Управление функционированием дискретно-непрерывных химико-технологических систем на основе модифицированных сетей Петри тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат наук Басырова, Дина Ирековна

• Басырова, Дина Ирековна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Басырова, Дина Ирековна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Анализ дискретно-непрерывных химико-технологических систем и методов их исследования

1.1 Анализ дискретно-непрерывных химико-технологических систем

1.2 Анализ методов моделирования ДНХТС

1.3 Определение сети Петри и ее расширений

Глава 2 Методологические основы исследования функционирования дискретно-непрерывных химико-технологических систем на основе модифицированных сетей Петри

2.1 Модификация сетей Петри - ДН сеть

2.2 Программный комплекс «Система компьютерного моделирования»

2.3 Алгоритм компьютерного синтеза сетевых моделей

Глава 3 Исследование функционирования и управление ДНХТС на основе

модифицированных сетей Петри

3.1 Апробация исследований на примере технологического модуля производства топливных брикетов

3.1.1 Моделирование технологического модуля производства топливных брикетов сетями Петри

3.1.2 Моделирование процесса тепломассопереноса в производстве топливных брикетов

3.1.3 Программный комплекс расчета массосодержания растворителя в топливном брикете

3.2 Апробация исследований на примере технологического модуля регенерации компонентов устаревших энергонасыщенных материалов

3.2.1 Технологическая схема пульсационной установки для регенерации компонентов устаревших энергонасыщенных материалов

3.2.2 Моделирование технологического модуля регенерации компонентов устаревших энергонасыщенных материалов сетями Петри

3.2.3 Система обеспечения технологической безопасности техпроцесса

регенерации компонентов устаревших энергонасыщенных материалов

Глава 4 Моделирование функционирования производства лаковых коллоксилинов

4.1 Описание технологического процесса производства лаковых коллоксилинов

4.2 СП-модели аппаратов производства лаковых коллоксилинов

4.3 Комплекс программ расчета расписания производства лаковых

коллоксилинов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. БАЗА СП-ШАБЛОНОВ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

ДНХТС

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СП-МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОДУЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТОПЛИВНЫХ

БРИКЕТОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЯ МАССОПЕРЕНОСА ПРИ ПРОЦЕССЕ СУШКИ И УРАВНЕНИЯ СРЕДНЕИНТЕГРАЛЬНОГО

МАССОСОДЕРЖАНИЯ РАСТВОРИТЕЛЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ ЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ БРИКЕТОВ В СРЕДЕ ТРЕЙС

МОУД

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СП-МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОДУЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ

УСТАРЕВШИХ ЭНЕРГОНАСЫЩЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. НЕШТАТНЫЕ СИТУАЦИИ СЕТЕВОЙ МОДЕЛИ И

ПРОГРАММНЫЙ МАКЕТ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОДУЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ УСТАРЕВШИХ ЭНЕРГОНАСЫЩЕННЫХ

МАТЕРИАЛОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 7. МОДЕЛИРОВАНИЕ АППАРАТУРНОГО ОФОРМЛЕНИЯ СТАДИЙ СТАБИЛИЗАЦИИ, СМЕШЕНИЯ ОБЩИХ ПАРТИЙ И

ВОДООТЖИМА ПРОИЗВОДСТВА ЛАКОВЫХ КОЛЛОКСИЛИНОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 8. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СП-МОДЕЛИ

ПРОИЗВОДСТВА ЛАКОВЫХ КОЛОКСИЛИНОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 9 АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Управление функционированием дискретно-непрерывных химико-технологических систем на основе модифицированных сетей Петри»

ВВЕДЕНИЕ

Современный этап развития предприятий технической химии характеризуется тенденцией к переходу от серийных крупнотоннажных производств к полунепрерывным и периодическим малотоннажным производствам. Целый ряд предприятий отрасли технической химии, ориентированных на узкую номенклатуру продукции, приходится модернизировать - адаптировать к широкому ассортименту продукции двойного назначения.

Процесс модернизации отрасли - сложный процесс, требующий исследования функционирования текущего производства и разработки новых, основанных на системном подходе и компьютерных технологиях методов управления и обеспечения устойчивого ритмичного функционирования производств. Актуальность проблемы особенно возрастает в связи с другой тенденцией - модернизация многономенклатурных дискретно-непрерывных производств, к которым относятся производства отрасли, сопровождается ростом сложности и энергонасыщенности производимой продукции. В таких условиях последствия нештатных ситуаций возрастают, приводя как к нарушению качества продукции, так и к серьезным авариям.

Одним из основных этапов системного подхода и анализа сложных систем является математическое моделирование. Вопросам исследования и моделирования сложных систем посвящены работы: В.В.Кафарова, В.НВетохина, В.Л.Перова, В.О.Азбель, А.Ф.Егорова, Т.В. Савицкой, И.А. Ломазовой, И.П.Мухленова и других отечественных и зарубежных ученых. Однако методы и четкие алгоритмы - последовательности выполняемых «шагов» при синтезе математических моделей дискретно-непрерывных химико-технологических систем (ДНХТС) разработаны не достаточно. Поэтому актуальность исследования функционирования и управления дискретно - непрерывными производствами технической химии на основе их

математических моделей не вызывает сомнений.

Цель работы

Совершенствование управления многономенклатурными дискретно-непрерывными химико-технологическими системами для повышения эффективности их функционирования на основе модифицированных сетей Петри.

Задачи исследования

• Разработка модификации сетей Петри (СП), проблемно-ориентированной на исследование и управление функционированием дискретно-непрерывных производств технической химии.

• Разработка программного комплекса и алгоритма компьютерного синтеза для моделирования производств технической химии.

• Применение разработанного программного комплекса для исследования функционирования и управления дискретно-непрерывными химико-технологическими системами производств технической химии.

Научная новизна работы

• Разработана оригинальная модификация СП, проблемно ориентированная на моделирование многономенклатурных ДНХТС, и позволяющая моделировать функционирование периодических и полунепрерывных аппаратов и их взаимодействие по последовательно-параллельной схеме.

• Разработан алгоритм компьютерного синтеза, позволяющий создавать модели функционирования многономенклатурных ДНХТС в виде СП, и пошагово корректировать их, выявляя ошибки формирования СП.

• С использованием разработанного алгоритма впервые построены модели в виде модифицированных сетей Петри, реализующие технологические процессы следующих производств: модель технологического модуля производства топливных брикетов, включающая модель процесса сушки;

модель технологического модуля регенерации компонентов устаревших энергонасыщенных материалов; модель производства лаковых коллоксилинов.

Практическая значимость

• Разработан программный комплекс - «Система компьютерного моделирования», который позволяет визуально моделировать ДНХТС и отражает структуру моделируемого объекта на экране монитора в виде СП. Помимо графического изображения, программный комплекс автоматически формирует аналитическое и матричное описание СП. На базе данного комплекса сформирована база СП-шаблонов - моделей в виде СП основных аппаратов многономенклатурных ДНХТС.

• Разработан комплекс программ расчета массосодержания растворителя в топливном брикете в зависимости от времени, что позволяет определить время процесса сушки.

• Разработан комплекс программ управления технологическим модулем регенерации компонентов устаревших энергонасыщенных материалов при возникновении нештатных ситуаций.

• Разработан комплекс программ расчета расписания многономенклатурного производства лаковых коллоксилинов, позволяющий выработать эффективные режимы управления ДНХТС при возмущающих воздействиях - отказах отдельных аппаратов, смене состава и качества сырья, модификации планов при выполнении срочных заказов.

• Результаты диссертационной работы, включающие разработанные программный комплекс «Система компьютерного моделирования» и алгоритм компьютерного синтеза внедрены в научно-исследовательскую практику и в учебный процесс кафедры химии и технологии высокомолекулярных соединений ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет».

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Научно-технической конференции по вопросам информатики и информационной безопасности (Казань, 2006), XIX,XX Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» (Казань, 2007; Казань, 2008), III Молодежной международной научной конференции «Тинчуринские чтения», посвященной 40-летию КГЭУ, (Казань, 2008), Всероссийской научно-технической и методической конференции «Современные проблемы технической химии» (Казань, 2009), XIII Международной конференции молодых ученых, студентов и аспирантов «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений - V Кирпичниковские чтения» (Казань, 2009), XIV, XVII Международной молодежной научной конференции «Туполевские чтения», (Казань, 2006; Казань, 2009), Научно-технической конференции молодых специалистов и ученых посвященной Дню ракетных войск и артиллерии и 80-летию со дня рождения Валеева Габдулфарта Габдулрахматовича (Казань, 2010).

