параметров, обеспечивающих рациональное использование
сырья и энергоресурсов.
Методы исследования
В основу решения поставленных задач положена методология системного анализа, в частности, методы функционального моделирования, а также модели и методы проектирования баз данных, методы построения нечетких алгоритмов и нечеткой логики. Структура работы
Диссертация состоит из введения, 4-х глав и заключения. Апробация работы
Основные положения и результаты работы докладывались на международных научно-практических конференциях «Наука и образование в XXI веке», международной научно-практической конференции «Проблемы современной экономики». Публикации
Полученные в работе результаты изложены в 5 опубликованных работах, в том числе 3 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении рассмотрены актуальность и практическая ценность работы. Сформулирована цель работы и поставлены задачи, решение которых необходимо для достижения поставленной цели. Обоснованы методы исследований, научная новизна и практическая значимость результатов исследования.
В 1-й главе диссертации рассмотрены особенности производства МТБЭ. Приведены основные физико-химические свойства МТБЭ. Рассмотрены преимущества использования МТБЭ по сравнению с другими добавками к моторным топливам, обеспечивающими повышение октанового число бензинов. Показано, что топливная смесь бензина с МТБЭ обладает следующими свойствами:
• улучшаются антидетонационные свойства легкокипящих составляющих бензина,
• увеличивается детонационная стойкость и стабильность топлива;
• снижается температура запуска двигателя и токсичность отработавших газов;
• уменьшается интенсивность изнашивания деталей двигателя, образование нагара и лаковых отложений;
• сокращается расход топлива.
Рассмотрена динамика производства МТБЭ в России, приведены данные об основных производителях и потребителях МТБЭ. Из этих данных следует, что объемы производства МТБЭ с 2006 г. демонстрировали восходящую динамику, и в ближайшие несколько лет эта тенденция сохранится.
Далее рассмотрен химизм производства МТБЭ. Помимо основной реакции синтеза МТБЭ в присутствии кислотного катализатора, которая осуществляется путем алкилирования метанола изобутиленом: ьС4Н8 + СНзОН -м- СНзОС(СНз)з (1)
рассмотрены возможности протекания побочных реакций димеризации и гидратации изобутилена, а также межмолекулярной гидратации метанола с образованием диметилового эфира.
Рассмотрены методы получения основного сырья для производства МТБЭ - изобутан-изобутиленовой фракций (ИИФ). Эта фракция получается дегидрированием бутан-изобутановой фракции, которая в свою очередь является одним из продуктов разделения широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) на фракции индивидуальных углеводородов. Выделение индивидуальных углеводородов обеспечивается традиционным способом на газофракционирующей установке. Рассмотрена также реакция дегидрирования изобутановой фракции:
/сн> СН - СН :
3 \
СН,
СН =с + н
2 \ 2 СН,
и побочные реакции дегидрирования бутана в бутены и изомеризация. Приведены принципиальные технологические схемы установок для разделения ШФЛУ на фракции индивидуальных углеводородов (эта схема представлена на рис.1) и дегидрирования изобутана. Выделены наиболее существенные характеристики сырья и полупродуктов, используемых при производстве МТБЭ; в диссертации эти характеристики приведены вместе со ссылками на документы, регламентирующие качество сырья и полупродуктов.
1М Гг
* <йрак1
ч
К"3.П*
К-2 р¥
Июг-енчам,
Эгзн • пропановзя фрак
Пропаноеая фракция
—► Иэобутановап фракция (на производство МТВЭ)
бутаноезч фракция
Пентзноззя фракция
:й фрЗК11ИЯ
Рис.1. Принципиальная схема установки газоразделения:
К-1 - выделение этан-пропановой фракции, К-2 - выделение изобутан-бутановой фракции, К-3 - разделение изобутан-бутановой фракции, К-4 -выделение суммарной пентановой фракции, К-5 - разделение изопентан-пентановой фракции, К-6 - выделение пропановой фракции.
В следующем параграфе подробно рассмотрено производство МТБЭ. Технологическая схема синтеза МТБЭ приведена на рис.2.
