CC BY
16
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.59.130 Романчиков С.А.
ORCID: 0000-0002-1825-0032, Кандидат технических наук, Военная академия материально-технического обеспечения МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОЛЕВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЙ СЛУЖБЫ
Аннотация
Предложены методические подходы к определению интегрального показателя качества полевых технических средств и технологического оборудования продовольственной службы. Для повышения точности вычислений расчета весов использован метод расстановки приоритетов, который за определенное количество итераций позволяет получить устойчивую матрицу. Результаты исследований при применении методов квалиметрического моделирования позволяют определить возможности ПТС и технологического оборудования исходя из показателей их качества, а также осуществить сравнение существующих образцов с эталонными или перспективными техническими средствами ПС.
Ключевые слова: показатель качества, техническое средство, технологическое оборудование, классификационная группа.
Romanchikov S.A.
ORCID: 0000-0002-1825-0032, PhD in Engineering, Military academy of logistics METHODOLOGY OF ASSESSING THE POSSIBILITIES OF FIELD TECHNICAL EQUIPMENT AND TECHNOLOGICAL EQUIPMENT OF FOOD SERVICE
Abstract
The article offers methodical approaches to the definition of an integrated indicator of quality offield technical means and technological equipment of the food service. We used the method of prioritization in order to improve the accuracy of calculating weights, which allows us to obtain a stable matrix for a certain number of iterations. The results of studies where the methods of qualimetric modeling have been used allows us to determine the capabilities of food service and technological equipment based on their quality indicators, as well as to compare existing samples with references or prospective technical means of the food service.
Keywords: quality index, technical means, technological equipment, classification group.
Сущность предлагаемого подхода к определению интегрированного показателя качества полевых технических средств (ПТС) и эффективности технического оборудования заключается в последовательной композиции формирующих его частных показателей. Структура и состав показателей качества, а также их классификация определены в ГОСТе 16504-81 [1, С. 6], при этом, следует учесть, что такие нестандартные показатели качества как автономность, универсальность, мобильностью, живучесть, характерные для ПТС, к настоящему времени не стандартизованы.
Обобщенный показатель эффективности технологического процесса рассчитывается как взвешенная сумма частных показателей по зависимости1:
K = Z atK
i= 1
neN , (1)
где К 0 - обобщенный (интегральный) показатель эффективности ¡-й единицы технологического оборудования
к =
или ¡-го ПТС; - вклад частного ^го показателя качества в величину обобщенного (интегрального) показателя К° ;
N - множество частных показателей, определяющих обобщенный (интегральный) показатель; кц - нормированный i-й частный показатель эффективности (качества) ¡-й единицы технологического оборудования или ¡-го ПТС. Значение кц определяется из соотношения:
1, если г - й частный показатель определяетэффективность (качество) ] - й единицытехнологичгского оборудования или ] - го ПТС. 0, в противном случае.
Таким образом, для решения задачи необходимо определить:
множество N частных показателей качества, обеспечивающих возможность использования ПТС или технологического оборудования;
подмножества частных показателей п еN формирующих обобщенные (интегральные) показатели качества ПТС и технологического оборудования;
1 Представление К° в линейной (аддиттивной) форме является в данном случае вполне допустимым, поскольку каждая пара частных показателей ( к ■■,к • ), I ^е не зависит по предпочтению от своего приращения.
численные значения весов частных показателей йг.
Для формирования множества показателей качества, определяющих возможность использования технологического оборудования или ПТС целесообразно воспользоваться данными (табл. 1).
Таблица 1 - Показатели качества, определяющие возможность использования полевых технических средств и
технологического оборудования продовольственной службы
Показатели качества Единицы измерения показателей качества
Безотказность час
Ремонтопригодность час
Восстанавливаемость час
Долговечность час
Живучесть уровень (1-5)
Гигиенические уровень (1-5)
Рациональность формы балл (0-10)
Автономность уровень (1-5)
Энергоемкость изготовления и эксплуатации изделия уровень (1-5)
Длительность цикла технического обслуживания и ремонта час
Повторяемость % (1-100)
Вероятность выброса вредных газов, уровень которых не должен % (1-100)
превышать предельно допустимой концентрации
Патентно-правовые балл (0-10)
Электробезопасность уровень (1-5)
Функциональная безопасность уровень (1-5)
Взрывобезопасность уровень (1-5)
Пожарная безопасность уровень (1-5)
Экономичность рубль
Универсальность уровень (1-5)
Сформированная совокупность показателей упорядочивается путем приписывания порядкового номера I (1=1,..., Ы) каждому показателю.
