CC BY
4
Вестник Череповецкого государственного университета. 2023. № 3 (114). С. 31-46. Cherepovets State University Bulletin, 2023, no. 3 (114), pp. 31-46.
Научная статья УДК 338
https://doi.org/10.23859/1994-0637-2023-3-114-3
Гармонизация базовых и цифровых показателей принадлежности опасных производственных объектов заданному техническому состоянию
Михаил Юрьевич Наркевич1н, Оксана Сергеевна Логунова2
1,2Магнитогорский государственный технический университет
им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия, 1Hnarkevich_mu@mail.ru,_ https://orcid.org/0000-0001-6608-8293 1logunova66@mail.ra,https://orcid.org/0000-0002-7006-8639
Аннотация. В статье представлены результаты исследования об обеспечении интеллектуализации в алгоритмах принятия решений о принадлежности опасного производственного объекта (ОПО) заданному техническому состоянию в условиях перехода от традиционных методов сбора информации к цифровым технологиям. В работе предложен метод гармонизации показателей принадлежности ОПО, полученных в результате сбора информации как по традиционной, так и по новой технологии. В качестве инструментальной основы использованы органолептические методы, а также технические средства, установленные на беспилотных воздушных судах. Предлагаемый метод гармонизации состоит в том, чтобы дополнить систему базовых показателей, сохранив при этом их содержание согласно нормативным документам, но в то же время дополнить информацией, полученной при использовании новых инструментов прикладной цифровой платформы. Основу метода составляют: лингвистическая переменная для интегративного гармонизированного показателя, продукционные правила принятия решений, принцип суперпозиции показателей, составляющий основу гармонизации. Результатом статьи является разработка алгоритма для реализации метода, содержащего три уровня и базирующегося на нормативных документах. Ключевые слова: базовые и цифровые показатели, интегративный показатель, структура лингвистической переменной, продукционные правила принятия решений, принцип суперпозиции, алгоритм метода гармонизации
Благодарность. Работа выполняется по договору №247715 от 05.07.2021 г. Между ПАО «ММК» и ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г. И. Носова» «Разработка и применение методик контроля территорий, зданий и сооружений ПАО «ММК» с использованием беспилотных воздушных судов (БВС)».
Для цитирования: Наркевич М. Ю., Логунова О. С. Гармонизация базовых и цифровых показателей принадлежности опасных производственных объектов заданному техническому состоянию // Вестник Череповецкого государственного университета. 2023. № 3 (114). С. 3146. https://doi.org/10.23859/1994-0637-2023-3-114-3.
Наркевич М. Ю., Логунова О. С., 2023
2023 • № 3
31
©
Harmonizing basic and numerical quality indicators of hazardous production facility
belonging to a specified condition
Mikhail Yu. Narkevich1, Oksana S. Logunova 2
1,2 Nosov Magnitogorsk Technical University, Magnitogorsk, Russia
1Blnarkevich_mu@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-6608-8293 2logunova66@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-7006-8639
Abstract. The aim of the study is to provide intellectualization in the algorithms for making decisions about whether a hazardous industrial facility (HIF) belongs to a specified technical condition in the context of the transition from traditional methods of collecting information to new digital technologies. The paper proposes a method for harmonizing indicators of HIF obtained as a result of collecting information applying traditional and new technologies. As an instrumental basis, organoleptic methods and technical means installed on unmanned aerial vehicles were used. The essence of the proposed harmonization method is that it is required to supplement the system of basic indicators in such a way as to preserve their meaning in accordance with regulatory documents and supplement them with new knowledge obtained applying new tools of the digital platform. The method is based on: a linguistic variable for an integrative harmonized indicator, production decision-making rules, the principle of superposition of indicators, which forms the basis of harmonization. The result of this study is an algorithm for implementing the method, which contains three levels and is based on a list of regulatory documents.
Keywords: basic and digital indicators, integrative indicator, structure of a linguistic variable, production decision rules, superposition principle, harmonization method algorithm Acknowledgements. The studies are carried out with financial support under agreement No. 247715 of 05.07.2021 between PJSC "Magnitogorsk Iron & Steel Works" and FSBEI HE "Nosov Magnitogorsk State Technical University" "Development and application of methods for monitoring territories, buildings and structures of PJSC "Magnitogorsk Iron & Steel Works" using unmanned aircraft (UMA)".
For citation: Narkevich M. Yu., Logunova O. S. Harmonizing basic and numerical quality indicators of hazardous production facility belonging to a specified condition. Cherepovets State University Bulletin, 2023, no. 3 (114), pp. 31-46. https://doi.org/10.23859/1994-0637-2023-3-114-3.