спирт-рецикл
Спирт
Углеводородная фракция
X
\ А \
углеводороды на дегидрирование
У
Рис. 2. Технологическая схема производства МТБЭ
Во 2-й главе диссертации выполнен системный анализ производства МТБЭ, результатом которого является формализованная функционально-технологическая модель производства МТБЭ. Модель построена в рамках методологии структурного системного анализа ШЕБ в графической нотации ЮЕБО, стандартизованной в РФ.
Функционально-технологическая модель производства описывает последовательное преобразование ресурсов в продукцию усилиями различных исполнителей на основе различных регламентирующих документов.
В литературе существенное внимание уделяется функциональному моделированию бизнес-процессов, однако процессы производства рассмотрены недостаточно. Поскольку одной из задач диссертационной работы является построение детализированной функционально-технологической модели, до начала анализа конкретного производства в работе построена типовая модель технологической операции. Построение и
применение такой модели существенно упрощает дальнейшее моделирование. Построение функциональной модели начинается с рассмотрения технологической операции как единого процесса, для которого установлены ресурсы, результаты, управляющие воздействия и механизмы реализации. При декомпозиции этой диаграммы целесообразно выделить 5 основных процессов, каждому из которых на декомпозированной диаграмме будет соответствовать функциональный блок. Декомпозированная диаграмма приведена на рис. 3.
AUTHOR: Тэрасенко PROJECT: ТО
NOTES: 1 23*5678910
DATE: 06.06 2013 REV 19.09.2012
S
RECOMMENDED PUBLICATION
регламентирующие документы
подготовка материалов g
оборудоТГзУЙие^
контроль качества
оборудование для контроля качества >|>
документация
оборудование д
документация
АО
Технологическая операция
Рис.3. Диаграмма уровня АО, описывающая типовую технологическую операцию.
Аналогично, при построении функционально-технологической модели производство и поставка МТБЭ рассмотрены как единый процесс, исходной информацией для которого являются планы производства и поставки, результатом — готовые партии МТБЭ с сопроводительными документами. Регламентируют этот единый процесс требования к качеству продукции и управленческие решения, принимаемые менеджментом подразделения. В
качестве исполнителей процесса производства и поставки МТБЭ выступает вся организационно-производственная структура подразделения.
На 1-м этапе декомпозиции выделены 4 основных организационно-производственных взаимосвязанных процесса:
1. закупка сырья и материалов,
2. подготовка сырья (получение изобутан-изобутиленовой фракции),
3. производство МТБЭ,
4. подготовка и сбыт продукции.
Далее выполнена декомпозиция каждого из основных организационно-производственных процессов. Рассмотрим более подробно процесс «производство продукции». Этот процесс декомпозируется на 4 процесса, 3 из которых являются производственными процессами, а процесс «контроль качества МТБЭ» - контрольным.
1. Синтез МТБЭ.
2. Выделение МТБЭ.
3. Контроль качества МТБЭ.
4. Разделение углеводород-метанольной смеси.
Результатом декомпозиции является диаграмма уровня АЗ, представленная на рис. 4. Следует особо остановиться на описании процедуры оценки качества МТБЭ (3-й функциональный блок на рис. 4). Дуга с ролью «управление» для этого блока описывает требования регламентирующего документа (ТУ 38.103704-90). При несоответствии установленным требованиям МТБЭ может быть отправлен на доработку, что описывает дуга, ведущая из блока «Контроль качества МТБЭ» (3) на вход предыдущего блока, «Выделение МТБЭ». Эта дуга задает обратную связь, семантика которой - повторная обработка некачественной продукции. Если же продукция удовлетворяет установленным требованиям, на полученный МТБЭ оформляют документ о качестве.
Рис.4. Диаграмма уровня АЗ «Производство продукции»
Функциональный блок «контроль качества МТБЭ» декомпозирован на диаграмме следующего уровня (АЗЗ).
