CC BY
35
А. Ф. Егоров, докт. техн. наук, профессор, РХТУ им. Д. И. Менделеева, г. Москва, egorov@muctr.ru Т. В. Савицкая, докт. техн. наук, профессор, РХТУ им. Д. И. Менделеева, г. Москва, savitsk@muctr.ru С. А. Никитин, аспирант, РХТУ им. Д. И. Менделеева, г. Москва, sergey.torin90@gmail.com
Информационная система анализа надежности оборудования и химико-технологических систем с использованием веб-технологий
Разработано веб-приложение для анализа надежности сложных химико-технологических систем структурным методом. Дано описание его модульной архитектуры. Разработана структура интегрированной базы данных для хранения характеристик и показателей надежности химико-технологического оборудования. Приведены примеры информационного наполнения и работы с веб-приложением. Представлены описание функциональных возможностей веб-приложения для анализа надежности химико-технологических систем любой сложности и возможные пути его развития.
Ключевые слова: надежность, оценка показателей надежности, структурный анализ, веб-технологии, моделирование химико-технологических систем.
Введение
Около 50% аварий на объектах химической и смежных отраслей промышленности происходит вследствие неудовлетворительного технического состояния оборудования, а также неоптимальных сроков планового технического обслуживания.
Как указывается в [1], множество нормативных документов, регламентирующих расчет различных показателей надежности как для единичного оборудования, так и для систем различной степени сложности, обязывает пользователей и разработчиков прикладного программного обеспечения использовать для анализа, оценки и повышения надежности технических систем отечественные методики и стремиться к максимально полному и детальному анализу технических систем. Кроме того, ввиду развития информационных технологий и политики импортоза-
мещения особенно актуально использовать на этапах проектирования, эксплуатации оборудования и в подготовке специалистов отечественные системы, способные работать удаленно и в многопользовательском режиме.
При формировании требований к разрабатываемой автоматизированной информационной системе для анализа надежности химико-технологических систем (ХТС) был проведен обзор современных программных решений в области анализа надежности технических систем [2-11]. Среди отечественных программных средств выделены подсистема АСОНИКА-К [9] для анализа надежности радиоэлектронной аппаратуры и программный комплекс автоматизированного структурно-логического моделирования и расчета надежности и безопасности систем АРБИТР [10]. А среди зарубежных, обладающих большей модульностью и большей специализированностью, — ряд программ-
ных комплексов. Комплекс программ Relex Software (США) [3; 7], занимающий лидирующие позиции в области анализа, контроля и обеспечения надежности технических систем; аналогичный конкурирующий комплекс программ компании Isograph Software (США) [3; 7; 11], а также программный комплекс Risk Spectrum компании Relcon АВ Software (Швеция) [3; 7] для вероятностного анализа надежности и безопасности технических систем в атомной энергетике.
Несмотря на то что большая часть перечисленных зарубежных программных средств ориентирована на зарубежные нормативные документы и стандарты, советом по аттестации программных средств Госатомнадзора России в 2003 г. постановлено, что ПК Relex и Risk Spectrum могут быть использованы для расчета надежности не только управляющих или технологических систем, но и изделий приборостроения, вычислительной техники, на транспорте, в оборонной технике [6].
Использование веб-технологий и технологии Adobe Flash для разработки информационных систем
Среди перечисленных программных комплексов нет ни одного работающего удаленно или в многопользовательском режиме. Соответственно, подготовка специалистов для работы с данными программными продуктами затруднительна и требует дополнительных затрат для каждого рабочего или учебного места. Для решения этой проблемы целесообразно применять современные веб-технологии.
Для разработки простых и средней сложности компьютерных тренажеров и информационно-моделирующих систем, поддерживающих вышеуказанные условия работы, хорошо подходит технология Adobe Flash. Она позволяет использовать принципы модульности, объектно-ориентированное программирование (ООП), событийно-управляемое программирование, быстро и легко создавать
интерфейсы любой сложности [12]. Однако и она имеет ряд недостатков, которые затрудняют разработку тренажеров и информационных систем для многих областей [1].
С развитием интернет-технологий появилась альтернатива технологии Adobe Flash, способная использовать те же принципы — сочетание последних версий языка гипертекстовой разметки HTML и языка программирования JavaScript.
