Введение к работе
Актуальность работы. В последнее время наиболее перспективним направлением при управлении сложными технологическими агрегатами и их. комплексом на уровне оператора является применение компьютерных систем, в которых реализуются алгоритмы управления объектом, работающие в диалоге с пользователем . Такое направление, а также недостаточная информационная обеспеченность большинства производств, обусловливают актуальность задачи поставленной в диссертационной работе - создание диалоговой системы управления, позволяющей оператору принимать обоснованные решения и эффективно управлять технологическими-агрегатами в условиях неопределенности.
Актуальность работы определяется также необходимостью значительное увеличения производства электродного кокса вырабатываемого на установке замедленного коксования ГУЗК). являющейся объектом управления. Такая задача возникает из-за растущей потребности ряда производств (в основном металлургии) в электродном кокса.
В связи со слоююстью или невозможностью измерения ряда факторов, многие технологические агрегаты являются количест-' венно трудноописываемыми, что затрудняет применение традиционных подходов к моделированию их работы. Это привело к необходимости разработки нового подхода к построению математических моделей сложных агрегатов на основе экспертной информации,- дополняющей недостающие данные.
Целью работы является создания диалоговой системы управления комплексом технологических агрегатов (УЗК) эффективно
- 4 -работающей в условиях нечеткой информации, вырабатывающей рекомендации по национальному ведению процессом в зависимости от производственной сит ции.
В соответствии с поставленной целью решаются следующие
задачи: —
- разработка подхода и алгоритмов построения математиче
ских моделей исходя иг4 доступной информации различного харак
тера, включающей экспертную информацию;
- разработка алгоритмов для решения подзадач возникающие
, яри сборе, обработки и использовании качественной информации;
- разработка диалогового алгоритма для решения задач при
нятия решений В УСЛОВИЯХ НеОПрвДеЛеНННОСТИ, позволяющего 0П9-
< . тору (лицу, принимающему решения (ЛПР)) выбирать режими работы
установки в зависимости от производственной ситуации; -.
-построение математических моделей основных -агрегатов -
УЗК и объединение их в единую систему с целью системного моде-
лирования работы установки;
создание структуры системы управления, включающей пакет моделей объекта управления, комплекс алгоритмов многокритериальной оптимизации (система принятия решений (ПР)) и интерівйс пользователя;
программная реализация разработанных моделей и алгоритмов, их апробация'и внедрение-в производство.
Методы исследования. Методика исследований основана на положениях системного анализа, теории нечетких множеств, теории оптимизации, теории планирования экспериментов и регрессионного анализа, теории выбора и принятия решений. В работе ис-
-5-. пользовались методы разработки программного обеспечения на основе структурного программирования.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Предложена методика построения математических моделей комплексе взаимосвязанных агрегатов, основанная на использования информации различного характера, в том числе и экспертной, и объединяющая отдельные модели разных типов в единую систему.
-
Разработан алгоритм построения нечетких моделей, сложных количественно трудноогмсываемых объектов, основанные на использовании дополнительной качественной информации, получаемой от специалистов-экспертов и включающий построение функций принадлежности'.і оцениваемых нечетких парметров.
-
Предложен диалоговый алгоритм решения задачи многокритериальной нечеткой оптимизации для выбора оператором режимов работы технологической установки (УЗК), обеспечивающий желаемые значения локальных критериев качества.
-
Сформулирована задача интерполяции промежуточных, новых значений множества термов, возникающая при нечетком описании сложных объектов, и разработан алгоритм решения этой зада-, чи, основанный на использовании операций над нечеткими мно-
,жествами. '
5. Иа основе предложенной методики разработан пакет моде
лей УЗК, создана система ПГ, позволяющие осуществлять поиск
рациональных,режимов работы установки по выбираемы;.! оператором
критериям и решать различные-оптимизационные задачи.
Практическая ценность работы определяется тем, что пред-ло_жеішііе ml толы математического моделирования и управления
- б -
применимы для мног'их комплексов технологических агрегатов неф-тепе рерабатывамей. металлур. лческой, химической и др. видов промышленности, хара>иери~ующихся высоким уровнем помех и слабой информационной обеспеченностью. Материалы диссертации ис-пользрваны при выполнении совместных работ^Гурьевоким нефтє-а-рераСатыващим заводом (НПЗ) и МИСиС.
Обоснование и досі лерносчь результатов базируется на использовании современных научных разработок в области построения математических моделей агрегатов, теории принятия решений, экспертной оценки и подтверждены ирак ическим результа~ами внедрения при решений задач управления типа оперативного планирования.
реализация результатов Работы. Разработанный метод синтеза моделей систем агрегатов и предложенный алгоритм многокрй-. териальной оптимизации использованы для построения диалоговой ' 'и темы управления УЗК на Гурьевском ІШЗ. Результаты опытно-промышленных испытаний показали, что эффективность созданной системы обеспечивается за счет ведения технологического процесса в рациональном режиме, меняющимся в зависимости от производственной ситуации. Экономический эффект от внедрения результатов работы не меное 450 тыс. руб. в годі
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации обсуждались на:
республиканских конференциях по моделированию, идентификации и синтезу систем управления (Алушта 1990, Ялта 1991);
научной конференции молодых ученых и специалистов Московского физико-технического института (Долгопрудный ,1950);
-7-.
- международной конференции "Системи и сигнали" (Польша,
Варшава і 991);
междунэг тлом симпозиуме "Нечеткие системы и искусственный интеллект" (Румыния, Яссы 1991);
- .'Лучной конференции молодых ученых Московского институ
та стали и сплавов (Москва 1990 - 1992);
L./бликации. По теме диссертации опубликованы 9 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертационной -работы составляет 150 страниц машинописного текста, содержащего 8 рисунков и 2 таблицы.
Похожие диссертации на Разработка алгоритмов и программного обеспечения диалоговой системы управления комплексом технологических агрегатов на примере установки замедленного коксования
