Автоматизированная система управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки Волков Михаил Владимирович

Диссертация - 15у.е., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 6 у.е., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Волков Михаил Владимирович. Автоматизированная система управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Волков Михаил Владимирович; [Место защиты: Твер. гос. техн. ун-т].- Тверь, 2009.- 166 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2679

Содержание к диссертации

ВВЕДЕНИЕ 6

Раздел 1. Анализ проблемной области и постановка

задач исследования 12

1.1. Актуальность решения задач по созданию АСУ
технологическими объектами хранения и реализации
продукции нефтепереработки 12

1. Проблемные вопросы выработки управленческих решений для предприятий хранения и реализации продукции нефтепереработки 12

2. Анализ состояния работ в области методологии обоснования и разработки автоматизированных систем управления на технологических объектах хранения и реализации продукции нефтепереработки 13

1. Общие вопросы формирования автоматизированных систем управления 28

2. Анализ основных характеристик, определяющих эффективность автоматизированных систем управления и методов их оценки 33

3. Проблемы и эффекты от внедрения автоматизированных систем управления 43

4. Постановка задач исследования 46

Раздел 2. Методический аппарат обоснования структуры

автоматизированной системы управления технологическими
объектами хранения и реализации продукции
нефтепереработки 49

1. Состав и структурная схема методического аппарата 49

2. Формирование зависимостей для расчета времени решения функциональных задач 52

2.3. Модель оценки стоимости программно-технических

комплексов 54

2.3.1. Формирование зависимостей стоимости типовых

сервисных и рабочих станций как функций их основных

параметров 54

23.2. Алгоритм решения задачи построения модели оценки стоимости типовых сервисных и рабочих станций в условиях малых выборок экспериментальных данных...61

1. Метод отображения характеристик функциональных задач и соответствующих информационных процессов на переменные параметры, характеризующие структуру комплекса средств автоматизации 64

2. Формирование целевой функции и ограничений для синтеза структуры 71

3. Выбор и обоснование метода решения оптимизационной задачи 75

4. Общий алгоритм обоснования структуры и основных характеристик комплекса средств автоматизации 80

1. Информационное обеспечение задачи 80

2. Алгоритм решения задачи 84

2.8. Оценка длительности решения функциональных задач 87

2.9. Выводы по разделу 90

Раздел 3. Синтез информационного и программного обеспечения

автоматизированной системы управления 94

3.1. Территориально-распред ел енная концепция

хранения данных 94

1. Обзор оценок эффективности 94

2. Идеология обработки запросов в распределенной базе данных 95

1. Общие понятия и термины, необходимые для описания распределенной системы обработки информации 96

2. Критерии оценки рациональности размещения файлов распределенной системы по узлам сети 100

3. Возможности реализации хранилищ данных в автоматизированной системе управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки 106

3.2. Картографические системы поддержки принятия решения... 110

1. Системы поддержки принятия решений регионального уровня ПО

2. Архитектуры систем поддержки принятия решений. 118

3. Проектирование карты региона 123

3.3. Оценка информативности параметров технологических
объектов методом энтропии 124

3.4. Выводы по разделу 127

Раздел 4. Реализация разработанного научно-методического аппарата в

ходе внедрения автоматизированной системы управления
объектами хранения и реализации продукции
нефтепереработки на региональном уровне 128

4.1. Подготовки исходных данных для обоснования создания
автоматизированной системы управления 128

1. Анализ процессов управления объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки 128

2. Анализ и подготовка стоимостных характеристик общего программного и технического обеспечения на технологических объектах и региональных отделениях 131

4.2. Результаты обоснования автоматизированной системы
управления 132

4.3. Реализованные функциональные подзадачи
автоматизированной системы управления 140

1. Функциональная подзадача «Информация по технологическим объектам хранения и реализации продукции нефтепереработки» 143

2. Функциональная подзадача «Интерактивная карта расположения технологических объектов хранения и реализации продукции нефтепереработки» 145

3. Функциональная подзадача «Располоэюение технологических объектов хранения и реализации продукции нефтепереработки на основных федеральных трассах, проходящих через Тверскую область» 146

4. Функциональная подзадача «Мониторинг статистической отчетности проверок технологических объектов органами исполнительной власти» 148

5. Функциональная подзадача «Система документооборота» 150

6. Функциональная подзадача «Внутренний обмен электронными сообщениями» 151

4.4. Реализация администрирования автоматизированной системы
управления технологическими объектами 152

4.5. Вывод по разделу 157

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 158

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 160

Приложение А 166

Введение к работе

Необходимость разработки автоматизированной системы управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки обусловлена интенсификацией использования современных информационных технологий в промышленности. Достижение конкурентного преимущества в условиях современного динамического рынка становится невозможным без обеспечения максимально возможной информационной прозрачности их деятельности и принятия оптимальных оперативных и долгосрочных управленческих решений.

Несмотря на существенное продвижение в области создания высокотехнологичных программных и аппаратных средств (систем хранения больших массивов технологических данных, средств отображения технологической информации, картографических систем, систем мониторинга производственной ситуации и на их основе - поддержки принятия решений), для формирования единой информационно-управленческой структуры на уровне управления технологическими объектами (ТО) хранения и реализации продукции нефтепереработки необходимо преодолеть ряд трудностей, в частности, таких как обеспечение корректного обмена данными между разнородными приложениями, т.е. создание единого информационного пространства для центра, гарантирующего надёжную связь всех его подсистем.

