Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Добыча и продажа нефти и газаСтр 1 из 4Следующая ⇒
Аннотация Данная работа посвящена разработке Интеллектуальной системы диагностики повреждения трубопровода. Работа состоит из трех основных частей. Первая часть включает описание организации, для которой разрабатывается система, ее организационную структуру, вербальное описание и анализ процессов диагностики повреждений трубопровода. Также приводится обобщенная структура системы, обоснование актуальности разработки и постановка задачи. Вторая часть посвящена разработке модели продукционной базы знаний для Интеллектуальной системы. В ней приводится обзор методов представления знаний и выбор оптимального для описываемой системы, приводится описание создания базы знаний и описание разработки механизма логического вывода. Третья часть освещает экономические вопросы реализации Интеллектуальной системы поддержки принятия решения и включает описание концепции проекта, определение этапа жизненного цикла проекта. Abstract This work is devoted to the development of diagnostic expert system of pipeline damage.. The paper consists of three main parts. The first part includes a description of the organization for which the expert system is developed, its organizational structure, verbal description and analysis of the process of eye diseases diagnosis. It also summarizes the structure of the system, includes the rationale for the relevance of the development and formulation of the problem. The second part is devoted to developing a model of a product knowledge base for expert system. It provides an overview of the methods of knowledge representation, a description of a knowledge base, and a description of the development of inference engine. The third part covers the economic issues of implementation of the expert system diagnostics and includes a description of the project concept, the definition phase of the project life cycle. Содержание
Введение ………………………………………………………………...…..….6 1. Общесистемная часть. 10 1.1. История и краткая характеристика Karachaganak petroleum operating……………………………………………………………………....11 1.2. Организационная и функциональная структура Karachaganak petroleum operating 15 1.3. Структурный системный анализ предметной области. 4 1.3.1.Физическая сущность процессов управления (вербальное описание) 4 1.3.2. Анализ вербального описания. Выявление объектов проблемной области 4 1.4. Использование современных технологий анализа предметной области, методология ERWin. 4 1.5. Структура «Интеллектуальной системы поддержки принятия решения при эксплуатации трубопровода ». 4 1.5.1.Подсистема приобретения знаний. 4 1.5.2.База знаний. 4 1.5.3.....................Подсистема вывода. Способы логического вывода. 4 1.6. Структура разрабатываемой «Интеллектуальной системы поддержки принятия решения при эксплуатации трубопровода ». 4 1.7. Техническое и программное обеспечение «Интеллектуальной системы поддержки принятия решения при эксплуатации трубопровода ». 4 1.8. Информационное обеспечение «Интеллектуальной системы поддержки принятия решения при эксплуатации трубопровода ». 4 1.9. Обзор научно-технической литературы66 1.10. Постановка задачи «Интеллектуальной системы поддержки принятия решения при эксплуатации трубопровода ». 4 2. Специальная часть. 76 2.1. Методы Интеллектуальных систем. 77 2.1.1.Методы приобретения знаний. 77 2.1.2.Методы представления знаний. 78 2.2.Создание Базы Знаний. 4 2.2.1.Вербальное описание процесса. 4 2.2.2.Структура Базы Знаний. 4 2.2.3.Построение дерева решений задачи «ИС поддержки принятия решений при эксплуатации трубопровода». 4 2.3. Построение дерева решений «Интеллектуальной системы поддержки принятия решения при эксплуатации трубопровода ». 110 2.4.Модели Базы Знаний. 121 2.4.1. Концептуальная модель 124 2.5. Разработка механизма логического выхода131 2.6. Инструкция пользователя 136 3. Экономическая часть. 138 3.1. Концепция проекта. 142 3.2. Оценка эффективности проекта. 143 3.2.1.Расчет сметы затрат по проекту. 146 3.2.2.Схема формирования цены на программный продукт. 148 3.2.3.Выбор источников финансирования проекта. 151 3.2.4Расчет ожидаемой прибыли................................................... 153 3.3. Жизненный цикл проекта, жизненный цикл ЗАО «КПО», жизненный цикл ИСППР при эксплуатации трубопровода................................................................ 154 3.3.1. Жизненный цикл ЗАО " КПО"............................................. 156 3.3.2. Жизненный цикл ИСППР при эксплуатации трубопровод…157 Заключение. 4 Список источников информации. 4 Список иллюстраций. 4 Список таблиц. 4