Публикации

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 17 научных работах, в том числе 5 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы

Диссертация общим объемом 170 страниц, состоит из введения, 4 глав основного текста, выводов, списка использованной литературы из 170 наименований и приложений. Работа содержит 38 рисунков и 20 таблиц.

Глава 1. АНАЛИЗ ДИСКРЕТНО-НЕПРЕРЫВНЫХ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ дискретно-непрерывных химико-технологических

систем.

Химико-технологическая система (ХТС) [1-3,4-6] - это совокупность взаимосвязанных аппаратов, действующих как одно целое, и выполняемых в рамках данных аппаратов процессов, необходимых для производства одного или нескольких продуктов.

ХТС классифицируются [2,7,8]: по способу функционирования, по количеству стадий и по количеству выпускаемой продукции. По способу функционирования ХТС бывают периодические, непрерывные и смешанные (дискретно-непрерывные). В основе деления процессов на периодические и непрерывные лежит признак их развития во временной области. Непрерывные процессы протекают в непрерывном времени, периодические же имеют более сложную схему развития: технологические процессы протекают в непрерывном времени, а организационные - в дискретном. Для непрерывных ХТС связи между процессами фиксированы, а свойства ее определены или заданы в любой дискретный момент времени. Непрерывные ХТС - это производства, реализующие процессы в аппаратах, остановка и перезапуск которых связаны с большими материальными и временными затратами. Для периодических ХТС же наоборот, в любой дискретный момент времени связи между процессами не фиксированы, то есть являются гибкими, свойства системы также не определены и не фиксированы. В большинстве случаев это производства малотоннажной продукции. Однако не бывает дискретных и непрерывных ХТС в чистом виде. Обычно, на непрерывных производствах отделения подготовки исходных компонент и ряд вспомогательных производств функционируют по периодической технологии, а на многих химических производствах с

периодической организацией технологического процесса, можно выделить участки с непрерывной технологией. Особенностью этих участков является то, что временная остановка и перезапуск аппаратов непрерывного действия не влечет больших производственных затрат, что позволяет им работать периодически, то есть это аппараты смешанного (дискретно-непрерывного) действия. Производства подобного рода выделим в отдельный класс дискретно-непрерывных химико-технологических систем (ДНХТС). К данному классу относятся производства отрасли технической химии, совмещающие в рамках единой технологии полунепрерывные и периодические техпроцессы, что в значительной степени определяет специфику систем их моделирования.

Особенностями данных производств являются [1-3,4-6]:

• существование цели - выпуск широкой номенклатуры продукции двойного назначения;

• большие размеры производств - велико число элементов аппаратурного оформления и число связей между аппаратами;

• многостадийность техпроцессов и большое число характеризующих их параметров;

• разнесенность в пространстве отдельных технологических модулей и агрегатов, реализующих техпроцессы, в целях обеспечения пожаро и взрывобезопасности в совокупности;

• количественное преобладание процессов с периодической технологией и, как следствие, дискретность материальных потоков;

• совокупность аппаратов, реализующих техпроцессы, образует последовательно-параллельную схему со сложной частично-доступной структурой связей между смежными стадиями;

• ограничение норм загрузки участков и буферных хранилищ в целях взрывобезопасности;

• жесткое ограничение времени межфазного хранения полупродуктов в

10

целях обеспечения качества и технологической безопасности;

• рассогласованность технологических циклов аппаратов смежных стадий, что ведет к межоперационному простою оборудования.

Класс ДНХТС достаточно широк, к нему относятся практически все производства технической химии, а также производства пищевой промышленности, строительных конструкций, водоочистные сооружения и др.

Развитие дискретно-непрерывных производств технической химии сопровождается ростом сложности техпроцессов, энерговооруженности производств, энергонасыщенности продукции. Как следствие, растет число и уровень опасных факторов производственной среды. В таких условиях нештатные ситуации возрастают, приводя как к нарушению качества продукции, так и к аварийным ситуациям с серьезными техногенными и экологическими последствиями [11].

В современных условиях в многокритериальной задаче организации производств технической химии многие критерии, обеспечивающие оптимальность одному кругу задач, в то же время выступают как жесткие ограничения по отношению к другим задачам. Например, для производств технической химии взрывобезопасность выступает как альтернатива гибкости технологии, как атрибут жесткости системы, но атрибут жизненно необходимый Это усложняет и актуализирует исследования в области модернизации и совершенствования организации многостадийных техпроцессов производств отрасли.

Один из путей модернизации отрасли - внедрение гибких автоматизированных производственных систем [6,9,12-14] и использование системного подхода [9,10,158,168]. Иначе говоря, исследуемое производство рассматривается как сложная система, которая может быть поделена на конечное число взаимодействующих подсистем, при этом свойства сложной системы в целом определяются как свойствами ее компонент, так и характером

их взаимодействия [152]. Каждая подсистема, как объект, сама может делиться на ряд подсистем. Деление ведется до уровня, пока дальнейшая декомпозиция на подсистемы в рамках поставленной задачи нецелесообразна.

Исследуемые в рамках данной работы производства, ввиду сложности системы нельзя рассматривать как простую сумму спроектированных техпроцессов и оборудования, поэтому они будут рассмотрены с точки зрения системного подхода, а именно подразделены на ступени - «подсистемы»[2,7,8]. К первой ступени иерархической структуры относятся типовые химико-технологические процессы и локальные системы управления, ко второй ступени - агрегаты и комплексы, представляющие взаимосвязанную совокупность типовых процессов и аппаратов, выполняющих определенную операцию, к третьей ступени - химические производства, в которых получают целевой продукт, а четвертая ступень - это химическое предприятие в целом. В данной работе первая ступень иерархической структуры - это техпроцесс сушки топливных брикетов, вторая ступень - это производство топливных брикетов и технологический модуль регенерации компонентов устаревших энергонасыщенных материалов, а третья ступень иерархической структуры представлена производством лаковых коллоксилинов.

В основу системного подхода заложены следующие принципы: [9,10] иерархичность, принцип единства целей (целеобусловленность); принцип эмерджентности (несводимость свойств системы к свойствам ее подсистем), принцип внешнего дополнения Несмотря на то, что системный подход уже на достигнутом теоретическом уровне существенно повысил эффективность научных исследований, требуются дополнительные исследования в этой области, развитие стратегии системного подхода.

Любое изменение ассортимента в системах с жесткой структурой приводит к тому [9], что функционирование ХТС начинает происходить в заведомо неоптимальных условиях, растут материальные, трудовые и

временные ресурсы, а также снижается коэффициент использования технологического оборудования.

Важными предпосылками для организации производств технической химии по принципу гибких производственных систем являются:

• гибкость технологии и универсальность оборудования;

• расширенные сырьевые возможности;

• совмещенность организации техпроцессов по периодической и полунепрерывной схемам;

• обособленность аппаратурного оформления технологических стадий;

• отсутствие «жестких» межоперационных связей;

Согласно [9,15] гибкость - это способность переориентации как отдельных модулей системы, так и всего производственного комплекса на выпуск другой продукции или переработку другого вида сырья. Существуют следующие виды гибкости: технологическая гибкость, аппаратная гибкость, структурная гибкость, гибкость систем управления

По мнению академика В.В. Кафарова [9] гибкие производственные системы в химической промышленности - это интегрированная система, включающая в себя набор технологического оборудования с гибкими связями, управляющего программно-технического комплекса, системы автоматизации погрузочно-разгрузочных и транспортных операций». Под гибкостью он понимает способность производства перестраивать свою организационную, технологическую, функциональную и другие структуры или параметры под влиянием изменений внешних или внутренних условий с целью наилучшего обеспечения принятых критериев производственных систем.

По мнению Кафарова В.В. интеграция - это создание комплекса, объединяющего отдельные подсистемы и управляемого многоуровневой системой управления, с целью улучшения коэффициента фактического использования оборудования.

Авторы [15] считают, что высокий уровень гибкости сложных систем может быть обеспечен только на основе принципа адаптации, и, в этом смысле, гибкие производственные системы являются адаптивными системами, которые при неизменном составе элементов, за счет изменения их функций и формирования новой структуры связей между ними могут целенаправленно менять стратегию поведения.