Введение
В рамках национального проекта «Наука» возникло несколько приоритетных направлений. К таковым относятся: переход к использованию передовых цифровых, интеллектуальных, производственных технологий, роботизированных систем, новых материалов и применению новых способов конструирования, созданию систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта. Эти направления стали вызовом к активному развитию и внедрению цифровых платформ1. Цифровые платформы изменили требования к средствам сбора, обработки информации и принятия решений на ее основе.
1 Наркевич М. Ю. и др. Прикладная цифровая платформа для оценки динамики качества опасных производственных объектов на металлургическом предприятии: структура и алгоритмы // Вестник Череповецкого государственного университета. 2022. № 5 (110). С. 29-48;
Одной из областей, в которой уделяется большое внимание достоверности информации, является экспертиза технического состояния объектов. Важную роль в процессе экспертизы объектов играют квалификация эксперта и человеческий фактор. Крупные промышленные предприятия эксплуатируют опасные производственные объекты (ОПО). Качество их функционирования и принадлежность к заданному техническому состоянию определяется нормативными документами1. Множество исследований, проводимых в Российской Федерации и за ее пределами, предлагают методики и способы мониторинга технического состояния ОПО2.
Авторы статьи провели ряд исследований, в ходе которых был определен перечень ОПО на территории ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ПАО «ММК»), выполнен сбор и подготовка исходных данных с использованием беспилотных воздушных судов3.
Степанова И. С., Воротников А. М. Новые возможности для гражданского общества, представляемые цифровыми платформами, на примере цифровой платформы «Арктика 2035» // Арктика 2035: актуальные вопросы, проблемы, решения. 2020. № 1 (1). С. 51-57; Molchanova K. M., Trushkina N. V., Katerna O. K. Digital platforms and their application in the aviation industry // Intellectualization of Logistics and Supply Chain Management. 2020. No. 3 (3). P. 83-98; Литвин И. Ю. Развитие цифровых платформ и организационные методы цифрового инжиниринга в российской промышленности // Инновационное развитие экономики. 2022. № 3-4 (6970). С. 65-69. DOI 10.51832/2223798420223-465.
1 Кичигин Н. В., Пономарев М. В., Пуряева А. Ю. Комментарий к Федеральному закону от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»: (в редакции Федерального закона от 18 декабря 2006 г. № 232-Ф3): постатейный. Москва: Юстицинформ, 2007. 151 с.; ГОСТ 31937-2011. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. Введен 2011-12-08. Москва: Стандартин-форм, 2014. 55 с.; Свод правил по проектированию и строительству (СП 13-102-2003). Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200034118 (дата обращения: 07.02.2022).
2 Наркевич М. Ю. и др. Анализ эффективности существующей системы оценки качества материалов, изделий и конструкций на опасных производственных объектах // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2021. Т. 19. № 2. С. 103-111; Денисов А. В. и др. Регистрация объектов в государственном реестре опасных производственных объектов // Безопасность труда в промышленности. 2000. № 6. С. 6-9; Бой-ченко М. Б., Гулых К. В., Зевакина О. А. Экспертиза зданий и сооружений опасных производственных объектов // Символ науки: международный научный журнал. 2016. № 8-2 (20). С. 35-39; Хаертдинова З. М. Обеспечение безопасности опасных производственных объектов. Ижевск: Ижевская ГСХА, 2020. 84 с.
3 Наркевич М. Ю. и др. Анализ эффективности существующей системы оценки качества материалов, изделий и конструкций на опасных производственных объектах // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2021. Т. 19. № 2. С. 103-111; Наркевич М. Ю. и др. Интеллектуальная система принятия решений при оценке качества зданий и сооружений на опасных производственных объектах: определение траектории движения беспилотного летательного аппарата // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2022. Т. 20. № 1. С. 50-60; Narkevich M. Yu., et al. Results of a pilot experiment on monitoring the condition of buildings and structures using un-
В результате экспериментальных исследований удалось выделить две группы показателей: базовые и цифровые. Эти показатели отражают качество функционирования элементов ОПО ПАО «ММК». При наличии базовых и цифровых показателей необходимо создать метод, который позволит расширить знания действующих экспертов и сохранить их уникальный опыт для последующей работы.
Основная часть
Суть и условия применения метода гармонизации
Метод гармонизации заключается в том, чтобы повысить результативность проводимой экспертизы качества элементов ОПО. Для этого требуется дополнить систему базовых показателей таким образом, чтобы сохранить их содержание согласно нормативным документам. Также необходимо дополнить систему знаниями, полученными при использовании новых инструментов ПЦП.