Контроль качества МТБЭ, в соответствии с ТУ 38.103704-90, состоит из 5 взаимосвязанных этапов:
1. Отбор проб
2. Контроль внешнего вида и наличия механических примесей
3. Получение хроматограммы
4. Анализ хроматограммы
5. Оформление документа о качестве.
Все остальные диаграммы, входящие в функционально-технологическую модель, подробно описаны в диссертационной работе. Итоговая иерархическая структура, описывающая все этапы декомпозиции технологии производства модулей, представляет собой дерево. Количество уровней декомпозиции в этом дереве для некоторых технологических процессов доходит до 4. На рис.5 приведены 3 уровня дерева декомпозиции.
AUTHOR: Тарасенко PROJECT MT8E
notes: 123456789 10
DATE: 15.06.2012 REV: 25.09.2012
■ working reader date context:
i draft TOP
recommended
j publication a-0
О упаковка о выделение МТБЭ о маркировка о хранение о транспортировка
о закупка ШФЛУ о выделение
о закупка метанола этан-пропановой
фракции
о закупка катализатора о контроль
о выделение МТБЭ
о закупка других материалов пропановой фракции и ресурсов „ о разделение
о выделение _ углеводород-изобутан-бугановои метанольной смеси фракции о выделение суммарной пентановой фракции □ разделение
сырья
¡ой фракции D дегидрирование ИБФ
АО
производство и поставка МТБЭ
Рис.5. Иерархическая диаграмма, описывающая первые 3 уровня декомпозиции
Анализ полученных диаграмм позволяет выделить ряд характерных особенностей функционально-технологической модели производства МТБЭ:
• весь процесс производства сопровождается процедурами контроля качества продукции;
• для каждой технологической операции описаны необходимые материалы, результат ее выполнения, исполнитель операции и документы, регламентирующие выполнение операции;
• для каждой процедуры контроля качества описаны документы, регламентирующие требования к качеству продукции;
• для каждой процедуры контроля качества с помощью дуг обратной связи описаны процессы, которые выполняются в случае несоответствия продукции предъявляемым требованиям.
В третьей главе диссертационной работы на основе функциональной модели построена формальная модель потоков данных. Выявление и
формализация потоков данных между процессами, описывающими исследуемую систему, является первым этапом моделирования структуры данных для информационной поддержки принятия управленческих решений. В отличие от функциональной модели, модель потоков данных включает внешнюю по отношению к системе среду и накопители данных.
На диаграмме потоков данных верхнего уровня изображается единственный процесс - производство и поставка МТБЭ. Реализация этого процесса происходит во взаимодействии с 2-мя организациями, представляющими собой внешние по отношению к описываемому процессу сущности: заказчик и поставщик. На дочерней диаграмме, представленной на рис. 6, процесс управления производством МТБЭ декомпозируется на 5 составляющих процессов. На этой же диаграмме более детально представлены процессы передачи информации и материальных объектов между этими процессами и внешними сущностями, выделенными на диаграмме верхнего уровня. Так, взаимодействие с заказчиком разделено на 2 отдельных процесса, один из которых, «оформление заказа», начинает производственный цикл, а другой, «подготовка и поставка МТБЭ», -заканчивает. Детализированы потоки данных, связывающие эти процессы с внешней сущностью «заказчик». На этой же дочерней диаграмме рассматриваются последовательно процессы закупки сырья и материалов, подготовки сырья, производства МТБЭ и описаны взаимосвязи между этими этапами. При дальнейшей декомпозиции детализируется каждый из 5 рассмотренных информационных процессов.
