Автореферат (Разработка модели управления производственной мощностью промышленного комплекса по сжижению природного газа), страница 3

Промежутки времени между прибытиемтанкеров СПГ различны в зависимости от времени года и ледовых условий(мягкая, средняя, суровая зима).В третьей главе также изложены основные положения теории нечеткихмножеств, методы построения функций принадлежности, описан процесснечеткого вывода.В четвертой главе показано применение моделей, разработанных иописанных во второй и третьей главах настоящей работы, на примерепроекта по освоению Южно-Тамбейского газоконденсатного месторождения.9В моделях рассмотрены сценарии изменения наличного запаса СПГ врезервуарах для летнего и зимнего сезона.

В зависимости от суровостизимнего сезона (толщины льда) выделены случаи мягкой, средней и суровойзимы.По результатам расчетов было обнаружено значительное превышениедопустимых значений изменения наличного запаса СПГ за времяоборачиваемости одного танкера. Так, изменение наличного запаса СПГ завремя оборачиваемости одного танкера для сценариев− мягкой зимы составило  мяг. зим  9558 м3 рейс ,  мяг.зим  1433700долл.США рейс ;− средней зимы составило  ср . зим  24525 м 3 рейс , ср . зим  3678750долл.США рейс ;− суровой зимы составило  сур . зим  50469 м3 рейс , сур .

зим  7570350долл.США рейс ;− летнего сезона  лет.  20377 м3 рейс ;  лет.  3056550долл.США рейс .Пересчет в стоимостные показатели был выполнен исходя изстоимости природного газа, равной 250 долл. США за 1000 м3.Результаты расчетов представлены в графическом виде на Рисунке 3.Используя выражения (1) и (2) и полученные фактические значенияинтенсивности изменения наличного запаса в резервуарном парке,рассчитывается количество судов, после обработки которых резервуарныйпарк будет полностью заполнен (для зимних сезонов) / полностью опустошен(для летних сезонов).nзим Vmax  V0зим; зимnлет 0  Vmax летРезультаты выполненных расчетов показывают перепроизводство СПГв зимний период, что приводит к необходимости принудительноговыпаривания СПГ и направления его на факел.

В летний период создаетсядефицит СПГ, что может привести к срыву установленных сроков поставкипродукта покупателю и, возможно, к штрафным санкциям.Эмпирические знания о рассматриваемой проблемной области могутбыть представлены в форме правил, которые применяются в случаерегулирования производственной мощности технологических линийкомплекса по сжижению природного газа.Примеры правил для случая средней зимы:1.

Если прибытие танкера ожидается в запланированный срок, в периодсредней зимы и уровень заполнения резервуаров низкий, топроизводительность комплекса следует довести до максимальногоуровня.2. Если прибытие танкера ожидается с незначительной задержкой, в периодсредней зимы, и уровень заполнения резервуаров средний, топроизводительность комплекса следует сохранить на проектном уровне.3. Если прибытие танкера ожидается со значительной задержкой, в периодсредней зимы, и уровень заполнения резервуаров высокий, топроизводительность комплекса следует незначительно уменьшить.10Рисунок 3. Изменение наличного запаса СПГ в резервуарах внатуральном и стоимостном выраженииАналогичные правила составляются для летнего периода и случаевмягкой и суровой зимы.Для формирования базы правил предварительно определяются входныеи выходные лингвистические переменные.

В качестве первой из входныхлингвистических переменных использовано «время прибытия танкера» –  1 ,в качестве второй входной лингвистической переменной – «уровеньзаполнения резервуарного парка» –  2 , а в качестве третьей входнойпеременной – «сезонные условия» – 3 . В качестве выходнойлингвистической переменной использована «производственная мощностькомплекса по сжижению природного газа» –  4 .Для первой лингвистической переменной использовано множествоT1 ={«запланированный срок», «незначительная задержка», «значительнаязадержка»} с функциями принадлежности, изображенными на Рисунке 4.11Рисунок 4.

Графики функций принадлежности для переменной «времяприбытия танкера»Для второй лингвистической переменнойпринято множествоT2 ={«низкий», «средний», «высокий», «критический»} с функциямипринадлежности, изображенными на Рисунке 5.Для третей лингвистической переменной принято множествоT3 ={«мягкая зима», «средняя зима», «суровая зима», «лето»}. В данномрасчете предлагается зафиксировать лингвистическую переменную 3 ирассматривать в дальнейшем случай «средней зимы».Рисунок 5. Графики функций принадлежности для переменной «уровеньзаполнения резервуаров»12Для выходной лингвистической переменной принято множество«проектная»,«незначительноуменьшить»,T4 ={«максимальная»,«значительно уменьшить», «минимальная»} с функциями принадлежности,изображенными на Рисунке 6.Рисунок 6.