Введение Двадцатый век насыщен многими событиями, которые будоражили и потрясали земную цивилизацию. Шла борьба за передел мира, за сферы экономического и политического влияния, за источники минерального сырья. Среди этого клокочущего страстями человеческого общества выделяется стремление обладать ресурсами «черного золота» и газа, столь необходимых для прогрессивного развития промышленности. Ни одна проблема, пожалуй, не волнует сегодня человечество так, как топливо. Топливо — основа энергетики, промышленности, сельского хозяйства, транспорта. Без топлива немыслима жизнь людей. Именно поэтому крайне важно развивать базы знаний которые позволять в кратчайшие сроки помочь неопытным инженерам стать высококлассными специалистами в газовой промышленности. Предтечи интеллектуальных систем в области газодобывающей промышленности были предложены еще в первой половине 19 века в далеком 1832 году российским изобретателем С. Н. Корсаковым, создавшим механические устройства, так называемые «интеллектуальные машины», позволявшие находить решения по заданным условиям, например, определять наиболее вероятные причины поломки оборудования. Корсакова можно смело назвать первооткрывателем отечественной и мировой информатики, искусственного интеллекта. В 1832 году поставил задачу усиления возможностей разума посредством разработки научных методов и устройств, перекликающуюся с современной концепцией искусственного интеллекта, как усилителя естественного. Предложил пять механических устройств, так называемых “интеллектуальных машин” для информационного поиска и классификации, в конструкции которых впервые в истории информатики применил перфорированные карты. В работах Корсакова содержится целая плеяда новых для того времени идей, которые мы сегодня можем назвать как многокритериальный поиск с учетом относительной степени важности различных критериев (весовых коэффициентов), способ обработки больших массивов данных. Перфорированные карты Корсаков использовал в качестве своего рода “баз знаний”, содержащих связь между сущностями (идеями) и их признаками. Широко известный своими работами, Корсаков пояснял принцип работы своих машин на простом примере поиска необходимых инструментов для ремонта. Высококвалифицированный инженер мог составить перфорированную таблицу, определяющую инструменты (сущности) для ремонта повреждений диагностируемых при осмотре изделия (признаки). Столбцы таблицы могли соответствовать инструментам (сущностям), а строки – неисправностям в механизмах (признакам). Перфорированные отверстия в некоторых строках каждого столбца определяли совокупность неисправностей, для ремонта которых наиболее пригоден соответствующий инструмент. Единожды составленные, такие перфорированные таблицы могли впоследствии легко тиражироваться, и менее квалифицированный газодобывающий1 работник, например ассистент инженера, мог бы, используя готовую таблицу и машины Корсакова, подобрать перечень необходимых инструментов по непосредственно наблюдаемым у механизма повреждениям, даже не имея возможности точно диагностировать поломку. В 1832 году Корсаков подал прошение в Императорскую Академию наук в Санкт-Петербурге для рассмотрения его метода и изобретений, кроме того опубликовал брошюру, в которой подробно описал устройство и принципы функционирования изобретенных машин. К сожалению, метод и изобретения Корсакова не были в должной мере оценены современниками, не получили государственной поддержки и были незаслуженно забыты. В начале 1970х в College Brown University была разработана Интеллектуальная система ENFIXTOOL. Она была написана на Лиспе[1] как докторская диссертация. В той же лаборатории была ранее создана Интеллектуальная система Dendral, но на этот раз внимание было акцентировано на использовании решающих правил с элементами неопределенности. ENFIXTOOL был спроектирован для анализа повреждений трубопроводов, которые в случае не оказания своевременного вмешательства, впоследствии могли привести к