На основі аналізу випалювання цегли в тунельній печі як об’єкта керування та сучасного стану систем автоматизації сформульовано задачу керування цим технологічним процесом. Вона полягає у підвищенні якості готової продукції шляхом визначення оптимального температурного поля в умовах нестабільності напівфабрикату, внесення попереджувальних впливів, отриманих в результаті прогнозування характеристик виробів та запобігання виникненню аварійних ситуацій. В результаті проведення експериментального дослідження процесу випалювання виявлено характер розподілу властивостей цегли у садці, а після його статистичного аналізу сформульовано спрощення для моделювання властивостей виробів. Проведення статистичного аналізу контрольованих технологічних змінних дозволило визначити фактори для включення у математичні моделі. Обгрунтовано доцільність використання регресійних моделей для прогнозування властивостей виробів. Використавши метод включень, створено моделі для найменшого значення міцності і середнього значення водовбирання у садці. Проведено аналіз на адекватність, точність та прогнозуючі властивості цих моделей, який довів правомірність їх використання для прогнозування якісних показників цегли. Створені моделі передані до ВАТ “Корчуватський комбінат будівельних матеріалів” (м.Київ) для удосконалення АСУ ТП виробництва цегли. Сформульовано задачу оптимального керування: вибрано критерій оптимальності, сформульовані обмеження на температури в зоні випалювання, інтервал проштовхування пічних вагонів, міцність та водовбирання виробів. Для визначення обраного критерію отримано математичні моделі розподілу міцності у садці виробів. Запропоновано метод визначення оптимального температурного поля для напівфабрикату з даними вхідними властивостями. Він передбачає використання спеціально розробленої бази даних, яка ставить у відповідність вхідні характеристики виробів, оптимальне для них темпертаурне поле та властивості готової продукції. Розроблено методику формування бази знань експертної системи для діагностування і прогнозування аварійних ситуацій на виробництві. Її використано для отримання знань про процес випалювання керамічної цегли.
Побудовано дерева аварійних ситуацій процесу випалювання. На їх основі розроблено базу знань та механізм виведення. Створена експертна система (ЕС) може функціонувати як у рамках загальної системи керування, так і окремо від неї для навчання та підвищення кваліфікації обслуговуючого персоналу. ЕС впроваджено на виробництві КСМ ВАТ “Корчуватський комбінат будівельних матеріалів” (м.Київ). Створено дворівневу систему керування процесом випалювання цегли в тунельній печі . Нижній рівень виконує функцію стабілізації заданих температурного та аеродинамічного полів. Розв’язує задачі прогнозування властивостей готової продукції, визначення оптимального температурного поля для напівфабриката з певними властивостями та запобігання аварійним ситуаціям. Результати дисертаційної роботи впроваджено в навчальний процес кафедри автоматизації хімічних виробництв Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут”.
Основний зміст дисертації викладено в опублікованих роботах: Ярощук Л.Д., Жученко А.И., Кваско М.З., Ярощук И.В. Концепция создания экспертной системы для прогноза аварийных ситуаций в химическом производстве //Автоматизація виробничих процесів.-1998.-№1/2 (6/7).- с.135-142.
Здобувачем розроблено алгоритм отримання знань про змінні технологічного процесу Ярощук И.В., Остапенко Ю.А. Формирование базы знаний экспертной системы производства кирпича // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. Межд.сб.научн.тр.-Донецк: ДонГТУ, 2000.-Вып.14.- с.142-147.
Здобувачем розроблено методологію для створення бази знань експертної системи, проведено опитування експертів і структуровано отримані знання, сформовано дерева аварійних ситуацій Остапенко Ю.О., Ярощук І.В. Керування температурним полем тунельної печі в умовах нестабільності складу шихти //Автоматизація виробничих процесів.-2001.-№1 (12).- с.14-18.
Здобувачем розроблено алгоритм керування температурним полем в умовах нестабільності шихти та структура бази даних для функціонування даного алгоритму Остапенко Ю.О., Ярощук І.В. Застосування експертної системи для керування процесом випалювання керамічної цегли //Автоматизація виробничих процесів.-2001.-№2 (13).- с.35-40.
Здобувачем розроблено структуру бази знань експертної системи та алгоритм функціонування механізму виведення 5. Ярощук І.В. Система прогнозування аварійних ситуацій процесу випалювання керамічної цегли //Автоматизація виробничих процесів.-2002.-№1 (14).- с.49-53. 6. Жученко А.І., Ярощук І.В. Математичне моделювання деяких якісних показників керамічної цегли // Наукові вісті НТУУ “КПІ”.- 2002.-№4.-с.121-127. Здобувачем проаналізовано результати проведених в умовах діючого виробництва експериментальних досліджень, створено математичні моделі середнього водовбирання, найменшої міцності цегли та її розподілу у садці 7. Жученко А.І., Ярощук І.В. Оптимальне керування процесом випалювання керамічної цегли //Автоматизація виробничих процесів.-2002.-№2(15). – с.46-51. Здобувачем сформульовано задачу оптимального керування, отримана функція цілі та система обмежень. Остапенко Ю.А., Ярощук И.В. Прогнозирование качества готовой продукции посредством математического моделирования // Сб. тр. 14 междун. конф. “Математические методы в технике и технологиях” (ММТТ-14).- Том 6.-Смоленск, 2001.- с.11-14.
Здобувачем розроблено структурно-параметричну схему процесу випалювання та проведено кореляційний аналіз випадкових величин. Ярощук І.В., Остапенко Ю.О. Експериментальне дослідження випалювання цегли в тунельній печі для створення математичного забезпечення системи керування // Сб.трудов VIII междун. научно-технич. конф. «Машиностроение и техносфера на рубеже ХХI века».- Том3.-Донецк: ДонГТУ, 2001.- с.31-36.
Здобувачем проведено експериментальні дослідження в умовах діючого виробництва, проаналізовано отримані результати та сформульовані спрощення для подальшого математичного моделювання процесу випалювання Ярощук И.В. Математико-эвристическая система прогнозирования нарушений при обжиге кирпича // Сб. тр. 15 междун. конф. “Математические методы в технике и технологиях” (ММТТ-15).- Том 5.-Тамбов, изд-во Тамб. гос. ун-та, 2002.- с.94-95.
11. Ярощук І.В. Математичне моделювання процесів формування якості у виробництві цегли // Зб. тр. міжн. конф. з управління “Автоматика 2002”.-Том 1.-Донецьк, вид-во ДНТУ, 2002.- с.98-99. 12. Жученко А.И., Ярощук И.В. Интеллектуализация системы управления сложным инерционным объектом в условиях существенной неопределенности // Зб. тр. міжн. конф. з управління “Автоматика 2002”.-Том 2.-Донецьк, вид-во ДНТУ, 2002.- с.108-110. Здобувачем розроблена система керування процесом випалювання цегли в тунельній печі, яка прогнозує властивості виробів, що випалюються, і зменшує економічні збитки від аварій та неоптимального ведення процесу. |