Графики функций принадлежности для переменной«производственная мощность комплекса по сжижению газа»В настоящем диссертационном исследовании применены линейныефункции принадлежности (треугольные, трапециевидные). Целесообразностьих использования обуславливается простотой выполнения операций надними, а также наглядной графической интерпретацией. Разделение множествна лингвистические переменные, присвоение лингвистическим переменнымфункций принадлежности определенной конфигурации и границ выполненона основании особенностей технологии сжижения природного газа, знаниямии экспертными оценками влияния изменения входных переменных (времязадержки, уровень заполнения резервуаров) на изменение выходнойпеременной (производительность КСПГ).Используя в качестве алгоритма вывода алгоритм Мамдани,рассмотрен пример его выполнения для случая средней зимы, когдаприбытие танкера задерживается на 7 часов и уровень заполнениярезервуарного парка составляет 85%.В этом случае фаззификация первой входной лингвистическойпеременной приводит к значению истинности 0,34 для нечеткой переменной«незначительная задержка», а фаззификация второй нечеткой переменнойприводит к значению истинности 0,66 для нечеткой переменной «высокий».В текущем процессе нечеткого вывода используется правило: «Еслиприбытие танкера ожидается с незначительной задержкой, в период среднейзимы, и уровень заполнения резервуаров высокий, то производительностькомплекса следует незначительно уменьшить».13Агрегирование подусловий правила дает в результате число 0,34.Следующим этапом нечеткого вывода является активизация заключений внечетких правилах продукций.Рисунок 7.

Графики функций принадлежности для переменной«производственная мощность комплекса по сжижению природногогаза». Этап активизацииПоскольку все заключения правил заданы в форме нечеткихлингвистических высказываний первого вида, а весовые коэффициентыправил по умолчанию равны 1, то активизация правила приводит к одномунечеткому множеству, функция принадлежности которого показана наРисунке 7.Дефаззификациявыходнойлингвистическойпеременной«производственная мощность комплекса по сжижению природного газа»методом центра площади для значений функции принадлежности,изображенной на Рисунке 7, приводит к значению управляющей переменной,равной уменьшению производственной мощности комплекса по сжижениюприродного газа на 25% от проектного значения.На Рисунке 8 показано иллюстративное изображение изменениявыходной переменной – производительности промышленного комплекса посжижению природного газа в зависимости от изменения входныхпеременных – времени прибытия танкеров и уровня заполнениярезервуарного парка хранения СПГ.

Из Рисунка 8 видно, что уменьшениепроизводительности технологических линий по производству СПГрекомендуется начинать при уровне заполнения резервуаров выше 60 % отобщего объема в случае задержки прибытия танкеров СПГ более чем на 4часа. Наращивать производительность технологических линий вышепроектных мощностей рекомендуется при низких уровнях заполнениярезервуаров (ниже 40%) и отсутствии задержек в прибытии танкеров.14Рисунок 8.

Трехмерное изображение изменения производительностикомплекса по сжижению природного газа для средней зимыИтоговым показателем экономической эффективности промышленногокомплекса по сжижению природного газа была принята рентабельностьпроизводства, определяемая следующим образом:RTR  TCTСTR - общая выручка от реализации сжиженного природного газа;TC - общие затраты промышленного комплекса по производству сжиженногоприродного газа.Для оценки эффективности применения модели управленияпроизводственной мощностью промышленного комплекса по сжижениюприродного газа определено приращение рентабельности:R  R2  R1  1TR  TC 2 TR  TC11  P  Q  TC 2TС1 TC 2 TC1 TC1 – общие затраты КСПГ без учета функционирования модели управленияпроизводственной мощностью;TC 2 – общие затраты КСПГ с учетом работы модели управленияпроизводственной мощностью.TC1  FC  VC1 ; TC 2  FC  VC 2FC – постоянные затраты, не зависящие от объема запасов СПГ врезервуарах;15VC1 , VC2 – переменные затраты, зависящие от величины запасов СПГ врезервуарах, в случае работы без учета и с учетом использования моделиуправления производственной мощностью;VC1  vc  V1 ; VC 2  vc  V2vc – удельные переменные затраты на хранение;V1 , V2 – величины запасов СПГ в резервуарах без учета и с учетомфункционирования модели управления производственной мощностьюсоответственно.Приращение рентабельности за счет применения модели управленияпроизводственной мощностью промышленного комплекса по сжижениюприродного газа в средней задержке танкеров на 2 часа в сутки в периодзимнего сезона в среднем составит 16%.ВЫВОДЫ1.