CC BY
32
Vol. 10. No. 2 (56). 2015
Е. Р. Мошев, канд. техн. наук, доцент, Пермский национальный исследовательский
политехнический университет, emoshev@perm.ru
В. П. Мешалкин, член-корр. РАН, докт. техн. наук, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, г. Москва, clogist@muctr.ru Р. А. Кантюков, канд. техн. наук, ООО «Газпром трансгаз Казань», г. Казань, info@tattg.gazprom.ru Р. К. Гимранов, ООО «Газпром трансгаз Казань», г. Казань, info@tattg.gazprom.ru
Эвристическо-вычислительные инструменты компьютеризированной интегрированной логистической поддержки промышленных трубопроводных систем
Разработаны эвристическо-вычислительные инструменты компьютеризированной интегрированной логистической поддержки промышленных трубопроводных систем: логико-информационная модель жизненного цикла трубопроводных систем; фреймовые и продукционные модели представления знаний о технических и конструкционных характеристиках трубопроводов; эвристическо-вычислительные алгоритмы расчета технических и конструкционных характеристик трубопроводных систем .
Ключевые слова: эвристическо-вычислительные инструменты, интегрированная логистическая поддержка, логико-информационная модель, трубопроводные системы, фрейм, продукционные правила, модель представления знаний, база данных, жизненный цикл, надежность, комплекс программ, техническое обслуживание и ремонт.
введение
Сложность трубопроводных систем (ТС), соединяющих между собой агрегаты и производства, высокие температуры и давления транспортируемых по ним взрыво- и пожароопасных, химически агрессивных и токсичных веществ, обусловливают существенное влияние инженерно-технических характеристик трубопроводных систем на экономическую эффективность, надежность, промышленную и экологическую безопасность предприятий химической индустрии, а также других отраслей производства [1]. В частности, ТС широко используются в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, а также на предприятиях топливно-энергетического комплекса.
В условиях производства поддержание работоспособного состояния трубопроводов обеспечивается системой технического обслуживания и ремонта (ТОиР). Система ТОиР — это совокупность взаимосвязанных специальных технических средств, документации технического обслуживания и ремонта, а также исполнителей, осуществляющих поддержание и восстановление качества изделий, входящих в эту систему [2]. Одним из факторов, определяющих качество ТОиР, является интегрированная логистическая поддержка (ИЛП). ИЛП — это совокупность видов инженерной деятельности, реализуемых посредством управленческих, инженерных и информационных технологий, ориентированных на обеспечение высокого уровня готовности изделий (в том числе показателей, определяющих готов-
Том 10. № 2 (56). 2015
ность, — безотказности, долговечности, ремонтопригодности, эксплуатационной и ремонтной технологичности и др.) при одновременном снижении затрат, связанных с их эксплуатацией [3]. При этом предполагается, что принципы ИЛП должны реализоваться на всех этапах ЖЦ.
В настоящее время ИЛП трубопроводных систем осуществляется преимущественно с использованием разрозненных комплексов программ (КП), что объективно обусловливает следующие существенные недостатки в организации ИЛП: многократное дублирование операций поиска, ввода и обработки одних и тех же данных; многократное создание однотипных схем и чертежей на каждом этапе ЖЦ; большое количество рутинных неавтоматизированных процедур; низкую скорость компьютерного формирования требуемой документации и выполнения необходимых инженерно-технических и организационно-управленческих расчетов; сложность обмена данными между субъектами ЖЦ трубопроводных систем. Наличие этих недостатков снижает качество ИЛП, и как следствие, падают показатели надежности эксплуатации, промышленной безопасности и экономической эффективности предприятия в целом.
Анализ состояния научных исследований по ИЛП в различных отраслях обрабатывающей промышленности показал, что для устранения вышеуказанных недостатков необходимо разработать и применять специальные эвристическо-вычислительные инструменты компьютеризированной интегрированной логистической поддержки. Под эвристическо-вычислительными инструментами в настоящей статье понимаются модели и алгоритмы, основанные на использовании теории искусственного интеллекта, методов математического моделирования, методов логистики ресурсосбережения в сфере организации производства [4] и современных концепций ИЛП жизненного цикла промышленных изделий.
