Введение к работе
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. Актуальность проблемы. Бурное развитие микроэлектроники, волоконной оптики, биотехнологии, фармацевтики постоянно вынуждает производителей химических реактивов и особо чистых веществ заботиться о расширении ассортимента и повышении качества продукции. Известный ассортимент подобной продукции составляет десятки тысяч наименовании, а средний период "зизни" многих химических веществ не превышает 3-5 лет с тенденцией к уменьшению. Ь то же время разработка и создание такт: производств традиционвыт.гл методами - процесс длительный. Поэтому обеспечение коммерческого успеха производителей подобной продукции может быть достигнуто при автоматизации процесса разработки химико-технологических производств. Необходимость в этом монет возникнуть как при постановке 'на производство ноьых продуктов, так и при наработки известного ранее соединения с другим уровнем чистоты, либо при изменении объемов выпуска.
Работа выполнялась в рамках Государственной научно-технической программы ГКНТ СССР "Ресурсосберегающие и экологически чистые продукты металлургии и химии" и Российской Государственной научно-технической программы "Экологически безопасные .процессы химии и химической технологии" по направлению "Разработка нового поколения унифицированных ресурсосберегающих мксгоно-менклатурных производств малотоннажных химических продуктов на базе гибких автоматизированных.блочно-модульных систем".
Цель работы. Основной целью, работы является разработка методики и алгоритмов синтеза технологических производств химических реактивов и особо чистых веществ с использованием методов системного анализа, элементов экспертных систем (ЭС) и имитационного моделирования сложных структур. Это связано с автоматизацией решения следующих задач: оптимальный выбор исходного сырья, конструкционных материалов и технологического .оборудования; синтез индивидуальных и многоассортиментных технологических комплексов; определение структуры и выбор технических средств системы управления, удовлетворяющих исходным условиям синтеза. Научная новизна.
I. Разработана методика и алгоритмы автоматизированного синтеза технологических производств химических реактивов и особо чистых веществ с использованием методов системного анализа и имитационного моделирования, характерных для логических систем принятия решения.
?.. Разработан автоматизированный комплекс, позволяйте сг*и-
- 2 -тезировать производственную систему, с оптимизацией технологической структуры, аппаратурного оформления и ассортимента. Для решения задачи оптимизации разработана имитационная модель динамики функционирования многоассортиментной технологической системы. Построен моделирущий алгоритм и структурная схема имитационного моделирования.
3. Для функционирования автоматизированной системы синтеза
технологических производств ка базе СУБД FoxPro разработаны сле
дующие информационные банки, способные функционировать и как са
мостоятельные оазы данных:
банк "Конструкционные материала", содерхашй информацию о uo-отрукционных материалах и ассортименте изделий из них, изик<. химических, прочностных свойствах и химической стойкости мате риалог;
'/.лп."п используемого в мадотоннахашх многоассортиментных комплексах оборудования (емкостное и реакционное оборудование, фильтры, сушилки, дистилляционные и выпарные аппараты, нестандартное многофункциональное оборудование), учитывающие такие их характеристики, как длительность отмывки, переналадки и перемонтажа;
банк сырьевых материалов для микроэлектроники;
банк средств КИПиА и управляющей вычислительной техники.
4. Разработана универсальная оболочка экспертной системы,
ориентированная на работу совместно с созданными банками данных.
-
На основе оболочки экспертной системы для системы автоматизированного 'синтеза производственных комплексов создан действующий прототип экспортной системы для Набора оптимального аппаратурного оформления.
-
На основе банка данных "Конструкционные материалы" разработана экспертная система, предназначенная для помопш технологам в Еыборе конструкционных материалов при разработке технологического оборудования и тары в технологии получения особо чистых продуктов.
-
На Сазе at-точзтизированного комплекса синтезированы оптимальные ХТС получения ряда элементоргай'лоскж. мфиров особой чис тоты и ассортимента синтетических лекарственных соединений.
8. Для эксплуатирующегося банка данных "Реактив", содержа
>то информацию о нескольких десятках тысяч х:шических реактивов
разработана подсистема анализа спроса и предложения на химические
реактивы и особо чистые вещества для выработки оптимальной стра -
тегии производства.
- з -9. Разработана экспертная система "Дефицит", предназначенная для анализа причин несоответствия меаду спросом и предложением по химическим реактивам и особо чистым веществам и выработка на основе результатов анализа рекомендаций по их устранению.
-
На базе микропроцессорных технологических контроллеров и персональной ЭВМ разработана двухуровневая система управления для многоассортимвнтных производств кислот особой чистоты п СЛС.
-
На базе мини-ЭВМ CN-I800 разработана система управления автоматизированной установкой получения плавиковой кислоты ОСЧ.
-
Разработаны системы управления автоматизированными стендами для исследования процессов отмывки и для отработки программно-технического обеспечения управлящих систем на базе микропроцессорных технологических комплексов.
Практическая значимость.
1. Разработанный программный комплекс автоматизированной
системы синтеза технологических производств химических реактивов
и особо чистых веществ реализован на персональном компьютере (ПК)
IBM PC/AT.
-
Разработанное алгоритмическое и программное обесгоченш системы синтеза технологических производств передано ГШР0Ш4-РЕАКТВу для практического использования при проектировании много-ассортиментных производств. Методика рекомендована для использования в подотрасли химических реактивов и особо чистах веществ. химико-фармацевтических и лекарствешшх препаратов и другах отраслях, выпускающих малотоннажную химическую продукции.
-
С помощью автоматизированной системы рассчитаны оптимальные режимы работы многоассортимвнтных производств алкоксядов дашьяка особой чистоты (3-х наименований), травителей особой чистоты (4-х наименований) и синтетических лекарственных соединений (12-ти наименований).
-
Банки данных конструкционных материалов и изделий из них, а так же сырьевых материалов для микроэлектроники внедрены в отделе жидкофазных особо чистых веществ НПО "ИРЕА".
-
Банки реакционного и фильтрационного оборудования внедрены в аппаратурно-технологическом отделе НПО "ИРЕА".
-
Разработанная автоматизированная система "Реактив" и экспертная система анализа дефнцзта внедрены во Всесоюзном объединении "СОГОРЕАКТИВ".
-
Автоматизированная микропроцессорная система управления нижнего уровня воала в исходные данные на проектирование произв-
- 4 - .
одства СЛС на Харьковском заводе синтетических лекарственных соединений.
-
Сдана в опытно-промышленную эксплуатацию в НПО "ИРЕА" автоматизированная система управления установкой получения плавиковой кислоты особой чистоты.
-
Внедрены в НПО "ИРЕА" автоматизированные стенды для исследования процессов отмывки и отработки программно-технического обеспечения микропроцессорных систем управления.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 4 Всесоюзном совещании по химическим реактивам (Баку,1Э91); Всесоюзной научно-технической, конференции "Информационные метода при производстве цветных металлов и сплавор" (Донецк, 1991); 9 Всесоюзной конференции по методам получения и анализа высокочистых веществ (Н.Новгород, 1992).
Публикация результатов исследования. Основное содержание диссертации изложено в 15 печатных работах.
Структура и объеы диссертации. Диссертация состоит из введения, тр«х глав, выводов, списка цитируемой литературы (III наименований; и приложения с актами внедрения результатов работы. Диссертация изложена на 133 страницах, включая 20 рисунков и 16 табл.