AUTHOR: тзрасенко PROJECT МТБЭ
NOTES: 1 2345E7B9 10
DATE: 24 06.2010 | REV: 25092012
«оммермеское поесложенне
RECOMMENDEO PUBUCATtON
заказ на поставку
\иатериалы, сопроводительные документы
подтошвка сырья
\ производство МТБЭ J
информация о полпенни заказа
NODE: TITLE: производство и поставка МТБЭ NUMBER:
АО I-
Рис.6. Диаграмма потоков данных уровня АО. Производство и поставка МТБЭ
Рассмотрим процесс закупки сырья и материалов. Этот процесс при декомпозиции разбивается на 4 последовательных процесса. Диаграмма, описывающая эти процессы, представлена на рис. 7. Внешняя сущность «поставщик» не изображена на диаграмме; предполагается, что она находится на левой границе диаграммы. Выбор поставщиков из накопителя данных о поставщиках осуществляется на основании информации о поставщиках и критериев выбора. Взаимодействие с накопителем данных о поставщиках не описано на диаграммах более высокого уровня. Критериями выбора поставщиков являются:
• стоимость продукции и услуг;
• способность поставщика выполнить требования к поставке;
• сроки поставки;
• условия поставки и оплаты;
• результаты анализа выполнения предыдущих поставок.
Рис.7. Диаграмма потоков данных уровня А2. Закупка сырья и материалов
Далее выполняется согласование поставки материалов, в рамках которого производитель и поставщик обмениваются письмами о согласовании, и заключается договор с поставщиком. После изготовления материалов поставщик передает их, вместе с сопроводительными документами, производителю. Информация о получении материалов сохраняется в накопителе сведений о поставщиках и может использоваться в дальнейшем при выборе поставщиков.
Если качество полученных материалов удовлетворяет требованиям, материалы и сопроводительные документы передаются на следующий этап производственного цикла, что изображено с помощью стрелки, указывающей на нижнюю сторону диаграммы. Кроме того, данные о материалах помещаются в накопитель «сведения о материалах». Последний процесс, «управление несоответствиями поставки материалов», выполняется в том случае, если условия договора нарушены: составляется и передается изготовителю акт о несоответствии и осуществляется дополнительная
поставка материалов. К несоответствиям условий договора относятся нарушения сроков, состава и объема поставки, качества продукции, условий доставки.
Следующим шагом обеспечения информационной поддержки производства МТБЭ является разработка концептуальной модели данных. Для разработки концептуальной модели данных в терминах «сущность-связь» использована нотация IDEF1X. В модели потоков данных при описании процессов производства МТБЭ используются 2 внешние сущности: заказчик и поставщик. Для хранения сведений о заказчиках и поставщиках в модели потоков данных используются отдельные накопители, которые в концептуальной модели представляются в виде сущностей. Помимо этих сущностей, в концептуальную модель включен ряд сущностей, которые характеризуют полупродукты и производимую продукцию. В концептуальной модели данных, в соответствии с моделью потоков данных, используется 2 обобщенные иерархии «заказ» - «партия МТБЭ» - «вещество» и «заказ» - «партия МТБЭ» - «материал». Связи между описанными сущностями имеют различную семантику. В основном, внешние сущности выступают в роли агентов, инициирующих действия, а сущности, описывающие продукцию - в роли объектов действия.
Логическая модель данных строится на основе концептуальной модели и представляет собой набор взаимосвязанных реляционных таблиц. Все сущности, входящие в концептуальную модель, в логической модели представляются в виде таблиц-справочников. Ссылки на эти справочники образуют внешние ключи для таблиц-взаимосвязей, описывающих связи концептуальной модели. Для каждой таблицы выполняется полное описание ее атрибутов, включая длину и тип данных для каждого поля. На рис. 8 логическая модель данных представлена в виде схемы данных MS Access, однако она может быть использована и для других СУБД.
Рис.8. Логическая модель базы данных
В 4-й главе описана система поддержки принятия решений для подбора технологических параметров, обеспечивающих рациональное использование сырья и энергоресурсов, для ЗАО «Экоойл». До недавнего времени решения о выборе технологических параметров процессов подготовки сырья в зависимости от его качества принимали начальники цехов, при этом их информированность об общей ситуации на производстве являлась недостаточной и возможность принятия ошибочного решения была достаточно велика. Для уменьшения расходов сырья и энергоресурсов была разработана информационная система, позволяющая подобрать технологические параметры таким образом, чтобы без ухудшения качества продукции уменьшить эксплуатационные расходы, прежде всего расход электроэнергии. Архитектура систем поддержки принятия решений представлена на рис.9.
