Разработка системы оптимального управления производственными активами энергетических предприятий с учетом рисков выхода из строя в режиме реального времени

Цель: создание методологии оптимального управления производственными активами энергетических систем, позволяющей минимизировать затраты на реализацию ремонтных программ в пределах жизненного цикла при ограничении значений рисков потери системой функциональности. Данная методология реализуется в виде автоматизированной системы оптимального управления производственными активами на энергетических предприятиях, построенной как набор интегрируемых программных модулей. Проведено исследование предметной области, и поставлена задача оптимального управления производственными активами. Построена онтологическая модель процессов диагностики технологического оборудования и планирования ремонтов производственными активами. Создана и исследована математическая модель прогнозирования риска выхода из строя единицы оборудования. Количественным показателем, определяющим риск выхода оборудования из строя, определена вероятность отказа, которая рассчитывается с использованием математической модели, построенной на основе нейронной сети. Предложен алгоритм расчета надежности системы на основе вероятности отказа ее элементов и топологии сети. Построена экономико-математическая модель, позволяющая рассчитать затраты на ремонт единицы оборудования в зависимости от наличия дефектов. Разработаны: алгоритмы оптимизации ремонтных программ, позволяющие определить минимальные производственные затраты при заданном уровне надежности и адаптированные для решения задач высокой размерности; методика формирования (и построена продукционная база знаний, позволяющая оценить состояние оборудования); набор документов, позволяющих регламентировать деятельность, связанную с планированием и выполнением ремонтных программ. Создана методика анализа и оценки эффективности планирования и выполнения ремонтных программ, основанная на расчете совокупного набора показателей, с использованием синтезированной информационной системы. В результате проведения работ в рамках реализации автоматизированной системы управления производственными активами разработан технический проект автоматизированной системы управления производственными активами на основе показателей надежности и эффективности; осуществлена программная реализация автоматизированной системы управления производственными активами. Создан также прототип геоинформационной системы, предназначенный для визуализации информации об объектах паспортизации на основе реальных карт и формирования схемы инженерных сетей с привязкой к географическим координатам. В результате проведения испытаний и оценки работоспособности автоматизированной системы управления производственными активами разработаны: программа и методика испытаний функционала учета производственных активов; программа и методика испытаний функционала расчета надежности системы на основе вероятности отказа ее элементов и топологии сети; программа и методика испытаний функционала расчета показателей надежности системы; программа и методика испытаний функционала формирования (и построена продукционная база знаний, позволяющая оценить состояние оборудования); программа и методика испытаний функционала оптимизации ремонтных программ, позволяющие определить минимальные производственные затраты при заданном уровне надежности и адаптированные для решения задач высокой размерности. Проведены: тестирование системы учета производственных активов; тестирование алгоритмов расчета надежности системы на основе вероятности отказа ее элементов и топологии сети; тестирование функционала формирования базы знаний (и построена соответствующая продукционная база знаний, позволяющая оценить состояние оборудования); тестирование функционала оптимизации ремонтных программ, позволяющих определить минимальные производственные затраты при заданном уровне надежности; нагрузочное тестирование автоматизированной системы управления производственными активами. Проведенные испытания показали полную работоспособность автоматизированной системы управления и определили границы применимости.