Разработка экспертной системы для составления годовых и месячных графиков ремонтов и отключений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, кандидат технических наук Авагимова, Юлия Сергеевна

  • Авагимова, Юлия Сергеевна
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2010, Москва
  • Специальность ВАК РФ05.14.02
  • Количество страниц 140
Авагимова, Юлия Сергеевна. Разработка экспертной системы для составления годовых и месячных графиков ремонтов и отключений: дис. кандидат технических наук: 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические системы. Москва. 2010. 140 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Авагимова, Юлия Сергеевна

Список основных принятых сокращений.

Введение.

Глава 1. Обзор методов автоматизированного планирования ремонтов.

1.1. Виды ремонтов оборудования.

1.2. Организация планирования ремонтов электроэнергетического оборудования.

1.3. Автоматизированные системы для информационной поддержки задач технического обслуживания и ремонта (ЕАМ-системы).

1.4. Методы планирования ремонтов электроэнергетического оборудования.

1.4.1. Виды задач планирования ремонтов электроэнергетического оборудования.

1.4.2. Постановка задачи планирования генерирующего оборудования.

1.4.3. Методы автоматизированного решения задачи планирования ремонтов генерирующего оборудования.

1.5. Возможность планирования ремонтов на основе теории расписаний

1.6. Программный комплекс «Заявки».

1.7. Выводы.

Глава 2. Системы для автоматизации сложных логических задач.

2.1. Область применения интеллектуальных информационных систем.

2.2. Методика разработки ИИС.

2.3. Типология и структура экспертных систем.

2.4. Представление знаний в ЭС.

2.5. Представление правил в ЭС.

2.6. Инструментальная интеллектуальная система МИМИР.

2.6.1. Структура МИМИР.

2.6.2. Представление знаний в МИМИР.

2.6.3. Заполнение БЗ.

2.6.4. Настройка МИМИР на предметную область.

2.6.5. Представление правил в МИМИР.

2.6.6. Виды ПР.

2.6.7. Основные модули МИМИР.

2.6.8. Системы, построенные на базе МИМИР.

2.7. Экспертная система ЭСОРЗ для оперативной режимной проработки ремонтных заявок.

2.8. Выводы.

Глава 3. Автоматизированная система планирования ремонтов электросетевого оборудования.

3.1. Структура знаний об объекте управления.

3.1.1 Топологическая модель электрической сети.

3.1.2 Модель режимных указаний.

3.1.3 Модель представления знаний о ремонтных запросах.

3.2. Структура процесса планирования ремонтов электросетевого оборудования.

3.3. Ввод запросов на включение в график ремонтов.

3.3.1. Назначение приоритета запроса.

3.3.2. Определение типа дня запроса.

3.3.3. Определение необходимых коммутаций по запросу.

3.3.4. Определение коммутаций для восстановления поля.

3.3.5. Определение вынужденных отключений оборудования.

3.3.6. Шкала запроса.

3.3.7. Полная модель представления запроса.

3.4. Правила группировки запросов.

3.5. Правила проработки запросов.

3.6. Формирование режимных ограничений на основе модели режимных указаний.

3.7. Формирование решений по запросам.

3.8. Сокращение длительности проработки запросов.

3.9. Особенности планирования графиков ремонтов на месяц.

3.10. Выводы.

Глава 4 Диалоговые и сервисные функции системы планирования ремонтов

4.1. Отображение результатов планирования ремонтов.

4.2. Формирование ведомости сдвигов.

4.3. Формирование ведомостей событий.

4.3.1. Формирование ведомости группировки.

4.3.2. Формирование ведомости проработки.

4.4. Отображение графика ремонтов.

4.5. Сервисные функции.

4.6. Учет специальных логических соотношений при планировании ремонтов.