В дополнение к известным принципам обеспечения гибкости: типизации, унификации, стандартизации оборудования в [15,17,129] называются следующие принципы:

• системность (декомпозиция ХТС на структурные составляющие);

• выявление иерархической последовательности, позволяющей определить лимитирующие гибкость уровни и пути обеспечения этого уровня гибкости;

• комплексность (одновременное использование различных видов гибкости);

• минимальная конструкционная избыточность (использование минимального количества элементов оборудования, трубопроводов);

• максимальная функциональная избыточность (преимущественное использование многофункционального оборудования, обладающего большой внутренней гибкостью);

• совмещение процессов (совместное и одновременное проведение нескольких химико-технологических операций);

• трансформируемость (быстрая автоматическая переналадка оборудования);

• комбинирование и агрегатирование (создание гибких технологических модулей).

Кафаровым В.В. было предложено использовать структурный подход. В соответствии с данным подходом общая эффективность гибкой

14

производственной системы должна включать следующие показатели: экономичность (минимальное количество затрат), оперативность (минимальное количество времени затрачиваемое на наладку) и гибкость (способность системы «подстраиваться» под изменения требований рынка).

В [16], считают, что термин гибкие производственные системы еще не устоялся окончательно и что для химической промышленности гибкие производственные системы - это в первую очередь сложные производственные комплексы. Данные производственные комплексы способны при минимальных ресурсных и временных затратах переориентироваться на выполнение новых технологических процессов и, как следствие, перенастраиваться на выпуск новой продукции и переработку нового вида изделия.

По [20,129] гибкость есть свойство быстро и целенаправленно «изменять технологические возможности в пределах своего технологического потенциала путем перенастройки морфологической и функциональной организации в соответствии с требованиями производственной ситуации и при минимальных возможных затратах ресурсов».

Потенциальная опасность производств отрасли формирует специфические требования к их функционированию. А именно : ограниченная нормативами взрыво- и пожаробезопасности загрузка отделений, ограниченное регламентом время межстадийного хранения полупродуктов, территориальная разнесенность технологических участков, блокирование доступа к техпроцессам после его начала, экстренное прерывание всех процессов и блокировка материальных потоков.

Требования технологической безопасности, несмотря на периодическую схему организации техпроцессов, практически не допускают межфазного накопления промежуточных продуктов. Поэтому важнейший критерий обеспечения качества продукции - непрерывность движения дискретных потоков.

Выделим основные приоритеты, используемые при организации техпроцессов на производствах отрасли:

1. Приоритетность по кольцевому порядку, то есть параллельно установленные аппараты обслуживаются в последовательном порядке.

2. Приоритетность по рангу, иными словами, из множества функционально одинаковых аппаратов, установленных параллельно, аппаратам с большей производительностью присваивается высший приоритет, и они обслуживаются сразу по готовности.

3. Приоритетность по дисциплине FIFO ( первый пришел - первый ушел), то есть из множества функционально одинаковых аппаратов, готовых начать техпроцесс, обслуживается аппарат, ожидание загрузки которого максимально.

К основным общесистемным свойствам сложных систем относятся: сложность, устойчивость, мобильность, эмерджентность, управляемость, моделируемость. К специфическим же свойствам гибких автоматизированных производственных систем относятся- гибкость, модульный принцип организации, интегрированность.

Гибкость свойственна технологическим системам на всем этапе их эволюции, начиная с момента зарождения и на протяжении всего развития. Тем не менее, гибкие производственные системы начали активно развиваться как новое слово в технологии только сейчас. Это объясняется тем, что на сегодняшний день развитие науки и техники достигло того уровня, что возможно достижение компромисса между многономенклатурностью (требования рынка) и массовостью и дешевизной производства (требования производителя) на более высоком уровне, чем достигнутый .

Вопросами «гибкости» и гибких автоматизированных производственных систем занимался ряд российских и зарубежных ученых [19-25]

Проведенный анализ научной литературы и практических разработок по реализации концепции гибких производственных систем на заводах отрасли

16

[153-156,159,161] показывает недостаточную разработанность проблемы применительно к производствам технической химии. Необходимы дальнейшие исследования в данном направлении, например компьютерная имитация модели исследуемого производства.

Под компьютерной имитационной моделью в настоящее время понимают программный комплекс, позволяющий с помощью последовательности вычислений воспроизводить процессы функционирования системы при воздействии на нее различных факторов.

Необходимы научно обоснованные решения по совершенствованию организации технологических процессов изготовления продуктов технической химии, основанные на математическом моделировании и компьютерных технологиях, внедрение которых поднимет на новый уровень организацию и управление производств отрасли Решение выше рассмотренных задач чрезвычайно как для технической отрасли, так и для всего народного хозяйства.

1.2. Анализ методов моделирования ДНХТС.

Одним из этапов организации техпроцессов в рамках концепции гибких производственных систем и системного подхода для отрасли технической химии должно стать создание и внедрение математических моделей и, на их основе, программно-алгоритмических комплексов, используемых для организации многономенклатурных многостадийных техпроцессов

На сегодняшний день одним из основных инструментов исследования и

проектирования сложных дискретно-динамических систем и создания гибких

автоматизированных производственных систем является математическое

моделирование. Не все существующие динамические системы,

функционирование которых зависит от сложного взаимодействия дискретных

событий, поддаются описанию дифференциальными и алгебраическими

уравнениями. Такие системы называются динамическими системами с

17

дискретными событиями [31,32], к ним же относятся ДНХТС исследуемые в рамках данной работы. При производстве малотоннажной продукции в химико-технологических системах происходят как непрерывные, так и дискретные процессы, что определяет специфику систем их моделирования.

Математические модели непрерывных ХТС [29,30] представляют собой системы уравнений (дифференциальных, в частных производных, алгебраических полиномов, на основе регрессионного анализа и т.д.) и в силу сложности решаются численно Моделирование сложных производственных систем, реализующих параллельный выпуск нескольких видов продукции и включающих десятки аппаратов и различных потоков, как дискретных, так и непрерывных, невозможно описать традиционными математическими методами. Модель синтеза гибких химико-технологических систем представляет собой систему уравнений и неравенств, включающую как непрерывные, так и дискретные переменные

Модель сложной системы разрабатывается в несколько этапов: анализ и моделирование отдельных подсистем и сторон функционирования и установление связей между ними На топологическом уровне разработки модели, первым делом разрабатывают ее структуру. На алгоритмическом уровне исследователей интересует вопрос моделирования поведения объекта. На параметрическом этапе производят идентификацию параметров модели.

Существует два вида моделирования: аналитическое и имитационное. Аналитическое моделирование - модель системы ( или ее элементов) имеет вид функциональных зависимостей между ее входными и выходными параметрами и параметрами состояний [9] и выражается в виде математических или логических функций. Модели же в свою очередь имеют вид алгебраических, дифференциальных уравнений или логических условий

Имитационная модель применяется в том случае, когда аналитическая модель системы очень сложна. При имитационном моделировании в работу

включается ЭВМ, на которой воспроизводится процесс функционирования объекта в отсутствие аналитических зависимостей между входными и выходными параметрами и параметрами состояний [33-43]. Под компьютерной имитационной моделью в настоящее время понимают программный комплекс, позволяющий с помощью последовательности вычислений воспроизводить процессы функционирования системы при воздействии на нее различных факторов. Современная система компьютерной имитации основана на различных математических схемах: алгоритмическое моделирование [36,45], моделирование конечными автоматами [46,48], построение сетевых моделей [47], логико-лингвистическое моделирование [50] и другие.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Басырова, Дина Ирековна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

1. С единых позиций системного подхода рассмотрены производства технической химии, что позволило описать их как сложные ДНХТС и применить математический аппарат теории сетей Петри для исследования и управления ими.

2. Разработана модификация сетей Петри, которая включает раскраску дуг и меток в позициях, самомодифицируемые и ингибиторные дуги, временные задержки меток в переходах, которая позволяет моделировать динамику изменения состояний аппаратов при реализации их технологических циклов и корректно описывать взаимодействие аппаратов по последовательно-параллельной схеме.

3. Разработан инструментарий для компьютерного моделирования производств технической химии в виде модифицированных СП - «Система компьютерного моделирования» и база СП-шаблонов типовых аппаратов производств ДНХТС. Разработан алгоритм компьютерного синтеза, позволяющий строить в рамках «Системы компьютерного моделирования» модели аппаратов ДНТХС в виде модифицированных сетей Петри. Результат работы программного комплекса является исходной информацией для всех разработанных программных средств.

4. Разработаны СП-модели организации функционирования объектов технической химии, в частности: модель технологического модуля производства топливных брикетов, модель технологического модуля регенерации компонентов устаревших энергонасыщенных материалов, модель производства лаковых коллоксилинов.