Использование схемы проектирования Model-view-controller (MVC) может значительно упростить разработку системы, позволив логически и физически разделить данные, управление и интерфейс [13]. Именно данная концепция была реализована при разработке автоматизированной информационной системы для оценки надежности ХТС, которая может быть использована в инженерной подготовке.
Лучшим методом реализации выполнения процедур является применение динамического связывания событий и их обработчиков [13]. Для этого при разработке информационных систем применяются как языки программирования общего назначения, так и специализированные и графические языки.
Одно из основных преимуществ вышеперечисленных веб-технологий — относительная простота освоения инструментов разработки, или в терминах программирования «низкий порог вхождения». Это позволяет специалистам в предметной области, не владеющим более сложными и нередко более дорогостоящими инструментами разработки, такими как Adobe Flash, разрабатывать отдельные программные модули и интерфейс быстрее.
Структура автоматизированной информационной системы анализа и оценки надежности ХТС
Разработанная автоматизированная информационная система состоит из ряда подсистем: обработки исходных данных; расчета
[ 31 ]
с выбором метода; базы данных (БД) и формирования отчета. Подсистема обработки исходных данных представляет собой набор алгоритмов для описания структуры ХТС в виде матриц аппаратов и их связей [14], которые нужны для подсистемы расчета, а также генерирования расчетной формулы вероятности безотказной работы системы, с учетом последовательно-параллельных и мостиковых соединений элементов. В подсистеме расчета производится вычисление вероятностей безотказной работы каждого элемента в соответствии с выбранным законом распределения, а затем расчет вероятности безотказной работы ХТС согласно полученной формуле, а также других показателей надежности технических систем.
В подсистеме реализован ряд алгоритмов для каждого метода решения (структурный, марковский, общий логико-вероятностный), один из которых пользователь должен выбрать при анализе надежности ХТС. Для сохранения настроек используется браузер
на компьютере пользователя, а находящаяся на сервере вместе с веб-приложением БД используется для хранения типового оборудования и его характеристик, а также хранения данных о биографии работы аппаратов. БД реализована в системе управления базами данных MySQL как наиболее удобной и быстрой для создания веб-приложений и работы с небольшими объемами данных.
Разработанные подсистемы и БД были интегрированы в единое веб-приложение, имеющее структуру, представленную на рис. 1.
Ниже приведена структура базы данных системы анализа и оценки надежности (рис. 2). Она выполнена в виде ER-диаграммы (Entity Relationship Diagram — диаграмма отношений сущностей) и включает 8 таблиц:
ROLE (РОЛЬ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ) — имеет 5 полей, предназначена для разграничения прав взаимодействия пользователей с системой;
USERS (ПОЛЬЗОВАТЕЛИ) — таблица пользователей системы с указанием роли;
Рис. 1. Модульная структура системы для оценки надежности ХТС
Fig. 1. The modular system structure for reliability assessment of chemical-technological systems
SAVES_CALC (СОХРАНЕННЫЕ РАСЧЕТЫ) — результаты расчетов пользователей, сохраненные со всеми исходными данными в виде JSON (JavaScript Object Notation) — формата обмена данными;
SETTINGS (СОХРАНЕННЫЕ НАСТРОЙКИ) — настройки и установки системы по умолчанию для каждого пользователя;
TYPE_APP (ТИПЫ АППАРАТОВ) — таблица типов аппаратов, содержащая закон распределения отказов по умолчанию и ссылку на условное изображение для каждого типа аппаратов;
APPARATS (АППАРАТЫ) — содержит 21 поле, основными из которых являются 5: type_ id — тип аппарата, full_name — полное наименование аппарата, short_name — условное обозначение на схеме, type — тип элемента
в веб-приложении («Обычный»/«Мости-ковый»/«Резерв»), distr — закон распределения отказов аппарата. Остальные поля предназначены для хранения значений параметров каждого закона распределения;
BLOCKS (БЛОКИ) — таблица созданных пользователем из аппаратов блоков; данные — в формате JSON;
BIOGRAPHY (БИОГРАФИИ РАБОТЫ) — предназначена для хранения статистических реальных или гипотетических данных о времени работы и об отказах аппаратов, блоков.
По приведенной структуре со связями типа «один ко многим» видно, что доступ к редактированию ключевых таблиц «АППАРАТЫ» и «БЛОКИ», «БИОГРАФИИ РАБОТЫ» и «СОХРАНЕННЫЕ РАСЧЕТЫ» осуществляется через проверку прав каждого пользователя в соответствии с его ролью в системе.
