Исследование и разработка алгоритмов управления многостадийным процессом производства листового стекла тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Васильев, Артем Вячеславович

• Васильев, Артем Вячеславович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Васильев, Артем Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО СТЕКЛА ФЛОАТ-СПОСОБОМ КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА.

1.1. Качество продукции как объект управления, факторы, влияющие на качество. Совершенствование технологических процессов производства листового стекла.

1.2. Основные физико-механические характеристики листового стекла и их зависимость от химического состава и режима варки-выработки.

1.3 Постановка задачи управления технологическим процессом производства листового стекла.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛА ФЛОАТ-СПОСОБОМ.

2.1. Анализ задачи моделирования.

2.2. Определение параметров и переменных моделей.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО СТЕКЛА.

3.1. Формализация задачи управления.

3.2. Определение методики расчета общего критерия управления.

3.3. Разработка алгоритмов управления.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПРОИЗВОДСТВО ЛИСТОВОГО СТЕКЛА.

4.1. Место подсистемы управления процессом варки-выработки в АСУ производством листового стекла.

4.2. Информационная подсистема поддержки принятия решений «ТЕХНОЛОГ СТЕКОЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА».

4.3. Результаты испытаний моделей и алгоритмов управления технологическим процессом производства листового стекла.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка алгоритмов управления многостадийным процессом производства листового стекла»

В настоящее время задача автоматизации и внедрения вычислительной техники в управление технологическими процессами имеет большое значение. Предприятия активно пользуются услугами IT-компаний для внедрения информационных систем, улучшающих технико-экономические показатели производства - повышение качества и рост объема выпуска продукции, увеличение процента выпуска годных изделий, минимизация производственных затрат и др. В основе информационных систем управления технологическими процессами, как правило, лежат математические модели, описывающие показатели работы производства.

Задача системы управления качеством производственного объединения «Полированное стекло» ОАО «Борский стекольный завод» заключается в обеспечении удовлетворенности потребителей за счет постоянного улучшения качества вырабатываемого стекла, чтобы всегда быть одними из первых в конкурентной борьбе на рынке.

Важнейшей задачей производства является постоянное повышение эффективности технологических процессов на основе анализа данных и выработки соответствующих корректирующих действий. Своевременная разработка новых математических моделей технологических процессов, коррекция уже существующих, а также имитационное моделирование работы технологических линий - естественное развитие системы управления качеством промышленного предприятия.

Цель работы - повышение качества вырабатываемого листового стекла за счет выработки рациональных решений по коррекции режима работы технологических линий на основе процессного подхода с использованием статистических методов контроля и управления, а также имитационного моделирования процесса варки-выработки стекла. Работа выполнена в рамках научных исследований процесса производства листового стекла под руководством профессора Макарова Р.И. И представляет собой дальнейшее развитие системы поддержки принятия решений. В отличие от ранее выполненных работ, в которых были поставлены и решены задачи управления отдельным технологическим агрегатом, в представленной работе предпринята попытка решить задачу управления технологическим процессом варки-выработки листового стекла в целом.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие научно-технические задачи:

1) сформулирована задача управления технологическим процессом производства ленты стекла,

2) Разработаны и исследованы математические модели стадий технологического процесса производства листового стекла.

3) Предложена методика расчета критерия управления технологическим процессом производства листового стекла.

4) Разработан и исследован алгоритм выработки управляющих воздействий по коррекции режима работы технологического оборудования, позволяющий повысить качество вырабатываемого стекла.

Использование разработанного математического аппарата для управления флоат-ванной на технологической линии типа ЛПС-5000 в ОАО «Борский стекольный завод» позволило улучшить качество готовой продукции и уменьшить затраты на производство ленты стекла.

Моделирование процесса стекловарения проводилось с использованием программного комплекса «Технолог стекольного производства», эксплуатируемого в ОАО «Борский стекольный завод».

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Васильев, Артем Вячеславович

Выводы по главе 4.

• Проведена доработка подсистемы принятия решений «Технолог стекольного производства» по коррекции режима стекловарения и разработан алгоритм управления линией производства стекла. Подсистема находится в промышленной эксплуатации в ПО «Полированное стекло» ОАО «Борский стекольный завод».

• Показана эффективность использования подсистемы при статистическом анализе процесса производства листового стекла и выработке корректирующих действий при управлении технологическим процессом производства листового стекла.

• Показана переносимость разработанных моделей и алгоритмов управления.

Заключение

1. На основе анализа современного состояния систем управления качеством листового стекла, показана актуальность проведения теоретических исследований и разработок, направленных на совершенствование системы управления технологическим процессом производства листового стекла на основе использования моделирования для выработки корректирующих действий.

