Труды КНЦ вып.3 (ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ вып.1 3/2010(3))

Н о т » мучных т д и 2011 Анализ технологической безопасности промышленных процессов на основе оценки рисков на примере выпаривания электролитических щелоков А >4 Ю.В. Соболева1, В.Н. Богатиков, А.Е. Пророков 1 Современное производство характеризуется вы­ сокой сложностью организации, наличием множест­ ва разнородных процессов и аппаратов, а также тех­ нических средств, предназначенных для сбора и об­ работки информации с последующей реализацией управляющих воздействий, направленных на под­ держание экстремального значения выбранного кри­ терия оптимальности. В результате одной из важных задач является обеспечение оптимального функцио­ нирования производства при соблюдении необходи­ мых требований по безопасности. Последнее условие позволяет повысить надежность и эффективность работы всего производства в целом, нанося мини­ мальный вред окружающей среде и обслуживающе­ му персоналу. Ввиду сложности такой задачи для ее решения целесообразно использовать аппарат теории нечетких множеств. Решение задачи безопасного управления процессом следует проводить в два эта­ па. На первом этапе производится анализ текущей технологической ситуации и делается вывод о воз­ можных последствиях (так называемые ущербы) и их тяжести. На втором этапе по результату прове­ денного анализа определяются управляющие воздей­ ствия, которые следует реализовать для минимиза­ ции ущерба и повышения эффективности работы производства. В данной статье рассматривается под­ ход для решения первой части задачи. Пусть X - конечное множество возможных со­ стояний этой системы; U - конечное множество воз­ можных значений управляющего параметра. Состояние системы характеризуется набором па­ раметров X =<Р1,Рп,...,Р п >. Изменение значений технологических параметров P ^ i = \ n приводит к изменению состояния системы X. Как правило, функционирование технологического процесса про­ текает в определенных режимах, характеризующихся некоторым диапазоном изменения параметров про­ цесса А Р i = \ n . В результате на состояние техно­ логического процесса накладываются ограничения. Выход за рамки этих ограничений означает появле­ ние внештатной ситуации или нарушение техноло­ гического регламента. Таким образом, данные огра­ ничения выделяют в пространство возможных со­ стояний подмножество регламентных состояний процесса G , G c J . 1Новомосковский институт Российского химико­ технологического университета им. Д.И. Менделеева. Во множестве регламентных состояний процесса G можно выделить некоторую область O, в которой функционирование технологического процесса явля­ ется наиболее благоприятным, т.е. достигается за­ данная эффективность протекания процесса, обору­ дование подвергается наименьшему износу, ущерб, наносимый окружающей среде - минимален. Такую область функционирования технологического про­ цесса называют областью технологической безопас­ ности процесса. Что касается выделения областей технологической безопасности, их размера и воз­ можного изменения, то соответствующие данные можно получить по результату опроса эксперта (в качестве которого обычно выступает технолог), об­ работки статистических данных и анализа техноло­ гического регламента производства. При описании возможных ситуаций, эксперту наиболее удобно пользоваться словесными значе­ ниями параметров. Для формализации такого пред­ ставления используется понятие лингвистической переменной. Такие переменные служат для качест­ венного, словесного описания некоторой количест­ венной величины, с их помощью формализуется ка­ чественная информация, представленная в словесной форме. Поставим в соответствие каждому параметру технологического процесса лингвистическую пере­ менную < Д , E i , / ) > , где Д - название лингвистической переменной; е , = 41 , E f , . . . , E M‘ - терм-множество лин­ гвистической переменной Д ; D - базовое множество лингвистической пере­ менной Д . Для описания термов E ] , соответствующих зна­ чениям Д , используются нечеткие переменные, то есть каждый терм описывается нечетким множест­ вом в базовом множестве данной лингвистической переменной. Значение параметра P lO из интервала y'O , соот­ ветствующего области технологической безопасно­ сти процесса, для которого справедливо равенство: Ищ t o У ^ ц ф,. ' (1) Р^Уо называется i-ой координатой центра технологиче­ ской безопасности. 131