На следующем этапе определяются подмножества показателей качества И/, характерные для каждой классификационной группы технологического оборудования и ПТС. Результаты проделанной работы оформляются в
виде матрицы К = ||к/г. 11, каждый элемент которой означает наличие или отсутствие частных показателей и величину •
Для определения меры "вклада" каждого показателя в величину К° необходимо произвести расчет весов частных
показателей. В настоящее время методы расчета весовых коэффициентов широко освещены в литературе. Теоретические подходы к решению этой проблемы изложены в [2, С. 76], [3, С. 68], а многообразные пути практического решения приведены в работах [3, С. 84], [4, С. 127], [5, С. 74]. С целью повышения точности вычислений для расчета весов признаков целесообразно использовать метод расстановки приоритетов [6, С. 89], [6, С. 139], [8, С. 28], который за определенное количество итераций позволяет получить устойчивую матрицу - вектор-
столбец А = ||аг| |.
Тогда формулу для определения К можно записать в матричной форме, т.е.
1М1
X \\а\\ =
кО
(2)
Чтобы решить «проблему размерности» показателей в формулу для вычисления К включают не абсолютные
>Я
значения к , а их нормированные значения к ji , рассчитываемые по формуле
Г = ^
п = кэ
(3)
кэ
где v ji - пороговые (эталонные) значения частных показателей качества.
Однако ввиду противоречивости целей определяющих возможность использования технологического оборудования и ПТС интегральный критерий оценки их эффективности (качества) должен учитывать ситуации, когда значения одних показателей стремятся к максимуму, а других к минимуму.
Разбив подмножество группы показателей, стремящихся к максимуму и минимуму можно привести
зависимость (1) к более универсальному, окончательному виду
m l \
K° = V aku + V a,--> max
J 1 J1 ¿.^ 1 и
i=l i=m k Ji
meN leN ^^
Рассмотрим пример расчета значимости показателей качества технологического оборудования и ПТС ПС с этой целью сформируем таблицу значений эталонных и фактических показателей качества и определим их нормированные значения (табл. 2).
Таблица 2 - Нормативные показатели качества полевых технических средств и технологического оборудования
продовольственной службы
№ п/п Показатели качества Эталонные Фактические Нормативные
1 2 3 4 5
1. Безотказность 1700,0 1150,0 0,68
2. Ремонтопригодность 2,0 2,5 0,63
3. Восстанавливаемость 4,0 2,8 0,70
4. Долговечность 25000,0 21100,0 0,84
5. Живучесть 5,0 3,4 0,68
6. Вероятность выброса вредных газов, уровень которых не должен превышать предельно допустимой концентрации 0,0 60,0 0,43
7. Функциональная безопасность 5,0 3,5 0,70
8. Электробезопасность 5,0 4,0 0,80
9. Взрывобезопасность 5,0 3,2 0,64
10. Длительность цикла технического обслуживания и ремонта 2,0 4,0 0,63
11. Экономичность 100,0 50,0 0,50
12. Патентно-правовые 10,0 2,0 0,20
Для расчета весов частных показателей составим таблицу парных сравнений элементы которых свидетельствуют о предпочтениях одних показателей над другими по вкладу в обобщенный или интегральный показатель качества (табл. 3).
Таблица 3 - Матрица парных сравнений показателей качества
Номера Номера показателей
показа 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
телей
1 1,0 1,5 1,0 1,5 1,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,5 1,5
2 0,0 1,0 1,0 1,5 0,0 1,5 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
3 1,0 1,0 1,0 1,0 0,0 1,0 0,0 0,0 1,0 1,0 1,0 1,0
4 0,0 0,0 1,0 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0
5 1,0 1,5 1,5 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0
6 0,0 0,0 1,0 0,0 0,0 1,0 0,0 0,0 0,0 1,0 1,0 1,0
7 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0
8 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0
9 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,5 1,0 0,0 1,0 1,5 1,0 1,0
10 0,0 1,0 1,0 0,0 0,0 1,0 1,0 1,5 1,0 1,0 1,0 1,0
11 0,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
12 0,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
kj =
При этом, каждому элементу матрицы присваивается количественное значение Ру по следующему соотношению 1,5 если частный показательпо предпочтению важнее I > у 1, если частные показатели равнозначные по предназначению I = у. 0, если частный показательменее важен I < у. Веса частных показателей рассчитываются по зависимости
IB
'у
j=i
a =■
i n n
и в
г=1 1 =1 (5)
и приведены расчетные значения весов частных показателей для средств приготовления, транспортирования и приема пищи, табл. 4.