2. Разработаны и исследованы математические модели стадий технологического процесса производства листового стекла.

3. Предложена методика расчета критерия управления технологическим процессом производства листового стекла.

4. Разработан и исследован алгоритм выработки управляющих воздействий по коррекции режима работы технологического оборудования, позволяющие повысить качество вырабатываемого стекла

5. Алгоритмы и модели внедрены в производство листового стекла в ОАО «Борский стекольный завод» и используются в учебном процессе при подготовке студентов и магистров на кафедре ИСИМ ВлГУ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Васильев, Артем Вячеславович, 2006 год

1. Макаров Р.И., Хорошева Е.Р., Лукашин С.А. Автоматизация производства листового стекла (флоат-способ) / Под ред. Р.И. Макарова; М.: изд-во Ассоциации строительных вузов, 2002. -192с.

2. Макаров Р.И., Тарбеев В.В., Хорошева Е.Р., Попов Ю.М., Чуплыгин В.Н. Управление качеством листового стекла (флоат-способ): Учебное пособие. -М.: Издательство ассоциации строительных вузов, 2004.-152с.

3. Управление качеством: Учеб. для вузов / С.Д. Ильенкова, Н.Д. Ильенкова, B.C. Мхитраян и др.; Под ред. С.Д. Ильенковой. М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1998. - 199 с

4. Управление качеством продукции: Учеб. пособие / Под ред. Н.И. Новицкого. М.: ООО «Новое знание», 2002. - 367 с.

5. ГОСТ Р ИСО 9001 2001. Системы менеджмента качества. Требования. М.: Госстандарт России. - 20 с.

6. Давид Марка, Клемент Мак Гоуэн. Методология структурного анализа и проектирования / Пер. с англ. М.: 1993, - 240 с.

7. ISO 8402. Международный стандарт. Управление качеством и обеспечение качества Словарь. - 38 с.

8. ГОСТ 111-2001. Стекло листовое. Технические условия.

9. Розова Н.К. Управление качеством. СПб.: Питер. 2003, 224 с.

10. Тарбеев В.В. Прогрессивные технологические процессы при производстве полированного стекла на Борском стекольном заводе / Учеб. пособие. Нижний Новгород, 1997. 115 с.

11. Кириллова С.Ю. Разработка моделей и методики идентификации процесса стекловарения в производстве листового стекла. Автореферат канд. дис. по специальности 05.13.06 автоматизация и управление технологическими процессами и производствами. Владимир, 2002.

12. Макаров Р.И., Лукашин С.А. Моделирование процесса отжига листового стекла // Сб. науч. тр. Компьютерные и информационные технологии обработки и анализа данных. Муром, 2001. - С. 122-126.

13. Будов В. М., Саркисов П.Д. Производство строительного стекла. М.: Высш. шк., 1977.-208 с.

14. Фандерлик М. Пороки стекла. М.: Госстройиздат, 1964.

15. Андрюхина Т.Д., и др. Изменение плотности листового стекла в процессе производства//Стекло и керамика. 1986.-№ 2.-С. 13- 14.

16. Спирин IO.J1. и др. Расчет оптимального рецепта шихты // Стекло и керамика. 1980. - № 11. - С. 6 - 8.

17. Солинов В.Ф., Повитков Г.Ф., Каплина Т.В. Термомеханические свойства силикатного стекла в зависимости от соотношения шихты и боя // Стеклои керамика,- 1991.-№ 11.-С. 2-3.

18. Солинов В.Ф., Каплина Т.В., Гороховский А.В. Взаимосвязь термомеханических свойств листового силикатного стекла от параметров формования // Стекло и керамика. 1992. - № 5. - С. 7 - 8.

19. Раевская Е.И., Артамонова Г.И. и др. Направления оптимизации составов листовых термически полированных стекол // Стекло и керамика. 1991. -№ 5.-С. 4-5.

20. Солинов В.Ф., Каплина Т.В., Гороховский А.В. Состав защитной атмосферы и водостойкость поверхности силикатного стекла // Стекло и керамика. 1991.-№ 12.-С. 2-3.

21. Тыкачинский И.Д. Проектирование и синтез стекол и ситаллов с заданными свойствами. -М.: Стройиздат, 1977. 144 с.

22. Тыкачинский И.Д., Требушенко JT.A., Сорокина А.Е. Расчет состава стекла в зависимости от комплекса его свойств // Стекло и керамика. 1985. - № 11.-С. 11-13.

23. Автоматизация управления раскроем, резкой и контроль качества листового стекла// Обзорная информация. -М.: ВНИИЭСМ, 1974.

24. Зворыкин Н.М. Реализация процессного подхода на промышленном предприятии /Методы менеджмента качества. -2004. -№1. -с.35-40.