Отличительными признаками трехуровневого метода гармонизации на основе интегративной оценки принадлежности ОПО заданному техническому состоянию являются:
1) уровень 1: определение лингвистической переменной и ее терм, разделение показателей качества на две группы: базовые и цифровые;
2) уровень 2: решение эксперта о проведении необходимого комплекса мероприятий для элементов ОПО на основе базовых и цифровых показателей;
3) уровень 3: использование принципа суперпозиции для гармонизации решения, полученного на основе базовых показателей, с учетом квалиметрических значений цифровых показателей. Вывод о соответствии элементов ОПО нормативным требованиям, исходя из принятого решения (Status,).
В рамках трехуровневого метода применяется термин «суперпозиция». Данный термин согласует информацию, полученную на основе базовых и цифровых показателей качества элементов ОПО. Также суперпозиция создает результирующий эффект в виде коррекции рангов; учитывает приоритетность в условиях экспертной оценки; обеспечивает согласованность субъективных экспертных оценок качества элементов ОПО на базе металлургического предприятия, полученных традиционными методами, с объективными цифровыми данными.
Условием применимости трехуровневого метода гармонизации интегративной оценки качества элементов ОПО являются результаты экспериментального обследования объектов с помощью органолептических методов, с использованием новых инструментов ПЦП, а именно: фото- и видеопотоков.
Результатом применения трехуровневого метода гармонизации интегративной оценки качества элементов ОПО является вывод о соответствии элементов ОПО требованиям стандартов и перечень рекомендаций по их приведению в состояние, соответствующее нормативным требованиям.
manned aerial vehicles // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: 2nd International Conference on Energetics, Civil and Agricultural Engineering 2021 (ICECAE 2021), Tashkent, 1416 октября 2021 года. Tashkent: IOP Science, 2021. Vol. 939. P. 012030.
Математическая основа метода гармонизации
Для математического описания метода гармонизации определена структура лингвистической переменной и введены обозначения (табл. 1).
Таблица 1
Перечень обозначений в структуре лингвистической переменной
Наименование Обозначение Состав
1. Лингвистическая переменная Uo Решение эксперта о мероприятиях на ОПО
2. Компонента 1-го уровня Yi Решение эксперта, принятое на основе базовых показателей
3. Компонента 1-го уровня Y2 Решение эксперта, принятое на основе цифровых показателей
4. Компоненты 2-го уровня: базовые показатели качества элементов ОПО (Basic quality indicators) BQIi, i = 1n Упорядоченный набор базовых показателей качества ОПО с учетом приоритетности
5. Компоненты 2-го уровня: цифровые показатели качества элементов ОПО (Promising quality indicators) pqij ,j=im Набор цифровых показателей качества ОПО с учетом приоритетности
6. Термы базовых показателей качества ОПО (Terms of basic quality indicators) TBQL , i = 1k Структурированный матроид значений для базовых показателей качества: (ВД = \Щ ,а,||), где ¥81 - значение компоненты; а,- -ранг приоритетности компоненты, установленный на основе оценки эксперта
7. Термы цифровых показателей качества (Terms of perspective indicators of quality) II Структурированный матроид значений для цифровых показателей качества: TPQIJ = \\VPj.PJW, где ¥Pj - значение компоненты; р,- -ранг приоритетности компоненты, установленный на основе оценки эксперта
8. Функция суперпозиции h Функция преобразования решения с учетом новых знаний, полученных на основе показателей ПЦП
Ранги ai и р,- учитывают отраслевые особенности экспертизы для металлургического предприятия.
В контексте введенных обозначений аналитическая запись метода принимает вид:
U0 = hY (y (TBQI, = ||VBi,a\);TPQIj = ||vp.)). Графически структура лингвистической переменной приведена на рис. 1.
Лннг ИНС1НЧССКЛЛ и« г
переменная
т т
Комгюнаггы Y, h Yj
1 уровня
_f t » т 4
Компоненты ► BQI, BQl„ PQIi РСД„
2 урокии
Ъ d> а и а
Термы ► (VBl.ai) | V llv.Uv ) <VP,.fc) (VP,.р.)
Линия гролпшоинон оценки Линия с опенками ПЦН
Рис. 1. Структура лингвистической переменной для экспертной оценки качества элементов опасного производственного объекта
Показатели качества элементов опасных производственных объектов
Количество компонент второго уровня в линии традиционной оценки вкупе с оценками прикладной цифровой платформы адаптирует структуру лингвистической переменной согласно техническому заданию на экспертизу от заказчика или по решению эксперта. При этом выбираются наиболее опасные факторы.
По техническому заданию в рамках одной экспертизы проводится оценка по нескольким выбранным параметрам и при принятии решений формируется кортеж лингвистических оценок. Применение лингвистической переменной делает обязательным определение компонент второго уровня, их терм на основе нормативных документов и функций принадлежности объекта заданному техническому состоянию. В этом случае необходимо использовать знания о свойствах компонент, результаты экспериментального исследования и существующий экспертный опыт.