Таблица 4 - Значения весов частных показателей
Наименование (номера) частных показателей I™
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Веса показателей 0,114 0,081 0,066 0,081 0,103 0,037 0,099 0,099 0,088 0,073 0,081 0,081 1,0
Полученные значения нормированных показателей качества и их весов позволии определить интегральные (обобщенные) показатели качества рассматриваемого в примере ПТС значения обобщенных показателей этих технических средств расчитанные по формуле 4 (приведены в табл. 5).
_Таблица 5 - Значения обобщённых показателей_
Наименование ПТС Значение обобщенного показателя качества Ко
Автомобильные кухни 0,62
Прицепные кухни 0,60
Возимые кухни 0,70
Переносные кухни 0,76
Газовые кухни 0,63
Кухонные наборы 0,56
Переносные плиты 0,63
Следует отметить, что значения интегральных показателей качества ПТС отражают в количественной форме степень их приближения к эталонным образцам или наиболее эффективным аналогам. Это позволяет оценить возможность ПТС и технического оборудования ПС для применения в условиях военного времени, а также выделять лучшие ПТС из классических групп.
Таким образом, разработанная методика оценки возможностей полевых технических средств и технологического оборудования продовольственной службы в отличии от имеющихся, основана на применении методов квалиметрического моделирования возможностей ПТС исходя из показателей их качества, а также сравнения существующих образцов с эталонными или перспективными техническими средствами ПС. Направлением дальнейших исследований в области оценки возможности применения ПТС в различных природно-климатических условиях и боевой обстановки являются разработки методических подходов к определению показателей мобильности, живучести, автономности.
Список литературы / References
1. ГОСТ 16504-81. Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения. - Введ. 2002-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - С. 6-7.
2. Чумаков Н. М. Оценка эффективности сложных технических устройств / Н.М. Чумаков, Е.И. Серебряный // -М.: Сов. радио, 1980. - 192 с.
3. Николаев В.И., Брук В.М. Системотехника: методы и приложения / В.И. Николаев, В.М. Брук // - Л.: Машиностроение, 1985. - 199 с.
4. Зак Ю. А. Прикладные задачи многокритериальной оптимизации / Ю. А. Зак // М.: Экономика, 2014. - 455 с.
5. Ногин В. Д. Линейная свертка в многокритериальной оптимизации / В. Д. Ногин // Искусственный интеллект и принятие решений. - М.: Роспечать, 2014. - № 4. С. 73 - 82.
6. Блюмберг В. А. Какое решение лучше? Метод расстановки приоритетов. / В. А. Блюмберг, В. Ф. Глущенко // - Л.: Лениздат, 1982. -160 с.
7. Ермошин Н. А. Управление логистическими рисками при проектировании производственной структуры дорожно-строительных организаций / Н. А. Ермошин, / Вестник гражданских инженеров. - СПб.; СПбГАУС, 2010. -№ 3. - С. 138 - 140.
8. Ермошин Н. А. Имитация условий применения оргструктур для обеспечения устойчивой работы автомобильных дорог / Н. А. Ермошин / Подготовка специалистов силовых структур: проблемы, перспективы, тенденции развития Сборник научных трудов. Пермь, Изд-во ПВИ войск национальной гвардии, 2016. С. 26-33.