25. Федюкин В.К. Управление качеством процессов. СПб.: Питер, 2004.-208с.

26. Розно М.И., Шинко JI.B. Пора заняться технологическим процессом /Методы менеджмента качества, №7, 2004.-С.39-45.

27. Адлер Ю.П., Шпер В.Л. Контрольные карты Шухарта в действии / Методы менеджмента качества, №2, 2004. -С.34-37.

28. Попов Ю.М. Исследование и разработка системы управления качеством при производстве листового стекла / Автореферат кандидатской диссертации. Владимир, 2004,- 19с.

29. Практикум по теории статистики: Учеб. пособие / Под ред. Проф. Р.А. Шмойловой. М.: Финансы и статистика, 1998. -416с.

30. Макаров Р.И., Молодкин А.В., Ефременков В.В., Субботин К.Ю. Статистический анализ производства листового стекла/межвуз. сб. научн. трудов Экономика и экономическое образование. Филиал ГОУ ВПО ВЗФЭИ в городе Владимире, Владимир, 2005.

31. Смирнов Н.В., Дунин Барковский И.В. Краткий курс математической статистики для технгических приложений. М.: Физматгиз, 1959. -436с.

32. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.:Наука, 1965. - 340 с.

33. Дубинин В.Т., Старчаус И.И., Фомин Ю.В. и др. Особенности варки стекла при нестабильном содержании оксидов железа // Стекло и керамика. -1981. N10. - С. 27-28.

34. Макаров Р.И. Моделирование на ЭВМ инерционных промышленных объектов непрерывного производства/ Учеб. пособие. Владимир: ВПИ, 1985.-88с.

35. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965. - 340 с.

36. Эконометрика: Учебник / Под ред. И.И. Елисеевой. -М.: Финансы и статистика, 2002. -344с.

37. Макаров Р.И., Хорошева Е.Р., Субботин К.Ю., Ефременков В.В., Молодкин А.В. Влияние технологического процесса приготовления шихты на ее качество. Стекло и керамика, №4, 2005. -С42-43.

38. Макаров Р.И., Тарбеев В.В., Молодкин А.В., Чуплыгин В.Н. Математические модели для статистического анализа и регулирования флоат-процесса/ Стекло и керамика, №5, 2004г. -С.3-5

39. Макаров Р.И., Лукашин С.А. Математические модели для статистического анализа и регулирования процесса отжига листового стекла/Стекло и керамика, №9,2001. -С.3-6.

40. Макаров Р.И., Тарбеев В.В., Попов Ю.М., Огрызков С.А., Отцова Е.А. Интегрированная система управления (IMS). Сборник научн. трудов вузов России. Проблемы экономики, финансов и управления производством. -Иваново, 2003. С. 243-248.

41. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики. Учебное пособие для вузов. М., Энергия, 1972. 376с.

42. Макаров Р.И., Дубов И.Р., Лукашин С.А. Анализ стабильности производства полированного листового стекла/Стекло и керамика, №9, 2000. -С. 19-20.

43. Круговой график-радар / Методы менеджмента качества. 2004. №9. -С.50-51.

44. Макаров Р.И. Автоматизация технологического процесса производства листового стекла на основе математических моделей / Автореферат докторской диссертации. Владимир, 1998г.- с.

45. Шориков А.В. Автоматизация технологического процесса формования ленты стекла на расплаве олова/Автореферат кандидатской диссертации. Владимир, 2003, -16 с.

46. Организация взаимодействия человека с техническими средствами АСУ. Системное проектирование взаимодействия человека с техническими средствами /Под ред. В.Н.Четверикова. М.: Высш. шк., 1991. - 142 с.

47. Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. Планированиеэксперимента при поиске оптимальных условий, М.: Наука, 1976.

48. Б. П. Штаркман, Т. М. Карташова, Э. А. Середа и др. Оптимизация рецептуры и режима желатинизании пластизолей. — Пластические массы, 1969, №2.

49. Бородюк В.П., Лецкий Э.К. Статистическое описание промышленных объектов. М.: Энергия, 1971.-е. 111

50. Райбман Н.С., Чадеев В.М. Построение моделей процессов производства. М.'.Энергия, 1975. - 375 с.

51. Matlab User's Guide. MathWorks Inc., 2000. WEB: http://www.matlab.com.

52. Советов Б.Я., Яковлев C.A. Моделирование систем. M.: Высшая школа, 2001.-343 с.

53. Ланцов В.Н. Моделирование: Учеб. пособие. ч.1./ВлГУ Владимир, 1999.-88 с.

54. Карманов В.Г. Математическое программирование. М.: Наука, 1980.-256 с.