Исходя из сказанного, с целью повышения экономической эффективности, надеж-
ности, промышленной и экологической безопасности производственных предприятий разработан КП «Трубопровод» ИЛП трубопроводных систем на протяжении всего жизненного цикла [5; 6]. В настоящей статье рассмотрены эвристическо-вычисли-тельные инструменты этого комплекса программ, а именно — модели и алгоритмы интегрированной логистической поддержки промышленных ТС.
комплексная логико-информационная модель жизненного цикла трубопроводных систем
Комплексная логико-информационная модель жизненного цикла трубопроводных систем разрабатывалась с использованием методологии системного подхода [7; 8], концепции «редукционизма», предложенной академиком А. Л. Бучаченко для исследования сложных физико-химических процессов, и концепции единого информационного пространства или интегрированной информационной среды [9; 10].
Комплексная модель (рис. 1) содержит три блока различных моделей, адаптированных к соответствующим этапам жизненного цикла ТС и увязанных в единую информационную структуру с целью создания комплексного представления о ТС, необходимого для решения сложных инженерно-технических и организационно-управленческих задач ИЛП на всех этапах жизненного цикла. При этом полагается, что форма и содержание электронной информации о ТС на всех этапах ЖЦ должны быть представлены таким образом, чтобы любой участник процесса принятия организационно-управленческих и инженерно-технических решений по ИЛП мог выполнять требуемые задачи с высокой достоверностью и минимальными затратами времени. Организация информации о рассматриваемом объекте должна быть приведена в виде единого информационно-структурированного комплекса, обеспечивающего наглядность и визуализацию больших массивов данных.
-ч ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА / JOURNAL OF APPLIED INFORMATICS
Vol. 10. No. 2 (56). 2015 '
Внутренний и внешний обмен данными комплексной модели должен осуществляться с помощью различных БД.
Разработанная комплексная логико-информационная модель (см. рис. 1) позволяет автоматизировать ИЛП жизненного цикла трубопроводных систем и организовать взаимодействие всех ее субъектов в едином информационном пространстве. При этом исключается выполнение дублирующих процедур ИЛП, устраняется противоречивость данных, обеспечивается высокая скорость их обмена и обработки.
С целью снижения высокой размерности общей задачи ИЛП был использован метод декомпозиции, в результате применения которого комплексная логико-информационная модель ИЛП жизненного цикла ТС сведена к трем логико-информационным моделям: проектируемых, монтируемых и эксплуатируемых ТС. Указанные модели разработаны с использованием технологии
IDEF0 [11; 12], являющейся неотъемлемой частью CALS технологий [9], и имитируют процедуры логистической поддержки трубопроводных систем как сложные организационно-технологические процедуры принятия решений. В дополнение к логико-информационным моделям ИЛП этапов жизненного цикла ТС разработаны фреймовые и продукционные модели представления знаний (МПЗ), а также формализующие выполнение процедур ИЛП эвристическо-вычисли-тельные алгоритмы.
Фреймовые модели представления знаний об интегрированной логистической поддержке жизненного цикла трубопроводных систем
Для описания декларативных знаний о ТС были выбраны фреймы (ФР), которые относятся к моделям структурно-лингвистического типа и применяются для моделиро-
ТЗ, ТР, НТД ПТД
НТД
ПТД, ЭД, НТД
Рис. 1. Блок-схема комплексной логико-информационной модели жизненного цикла трубопроводных систем: ТЗ — техническое задание; ТР — технологический регламент; НТД — нормативно-техническая документация; ПТД — проектно-техническая документация; ЭД — эксплуатационная документация; БД — база данных; ВИС — внешние информационные
системы
Fig. 1. The block diagram of integrated logic-information model of the life cycle of pipeline systems: ТЗ — technical specifications; ТР — technological regulations; НТД — normative-technical documentation; ПТД — project-technical documentation; ЭД — operational documentation; БД — database; ВИС — external information system
Том 10. № 2 (56). 2015
вания и переработки разнообразных знаний различных производственных объектов [13]. Разработка ФР моделей осуществлялась с применением концептуального и таксономического анализа научно-технической, паспортной, эксплуатационной и ремонтной документации о ТС, а также с учетом знаний экспертов прикладной области. Разработаны две фреймовые модели представления знаний: «Конструкционные характеристики трубопровода» и «Эксплуатационные характеристики трубопровода». Модель «Конструкционные характеристики трубопровода» представляет собой сеть ФР (рис. 2).