Список литературы на английском языке / References in English
1. GOST 16504-81. Sistema gosudarstvennyh ispytanij produkcii. Ispytaniya i kontrol' kachestva produkcii. Osnovnye terminy i opredeleniya. [The system of state product tests. Testing and quality control of products. Basic terms and definitions] - Vved. 2002-01-01. - M.: Izd-vo standartov, 2003. - P. 39-43. [in Russian]
2. Chumakov N. M. Ocenka jeffektivnosti slozhnyh tehnicheskih ustrojstv [Evaluation of the effectiveness of complex technical devices] / N.M. Chumakov, E.I. Serebrjanyj // - M.: Sov. radio, 1980. - 192 P. [in Russian]
3. Nikolaev V.I., Bruk V.M. Sistemotehnika: metody i prilozhenija [System engineering: methods and applications] / V.I. Nikolaev, V.M. Bruk // - L.: Mashinostroenie, 1985. - 199 P. [in Russian]
4. Zak Ju. A. Prikladnye zadachi mnogokriterial'noj optimizacii [Applied problems of multicriteria optimization] / Ju. A. Zak // M.: Jekonomika, 2014. - 455 P. [in Russian]
5. Nogin V. D. Linejnaja svertka v mnogokriterial'noj optimizacii [Linear convolution in multicriteria optimization ] / V. D. Nogin // Iskusstvennyj intellekt i prinjatie reshenij [Artificial Intelligence and decision making]. - M.: Rospechat', 2014. -№ 4. P. 73 - 82. [in Russian]
6. Bljumberg V. A. Kakoe reshenie luchshe? Metod rasstanovki prioritetov [Which solution is better? Prioritization method] / V. A. Bljumberg, V. F. Glushhenko // - L.: Lenizdat, 1982. -160 P. [in Russian]
7. Ermoshin N. A. Upravlenie logisticheskimi riskami pri proektirovanii proizvodstvennoj struktury dorozhno-stroitel'nyh organizacij [Management of logistics risks in the design of the production structure of road construction organizations] / N. A. Ermoshin, / Vestnik grazhdanskih inzhenerov [Bulletin of Civil Engineers] - SPb.; SPbGAUS, 2010. - № 3. - P. 138 - 140. [in Russian]
8. Ermoshin N. A. Imitacija uslovij primenenija orgstruktur dlja obespechenija ustojchivoj raboty avtomobil'nyh dorog [Simulation of conditions for the use of organizational structures to ensure the sustainable operation of highways] / N. A. Ermoshin / Podgotovka specialistov silovyh struktur: problemy, perspektivy, tendencii razvitija Sbornik nauchnyh trudov. [Training of specialists of power structures: problems, perspectives, development trends Collection of scientific works.] Perm', Izd-vo PVI vojsk nacional'noj gvardii, 2016. P. 26-33. [in Russian]
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.59.048 Свечкарев С.В.1, Васильев А.С.2, Забелин К.Н.3
1ORCID: 0000-0002-7838-2972, Кандидат технических наук,
Томский политехнический университет 2ORCID: 0000-0003-0048-9240, Кандидат технических наук, Томский политехнический университет 3Общество с ограниченной ответственностью «Энергонефть Томск» СИНХРОНИЗАЦИЯ ВЫДЕЛЕННЫХ РАЙОНОВ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ
ГЕНЕРАЦИЕЙ
Аннотация
Рассмотрены условия обеспечения точной синхронизации выделенного района энергосистемы с распределенной генерацией к питающей сети, с учетом специфики работы предприятий нефтегазовой отрасли. Приведены данные моделирования процессов при различных условиях аварийного отключения энергорайонов от сети. Предложен алгоритм управления энергоблоками газотурбинной станции для обеспечения условий точной синхронизации. Результаты исследований показали, что адаптивное управление настройками автоматических регуляторов частоты и мощности энергоблоков газотурбинной станции позволяют обеспечить условия точной синхронизации выделенного района энергосистемы к питающей сети.
Ключевые слова: послеаварийные режимы, распределенная генерация, синхронизация районов энергосистемы, адаптивное управление, автоматический регулятор частоты и мощности.
Svechkarev S.V.1, Vasiliev A.S.2, Zabelin K.N.3
1ORCID: 0000-0002-7838-2972, PhD in Engineering, Tomsk Polytechnic University
2ORCID: 0000-0003-0048-9240, PhD in Engineering, Tomsk Polytechnic University
3Limited Liability Company "Energoneft Tomsk"
SYNCHRONIZATION OF SELECTED AREAS OF ENERGY SYSTEMS WITH DISTRIBUTED GENERATION
Abstract
We have studied the conditions of ensuring accurate synchronization of the allocated area of the energy system with distributed generation to the power grid with regard to the specifics of oil and gas industry operation. The data of processes modeling under various conditions of emergency switching-off of energy areas from a network are given in the paper. An algorithm for controlling power units of a gas turbine station aimed at providing conditions for accurate synchronization are proposed. The results of the research .showed that adaptive control of the settings of automatic frequency and power controllers of the power units of a gas turbine station ensures the conditions for exact synchronization of the allocated area of the energy system to the power network.
Keywords: post-emergency modes, distributed generation, synchronization of energy system areas, adaptive control, automatic frequency and power control.
Предприятия нефтегазовой отрасли вносят существенный вклад в развитие промышленности России и наполнение бюджетов всех уровней. В процессе добычи нефти образуется три различных компонента: нефть, вода (закачиваемая обратно в пласт для поддержания пластового давления) и попутный нефтяной газ, транспортировка которого является экономически нецелесообразной, по причине относительно малого его количества и больших энергозатрат на его подготовку. Обычной практикой стало сжигание попутного газа в факелах на месторождениях.