Основу блока принятия решений составляет нечеткий алгоритм принятия решения. Нечеткий алгоритм представляет собой последовательность действий, зависящую от условий, выраженных с
помощью формул нечеткой логики. В отличие от формул классической логики, имеющих одно из 2-х значений: либо ИСТИНА, либо ЛОЖЬ, истинность формулы нечеткой логики задается с помощью числа, значения которого изменяются в интервале от 0 (формула ложна) до 1 (формула истинна). В качестве экспертов, оценивавших значения логических формул, выступали технологи и начальник цеха газоразделения ЗАО «Экоойл». Эти же эксперты построили описания эмпирических зависимостей от технологических параметров.
Рис.9. Архитектура системы поддержки принятия решений для подбора технологических параметров
Один из фрагментов алгоритма вместе с таблицей истинности для нечеткого условия приведен ниже (нечеткие переменные выделены курсивом):
ЕСЛИ сырье некачественное
ТО решение: улучшить качество разделения в газофракционирующей установке;
ИНАЧЕ решение: не изменять технологические параметры
Описание нечеткого условия «некачественное сырье» приведены в табл. 1.
Табл.1. Значения нечеткой переменной «некачественное сырье»
Суммарная доля изобутана в составе сырья, % Коэффициент принадлежности для логической формулы «некачественное сырье»
более 13,2 0
12,0-13,2 0,3
11,0-12,0 0,6
10,0-11,0 0,8
менее 10 1
Пример эмпирической зависимости затрат электроэнергии от технологического параметра «флегмовое число» приведен на рис.10.
1.2
3.7
6.7
6.2
И
-ШФЛУоорионг 1. Т1
^оптимальное флегмовое число
Рис.10. Эмпирическая зависимость затрат электроэнергии от технологического параметра «флегмовое число».
Применение системы поддержки принятия решений для подбора технологических параметров позволило ЗАО «Экоойл» за первые 9 месяцев 2012 сэкономить энергоресурсы на сумму 1,2 млн.руб.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ В ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ на основе системного анализа производства МТБЭ разработана функционально-технологическая модель производства МТБЭ; в целях обеспечения информационной поддержки принятия управленческих решений при производстве МТБЭ построены модели потоков данных, концептуальная и логическая модели данных, разработана система поддержки принятия решений для подбора технологических параметров, обеспечивающих рациональное использование сырья и энергоресурсов
применение системы поддержки принятия решений для подбора технологических параметров позволило ЗАО «Экоойл» за первые 9 месяцев 2012 сэкономить энергоресурсы на сумму 1,2 млн.руб.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Интеграция систем управления качеством, охраны здоровья и безопасности персонала и охраны окружающей природной среды на химических предприятиях как основа решения системной проблемы развития химического комплекса. //Тарасенко Р.Ю., Бурляева Е.В., Научно-практический межотраслевой журнал «Интеграл», №2 (64) март-апрель 2012, стр: 14-15.
2. Решение эколого-экономических проблем в рамках системного подхода к управлению химическим предприятием. //Тарасенко Р.Ю., Панова С.А., Вестник МИТХТ, 2012, т. 7, №3. стр: 89-91
3. Информационное обеспечение системы поддержки принятия решений на крупнотоннажных предприятиях промышленного комплекса. //Тарасенко Р.Ю., Храпов И.В., Прикладная информатика, 2012, №4 (40) стр: 16-20
4. Интеграция систем управления производством и экономикой предприятий химического и нефтехимического комплекса. //Тарасенко Р.Ю., Материалы Международной научно-практической конференции «Наука и образование в XXI веке», Тамбов, 2012.
5. Информационное обеспечение системы поддержки принятия решений на крупнотоннажных предприятиях химического комплекса. //Тарасенко Р.Ю., Материалы 8 международной научно-практической конференции «Проблемы современной экономики», Новосибирск, 2012.