РОЛЬ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
ipIë id Short ntaoar
nole^name Variable characters (5îfi
read Short integer
wlte Short Integer
save Short integer
Key_1 «pt»
COXРАНЕННЫЕ РАСЧЕТЫ
¿ave id Short integer
userjd Short Integer data Text
Key_1 ИЗ
ПОЛЬЗОВАТЕЛИ
user id Short Inteaer
name Variable characters (255)
email Variable characters (255)
rolejd Short integer
Key_1 <pi>
АППАРАТЫ Осарактеристики)
арр id Short inteaer
userjd Short integer
type_id Short integer
fulljiame Variable characteis (255)
short_name Variable characters (20)
type Variable characteis (255)
distr Variable characteis (255)
lambda Variable characters (10)
lambdajype Characters (1)
mu Variable characters (10)
mujype Characters (1)
norma_a Variable characteis (10)
norma_b Variable characters (10)
logncrma_v Variable characteis (10)
lognorrna^u Variable characters (10)
gamma_a Variable characteis (10)
gamma_b Variable characters (10)
velbull „delta Variable characteis (10)
v^ibuilJamO Variable characters (10)
Vieibuiijamjype Characters (1)
sigma_pi Variable characteis (10)
Key_1 <p\>
±
СОХРАНЕННЫЕ НАСТРОЙКИ
setting id Short integer userjd Short Integer settings Variable characteis £255}
Кеу_1
БЛОКИ
block id Short integer
block name Variable characteis (100)
user id Short integer
block_data Text
Key_1 «pis-
ТИПЫ АППАРАТОВ
type Id Short Integer
type_name Variable characters (1 OD}
i mg Variable character (255)
dlstrjjefault Variablecharacteis 855}
Кеу_1 »
БИОГРАФИИ РАБОТЫ
bio id Short integer
appjd Short integer
block id Short I nteger
start Date & Time
end Date & Ti me
error Date & Ti me
time Date & Ti me
Key_1 <pi >
Рис. 2. Структура базы данных
Fig. 2. The structure of the database
Также очевидно, что каждому типу аппаратов соответствует множество аппаратов, а каждому конкретному аппарату соответствует множество записей об отказах в таблице с биографией работы. Каждому пользователю может быть присвоена только одна роль.
Использование автоматизированной информационной системы для анализа и оценки надежности простых и сложных ХТС
В разрабатываемом веб-приложении выполнение процедур реализовано при помощи языка JavaScript и нескольких готовых
стандартных библиотек для него (Raphael, JQuery).
При помощи этих же библиотек и использования языка разметки HTML реализован графический интерфейс автоматизированной информационной системы, представленный на рис. 3.
Интерфейс одинаково отображается во всех браузерах, в том числе на мобильной платформе. Он разделен на четыре сегмента: структурная схема, параметры выделенного элемента, схема функциональной целостности, результаты расчета показателей надежности.
Раздел меню «Справка» содержит ссылки на дополнительные ресурсы по теории на-
Рис. 3. Пример графического интерфейса в браузере
Fig. 3. Example of interface in browser window
дежности и справочные материалы по работе с веб-приложением.
При помощи кнопок в верхней левой четверти окна с приложением пользователь может добавлять на поле редактирования новые элементы, по двойному клику можно изменять свойства (рис. 4), а при зажатой левой кнопке мыши эти элементы можно перетаскивать. Также можно добавлять связи между элементами, объединять элементы в блоки или удалять их. Таким образом, пользователь поэлементно формирует структурную схему и задает характеристики входящего в нее оборудования.
Для расчета надежности химического оборудования разработана гибкая система параметров расчета и задания характеристик оборудования в соответствии со справочными данными или заданных гипотетически.
Поскольку оборудование в химической технологии имеет достаточно большой разброс характеристик, оно было структурировано для удобства пользователя и задания некоторых характеристик оборудования по умолчанию [15; 16]. В приложении реализован поэлементный расчет вероятности безотказной работы для целого ряда законов распределения: экспоненциальный, нормальный, гамма-распределение, Вейбулла, Рэлея, Пуассона.
Далее расчет ведется в соответствии с заданными параметрами, например частотой отказов или параметром распределения Рэлея.