На рис. 2 введены следующие обозначения: Q = (q1,...,q¡ ,...,qn) — атрибуты, А = (а(1,...,а(у ,...,а,т) —характеристики
атрибутов, где ( = 1, п — порядковый номер атрибута, п — количество атрибутов ФР,
! = 1, т — порядковый номер характеристики (-го атрибута, т — количество характеристик (-го атрибута; пэ — количество элементов трубопровода; П — количество фланцевых соединений трубопровода; пс — количество сварных соединений трубопровода; Ду — условный диаметр; Ру — условное давление; пР — количество болтовых отверстий во фланце.
Пунктирной линией на рис. 2 обозначены ассоциативные связи. Наличие слота (незаполненное поле)позволяет лицу, принимающему решение, дополнять или расширять знания о рассматриваемом объекте в тех случаях, когда это необходимо.
Модель «Эксплуатационные характеристики трубопровода» также является сетью ФР, где представлены все актуальные для действующих ТС общетехнические ха-
Фрейм-прототип «Конструкционные характеристики трубопровода»
qi Основной Ду 0..1 q1 Труба q1 Характеристики шпилек
ai. 1 Слот 0..1 aL 1 ФР «Труба»
a1 1 № позиции
q2 Основной материал qi Тройник aL 2 Марка стали
1.. пэ ai 1 Слот 0..1 ai 1 ФР «Тройник»
а1. 3 Стандарт стали
q3 Элемент q3 Отвод a1 4 Марка резьбы
0.. nf a3.1 № позиции 0.. 1 —> аз. 1 ФР «Отвод» a1.5 Стандарт
аз i ФР «Элемент» a1.6 Длина
аз з Слот q4 Переход a, 7 Шаг резьбы
a4 1 ФР «Переход» ai 8 Марка
q4 Фланцевое соединение
0..1 q6 Фланец a1.9 пр
a6 1 ФР «Фланец» a110\ Слот
a4.1 № позиции
a4 2 № поз. фланца 1 - -' > q1 Характеристики гаек
a4.3 № поз. фланца 2 q1 Характеристики прокладки
a4 4 ФР «Шпильки» a1.1 № позиции
a4.5 ФР «Гайки» aL 1 № позиции a1.2 Марка стали
a4.6 ФР «Прокладка» 5» an Ду a1.3 Стандарт стали
a4.7 Слот a1.3 Ру a1.4 Марка резьбы
a1 4 Стандарт a1.5 Стандарт
0.. nc q5 Сварное соединение
a5.1 № позиции aL 5 Марка a1.6 Высота
a1 6 Материал a1.7 Шаг резьбы
a5 2 ФР «Сварное соединение»
aL 7 Толщина a1.8 Марка гайки
a18 Ширина a1.9 2*пр
a5.3 Слот a1.9 Слот 1
"1.1U\ ^Jiui
Рис. 2. Блок-схема фрейм-прототипа «Конструкционные характеристики трубопровода» с декомпозицией подфреймов: «Шпильки», «Гайки», «Прокладка» Fig. 2. The block diagram of the frame-prototype «Structural characteristics of the pipeline» with decomposition sub-frames: «Stud bolt», «Nuts», «Sealing gasket»
Vol. 10. No. 2 (56). 2015
рактеристики, в том числе: параметры технологического режима; свойства рабочей среды; записи о гидравлических испытаниях, технических обследованиях, результатах ремонтов и реконструкций; сведения о межремонтном пробеге, периоде ревизий и остаточном ресурсе.