4.7. Выводы.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Электростанции и электроэнергетические системы», 05.14.02 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка экспертной системы для составления годовых и месячных графиков ремонтов и отключений»

Планирование ремонтов электроэнергетического оборудования-является: важной* задачей периодически (ежегодно, ежемесячно) решаемой- в энергообъединениях, генерирующих и сетевых компаниях, итогом которой; является формирование и утверждение ОАО «СО ЕЭС» годового и месячного графиков^ ремонтов электросетевош и генерирующего оборудования. В настоящее: время составление указанных графиков/ осуществляется силами Служб- ОАО «СО ЕЭС» вручную, исходя из опыта и знаний экспертов-технологов, посредством учета различных факторов и возможности их совмещения, . что^ является трудоемким процессом со значительными; временными, затратами. При этом существует вероятность ошибок (в частности, недопустимое совмещение каких-либо факторов), которые: могут привести к снижению надежности работы; ЕЭС при реализации утвержденного графика ремонтов электросетевого и генерирующего оборудования.

В связи; с внедрением рыночных отношений; в российской электроэнергетике ужесточились требования по соблюдению временного регламента составления м утверждения графиков ремонтов электросетевого и генерирующего оборудования, а также по обеспечению надежности энергоснабжения; потребителей: Поэтому представляется актуальным создание системы для автоматизированного решения рассматриваемой задачи. При этом необходимо обеспечить выполнение ограничений, касающихся режимной совместимости при наложении ремонтных запросов и условий их размещения во времени.

Планирование ремонтов электроэнергетического оборудования включает в себя задачи планирования ремонтов генерирующего и электросетевого оборудования^ имеющих различные критерии режимной совместимости. . В данной работе рассматривается реализация автоматизированной системы для решения задачи планирования ремонтов электросетевого оборудования, при этом задача планирования генерирующего оборудования полагается решенной. График ремонтов генерирующего оборудования рассматривается как исходная информация для составления графика ремонтов электросетевого оборудования.

Целью работы является разработка автоматизированной системы для планирования годовых и месячных графиков ремонтов электросетевого оборудования. Планирование ремонтов электросетевого оборудования осуществляется на примере ЕЭС России (кроме ОЭС Востока).

Для достижения поставленной цели определены для решения следующие задачи: исследование технологии экспертных систем с целью их применения к задачам планирования графиков ремонтов; разработка элементов описания информационной модели энергосистемы (в частности формирование модели представления знаний о ремонтных запросах); разработка системы технологических правил для автоматизированного планирования годового графика ремонтов и их программная реализация; выявление особенностей планирования графиков ремонтов на месяц и формирование дополнительных правил планирования и их программной реализацией; обеспечение создаваемой системой режимной совместимости заявленных запросов на ремонт электросетевого оборудования; разработка диалоговых и сервисных функций системы планирования ремонтов.

При решении поставленных задач использовались технологии экспертных систем, принципы построения топологических моделей, метод семантических групп для представления знаний в экспертной системе, метод вопросного программирования и принципы построения программ-рассуждений.

Научная новизна работы состоит в предложенной формализации знаний и создании правил для рассмотрения ремонтных запросов, решающих задачу их совмещения и учета схемно-режимных ограничений при составлении годового и месячного графика ремонтов. Разработан алгоритм проверки этих правил с учетом возможности их игнорирования по решению эксперта-технолога. Предложен метод сокращения временных затрат на рассмотрение запросов посредством разделения энергосистемы на слабосвязанные регионы и их параллельной проработки.

Достоверность результата функционирования разработанной системы АСПР (составленных графиков ремонтов электросетевого оборудования) выявлена на основе проведенных вариантов планирования ремонтов для различных энергосистем и согласования составленных графиков экспертами-технологами в данной проблемной области.

Практическая значимость работы состоит в создании новой автоматизированной системы годового и месячного планирования ремонтов электросетевого оборудования с формированием свода правил планирования, обеспечивающих режимную совместимость заявленных запросов. Подтверждается использованием системы АСПР в исполнительном аппарате ОАО «СО ЕЭС» (в настоящее время на стадии опытной эксплуатации). Система может применяться в филиалах ОАО «СО ЕЭС», энергообъединениях и сетевых организациях, решающих задачу планирования ремонтов электросетевого оборудования.