серьёзным авариям, таким как утечка или взрыв, а также для рекомендации необходимого количества специалистов и ремонтных бригад зависимости от длины и типа трубы. Название системы происходит от слияния трех слов «Engineer» - инженер, «Fix» - чинить, «Tool» - набор инструментов, то есть те самые компоненты, которыми оперирует данная Интеллектуальная система. Также ENFIXTOOL использовалась для расчетов наиболее удобных маршрутов при прокладывании трубопровода. Исследования, проведенные в College Brown University, обнаружили, что ENFIXTOOL предлагает приемлемый алгоритм действий примерно в 80% случаев, что лучше, чем у неопытных ассистентов-инженеров по ремонтным работам, которых оценивали по тем же критериям. Это исследование часто цитируют, чтобы продемонстрировать возможную степень несогласия между решениями инженеров, даже если они эксперты, когда нет «золотого стандарта» для правильной последовательности проведения ремонтных работ. В качестве примера можно привести банальный случай отказа главного датчика давления на одной линии трубопровода. В случае отключения трубопровода из транспортной сети простойка оборудования нанесет слишком большой урон с финансовой точки зрения, поэтому устанавливаются дополнительные датчики меньшей мощности. С другой стороны, если не исключать линию из транспортной сети, то сети информация, получаемая с дополнительных датчиков может оказаться либо не своевременной, либо не достаточно точной, что впоследствии приведет к аварийной ситуации. Переходя к проблемам диагностики аварийных ситуаций при газодобывающих работах стоит отметить, что основная из них состоит в отсутствии достаточного количества специалистов (экспертов), обладающих необходимыми знаниями и опытом для мгновенного реагирования при чрезвычайных ситуациях. Кроме этого, трудность анализа состоит в необходимости исследования большого количества внешних информации во аварийной ситуации: свойства металлов, опись взрывоопасных элементов в атмосфере и так далее. Более того, аварийные ситуации нуждаются в максимально быстром анализе и ремонте. Таким образом, разрабатываемая Интеллектуальная система по устранению неполадок в трубопроводе должна основываться на знаниях специалистов в области энергетики и позволять использовать эти знания в рабочей деятельности старшего инженера или для обучения и контроля ассистента инженера и младшего ассистента инженера. Существенным моментом, определяющим актуальность Интеллектуальной системы поддержки принятия решения, является ее эффективность в условиях различных ограничений: · дефицита времени на принятие решения, что имеет особое значение при неотложных состояниях и в чрезвычайных случаях; · неполноты данных об аварии и невозможности провести анализ, в случае преград и помех: дымовая завеса, едкие и отравляющие вещества, высокие температуры; · неопределенности данных, которые не могут быть уточнены инженером, где могут быть использованы методы нечеткой логики; · необходимости выбора дополнительных анализов и исследований по критериям диагностической эффективности и возможности их выполнения (с учетом степени угрозы для безопасности промышленного объекта). Положительный эффект, ожидаемый от реализации и применения Интеллектуальной системы поддержки принятия решения при эксплуатации трубопровода, является совокупностью бонусов, относящихся к группе работников ремонтных отделов, группе инженеров, группе жителей близлежащих поселений: экономия времени на процессе обязательной диагностики и постановки аварийного положения, сокращение упущенного времени при назначении алгоритма для ремонтных бригад, снижение риска неправильной постановки задач для ремонтных бригад, значительное сокращение вероятности выброса вредных и токсичных отходов в атмосферу.
1. Общесистемная 1.1.История и краткая характеристика Karachaganak petroleum operating Карачаганакское месторождение, открытое в 1979 году, является одним из крупнейших газоконденсатных месторождений в мире. Оно расположено на северо-западе Казахстана и занимает территорию более 280 квадратных километров. Его расчетные начальные балансовые запасы углеводородов составляют 9 миллиардов баррелей конденсата и 48 триллионов кубических футов газа, а общие оценочные запасы превышают 2.4 миллиарда баррелей конденсата и 16 триллионов кубических футов газа.