Показатели качества элементов ОПО определяются, исходя из положений нормативных правовых актов и стандартов, устанавливающих требования к объекту экспертной оценки.
Набор цифровых показателей определяется необходимостью их применения при экспертизе согласно нормативным документам и возможностью получить сведения об их формировании с помощью инструментов новой прикладной цифровой платформы. В первую очередь, к ним относятся характеристики видимых дефектов и повреждений. В этот перечень входят:
а) повреждения конструкций: количество трещин на единицу площади исследуемого объекта; ширина раскрытия трещин; протяженность отдельных трещин; сум-
марная протяженность трещин; сквозные и объемные повреждения; доля поверхности исследуемого объекта, имеющей повреждения;
б) уменьшение фактических размеров расчетных сечений конструкций и их элементов;
в) поверхностные дефекты и повреждения: отслоение защитного слоя, высолы, сколы и т. п.; выпучивание рабочей арматуры;
г) прогибы и перемещения;
д) отклонение конструкций от проектного положения;
е) искривления в вертикальной и горизонтальной плоскости;
ж) несоответствие узлов и соединений установленным требованиям;
з) отсутствие конструктивных элементов и их частей.
Преимуществом использования цифровых показателей качества является отсутствие влияния субъективной оценки эксперта при их получении, обработке и анализе.
Как показали результаты модельного и пилотажного экспериментов, дефекты и повреждения на поверхности элементов ОПО имеют накопительный характер. Таким образом, для построения функции принадлежности используется методика построения функции принадлежности объекта заданному техническому состоянию.
Некоторые термы для лингвистической переменной согласно нормативным документам приведены в табл. 2.
Таблица 2
Термы для лингвистической переменной
Нормативный документ Категории технического состояния - термы лингвистической переменной
1 2
1. СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований фундаментов зданий и сооружений» Нормальное Удовлетворительное Неудовлетворительное Предава-рийное или аварийное -
2. «Рекомендации по оценке надежности строительных конструкций зданий и сооружений по внешним признакам», 2001 Нормальное исправ прав-ное Удовлетворительное работоспособное Не совсем удовлетворительное, ограниченно работоспособное Неудовлетворительное (неработоспособное) Аварийное
3. СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции». Актуализированная редакция СНиП 11-23-81* Норма ма-тивное Работоспособное Ограниченно работоспособное Аварийное -
Продолжение таблицы 2
1 2
4. ГОСТ 31937-2011. «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» Норма ма-тивное Работоспособное Ограниченно работоспособное Аварийное -
Методика построения функции принадлежности объекта заданному техническому состоянию
С помощью данной методики определяется соответствие объекта заданному техническому состоянию. В свою очередь, объективность оценки зависит от показателей качества. Эта методика содержит следующие шаги:
1. Выбрать показатели качества материалов, конструкций, зданий и сооружений (дефектов и повреждений) на ОПО экспертным методом (ГОСТ 15467), исходя из требований Федерального законодательства, действующих стандартов, норм и правил.
2. Задать значения показателей качества материалов, конструкций, зданий и сооружений исходя из классификации дефектов и повреждений, приведенных в действующей нормативно-технической документации (НТД).
3. Дать экспертную оценку выбранным значениям показателей качества по шкале от 0 до 1 включительно, где 0 - низшая оценка; 1 - высшая оценка. При оценивании учитывать количественную характеристику дефекта или повреждения (показателя качества) и ее соответствие заданным в НТД категориям технического состояния, сформировать основное множество для функции принадлежности в виде экспертных точек:
\У-А ( Х1 ).Ма (Х2 ).Ма ( Х3 ). . М А (Хт )|
[ Х1 Х2 Х3 Хт )
где х, - значение показателя; цА(х,) - степень принадлежности значения показателя основному множеству А, или значение оценки качества показателя.
4. Используя метод наименьших квадратов (МНК), получить аналитическую зависимость функции принадлежности в виде полинома нечетной степени.
5. Применив полученную зависимость для функции принадлежности, рассчитать оценку для фактического значения показателя качества, полученного при натурном обследовании материалов, конструкций, зданий и сооружений, эксплуатируемых на ОПО.
Использование полинома нечетной степени для аппроксимации экспертных точек не вносит дополнительных вычислительных погрешностей, так как для определения его параметров необходимо получить линейную систему уравнений, для которой известны точные методы решения: метод Гаусса, метод Крамера и др.
Методика определения продукционных правил принятия решений по результатам оценки базовых и цифровых показателей
Определим обобщенную методику построения продукционных правил с использованием функций принадлежности объекта заданному техническому состоянию в зависимости от значения показателя, построенного на основе множества экспертных ключевых точек.