Тарасенко Роман Юрьевич Информационная поддержка принятия решений при производстве метил-трет-бутилового эфира Формат 60x90/16 Тираж 100 экз. Подписано в печать 22.11.2012. Заказ № 69 Типография ООО «Генезис» 8 (495) 434-83-55 119571, г. Москва, пр-т Вернадского, 86
Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Тарасенко, Роман Юрьевич
Введение.
Глава 1. Системный подход к производству метил-трет-бутилового эфира.
1.1 Производство метил-трет-бутилового эфира.
1.1.1 Общие сведения о МТБЭ.
1.1.2 Применение МТБЭ.
1.1.3 Химизм производства МТБЭ.
1.1.4 Сырье для производства МТБЭ.
1.1.5. Описание производства МТБЭ.
1.1.6. Контроль качества МТБЭ, упаковка, хранение и транспортировка.
1.2 Применение методов системного анализа для описания функционирования производственных систем.
1.2.1 Системный подход и методы системного анализа.
1.2.2 Методы информационного моделирования производственных систем.
1.3 Системы поддержки принятия решений.
1.4 Задача обеспечения информационной поддержки принятия решений при производстве МТБЭ.
Глава 2. Функциональное моделирование производства МТБЭ.
2.1 Функциональная модель типовой технологической операции.
2.2 Функционально-технологическая модель производства МТБЭ.
Глава 3. Моделирование структур данных для информационной поддержки производства МТБЭ.
3.1 Модель потоков данных.
3.2 Концептуальная модель данных.
3.3 Логическая модель данных.
Глава 4. Система поддержки принятия решений при подборе технологических параметров, обеспечивающая рациональное использование сырья и энергоресурсов для ЗАО «Экоойл».
4.1 Архитектура системы поддержки принятия решений при производстве метил-трет-бутиловго эфира ЗАО «Экоойл».
4.2 Эмпирические взаимосвязи технологических параметров.
4.3 Нечеткие алгоритмы и их применение для подбора технологических параметров при производстве МТБЭ.
4.3.1 Общие сведения о нечетких алгоритмах.
4.3.2 Фазификация исходных данных.
4.3.3 Нечеткий логический вывод.
4.3.4 Дефазификация.
4.3.5 Архитектура СППР с использованием нечетких алгоритмов.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ,
ПОЛУЧЕННЫЕ В ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ.
Введение 2012 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Тарасенко, Роман Юрьевич
Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) - один из главных кислородосодержащих высокооктановых компонентов, используемых при получении неэтилированных автомобильных бензинов. Применяется в качестве добавки к моторным топливам, повышающей октановое число бензинов. МТБЭ широко применяется в производстве высокооктановых бензинов, при этом выступает как нетоксичный высокооктановый компонент и как оксигенат (носитель кислорода), способствующий более полному сгоранию топлива и предотвращению коррозии металлов. Третбутиловые эфиры значительно более безопасны для окружающей среды и двигателей по сравнению с этиловой жидкостью (тетраэтилсвинцом) или ароматическими углеводородами, которые также используются для повышения октанового числа бензинов. Производство МТБЭ в России увеличивается с каждым годом.
Производство МТБЭ, помимо основной стадии, включает несколько этапов подготовки сырья. Как правило, эти этапы осуществляются в различных цехах, при этом большая часть информации, необходимая для управления производством, хранится в рабочих журналах. Информационная взаимосвязь между отдельными стадиями производства практически не автоматизирована, что приводит к неэффективности управления производством. Таким образом, обеспечение информационной поддержки производства МТБЭ является актуальной задачей.
Целью работы является повышение эффективности управления производством МТБЭ на основе обеспечения информационной поддержки системы принятия управленческих решений.
В связи с этим ставятся и решаются следующие задачи: • системный анализ производства МТБЭ, обеспечивающий структуризацию и формализацию процессов производства и управления, результатом которого является построение функционально-технологической модели производства МТБЭ;
• построение модели потоков данных для производства МТБЭ, обеспечивающей основу построения информационной поддержки принятия управленческих решений;
• разработка концептуальной и логической модели данных, обеспечивающих информационную поддержку принятия решений при производстве МТБЭ;
• разработка архитектуры системы поддержки принятия решений для подбора технологических параметров, обеспечивающих рациональное использование сырья и энергоресурсов.