Если справочные данные по частоте отказов действующего аппарата неизвестны, то расчет можно провести статистическим методом в соответствии с [17], нажав ^ (рис. 4, 5).
В настоящий момент размерность формируемой пользователем схемы никак не ограничена, но в дальнейшем будет определен предел количества входящих в нее элементов, а схемы большей размерности можно будет реализовать, используя готовые блоки элементов.
Ниже представлен пример построенной с использованием веб-приложения структурной схемы для фрагмента ХТС, а именно блока очистки газов моноэтаноламином установки каталитического крекинга, приведенного на рис. 6.
Рис. 4. Ввод параметров отдельного аппарата
Fig. 4. Input the parameters for a single device
Рис. 5. Расчет частоты отказов статистическим методом в модальном окне
Fig. 5. The calculation of the failure rates of the statistical method in a modal window
В данном фрагменте технологической
схемы использованы следующие обозначения:
— К-(102-105) — колонны абсорберов, с частотами отказов порядка (1^4) 10-5 1/час;
— Е-(109, 110, 113) — емкости, с частотой отказа 0,110-5 1/час;
— Н-(104, 105, 109, 110, 111) — погружные и центробежные насосы, с частотами отказов порядка (10^25) 10-5 1/час;
— МЭА — моноэтаноламин;
— ВСГ — водородсодержащий газ;
— ППФ — пропан-пропиленовая фракция;
— у/в газ — углеводородный газ.
Данные о характеристиках оборудования и интенсивностях отказов взяты из монографии [3].
Приведенная на рис. 7 структурная схема является результатом обработки пользователем исходных данных и фрагмента технологической схемы с учетом возможности возникновения отказов, приводящих к нарушению работоспособности оборудования ХТС [8].
На данный момент в веб-приложении все аппараты обозначены на схеме условно, однако в дальнейшем изображение будет заменено на общепринятые обозначения химического оборудования согласно ГОСТ 2.793-79
Рис. 6. Фрагмент технологической схемы блока очистки газов моноэтаноламином установки каталитического крекинга
Fig. 6. A fragment of the technological scheme of the unit purification of gases with monoethanolamine of catalytic cracking
Рис. 7. Построенная в веб-приложении структурная схема ХТС в полноэкранном режиме
Fig. 7. Built in the web application structural diagram of chemical-technological system in full screen mode
«Обозначения условные графические. Элементы и устройства машин и аппаратов химических производств. Общие обозначения». Обозначенные на схеме условные точки »ф^ — это фиктивные вершины, которые не представляют никаких элементов моделируемой системы и служат только для расширения возможностей графического представления сложных логических связей и отношений между различными функциями [18]. В расчетной формуле, полученной в результате автоматической обработки схемы, фиктивные вершины (условные точки) обозначены <ф» с порядковым номером (рис. 8). При расчете значение частот отказов в этих точках принимается бесконечно малым и вероятность безотказной работы — близкой к единице. Таким же образом можно задавать бесконечно малую частоту отказов для аппаратов технологической схемы, имеющих незначительную вероятность отказа. В данном случае фиктивным является
аппарат с обозначением ТР-1 — он добавлен в структурную схему в качестве промежуточного звена для правильной обработки параллельных связей.
I
Результаты расчета показателей надежности схемы: Надежность системы;
Рз=РЕ-113-Рц-1<ю-Ре-1 оз-р2-{1-(1 -Рн-f 04 'Рки ог)*(1 -Рн-111*рз-(1 -(1-pK-i03'pK-307)'(1-pK-iae))*P4'pTp-iW1-Рн-105'Рк-105"РН-1 юВ'Р^Ре-И о
1. Показатели безотказности
1.1. Вероятность безотказной работы P(t): 0.031 Q5
1.2. Средняя наработка до отказа Тер: S3B.22 час
1.3. Интенсивность отказов A(t): 0.001193 1/час
Самый ненадежный элемект(ы): Н-104, P(t)=0.1119
► Детальна:
Рис. 8. Результаты расчета с возможностью детализации
Fig. 8. The calculation results with drill down capabilities
Далее, после выбора метода, задания параметра времени и вида расчета (для одного выделенного элемента, блока или всей схемы в целом) по кнопке «Рассчитать» (см. рис. 3) будет получен результат в правой нижней четверти окна (см. рис. 8). При нажатии на строчку с надписью «Детально» будут выведены: общая формула с подставленными численными значениями вероятности безотказной работы и вероятности безотказной работы всех элементов системы; график изменения вероятности безотказной работы системы до заданного времени; коэффициенты готовности и технического использования для системы с восстанавливаемыми элементами и другие промежуточные результаты и показатели.