Апробация диссертационной работы. Основные результаты работы докладывались на Пятнадцатой ежегодной международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», международной научной конференции

Моделирование-2010» и заседании кафедры «Электроэнергетические системы» МЭИ (ТУ).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано четыре работы в виде статей и тезисов докладов на научно-технических конференциях.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем работы включает в себя 137 страниц печатного текста, 12 таблиц и 34 рисунка. Приложения содержат 16 страниц.

Похожие диссертационные работы по специальности «Электростанции и электроэнергетические системы», 05.14.02 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Электростанции и электроэнергетические системы», Авагимова, Юлия Сергеевна

4.7. Выводы

1. В АСПР реализована важная функция отображения результатов работы системы, в частности изменений, внесенных системой в первоначальный проект графика ремонтов, и графика ремонтов после проработки всех рассматриваемых запросов. Отображение изменений обеспечивается формированием ведомости сдвигов запросов и ведомости событий (группировки и проработка запросов).

2. Организована ведомость сдвигов, обеспечивающая формирование информации обо всех запросах, снесенных по времени в процессе их группировки с указанием причин этих переносов.

3. Организована ведомость событий, обеспечивающая фиксацию всех значимых для пользователя событий (совмещение запросов, проверка их технологической совместимости, диалог с пользователем-технологом при выявлении несовместимости, сдвиг запросов по решению пользователя) с формированием полного описания каждого события. Для удобства просмотра сформировано два типа ведомости событий: ведомость группировки и ведомость проработки.

4. Ведомость проработки запросов реализована аналогично ведомости группировки, однако заданы различные типы событий и решения пользователя.

5. В ведомости группировки и проработки предусмотрен поиск интересующих пользователя событий по различным критериям (определенному запросу, типу события, решениям пользователя в конфликтных ситуациях, сочетаниям нескольких приведенных критериев).

6. Для отображения ведомости группировки и проработки предусмотрены различные структуры данных для различных типов событий, представленные в виде фреймов двух типов для ведомости группировки и фреймов четырех типов для ведомости проработки.

7. При планировании ремонтов электросетевого оборудования вручную для наглядного представления графика ремонтов используются диаграммы Ганта, формируемые в программном продукте Microsoft Office Project, что является достаточно трудоемкой работой. Для обеспечения отображения графика ремонтов (привычного для персонала Служб ОАО «СО ЕЭС») в системе АСПР организована возможность импорта результатов планирования ремонтов в Microsoft Office Project.

8. Реализованы сервисные функции, предусматривающие просмотр, ввод и коррекцию исходной информации по связям блоков АЭС с генераторами АЭС, допустимым сочетаниям ремонтов блоков АЭС и линий, отходящих от этих АЭС, допустимым парам предприятий для возможности сочетания ремонтов на линиях с возникновением наведенного напряжения.

9. Системой АСПР осуществляется учет специальных логических соотношений при планировании ремонтов (вывод определенного элемента оборудования I одновременно с заранее заданным множеством M других элементов оборудования, нежелательность для определенного оборудования заданных интервалов ремонта, типы дней, в которые выполняется ремонт).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе получены следующие результаты и выводы:

1. Анализ: существующего процесса планирования; ремонтов электросетевого оборудования: выявил необходимость, создания автоматизированной системы планирования- ремонтов с целью сокращения трудоемкости работ по планированию ремонтов; выполняемых вручную, снижения временных затрат и; исключения ошибок технологов; ввиду большого объема работ:

2. На основе технологии экспертных систем (с использованием, системы-оболочки МИМИР) разработана новая система АСПР, позволяющая: осуществлять планирование графиков ремонтов: электросетевого оборудования на рассматриваемый период;(месяц или год).

