CC BY
62
Библиографический список
1. Нагель М., Номоконов В. Конкурентоспособный ремонт // Вестник McKinsey. - 2005. - № 1. - С. 55-65.
2. Проекты в газовой отрасли [Электронный ресурс] // Портал Tadviser центр выбора технологий и поставщиков: сайт. - URL : http://www.tadviser .ru/index.php?title=EAM&cache=no&otr (дата обращения 25.05.2013).
3. Грекул В.И., Коровкина Н.Л. Методические основы управления ИТ-проектами : учебник. - М.: Бизнес-информатика, 2010. - 393 с.
УДК 658.012.4.001.57:504
Н. А. Маладжанова, Б. Б. Богомолов
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ХИМИКО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
В работе предложена методика построения экспертной системы на базе организационно-технологической модели бизнес - процесса. Рассмотрена экспертная система выбора технологии переработки отходов химико-технологической системы. Определена последовательность функций бизнес-процесса и рассмотрено их основное содержание.
The paper proposed a model of constructing an expert system based on organizational-technological model of business-process. Expert system for choice the processing waste for chemical - technological system is considered. The sequence of functions of the business - process and considered their basic content is defined.
Основная задача технологии как науки - выявление физических, химических, механических и других закономерностей получения продукции с целью определения и использования на практике наиболее эффективных и экономичных производственных процессов, требующих наименьших затрат времени, материальных и энергетических ресурсов.
Как правило, при анализе эффективности выбора технологии для химико-технологической системы (ХТС) учитываются следующие основные организационно-технологические характеристики:
- возможные варианты выпускаемых продуктов для планируемого производства;
- качественные и количественные параметры сырьевых, материальных, энергетических, технологических, организационных ресурсов технологического объекта;
- экономические показатели процесса;
- организационные характеристики технологического объекта, включающие уровень адекватности технологии ставящимся целям, анализ технологических рисков, формы трансфера технологии, наличие альтернатив и способы освоения выбранной технологии и т.д.;
- внешние факторы, к которым относятся эксплуатационные требования к технологии в стране, регионе или отрасли, требования экологической безопасности, характеристика рынка производимой продукции и т. д.
При выборе технологии переработки отходов ХТС к дополнительным значимым факторам относится классификация применяемых технологий переработки и утилизации, экологические и экономические характеристики отходов и продуктов их переработки, время переработки, стоимость и мощность перерабатывающих установок. Результаты выбора технологии переработки отходов ХТС оформляются в виде документа, включающего характеристики перерабатываемых отходов и получаемых продуктов, описание технологии, экономические показатели процесса и график организации и выполнения технологического проекта. Получаемый информационный объект представляется в виде технологического регламента и проектной документации по реализации организационно-технологического решения.
В регламенте указываются:
^ основные характеристики отходов (список компонентов, количественный и качественные характеристики веществ, класс опасности);
^ наиболее подходящий и эффективный способ переработки отходов (технологические решения, предполагаемый способ переработки и утилизации, экономически обоснованная технология);
^ описание и представление выбранной технологии (применяемое оборудование, необходимые ресурсы, материальный и энергетический баланс установки).
Основным критерием эффективности принимаемого организационно-технологического решения является экономический критерий (стоимость проекта, затраты и прибыль от переработки отходов, штрафные санкции, стоимость основных и эксплуатационных ресурсов). После оценки технико-экономических и производственных показателей принимается окончательное
решение по выбору технологии, оптимально подобранной для переработки отходов из нескольких альтернативных решений.
Исходная информация при выборе технологии включает в себя: вид отходов, степень их опасности, качественный и количественный состав.
Переменные ресурсы технологического объекта переработки отходов ХТС представляют собой параметры, значения которых могут меняться в ходе выбора эффективных организационно-технологических решений. В технологии переработки отходов ХТС к таким параметрам относятся: регулируемые параметры технологических процессов, алгоритм выбора технологии, алгоритм расчета экономических показателей
Постоянные ресурсы технологии переработки отходов включают регламентированные параметры, к которым относятся: спецификация оборудования, технологические режимы установок, производственный персонал. К постоянным ресурсам относятся также параметры управления ХТС, представляющие собой регламентированные процедуры и алгоритмы управления ХТС.
При решении задачи выбора технологии выполняется последовательная процедура создания технологического регламента и проектной документации по реализации выбранной технологии. Наличие альтернативных решений, совместный анализ организационных, экономических и технологических факторов и обязательный учет опыта проектирования ХТС делает эффективной использование процедуры моделирования выбора технологии как бизнес-процесса.
Бизнес-процесс представляет собой систему последовательных, целенаправленных и регламентированных видов деятельности, в которой посредством управляющего воздействия и с помощью ресурсов входы процесса преобразуются в выходы - результаты процесса, представляющие ценность для потребителей. Для каждого бизнес-процесса составляется регламент, включающий технологические и организационно-технологические параметры процесса. Он позволяет разделить бизнес-процесс на работы и дать возможность детализировать его этапы, что служит основой для выбора функций, входящих в организационно-технологическую модель ХТС.