Допустим, что для принятия решений о состояния ОПО использовано к-показателей. Тогда формируется лингвистическая переменная У, принимающая значения из множества возможных состояний объекта согласно нормативным документам (табл. 2). В этом случае получаем множество:
где Б\, B2,..., Bn - термы лингвистической переменной; n - количество определенных
Значение лингвистической переменной определяет т показателей, для которых определены экспертные ключевые точки на функции принадлежности, причем для каждого показателя количество точек может быть различным, но их количество должно быть не менее пяти:
где х]к - значение показателя у в точке с номером к; /(хук) - степень принадлежности значения показателя XI основному множеству А, или значение оценки качества показателя; т - количество экспертных ключевых точек.
На рис. 2 графически отображается функция принадлежности в обобщенном виде с учетом разбиения на отрезки принятия решений.
Y = {Bi, B2,..., Bn},
(1)
терм; B, = \\УВг,а\\.
fn
>Ца,) .
Status 1
Л/ Ч; III
о< Ol
X
Рис. 2. Отображение обобщенной функции принадлежности с учетом разбиения на отрезки принятия решений
Исходя из принятых обозначений, каждое из состояний (Status) задается интервалом, определяющим значения показателя качества х. В соответствии с рис. 2 при наличии влияния одного показателя правила принятия решений записываются в виде:
Ri: Если х < ai, то Y = Status\.
R2: Если ai < х < a2, то Y = Status2.
R3: Если a2 < х < a3, то Y = Status3.
R4: Если a3 < х < a4, то Y = Status A.
R5: Если a4 < х < a5, то Y = Status5.
R6: Если х > a5, то Y = Status6.
При наличии ^-факторов, которые определяют значение лингвистической переменной, применяется составное условие, использующее логические функции и, в частности, конъюнкцию. С использованием функции конъюнкции должны быть рассмотрены все варианты сочетания статусных интервалов по всем показателям качества.
Например, при наличии двух показателей аналогичной ситуации при разбиении экспертными точками количество правил увеличится до 36. Каждое из правил в общем виде будет определено логическим выражением:
R : Если (au < x < аи+1) л (а2; < x2 < а21), то Y = Statusk, (2)
где Щ - правило с номером 1; х1 и х2 - текущее значение соответствующего показателя качества ОПО; а^ - абсцисса интервалов по экспертным точкам; StatusK - одно из значений лингвистической переменной, которое назначено экспертом по нормативной документации.
Аналогичным образом выстраиваются продукционные правила для любого количества показателей качества. Правила вывода на основе (2) формируются аналогично как для базовых, так и для цифровых показателей качества элементов ОПО. Использование формы представления правил в виде (2) допускает применение функций дизъюнкции и отрицания, которые приводят к сокращению количества правил и обеспечивают интегративность оценок показателей при описании качества элементов ОПО до количества терм лингвистической переменной.
Для т показателей приведем обобщенную аналитическую запись некоторых правил продукционного вывода:
- обобщенная форма записи крайней левой области для функций принадлежности:
т
: Если л (х ^ «1,), то У = SШшl, (3)
- обобщенная форма записи крайней правой области для функций принадлежно-
сти:
Rn
m
: Если л (x > a ), то Y = Statusn, (4)
- обобщенная форма записи внутренних областей для функции принадлежности:
m m í \ t \ R : Если v а I afa. < x¡ < at¡ I, то Y = min I Status. I, (5)
k=1 г=1 ^ ' * j=1,n ^ '
где min (Status,) - «худший» статус из всех значений терм лингвистической переменной; n - количество терм лингвистической переменной.
На рис. 3 приведена графическая интерпретация нечетких правил принятия решений о качестве элементов ОПО.
На рис. 3 пунктирной линией показан итоговый интервал решений со значением лингвистической переменной «Statusi». Полученные решения устанавливаются по функции дизъюнкция при выбранном наборе значений показателя качества.
1" 1 /'1 № ..... Vb
Status,
\ 4 Status, Л
\ К \ \ \ l \
\ \
V^SUIus, N V
б
Рис. 3. Графическая интерпретация нечетких правил принятия решений '^а!^": а - по показателю хй а - по показателю х1
а
Результаты
Результатом настоящего исследования стал алгоритм реализации трехуровневого метода гармонизации интегративной оценки принадлежности ОПО к заданному техническому состоянию. Алгоритм содержит три уровня.
Уровень 1. Определение лингвистической переменной и ее терм, разделение показателей качества на две группы: базовые и цифровые.
1. Согласно техническому заданию на проведение экспертной оценки элемента ОПО определить нормативные документы, в которых определены требования и показатели для оценки.
