DEMING.PRO  |  Инновационный менеджмент

АСУ ТП с интегрированными модулями статистического управления процессами (Statistical Process Control, SPC). APCS with integrated modules statistical process control (APCS + Statistical Process Control, APCS & SPC).

Проектирование, разработка, модернизация и обслуживание АСУ ТП с инструментами статистического контроля процессов. Использование статистических методов управления в АСУ ТП, СУУТП, АСУиД, АСУД, АСКУД. Интеллектуальное управление технологическими операциями с использованием контрольных карт Шухарта в составе автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП, АСУиД, АСУД). АСУ-ТП Саяно-Шушенского гидроэнергокомплекса. АСУ ТП ГА-2 СШГЭС.

Создан 1-й в России Научно-Аналитический Центр мониторинга и интеллектуального анализа данных (НАЦМИАД).

Автоматизированные системы управления (АСУТП), противоаварийная защита (ПАЗ), а также контрольно-измерительные средства и автоматики (КИПиА).

АСУ ТП с модулями статистического управления процессами

SPC кейс: АСУ ТП

 

Интеграция принципов контрольных карт Шухарта в АСУ ТП позволяют:

  • отследить проблемы с процессами и оборудованием на ранней стадии (выход процесса из-под контроля) до того, как будет достигнута граница аварийного состояния;
  • оптимизировать график технического обслуживания и ремонта;
  • улучшить конструкцию;
  • уберечься от совершения ошибок первого и второго рода в попытках улучшения.

"Знаниям нет замены.

Но перспектива использования знаний пугает".

[2] Эдвардс Деминг

Программные продукты АСУ ТП и АУСиД таких компаний, как Siemens, GE и др., уже используют интегрированные модули статистического управления процессами (разделяющие естественную вариабельность процесса и неестественную, вызванную особыми причинами), основным инструментом которого являются контрольные карты Шухарта. Но и эти компании не смогли заметить главные преимущества статистических методов управления процессами "выше по течению", используя их лишь в модулях контроля качества результирующей многофакторных производственных процессов.

“Поиск «выше по течению» — мощный рычаг в решении проблем смесей компонентов”.

Билл Шеркенбах

Ford Motor Company, General Motors.

Системным помощником в поиске и устранении особых причин выхода технологических процессов из-под контроля (из статистически управляемого состояния) может служить отображение в интерфейсе оператора выявленных на стадиях обследования процессов причинно-следственных связей. Причем, состояние статистической управляемости отслеживаемых показателей причин (факторов) может оцениваться, как по данным поступающим от датчиков так и по данным других регистрирующих события в режиме онлайн подсистем (например, входящий контроль качества сырья и материалов).

Абсолютное же большинство автоматизированных систем управления технологическими процессами и инженерными сетями (АСУ ТП, АСУиД, Process Control System), используемые в промышленности, не оснащены программно-аналитическими модулями статистического управления процессами (Statistical Process Control, SPC), а операторский персонал не обучен этим методам управления.

 

Это приводит к тому, что операторы в попытках управлять процессами постоянно совершают ошибки первого и второго рода, не понимая как различить естественную вариабельность статистически управляемого процесса от неестественной (выход процесса из-под контроля под действием особых причин).

ВКГ и НКГ - верхняя и нижняя контрольные границы, полученные расчетным путем из анализа исторических данных анализируемого процесса с присущей ему вариабельностью.

Ошибка первого рода (зарегулированность) проявляется в виде постоянного ручного или автоматического вмешательства в процесс путем его регулирования в соответствии с правилами 2,3 и 4 эксперимента с воронкой, при достижении им аварийных границ (границ начала регулирования, предельных величин), это приводит к еще большей вариабельности (разбросу выходных данных вокруг среднего значения) показателей стабильного процесса (если жизненное пространство процесса позволяет это) или к распределению данных близко к равномерному в пределах границ автоматического реагирования (допусков), что скрывает от наблюдателя естественную природу процесса, а значит возможности улучшения таких процессов значительно сокращаются.

Ошибка второго рода, заключается в бездействии операторов (недостаточное управление протекающими процессами), когда процесс выходит из состояния статистической управляемости, но все еще не пересек предельные границы допусков установленные к нему аварийных границ (границ начала регулирования, предельных величин). Ошибкой второго рода будет любое рассуждения о потенциальных возможностях процесса находящегося в статистически неуправляемом состоянии.

Применение классического автоматического регулирования в АСУ ТП, ПИД-регуляторов, игнорирует знания о вариабельности любых технологических процессов, и не решает проблему ошибок 1-го и 2-го рода.

Незнание, как минимизировать риск совершения ошибок первого и второго рода, приводит к потерям, а иногда к серьезным последствиям.

Более приземленно об ошибке первого рода описано в статье "Концепция вариабельности и управление технологическими процессами". Авторы Нецветаев А. Г., Рубаник Ю. Т., Михальченко В. В.

Читать статью

Для оперативного диагностирования (анализа статистической управляемости, предсказуемости) процесса и принятия необходимых мер к нему, избегая ошибок 1-го и 2-го рода, могут быть использованы данные "голоса" любого технологического процесса, собираемые автоматизировано или вручную. Например, данные вибрации, расхода, уровня жидкости, давления, температуры, влажности, газового анализа, положения, скорости, силы, вязкости, плотности, радиоактивности, размера, освещенности, запыленности, акустические измерения, электрические измерения и др.

 

Задаче АСУ в оперативном диагностирование состояния технологического оборудования с применением контрольных карт Шухарта, посвящена глава Учебно-методического пособия "ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ГИБКИХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВ" Томского политехнического университета [15].

не игнорируйте природу вариабельности, Интегрируйте в АСУ ТП и АСУиД методы статистического управления процессами (Statistical Process Control, SPC)