Отличием разработанных фреймовых МПЗ является учет технологической структуры ТС и нормативно-технических требований к проектируемым, монтируемым, эксплуатируемым и ремонтируемым трубопроводам, что позволяет автоматизировать и существенно повысить качество ИЛП жизненного цикла ТС, а следовательно — экономическую эффективность и промышленную безопасность всего предприятия.
Продукционные модели представления знаний об интегрированной логистической поддержке жизненного цикла трубопроводных систем
Продукционные модели представления знаний совместно с логико-информационными моделями и фреймовыми МПЗ необходимы для разработки формализованных эвристико-вычислительных процедур ИЛП и содержат набор продукционных правил, каждое из которых имеет следующий или аналогичный вид РЯ:: = ЕСЛИ (условие применимости), ТО (действие) [13].
Составлено несколько десятков различных наборов продукционных правил. Например, продукционное правило выбора характеристик классификации трубопроводов запишется
РЯ, ::= ЕСЛИ ((■Тср, ,(Р, ,Я2 ,Яг), До, ,Тт, ,Гр, ,Кт, )п
п (Тср, РХ До) ф0),
ТО (Тт = Тт, а Гр = Гр1 а Кт = Кт,),
где Тср — тип среды по классу опасности; (Р,Я2), ((,Я2) — допустимые НТД диапазоны значений давления и температуры, соответствующие указанным в условии характеристикам; Я2 — отношение бинарности;
До — диаметр, определяющий тип трубопровода; Тт — тип; Гр — группа и Кт — категория трубопровода; Р, t — избыточное давление и температура рабочей среды; I — идентификатор строки в продукционной МПЗ; п — операция пересечения множеств.
Цель разработки продукционных МПЗ — автоматизация выбора и расчета, рекомендованных требованиями нормативно-технической документации значений характеристик ТС. Формирование продукционных МПЗ осуществлялось с помощью анализа нормативно-технической, паспортной, эксплуатационной и ремонтной документации, а также с учетом знаний экспертов прикладной области. Результаты разработки объединены в базу продукционных знаний, представленную на рис. 3.
Примеры продукционных МПЗ для выбора характеристик классификации трубопроводов приведены в табл. 1 и 2, где Р™, Ртах — граничные значения давления рабочей среды (МПа); ^тах — граничные значения температуры рабочей среды (°С); ТПГВ — трубопровод пара и горячей воды; ТТ — технологический трубопровод.
Эвристическо-вычислительные алгоритмы интегрированной логистической поддержки жизненного цикла трубопроводных систем
Разработанные эвристическо-вычисли-тельные алгоритмы отличаются применением фреймовых и продукционных МПЗ о технических и конструкционных характеристиках трубопроводов, а также баз данных о механических свойствах сталей, что позволяет автоматизировать расчет, проверку и поиск соответствующих требованиям НТД значений общетехнических и конструкционных характеристик ТС и их элементов. При разработке указанных алгоритмов использовались процедуры дискретного, линейного и циклического программирования, а также результаты системного анализа на-
Том 10. № 2 (56). 2015
Рис. 3. Блок-схема базы продукционных моделей представления знаний об ИЛП жизненного
цикла трубопроводных систем Fig. 3. The block diagram of the base production models represent knowledge about integrated logistics
support life cycle of pipeline systems
Таблица 1. Пример продукционной модели представления знаний о трубопроводах пара и горячей воды
Table 1. An example of productive models of knowledge representation about the pipelines of steam and hot water
I Условия применимости Искомые характеристики
Tcpi p min pmax xmin V xmax V Д01 Тт Гр Кт
1 Пар водяной 0,170 1 000 560,1 1 000 51 ТПГВ 1 I
2 Пар водяной 0,170 8,100 350,1 450 76 ТПГВ 1 II
3 Вода 0,000 1 000 560,1 1 000 51 ТПГВ 1 I
4 Вода 0,000 8,100 350,1 450 76 ТПГВ 1 II
Таблица 2. Пример продукционной МПЗ о технологических трубопроводах
Table 2. An example of productive models of knowledge representation about of technological pipelines
I Условия применимости Искомые характеристики
Tcpi p min PI p max PI t min V t max V Тт Гр Кт
1 1 класс опасности 10,10 320,1 -196 700 ТТ* А ТВД
2 ГГ 0,080 2,600 -196 -40 ТТ Б I
3 СУГ 2,600 10,10 -196 700 ТТ Б I
4 ЛВЖ 0,100 1,700 -40 120 ТТ Б III
5 ГЖ 0,100 1,700 -40 120 ТТ Б IV
6 Пар водяной 0,080 1,700 120 250 ТТ В IV
7 Вода 0,080 1,700 120 250 ТТ В IV
Vol. 10. No. 2 (56). 2015
учно-технической, нормативно-технической, паспортно-технической документации и знаний экспертов.
