Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Блохин Станислав Анатольевич. Управление рисками на объектах газового комплекса : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 : Тамбов, 2003 146 c. РГБ ОД, 61:04-5/1663

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 10

  1. Объекты газового хозяйства 10

  2. Проблема риска 20

  3. Информационные технологии управления рисками 28

  4. Постановка задачи исследования 36

2. АНАЛИЗ РИСКОВ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ГАЗОВОГО ХОЗЯЙСТВА 38

  1. Безаварийность и факторы риска 38

  2. Расширенное множество состояний функционирования 42

  3. Критические ситуации 51

  4. Постановки задач управления рисками 57 Выводы по главе 60

3. МОДЕЛИ ОБЪЕКТОВ ГАЗОВОГО ХОЗЯЙСТВА

ДЛЯ ОЦЕНКИ РИСКОВ 61

  1. Модели на РМСФ 61

  2. Преобразование графа изменения

состояний функционирования 68

3.3 Нестационарные вероятности состояний функционирования 91
Выводы по главе 93

4. ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПРИНЯТИЯ

РЕШЕНИЙ И УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ 94

4.1 Принятие проектных решений 94

  1. Обработка параметров моделей по статистическим данным 105

  2. Информационная система 107

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114

ЛИТЕРАТУРА 120

ПРИЛОЖЕНИЕ 131

АББРЕВИАТУРЫ

ГК - газовые комплексы;

ГРО - газораспределительная организация;

ГРП - газораспределительные пункты;

ГРС - газораспределительные станции;

ЗУР - задачи управления рисками;

МПС - множество производственных ситуаций;

МСР - множество состояний работоспособности;

МСФ - множество состояний функционирования;

НГП — надземные газопроводы;

НЧ — нечеткое множество;

ОГХ — объекты газового хозяйства;

11111 - подземные газопроводы;

РМСФ - расширенное множество состояний функционирования;

ШРП — шкафной распределительный пункт.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

- множество дуг графа; - граф состояний;

Я - множество состояний функционирования;

JC - множество критических ситуаций;

Я - расширенное множество состояний функционирования;

Р - вероятность;

с? - множеств состояний работоспособности;

V - дискретное множество.

Введение к работе:

Важнейшим фактором повышения эффективности функционирования сложных газовых комплексов (ПС) в условиях рыночной экономики является обеспечение их безаварийной работы при высоких экономических показателях.

Теоретической основой решения этих задач являются методы кибернетики и системного анализа технологических процессов, разработанные научной школой академика В.В. Кафарова. Эти методы предполагают комплексный подход к развитию теорий надежности, технической диагностике и управления применительно к предприятиям различного профиля [1,2].

К особенностям газовых комплексов следует отнести пожаровзрывоопасность, возможность аварий с большим экономическим ущербом, распределенность на значительной территории, сложность структуры, разнообразие физико-химических процессов, непрерывное развитие, подверженность влиянию природных, техногенных и экономических факторов.

Опыт развития газовой отрасли показывает, что значительных сдвигов к уменьшению числа происшествий, сопровождающихся взрывами, пожарами и человеческими жертвами, за последнее десятилетие не произошло.

В управлении объектами газового хозяйства (ОГХ) можно выделить два основных вида работ - оперативное решение текущих эксплуатационных задач и выполнение проектов по модернизации и развитию газового хозяйства. Оба вида работ обеспечиваются информационной системой, которая позволяет автоматизированно решать широкий круг задач от бухгалтерских до управления проектами и рисками. К настоящему времени накоплен достаточный опыт по автоматизации бухгалтерских, кадровых, работы с клиентами, ремонтных и других подразделений, обеспечивающих непрерывную эксплуатацию сложного ГК.

5 Актуальность темы. Задачи управления проектами и рисками, не менее

важные для ГК, изучены недостаточно. Для них характерны высокая степень

неопределенности, необходимость проведения наукоемких исследований по

разработке моделей и алгоритмов, учитывающих особенности конкретного

ОГК. Теория управления рисками на сложных объектах, характеризующихся

высокой степенью неопределенности, находится на начальной стадии своего

развития, большинство существующих методов качественной и

количественной оценки рисков носят упрощенный характер, достоверность

получаемых результатов низка и не может быть приемлемой для ОГК,

относящихся к категории пожаровзрывоопасных предприятий.