2. Согласно идентифицированным документам определить:
- лингвистическую переменную и ее термы для компонент Уг и У2;
- определить состав базовых и цифровых показателей качества, сформировав нечеткие множества:
3. Назначить ранги предпочтения для каждой термы лингвистической переменной, используя смысловые значения базовых и цифровых показателей и записав мат-роиды в форме:
4. Закрепить за каждой термой лингвистической переменной перечень мероприятий для проведения на ОПО.
Уровень 2. Получение решения эксперта о проведении необходимого комплекса мероприятий для элементов ОПО на основе базовых и цифровых показателей качества с использованием S-образных кривых и продукционных правил.
1. Для каждого показателя качества, используя экспертные оценки, определить ключевые точки изменения, на которых меняется состояние объекта, согласно положениям действующей нормативно-технической документации (ГОСТ 31937, СП 13102, СП 16.13330, Рекомендаций АО «ЦНИИПромзданий» и др.), и построить функцию принадлежности объекта заданному техническому состоянию:
2. Выполнить аппроксимацию функции принадлежности объекта заданному техническому состоянию.
3. Сформировать правила принятия решений на лингвистических переменных для компонент У1 и У2 согласно выражениям (2)-(5).
4. Применить продукционные правила для показателей качества элемента ОПО, выявленных в ходе экспертной оценки с указанием степени принадлежности ко всем состояниям каждого показателя.
Уровень 3. Использование принципа суперпозиции для гармонизации решения, полученного на основе базовых показателей, с учетом значений цифровых показателей.
1. Использовать принцип суперпозиции, построенный согласно предпочтению рангов, каждой из компонент У1 и У2:
- при равенстве рангов результирующих терм У1 и У2 итоговый статус принятия решений остается неизменным;
- при разнице рангов результирующих терм У1 и У2 для одной позиции установить ранг термы более опасного состояния;
XB = {XB1, XB2, — , XBn} иXP = {XP1, XP2,■■■, XPk}.
WVBiM и ||VPj,j i = 1,2...n, j = 12...m.
- при разнице рангов в две единицы результирующих терм Y\ и Y2 установить средний ранг;
- при разнице рангов в три и более единиц результирующих терм Yj и Y2 выполнить пересмотр экспертных оценок по всем показателям.
2. Сформулировать вывод о значении лингвистической переменной с указанием степени опасности каждого показателя и идентифицировать список мероприятий для проведения на ОПО.
3. Сделать вывод о соответствии (не в полной мере соответствие, несоответствие) элементов ОПО требованиям стандартов, исходя из соотнесения принятого решения (Status) возможности эксплуатации.
Метод и алгоритм реализации опробованы на примере сталеразливочного ковша, дымовой трубы и здания промышленного цеха.
Выводы
По результатам исследования приходим к следующим выводам:
- современные требования к цифровизации в промышленности приводят к формированию новой информации, которая собирается с использованием технических средств, также возникает необходимость гармонизации информации, полученной традиционными и новыми способами;
- предварительное экспериментальное исследование привело к разделению показателей качества функционирования ОПО на две группы: базовые (полученные традиционными способами) и цифровые (полученные с использованием новых технических средств);
- полноценную достоверную информацию о техническом состояния ОПО можно получить при гармонизации информации двух видов, которая позволила сохранить смысл показателей согласно нормативным документам и дополнить их новыми знаниями, полученными при использовании новых инструментов ПЦП;
- для гармонизации информации построен трехуровневый метод, основанный на построении нечеткого множества для ключевых экспертных точек в зависимости от рекомендаций, изложенных в нормативной документации, продукционных правил принятия решений о техническом состоянии ОПО и принципа суперпозиции;
- метод и алгоритм реализации опробованы на примере сталеразливочного ковша, дымовой трубы и здания промышленного цеха;
- перспективным развитием метода гармонизации является его унификация для объектов любого вида, оценка состояния которых выполняется на основе экспертизы.
Список источников
Бойченко М. Б., Гулых К. В., Зевакина О. А. Экспертиза зданий и сооружений опасных производственных объектов // Символ науки: международный научный журнал. 2016. № 8-2 (20). С. 35-39.
ГОСТ 31937-2011. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. Введен 2011-12-08. Москва: Стандартинформ, 2014. 55 с.
Денисов А. В. и др. Регистрация объектов в государственном реестре опасных производственных объектов // Безопасность труда в промышленности. 2000. № 6. С. 6-9.
Кичигин Н. В., Пономарев М. В., Пуряева А. Ю. Комментарий к Федеральному закону от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов: (в редакции Федерального закона от 18 декабря 2006 г. № 232-Ф3): постатейный». Москва: Юстицинформ, 2007. 151 с.