Разработаны десятки эвристическо-вы-числительных алгоритмов для автоматизации выполнения процедур ИЛП жизненного цикла трубопроводных систем, в том числе: выбора характеристик классификации трубопровода; расчета характеристик конструкционных элементов ТС; определения режимов электросварки ТС; определения и расчета характеристик сварных и фланцевых соединений; выбора и расчета характеристик теплоизоляции.
В частности, разработаны эвристическо-вычислительные алгоритмы расчета значений характеристик пяти типов конструкционных элементов трубопровода: труба, отвод, фланец, переход, тройник, для которых общее условие поиска рекомендуемых НТД значений характеристик элементов можно представить выражением
(кв1у...,кв1 ¡,...,кв/ Л1 )п (П/ Ф0, (1)
где квГ1 — ¡-я характеристика /-го типа элемента трубопровода; ¡ = 1, п/, п/ — количество характеристик конструкционного элемента /-го типа; / = 1, N/; N/ — количество типов элементов трубопровода; (ПТ^ — неоднородное подмножество характеристик трубопровода, необходимых для определения характеристик элемента /-го типа.
Для элемента «Труба» выражение (1) запишется в следующем виде:
(Тср, (Ду, Яг), ((, Яг), Ру, Дн, Sн, ( Я2), (о, Я2), Ст, ССт, СТТ, ГСт, Ттр, ВИ, Срт) п п(Тср, ', Р, Дн)*0,
где (Ду, Я2) — нормативный диапазон условных диаметров; (', Я2) — нормативный диапазон рабочих температур; Ру — условное давление; Дн — наружный диаметр; Sн — номинальная толщина стенки;
Я2) — нормативный диапазон значений толщины стенки; (ст, Я2) — нормативный диа-
пазон значений расчетных напряжений; Ст, ССт — марка и стандарт стали; СТТ — стандарт на технические требования изготовления труб; ГСт — группа стали; Ттр — тип труб; ВИ — вид испытаний; Срт — сортамент на трубы.
Блок-схема эвристическо-вычислитель-ного алгоритма для определения характеристик элемента «Труба» приведена на рис. 4, где ТЕ — тип элемента трубопровода; пт — количество строк в продукционной МПЗ об элементе «Труба»; МСС — механические свойства сталей; Р20 — рабочее давление, приведенное к температуре 20°С; So — отбраковочная толщина стенки элемента трубопровода; ст — расчетное напряжение в трубе от воздействия внутреннего давления; [ст]20, [ст]' — допускаемое напряжение при температуре 20°С и рабочей температуре; Я — динамический массив строк продукционной МПЗ, для которых выполнилось условие по выражению (2); и — операция сложения множеств.
Аналогичный вид имеют разработанные эвристическо-вычислительные алгоритмы выбора и расчета режимов электросварки; характеристик сварных и фланцевых соединений, а также теплоизоляции.
Алгоритмы определения режима электросварки и характеристик сварных соединений учитывают все необходимые для их расчета параметры: тип рабочей среды по классу опасности; тип, материал, диаметр и толщину стенки свариваемых элементов.
Алгоритмы расчета характеристик фланцевых соединений учитывают: характеристики фланцев; тип по классу опасности, вещественный состав, давление и температуру рабочей среды.
Алгоритмы выбора и расчета теплоизоляции учитывают класс опасности и место расположения (помещение или на открытом воздухе) трубопровода, температуру рабочей среды, теплофизические свойства и характеристику горючести теплоизоляционных материалов.