Моделирование процесса выбора технологии переработки отходов ХТС представляет собой сложную логико-математическую задачу, с помощью которой возможно воспроизвести и оценить основные элементы и закономерности протекания процесса. Концепция бизнес-моделирования состоит в построении совокупности логических моделей принятия решений и их математических оценок, которые позволили бы пользователям детально изучить и оценить эта-
пы выбора технологии. Для реализации такой модели целесообразно использовать методологию экспертных систем.
Если переменные, характеризующие функцию бизнес-процесса, представляются в числовой и текстовой форме, модель, описывающая функцию, формируется на основе моделей представления знаний, когда все переменные оцениваются по качественным показателям. Система, реализующая такую модель, относится к классу экспертных систем.
Под термином «знания» понимается совокупность информации, необходимой для решения задачи и включающей в себя: данные о системе понятий предметной области, в которой решаются задачи; о системе понятий формальных моделей, на основе которых решаются задачи; о текущем состоянии предметной области и методах решения прикладных задач. В отличие от данных, знания представляют собой правила, реализуемые с использованием моделей представления знаний, объединяемых в базу знаний. Модели представления знаний отображают свойства различных объектов и закономерностей, важных для решения прикладных задач.
Цель создания баз знаний - это обеспечение получения информации не из многочисленных списков (базы данных), а на основе логического анализа определенным образом сформулированных и сгруппированных правил (баз знаний). В связи с чем основой построения моделей представления знаний является алгебра логики, включающая логические операции, исчисление предикатов, методы дискретной математики и т.д.
В основе построения экспертной системы выбора технологии лежит комплексный анализ организационно-технологических факторов, представленных в форме бизнес-процесса и его модели, реализуемой на базе модели структурного анализа и проектирования IDEF0. Согласно этой технологии анализируемый процесс представляется в виде диаграммы взаимосвязанных функций или действий (activities), которые взаимодействуют между собой на основе определенных правил, с учетом потребляемых информационных, организационных и производственных ресурсов, имеющих определенную входную и выходную информацию.
Для бизнес-процесса выбора технологии переработки отходов была составлена IDEF0 диаграмма, представленная на рис.1, состоящая из пяти основных этапов, включающая участников процесса, управляющие воздействия и взаимосвязи между ними.
На начальном этапе с участием заводской лаборатории исследуются имеющиеся отходы, определяется их класс, количественный и качественный состав,
процентное содержание опасных компонентов, осуществляется. В качестве информационного обеспечения используется база данных отходов. Процесс реализуется с помощью продукционных правил и интеллектуального анализа данных (Data Mining). На выходе функции формируется список классифицированных отходов для дальнейшего выбора способа переработки.
На следующем этапе происходит анализ и подбор способов переработки и утилизации отходов с использованием базы данных технологий. Для принятия решений используется механизм интеллектуального запроса к базе данных. В результате чего формируется список способов, подходящих для переработки отходов, классифицированных на первом этапе бизнес-процесса.
Рис. 1. Диаграмма ГОЕР0 структурной модели бизнес-процесса выбора технологии
переработки отходов
Далее, применяя модели представления знаний в виде фреймов, проводится сравнительный анализ технологий, для выявления самого эффективного способа переработки. Выполняется анализ способов переработки, сравниваются соответствующих им параметры технологических процессов, необходимых ресурсов, производительности установок, условий применения технологий. В результате работы фреймов выбирается технология, удовлетворяющая условиям предприятия (стоимость переработки, производительность технологии, учиты-
вается местоположение предприятия, удаленность от населенных пунктов и т. д.) из альтернативных методов.
Для обоснования выбранной технологии необходимо провести экономический расчет на основе алгоритма расчета технико-экономических и производственных показателей. На основе методики выбора технологии и алгоритма расчета экономических показателей оценивается стоимость проекта, затраты и прибыль от переработки отходов, стоимость основных и эксплуатационных ресурсов. На этом этапе могут возникнуть проблемы с превышением стоимости технологической установки. В этом случае необходимо вернуться на этап «сравнения способов» и выполнить расчет для альтернативной технологии.
На последнем этапе бизнес-процесса формируется документ, в котором указывается экономически обоснованная технология с подробным описанием отходов, технологии и необходимых ресурсов для их переработки и утилизации. Предложенная в работе методика использования модели бизнес-процесса, при построении экспертной системы выбора эффективной технологии переработки отходов, может применяться для решения организационно-технологических задач, связанных с выбором альтернативных технологических решений ХТС. Экспертная система позволяет подобрать подходящую технологию, применяя различные методы обработки данных, используя базы знаний, экспертные оценки и основные характеристики бизнес-процесса.
Библиографический список
1. Богомолов Б. Б., Организационно-экономическое моделирование. Моделирование бизнес-процессов: учеб. пособие / М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2011.- 96 с.
2. Богомолов Б. Б., Меньшиков В. В., Богословский К, Г., Быков Е. Д., Моделирование химико-технологических систем с использованием организационно-технологических моделей бизнес-процессов. Сборник научных трудов «Технология лакокрасочных покрытий» // Науч.-произв. Об-ние «Лакокраско-покрытие» - М: «Пэйнт - Медиа», с. 4-47.
3. Построение инфологической модели прикладного банка данных: методические указания / Сост. Б. Б. Богомолов - М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2005. - 36 с.