Литвин И. Ю. Развитие цифровых платформ и организационные методы цифрового инжиниринга в российской промышленности // Инновационное развитие экономики. 2022. № 3-4 (69-70). С. 65-69. DOI 10.51832/2223798420223-465.
Наркевич М. Ю. и др. Анализ эффективности существующей системы оценки качества материалов, изделий и конструкций на опасных производственных объектах // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2021. Т. 19, № 2. С. 103-111. DOI 10.18503/1995-2732-2021-19-2-103-111.
Наркевич М. Ю. и др. Интеллектуальная система принятия решений при оценке качества зданий и сооружений на опасных производственных объектах: определение траектории движения беспилотного летательного аппарата // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2022. Т. 20, № 1. С. 50-60. DOI 10.18503/19952732-2022-20-1-50-60.
Наркевич М. Ю. и др. Прикладная цифровая платформа для оценки динамики качества опасных производственных объектов на металлургическом предприятии: структура и алгоритмы // Вестник Череповецкого государственного университета. 2022. № 5 (110). С. 29-48. DOI 10.23859/1994-0637-2022-5-110-3.
Свод правил по проектированию и строительству (СП 13-102-2003). Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200034118 (дата обращения: 07.02.2022).
Степанова И. С., Воротников А. М. Новые возможности для гражданского общества, представляемые цифровыми платформами, на примере цифровой платформы «Арктика 2035» // Арктика 2035: актуальные вопросы, проблемы, решения. 2020. № 1 (1). С. 51-57. DOI 10.51823/74670_2020_1_51.
Хаертдинова З. М. Обеспечение безопасности опасных производственных объектов. Ижевск: Ижевская ГСХА, 2020. 84 с.
Molchanova K. M., Trushkina N. V., Katerna O. K. Digital platforms and their application in the aviation industry // Intellectualization of Logistics and Supply Chain Management. 2020, no. 3 (3). P. 83-98. DOI 10.46783/smart-scm/2020-3-8.
Narkevich M. Yu., et al. Results of a pilot experiment on monitoring the condition of buildings and structures using unmanned aerial vehicles // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: 2nd International Conference on Energetics, Civil and Agricultural Engineering 2021 (ICE-CAE 2021), Tashkent, 14-16 October 2021. Tashkent: IOP Science, 2021. Vol. 939. P. 012030. DOI 10.1088/1755-1315/939/1/012030.
References
Boichenko M. B., Gulykh K. V., Zevakina O. A. Ekspertiza zdanii i sooruzhenii opasnykh pro-izvodstvennykh ob"ektov [Expertise of buildings and structures of hazardous industrial facilities].
Simvol nauki: mezhdunarodnyi nauchnyi zhurnal [Symbol of Science], 2022, no. 5 (110), pp. 29-48. DOI 10.23859/1994-0637-2022-5-110-3.
Denisov A. V. i dr. Registratsiia ob"ektov v gosudarstvennom reestre opasnykh proizvodstven-nykh ob"ektov [Registration of objects in the state register of hazardous industrial facilities]. Be-zopasnost' truda v promyshlennosti [Occupational Safety in Industry], 2000, no. 6, pp. 6-9.
GOST 31937-2011. Zdaniia i sooruzheniia. Pravila obsledovaniia i monitoringa tekhnicheskogo sostoianiia [GOST 31937-2011 (Russian National Standard) Buildings and Structures. Rules for inspection and technical condition monitoring]. Moscow: Standartinform, 2014. 55 p.
Khaertdinova Z. M. Obespechenie bezopasnosti opasnykhproizvodstvennykh ob"ektov [Safety of hazardous industrial facilities]. Izhevsk: Izhevskaia GSKhA, 2020. 84 p.
Kichigin N. V., Ponomarev M. V., Puriaeva A. Iu. Kommentarii k Federal'nomu zakonu ot 21 iiulia 1997 g. № 116-FZ «O promyshlennoi bezopasnosti opasnykh proizvodstvennykh ob"ektov: (v redaktsii Federal'nogo zakona ot 18 dekabria 2006 g. № 232-FZ) [Commentary to the Federal Law dated July 21, 1997 No. 116-FZ 'On industrial safety of hazardous industrial facilities: (as amended by the Federal Law dated December 18, 2006 No. 232-FZ)]. Moscow: Yustitsinform, 2007. 151 p. ISBN 978-5-7205-0866-1.
Litvin I. Iu. Razvitie tsifrovykh platform i organizatsionnye metody tsifrovogo inzhiniringa v ros-siiskoi promyshlennosti [Development of digital platforms and organizational methods of digital engineering in the Russian industry]. Innovatsionnoe razvitie ekonomiki [Innovative development of economy], 2022, no. 3-4 (69-70), pp. 65-69. DOI 10.51832/2223798420223-465.