5. Разработаны программные комплексы:

• расчета динамики процесса сушки в топливном брикете, что позволяет управлять временем сушки и тем самым исключить

возникновение брака из-за пересушки и недосушки брикетов, моделирования и прогнозирования действий системы управления технологическим модулем регенерации компонентов устаревших энергонасыщенных материалов в случае возникновения нештатных ситуаций.

расчета расписаний производства лаковых коллоксилинов, для выполнения плановых заданий, и своевременной корректировки их с учетом отказов оборудования, изменения состава и качества сырья, модификации рабочих планов при выполнении срочных заказов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Басырова, Дина Ирековна, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Кафаров, В.В. Анализ и синтез химико-технологических систем / В.В. Кафаров, В.П. Мешалкин. -М. :Химия, 1991.-431 с.

2. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии /

A.Г. Касаткин. - М.: Химия, 1989. - 349 с.

3. Сорока, В.Е. Основы химической технологии / В.Е. Сорока, C.B. Вечная, H.H. Попова. - Л.: Химия, 1986. - 296 с.

4. Кафаров, В.В. Анализ и синтез химико-технологических систем / В.В. Кафаров, В.П Мешалкин. - М. -.Химия, 1991.-431 с.

5. Кафаров, В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии /

B.В.Кафаров. - М.: Химия, 1971.-496 с.

6. Кафаров, В.В. Основы автоматизированного проектирования химических производств / В.В. Кафаров, В.Н. Ветохин. - М: Наука, 1987. - 623 с.

7. Аншина, М. Л. Предприятие как единый объект автоматизации [Электронный документ] // Сети и системы связи: сетевой журн. - 1998, - №1 (URL: http://www.ccc ru/magazine/depot/98_01/read.html?0201.htm). Проверено 12.09.2013

8. Кутенков, A.M Общая химическая технология / A.M. Кутенков, Т.Н. Бондарева, M Г. Беренгартси. - М.: Высшая школа, 1985. - 446 с.

9. Кафаров, В.В. Гибкие автоматизированные системы в химической промышленности / В.В. Кафаров, В.В. Макаров. - М.: Химия, 1990.

10. Сорока, В.Е. Основы химической технологии / В.Е. Сорока, C.B. Вечная, H.H. Попова. - Л.: Химия, 1986. - 296 с.

11. Белов П.Г.Теоретические основы системной инженерии безопасности.-М: ГНТП «Безопасность», 1996.-426с.

12. Краснов, В.В. Гибкие системы, проблемы внедрения / В Краснов, В. Приходько // Коммунист. -1985. - №12. - с.35.

13. Гибкие производственные комплексы / под ред. П.Н. Белянина и В.А. Лещенко. - М.: Машиностроение, 1984. - 384 с.

14 Гибкое автоматическое производство / под общ. ред. С.А. Майорова и Г В. Орловского. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. - 376 с.

15. Задорский, В.М. Аппаратурно-технологическое обеспечение гибкости химико-технологических систем / В.М. Задорский, С.М. Русалин, А.П. Фокин,

B.Ф. Жиденко // Журн. ВХО им. Д.И. Менделеева. - 1987. - T.XXXII. - в.З. -

C.273-280.

16. Перов, В.М. Использование принципов адаптации при построении гибких автоматизированных производственных систем / В.М. Перов, А.Ф. Егоров // Журн. ВХО им. Д.И. Менделеева. - 1987. - T.XXXII. - в.З. - С.316-321.

17. Black, J.Т. Cellular manufacturing systems reduce setup time, make small lot production economical / J.T. Black // Industrial Engineering. - 1983. - v. 15, No 11. -p. 36-48

18. Макаров, В.В. Математическое моделирование периодических процессов и систем химической технологии / В.В. Макаров. - М.: Изд-во МХТИ им. Д.И.Менделеева, 1984. - 52 с.

19. Ниянзин, Н.Г. Системное проектирование ГПС / Н.Г. Ниянзин. - М.: Изд-во НИИМАШ, 1988.

20. Гибкое автоматизированное производство / В.О. Азбель [и др.]. - Л.: Машиностроение, 1983. - 376 с.

21 Чистовалов, С.М. Создание гибких ХТС для химических производств / С.М. Чистовалов, А.Н. Чернов // Химическая промышленность. - 1994 - №3. -С.199-208.

22. Захаров, В.Н. Системы управления. Задание. Проектирование. Реализация / В.Н Захаров, Д.А. Поспелов, В.Е. Хазацкий. - М.: Энергия, 1972. -344 с.

23. Белянин, П.Н. Технологические языки - неотъемлемые компоненты гибко перестраиваемого автоматизированного производства / П.Н. Белянин // Гибко перестраиваемые автоматизированные производства: сб. трудов НИАТ. -М.:, 1984.-Вып. 416.-С.1-3.

24. Островский, В.А. Опыт создания гибкого автоматизированного производства субстанций фармацевтических препаратов в соответствии с нормами GMP / В.А. Островский [и др.]// Химическая промышленность. - 2003. -Т. 80. -№1 - С. 4-18.

25. Островский, В.А. Гибкие производства малотоннажных химических продуктов / В.А. Островский // Соросовский образовательный журнал. - 2000. -Т.6.-№12.-С. 56-63

26. Бутков, Ю.Г. Состояние и перспективы развития проектирования гибких производственных систем / Ю.Г. Бутков, В. А. Павлечко, Ю.В. Строцев // ТС-3 Автоматизированные системы управления. - M.: ЦНИИТЭИ приборостроения. - 1986. - вып.6. - С. 57-69.

27. Макаров, В.В. Автоматическое управление беструбопроводными химико-технологическими системами / В.В. Макаров, Ю. Генин // Автоматизация и производство. - 2003. - № 2 - С. 22-24.

28. Тимофеев, B.C. Технологические аспекты построения гибких автоматизированных систем / В.С.Тимофеев // Журн. ВХО им. Д.И. Менделеева. -1987. - Т.ХХХИ. - в.З - С.265-267.

29. Островский, Г.М. Оптимизация химико-технологических процессов. Теория и практика / Г.М. Островский, Т.А. Бережинский. - М.: Химия, 1984. - 239 с.

30. Бояринов, А.И. Методы оптимизации в химической технологии / А.И. Бояринов, В.В. Кафаров. - М.: Химия, 1973. - 1973. - 564 с.

31. Petri, С.A. Kommunikation mit Automaten / С.A. Petri // Bonn: Institut fur Instrumentalle Mathematik, Schriften des. - 1962. - N3. also, English translation,

Communication with automat. - New York: Griffins Air Force Base. Tech.rep. RADCTR-65-377. - vol. l.-suppl. 1.- 1966.

32. Кусков, E.K. Математическое обеспечение управления организацией технологических процессов в химико-фармацевтических производствах : дис. ... канд.техн. наук / Е.К. Кусков - М., МХТИ. - 1986

33. Шенон, Р. Имитационное моделирование систем- искусство и наука.-М.:Мир,1978.-458с.

34. Михайлов, В.Ф. Программные средства имитационного моделирования производственных процессов.-София: СБНИПИ «Инерпрограмма», 1985.-106 с.

35. Растригин, JI.A. Современные принципы управления сложными объектами / JI.A. Растригин. - М.: Советское радио, 1980. - 232 с.

36. Киндлер, Е. Языки моделирования / Е. Киндлер. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 288 с.

37. Соломенцев, Ю.М. Управление гибкими производственными системами / Ю.М. Соломенцев, B.JI. Сосонкин. - М.: Машиностроение, 1988. -351 с.

38. Бусленко, Н.П. Лекция по теории сложных систем / Н.П. Бусленко, В.В. Калашников, И.Н. Коваленко. - М.: Советское радио, 1973. - 438 с.

39. Бусленко, В.Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем. - М.: Наука, 1977. - 239 с.

40. Имитационное моделирование производственных систем / под ред. A.A. Вавилова - М.: Машиностроение, 1983. - 416 с.

41. Дьячко, А.Г. Математическое и имитационное моделирование производственных систем / А.Г. Дьячко. - М.: МИСИС, 2007 - 540 с.

42. Иодайтис, B.C. Экономико-математическое моделирование производственных систем / B.C. Иодайтис, Ю.А. Львов. - М.: Высшая школа, 1991,- 191с.

43. Браун, Дж. Использование моделирования как средства разработки ГПС / Дж. Браун // Материалы 2-й международной конференции по ГПС. -Минск: ЦНИИТУ, 1984. - 23 с.

44. Корендясев, А.И. Применение имитационного моделирования при создании гибких производственных систем / А.И. Корендясев, H.A. Серков, С.С. Стояченко // в кн : Проблемы создания гибких автоматизированных производств. -М.: Наука, 1987.-С. 48-56.