В диссертационной работе получены следующие новые научные результаты:
• на основе системного анализа производства МТБЭ разработана функционально-технологическая модель производства МТБЭ в нотации ГОЕРО;
• на основе функционально-технологической модели построены модель потоков данных, концептуальная и логическая модели данных, обеспечивающих информационную поддержку принятия решений при производстве МТБЭ;
• разработана архитектура системы поддержки принятия решений для подбора технологических параметров, обеспечивающих рациональное использование сырья и энергоресурсов.
На базе построенных в диссертации моделей для ЗАО «Экоойл» разработана и реализована система поддержки принятия решений для подбора технологических параметров, обеспечивающих рациональное использование сырья и энергоресурсов.
В основу решения поставленных задач положена методология системного анализа, в частности, методы функционального моделирования, а также модели и методы проектирования баз данных, методы построения нечетких алгоритмов и нечеткой логики.
Основные положения и результаты работы докладывались на международных научно-практических конференциях «Наука и образование в XXI веке», международной научно-практической конференции «Проблемы современной экономики».
Полученные в работе результаты изложены в 5 опубликованных работах, в том числе 3 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Заключение диссертация на тему "Информационная поддержка принятия решений при производстве метил-трет-бутилового эфира"
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ В ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ
• на основе системного анализа производства МТБЭ разработана функционально-технологическая модель производства МТБЭ;
• в целях обеспечения информационной поддержки принятия управленческих решений при производстве МТБЭ построены модели потоков данных, концептуальная и логическая модели данных,
• разработана система поддержки принятия решений для подбора технологически х параметров, обеспечивающих рациональное использование сырья и энергоресурсов
• применение системы поддержки принятия решений для подбора технологических параметров позволило ЗАО «Экоойл» за первые 9 месяцев 2012 сэкономить энергоресурсы на сумму 1,2 млн.руб.
102
Библиография Тарасенко, Роман Юрьевич, диссертация по теме Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
1. Химический энциклопедический словарь. Изд. «Советская энциклопедия» М.,1983
2. Емельянов В.У. Проблемы производства отечественных автомобильных бензинов и пути их решения// Мир нефтепродуктов. 2010. №3. С.10-13
3. Капустин В.М. Глубокая переработка углеводородного сырья в условиях финансового кризиса// Мир нефтепродуктов 2009 №3, с.8-10
4. Технология получения метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) ОАО НИИ «Ярсинтез»// yarsintez.ru: Веб-сайт ОАО Научно-исследовательский институт «Ярсинез» URL: http://yarsintez.ru/media/MTBE21.pdf
5. Тимофеев B.C., Серафимов JI.A. «Принципы химической технологии основного органического и нефтехимического синтеза», М.:2004 г.
6. Алхазов Т.Г., Лисовский А.Е. Окислительное дегидрирование углеводородов, М:Химия, 1980
7. ТУ 38.103704-90. Эфир метил-трет-бутиловый (МТБЭ) Технические условия
8. Антонов A.B. Системный анализ. —М.: Высшая школа, 2004
9. Райзберг Б.А., Лозовский Л.Ш., Стародубцева Е.Б. Современный экономический словарь. 5-е изд., перераб. и доп. -М.: ИНФРА-М, 2006. -495 с.
10. Кафаров В.В., Дорохов И.Н. Системный анализ процессов химической технологии. -М., Наука, 1976.
11. П.Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа: Учебн. пособие для студентов, обуч. по спец. «Прикладная математика». М.: Наука, 1981.-487 с.
12. Вендров A.M. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем М: «Финансы и статистика», 2000
13. Проектирование информационных систем М: «КомпьютерПресс», №9, 2001
14. Калянов Г.Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение).-М.: ЛОРИ, 1996.