Существенную проблему представляет также доминирование скорости развития информационных технологий над темпом внедрения и обновления производственного оборудования для реализации информационно-управляющих систем на малых предприятиях (заправочных станциях, объектах хранения продуктов нефтеперерабатывающей промышленности и т.д.). Преодоление этих трудностей ведется по трем основным направлениям: стандартизация программно-технических решений и форм представления информации, использование связующего

программного обеспечения, внедрение глобальных промышленных серверов в информационных узлах концентрации данных (ИУК).

Единая информационная корпоративная региональная среда для предприятий, выполняющих операции с нефтепродуктами, не только обеспечит мониторинг всей производственной панорамы на базе, в том числе и картографической информации, но и позволит преодолеть непродуктивность разделения тактических задач оперативного управления объектами и стратегических задач управления отраслевыми предприятиями региона.

Идентификация аварийных, а при увеличении потоков данных и предаварийных ситуаций, с территориально рассредоточенных региональных потенциально опасных объектов управления и использование полученных данных в реальном времени с целью управления либо информационной поддержки параметров производственных объектов в условиях единого корпоративного информационного пространства достаточно актуальны.

Особенность функционирования программно-алгоритмических комплексов в ИУК заключается в том, что они осуществляют оценку функционирования конкретного производственного объекта, используя (помимо текущих и, архивных данных) информацию и с других уровней производственного управления.

При этом существенно, что результаты функционирования объектов, сконцентрированные в программном анализаторе ИУК, не становятся элементами сложной модели на более высоком уровне, а лишь формируют для неё значения вектора входной информации для поддержки принятия решений.

Основополагающими в концепции программных анализаторов являются два аспекта.

Во-первых, при реализации управления используется весь спектр опытных данных (оперативных, архивных, ретроспективных - из базы

знаний и экспертных заключений, текущих значений параметров объектов управления, полученных из других подразделений управления).

Во-вторых, в качестве дополнительного источника априорной информации для идентификации исследуемого объекта могут использоваться рекомендуемые управляющие воздействия различных служб (которые, возможно, функционируют только в режиме советчика).

По сути, идентификационный анализ представляет собой подход к построению систем автоматизированного управления в условиях функционирования предприятий в рамках распределённых информационно-управляющих систем.

Вышеперечисленные факторы определяют актуальность исследований по построению и внедрению автоматизированной системы управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки.

Целью исследования* проводимого в диссертационной работе, является повышение оперативности принятия решений в сфере управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки.

Объектом исследования является комплекс средств автоматизации системы управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки, а предметом исследования является научно-методическое обеспечение обоснования его структуры и основных характеристик.

Для достижения поставленной цели в работе решается научная задача, заключающаяся в обосновании структуры автоматизированной системы управления технологическими объектами, обеспечивающей при заданных затратах повышение оперативности принятия управленческих решений.

Для реализации цели в диссертационной работе поставлены следующие основные задачи:

1) анализ состояния предметной области, включая:

анализ систем контроля и учёта технологических параметров, а также систем управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки органами управления;

анализ структуры информационных потоков и синтез информационной сети интегрированной системы обработки информации и управления;

1. обоснование структуры и системотехнических решений по созданию автоматизированной интегрированной системы учёта, контроля и управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки;

2. разработка структуры информационного обеспечения автоматизированной системы управления технологическими объектами хранения и реализации продукциинефтепереработки;

3. разработка программного продукта автоматизированной системы управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки, включая интерактивную карту с целью определения рекомендаций сокращения времени по обработке, контролю и принятию решений по имеющейся информации.

Рамки исследования ограничены рассмотрением комплекса средств автоматизации из состава автоматизированной системы управления для предприятий территориально-распределенной системы управления технологическими объектами хранения и реализацией продукции нефтепереработки в части вопросов технического, информационного и программного обеспечения.

Научная новизна полученных результатов заключается:

1. в создании новой методики обоснования структуры автоматизированной системы управления, технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки;

2. в усовершенствовании способа отображения характеристик функциональных задач и соответствующих информационных процессов на

переменные и параметры, характеризующие структуру комплекса средств автоматизации, автоматизированной системы управления.

Обоснованность и достоверность научных положений диссертации подтверждаются:

корректным использованием методов системного анализа, исследования операций, экспертных оценок и математической статистики;

достаточной полнотой факторов, учитываемых при формировании управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки;

положительными результатами их практического использования в ряде организаций.

На защиту выносятся:

1) методический аппарат обоснования рациональной структуры
автоматизированной системы управления технологическими объектами
хранения и реализации продуктов нефтепереработки, включающий:

формирование зависимостей расчёта времени решения функциональных задач (ФЗ);

формирование зависимости стоимости программно-технических комплексов;

методику отображения характеристик ФЗ и соответствующих информационных процессов на переменные и параметры, характеризующие структуру АСУ технологическими объектами (ТО) хранения и реализации продукции нефтепереработки;

1. структура территориальной распределенной базы данных АСУ ТО;

2. архитектура и функциональная организация специального программного обеспечения автоматизированной системы управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки с использованием геоинформационных технологий.

Практическая значимость полученных результатов состоит в использовании разработанного методического аппарата в рамках

технического, информационного и программного обеспечения автоматизированной системы управления технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки.

Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы были использованы в ряде органов исполнительной власти регионального уровня, что подтверждается актами внедрения в Тверской управляющей энергетической компании, Государственной экспертизе Тверской области, контрольно-аналитическом комитете Тверской области при практическом использовании АСУ технологическими объектами хранения и реализации продукции нефтепереработки.