Заключение
Автоматизированная система расчета показателей надежности оборудования опасных производственных объектов может быть использована широким кругом специалистов для решения следующих задач:
• при разработке проектной документации производственных объектов (в том числе цехов, производственных линий, сложных технических систем), которая должна содержать сведения о надежности оборудования;
•• при подготовке нормативных документов для оборудования (в том числе сложных технических систем), регламентирующих время проведения ремонтных работ, сроки эксплуатации и допустимые нагрузки;
• при обучении специалистов по оценке надежности оборудования на примере реального или абстрактного производства.
Разработанную автоматизированную систему расчета показателей надежности в настоящий момент продолжают развивать и дополнять. Запланировано разработать подсистему автоматической генерации схемы функциональной целостности на основе созданной пользователем структурной схемы, чтобы использовать ее для расчетов марковским и общим логико-вероятностным методами [18-21].
Параллельно с разработкой специализированной информационной системы ведется разработка тренажерной системы, позволяющей отрабатывать навыки моделирования и анализа надежности ХТС. Для этого авторы разрабатывают отдельный интерфейс веб-приложения для пользователей с ролью «преподаватель», где будет возможность формировать сценарии обучения и типовые задачи для анализа надежности ХТС на основе паспортов оборудования и технологических регламентов. А также изучают возможность применения нейронной сети для определения закона распределения отказов по биографии работы аппаратов и пакета прикладных программ MatLab и графической среды Simulink для решения задачи моделирования надежности ХТС с последующей интеграцией в информационно-тренажерную систему в качестве источника данных о динамически изменяющейся биографии работы химико-технологического оборудования.
Список литературы
1. Никитин С. А., Горанский А. В., Савицкая Т. В. Разработка структуры базы данных и программного модуля расчета надежности типового оборудования опасных производственных объектов // Успехи в химии и химической технологии. 2012. № 1 (130). URL: http://cyberlemnka.ru/article/n/razrabotka-struktury-bazy-dannyh-i-programmnogo-modulya-rascheta-nadezhnosti-tipovogo-oborudovaniya-opasnyh-proizvodstvennyh-obektov (дата обращения: 26.04.2016).
2. Шубин В. С., Рюмин Ю. А. Надежность оборудования химических и нефтеперерабатывающих производств. М.: Химия, КолосС, 2006. — 359 с.
3. Методическое и программное обеспечение для оценки надежности и безопасности функционирования химико-технологического оборудования: монография / Т. Н. Швецова-Шиловская, В. Б. Кондратьев, В. Г. Горский, А. Ф. Егоров, О. В. Полехи-на, Т. В. Громова, Т. В. Гамзина, А. А. Афанасьева, Т. В. Савицкая, Д. И. Назаренко, Д. Е. Иванов, М. А. Викентьева. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2016. — 372 с.
4. Мешалкин В. П., Гурьева JI. B., Сельский Б. Е. Модели представления знаний о процедуре технической диагностики отказов теплообменных аппаратов //
Теоретические основы химической технологии. 1998. Т. 32. № 2. С. 201-207.
5. Мешалкин В. П., Петров Д. Ю., Иващенко В. А., Ефимов И. В. Комплекс программ идентификации точечных дефектов листового стекла // Программные продукты и системы. 2014. № 3 (107). URL: http://cyberleninka.ru/article/n/kompleks-programm-identifikatsii-tochechnyh-defektov-listovogo-stekla-1 (дата обращения: 28.04.2016).
6. Строгонов А., Жаднов В., Полесский С. Обзор программных комплексов по расчету надежности сложных технических систем // Компоненты и технологии. 2007. № 5. — 183 с.
7. Егоров А. Ф., Савицкая Т. В., Кошкина М. Г., Крап-чатова Н. В. Программные средства анализа риска и тяжести последствий аварий на опасных производственных объектах // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов: обзорная информация 2008. № 4. — 100 с.
8. Егоров А. Ф., Савицкая Т. В. Анализ риска, оценка последствий аварий и управление безопасностью химических, нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. М.: КолосС, 2010. — 526 с.