Том 10. № 2 (56). 2015
( Начало )
((Ду1, R2 ) Tcpi, (th R2 ) Pyi, (Si, R2 ) (vi, R2 ) Днi, Shi , Ст1, CCmi, CTTi , ГСт1, Tmpi, Cpmi)
Продукционные / МПЗ \
чг
о = Г p ■ Дн1 P л { Shi J k&i = рд ; P20 = Pr[f / 2 ■ГоЛ + P [o]I «—( БД Г [ МСС
( Конец У<—
ОЗУ:ЭП <
Sh = Shn ; Ст = Стn ; ССт = ССт^; СТТ = СТТn ; ГСт = ГСт^; Tmp = Tmpn ; Срт = Срт^; So = Son
Рис. 4. Блок-схема эвристическо-вычислительного алгоритма расчета значений характеристик элемента «Труба» Fig. 4. The block diagram of the heuristic-computing algorithm for calculating characteristic values
of the item «Pipe»
117
Vol. 10. No. 2 (56). 2015
Заключение
В статье показано, что трубопроводные системы, широко используемые на предприятиях различной отраслевой направленности, в существенной степени определяют эффективность и безопасность функционирования всего производственного предприятия.
Приведены недостатки существующего способа ведения ИЛП жизненного цикла трубопроводных систем как фактора обеспечения экономической эффективности, безопасности и надежности промышленных предприятий. Показан способ преодоления этих недостатков.
С целью устранения существующих недостатков ИЛП разработаны следующие эвристическо-вычислительные инструменты компьютеризированной интегрированной логистической поддержки жизненного цикла промышленных трубопроводных систем:
• комплексная логико-информационная модель ИЛП жизненного цикла трубопроводных систем, отличающаяся учетом концепций системного подхода и сложных взаимосвязей между различными этапами ЖЦ, что позволяет автоматизировать ИЛП трубопроводных систем и обеспечить взаимодействие всех субъектов ИЛП в едином информационном пространстве;
• фреймовые модели представления знаний о технических и конструкционных характеристиках трубопроводных систем, отличающиеся учетом технологической структуры ТС и нормативно-технических требований к проектируемым, монтируемым, эксплуатируемым и ремонтируемым трубопроводам, что позволяет автоматизировать процедуры и повысить качество ИЛП жизненного цикла трубопроводных систем;
• продукционные модели представления знаний о технических и конструкционных характеристиках трубопроводов, отличающиеся отображением системных взаимосвязей между различными характеристиками ТС, а также учетом нормативно-техниче-
ских требований к проектируемым, монтируемым, эксплуатируемым и ремонтируемым трубопроводам, что позволяет автоматизировать выбор и расчет соответствующих требованиям НТД значений технических и конструкционных характеристик трубопроводных систем на всем ЖЦ;
• эвристическо-вычислительные алгоритмы расчета технических и конструкционных характеристик ТС, отличающиеся применением фреймовых и продукционных моделей представления знаний о характеристиках трубопроводов, а также баз данных о механических свойствах сталей, что позволяет автоматически определять соответствующие требованиям НТД значения технических характеристик трубопровода и конструкционных характеристик его элементов.
Разработанные эвристическо-вычис-лительные инструменты применены в комплексе программ «Трубопровод» ИЛП жизненного цикла трубопроводных систем, практически используемом на ряде нефтехимических и газоперерабатывающих предприятий.
Список литературы
1. Кафаров В. В., Мешалкин В. П. Проектирование и расчет оптимальных систем технологических трубопроводов. М.: Химия, 1991. — 362 с.
2. ГОСТ 18322-1978. Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения. М.: Стандартинформ. 2007. — 12 с.
3. ГОСТ Р 53394-2009. Интегрированная логистическая поддержка. Основные термины и определения. М.: Стандартинформ, 2010. — 24 с.
4. Мешалкин В. П. Логистика и электронная экономика в условиях перехода к устойчивому развитию. М. — Генуя: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2004. — 573 с.
5. Мошев Е. Р. Разработка автоматизированной системы для интегрированной логистической поддержки технологических трубопроводов // Химическая промышленность сегодня. 2014. № 5. С. 32-43.
ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА / JOURNAL OF APPLIED INFORMATICS /-
' Том 10. № 2 (56). 2015
6. Мешалкин В. П., Мошев Е. Р. Режимы функционирования автоматизированной системы «Трубопровод» при интегрированной логистической поддержке трубопроводов и сосудов промышленных предприятий // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2014. № 1. С. 64-73.
7. Кафаров В. В., Мешалкин В. П. Анализ и синтез химико-технологических систем. М.: Химия, 1991. — 432 с.
8. Кафаров В. В, Мешалкин В. П., Перов В. Л. Математические основы автоматизированного проектирования химических производств. М.: Химия, 1979. — 318 с.
9. Емельянов С. Г., Овсянников М. В., Схиртлад-зе А. Г., Захаров И. С., Колчин А. Ф., Червяков Л. М., Коротков И. А. Управление техническим документооборотом на основе CALS-технологий / под ред. С. Г. Емельянова. М.: Славянская школа, 2005. — 295 с.
10. ГОСТ Р 52611-2006. Системы промышленной автоматизации и их интеграция. Средства информационной поддержки жизненного цикла продукции. Безопасность информации. Основные положения и общие требования. М.: Стан-дартинформ, 2007. — 6 с.
11. IDEF Family of Methods. Structured Approach to Enterprise Modeling & Analysis. URL: http://www.idef.com/.
12. Дэвид А. Марка и Клемент МакГоуэн. Методология структурного анализа и проектирования SADT. М.: Метатехнология, 1993. — 240 с.
13. Мешалкин В. П. Экспертные системы в химической технологии. Основы теории, опыт разработки и применения. М.: Химия, 1995. — 368 с.
References
1. Kafarov V. V., Meshalkin V. P. Proektirovanie i ra-schet optimal'nykh sistem tekhnologicheskikh truboprovodov [Design and calculation of optimal systems of technological pipelines]. Moscow, Hi-mija Publ., 1991. 362 p.
2. GOST 18322-1978. Sistema tekhnicheskogo ob-sluzhivaniya i remonta tekhniki. Terminy i opre-deleniya [State Standard 18322-1978. The system of technical maintenance and equipment repair. Terms and definitions]. Moscow, Standartin-form Publ., 2007. 12 p.
3. GOST R 53394-2009. Integrirovannaya logistiches-kaya podderzhka. Osnovnye terminy i opredeleni-ya [State Standard 53394-2009. Integrated logistic support. Basic terms and definitions]. Moscow, Standartinform Publ., 2010. 24 p.
4. Meshalkin V. P. Logistika i elektronnaya ekonomi-ka v usloviyakh perekhoda k ustoichivomu razviti-yu [Logistics and e-economy in the transition to sustainable development]. Moscow — Genuja, RCTU named after D. I. Mendeleev Publ., 2004. 573 p.
5. Moshev E. R. Razrabotka avtomatizirovannoi sistemy dlya integrirovannoi logisticheskoi pod-derzhki tekhnologicheskikh truboprovodov [Development of an automated system for the integrated logistics support process piping]. Khi-micheskaya promyshlennost' segodnya, 2014, no. 5, pp. 32-43.
6. Meshalkin V. P., Moshev E. R. Rezhimy funktsion-irovaniya avtomatizirovannoi sistemy «Trubopro-vod» pri integrirovannoi logisticheskoi podderzhke truboprovodov i sosudov promyshlennykh predpri-yatii // Problemy mashinostroenija i avtomatizacii [The modes of functioning of the automated system «Pipeline» when integrated logistics support piping and vessels industrial enterprises]. Problemy mashinostroeniya i avtomatizatsii — Engineering and Automation Problems, 2014, no. 1, pp. 64-73.
7. Kafarov V. V., Meshalkin V. P. Analiz i sintez khi-miko-tekhnologicheskikh system [Analysis and synthesis of chemical process systems]. Moscow, Hi-mija Publ., 1991. 432 p.