Molchanova K. M., Trushkina N. V., Katerna O. K. Digital platforms and their application in the aviation industry. Intellec-tualization of Logistics and Supply Chain Management. 2020, no. 3 (3), pp. 83-98. DOI 10.46783/smart-scm/2020-3-8.
Narkevich M. Iu. i dr. Analiz effektivnosti sushchestvuiushchei sistemy otsenki kachestva mate-rialov, izdelii i kon-struktsii na opasnykh proizvodstvennykh ob"ektakh [Analysis of efficiency of the existing quality assessment system for materials, products, and structures at hazardous production facilities]. VestnikMagnitogorskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. G. I. Nosova [Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University], 2021, vol. 19, no. 2, pp. 103-111. DOI 10.18503/1995-2732-2021-19-2-103-111.
Narkevich M. Iu. i dr. Intellektual'naia sistema priniatiia reshenii pri otsenke kachestva zdanii i sooruzhenii na opasnykh proizvodstvennykh ob"ektakh: opredelenie traektorii dvizheniia bespi-lotnogo letatel'nogo apparata [An intelligent decision support system for assessing the quality of buildings and structures at hazardous industrial facilities: determining the trajectory of the unmanned aircraft]. Vestnik Magnitogorskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. G. I. Nosova [Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University], 2022, vol. 20, no. 1, pp. 50-60. DOI 10.18503/1995-2732-2022-20-1-50-60.
Narkevich M. Iu. i dr. Prikladnaia tsifrovaia platforma dlia otsenki dinamiki kachestva opasnykh proizvodstvennykh ob"ektov na metallurgicheskom predpriiatii: struktura i algoritmy [Applied digital platform for assessing the dynamics of the quality of hazardous industrial facilities at a metallurgical enterprise: structure and algorithms]. Vestnik Cherepovetskogo gosudarstvennogo universiteta [Cherepovets State University Bulletin], 2022, no. 5 (110), pp. 29-48. DOI 10.23859/1994-06372022-5-110-3.
Narkevich M. Yu., et al. Results of a pilot experiment on monitoring the condition of buildings and structures using unmanned aerial vehicles. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: 2nd International Conference on Energetics, Civil and Agricultural Engineering 2021 (ICECAE 2021), Tashkent, 14-16 October 2021. Tashkent: IOP Science, 2021, vol. 939. 012030 p. DOI 10.1088/1755-1315/939/1/012030.
Stepanova I. S., Vorotnikov A. M. Novye vozmozhnosti dlia grazhdanskogo obshchestva, pred-stavliaemye tsifrovymi platformami, na primere tsifrovoi platformy «Arktika 2035» [New opportuni-
ties provided by digital platforms for civil society, by the example of the digital platform «Arctic 2035»]. Arktika 2035: aktual'nye voprosy, problemy, resheniia [Arctic 2035: current issues, problems, solutions], 2020, no. i (i), pp. 51-57. DOI i0.51823/74670_2020_i_51.
Svod pravil po proektirovaniiu i stroitel'stvu (SP 13-102-2003). Pravila obsledovaniia nesushchikh stroitel'nykh konstruktsii zdanii i sooruzhenii [Code of Practice for Design and Construction (SP 13-102-2003). Inspection requirements for loadbearing structures of buildings and facilities]. Elektronnyi fond pravovykh i normativno-tekhnicheskikh dokumentov [Electronic fund of legal and normative-technical documents]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200034118 (accessed: 07.02.2022).
Сведения об авторах
Михаил Юрьевич Наркевич - кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой проектирования и строительства зданий; https://orcid.org/0000-0001-6608-8293, narkevich_mu@mail.ru; Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова (д. 38, пр-т Ленина, 455000 Магнитогорск, Россия; Mikhail Yu. Narkevich -Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Building Design and Construction; https://orcid.org/0000-0001-6608-8293, narkevich_mu@mail.ru; Nosov Magnitogorsk State Technical University (38, pr. Lenina, 455000 Magnitogorsk, Russia).
Оксана Сергеевна Логунова - доктор технических наук, профессор; https://orcid.org/0000-0002-7006-8639, logunova66@mail.ru, Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова (д. 38, пр-т Ленина, 455000 Магнитогорск, Россия); Oksana S. Loguno-va - Doctor of Technical Sciences, Professor; https://orcid.org/0000-0002-7006-8639, loguno-va66@mail.ru, Nosov Magnitogorsk State Technical University (38, pr. Lenina, 455000 Magnitogorsk, Russia).
Заявленный вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 07.02.2023; одобрена после рецензирования 01.03.2023; принята к публикации 06.03.2023.
The article was submitted 07.02.2023; Approved after reviewing 01.03.2023; Accepted for publication 06.03.2023.