9. Подсистема обеспечения надежности РЭС АСОНИКА-К. URL: http://asonika-k.ru (дата обращения: 08.05.2016).
10. ПК АРБИТР (ПК АСМ СЗМА) — методы оценки надежности, безопасности и риска. URL: http:// www.szma.com (дата обращения: 08.05.2016).
11. Reliability Software from Isograph — World leaders in Reliability, Maintenance and Safety. URL: http:// www.isograph-software.com/ (дата обращения: 08.05.2016).
12. Вагин Р. Н. Разработка компьютерных тренажеров-симуляторов // Молодежь и наука: сборник материалов IX Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, посвященной 385-летию со дня основания г. Красноярска. Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, 2013. URL: http:// conf.sfu-kras.ru/sites/mn2013/section111.html (дата обращения: 26.04.2016).
13. Компьютерные тренажеры для обучения персонала по ПЛАС для химических и нефтеперерабатывающих производств / разработано НПФ «КРУГ». URL: http://www.krug2000.ru/decisions/solutions_oil/ trenajer_plas. html (дата обращения: 26.04.2016).
14. Макаров В. В. Алгоритм структурно-логического анализа многопродуктовых химико-технологических систем // Теоретические основы химической технологии. 1994. Т. 28. № 5. С. 453-464.
15. Дытнерский Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнер-
ский и др.; под ред. Ю. И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1991. — 496 с.
16. Обеспечение и методы оптимизации надежности химических и нефтеперерабатывающих производств / В. В. Кафаров, В. П. Мешалкин и др. М.: Химия, 1987. — 270 с.
17. ГОСТ 27.301-95 Надежность в технике. Расчет надежности. URL: http://standartgost.ru/g/ ГОСТ_27.301-95 (дата обращения: 28.04.2016).
18. Можаев А. С. Основные положения общего логико-вероятностного метода анализа систем. URL: http://www.szma.com/olwm. pdf (дата обращения: 02.05.2016).
19. Мешалкин В. П., Бояринов Ю. Г. Полумарковские модели процессов функционирования сложных химико-технологических систем // Теоретические основы химической технологии. 2010. Т. 44. № 2. С. 198-204.
20. Кленов Г., Мешалкин В. П. Полумарковские модели процесса эксплуатации стареющих химико-технологических систем // Сб. тр. межд. науч.-практ. конф. «Логистика и экономика ресурсосбережения и энергосбережения в промышленности». Т. З. М.: РХТУ, 2002. — 3 с.
21. ГОСТ Р 51901.15-2005 Менеджмент риска. Применение марковских методов: URL: http://standartgost. ru/g/raCT_P_51901.15-2005 (дата обращения: 28.04.2016).
References
1. Nikitin S. A., Goranskii A. V., Savitskaya T. V. Raz-rabotka struktury bazy dannykh i programmnogo modulya rascheta nadezhnosti tipovogo oborudovaniya opasnykh proizvodstvennykh ob» ektov [Development of database structure and software module for calculating the reliability of a typical hazardous industrial objects]. Journal Adnvances in Chemistry and Chemical Technology, 2012, no. 1. 130 p. Available at: http://cy-berleninka.ru/article/n/razrabotka-struktury-bazy-dan-nyh-i-programmnogo-modulya-rascheta-nadezhnosti-tipovogo-oborudovaniya-opasnyh-proizvodstvennyh-obektov (accessed: 26.04.2016).
2. Shubin V. S., Ryumin Yu. A. Nadezhnost' oborudovaniya khimicheskikh i neftepererabatyvayushchikh proiz-vodstv [The reliability of the equipment of chemical and oil-refining industries]. Moscow, Himiya, KolosS Publ., 2006. 359 p.
3. Shvetsova-Shilovskaya T. N., Kondrat'ev V. B., Gorskii V. G., Egorov A. F., Polekhina O. V., Gro-mova T. V., Gamzina T. V., Afanas'eva A. A., Savitskaya T. V., Nazarenko D. I., Ivanov D. E., Vikent'eva M. A.. Metodicheskoe i programmnoe obespechenie dlya otsenki nadezhnosti i bezopasnosti funktsion-
irovaniya khimiko-tekhnologicheskogo oborudovaniya: monografiya [The methodology and the software for assessment of reliability and operational safety of chemical process equipment: monograph]. Moscow, RHTU im. D. I. Mendeleeva Publ., 2016. 372 p.
