Диссертация (Разработка модели управления производственной мощностью промышленного комплекса по сжижению природного газа), страница 13

Приведем 12 правил для случая средней зимы:93ПРАВИЛО_1: ЕСЛИ «  1 = запланированный срок» И «  2 = низкий» И « 3 =средняя зима», то  4 = «максимальная».ПРАВИЛО_2: ЕСЛИ «  1 = запланированный срок» И «  2 = средний» И « 3 =средняя зима», то  4 = «проектная».ПРАВИЛО_3: ЕСЛИ «  1 = запланированный срок» И «  2 = высокий» И « 3 =средняя зима», то  4 = «проектная».ПРАВИЛО_4: ЕСЛИ «  1 = запланированный срок» И «  2 = критический» И « 3= средняя зима», то  4 = «уменьшить значительно».ПРАВИЛО_5: ЕСЛИ «  1 = незначительная задержка» И «  2 = низкий» И « 3 =средняя зима», то  4 = «проектная».ПРАВИЛО_6: ЕСЛИ «  1 = незначительная задержка» И «  2 = средний» И « 3 =средняя зима», то  4 = «проектная».ПРАВИЛО_7: ЕСЛИ «  1 = незначительная задержка» И «  2 = высокий» И « 3 =средняя зима», то  4 = «уменьшить незначительно».ПРАВИЛО_8: ЕСЛИ «  1 = незначительная задержка» И «  2 = критический» И« 3 = средняя зима», то  4 = «уменьшить значительно».ПРАВИЛО_9: ЕСЛИ «  1 = значительная задержка» И «  2 = низкий» И « 3 =средняя зима», то  4 = «проектная».ПРАВИЛО_10: ЕСЛИ «  1 = значительная задержка» И «  2 = средний» И « 3 =средняя зима», то  4 = «проектная».ПРАВИЛО_11: ЕСЛИ «  1 = значительная задержка» И «  2 = высокий» И « 3 =средняя зима», то  4 = «уменьшить незначительно».ПРАВИЛО_12: ЕСЛИ « 1 = значительная задержка» И «  2 = критический» И « 3= средняя зима», то  4 = «уменьшить значительно».944.2.3.

Основные этапы нечеткого выводаВнастоящемдиссертационномисследованиипримененылинейныефункции принадлежности (треугольные, трапециевидные). Целесообразность ихиспользования обуславливается простотой выполнения операций над ними, атакже наглядной графической интерпретацией. Разделение терм-множеств налингвистическиепеременные,присвоениелингвистическимпеременнымфункций принадлежности определенной конфигурации и границ выполнено наосновании особенностей технологии сжижения природного газа, знаниями иэкспертными оценками влияния изменения входных переменных (времязадержки, уровень заполнения резервуаров) на изменение выходной переменной(производительность КСПГ).В качестве первой лингвистической переменной используется множествоT1 ={«запланированныйсрок»,«незначительнаязадержка»,«значительнаязадержка»} с функциями принадлежности, изображенными на Рисунке 4.3.Рисунок 4.3.

Графики функций принадлежности для переменной «времяприбытия танкера»В качестве второй лингвистической переменной используется множествоT2 ={«низкий»,«средний»,«высокий»,«критический»}принадлежности, изображенными на Рисунке 4.4.сфункциями95Рисунок 4.4. Графики функций принадлежности для переменной «уровеньзаполнения резервуаров»В качестве третей лингвистической переменной используется множествоT3 ={«мягкая зима», «средняя зима», «суровая зима», «лето»}. В данном расчетепредлагается зафиксировать лингвистическую переменную 3 и рассматривать вдальнейшем случай «средней зимы».В качестве выходной лингвистической переменной используется множествоT4 ={«максимальная», «проектная», «незначительно уменьшить», «значительноуменьшить», «минимальная»} с функциями принадлежности, изображенными наРисунке 4.5.Рисунок 4.5.

Графики функций принадлежности для переменной«производственная мощность комплекса по сжижению газа»96При этом время прибытия танкера измеряется в часах, уровень заполнениярезервуарного парка - в процентах, изменение производственной мощностикомплекса по сжижению природного газа - в процентах.ИспользуявкачествеалгоритмавыводаалгоритмМамдани,рассматривается пример его выполнения для случая средней зимы, когдаприбытие танкера задерживается на 7 часов и уровень заполнения резервуарногопарка составляет 85 %.В этом случае фаззификация первой входной лингвистической переменнойприводит к значению истинности 0,34 для терма «незначительная задержка», афаззификация второй нечеткой переменной приводит к значению истинности 0,66для терма «высокий».

В текущем процессе нечеткого вывода используем правило7.Рисунок 4.6. Графики функций принадлежности для переменных «времяприбытия танкера» и «уровень заполнения резервуарного парка». Этапфаззификации97Агрегирование подусловий правила 7 дает в результате число 0,34.Следующим этапом нечеткого вывода является активизация заключений внечетких правилах продукций.Поскольку все заключения правил 1-12 заданы в форме нечеткихлингвистических высказываний первого вида, а весовые коэффициенты правил поумолчанию равны 1, то активизация правила 7 приводит к одному нечеткомумножеству, функция принадлежности которого показана на Рисунке 4.7.Дефаззификациявыходнойлингвистическойпеременной«производственная мощность комплекса по сжижению природного газа» методомцентра площади для значений функции принадлежности, изображенной наРисунке4.7,приводиткзначениюуправляющейпеременной,равнойуменьшению производственной мощности комплекса по сжижению природногогаза на 25% от проектного значения.Рисунок 4.7.