Рис 1. Газово-перерабатывающий завод на линии трубопровода «Аксай - Оренбург»
Успешная работа Карачаганакского предприятия зависит от профессиональных знаний и огромного производственного опыта специалистов пяти нефтегазодобывающих компаний: “Би Джи Груп” (29.25 процента), “Эни” (29.25 процента), “Шеврон” (18 процентов), “ЛУКОЙЛ” (13.5 процентов) и " КазМунайГаз" (10 процентов).
Рис 2. Логотипы компаний создавших консорциум КПО.
Партнеры по Карачаганаку передают свои знания и опыт Республике Казахстан, стараясь наиболее рационально использовать как внутренние, так и внешние возможности, с целью максимального освоения ресурсов месторождения. В 1997 году партнеры по совместному предприятию и Полномочный орган, представляющий правительство Республики Казахстан, учредили компанию в целях освоения Карачаганакского месторождения. Было подписано Окончательное соглашение о разделе продукции (ОСРП), определившее условия совместного развития Карачаганака до 2038 года. С момента подписания этого соглашения в освоение месторождения было инвестировано более 17.6 миллиардов долл. США. В ходе освоения Карачаганака, являющегося одним из самых сложных с технической точки зрения месторождений в мире, применялась самая передовая технология добычи углеводородов.
Сегодня на Карачаганаке достигнут рекордный уровень добычи. Месторождение является крупнейшим газодобывающим предприятием в Казахстане, показатели добычи которого составляют примерно 40 процентов всей добычи газа в Республике и около 13 процентов общего производства жидких углеводородов. В 2013 году на Карачаганаке было добыто примерно 136, 03 миллионов баррелей нефтяного эквивалента.
Рис 3. Диаграмма добычи газа за 2014 год в Республике Казахстан.
Основные вехи развития Карачаганака: · 1979 - Открытие Карачаганакского месторождения.
· 1984 - Завершена первая скважина по переработке газа (сегодня УКПГ- 3). Начата добыча газа.
· 1992 - Начало переговоров по Соглашению о разделе продукции между компаниями «Би Джи Груп», «Эни» и Правительством Республики Казахстан.
· 1995 - Подписание Соглашения о принципах раздела продукции.
· 1997 - Присоединение компаний «Шеврон» и «ЛУКОЙЛ» к международному совместному ппредприятию; подписание в ноябре Окончательного соглашения (ОСРП) сроком на 40 лет.
· 1998 - Вступление ОСРП в силу.
· 1999 - Начало строительных работ нефтегазодобывающего комплекса.
· 2000 - Заключен контракт на основные виды работ и высшее предприятия руководство переезжает в Аксай.
· 2001 - Завершение строительства 28-километровой железнодорожной ветки от г. Аксая до Карачаганакского месторождения; запуск новой электростанции на Карачаганакском перерабатывающем комплексе (КПК) Президентом Республики Казахстан Нурсултаном Назарбаевым.
· 2002 - Завершение строительства 635-километрового выходного трубопровода, соединяющего месторождение с нефтепроводом Каспийского трубопроводного консорциума (КТК).
· 2003 - Официальное открытие производственных объектов Второго этапа Президентом Республики Казахстан Нурсултаном Назарбаевым.
· 2004 - Отправка первой партии сырой нефти на Новороссийский нефтеналивной терминал по системе КТК.
· 2005 - Ввод в эксплуатацию четвертого газотурбинного генератора на КПК.
· 2006 - На терминале КТК отгружен 100-миллионный баррель сырой нефти; отправка первой партии нефти по трубопроводу Аксай – Оренбург.
· 2007 - Подписание Соглашения о продаже газа сроком на 15 лет между КПО и «КазРосГаз».
· 2009 - Достижение производственного рекорда в 139.5 миллионов б.н.э.
· 2011 - Запуск 4-й технологической линии стабилизации конденсата на КПК.