4. Meshalkin V. P., Gur'eva JI. B., Sel'skii B. E. Mod-eli predstavleniya znanii o protsedure tekhnicheskoi diagnostiki otkazov teploobmennykh apparatov [Model of knowledge representation about the procedure of technical diagnostics of failures of heat exchangers]. Teoreticheskie osnovy himicheskoj tekhnologii — Theoretical foundations of chemical engineering, 1998, vol. 32, no. 2, pp. 201-207.
5. Meshalkin V. P., Petrov D. Yu., Ivashchenko V. A., Efi-mov I. V. Program complex for identification of float glass spot defects. Programmnyeprodukty i sistemy — Programmnye Produkty I Sistemy, 2014, no. 3 (107) (in Russian). Available at: http://www.swsys.ru/in-dex. php? page=article&id=3874&lang=en (accessed: 18.05.2016).
6. Strogonov A., Zhadnov V., Polesskii S. Obzor pro-grammnykh kompleksov po raschetu nadezhnosti slozhnykh tekhnicheskikh system [Overview of program complexes by calculation of reliability of complex technical systems]. Komponenty i Tekhnologii — Components & Technologies, 2007, no. 5. 183 p.
7. Egorov A. F., Savitskaya T. V., Koshkina M. G., Krap-chatova N. V. Programmnye sredstva analiza riska i tyazhesti posledstvii avarii na opasnykh proizvodst-vennykh ob» ektakh [Software to analyze the risk and severity of consequences of accidents at hazardous production facilities]. Problemy okruzhayushchei sredy iprirodnykh resursov: Obzorn. inform, 2008, no. 4. 100 p.
8. Egorov A. F., Savitskaya T. V. Analiz riska, otsenka posledstvii avarii i upravlenie bezopasnost'yu khimi-cheskikh, neftepererabatyvayushchikh i neftekhimi-cheskikhproizvodstv [Risk analysis, assessment of consequences of accidents and the safety management of chemical plants, refineries, and petrochemical plants]. Moscow, KolosS, 2010. 526 p.
9. Podsistema obespecheniya nadezhnosti RES ASONIKA-K [The subsystem of the reliability of Electronic systems ASONIKA-K]. Available at: http://asonika-k.ru (accessed: 08.05.2016).
10. PKARBITR (PKASMSZMA) — metody otsenki nadezhnosti, bezopasnosti i riska [ARBITER software — methods to assess the reliability, safety and risk]. Available at: http://www.szma.com (accessed: 08.05.2016).
11. Reliability Software from Isograph — World leaders in Reliability, Maintenance and Safety. Available at: http:// www.isograph-software.com/ (accessed: 08.05.2016).
12. Vagin R. N. Razrabotka komp'yuternykh trenazherov-simulyatorov [The development of computer simula-
tors]. Molodezh'i nauka: sbornik materialov IKh Vser-ossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii studentov, aspirantov i molodykh uchenykh s mezhdunarodnym uchastiem, posvyashchennoi 385-letiyu so dnya os-novaniya g. Krasnoyarska -Youth and science: collection of materials of IX all-Russian scientific-technical conference of students, postgraduates and young scientists with international participation, devoted 385 anniversary of the founding of the city of Krasnoyarsk. Krasnoyarsk, Siberian Federal University, 2013. Available at: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2013/sec-tion111.html (accessed: 26.04.2016).
13. Komp'yuternye trenazhery dlya obucheniya personala po PLAS dlya khimicheskikh i neftepererabatyvayush-chikh proizvodstv [Computer simulators for training of personnel according to the plans of localization of emergency situations for chemical and oil-refining industries]. Developed by SPC 'KRUG'. Available at: http://www.krug2000.ru/decisions/solutions_oil/trena-jer_plas. html (accessed: 26.04.2016).
14. Makarov V. V. Algoritm strukturno-logicheskogo analiza mnogoproduktovykh khimiko-tekhnologicheskikh system [Algorithm of structural-logical analysis of multiproduct chemical-engineering systems]. Teo -reticheskie osnovy khimicheskoi tekhnologii — Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 1994, vol. 28, no. 5, pp. 453-464.