8. Kafarov V. V., Meshalkin V. P., Perov V. L. Matematicheskie osnovy avtomatizirovannogo proektirovaniya khimicheskikh proizvodstv [Mathematical foundations of computer-aided design of chemical plants]. Moscow, Himija Publ., 1979. 318 p.
9. Emel'janov S. G., Ovsjannikov M. V., Shirt-ladze A. G., Zaharov I. S., Kolchin A. F., CHervja-kov L. M., Korotkov I. A. Upravlenie tekhnicheskim dokumentooborotom na osnove CALS-tekhnologii [The technical document on the basis of CALS-technologies]. Moscow, Slavjanskaja shkola Publ., 2005. 295 p.
10. GOST R 52611 -2006. Sistemy promyshlennoi avtomatizatsii i ikh integratsiya. Sredstva informatsion-
Vol. 10. No. 2 (56). 2015
noi podderzhki zhiznennogo tsikla produktsii. Bezo-pasnost informatsii. Osnovnye polozheniya i obsh-chie trebovaniya [State Standard 52611-2006. Industrial automation systems and their integration. Information support of the product life cycle. Security information. The main provisions and General requirements]. Moscow, Standartinform Publ., 2007. 6 p.
11. IDEF Family of Methods. Structured Approach to Enterprise Modeling & Analysis. URL: http://www. idef.com/.
12. Djevid A. Marka i Klement MakGoujen. Metodologi-ya strukturnogo analiza i proektirovaniya SADT [The methodology of structural analysis and design SADT]. Moscow, Metatehnologija Publ., 1993. 240 p.
13. Meshalkin V. P. Ekspertnye sistemy v khimicheskoi tekhnologii. Osnovy teorii, opyt razrabotki i prim-eneniya [Expert systems in chemical engineering. Fundamentals of the theory, the experience of development and application]. Moscow, Himija Publ., 1995. 368 p.
E. Moshev, Perm national research polytechnic university, Perm, Russia, emoshev@perm.ru V. Meshalkin, Russian chemical-technological University named D. I. Mendeleev, Moscow, Russia, clogist@muctr.ru R. Kantuykov, LLC «Gazprom transgaz Kazan», Kazan, Russia, info@tattg.gazprom.ru R. Gimranov, LLC «Gazprom transgaz Kazan», Kazan, Russia, info@tattg.gazprom.ru
Heuristic computational tools the integrated logistic support of life cycle of pipeline systems of manufacturing enterprises
It shows the influence of pipeline systems for reliability, cost-performance and industrial security enterprises of the chemical industry and other industries. It shows the role of system maintenance and repair, as well as integrated logistics support in ensuring the capacity for work of industrial piping systems. The drawbacks of maintenance and integrated logistics support using disparate software tools are shown. To eliminate these drawbacks authors offered of the approach to integrated logistic support for the life cycle of pipeline systems of industrial enterprises based on the theory of artificial intelligence, modern methods of mathematical modeling and logistics resource saving in the field organization of production. Developed the following heuristic computational tools computerized integrated logistics support industrial piping systems: logic and information life-cycle model of pipeline systems, which mimics the procedure logistic support of piping systems, as complex organizational and technological decision-making procedures; frame and productional models represent unformal-ized knowledge about the technical and structural characteristics of the pipeline; heuristic-computing algorithms of calculation of the technical and structural characteristics pipeline systems. Developed heuristic-computing tools allow to automate integrated logistics support life cycle of pipeline systems and to organize the interaction of all its subjects in a single information space.
Keywords: heuristic computational tools, integrated logistic support, logical information model, pipeline system, frame, production rules, the model of knowledge representation, database, life cycle, reliability, complex programs, maintenance and repair.
About authors:
E. Moshev, PhD in Technique, Associate Professor V. Meshalkin, Dr of Technique R. Kantuykov, PhD in Technique
For citation:
Moshev E., Meshalkin V, Kantuykov R., Gimranov R. Heuristic computational tools the integrated logistic support of life cycle of pipeline systems of manufacturing enterprises. Prikladnaya informa-tika — Journal of Applied Informatics, 2015, vol. 10, no. 2 (56), pp. 110-120 (in Russian).
120 i