45. Бусленко, Н.П. Моделирование сложных систем / Н.П. Бусленко. -изд. 2-е. - М.: Наука, 1978. - 400 с.

46. Джордж Ф. Основы кибернетики.-М.:Радио и связь, 1984.-272с.

47. Котов, B.C. Сети Петри / B.C. Котов. - М.: Наука, 1984. - 160 с.

48. Баранов, С.И. Синтез микропрограммных автоматов (граф-схемы и автоматы) / С.И. Баранов. - изд. 2-е. - Л.: Энергия, 1979. - 232 с

49. Питерсон, Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем / Дж. Питерсон. - М.: Мир, 1984. - 264 с.

50. Поспелов Д.А. Логико-лингвистические модели в системах управления / Д.А. Поспелов - М.: Энергоатомиздат, 1981. - 232 с.

51. Райтер, Р. Распределенное имитационное моделирование дискретно-событийных систем / Р. Райтер, Ж. С. Вальраи // Труды института инженеров электроники и радиоэлектроники. - 1989. - №1. - С.245-262.

52. Бутов, A.A. О реализации секвенциальных автоматов на программируемой логической матрице / A.A. Бутов // Управляющие системы и машины.- 1983 - №5. -С. 8-12.

53. Кузнецов, О.П. О программной реализации логических функций и автоматов/ О П. Кузнецов // Автоматика и телемеханика. - 1977. - №7. - СЛ63-173, №9. - С.137-148.

54. Пупырев, Е.И. Интерпретирующие программы реализации булевых функций и автоматов / Е.И. Пупырев // Автоматика и телемеханика. - 1982. - №1. - С.132-140.

55. Горбатов, В.А. Логическое управление технологическими процессами / В.А. Горбатов, В.В. Кафаров, П.Г. Павлов. - М.: Энергия, 1978. - 272 с.

56. Алешечкин, В.В. Система программ управления химико-технологическими процессами / В.В. Алешечкин, В.А. Коневцов, В.П. Близнюк // Программное обеспечение микропроцессорных устройств и ЭВМ. - М., 1984. -С.113-118.

57 Большаков, И.В. Объектно-ориентированное устройство для управления процессами синтеза лекарственных веществ/ И.В. Большаков // Химико-фармацевтический журнал. - 1983. - т. 17. - №11. - С. 1368-1373.

58. Шукис, A.A. Использование имитационного моделирования в АСУ ГАП / A.A. Шукис // Программное обеспечение для гибких автоматизированных производств. - Калинин, 1985. - С.54-58.

59. Корендясев, А.И. Задачи и возможности имитационного моделирования при проектировании ГПС / А.И. Корендясев // Материалы семинара «Проблемы создания ГАП для различных отраслей машиностроения». -М,- 1985.-С.47-56.

60. Шрайбер, Т. Дж. Моделирование на GPSS / Т. Дж. Шрайбер. - М.: Машиностроение, 1980, 516 с

61. Яковлев Е.И. Машинная имитация.-М:Наука, 1975-232с.

62. Кафаров, В.В. Моделирование сложных химико-технологических процессов на основе методов алгебры логики /В.В. Кафаров, В.Н. Щеглов, И.Н. Дорохов // Доклады АН СССР. - 1976. - т.231. - №6. - С. 1415-1418.

63. Ершов Ю.Л , Полютин Б.А Математическая логика.-М:Наука,1979.-

332с.

64. Кузин, JT.Т. Основы кибернетики. Том 2: Основы кибернетических моделей / Л.Т. Кузин. - М.: Энергия, 1979. - 584 с.

65. Советов, Б.Я. Моделирование систем / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев -М.: Высш. шк. -2001. -343 с:

66. Горелик, А.Г. Управление системой аппаратов периодического действия / А.Г. Горелик, A.A. Геворкян // Теоретические основы химической технологии. - 1985.-т. 19.-№1.-С. 128-130.

67. Кафаров, В.В. Аксиоматический подход к задаче управления химико-технологическими системами / В.В. Кафаров, О.И. Горошин // Доклады АН СССР - 1980.-т 252,-№6.-С.1436-1437.

68. Бирюков, В.В. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза / В.В. Бирюков, В.М. Кантере. - М.: Наука, 1985. -296 с.

69. Клыков, Ю.И. Ситуационное управление большими системами / Ю.И. Клыков. - М.: Энергия, 1974. - 136 с.

70. Поспелов, Д.А. Принципы ситуационного управления / Д.А. Поспелов //Изв. АН СССР. Сер.: Техническая кибернетика. - 1971. - №2. - С. 10-17.

71. Кафаров, В.В. Автоматизация интеллектуальных функций управления непрерывными технологическими процессами в составе АСУ ТП /В.В. Кафаров, О.И. Горошин // Приборы и системы управления. - 1983. -N8. - С.1-3.

72. Позник, В.Г. Ситуационное управление сложными технологическими объектами / В.Г. Позник, В.В. Кобзев // Приборы и системы управления. - 1981. -№9. - С.6-8.

73. Нильсон, Н. Принципы искусственного интеллекта / Н. Нильсон. - М.: Радио и связь, 1985. - 376 с.

74. Кузьмук, В.В. Описание и моделирование параллельных процессов управления с помощью сетей Петри / В.В. Кузьмук // Электронное моделирование. - 1982. - №5. - С.33-39.

75. Лескин, А.А. Сети Петри в моделировании и управлении / А.А. Лескин, П.А. Мальцев, A.M. Спиридонов. - Л.: Наука. - 1989. - 135 с.

76. Мурата, Т. Сети Петри: Свойства, анализ, приложения / Т. Мурата // Труды института инженеров по электронике и радиоэлектронике. - т.77. - №4. -1988. - С.41-45.

77. Murata Т. Use of resource-time product concept to derive a performance measure of time Petri nets. In Proc/ 1985 Midwest Symp. Circuits Systems, Aug. 19-20

78. Orsu М/Т/ Modeling and analysis of distributed database concurrency contred algorithms using and extended Petri net formalism. IEEE Trans Software Eng., v. SE-11, no. 10, pp. 1225-1240, Oct 1994

79. Карп P.M., Миллер P.M. Параллельные схемы программ // Кибернетический сборник,-1976.-№ 13.с.5-61.

80. Баранов С.И., Журавина Л.Н., Песчанский В.А. Метод представления параллельных граф-схем алгоритмов совокупностями последовательных граф-схем// Автоматика и вычислительная техника,-1984-№5.-С.74-81

81. Goltr U/, Reising W. CSP-programs as nets with individual tokens. In Lecture Notes in Computer Science, v. 188, pp. 169-196, 1985.

82. Distante F. A Petri net matrix approach in VLSI functional testing. Microprocessing and microprogramming v.16, no 2-3, p.194, 1985

83. Кузьмук, В.В. Управляющие сети и микропрограммное моделирование параллельных процессов / В.В. Кузьмук. - Киев, 1983, (Препр./АН УССР. Ин-т электродинамики; N 333). - 72с.

84. Кузьмук, В.В. Методика алгоритмического описания и моделирования параллельных процессов управления / В.В. Кузьмук - Киев: Наук. Думка. - 1981. -56 с.

85. Васильев В.В., Кузьмук В.В., Лисицын Е.Б. Сети Петри и моделирование асинхронных процессов в вычислительных устройствах// Докл. АН УССР. Сер.А, 1987.№2., -С.73-76.

86. Филлипс Д., Гарсиа-Диас А. Методы анализа сетей.-М. Мир, 1984.-

496с.

87. Васильев В.В., Кузьмук В.В., Лисицын Е.Б., Петровский А.А., Шумов

B. А. Система специализированного математического обеспечения для моделирования параллельных процессов// УСИМ, №5.-1987. -С.50-55.

88. Кузьмук В.В., Лисицын Е.Б. Моделирование параллельных процессов с использованием аппаратных сетей Петри. Препр./АН УСССР.Ин-т проблем моделирования в энергетике,№127.-Киев: 1988.-42с.

89. Voss, К. A net model of a local arc a network protocol / K.Voss // In Lecture Notes Computer Science. - New York: Springer-Verlag- 1985. - pp.413-437.

90. Marsan M.A., Chiola G., Tumagali A., An accurate performance model of CSMA|CD bus LAN. In LNCS.V.266, pp. 146-161,1985.