15. Borisov G. S., Brykov V. P., Dytnerskii Yu. I. Osnovnye protsessy i apparaty khimicheskoi tekhnologii: Posobie po proektirovaniyu [Basic processes and apparatuses of chemical technology: a Manual for design]. Ed. by Yu. I. Dytnerskii. Moscow, Khimiya Publ., 1991. 496 p.
16. Kafarov V. V., Meshalkin V. P. etc. Obespechenie i metody optimizatsii nadezhnosti khimicheskikh i neft-epererabatyvayushchikh proizvodstv [Security and methods of reliability optimization of chemical and refining industries]. Moscow, Khimiya Publ., 1987. 270 p. Bibliography, pp. 254-265.
17. GOST 27.301-95 Nadezhnost' v tekhnike. Raschet nadezhnosti [Dependability in technics. Dependability prediction. Basic principles]. Moscow, Stand-artinform Publ., 1997. 19 p. Available at: http://stan-dartgost.ru/g/r0CT_27.301 -95 (accessed: 28.04. 2016).
18. Mozhaev A. S. Osnovnye polozheniya obshchego logiko-veroyatnostnogo metoda analiza system [The main provisions of the General logical-probabilistic method of systems analysis]. Available at: http://www. szma.com/olwm. pdf (accessed: 02.05.2016).
19. Meshalkin V. P., Boyarinov Yu. G. Polumarkovskie modeli protsessov funktsionirovaniya slozhnykh khi-miko-tekhnologicheskikh system [Semi-Markov models of processes of functioning of complex chemical-tech-
nological systems]. Teoreticheskie osnovy khimicheskoi tekhnologii — Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2010, vol. 44, no. 2, pp. 198-204.
20. Klenov G., Meshalkin V. P. Polumarkovskie mod-eli protsessa ekspluatatsii stareyushchikh khimiko-tekhnologicheskikh system [Semi-Markov models of exploitation process of aging chemical-technological systems]. Sb. tr. mezhd. nauch.-prakt. konf. «Logistika i ekonomika resursosberezheniya i energosberezheniya
v promyshlennosti» — Proc. of the Int. Scientific-Pract. Conf. «Logistics and Economics of resource saving and energy saving in industry», vol. 3. Moscow, RKhTU Publ., 2002. 3 p.
21. GOST R 51901.15-2005 Menedzhment riska. Prim-enenie markovskikh metodov [Application of Markov techniques (MOD)]. Moscow, Standartinform Publ., 2005. 16 p. Available at: http://standartgost.ru/g/ roCT_P_51901.15-2005 (accessed: 28.04.2016).
A. Egorov, Dmitry Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia, egorov@muctr.ru T. Savitskaya, Dmitry Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia, savitsk@muctr.ru
S. Nikitin, Dmitry Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia, sergey.torin90@gmail.com
The information system of reliability analysis of equipment and chemical-technological systems using web technologies
Objective is developing a method of analyzing the reliability of complex chemical-technological systems using a web technology. To do this, have done review of the analogue programs of Russia and other countries (such as «ASONIKA-K», «ARBITR», «Relex Reliability Software», «Risk Spectrum» etc.) and regulations documents of Russian Federation including harmonized with international standards. Because of the development of information technology and of the current policy of import substitution it is relevant to use during the design, operation of equipment and in training of the domestic system is able to work remotely and in multiplayer mode. Presented the advantages and disadvantages of information technology for developing and development of systems of reliability analysis. Developed automated web-based application, given a description of its modular structure and the description of the structure of an integrated database in the form of ER-Diagrams. Have described the functionality of the application and shows examples of work with it. Including an example of creating a structure of chemical process system with the item settings (such as the distribution law, type of apparatus, failure rate) and the choice of the calculation method (RBD, Markov, General logical-probabilistic method). Presented the ways of modification of application for the develop of its-based computer-based training system.
Keywords: reliability, reliability analysis, RBD analysis, web-technology, modeling of chemical-technology systems. About authors:
A. Egorov, Dr of Technique, Professor T. Savitskaya, Dr of Technique, Professor S. Nikitin, Postgraduate For citation:
Egorov A., Savitskaya T., Nikitin S. The information system of reliability analysis of equipment and chemical-technological systems using web technologies. Prikladnaya Informatika — Journal of Applied Informatics, 2016, vol. 11, no. 4 (64), pp. 30 - 41 (in Russian).