Главными задачами управления рисками на эксплуатируемых ОГХ являются мониторинг, предупреждение и локализация критических состояний. Безаварийность работы на объектах ГК зависит не только от числа отказов технических средств, но и от того, как быстро и качественно они устраняются. Для обеспечения работы ОГХ на приемлемом уровне риска необходимо разрабатывать методы оперативной оценки вероятностей критических ситуаций и принятия решений с учетом воздействия всего комплекса внутренних и внешних факторов.

Поэтому разработка моделей и алгоритмов, необходимых для управления рисками ОГК, является актуальной.

Цель работы заключается в разработке модели функционирования
ОГХ, учитывающей изменения состояния работоспособности,

производственных ситуаций и внешнего окружения, создание метода оперативного определения, вероятностей критических ситуаций, обеспечивающего принятие обоснованных решений при управлении рисками в процессе проектирования и производственной деятельности.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи. 1. Разработать математическую модель ОГХ, использующую расширенное множество состояний функционирования. 2. Сформулировать и

разработать алгоритмы решения задач управления рисками при

проектировании и производственной деятельности. 3. Разработать методы и алгоритмы оперативного расчета мер риска на ОГХ.

Методы исследований. Использованы методы системного анализа теории вероятностей и математической статистики, математического моделирования, теории нечетких множеств, теории игр надежности, принятия решений и теории графов.

Научная новизна. Разработан метод построения расширенного множества состояний функционирования (РМСФ), учитывающего изменения состояний работоспособности технических средств, производственных ситуаций и внешнего окружения ГК. На основе РМСФ разработана модель функционирования, пригодная для решения задач управления рисками на ОГХ.

Предложена классификация критических ситуаций и разработаны алгоритмы оперативного расчета мер риска. Разработана методика принятия проектных решений с учетом риска. Сформулированы и решены задачи управления рисками при эксплуатации и проектировании ОГХ. Разработан метод динамической вариантности при управлении проектами.

Практическая ценность. Созданные модели и алгоритмы могут быть использованы для прогнозирования развития критических ситуаций под влиянием различных факторов, принятия обоснованных проектных и управленческих решений в ходе функционирования сложных ОГХ, создания модулей информационной системы ГК для автоматизированного решения задач управления проектами и рисками.

Реализация результатов исследования. Разработанные

математические модели и алгоритмы использованы в ОАО "Тамбовоблгаз" в автоматизированной системе управления ОГХ, в учебном процессе ТГТУ.

Основные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель ОГХ, использующая расширенное множество состояний функционирования и учитывающая влияние внешней среды;

- постановки и алгоритмы решения задач управления рисками при

А проектировании и производственной деятельности;

- методы и алгоритмы оперативного расчета вероятностей критических
ситуаций.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на IV Всероссийской научной конференции молодых ученых и аспирантов "Новые технологии в газовой промышленности" РГУ им. И.М.Губкина, апрель 2001 г., на VII международной научно-практической конференции "Системный анализ в проектировании и управлении" (СПб, июнь - июль 2003г.), на 6 — ой Всероссийской научной конференции молодых ученых и аспирантов "Новые информационные технологии. Разработка и аспекты применения" (Таганрог, ноябрь 2003 г,).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 7 печатных работах,

В первой главе с позиций системного подхода рассмотрены наиболее
Ш распространенные структуры, характеристики и свойства газовых комплексов.
Основное внимание уделяется вопросам, связанным с проблемой риска, от
решения которой во многом зависит эффективность функционирования
сложного газового хозяйства. Проведена классификация рисков, показаны
трудности построения моделей, учитывающих факторы риска различной
природы. Рассмотрены особенности решения задач проектирования и
управления ПС с учетом рисков.
^ Дан обзор применения информационных технологий, используемых при

управлении проектами и рисками. Показано, что используемое в существующих информационных системах математическое и алгоритмическое обеспечение не позволяет в реальном времени определять вероятности критических по последствиям состояний для ОГХ в сложной быстро меняющейся обстановке.