15. Черемных С.В., Ручкин B.C., Семенов И.О. Структурный анализ систем. IDEF-технологии. М.: Финансы и статистика, 2001
16. Репин В.В., Елиферов В.Г. Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес-процессов // М, РИА «Стандарты и качество», 2004.
17. Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования Госстандарт России, Москва, Издательство стандартов, 2001
18. Гэйн К., Сарсон Т. Структурный системный анализ средства и методы. В 2-х частях. Пер. с англ. под ред. А. В. Козлинского. М.: Эйтекс, 1993 г.
19. Орлов А. И. Теория принятия решений. — М.: Экзамен, 2006. — 573 с.
20. Литвак Б. Г. Разработка управленческого решения — М.: Издательство «Дело», 2004 г. — 392 с.
21. Терелянский, П. В. Системы поддержки принятия решений. Опыт проектирования : монография / П. В. Терелянский ; ВолгГТУ. — Волгоград, 2009. — 127 с.
22. Power D. J. Web-based and model-driven decision support systems: concepts and issues. Americas Conference on Information Systems, Long Beach, California, 2000
23. Подиновский В. В. Введение в теорию важности критериев в многокритериальных задачах принятия решений. — М.: Физматлит, 2007. -64 с.
24. Anderson, Barry F. The Three Secrets of Wise Decision Making. Single Reef Press. 2002
25. Ветлугина И.М. Информационное моделирование в управлении современными экономическими системами: Монография / под научной редакцией JI.B. Акимовой. М.: Компания Спутник+, 2005.
26. Тарасенко Р.Ю. Интеграция систем управления производством и экономикой предприятий химического и нефтехимического комплекса. Международная заочная научно-практическая конференция «Наука и образование в XXI веке», Тамбов, 2012
27. Тарасенко Р.Ю. Храпов И.В. Информационное обеспечение системы поддержки принятия решений на крупнотоннажных предприятиях промышленного комплекса. Прикладная информатика 2012 №4 (40) стр: 16-20
28. Яхъяева Г. Э. Нечеткие множества и нейронные сети БИНОМ. Лаборатория знаний, Интернет-университет информационных технологий ИНТУИТ.ру, 2008
29. Алиев. Р. А. Управление производством при нечёткой исходной информации, М: Энергоатомиздат, 1991. - 240 с.
30. Шеметов П.В. и др. Управленческие решения: технология, методы и инструменты. М.: Изд-во «Омега-JI», 2011. 398с.
31. Круглов В.В., Дли М.И. Интеллектуальные информационные системы: компьютерная поддержка систем нечеткой логики и нечеткого вывода. -М.: Физматлит, 2002.
32. Гаврилов А. В. Гибридные интеллектуальные системы. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. 168
33. Buchanan, B.G.; Shortliffe, Е.Н. Rule Based Expert Systems: The MYCIN Experiments of the Stanford Heuristic Programming Project. Reading, MA: Addison-Wesley, 1984
34. Hacking, Ian An Introduction to Probability and Inductive Logic. Cambridge University Press, 2011
-
Похожие работы
- Получение изобутилена каталитическим разложением метил-трет-бутилового эфира
- Физико-химические основы и технология получения транс-2-метокси-3-пентена и транс-пентадиена-1,3 из пипериленовых фракций
- Исследование и разработка процессов получения метил-алкиловых и метил-алкениловых эфиров
- Технологические основы производства топливных эфиров из биоспиртов
- Технология, расчет и моделирование реакционно-ректификационных процессов получения метил-трет-бутилового эфира
-
- Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
- Теория систем, теория автоматического регулирования и управления, системный анализ
- Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
- Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
- Автоматизация технологических процессов и производств (в том числе по отраслям)
- Управление в биологических и медицинских системах (включая применения вычислительной техники)
- Управление в социальных и экономических системах
- Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей
- Системы автоматизации проектирования (по отраслям)
- Телекоммуникационные системы и компьютерные сети
- Системы обработки информации и управления
- Вычислительные машины и системы
- Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (по отраслям наук)
- Теоретические основы информатики
- Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
- Методы и системы защиты информации, информационная безопасность