· 2012 - НК «КазМунайГаз» официально входит в состав Карачаганакского совместного предприятия.
Таблица №1 - Добыча в 2013 году.
Рис.6. Диаграмма добычи на предприятии за 2013 год.
Рис.6. Диаграмма прибыли от продажи газа в Республике Казахстан за 2013 год.
1.2. Организационно-функциональная структура Karachaganak petroleum operating Для дальнейшей работы с понятием организационная структура Организационная структура (англ. Organizational structure) — совокупность способов, посредством которых процесс труда сначала разделяется на отдельные рабочие задачи, а затем достигается координация действий по решению задач (Генри Минцберг, «Структура в кулаке»). По сути дела, организационная структура определяет распределение ответственности и полномочий внутри организации. Как правило, она отображается в виде органиграммы — графической схемы, элементами которой являются иерархически упорядоченные организационные единицы (подразделения, должностные позиции). Организационная структура — документ, устанавливающий количественный и качественный состав подразделений предприятия и схематически отражающий порядок их взаимодействия между собой. Структура предприятия устанавливается исходя из объёма и содержания задач, решаемых предприятием, направленности и интенсивности, сложившихся на предприятии информационных и документационных потоков, и с учётом его организационных и материальных возможностей
Типологии организационных структур: Существуют различные подходы к классификации орг-структуры. Критерием наиболее популярной типологии организационных структур является распределение ответственности (способ группирования ответственности). · иерархическая; · линейная; · линейно-штабная; · функциональная; · упрощённая матричная; · сбалансированная матричная; · усиленная матричная; · проектная; · процессная; · дивизиональная.
Поданному типу классификации структура КПО является иерархической. Иерархическая организационная структура–структура с вертикальной формой управления (контроля) элементами, входящими в неё. Фактически это пирамида, каждым уровнем которой управляет более высокий уровень. Иерархическая оргструктура, которая ярко выражена в КПО, отвечает требованиям этой организации: 1. Наиболее эффективная форма организации труда для выполнения рутинных, повторяющихся, неизменныхзадачиопераций, которыенетребуютмножестваконтактов, частогопринятиярешенийилипостоянноговнесенияизмененийввыполняемуюработу;
2. Сокращается время на решение технологических вопросов; 3. Легкость управления трудовыми ресурсами, особенно методами административного воздействия; 4. Сокращение расходов в результате разделения труда по профессиональному принципу; 5. Стабильная атмосфера для специалистов. 6. Специалисты обладают высокой компетентностью и квалификацией; На рисунке 1 представлена организационная структура КПО, выполненная в программно-инструментальной среде Microsoft Office Visio. Полнота описания оргструктуры отвечает цели и направленности данной работы.
Рис.7.Организационная структура КПО. Функциональная структура — структура, в которой должностные позиции группируются в организационные звенья по признаку выполнения ими функций. Основные функции определяют направленностью экономической ролью организации. К основным функциям относят закупки, финансирование, сбыт, производство и управление в целом, включающие в себя операции, которые связанны с наймом персонала. Функции, без которых организация может обойтись при отсутствии особой регламентации, которая обязывает четкого исполнения данных функций называются дополнительными. К дополнительным функциям относят учет, обеспечение безопасности, исследования и разработка, управление персоналом (за исключением найма и увольнения) и деятельность секретариата. Централизация, профессионализм, экономичность являют визитной карточкой функционально структуры. Линейную, функциональную и линейно-функциональную структуры управления, в литературе часто выделяю отдельно. В принципе создание функциональной структуры сводится к группировке персонала по тем широким задачам, которые он выполняет. Конкретные характеристики и особенности деятельности того или иного блока соответствуют наиболее важным направлениям деятельности всей организации. В таблице 2 представлена функциональная структура КПО.
Таблица 2 - Функциональная структура КПО
Последнее изменение этой страницы: 2017-05-06; Просмотров: 519; Нарушение авторского права страницы Главная | Случайная страница | Обратная связь |