3. С использованием; метода семантических групп; сформирована модель представления^ знаний!о ремонтных запросах иобеспечено внедрение данной модели в систему АСПР в качестве знаний экспертной системы.

4. Обеспечено внедрение в АСПР элементов описания информационной модели энергосистемы (топологической модели электрическойсетии моделирежимных указаний).

5. Разработана система технологических правил для автоматизированного планирования годового, графика ремонтов и осуществлена их программная реализация? на основе: метода, вопросного программирования.

6. Выявлены особенности планирования графиков ремонтов на месяц, сформированы соответствующие дополнительные правила планирования; и; обеспечена их программная реализация.

7. Предложена и реализована функция исключения; режимной несовместимости запросов на ремонт электросетевого оборудования, посредством их разнесения во времени; При этом в случае выявления несовместимости запросов предусмотрена возможность формирования окончательного решения по переносу/отказу запроса на ремонт пользователем-технологом в режиме диалога системы АСПР с последним.

8. Предложен метод сокращения длительности проработки запросов на ремонт электросетевого оборудования при помощи разделения энергосистемы на слабосвязанные регионы с последующей параллельной проработкой заявленных запросов по каждому региону в отдельности.

9. Разработаны диалоговые и сервисные функции системы АСПР с возможностью отображения результатов работы системы, в частности изменений, внесенных системой в первоначальный проект графика ремонтов, и окончательный график ремонтов после проработки всех рассматриваемых запросов.

10. Функционирование АСПР проверено на ряде тестовых примеров. В настоящее время система находится в опытной эксплуатации исполнительного аппарата ОАО «СО ЕЭС».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Авагимова, Юлия Сергеевна, 2010 год

1. http://www.eam-maximo.ru/theoreticalmaterial/mainnotion/ToiR/2. http://www.topsbi.ru/default.asp?artID=L158

2. Организация комплексных ремонтов распределительных электрических сетей в ОАО «Тулэнерго». Эксплуатационный материал, Тула 2007.4. http://ru.wikipedia.org/wiki/EAM

3. Ю.В. Федосова. Оптимизация ремонтных кампаний АЭС. Атомная стратегия, январь 2006.

4. Д. Шехватов. Управление основными фондами: как автоматизировать ремонты и техническое обслуживание. Chief Information Officer № 2, 2003.7. http://erpnews.ru/erp.htmr

5. Антоненко И.Н. Проблемы автоматизации управления ТОиР электрических сетей. Информатизация и системы управления в промышленности, №3,2008.

6. И. Антоненко, О. Кономюк Автоматизация ТОиР на атомной станции. PCWeek/RE №19, 2006.

7. Интеллектуальные системы для оперативного управления в энергообъединениях / под ред. А.Ф. Дьякова. — М.: Издательство МЭИ, 1995. 240 с.

8. Дьяков А.Ф. Надежная работа персонала в энергетике. М.: Энергоатомиздат, 1990.

9. Дьяков А.Ф. Человеческий фактор в энергетике: В сб. Прикладная экономика. Человек — техника — среда. М.: Ассоциация прикладной экономики, 1993.

10. Резницкий А.И., Бордюгов .В.М., Штильман Б.М. Метод планирования ремонтов оборудования электростанций. Электричество, №2, 1983, с.58-61.

11. Ботвинник М.М. О кибернетической цели игры. М.: Советское радио, 1975.

12. Ботвинник М.М. О решении- неточных переборных задач — М.: Советское радио, 1979.

13. Алябышева Т.М., Протопопова Т.Н., Цветков Е.В., Окин A.A. и др. Система программ планирования и анализа долгосрочных энергетических режимов энергосистем и каскадов ГЭС. «Электричество», 1994, №9, с. 21-26.

14. Кочетков Ю.А, Теория принятия решений. http://www.math.nsc.ru/LBRT/k5/or.html

15. Конвей Р.В., Максвелл В.А., Миллер JI.B. Теория расписаний.- М.: Наука, 1975.