91. Alia, H. Modeling and validation of complex systems by coloured Petri nets; application to a flexible manufacturing system / Alia H., Ladet P., Martiner J., Silva-Suarer M. // In Lecture Notes in Computer , v. 188. New York: Springer-Verlag. -1985. - pp.15-31.

92. Халимон, В.И. Система преобразования модели периодического технологического процесса в сеть Петри / В.И. Халимон, Е.В. Савина // Математические методы в технике и технологиях, сб. трудов 13 междун. науч. конф. ММТТ. - СПб. -2000. - Т. 6. - С. 103-104.

93. Кениг, Р. Минимизация сетей Петри, интерпретированных с точки зрения техники управления процессами / Р. Кениг // в кн.: Автоматизированное проектирование дискретных управляющих устройств. - М.: Наука. - 1980. -

C. 187-200.

94. Баранов, А. А. Подсистема имитационного моделирования работы производственных линий / А. А. Баранов, А. Р. Денисов, М. Г. Левин // Управление большими системами. -2008. -№21. -С. 173-185

95. Слепцов А.И., Юрасов A.A. Автоматизация проектирования управляющих систем гибких автоматизированных производств / А.И. Слепцов, A.A. Юрасов // под ред Б. Н. Малиновского. - К.: Техшка, 1986 - 110 с.

96. Шайкин, А.Н. Моделирование и управление химико-технологическими процессами с использованием нечетких сетей Петри: автореф. дис канд техн наук 05 13 06 /АН Шайкин//М., 2002. - 20 с.

97. Веревкин, А.П. Моделирование процессов принятия решений в сложных системах управления / А.П. Веревкин, Т.М. Муртазин // Проблемы нефтегазового комплекса России. Материалы международной конференции, УГНТУ. - Уфа. 1998. - С. 85 - 88.

98. Сочнев, А. Н. Оперативное управление производственными системами на основе сетей Петри ■ автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.13.01 / А.Н Сочнев//Красноярск. Из-во КГТУ. 2005.-20 с.

99. Ямпольский, JI С. Управление дискретными процессами в ГПС /JI.C. Ямпольский [и др.] - К.: Тэхника; Вроцлав: Изд-во Вроцлав, политехи, ин-та; Токио- Токосё, 1992.— 251 с.

100. Голиков, В.К. Сети Петри в ситуационном управлении и имитационном моделировании дискретных технологических систем / В.К. Голиков, К.Н Матусов, В.В. Сысоев. - М.: Радиотехника. - 2002. - 227 с.

101 Радченко, Е Г Методы режимного и потокового динамического моделирования производственных систем: дис. канд. техн. наук / Е.Г. Радченко -М., Ин-т проблем управления РАН. - 2005.

102. Taniguchi, К On equivalence of safe Petri nets / K. Taniguchi, T. Matsuura, Y. Sugiyama, T. Kasami // Math. Res. - v.2, 1979. - p. 430-436

103. Patil, S. Coordination of Asynchronous Events / S. Patil// Ph.D. dissertation, Department of Electrical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts. - May. - 1970. - p.234.

104. Олейниченко, Р.А. О построении правильных сетей Петри / Р.А. Олейниченко// Автоматика и телемеханика. - №12. - с.130-139.

105. Noe, J.D. A Petri net model of the CDC 6400 / J.D. Noe// Proc. ACM/SIGOPS Workshop on Systems performance Evaluation. - 1971. - pp.362-378

106. Valette, R. Analysis of Petri Nets by stepwise refinements / R. Valette// J. Computer and system Science. - 1979. - N8. - p.34-46.

107. Hansal, A. On marked graphs III / A. Hansal, G.M. Schwab// Rep. LN 25.6.038, IBM Vienna Labs, Vienna. - Sept. - 1972. - p.157

108. Hack, M. Analysis of Production Schemata by Petri Nets / M. Hack//Master's thesis, Department of Electrical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts. - Febriary. - 1972. - p. 197

109. Jump, J.R. On the equivalence of asynchronous control structures / J.R. Jump, P.S. Thiagarajan// SIAM J. Comput. - v.2. - 1973. - No2. - pp. 43-47.

110. Murata, T. Analysis of marked graphs and Petri net by matrix equations / T. Murata, R.W. Church // Res. Rep. MDC 1.1.8, Dept. Imf. Ing., Univ. Illinois, Chicago Circle. - Nov. - 1971.-pp.27-34

111. Jump, J.R. On the interconnection of asynchronous control structures. / J.R. Jump, P.S. Thiagarajan// J. ACM. - 1975. - v.22. - N4. - pp. 65-71.

112. Jensen, K. Colored Petri Nets and the Invariant Method / K. Jensen // Theor. Сотр. Sci. - 1981.-N14.-pp. 317-336

ИЗ. Омаров, O.M. Использование CF-сетей для описания и моделирования параллельных вычислительных процессов / О.М. Омаров // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2006. - №7. - С. 22-26.

114. Jensen, К. How to Find Invariants for Colored Petri Nets/ K. Jensen //Сотр. Sci. Dep. Aarus Univ., Denmark, DAI MI PB 120. - 1980. - pp. 78-81

115. Сорокин, A.H. Моделирование и анализ распределенных сервис-ориентированных систем с применением аппарата высокоуровневых сетей Петри

/ А.Н. Сорокин // Информ. технологии моделирования и управления. - 2006. -Вып. 4.-С. 495-503.

116. Peterson J. A note on colored Petri nets. - Inform. Process. Left - 1980. -11.-Nl.-

117. Толстов, E.B. Моделирование шаблонов бизнес-процессов сетями Петри / E.B. Толстов // Информ. технологии моделирования и управления. - 2006. -Вып. 4. - С. 462-469.

118. Chiola, G. Introducing a Color Formalism into Generalized Stochastic Petri Nets / G. Chiola, G. Bruno, T. Demaria // proc. 9th European Workshop on Application and Theory of Petri Nets. - Venezia, Italy. - June, 1988. - pp 202-215

119. Жолткевич, Г. H. Об одной логической модели распределенной обработки информации на базе сетей Петри с модифицированной динамикой / Г. Н. Жолткевич, Е. В. Дуравкин // Вюник НТУ "ХП1" Сборник наукових праць. Тематичних випуск "Системний анал1з, управлшня та шформацшш технологи". -Харьюв НТУ "ХП1". - 2006. - №19. - С. 41-46

120. Беликов, В.К. Два подхода к определению модели раскрашенной сети Петри / В.К. Беликов // Депонир рукопись: ВИНИТИ 17.12.85 N 8699-в 85. -М.:ВИНИТИ, 1985. - 205 с.

121. Дуравкин, Е. В. Использование аппарата Е-сетей для моделирования систем управления с элементами искусственного интеллекта / Дуравкин Е. В. // BicTHHK Харьк. Нац. ун-та, Сер. "Математичне моделювання. 1нформацшш технологИ'. Автоматизоваш системи управлшня".- вип. 3. - 2004. - №629. - С.5-10

122. Jensen, К. High-level Petri-nets/ К. Jensen //Application and Theory of Petri-Nets. Informatik Fachberchte, b.66. - Springer-Verlag. - 1983. - pp. 166-180.

123. Суконщиков, А.А. Системы поддержки принятия решений на базе аппарата сетей Петри / А.А. Суконщиков, Д.Ю. Крюкова // Информационные технологии в проектировании и производстве. - 2008. - № 3. - С. 45-49.

124. Genrich, H. S-Invariance in Predicate-Transition Nets / H. Genrich, K. Lautenbach 11 Application and Theory of Petri Nets. Informatik-Fachberichte, b. 66. -Springer-Verlag. - 1983. - pp. 98-111.

125. Окунишникова, E. В. Способ построения раскрашенных сетей Петри, моделирующих Estelle-спецификации / Е. В. Окунишникова, Т. Г. Чурина // Проблемы спецификации и верификации параллельных систем. — Новосибирск, 1995.-С. 95-123.

126. Sifakis, J. Performance Evaluation of Systems, using Petri Nets / J. Sifakis // Lecture Notes in Computer Science. V.84. - 1980. - pp. 307-319.

127. Ломазова, И. А. Объектно-ориентированные сети Петри: формальная семантика и анализ / И. А. Ломазова // Системная информатика. - 2002. - № 8. -С. 143-205.

128. Ramchandani, С. Analysis of asynchronous concurrent systems by timed Petri nets / C. Ramchandani // Ph.D. thesis, MIT. - Cambridge, Mass, USA. - 1973

129. Матренина O.M. Математическое моделирование многономенклатурных дискретно-непрерывных химико-технологических систем производств нитратов целлюлозы // дис. канд.тех.наук. - Казань: 2010. -235с.