8 На основе проведенного анализа обоснована актуальность темы работы,

сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена анализу составляющих риска, характерных для сложного газового комплекса и которые необходимо учитывать в задачах управления рисками. В целях наиболее полного учета факторов риска вводится расширенное множество состояний функционирования (РМСФ), которое строится на основе интеграции множеств состояний, работоспособности (МСР), множества производственных ситуаций (МПС) и нечеткого множества (НМ), учитывающего воздействия внешнего окружения. Каждое состояние РМСФ характеризуется одним показателем, имеющим вероятностную природу и удовлетворяющим условию нормировки, состав РМСФ и вероятности состояний со временем могут изменяться.

В предположении независимости изменения состояний в МСР, МПС и НМ предлагается методика введения и алгоритм автоматизированного построения РМСФ. Для повышения оперативности решения задач управления рисками в РМСФ выделены три группы критических ситуаций.

По отношению ко времени, необходимому для решения задач управления рисками, выделены два класса задач. К первому классу относятся задачи, которые должны решаться в реальном времени, они возникают в процессе реальной эксплуатации объектов при появлении критических ситуаций, т.е. здесь время принятия и реализации управленческих решений является лимитирующим фактором. Второй класс образуют задачи анализа рисков при проектировании новых и модернизации существующих ОГХ.

В третьей главе приводятся алгоритмы расчета вероятностей критических состояний. Для расчета вероятностей состояний работоспособности технических средств предложен комбинированный метод, основанный на методах графов и граничных значений. Метод позволяет находить нижние и верхние границы риска сложных технических объектов без решения систем уравнений большой размерности. Идея метода заключается в

усреднении показателей надежности составных частей объекта и

преобразовании графа состояний работоспособности с целью сокращения числа вершин. Предложены преобразования графов, которые не приводят к уменьшению вероятностей критических ситуаций, т.е. создается определенный запас надежности.

Четвертая глава посвящена задачам принятия проектных и управленческих решений, сбору и статистической обработке данных об отказах и авариях на ОГХ Тамбовской области. Особенностями проектирования ОГХ являются: наличие неопределенностей и рисков, высокая стоимость (большие затраты), многоэтапность и значительное время выполнения работ, невозможность гарантированного получения ожидаемого результата и необходимость использования компьютерных технологий. Важнейшими компонентами, которые должны постоянно учитываться на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) проекта, являются риск и затраты.

В зависимости от особенностей проекта и ситуации на объектах ГК возможны следующие основные задачи проектирования: 1) задача минимизации риска при ограничении на затраты; 2) задача минимизации затрат при ограничении на величину риска и 3) задача на удовлетворение ограничений по затратам и риску.

Для решения задач проектирования с учетом рисков предложен принцип динамической вариантности, идея которого заключается в том, что на первом этапе проектирования формируется множество (группа) альтернативных вариантов, которые начинают разрабатываться параллельно, далее после каждого этапа производится сеанс экспертизы и принимается решение о приоритетности вариантов и составе группы.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основная часть диссертации изложена на 130 страницах машинописного текста. Содержит 30 рисунков и 12 таблиц. Список литературы включает 127 наименований.

Подобные работы
Сидоров Александр Александрович
Автоматизированная информационная система управления размещением объектов в территориально-распределенном комплексе
Афиногентов Александр Александрович
Моделирование и оптимальное управление технологическим комплексом "нагрев - обработка металла давлением"
Вахромеев Олег Сергеевич
Управление диагностическими комплексами судовых средств автоматизации на основе комплексного метода
Смирнова Мария Сергеевна
Управление технологическими комплексами сборочно-монтажного производства в условиях неопределенности
Демина Елена Григорьевна
Автоматизация и управление испытательным комплексом по контролю терморегуляторов
Исрафилов Данис Ирекович
Управление плазменным технологическим комплексом для термообработки деталей с заданными прочностными характеристиками
Горбунов Александр Анатольевич
Управление качеством целевого функционирования производственно-технологических комплексов по изготовлению радиоэлектронных средств
Вихров Николай Михайлович
Управление и принятие решений в производственно-технологических процессах судоремонтных комплексов
Козлитин Анатолий Мефодьевич
Развитие теории и методов оценки рисков для обеспечения промышленной безопасности объектов нефтегазового комплекса
Лончаков Юрий Валентинович
Управление состоянием авиационных комплексов как эргатических объектов на основе единого обобщенного оптимального алгоритма с целью повышения эффективности их функционирования и минимизации эксплуатационных затрат

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net