Edit_Astafiev_Dmitr_ТАК_2015. Подсистема прогнозирования сроков безаварийной эксплуатации объектов повышенной опасности
 Скачать 38.49 Kb.
|
ПОДСИСТЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СРОКОВ БЕЗАВАРИЙНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ ПОВЫШЕННОЙ ОПАСНОСТИН. А. Астафьев1, аспирант, astafiev.nikolay@i.ua;О. А. Дмитриева1, докт. техн. наук, проф., dmitrieva.donntu@gmail.com;1 Донецкий национальный технический университет, г. Красноармейск, Украина Во время любого производственного процесса с использованием объектов повышенной опасности (ОПО) необходимо обеспечить безопасность как для работников, так и для окружающей среды. Данную задачу решает промышленная безопасность, которая построена на строгом выполнении норм государственных стандартов и нормативно-правовых актов в сфере охраны труда. Нормативно-правовая документация среди прочего определяет сроки безаварийной эксплуатации ОПО и методики, дающие возможность продления этих сроков после проведения экспертного обследования. Современные методики разработаны на основе описательных моделей, которые накапливают, обрабатывают и связывают данные, представляющие подгруппы (однотипные ОПО) [1]. В процессе создания моделей применяются такие инструменты как нейронные сети, статистика, деревья, кластеризация, обучающие системы и т.д. Сведения об аварийных ситуациях собираются во всех отраслях промышленности, однако, практически не преобразуются в полезную информацию. Данная работа ориентирована на систематизацию и интеллектуальный анализ больших объемов данных с помощью разработанной подсистемы прогнозирования сроков безаварийной эксплуатации объектов повышенной опасности. Если аварийная ситуация Y(t) на объекте наступит до окончания определенного срока безаварийной эксплуатации, собственнику, кроме ремонта (восстановления) оборудования, необходимо будет ликвидировать последствия аварии и возместить ущерб пострадавшим. Правильно определив факторы, влияющие на результат расчета предельного срока эксплуатации ОПО, можно снизить затраты от сопутствующего ущерба [2]. Для решения данной задачи в подсистему прогнозирования вводится дополнительная прогностическая модель [1]. В отличие от описательной прогностическая модель делает прогнозы на основании полученных ранее данных. Следовательно, для каждого объекта можно собрать свой анамнез и разработать математическую модель, которая учитывала бы не только режимы эксплуатации ОПО, но и количество и качество проведенных ремонтов и технических обслуживаний, а также «человеческий фактор». Для повышения точности прогноза в детерминированную модель [3], описывающую процесс физической деградации ОПО, вносится поправочный коэффициент, разработанный на основе логико-вероятностного подхода, учитывающий влияние «человеческого фактора». Полученная комплексная модель S(t) математического расчета безаварийного срока эксплуатации и практическая ее проверка на малых сроках дает возможность обосновывать и строить прогнозные оценки, позволяющие с момента монтажа более точно рассчитывать предельный срок эксплуатации ОПО. В подсистеме прогноза также учитываются сроки безотказной работы всех элементов с учетом нагрузок на систему (условия эксплуатации), износостойкости материала под воздействием различных факторов, развитие возможных дефектов при эксплуатации (используемый материал) и влияние ремонтов и технического обслуживания (степень восстановления). Учет множества параметров при прогнозировании дает огромный объем информации и поэтому математическая модель будет весьма громоздкой для вычислений. Трудности будут наблюдаться уже при 6 и более параметрах [4], а полученный результат не покажет существующие связи между параметрами. Для сжатия полученной информации до минимальных размеров предлагается использовать факторный анализ, который рассматривает не сами параметры, характеризующие состояние объекта прогноза, а факторы, объединяющие и группирующие вокруг себя несколько параметров. Схематически математическая модель исследуемой подсистемы прогноза представлена на рис. 1.
  зависит от группы факторов, которые связывают параметры материала, эксплуатации объекта, рабочей среды и скорости деградации. Составляющая человеческого воздействия  зависит от группы факторов, которые связывают параметры производственной культуры и трудовой дисциплины.Применяя факторный анализ можно сгруппировать параметры, позволяющие сформировать модель физической деградации. В итоге получим три фактора: фактор эксплуатационных нагрузок e(t), фактор материала объекта m(t) и фактор восстановления r(t).
Человеческий фактор относится к слабопрогнозируемым параметрам. Можно применить статистику для определения усредненного влияния его на аварийные ситуации с некоторой вероятностью успеха, но полностью предсказать поведение персонала в той или иной ситуации невозможно. Он пропорционален уровню травматизма на производстве, на котором эксплуатируется ОПО, как показателю производственной культуры предприятия. Структуру человеческого фактора модели можно представить в виде:
где z  — коэффициент травматизма на предприятии в целом; cz — коэффициент травматизма в цехе, обслуживающем ОПО; p — коэффициент травматизма на предприятиях-подрядчиках, выполняющих ремонт оборудования ОПО.Полученная модель может быть унифицирована не только для однотипных групп объектов, но и для разнотипных объектов, которые эксплуатируются на одном предприятии. Література 1. Nakamura J. Predicting Time-to-Failure of Industrial Machines with Temporal Data Mining / J. Nakamura // A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirement for the degree. — University of Washington. — 2007. — 80 р. 2. Астафьев Н. А. Анализ факторов для создания модели прогнозирования аварий при эксплуатации объектов повышенной опасности / Н. А. Астафьев, О.А. Дмитриева // Матеріали 6–ої міжнародної науково-технічної конференції “ Моделювання і комп’ютерна графіка ”, 26–29 травня 2015 р. (МКГ–2015), Красноармійськ. — 2015. — С. 26–29. 3. Самигуллин Г. Х. Определение остаточного ресурса производственных зданий и сооружений нефтеперерабатывающих предприятий / Г.Х. Самигуллин, М.М. Султанов // Нефтегазовое дело. — 2011. — №2. — С. 12–18. 4. Недосека А. Я. Основы расчета и диагностики сварных конструкций / А. Я. Недосека // Учебное пособие под редакцией Б. Е. Патона. — Киев: издательство методической литературы и наглядных пособий ТК-78. — 1996 — 294 с. Аннотация Представлена комплексная подсистема прогнозирования сроков безаварийной эксплуатации объектов повышенной опасности на основе факторного анализа. При этом во внимание принимаются физическая деградация объекта и влияние человеческого фактора. Предложенная подсистема может использоваться на любых объектах. Ключевые слова: математическая модель, прогнозирование, факторный анализ. Анотація Представлена комплексна підсистема прогнозування термінів безаварійної експлуатації об'єктів підвищеної небезпеки на основі факторного аналізу. При цьому до уваги приймаються фізична деградація об'єкта та вплив людського фактора. Запропонована підсистема може використовуватися на будь-яких об'єктах. Ключові слова: математична модель, прогнозування, факторний аналіз. Abstract It presents a comprehensive subsystem for predicting the timing of high-risk trouble-free operation on the basis of factor analysis. This takes into consideration the physical deterioration of the object and the human factor. The proposed subsystem can be used on any objects. Keywords: mathematical model, forecasting, factor analysis. Науково-практична конференція «ТАК», ДонНТУ, Красноармійськ, 2015 |