130. Florin, G. One-Place Unbounded Stochastic Petri Nets: Ergodic Criteria and Steady-State Solution / G. Florin, S. Natkin // Elsevier Science Publishing Co. Journal of Systems and Software. - 1986. - vol. 1. - N. 2. -pp 103-115.

131. Цапко, С.Г. Е-сети с приоритетами / С.Г. Цапко // Материалы IV-ой Всероссийской научно-технической конференции «Новые информационные технологии. Разработка и аспекты применения».-Таганрог, 2001. - С. 23-25.

132. Иванов, Н.Н. Алгебраический метод решения проблемы отсутствия тупиковых разметок в сетях Петри / Н.Н. Иванов //Автоматика и телемеханика. — 1991. - №7. - С. 125-130.

133. Юдицкий, С.А. Конвейерные дискретные процессы и сети Петри / С.А. Юдицкий // Автоматика и телемеханика. - 1983. - N6. - С. 99-100.

134. Иванов, Н.Н. Условия существования предельного распределения вероятностей разметок во временных стохастических сетях Петри / Н.Н. Иванов //Автоматика и телемеханика. - 1992. -№7. - С.149-155.

135. Zuferek, W.M. Perfomance evaluation using extended time Petri nets / W.M. Zuferek // International Workshop on Timed Petri Nets. - 1985. - pp.272 -278.

136. Иванов, Н.Н. Временные стохастические сети Петри с неэкспоненциальными законами распределения времени срабатывания переходов / Н.Н. Иванов //Автоматика и телемеханика. - 1994. - №9. - С. 156 - 166.

137. Marsan, М.А. A class of generalized stochastic Petri Nets for the perfomance evaluation of multiple processor systems / M.A. Marsan, G. Balbo, G. Cjnte// Proc. Perfomance 83, AMC Sigmetrics. - Oct. - 1983. - pp.198-199.

138. Иванов, Н.Н. Полумарковские процессы во времени стохастических сетей Петри / Н.Н. Иванов //Автоматика и телемеханика. - 1994. - №3. - С. 117128.

139. Molloy М.К. Perfomance modeling using stochastic Petri nets / M.K. Molloy // IEEE Trans. Comput. - 1982. U. с. - 31. - N9. - pp.913- 917.

140. Баев, В.В. Характеризация задачи достижимости на сетях Петри / В.В. Баев // Тезисы, докладов X Всесоюзного симпозиума "Логическое управление с использованием ЭВМ". Устинов: ВИНИТИ. - 1987. - С.176-177.

141. Тропашко, В.В. Двойственность устойчивых сетей Петри и маркированных графов/ В.В. Тропашко // Автоматика и телемеханика. - 1992. - №8. -С.134-142.

142. Баев, В.В. Моделирование систем реального времени на основе расширения сетей Петри /В.В. Баев // Техническая кибернетика. - 1992. - №3. -С. 171-175.

143. Keller, R.M. Vector replacement systems: a formalism for modeling asynchronous systems / R.M. Keller // TR 117, Comput. Sci. Lab., Princeton Univ., Dec. - 1972.-pp. 57-82

144. Keller, R.M. A Fundamental Theorem of Asynchronous Parallel Computation / R.M Keller// Lect. Notes in Сотр. Sci. - 1974. -N24. - pp. 102-112.

145. Jones, N.D. Complexity of some problems in Petri nets / N.D. Jones, L.H. Landweber, Y.E. Lien // Theor. Comput. Sci., 1977, N4. - pp. 43-49

146. Finkel, A. FIFO-nets; a new Model of Parallel Computation / A. Finkel, G. Memmi // Theor. Сотр. Sci. - 1983. -N5-7.-pp.111-121.

147. Таль, А.А. Иерархия и параллелизм в сетях Петри / А.А. Таль, С.А. Юдицкий // Автоматика и телемеханика. - 1982. - №7. - С. 56-61.

148. Руднев, В.В. Словарные сети Петри / В.В. Руднев // Автоматика и телемеханика - №4. - 1987. - С. 102.

149. Кишеневский, М А Сети Петри и анализ переключательных систем / М.А Кишеневский, А Р. Таубин, Б.С. Цирлин // Кибернетика. - 1982. - №4. - С. 89-96.

150 Noe, J.D. Makro-E-Nets for Representation of Parallel Systems / J.D. Noe, G.J. Nutt // IEEE Trans, on Elektron. Comput. - 1973. - N8. - pp.718-727.

151. Басырова, Д.И. Система безопасности техпроцесса регенерации компонентов из полимерных композиции /Д.И. Басырова, А.П. Кирпичников, О.Т. Шипина // Вестник Казанского технологического университета. - Казань, 2010. -№9. -С 203-210

152. Басырова, Д.И. Об одном подходе к моделированию функционирования дискретно непрерывных химико-технологических систем / Д.И Басырова, О.М Матренина, А.П Кирпичников, О.Т. Шипина, А.В. Косточко // Вестник Казанского технологического университета. - Казань, 2011. - №13,-С.146-151.

153. Басырова, Д.И. Модель техпроцесса регенерации компонентов из энергетических конденсированных систем / Д И. Басырова, Д.И Махмутова, О.Т. Шипина, А П Кирпичников, М Н Карпова // Вестник Казанского технологического университета - Казань, 2011. - №13 - С. 156-160.

154. Басырова, Д.И. Математическая модель оптимизации процесса удаления растворителей из полимерных элементов на стадии вымачивания / Д.И. Басырова, Д.И. Махмутова, О.Т. Шипина, A.B. Косточко, А.П. Кирпичников // Вестник Казанского технологического университета. - Казань, 2012. - т.15. - №1. -С.187-191.

155. Басырова, Д.И. Технологический модуль очистки сточных вод производства полимеров. / Д.И. Басырова, C.B. Анаников, С.Н.Савдур // Вестник Казанского технологического университета. - Казань, 2012.- т.15 - № 6. -С. 121124.

156. Басырова, Д.И. Модель системы логического управления биоочисткой нефтесодержащих технологических стоков / Д.И. Басырова, Н.В. Морозов, Л.И. Тухватуллин, К. М. Давлетгараев, Д. Н. Ахунов // Материалы научно-технической конференции по вопросам информатики и информационной безопасности. -Казань, 2006. - С.70-73.

157. Басырова, Д.И. Модификация сетей Петри, ориентированная на моделирование дискретно-непрерывных производств / Д.И. Басырова, А.Р. Хафизов // XIV Туполевские чтения: Материалы международной молодежной научной конференции 10-11 ноября 2006г.- Казань, 2006.-С.34-35.

158. Басырова, Д.И. Анализ функционирования химико-технологических систем на основе сетевой модели ./ Д.И. Басырова // Тинчуринские чтения: Материалы 2-й молодежной международной конференции 26-27 апреля 2007г. -Казань, 2007.-Т.З.-С. 143-144.

159. Басырова Д.И. Разработка имитационной модели системы автоматизированного учета и контроля потребления энергоносителей / Д.И. Басырова, И.Р. Гильмашин, Р.Ф. Маннанов // Материалы XIX Всероссийской межвузовской научно-технической конференции Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и

диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий.4.2.-14-16 мая 2007г.-Казань, 2007. - С.216-218.

160. Басырова, Д.И. Математическое моделирование тепломассопереноса в процессе сушки полимерных продуктов / Д.И. Басырова, A.A. Газимзянова // Тинчуринские чтения: Материалы докладов 3-й молодежной международной ' научной конференции, посвященной 40-летию КГЭУ- Казань, 2008. - т. 1.-С. 192193.

161. Басырова, Д.И. Модель экстракции растворителя в системе «Твердое тело-жидкость» в производстве природных полимеров / Д.И. Басырова, Э.В.Палий, М.Е.Палий // Тинчуринские чтения: Материалы докладов 3-й молодежной международной научной конференции, посвященной 40-летию КГЭУ. - Казань, 2008. - т. 1.-С. 197-198.

162. Басырова, Д.И. Математическое моделирование кинетики процессов регенерации полимерных продуктов / Д.И. Басырова, О.Ю.Захарова // Тинчуринские чтения: Материалы докладов 3-й молодежной международной научной конференции, посвященной 40-летию КГЭУ -Казань, 2008. - т. 1.-С. 195.

163. Басырова Д.И. Расчет кинетики сушки изделий из природных полимеров на основе математической модели процесса/ Д.И. Басырова, J1.P. Гайнуллина // Тинчуринские чтения: Материалы докладов 3-й молодежной международной научной конференции, посвященной 40-летию КГЭУ. -Казань, 2008. -Т.1.-С.193-194.