16. Танаев B.C., Шкурба В.В. Введение в теорию расписаний, М.: Наука, 1975.

17. Э.Х. Гимади. О некоторых математических моделях и методах планирования крупномасштабных проектов. Модели и методы оптимизации. Труды Института математики. Новосибирск. Наука. Сиб. отделение. 1988.

18. Севастьянов C.B. . Введение в теорию расписаний. Новосибирск. 2003. 173с.

19. Любарский Ю.Я. Интеллектуальные информационные системы. -М.: Наука. Гл.ред.физ.-мат.лит.,1990 232 с.

20. Шенк Р. Обработка концептуальной информации. -М.: Энергия, 1980 -360с.

21. Нильсон Н. Проблемы искусственного интеллекта. -М.: Радио и связь, 1985 280с.

22. Амосов Н.М. Алгоритмы разума. Киев: Наукова думка, 1979373с.

23. Поспелов Г.С. Искусственный интеллект — основа новой информационной технологии. Международный семинар по искусственному интеллекту. Л., 1983. с.12-24.

24. Поспелов Д.А. Пушкин В.Н. Мышление и автоматы. М.: Сов. радио , 1972. 222с.

25. Ефимов Е.И. Решатели интеллектуальных задач. 320с.

26. Любарский Ю.Я., Левиуш М.А. Интеллектуальная система МИМИР на базе ЭВМ СМ-4. Средства управления в энергетике. Выпуск 3. — М.: Информэнерго, 1986, с. 1-4.

27. Лорьер Ж.-Л. Системы искусственного интеллекта. М.: Мир, 1991, 342 стр.

28. Попов Э.В. Экспертные системы: Решение неформализованных задач в диалоге с ЭВМ.- М.: Наука. Гл.ред.физ.-мат.лит., 1987 288с.

29. Поспелов Д.А. Логико-лингвистические методы в системах управления.-М.: Энергоатомиздат , 1981 190 с.

30. Алексеева З.Я., Стефанюк В.А. Экспертные системы состояние и перспективы. Известия АН СССР. Техническая кибернетика. - 1984. №5.

31. Ивашко В.Г., Финн В.К. Экспертные системы и некоторые проблемы их интеллектуализации. Семистика и информатика. Выпуск 27 — М.: ВИНИТИ, 1986. с. 17-26.

32. Стефик М., Эйкинс Я. Организация экспертных систем. Кибернетический сборник. Выпуск 22. М.: Мир, 1985. с. И 7-142.

33. Курс лекций по дисциплине «Системы искусственного интеллекта» http://wvvw.mari-el.ru/mmlab/home/AI/78/

34. Хорошевский В.Ф. Разработка и реализация экспертных систем — инструментальный подход. Изв. АН СССР Техническая кибернетика. 1986 №5

35. Молокова О.С. Формирование индивидуального объяснения в экспертных системах. Известия АН СССР. Техническая кибернетика. 1985. с. 103-114.

36. Clark C.L., McCabe FJ Micro-Prolog: Programming in logic. Prentice-Hall, India, 1985, 370p.

37. Раврилова Т., Хорошевский В. Базы знаний интеллектуальных систем: Учебник для'вузов. -СПб.: Питер, 20001 384 е.: ил.

38. Минский М. Фреймы и представление знаний.- М.: Энергия, 1979150с.

39. Касаткин А.М. Представление знаний в системах искусственного интеллекта. Кибернетика; № 2, 1979.-С.57-66.

40. Любарский Ю.Я. Представление знаний- об объектах управления; в диспетчерских' информационных; системах. Программирование. №1, 1978: -с.41-50.