Графики функций принадлежности для переменной«производственная мощность комплекса по сжижению природного газа».Этап активизацииНа Рисунке 4.8 показано иллюстративное изображение изменения выходнойпеременной – производительности комплекса по сжижению природного газа взависимости от изменения входных переменных – времени прибытия танкеров иуровня заполнения резервуарного парка хранения СПГ.98ИзРисунка4.8видно,чтоуменьшениепроизводительноститехнологических линий по производству СПГ рекомендуется начинать приуровне заполнения резервуаров выше 60 % от общего объема в случае задержкиприбытия танкеров СПГ более, чем на 4 часа.Наращивать производительность технологических линий выше проектныхмощностей рекомендуется при низких уровнях заполнения резервуаров (ниже40%) и отсутствии задержке в прибытии танкеров.Данноеиллюстративноеизображениеполученопорезультатаммоделирования в программной среде MATLAB.Детальный алгоритм моделирования в среде MATLAB представлен вПриложении 1.Рисунок 4.8.

Трехмерное изображение изменения производительностикомплекса по сжижению природного газаСоставляются правила нечеткого управления производственной мощностьюкомплекса по сжижению природного газа для летнего периода.991. Если прибытие танкера ожидается в запланированный срок, в летнийпериод и уровень заполнения резервуаров критически низкий, топроизводительность комплекса следует довести до максимального уровня.2. Если прибытие танкера ожидается в запланированный срок, в летнийпериод, и уровень заполнения резервуаров низкий, то производительностькомплекса следует довести до максимального уровня.3.

Если прибытие танкера ожидается в запланированный срок, в летнийпериод, и уровень заполнения резервуаров средний, то производительностькомплекса следует довести до максимального уровня.4. Если прибытие танкера ожидается в запланированный срок, в летнийпериод, и уровень заполнения резервуаров высокий, то производительностькомплекса следует сохранить на проектном уровне.5. Если прибытие танкера ожидается с незначительным опережением, влетний период, и уровень заполнения резервуаров критически высокий, топроизводительность комплекса следует незначительно уменьшить.6. Если прибытие танкера ожидается с незначительным опережением, влетний период, и уровень заполнения резервуаров критически низкий, топроизводительность комплекса следует довести до максимального уровня.7.

Если прибытие танкера ожидается с незначительным опережением, влетнийпериод,иуровеньзаполнениярезервуаровнизкий,топроизводительность комплекса следует довести до максимального уровня.8. Если прибытие танкера ожидается с незначительным опережением, влетнийпериод,иуровеньзаполнениярезервуаровсредний,топроизводительность комплекса следует довести до максимального уровня.9. Если прибытие танкера ожидается с незначительным опережением, влетнийпериод,иуровеньзаполнениярезервуароввысокий,топроизводительность комплекса следует сохранить на проектном уровне.10. Если прибытие танкера ожидается с незначительным опережением, влетний период, и уровень заполнения резервуаров критически высокий, топроизводительность комплекса следует незначительно уменьшить.10011.

Если прибытие танкера ожидается со значительным опережением, в летнийпериод, и уровень заполнения резервуаров критически низкий, топроизводительность комплекса следует сохранить на проектном уровне.12. Если прибытие танкера ожидается со значительным опережением, в летнийпериод, и уровень заполнения резервуаров низкий, то производительностькомплекса следует сохранить на проектном уровне.13.

Если прибытие танкера ожидается со значительным опережением, в летнийпериод, и уровень заполнения резервуаров средний, то производительностькомплекса следует сохранить на проектном уровне.14. Если прибытие танкера ожидается со значительным опережением, в летнийпериод, и уровень заполнения резервуаров высокий, то производительностькомплекса следует незначительно уменьшить.15.

Если прибытие танкера ожидается со значительным опережением, в летнийпериод, и уровень заполнения резервуаров критически высокий, топроизводительность комплекса следует незначительно уменьшить.Графики функций принадлежности входных и выходной лингвистическихпеременных приведены на Рисунке 4.9, Рисунке 4.10, Рисунке 4.11.Рисунок 4.9. Графики функций принадлежности для переменной «времяприбытия танкера»101Рисунок 4.10.

Графики функций принадлежности для переменной «уровеньзаполнения резервуаров»Рисунок 4.11. Графики функций принадлежности для переменной«производственная мощность комплекса по сжижению газа»На Рисунке 4.12 показано трехмерное изображение изменения выходнойпеременной – производительности комплекса по сжижению природного газа взависимости от изменения входных переменных – времени прибытия танкеров иуровня заполнения резервуарного парка хранения СПГ. Рисунок 4.12 являетсярезультатом компьютерного моделирования с использованием программногокомплекса MATLAB.

Применение данного комплекса ускоряет процесс нечеткоговывода и дает возможность получения рекомендаций для последующего принятия102оптимального решения по изменению производительности комплекса посжижению природного газа.ИзРисунка4.12видно,чтоуменьшениепроизводительноститехнологических линий по производству СПГ рекомендуется начинать приуровне заполнения резервуаров выше 60% от общего объема. Интенсивностьуменьшения производительности зависит от времени опережения танкеромзапланированного времени прибытия.Наращивать производительность технологических линий выше проектныхмощностей рекомендуется при прибытии танкера с опережением до 6 часов отзапланированного времени и уровнях заполнения резервуаров до 60%.Рисунок 4.12.