164. Басырова Д.И. Математическая модель технологического процесса сушки изделий из природных полимеров / Д.И.Басырова, Ю.В.Верина // Тинчуринские чтения: Материалы докладов 3-й молодежной международной научной конференции, посвященной 40-летию КГЭУ.-Казань,2008.-т. 1.-С. 190-191

165. Басырова Д.И. Методика моделирования многономенклатурных дискретно-непрерывных химико-технологических систем модифицированными сетями Петри / Д.И. Басырова, В.К. Мингазова, О.М. Матренина // Материалы XX

Всероссийской межвузовской научно-технической конференции Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий.Ч.1. 13-15 мая 2008г. - Казань, 2008. - С.385-387.

166. Басырова Д.И. Модель техпроцесса регенерации устаревших полимеров / Д.И Басырова, Б.Ф. Двоеглазов // Материалы докладов итоговой научно-практической конференции Социально-экономические проблемы становления и развития рыночной экономики. - Казань, 2009. - т.1. -С.109-112.

167. Басырова Д.И. Кинетика процесса регенерации устаревших полимерных продуктов / Д И. Басырова, Д.И. Махмутова., О.Т.Шипина // Материалы докладов Всероссийской научно-технической и методической конференции Современные проблемы технической химии. - Казань, 2009. - С. 173.

168. Басырова Д.И. Компьютерно-интегрированные производства, как этап разработки ГАПС спецхимии / Д.И. Басырова, В.А. Песошин, Д.Н.Ахунов, А П.Кирпичников // Материалы научно-технической конференции по вопросам информатики, вычислительной техники и информационной безопасности. -Казань, 2006 - С.76-78.

169. Басырова, Д.И. Программный макет системы обеспечения безопасности техпроцесса регенерации устаревших взрывчатых материалов / Д.И. Басырова, Э Ю Бинеев // Туполевские чтения: Материалы международной молодежной научной конференции 10-11 ноября 2005г.- Казань, 2006.-Т.З.-С.4-6.

170 Басырова Д.И. Модель системы управления производством полимерных блоков / Д.И. Басырова, В.К. Мингазова, Д.И. Махмутова // Тезисы докладов научно-технической конференции молодых специалистов и ученых, посвященной Дню ракетных войск и артиллерии и 80-летию со дня рождения Валеева Г.Г 25 ноября 2010 г -Казань, 2010 - ГосНИИХП.-С.34.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. БАЗА СП-ШАБЛОНОВ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДНХТС

Шаблон элемента ДНХТС Графическое и аналитическое представление шаблонов

Источник сырья вместимостью Ь кг с К выходами, расход по М кг Ь=50000 К=3 М=10 и Л ¡А./^ С - "1 Аналитическое описание 1(И)={ р1 * 10} 1<Ч2)={ р1*10} 1(гЗ)={ р1* Ю> 0(П)={ } 0(12)={ } 0(13)={ } М=(50000)

Позиция сток с К входами, по 1 кг К=2 И® Аналитическое описание 1(П)={ } 0(11)={р1*1 } Щ)={ } 0(12)={ р1*1 } М=(0)

Мерник (дозатор) дозирующий К кг реакционнной массы К=2000 с1 боо^ ^®—И Аналитическое описание 1(11)={ р1 *2000 } 0(П)={ р2*2000 } 1(г2)={ р2*2000 } 0(Ч2)={ р1*2000 } М=2000

Аппарат периодического действия с одним входом и одним выходом, обрабатывающий К кг сырья Моделируется аналогично. Временная задержка в позиции р2 интерпретируется как реализация техпроцесса.

Мерник (дозатор) дозирующий К кг реакционнной массы, имеющий к1 входов к2 выходов К=2000 к 1=2 к2=3

Аналитическое описание 1(И)={ р1*2000 } Щ)={ р1*2000 } 1(13)={ р2*2000 } Щ4)={ р2*2000 } Щ5)={ р2*2000 }

0(И)={ р2*2000 } 0(£)={ р2*2000 } 0^3)={ р1*2000 } 0(г4)={ р1*2000 } 01(15)= { р1*2000 } М=2000 О

АПД с к1 входом и одним выходом, обрабатывающий К кг сырья_

Моделируется аналогично, задержка в позиция р2 интерпретируется как реализация техпроцесса

АПД вместимостью в М кг, порционной загрузкой М кг и порционно разгрузкой М кг с 1 входом и 1 выходом М=50

Аналитическое описание Щ1)={ рЗ*50 } 0(И)={ р1*50 } Щ2)={ р1 *50> 0(Й)={ р2*50 } 1(13)={ р2*50 } 0(г3)={ рЗ*50 1} М=(0 О 50 )_

АПД вместимостью в М кг, порционной загрузкой М кг и порционно разгрузкой М кг с к1 входом и к2 выходом

к1=2 к2=3 М=50

Аналитическое описание

1(П)={ рЗ*50 }

Щ2)={ рЗ*50}

Щ3)={р1*50}

Щ4)={ р2*50}

1(15)={ р2*50}

1(1б)={ р2*50}

0(11 )={ р1*50 } 0(12)={ р1*50} 0(13)={ р2*50} 0(14)={ рЗ*50} 0(15)={ рЗ*50} 0(1б)={ рЗ*50} М=(0 0 50)

АПД вместимостью в М кг, порционной загрузкой в гп1 кг и порционной разгрузкой в ш2 кг

М=5000 1011=500 т2=250

Аналитическое описание I(tl)={ р4*500 } I(t2)={ pl*500 } I(t3)={ р2*250 } I(t4)={ рЗ*5000 } 0(tl)={ pl*500 } 0(t2)={ р2*500 } 0(t3)={ рЗ*250 } 0(t4)={ р4*5000 } М=(0 0 250 5000 )

АПД с к1 входами и к2 выходами вместимостью М кг порционной загрузкой в ш1 кг и порционной разгрузкой в т2 кг

rnl=500 т2=250 М=5000 kl =2 k2 =3

Аналитическое описание

I(tl)={pl*500 } I(t2)={ pi *500 } I(t3)={ р2*5000 } I(t4)={ р4*5000 } I(t5)={ рЗ*250 } I(t6)={ рЗ*250 } I(t7)={ рЗ*250 }

0(tl)={p2*500 } 0(t2)={ p2*5000 } 0(t3)={ p3*5000 } 0(t4)={ pi*5000 } 0(t5)={ p4*250 } 0(t6)={ p4*250 } 0(t7)={ p4*250 }

5000 0 0 5000

Буферная емкость вместимостью К кг принимающая порции по т1=500кг и разгружащая порции по т2 кг

К=5000 т1=500 ш2=250

Аналитическое описание 1(П)={ р2*500 } 1(12)= { р1*250 }

0(И)={ р1*500 } 0(12)={ р2*250 }

О 5000

Аппарат полунепрерывного действия с буфером на входе и буфером на выходе

Вместимость буфера на входе 300 кг на выходе 500кг

(3

Аналитическое описание

1(И)={ р1*300 } 1(12)={рЗ*5р2*5 } 103)={ р4*500 }

0(И)={ р3*300 } 0(12)={ р4*5 р1*5 } 0(13)={ р2*500 }

300 500 0 0

Аппарат полунепрерывного действия с к1 буферами на входе и к2 буферами на выходе

к1=2 к2=2

Позиция рЗ моделирует общий коллектор

'у® р 1 от \Л'

аУй а>

Аналитическое описание 1(11)={р6*1 } 1(12)={р7*1 } 1(13)={р1*1 } 1(14)= { р2*1 } 1(15)={рЗ*1 р8*1 } 1(1б)={рЗ*1 р9*1 } 1(17)= { р4*1 } 1(18)={ р5*1 }

0(11)={ р1*1 } 0(12)= { р2*1 } 0(13)={р6*1 рЗ*1 } 0(*4)={ р7*1 рЗ*1 } 0(15)= { р4* 1 } 0(1б)={р5*1 } 0(17)={ р8*1 } 0(18)={ Р9*1 }

0 0 0 0 0 50 50 50 50

Аппарат непрерывного действия с запорной арматурой ©-^ л Аналитическое описание 1(П)={р1*1 } 0(П)={р1*1 } 0

Депо готового продукта с К входами, по М кг К=3 М=10 п к 12 Хш Аналитическое описание 1(11)={ } 0(П)={р1*10} 1(12)={} 0(г2)={ р1*10 1(13)={ } 0(13)={р1*Ю 0