41. Зельцер М.Л., Купершмидт Ю.Я., Любарский Ю.Я. Логико-лингвистические методы построения информационных . систем. Автоматизация разработки и- моделирования вычислительных и микропроцессорных систем -М.: МДНТП, 1983, с. 104-109

42. Зельцер М.Л., Любарский Ю.Я. Об одном подходе к автоматизированному синтезу информационных систем. Телеинформационные системы реального времени для диспетчерского управления энергосистемами —М.:Энергоатомиздат, 1985-, с. 68-75.

43. Любарский Ю.Я. Диспетчерская вопросно-ответная, система с виртуальной семантической сетью. Проблемы бионики. Выпуск, 24. -Харьков, 1979, с.86-93.

44. Интеллектуальные информационные системы в управлении эксплуатацией энергетического комплекса / А.Ф. Дьяков, Ю.Я. Любарский, Ю.И. Моржин и др. Электричество. №2, 1994

45. Купершмидт Ю.Я., Любарский Ю.Я. Диалоговые процедуры в автоматизированных системах диспетчерского управления. НТИ. Сер 2. №1, 1985.

46. Купершмидт Ю.Я., Любарский Ю.Я, Орнов В.Г. Принципы построения универсального программируемого тренажера оперативных переключений. Электрические станции, № 11,1982.

47. Купершмидт Ю.Я:, Любарский Ю.Я. Автоматическое составление бланков переключений,энергообъектов. Электрические станции, №9,1984.

48. Экспертные системы для энергетики / Ю.Я. Любарский, В.М. Надточий, P.C. Рабинович и др. Электричество. №1,1991.

49. Экспертная система оперативного рассмотрения ремонтных заявок /Любарский Ю.Я., Рабинович P.C., Портной М.Г. и др. Электричество, №1, 1991.

50. Буковников Ю.В., Головинский И.А., Любарский Ю.Я. Интеграция экспертных систем в диспетчерском управлении, энергообъединениями. Электричество №2, 2005.

51. Гикинская А.Е., Любарский Ю.Я. Автоматизация анализа топологии электрических сетей в АСДУ энергообъединениями. Электрические станции №11,2003.

52. Любарский Ю.Я., Орнов В.Г. Диалоговые системы в диспетчерском управлении энергосистемами.-М.: Энергоатомиздат, 1987- 150с.

53. Белнап Н., Стил Т. Логика вопросов и ответов. М: Прогресс, 1981,287с.

54. Мальковский А.Г. Диалог с системой искусственного интеллекта -М: Изд-во МГУ, 1985, 214с.6 0. http ://m.wikipedia.org/wiki/GanttChart61. http://www.ganttchart.com

55. Методические указания по устойчивости энергосистем.63. http://www.sms-automation.ru/projects/hydropower/zvk/index.php

56. JI.Д. Криворуцкий, Л.В. Л.В. Массель. Информационная технология исследований развития электроэнергетики — Новосибирск: Наука, 1995. -160с.

57. Лорьер Ж.-Л. Системы искусственного интеллекта Пер. с франц. — М.: Мир, 1991.-568с.

58. Алиев P.A., Абдикеев Н.М., Шахназаров М.М. Производственные системы с искусственным интеллектом. -М: Радио и связь, 1990 — 264с.

59. Будущее искусственного интеллекта. М: Наука, 1991. - 302с.

60. Интеллектуальные проблемы и их моделирование //под ред. Е.П. Велихова, A.B. Чернавского. М: Наука, 1987. - 397с.

61. Макаров A.A., Кононов Ю.Д., Криворуцкий Л.Д, и др. Модели развития энергетики и согласование их решений. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1984-198с.

62. Мелентьев Н.А, Системы исследования в энергетике. Элементы теории, направления развития. -М.: Наука, 1979. — 415с.

63. Уотермен Д. Руководство по экспертным системам: Пер. с англ. -М.: Мир, 1989. 388с.

64. Экспертные системы и анализ данных //под. ред. Ю.А. Воронина — Новосибирск: ВЦ СО АН ССР, 1988. 137с.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.